CN114604221B - 一种电动车辆临停安全系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车辆临停安全系统及其控制方法，通过控制器，监测整机运行状态及所处坡道状态，控制两个制动模块协同作业，提升现有装备临停制动可靠性和安全性，解决在临停工况下车辆制动不足失效溜车等问题。本发明为电动车辆临时停车及带档临时停车提供安全保障，防止出现电制动电机保护时溜车现象。在现有电制动及机械制动上增加状态监测模块，实时监测车辆行驶、制动、临停制动、档位等状态信息。整机控制模块，提供新型控制策略，控制电制动与机械制动间的启停，实现临停时车辆安全，防止溜车。可以利用现有制动系统进行提升，成本小。

Description

一种电动车辆临停安全系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电动车辆临停安全系统及其控制方法，属于电动车控制技术领域。

背景技术

新能源电动工程车辆发展越来越快，如装载机、自卸车、搅拌车等轮式车辆及其改装车，比燃油车其对环境保护具有显著优势，在隧道施工、矿场作业等有限空间应用越来越多。新能源电动工程车辆在使用时，常出现会车等需要临时制动停车工况，尤其是在坡道重载路况下临停，常出现溜车危险，严重影响工作安全。

现有制动系统包括电制动系统、机械制动系统，部分制动系统还设计了辅助制动系统。但是现有制动系统主要是单一制动系统，只针对不同制动方式下的可靠性、安全性技术进行分别设计。

目前，综合制动系统主要是为了节能等经济性目标而设计，无法满足带档坡道临停工况下的安全问题。尤其是，新能源车辆在隧道、矿井等有限空间施工时，其一般行驶在非路面道路上，路面有不同的坡度或坑凹或凸起状态，在相遇车辆或行人等，需要随时临时刹车避让；因临停时间短暂，一般采用立即踩刹车方式，且有时是带档位刹车；因初始车速、车辆载重、路况、路面坡度等不确定，制动力大小和制动系统控制方式不合理，会引起制动不足或失效而溜车现象，带来安全隐患。如何设计出一种满足电动车辆临停安全的制动系统是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电动车辆临停安全系统及其控制方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种电动车辆临停安全系统，包括：整车控制器、临停状态监测模块、制动系统控制器和制动力大小控制模块。

还包括：

机械制动模块和电制动模块。

所述制动系统控制器分别与机械制动模块和电制动模块相连接。

所述临停状态监测模块用于采集车辆当前状态，所述车辆当前状态包括：当前速度信息、当前档位信息、当前载重信息、所处坡道信息、溜车状态信息和打滑状态信息，传输至整车控制器。

所述整车控制器用于根据车辆当前状态确定制动器方案和制动力大小，并将制动器方案发送给制动系统控制器，将制动力大小发送给制动力大小控制模块。

所述制动力大小控制模块根据整车控制器发送的制动力大小计算出相关制动参数，并将相关制动参数发送给制动系统控制器。

所述制动系统控制器根据整车控制器发送的制动器方案选择车辆的制动模块，并根据制动力大小控制模块发送的相关制动参数，控制相关的车辆的制动模块，所述车辆的制动模块包括：机械制动模块和电制动模块。

作为优选方案，还包括：

车辆行驶速度传感器、车辆行驶档位传感器、车辆载重传感器、车辆上坡和下坡判定装置、打滑传感装置、溜车传感装置、机械制动模块和电制动模块。

所述车辆行驶速度传感器、车辆行驶档位传感器、车辆载重传感器、车辆上坡和下坡判定装置、打滑传感装置和溜车传感装置与临停状态监测模块相连接。

所述车辆行驶速度传感器用于检测车辆的当前速度信息。

所述车辆行驶档位传感器用于检测车辆的当前档位信息。

所述车辆载重传感器用于检测车辆的当前载重信息。

所述车辆上坡和下坡判定装置用于检测车辆所处坡道信息。

所述打滑传感装置用于检测车辆的打滑状态信息。

所述溜车传感装置用于检测车辆的溜车状态信息。

所述电制动模块用于控制电机反转实现车辆制动。

所述机械制动模块用于控制机械制动系统实现车辆制动，所述机械制动系统采用气制动、液压制动等多种方式。

第二方面，本发明提供一种电动车辆临停安全系统的控制方法，包括如下步骤：

当整车控制器接收到车辆处理临时停车信息时，根据从临停状态监测模块接收到的车辆当前速度信息、车辆载重信息、车辆档位信息和上坡或下坡状态信息，确定制动力大小与制动方案。

制动系统控制器根据制动方案启动电制动模块，并根据制动力大小对应的相关制动参数选用电机参数，并设置制动时间，进行电机反转制动。

当制动时间达到工作时间限值时，若车辆还是处于临停状态中，则制动系统控制器启动机械制动模块，并根据制动力大小对应的相关制动参数控制机械制动系统进行制动，同时停止电制动模块。

当整车控制器接收到车辆开始行驶信息时，解除机械制动状态，控制车辆恢复到正常行驶状态。

作为优选方案，所述工作时间限值采用电机自保护时间值与预测临停时间之间取小者。

作为优选方案，整车控制器实时获取临停状态监测模块发送的打滑状态信息、溜车状态信息，并根据打滑状态信息、溜车状态信息调整制动力大小，将调整后的制动力大小发送给制动力大小控制模块，制动力大小控制模块根据调整后的制动力大小计算出相关制动参数，并将相关制动参数发送给制动系统控制器对车辆制动进行自适应控制。

作为优选方案，通过当前以及10-15S前的当前速度信息、当前档位信息、当前载重信息和所处坡道信息判断车辆为临停或带档临停。

作为优选方案，当电机反转制动时，电机发电为电池充电。

作为优选方案，所述机械制动模块还包括机械制动电控启停开关，用于通过控制机械制动电控启停开关实现车辆机械制动。

作为优选方案，还包括，当车辆在进行临停制动时，临停状态监测模块监测到打滑状态信息、溜车状态信息时，整车控制器启动辅助制动或启动警示预警装置。

有益效果：本发明提供的一种电动车辆临停安全系统及其控制方法，通过控制器，监测整机运行状态及所处坡道状态，控制两个制动模块协同作业，提升现有装备临停制动可靠性和安全性 ，解决在临停工况下车辆制动不足失效溜车等问题。其优点如下：

（1）为电动车辆临时停车及带档临时停车提供安全保障，防止出现电制动电机保护时溜车现象。

（2）在现有电制动及机械制动上增加状态监测模块，实时监测车辆行驶、制动、临停制动、档位等状态信息。

（3）整机控制模块，提供新型控制策略，控制电制动与机械制动间的启停，实现临停时车辆安全，防止溜车。

（4）可以利用现有制动系统进行提升，成本小。

附图说明

图1为本发明电动车辆临停安全系统的结构示意图。

图2为本发明控制方法流程示意图。

图3为制动模式控制流程示意图。

图4为制动力大小控制流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明提供一种电动车辆临停安全系统，包括：整车控制器、临停状态监测模块、制动系统控制器和制动力大小控制模块。

还包括：

车辆行驶速度传感器、车辆行驶档位传感器、车辆载重传感器、车辆上坡和下坡判定装置、打滑传感装置、溜车传感装置、机械制动模块和电制动模块。

所述车辆行驶速度传感器、车辆行驶档位传感器、车辆载重传感器、车辆上坡和下坡判定装置、打滑传感装置和溜车传感装置与临停状态监测模块相连接。所述制动系统控制器分别与机械制动模块和电制动模块相连接。

所述临停状态监测模块用于采集车辆当前状态，所述车辆当前状态包括：当前速度信息、当前档位信息、当前载重信息、所处坡道信息、溜车状态信息和打滑状态信息，传输至整车控制器。

所述整车控制器用于根据车辆当前状态确定制动器方案和制动力大小，并将制动器方案发送给制动系统控制器，将制动力大小发送给制动力大小控制模块。

所述制动力大小控制模块根据整车控制器发送的制动力大小计算出相关制动参数，并将相关制动参数发送给制动系统控制器。

所述制动系统控制器根据整车控制器发送的制动器方案选择车辆的制动模块，并根据制动力大小控制模块发送的相关制动参数，控制相关的车辆的制动模块，所述车辆的制动模块包括：机械制动模块和电制动模块。

所述车辆行驶速度传感器用于检测车辆的当前速度信息。

所述车辆行驶档位传感器用于检测车辆的当前档位信息。

所述车辆载重传感器用于检测车辆的当前载重信息。

所述车辆上坡和下坡判定装置用于检测车辆所处坡道信息。

所述打滑传感装置用于检测车辆的打滑状态信息。

所述溜车传感装置用于检测车辆的溜车状态信息。

所述电制动模块用于控制电机反转实现车辆制动。

所述机械制动模块用于控制机械制动系统实现车辆制动，所述机械制动系统采用气制动、液压制动等多种方式。

如图2-4所示，本发明提供一种电动车辆临停安全系统的控制方法，包括如下步骤：

当整车控制器接收到车辆处理临时停车信息时，根据从临停状态监测模块接收到的车辆当前速度信息、车辆载重信息、车辆档位信息和上坡或下坡状态信息，确定制动力大小与制动方案。

制动系统控制器根据制动方案启动电制动模块，并根据制动力大小对应的相关制动参数选用电机参数，并设置制动时间，进行电机反转制动。

当制动时间达到工作时间限值时，若车辆还是处于临停状态中，则制动系统控制器启动机械制动模块，并根据制动力大小对应的相关制动参数控制机械制动系统进行制动，同时停止电制动模块。

当整车控制器接收到车辆开始行驶信息时，解除机械制动状态，控制车辆恢复到正常行驶状态。

优选的，所述工作时间限值采用电机自保护时间值与预测临停时间之间取小者。

优选的，整车控制器实时获取临停状态监测模块发送的打滑状态信息、溜车状态信息，并根据打滑状态信息、溜车状态信息调整制动力大小，将调整后的制动力大小发送给制动力大小控制模块，制动力大小控制模块根据调整后的制动力大小计算出相关制动参数，并将相关制动参数发送给制动系统控制器对车辆制动进行自适应控制。

优选的，通过当前以及10-15S前的当前速度信息、当前档位信息、当前载重信息和所处坡道信息判断车辆为临停或带档临停。

优选的，当电机反转制动时，电机发电为电池充电。

优选的，所述机械制动模块还包括机械制动电控启停开关，用于通过控制机械制动电控启停开关实现车辆机械制动。

优选的，还包括，当车辆在进行临停制动时，临停状态监测模块监测到打滑状态信息、溜车状态信息时，整车控制器启动辅助制动或启动警示预警装置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种电动车辆临停安全系统的控制方法，其特征在于：

所述电动车辆临停安全系统，包括：整车控制器、临停状态监测模块、制动系统控制器和制动力大小控制模块；机械制动模块和电制动模块；所述制动系统控制器分别与机械制动模块和电制动模块相连接；

所述临停状态监测模块用于采集车辆当前状态，所述车辆当前状态包括：当前速度信息、当前档位信息、当前载重信息、所处坡道信息、溜车状态信息和打滑状态信息，传输至整车控制器；

所述整车控制器用于根据车辆当前状态确定制动器方案和制动力大小，并将制动器方案发送给制动系统控制器，将制动力大小发送给制动力大小控制模块；

所述制动力大小控制模块根据整车控制器发送的制动力大小计算出相关制动参数，并将相关制动参数发送给制动系统控制器；

所述制动系统控制器根据整车控制器发送的制动器方案选择车辆的制动模块，并根据制动力大小控制模块发送的相关制动参数，控制相关的车辆的制动模块，所述车辆的制动模块包括：机械制动模块和电制动模块；

还包括：

车辆行驶速度传感器、车辆行驶档位传感器、车辆载重传感器、车辆上坡和下坡判定装置、打滑传感装置、溜车传感装置；

所述车辆行驶速度传感器、车辆行驶档位传感器、车辆载重传感器、车辆上坡和下坡判定装置、打滑传感装置和溜车传感装置与临停状态监测模块相连接；

所述车辆行驶速度传感器用于检测车辆的当前速度信息；所述车辆行驶档位传感器用于检测车辆的当前档位信息；所述车辆载重传感器用于检测车辆的当前载重信息；所述车辆上坡和下坡判定装置用于检测车辆所处坡道信息；所述打滑传感装置用于检测车辆的打滑状态信息；所述溜车传感装置用于检测车辆的溜车状态信息；

所述电制动模块用于控制电机反转实现车辆制动；所述机械制动模块用于控制机械制动系统实现车辆制动，所述机械制动系统采用气制动、液压制动；

所述控制方法，包括如下步骤：

当整车控制器接收到车辆处理临时停车信息时，根据从临停状态监测模块接收到的车辆当前速度信息、车辆载重信息、车辆档位信息和上坡或下坡状态信息，确定制动力大小与制动方案；

制动系统控制器根据制动方案启动电制动模块，并根据制动力大小对应的相关制动参数选用电机参数，并设置制动时间，进行电机反转制动；

当制动时间达到工作时间限值时，若车辆还是处于临停状态中，则制动系统控制器启动机械制动模块，并根据制动力大小控制机械制动系统进行制动，同时停止电制动模块；

当整车控制器接收到车辆开始行驶信息时，解除机械制动状态，控制车辆恢复到正常行驶状态；

所述工作时间限值采用电机自保护时间值与预测临停时间之间取小者；

整车控制器实时获取临停状态监测模块发送的打滑状态信息、溜车状态信息，并根据打滑状态信息、溜车状态信息调整制动力大小，将调整后的制动力大小发送给制动力大小控制模块，制动力大小控制模块根据调整后的制动力大小计算出相关制动参数，并将相关制动参数发送给制动系统控制器对车辆制动进行自适应控制；

通过当前以及10-15S前的当前速度信息、当前档位信息、当前载重信息和所处坡道信息判断车辆为临停或带档临停；

当电机反转制动时，电机发电为电池充电；

所述机械制动模块还包括机械制动电控启停开关，用于通过控制机械制动电控启停开关实现车辆机械制动；

还包括，当车辆在进行临停制动时，临停状态监测模块监测到打滑状态信息、溜车状态信息时，整车控制器启动辅助制动或启动警示预警装置。