CN113246745A - 一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法及新能源半挂车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法及新能源半挂车，所述辅助驱动控制方法由半挂车的整车控制器根据获取的车辆行驶信息，判断车辆所述的工况状态，再通过驱动开关、电机转速控制器和驱动电机，实现驱动电机对半挂车的辅助驱动，与牵引车上的动力形成配合，共同完成对整车的驱动；所述新能源半挂车上的电动驱动系统采用所述的控制方法。本发明可以与牵引车的动力进行配合，完成对整车的驱动，以改善半挂车在恶劣工况下的行驶效率，并增加整个货车的续航能力。

Description

一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法及新能源半挂车
技术领域
本发明属于新能源运输车辆领域，具体涉及一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法及新能源半挂车。
背景技术
目前，我国在运输单体超长超重货物时，大多都使用重型多轴半挂车，由重型牵引车通过牵引销连接重型多轴半挂车。半挂车一般是三轴半挂车，其种类分为十一米仓栏半挂车，十三米仓栏，低平板半挂车等好多种类。但是，因为半挂车自身没有动力装置无法驱动，会在一些极端恶劣条件或大角度爬坡时由于整体车身的重心变化导致滑转率变大，从而降低半挂车的正常行驶效率，这会大大降低多轴半挂车的越野性能和机动性，无法克服崎岖山路和陡坡。
纯电动半挂车具有清洁环保的特点，也符合国家节能减排的要求，现有的大型货车只是在前面的牵引车上设有动力源，如果在半挂车上也配备电动驱动装置则可以改善货车在恶劣工况下的行驶效率，同时挂车装备电动驱动装置也可增加货车的续航能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法及新能源半挂车，在半挂车上设置电动驱动系统，可以与牵引车的动力进行配合，完成对整车的驱动，以改善半挂车在恶劣工况下的行驶效率，并增加整个货车的续航能力。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法，包括如下步骤：
第一步，半挂车车轮上的转速传感器采集车轮转速，并将车轮转速信息传输给半挂车上的整车控制器，当车轮转速进入设置区间时，由整车控制器通过驱动开关启动半挂车上的驱动电机空转，并由电机控制器调整驱动电机的转速；
第二步，由整车控制器根据接收到的牵引车的车轮转速数据判断整车是否处于静止状态，当整车处于静止状态时，整车控制器进一步根据接收的信号判断驻车制动是否打开且油门开度是否大于30%，若是，则整车控制器根据半挂车的车轮转速换算成驱动电机的转速，否则返回第一步；当整车处于非静止状态时，整车控制器进一步判断牵引车发动机转速是否大于900rpm且牵引车滑转率是否大于5%，若是，则整车控制器根据半挂车的车轮转速换算成驱动电机的转速，否则返回判断整车是否处于静止状态；
第三步，当整车控制器接收到倒挡信号时，控制电磁继电器吸合，使驱动电机与半挂车的传动系统接通，然后根据反馈的牵引车滑转率通过电机控制器发出信号，使驱动电机倒转，实现半挂车的后退，电机控制器根据滑转率的变化，实时调节驱动电机转速；若没有接收到倒挡信号，整车控制器控制电磁继电器吸合，使驱动电机与半挂车的传动系统接通，然后根据反馈的牵引车滑转率通过电机控制器发出信号，使驱动电机正转，实现半挂车的前进，电机控制器根据滑转率的变化，实时调节驱动电机转速；
第四步，当整车控制器接收到制动信号时，断开电磁继电器，使驱动电机处于空转状态；当无制动信号时，整车控制器检测之前的辅助驱动命令是否有效，若辅助驱动命令失效，则立即断开电磁继电器，若辅助驱动命令没有失效，且满足以下三种情况的任意一种时，立即断开电磁继电器：（1）根据半挂车从动轮转速换算车速，车速大于20KM/h，且半挂车驱动轮滑转率接近零；（2）监测到驱动电机转速小于1000rpm；（3）牵引车滑转率小于5%，且牵引力反向；
第五步，当出现上一步的三种情况的任一种时，断开电磁继电器后延时5秒，接着重复第一步到第四步进行新一轮逻辑判断，当确认上一轮判断无误时停止驱动电机结束逻辑判断，否则返回第二步。
第一步中，当车轮转速小于50rpm时，整车控制器命令电机控制器启动半挂车上的驱动电机空转，并调整驱动电机的转速为1000rpm。
所述半挂车上设有动力源保护箱和电池保护箱，动力源保护箱内设有驱动电机、整车控制器、驱动开关和电机转速控制器；电池保护箱内设有蓄电池；动力源保护箱和电池保护箱上均设有接线口。
半挂车驱动车轮安装转速传感器，牵引车驱动轮安装转速传感器。
半挂车和牵引车之间安装有牵引力传感器。
牵引车油门踏板处安装有位置传感器。
整车控制器从制动灯和刹车灯处获取制动信号和倒挡信号。
一种新能源半挂车，设有电动驱动系统，电动驱动系统采用所述的辅助驱动控制方法与牵引车配合完成整车的驱动。
本发明的有益效果是：本发明提供的辅助驱动控制方法，可以实现设置在半挂车上的电动驱动系统与牵引车上的传统动力驱动进行配合，使得整车能够获得克服恶劣车况的能力，如大坡度或长距离的爬坡、下坡，雨雪天等泥泞路面的行驶，提高通过效率和安全性，并可以增加整车的续航里程。
附图说明
图1为本发明所述半挂车的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明所述辅助驱动控制方法的原理图；
图中标记：1、牵引销，2、控制线，3、螺栓，4、车架，5、动力源保护箱，6、保护箱门锁，7、电池保护箱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
参照附图1、2所示，一种新能源半挂车，包括牵引销1，控制线2，螺栓3，车架4，动力源保护箱5，保护箱门锁6和电池保护箱7。半挂车的车架4通过牵引销1与牵引车相连接，半挂内部车架采用螺栓3固定，控制线2与牵引车相连，负责传输车辆行驶信息和控制，半挂车可以是三轴或是4～11轴。
所述动力源保护箱5内置有驱动电机、整车控制器、驱动开关和电机转速控制器。整车控制器用于接收各种行驶信息并向驱动开关、电机转速控制器等发送指令；驱动开关根据整车控制器的指令开启或关闭驱动电机；电机转速控制器根据整车控制器的指令对驱动电机的转速、旋向进行调节，实现车辆的前进或后退。
所述电池保护箱7内置有容量为200～265KWh的蓄电池，续航里程可达850～1000公里，电池保护箱7内侧板表层采用热固性塑料SMC复合材料，这种材料具有质量轻、耐腐蚀、抗疲劳性能好等优点，可以有效提高车辆行驶过程中电池保护箱7的安全性和稳定性。同时在动力源保护箱5和电池保护箱7外侧设置保护箱门锁6，提高车辆的防盗性。
为了实现对半挂车的辅助驱动，半挂车驱动车轮安装转速传感器，牵引车驱动轮安装转速传感器；牵引车和半挂车之间安装有牵引力传感器；牵引车油门踏板处安装有位置传感器。各个传感器均与整车控制器信号连接，以将车辆的实时行驶信息发送给整车控制器。
所述动力源保护箱5、电池保护箱7和上述各种传感器就构成了新能源半挂车的电动驱动系统，通过电动驱动系统的辅助驱动，与牵引车的驱动形成配合，共同提高整个车辆的安全性。下面结合图3，对该电动驱动系统的辅助驱动控制方法加以说明。
所述辅助驱动控制方法由半挂车的整车控制器根据获取的车辆行驶信息，判断车辆所述的工况状态，再通过驱动开关、电机转速控制器和驱动电机，实现驱动电机对半挂车的辅助驱动，与牵引车上的动力形成配合，共同完成对整车的驱动，具体包括如下步骤：
第一步，半挂车车轮上的转速传感器采集车轮转速，并将车轮转速信息传输给半挂车上的整车控制器，当车轮转速小于50rpm时，由整车控制器通过驱动开关启动半挂车上的驱动电机空转，并由电机控制器调整驱动电机的转速为1000rpm；
第二步，由整车控制器根据接收到的牵引车的车轮转速数据判断整车是否处于静止状态，当整车处于静止状态时，整车控制器进一步根据接收的信号判断驻车制动是否打开且油门开度是否大于30%，若是，则整车控制器根据半挂车的车轮转速换算成驱动电机的转速，否则返回第一步；当整车处于非静止状态时，整车控制器进一步判断牵引车发动机转速是否大于900rpm且牵引车滑转率是否大于5%（此时车辆可能处于打滑或牵引车动力不足等不能满足当前工况所需动力的状态），若是，则整车控制器根据半挂车的车轮转速换算成驱动电机的转速，否则返回判断整车是否处于静止状态；
第三步，当整车控制器接收到倒挡信号时，控制电磁继电器吸合，使驱动电机处于接通状态，即驱动电机与半挂车的传动系统接通，然后根据反馈的牵引车滑转率通过电机控制器发出信号，使驱动电机倒转，实现半挂车的后退，电机控制器根据滑转率的变化，实时调节驱动电机转速；若没有接收到倒挡信号，整车控制器控制电磁继电器吸合，使驱动电机与半挂车的传动系统接通，然后根据反馈的牵引车滑转率通过电机控制器发出信号，使驱动电机正转，实现半挂车的前进，电机控制器根据滑转率的变化，实时调节驱动电机转速；
第四步，当整车控制器接收到制动信号时，断开电磁继电器，使驱动电机处于空转状态；当无制动信号时，整车控制器检测之前的辅助驱动命令是否有效，若辅助驱动命令失效，则立即断开电磁继电器，若辅助驱动命令没有失效，且满足以下三种情况的任意一种时，立即断开电磁继电器：（1）根据半挂车从动轮转速换算车速，车速大于20KM/h，且半挂车驱动轮滑转率接近零；（2）监测到驱动电机转速小于1000rpm；（3）牵引车滑转率小于5%，且牵引力反向；
第五步，当出现上一步的三种情况的任一种时，断开电磁继电器后延时5秒，接着重复第一步到第四步进行新一轮逻辑判断，当确认上一轮判断无误时停止驱动电机结束逻辑判断，否则返回第二步。
其中，整车控制器可以通过有线连接的方式从制动灯和刹车灯处获取制动信号和倒挡信号。
进一步的，为了便于驾驶员能够手动开启半挂车上的驱动电机，在牵引车驾驶室还设有用于强制启动半挂车上驱动电机的强制启动开关，强制启动开关通过有线或无线的方式与电机控制器信号连接。
上述方法中，由于驱动电机和半挂车传动系统的传动比是固定的，因此可以根据该传动比，将车轮转速换算成驱动电机的转速。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，半挂车车轮上的转速传感器采集车轮转速，并将车轮转速信息传输给半挂车上的整车控制器，当车轮转速进入设置区间时，由整车控制器通过驱动开关启动半挂车上的驱动电机空转，并由电机控制器调整驱动电机的转速；
第二步，由整车控制器根据接收到的牵引车的车轮转速数据判断整车是否处于静止状态，当整车处于静止状态时，整车控制器进一步根据接收的信号判断驻车制动是否打开且油门开度是否大于30%，若是，则整车控制器根据半挂车的车轮转速换算成驱动电机的转速，否则返回第一步；当整车处于非静止状态时，整车控制器进一步判断牵引车发动机转速是否大于900rpm且牵引车滑转率是否大于5%，若是，则整车控制器根据半挂车的车轮转速换算成驱动电机的转速，否则返回判断整车是否处于静止状态；
第三步，当整车控制器接收到倒挡信号时，控制电磁继电器吸合，使驱动电机与半挂车的传动系统接通，然后根据反馈的牵引车滑转率通过电机控制器发出信号，使驱动电机倒转，实现半挂车的后退，电机控制器根据滑转率的变化，实时调节驱动电机转速；若没有接收到倒挡信号，整车控制器控制电磁继电器吸合，使驱动电机与半挂车的传动系统接通，然后根据反馈的牵引车滑转率通过电机控制器发出信号，使驱动电机正转，实现半挂车的前进，电机控制器根据滑转率的变化，实时调节驱动电机转速；
第四步，当整车控制器接收到制动信号时，断开电磁继电器，使驱动电机处于空转状态；当无制动信号时，整车控制器检测之前的辅助驱动命令是否有效，若辅助驱动命令失效，则立即断开电磁继电器，若辅助驱动命令没有失效，且满足以下三种情况的任意一种时，立即断开电磁继电器：（1）根据半挂车从动轮转速换算车速，车速大于20KM/h，且半挂车驱动轮滑转率接近零；（2）监测到驱动电机转速小于1000rpm；（3）牵引车滑转率小于5%，且牵引力反向；
第五步，当出现上一步的三种情况的任一种时，断开电磁继电器后延时5秒，接着重复第一步到第四步进行新一轮逻辑判断，当确认上一轮判断无误时停止驱动电机结束逻辑判断，否则返回第二步。
2.根据权利要求1所述的一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法，其特征在于，第一步中，当车轮转速小于50rpm时，整车控制器命令电机控制器启动半挂车上的驱动电机空转，并调整驱动电机的转速为1000rpm。
3.根据权利要求1所述的一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法，其特征在于，所述半挂车上设有动力源保护箱和电池保护箱，动力源保护箱内设有驱动电机、整车控制器、驱动开关和电机转速控制器；电池保护箱内设有蓄电池；动力源保护箱和电池保护箱上均设有接线口。
4.根据权利要求1所述的一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法，其特征在于，半挂车驱动车轮安装转速传感器，牵引车驱动轮安装转速传感器。
5.根据权利要求1所述的一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法，其特征在于，半挂车和牵引车之间安装有牵引力传感器。
6.根据权利要求1所述的一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法，其特征在于，牵引车油门踏板处安装有位置传感器。
7.根据权利要求1所述的一种新能源半挂车的辅助驱动控制方法，其特征在于，整车控制器从制动灯和刹车灯处获取制动信号和倒挡信号。
8.一种新能源半挂车，其特征在于：所述半挂车设有电动驱动系统，电动驱动系统采用如权利要求1~7任一项所述的辅助驱动控制方法与牵引车配合完成整车的驱动。
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