CN220923814U - 纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统，包括：整车控制器、钥匙开关、驻车制动开关、电子换挡器、车速传感器、电机传感器、转向压力传感器、制动压力传感器、控制总线；整车控制器、钥匙开关、驻车制动开关、电子换挡器、车速传感器、电机传感器、转向压力传感器、制动压力传感器、控制总线通过信号线连接控制总线。本实用新型通过分析车辆关键信息来识别车辆运行状态，根据车辆状态灵活、高效地控制油泵电机驱动液压油泵运转。

Description

纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统

技术领域

本实用新型属于纯电动矿用自卸车技术领域，具体涉及一种纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统。

背景技术

目前非公路矿用自卸车的转向、制动、举升功能都是以液压驱动的方式实现的，自卸车的液压系统基本可以分为液压转向系统、液压制动系统、液压举升系统，而液压油泵是液压系统的“心脏”，只有油泵运转起来，液压系统才能正常工作，并且油泵的运转速度影响到车辆转向、制动的敏捷性，货箱举升的快慢，也影响到油液冷却的效率。因此，油泵的启停、运转速度及其稳定性是影响行车安全性能和生产效率的重要因素之一。

近年来，纯电动矿用自卸车被广泛应用，相比传统的燃油矿用自卸车通过发动机直接驱动液压油泵工作的方式，纯电动矿用自卸车则需要通过油泵电机来驱动液压油泵。目前，纯电动矿用自卸车基本都是油泵电机直接驱动转向泵和举升泵的，其油泵电机控制方法基本上是车辆启动后油泵电机就开始定转速运转，并且在货箱举升、下降过程中油泵电机也是以某一定转速运转，直到车辆熄火后油泵电机才停止运转。这种油泵电机的使用方法虽简单有效，但是仍然存在缺陷：在车辆停止且无需转向和制动系统介入时，油泵电机仍在运转，造成电能浪费；油泵电机定转速运转使得无法自主控制货箱的升降速度；油泵电机长期不间断地高速运转会产生噪音污染，影响驾驶员的身心健康。因此，灵活、高效的油泵电机控制方法对纯电动矿用自卸车的安全性、操控性、续航能力及驾驶体验来说都至关重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统，通过分析车辆关键信息来识别车辆运行状态，根据车辆状态灵活、高效地控制油泵电机驱动液压油泵运转。

为达到上述目的，本实用新型使用的技术解决方案是：

纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统，包括：整车控制器、钥匙开关、驻车制动开关、电子换挡器、车速传感器、电机传感器、转向压力传感器、制动压力传感器、控制总线；整车控制器的信号输入端通过信号线连接控制总线；车辆钥匙开关的各个档位通过信号线连接控制总线；驻车制动开关设置有驻车传感器，驻车传感器通过信号线连接控制总线，档位传感器通过信号线连接控制总线；车速传感器设置在轮毂上，车速传感器通过信号线连接控制总线；电机传感器设置在油泵电机上，电机传感器通过信号线连接控制总线；转向压力传感器设置在转向系统的液压油路上，转向压力传感器通过信号线连接控制总线；制动压力传感器设置在制动系统的液压油路上，制动压力传感器通过信号线连接控制总线。

进一步，电子换挡器设置有前进挡、倒挡、空挡以及档位传感器。

进一步，电机传感器、车速传感器为转速传感器，转向压力传感器、制动压力传感器为压力传感器。

进一步，钥匙开关设置有电池端子，并设置有辅助电源通电档位、唤醒档位、启动点火档位、0档，辅助电源通电档位、唤醒档位、启动点火档位、0档分别设置有触点；钥匙开关内部设置有圆弧形的铜导电片，铜导电片连接电池端子。

本实用新型技术效果包括：

相比燃油车通过发动机直接驱动液压油泵工作的方式，本实用新型通过分析车辆关键信息来识别车辆运行状态，根据车辆状态灵活、高效地控制油泵电机驱动液压油泵运转。

1、在车辆运行过程中，能够提供稳定的保证车辆行驶安全性能要求的液压系统需求转速，提高液压系统快速响应能力及车辆安全性；

2、在车辆停稳且需要液压举升泵工作时，能够控制油泵电机转速随油门踏板开度线性变化，使驾驶员可以自主控制货箱举升和下降的速度，提高操控灵活性；

3、在车辆停稳且无需液压油泵工作时，能够控制油泵电机停转，使液压油泵停止工作，减少油泵运转带来的噪音污染，同时达到降低能耗、提升续航的效果。

附图说明

图1是本实用新型中纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统的结构原理图；

图2是本实用新型中纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统的工作流程图；

图3是本实用新型中举升、下降时油泵电机的目标转速与油门踏板开度关系图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1所示，是本实用新型中纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统的结构原理图。

纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统，包括：整车控制器、钥匙开关、驻车制动开关、电子换挡器、车速传感器、电机传感器、转向压力传感器、制动压力传感器、控制总线；整车控制器的信号输入端通过信号线连接控制总线；车辆钥匙开关的各个档位通过信号线连接控制总线；驻车制动开关设置有驻车传感器，驻车传感器通过信号线连接控制总线；电子换挡器设置有前进挡、倒挡、空挡以及档位传感器，档位传感器通过信号线连接控制总线，将档位信息发送给整车控制器；车速传感器设置在轮毂上，将车轮的转速发送给整车控制器，车速传感器通过信号线连接控制总线；电机传感器设置在油泵电机上，将油泵电机的转速发送给整车控制器，电机传感器通过信号线连接控制总线；转向压力传感器设置在转向系统的液压油路上，转向压力传感器通过信号线连接控制总线；制动压力传感器设置在制动系统的液压油路上，制动压力传感器通过信号线连接控制总线。

钥匙开关设置有电池端子(BATTERY端子)，并设置有四个档位：ACC档(辅助电源通电档位)、IGN档(唤醒档位)、START档(启动、点火档位)、0档；钥匙开关用于接通电气元件、启动纯电动矿用自卸车、断电、锁车功能，是一个机械式的旋转开关，内部设置有一个圆弧形的铜导电片，导电片的作用是连通BATTERY端子与ACC档、IGN档、START档的3个触点。

如图2所示，是本实用新型中纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统的工作流程图。

纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统的工作过程如下：

步骤1：车辆处于启动状态，使能油泵电机并且设置电机控制模式为转速控制模式；

步骤S11：整车控制器判断车辆是否已处于启动状态并且整车控制器未发出熄火指令，若是则执行步骤S12，否则执行步骤S13；

步骤S12：使能油泵电机并且设置电机控制模式为转速控制模式；

步骤S13：命令油泵电机停止工作，并且禁能油泵电机。

步骤S2：当驻车制动开关松开、换档器档位是前进档或者换档器档位是倒档，控制油泵电机目标转速为确保车辆安全行驶的液压系统需求转速；

整车控制器需要获取的车辆关键状态信息，至少包括：驻车制动开关状态和电子换档器的档位信息，若系统识别到驻车制动开关已松开，或者换档器档位是前进档或是倒档，则认为驾驶员有行车意图，此时液压油泵需要先运转起来并且达到足够转速使液压系统尽快达到正常运转压力，而行车时油泵电机的转速需要根据液压转向及液压制动系统的流量和响应速度来确定，目标是保证满足车辆的转向、制动、行车等安全性能要求，并控制油泵电机目标转速为上述液压系统需求转速，以保证车辆在运行时液压转向及液压制动系统的快速响应能力。

步骤S21：整车控制器判断驻车制动开关松开、换档器档位是前进档或者换档器档位是倒档；若是则执行步骤S22，否则执行步骤S3。

步骤S22：控制油泵电机目标转速为确保车辆安全行驶的液压系统需求转速。

步骤S3：当车辆已实施驻车制动并且换档器档位为空档，举升手柄档位是举升档或下降档，控制油泵电机目标转速随油门踏板开度线性变化。

步骤S31：整车控制器判断车辆是否已实施驻车制动并且换档器档位为空档，若是则执行步骤S32；否则执行步骤S34；

整车控制器需要获取的车辆关键信息，包括：驻车制动开关信号、驻车制动压力信号、电子换档器的档位信息、车速信息，若整车控制器识别到驻车制动开关已按下且驻车制动压力满足条件，则认为驻车制动已经实施；若系统判定驻车制动已实施，并且识别到换档器档位是空档，则认为驾驶员有停车意图，同时整车控制器还需要判断车速，只有车速低于设定值或者为零时才能判定车辆已停稳。

步骤S32：整车控制器判断举升手柄档位是否为举升档或下降档，若是则执行步骤S33；否则执行步骤S35；

步骤S33：控制油泵电机目标转速随油门踏板开度线性变化；

整车控制器获取举升手柄档位信息，在车辆已经停稳的前提下，若整车控制器识别到举升手柄档位是举升档或是下降档，则认为驾驶员将要进行货箱举升或下降操作，此时液压举升系统需要油泵电机运转驱动举升泵运转来实现举升和下降货箱，系统控制油泵电机转速根据油门踏板开度线性变化。

如图3所示，是本实用新型中举升、下降时油泵电机的目标转速与油门踏板开度关系图。

油泵电机的目标转速可表示为：

Speed_Target＝Speed_DemandMin+P_Acc*(Speed_DemandMax-Speed_DemandMin)。式中：

Speed_Target代表电机目标转速，Speed_DemandMin代表举升、下降货箱时举升系统需求转速最小值，Speed_DemandMax代表举升、下降货箱时举升系统需求转速最大值，P_Acc代表油门踏板开度百分比，驾驶员可以通过控制踏板开度大小来控制举升和下降的速度。例如：当设置Speed_DemandMin≠0时，驾驶员不踩下油门踏板，举升泵会低速运转，举升速度较慢；驾驶员踩油门踏板越深，举升泵运转速度越快，举升速度越快；当设置Speed_DemandMin＝0时，驾驶员不踩下油门踏板，举升泵不运转，货箱停止举升；只有驾驶员踩下油门踏板，举升泵才会运转，货箱才会举升。

步骤S34：油泵电机保持当前状态不变；

若车辆未停稳，油泵电机要继续驱动液压油泵运转，以保证液压转向及液压制动系统应对特殊极端情况的快速响应能力；若整车控制器识别到驻车制动开关已按下但驻车制动压力异常，或者换档器档位既不是前进档也不是倒档也不是空档，则认为车辆发生故障，此时出于安全考虑应使油泵电机保持当前状态不变。

步骤S35：设置油泵电机目标转速为0rpm。

在车辆已经停稳的前提下，若整车控制器识别到举升手柄的档位是浮动档或是保持档，也就是车辆停稳且无需液压油泵工作时，则设置油泵电机目标转速为0rpm，使所有液压油泵停止运转，此策略可减少油泵运转带来的噪音污染，同时达到节能降耗的效果。

本实用新型所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离技术方案的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统，其特征在于，包括：整车控制器、钥匙开关、驻车制动开关、电子换挡器、车速传感器、电机传感器、转向压力传感器、制动压力传感器、控制总线；整车控制器的信号输入端通过信号线连接控制总线；车辆钥匙开关的各个档位通过信号线连接控制总线；驻车制动开关设置有驻车传感器，驻车传感器通过信号线连接控制总线，档位传感器通过信号线连接控制总线；车速传感器设置在轮毂上，车速传感器通过信号线连接控制总线；电机传感器设置在油泵电机上，电机传感器通过信号线连接控制总线；转向压力传感器设置在转向系统的液压油路上，转向压力传感器通过信号线连接控制总线；制动压力传感器设置在制动系统的液压油路上，制动压力传感器通过信号线连接控制总线。

2.如权利要求1所述的纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统，其特征在于，电子换挡器设置有前进挡、倒挡、空挡以及档位传感器。

3.如权利要求1所述的纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统，其特征在于，电机传感器、车速传感器为转速传感器，转向压力传感器、制动压力传感器为压力传感器。

4.如权利要求1所述的纯电动矿用自卸车油泵电机控制系统，其特征在于，钥匙开关设置有电池端子，并设置有辅助电源通电档位、唤醒档位、启动点火档位、0档，辅助电源通电档位、唤醒档位、启动点火档位、0档分别设置有触点；钥匙开关内部设置有圆弧形的铜导电片，铜导电片连接电池端子。