本發(fā)明涉及礦用車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種礦用車制動(dòng)控制方法、裝置以及故障保護(hù)方法和裝置。

背景技術(shù)：

礦用車輛（如礦用電動(dòng)輪自卸車）作為一種大型礦山開發(fā)工程機(jī)械，已廣泛應(yīng)用于各種礦山現(xiàn)場(chǎng)中。由于車輛處于礦山現(xiàn)場(chǎng)中，運(yùn)行環(huán)境非常惡劣，經(jīng)常需要長(zhǎng)時(shí)間不間斷作業(yè)，且礦山道路環(huán)境復(fù)雜多變，造成車輛振動(dòng)激烈，極易發(fā)生車輛故障，因而安全、有效的制動(dòng)控制機(jī)制對(duì)于礦用車輛尤為重要。

CAN（Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò)）最初是由德國(guó)的博世公司為汽車監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，現(xiàn)代汽車越來(lái)越多地采用電子裝置控制，如發(fā)動(dòng)機(jī)的定時(shí)、注油控制，加速、剎車控制(ASC)及復(fù)雜的抗鎖定剎車系統(tǒng)(ABS)等。大型礦用車輛作為特種車輛，牽引系統(tǒng)通常采用CAN通信總線作為數(shù)據(jù)傳輸通道。CAN通信總線為整車數(shù)據(jù)傳輸，承擔(dān)整車控制數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息傳輸，而通信總線容易受到牽引系統(tǒng)中大電壓、強(qiáng)電流干擾，礦用車輛振動(dòng)環(huán)境惡劣，因而容易造成通信故障。當(dāng)車輛牽引系統(tǒng)故障時(shí)設(shè)備會(huì)失去控制，若不能及時(shí)監(jiān)測(cè)到該故障而執(zhí)行有效的制動(dòng)，非常容易造成礦山人員及設(shè)備事故。目前礦用車輛在發(fā)生通信故障情況下，由于駕駛車輛司機(jī)對(duì)牽引系統(tǒng)失去控制，通常只能采用機(jī)械制動(dòng)方式停車；而采用機(jī)械制動(dòng)的方式，尤其是車輛高速運(yùn)行時(shí)，礦用車輛載重和自重巨大，極易造成制動(dòng)盤燒毀情況，影響整車及設(shè)備安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能夠適用于礦用車輛，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)且實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單、制動(dòng)過(guò)程安全可靠的礦用車制動(dòng)控制方法、裝置，以及能夠監(jiān)測(cè)礦用車輛牽引系統(tǒng)故障，并及時(shí)執(zhí)行安全有效制動(dòng)的故障保護(hù)方法和裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種礦用車制動(dòng)控制方法，所述制動(dòng)控制方法包括：調(diào)節(jié)牽引系統(tǒng)中柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速至非零的指定轉(zhuǎn)速值；控制牽引系統(tǒng)中勵(lì)磁控制器進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，并調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓至柴油機(jī)為所述指定轉(zhuǎn)速值時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓；以及控制傳動(dòng)控制單元實(shí)時(shí)根據(jù)牽引電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行電制動(dòng)。

作為本發(fā)明制動(dòng)控制方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行電制動(dòng)的具體步驟包括：

控制傳動(dòng)控制單元實(shí)時(shí)采集牽引電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速；

根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的最大制動(dòng)功率計(jì)算牽引電機(jī)當(dāng)前輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并控制傳動(dòng)控制單元輸出所述最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩給牽引電機(jī)以執(zhí)行電制動(dòng)，直至牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于預(yù)設(shè)值。

作為本發(fā)明制動(dòng)控制方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩具體按照以下公式計(jì)算得到；

T_out=9550*P*η/2*N

其中T_out為最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，P為最大制動(dòng)功率，η為牽引系統(tǒng)效率，N為牽引電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。

作為本發(fā)明制動(dòng)控制方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述指定轉(zhuǎn)速值為能夠保證制動(dòng)過(guò)程中牽引系統(tǒng)的通風(fēng)冷卻能力時(shí)所對(duì)應(yīng)的柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速值；

作為本發(fā)明制動(dòng)控制方法的進(jìn)一步改進(jìn)：所述指定轉(zhuǎn)速值為1400rpm；所述柴油機(jī)為指定轉(zhuǎn)速值時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓為1300V。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一種礦用車牽引系統(tǒng)故障保護(hù)方法，所述故障保護(hù)方法包括：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)，若監(jiān)測(cè)到通信發(fā)生故障，按照上述制動(dòng)控制方法執(zhí)行制動(dòng)。

作為本發(fā)明故障保護(hù)方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述故障保護(hù)方法具體通過(guò)牽引系統(tǒng)中主控制器分別與勵(lì)磁控制器、傳動(dòng)控制單元以及柴油機(jī)之間的CAN總線通信狀態(tài)監(jiān)測(cè)牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)。

作為本發(fā)明制動(dòng)控制方法的進(jìn)一步改進(jìn)，通過(guò)牽引系統(tǒng)中CAN總線通信狀態(tài)監(jiān)測(cè)牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)的具體步驟包括：控制牽引系統(tǒng)中主控制器分別向勵(lì)磁控制器、傳動(dòng)控制單元每間隔指定時(shí)間發(fā)送一個(gè)自增長(zhǎng)的生命信號(hào)值，根據(jù)勵(lì)磁控制器、傳動(dòng)控制單元接收到的生命信號(hào)值，以及主控制器接收到柴油機(jī)的反饋頻率油門信號(hào)判斷牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)。

一種礦用車制動(dòng)控制裝置，包括：

柴油機(jī)制動(dòng)控制模塊，用于調(diào)節(jié)牽引系統(tǒng)中柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速至指定轉(zhuǎn)速值；

勵(lì)磁控制器制動(dòng)控制模塊，用于控制牽引系統(tǒng)中勵(lì)磁控制器進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，并調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓至柴油機(jī)為所述指定轉(zhuǎn)速值時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓；

以及牽引電機(jī)制動(dòng)控制模塊，用于控制傳動(dòng)控制單元實(shí)時(shí)根據(jù)牽引電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行電制動(dòng)。

作為本發(fā)明制動(dòng)控制裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，所述牽引電機(jī)制動(dòng)控制模塊包括：

轉(zhuǎn)速采集控制單元，用于控制傳動(dòng)控制單元實(shí)時(shí)采集牽引電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速；

制動(dòng)控制單元，用于由采集到的當(dāng)前轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的最大制動(dòng)功率計(jì)算牽引電機(jī)當(dāng)前輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并控制傳動(dòng)控制單元輸出所述最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩給牽引電機(jī)以執(zhí)行電制動(dòng)，直至牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于預(yù)設(shè)值。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一種礦用車牽引系統(tǒng)故障保護(hù)裝置，包括牽引系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)模塊以及上述制動(dòng)控制裝置，所述牽引系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)，若監(jiān)測(cè)到通信發(fā)生故障，啟動(dòng)所述制動(dòng)控制裝置執(zhí)行制動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制動(dòng)控制方法、裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：

1）本發(fā)明基于礦用車輛的實(shí)際工況，對(duì)礦用車輛執(zhí)行制動(dòng)控制時(shí)，將柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至非零轉(zhuǎn)速值，使得能夠?qū)Σ裼蜋C(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速保護(hù)，且柴油機(jī)能夠經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)散熱風(fēng)機(jī)，對(duì)整車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行有效散熱，同時(shí)結(jié)合對(duì)勵(lì)磁控制器以及傳動(dòng)控制單元的控制實(shí)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)速對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行電制動(dòng)，能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)速變化調(diào)整制動(dòng)過(guò)程，與傳統(tǒng)的直接制動(dòng)停止車輛相比，制動(dòng)過(guò)程安全、穩(wěn)定且環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，最大程度保證了礦用車輛制動(dòng)過(guò)程中車輛設(shè)備以及人員的安全；

2）本發(fā)明制動(dòng)控制時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)采集牽引電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，由當(dāng)前轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的最大制動(dòng)功率計(jì)算出電機(jī)當(dāng)前輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，再按照當(dāng)前電機(jī)輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩制動(dòng)牽引電機(jī)，能夠?qū)恳姍C(jī)實(shí)現(xiàn)基于最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的自適應(yīng)制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)高效率的電機(jī)制動(dòng)；

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明故障保護(hù)方法、裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：

1）本發(fā)明故障保護(hù)基于礦用車輛的運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦用車輛中牽引系統(tǒng)的故障狀態(tài)，以及監(jiān)測(cè)到牽引系統(tǒng)故障時(shí)針對(duì)故障處理問(wèn)題，分別對(duì)柴油機(jī)、勵(lì)磁控制器以及傳動(dòng)控制單元執(zhí)行制動(dòng)控制保護(hù)，從而能夠在牽引系統(tǒng)通信故障時(shí)及時(shí)執(zhí)行安全、有效的制動(dòng)，提高了礦用車輛運(yùn)行的安全可靠性；

2）本發(fā)明故障保護(hù)在監(jiān)測(cè)到牽引系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，將柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至非零轉(zhuǎn)速值，能夠在牽引系統(tǒng)故障時(shí)對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速保護(hù)，且保證對(duì)整車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行有效散熱，同時(shí)結(jié)合勵(lì)磁控制器以及傳動(dòng)控制單元的制動(dòng)控制以實(shí)時(shí)根據(jù)牽引電機(jī)轉(zhuǎn)速執(zhí)行電制動(dòng)保護(hù)，保證牽引系統(tǒng)故障時(shí)車輛中設(shè)備及人員安全；

3）本發(fā)明故障保護(hù)進(jìn)一步通過(guò)牽引系統(tǒng)中CAN總線發(fā)送自增長(zhǎng)的生命信號(hào)值，由勵(lì)磁控制器、傳動(dòng)控制單元根據(jù)接收的生命信號(hào)值，以及主控制器根據(jù)柴油機(jī)的反饋頻率油門信號(hào)來(lái)判斷牽引系統(tǒng)的故障狀態(tài)，有效結(jié)合了礦用車輛牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單有效。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)施例礦用車制動(dòng)控制方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖。

圖2是礦用車輛牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖3是本實(shí)施例中對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行制動(dòng)的具體實(shí)現(xiàn)流程示意圖。

圖4是本實(shí)施例礦用車牽引系統(tǒng)故障保護(hù)方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖。

圖5是本實(shí)施例中牽引系統(tǒng)故障時(shí)傳動(dòng)控制單元執(zhí)行制動(dòng)控制的具體實(shí)現(xiàn)流程示意圖。

圖6是本實(shí)施例中判斷牽引系統(tǒng)通信故障的具體實(shí)現(xiàn)流程示意圖。

圖7是本實(shí)施例礦用車制動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實(shí)施礦用車牽引系統(tǒng)故障保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實(shí)施例礦用車制動(dòng)控制方法包括：調(diào)節(jié)目標(biāo)礦用車輛的牽引系統(tǒng)中柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速至非零的指定轉(zhuǎn)速值；控制牽引系統(tǒng)中勵(lì)磁控制器進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，并調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓至柴油機(jī)為指定轉(zhuǎn)速值時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓；以及控制傳動(dòng)控制單元實(shí)時(shí)根據(jù)牽引電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行電制動(dòng)，直至目標(biāo)礦用車輛自動(dòng)停車。

如圖2所示，礦用車輛的牽引系統(tǒng)包括主控制器(ACU)、勵(lì)磁控制器(ECU)、傳動(dòng)控制單元（DCU）、柴油機(jī)（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）、發(fā)電機(jī)（主發(fā)電機(jī)）、整流模塊、直流濾波環(huán)節(jié)、逆變模塊及牽引電機(jī)，其中主控制器(ACU)為柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)及牽引變流器整車控制，勵(lì)磁控制器(ECU) 根據(jù)主控制器指令調(diào)節(jié)主發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓，傳動(dòng)控制單元（DCU）根據(jù)主控制器指令控制牽引變流器輸出電流、電壓及轉(zhuǎn)矩等信號(hào)，同時(shí)采集牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)作為閉環(huán)控制量；柴油機(jī)為整車提供動(dòng)力來(lái)源，發(fā)電機(jī)將柴油機(jī)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，牽引逆變器則執(zhí)行交-直-交變換得到可控的交流變頻電源驅(qū)動(dòng)兩個(gè)牽引電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)礦用車輛行駛。

本實(shí)施例針對(duì)礦用車輛在實(shí)際工況中復(fù)雜多變的工作及路況等運(yùn)行環(huán)境，對(duì)礦用車輛執(zhí)行制動(dòng)控制時(shí)，將柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至一個(gè)非零的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速值，使得能夠?qū)Σ裼蜋C(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速保護(hù)，且柴油機(jī)又能經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)散熱風(fēng)機(jī)，對(duì)整車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行有效散熱，同時(shí)結(jié)合對(duì)勵(lì)磁控制器以及傳動(dòng)控制單元的控制實(shí)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)速對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行電制動(dòng)，能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)速變化調(diào)整制動(dòng)過(guò)程，與傳統(tǒng)的直接制動(dòng)停止車輛相比，制動(dòng)過(guò)程安全、穩(wěn)定且環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，最大程度保證了礦用車輛制動(dòng)過(guò)程中車輛設(shè)備以及人員的安全。

本實(shí)施例中，對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行電制動(dòng)的具體步驟包括：

控制傳動(dòng)控制單元實(shí)時(shí)采集牽引電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速；

根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的最大制動(dòng)功率計(jì)算牽引電機(jī)當(dāng)前輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并控制傳動(dòng)控制單元輸出最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩給牽引電機(jī)以執(zhí)行電制動(dòng)，直至牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于預(yù)設(shè)值。

如圖3所示，本實(shí)施例對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行電制動(dòng)時(shí)，具體通過(guò)傳動(dòng)控制單元（DCU）實(shí)時(shí)采集牽引電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速N，根據(jù)電機(jī)特性由當(dāng)前轉(zhuǎn)速可以得到當(dāng)前電機(jī)的最大制動(dòng)功率P，根據(jù)當(dāng)前最大制動(dòng)功率P計(jì)算出當(dāng)前電機(jī)輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T_out；傳動(dòng)控制單元（DCU）通過(guò)逆變模塊輸出T_out大小的轉(zhuǎn)矩牽引電機(jī)，使得牽引電機(jī)在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作用下逐漸減速，直至牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于預(yù)設(shè)值（本實(shí)施例具體取30rpm），傳動(dòng)控制單元（DCU）停止輸出轉(zhuǎn)矩給牽引電機(jī)，牽引電機(jī)停機(jī)完成制動(dòng)控制。

本實(shí)施例對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行電制動(dòng)時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)采集牽引電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，由當(dāng)前轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的最大制動(dòng)功率計(jì)算出電機(jī)當(dāng)前輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，再按照當(dāng)前電機(jī)輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩制動(dòng)電機(jī)，能夠基于最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引電機(jī)的自適應(yīng)制動(dòng)，且制動(dòng)效率高。

本實(shí)施例中，最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩具體按照以下公式計(jì)算得到；

T_out=9550*P*η/2*N

其中T_out為最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，P為最大制動(dòng)功率，η為牽引系統(tǒng)效率，N為牽引電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。

由上式，實(shí)時(shí)采集到牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速后即可計(jì)算得到電機(jī)當(dāng)前輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)時(shí)由最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩給控制電機(jī)制動(dòng)。

本實(shí)施例中，指定轉(zhuǎn)速值為能夠保證制動(dòng)過(guò)程中牽引系統(tǒng)的通風(fēng)冷卻能力時(shí)所對(duì)應(yīng)的柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速值，具體可根據(jù)牽引系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、牽引電機(jī)的溫度進(jìn)行取值，使得能夠?qū)Σ裼蜋C(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速保護(hù)的同時(shí)保證牽引系統(tǒng)中通風(fēng)冷卻能力，以結(jié)合對(duì)勵(lì)磁控制器以及傳動(dòng)控制單元的制動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)安全停車，從而確保制動(dòng)時(shí)車輛中設(shè)備及人員安全。本實(shí)施例指定轉(zhuǎn)速值具體取為1400rpm，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為1400 rpm時(shí)能夠增加牽引系統(tǒng)中通風(fēng)冷卻能力；相應(yīng)的，柴油機(jī)指定轉(zhuǎn)速值所對(duì)應(yīng)的電壓為1300V，即控制勵(lì)磁控制器調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓至1300V。

如圖4所示，本實(shí)施例礦用車牽引系統(tǒng)故障保護(hù)方法包括：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)，若監(jiān)測(cè)到通信發(fā)生故障，按照上述制動(dòng)控制方法執(zhí)行制動(dòng)?；诘V用車輛的運(yùn)行環(huán)境，本實(shí)施例采用上述故障保護(hù)方法能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)礦用車輛中牽引系統(tǒng)的故障狀態(tài)，同時(shí)針對(duì)牽引系統(tǒng)通信故障時(shí)故障處理問(wèn)題，分別對(duì)柴油機(jī)、勵(lì)磁控制器以及傳動(dòng)控制單元執(zhí)行上述制動(dòng)控制，從而能夠在牽引系統(tǒng)通信故障時(shí)自動(dòng)執(zhí)行安全、有效的制動(dòng)，將柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至非零轉(zhuǎn)速值、控制勵(lì)磁控制器制動(dòng)以及調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出相應(yīng)電壓，同時(shí)實(shí)時(shí)根據(jù)牽引電機(jī)轉(zhuǎn)速執(zhí)行電制動(dòng)，提高礦用車輛運(yùn)行的安全可靠性。

如圖5所示，當(dāng)監(jiān)測(cè)到車輛牽引系統(tǒng)通信發(fā)生故障時(shí)，控制傳動(dòng)控制單元（DCU）對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行制動(dòng)；制動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)根據(jù)牽引電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速計(jì)算當(dāng)前輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，控制逆變器輸出最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小的轉(zhuǎn)矩至牽引電機(jī)，若牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速在制動(dòng)作用下降至30rpm，則停止輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩完成制動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)牽引系統(tǒng)故障時(shí)車輛安全停車。

本實(shí)施例中，故障保護(hù)方法具體通過(guò)牽引系統(tǒng)中主控制器分別與勵(lì)磁控制器、傳動(dòng)控制單元以及柴油機(jī)之間的CAN總線通信狀態(tài)監(jiān)測(cè)牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)。如圖2所示，礦用車輛牽引系統(tǒng)中通過(guò)CAN通信時(shí)，由主控制器(ACU)設(shè)置兩路CAN通信接口，一路連接到柴油機(jī)控制，調(diào)節(jié)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速及監(jiān)控柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)（柴油機(jī)轉(zhuǎn)速也可以通過(guò)頻率油門或電壓、電流油門方式進(jìn)行調(diào)節(jié)）；另外一路控制勵(lì)磁控制器(ECU)和傳動(dòng)控制單元（DCU），分別控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓及牽引變流器的輸出轉(zhuǎn)矩信號(hào)，達(dá)到控制整個(gè)牽引系統(tǒng)的目的。牽引系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)生通信故障，即為主控制器(ACU)與勵(lì)磁控制器(ECU)、傳動(dòng)控制單元（DCU）、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之間CAN通信發(fā)生中斷或者故障，因而通過(guò)主控制器與勵(lì)磁控制器、傳動(dòng)控制單元以及柴油機(jī)之間的CAN總線通信狀態(tài)可監(jiān)測(cè)得到牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)。

本實(shí)施例中，通過(guò)牽引系統(tǒng)中CAN總線通信狀態(tài)監(jiān)測(cè)牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)的具體步驟包括：控制牽引系統(tǒng)中主控制器分別向勵(lì)磁控制器、傳動(dòng)控制單元每間隔指定時(shí)間發(fā)送一個(gè)自增長(zhǎng)的生命信號(hào)值，根據(jù)勵(lì)磁控制器、傳動(dòng)控制單元接收到的生命信號(hào)值，以及主控制器接收到柴油機(jī)的反饋油門信號(hào)判斷牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)。

本實(shí)施例通過(guò)主控制器向勵(lì)磁控制器和傳動(dòng)控制單元每間隔指定時(shí)間發(fā)送一個(gè)自增長(zhǎng)的生命信號(hào)值，勵(lì)磁控制器、傳動(dòng)控制單元實(shí)時(shí)接收主控制器發(fā)送的生命信號(hào)值，并分別判斷所接收到的生命信號(hào)值的狀態(tài)，如果勵(lì)磁控制器或傳動(dòng)控制單元判斷到連續(xù)在預(yù)設(shè)周期數(shù)內(nèi)所接收到的生命信號(hào)值均相同，則判定牽引系統(tǒng)中主控制器與勵(lì)磁控制器或傳動(dòng)控制單元之間通信發(fā)生故障，否則繼續(xù)執(zhí)行監(jiān)測(cè)；主控制器同時(shí)接收柴油機(jī)發(fā)送的反饋油門信號(hào)，根據(jù)接收到的反饋油門信號(hào)判斷主控制器與柴油機(jī)之間的通信狀態(tài)。

如圖6所示，本實(shí)施例具體定義一個(gè)累計(jì)計(jì)數(shù)參數(shù)，ECU/ACU每個(gè)周期接收到生命信號(hào)值時(shí)，將本周期接收到的生命信號(hào)值與上一個(gè)通信周期接收到的生命信號(hào)值進(jìn)行比較，如果兩個(gè)信號(hào)值相等，則累計(jì)計(jì)數(shù)參數(shù)加1，如果兩個(gè)信號(hào)值不相等判定當(dāng)前通信正常；當(dāng)累計(jì)計(jì)數(shù)參數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)值（本實(shí)施例具體取50）時(shí)，即已經(jīng)有連續(xù)50個(gè)周期的生命信號(hào)值相等，則判定當(dāng)前通信故障。由勵(lì)磁控制器(ECU)2、傳動(dòng)控制單元（DCU）3判斷為與整車控制器通信故障或整車控制器判斷與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之間通信故障。通過(guò)發(fā)送自增的生命信號(hào)來(lái)判斷牽引系統(tǒng)通信故障，判定方法簡(jiǎn)單且有效，有效結(jié)合基于礦用車輛牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

本實(shí)施例在監(jiān)測(cè)到牽引系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，具體控制按照其他非CAN總線通信方式將柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到1400rpm進(jìn)行轉(zhuǎn)速保護(hù)，同時(shí)增加制動(dòng)時(shí)整個(gè)系統(tǒng)通風(fēng)冷卻能力；勵(lì)磁控制器(ECU)進(jìn)入制動(dòng)工作狀態(tài)，并將此時(shí)發(fā)電機(jī)電壓輸出調(diào)節(jié)到柴油機(jī)1400rpm對(duì)應(yīng)的輸出電壓1300V；同時(shí)控制傳動(dòng)控制單元（DCU）根據(jù)當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行自適應(yīng)電制動(dòng)，控制牽引電機(jī)制動(dòng)減速，直至電機(jī)停機(jī)。

如圖7所示，本實(shí)施例礦用車制動(dòng)控制裝置包括：

柴油機(jī)制動(dòng)控制模塊，用于調(diào)節(jié)牽引系統(tǒng)中柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速至指定轉(zhuǎn)速值；

勵(lì)磁控制器制動(dòng)控制模塊，用于控制牽引系統(tǒng)中勵(lì)磁控制器進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，并調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓為柴油機(jī)指定轉(zhuǎn)速值所對(duì)應(yīng)的電壓；

以及牽引電機(jī)制動(dòng)控制模塊，用于控制傳動(dòng)控制單元實(shí)時(shí)按照牽引電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的最大制動(dòng)功率對(duì)牽引電機(jī)執(zhí)行電制動(dòng)。

本實(shí)施例中，牽引電機(jī)制動(dòng)控制模塊包括：

轉(zhuǎn)速采集控制單元，用于控制傳動(dòng)控制單元實(shí)時(shí)采集牽引電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速；

制動(dòng)控制單元，用于由采集到的當(dāng)前轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的最大制動(dòng)功率計(jì)算牽引電機(jī)當(dāng)前輸出的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并控制由傳動(dòng)控制單元輸出最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩給牽引電機(jī)以執(zhí)行電制動(dòng)，直至牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于預(yù)設(shè)值。

如圖8所示 ，本實(shí)施例中礦用車牽引系統(tǒng)故障保護(hù)裝置，包括牽引系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)模塊以及上述制動(dòng)控制裝置，牽引系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引系統(tǒng)的通信狀態(tài)，若監(jiān)測(cè)到通信發(fā)生故障，啟動(dòng)所述制動(dòng)控制裝置執(zhí)行制動(dòng)。

本實(shí)施例中，牽引系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)模塊包括：

生命信號(hào)發(fā)送控制單元，用于分別控制通過(guò)CAN總線由牽引系統(tǒng)中主控制器向勵(lì)磁控制器和傳動(dòng)控制單元、由柴油機(jī)向主控制器每間隔指定時(shí)間發(fā)送一個(gè)自增長(zhǎng)的生命信號(hào)值；

牽引系統(tǒng)故障判斷單元，用于勵(lì)磁控制器、傳動(dòng)控制單元以及主控制器實(shí)時(shí)接收生命信號(hào)值，并分別判斷所接收到的生命信號(hào)值是否連續(xù)在預(yù)設(shè)周期數(shù)內(nèi)均相同，如果判斷到是，則判定牽引系統(tǒng)通信發(fā)生故障，否則繼續(xù)執(zhí)行監(jiān)測(cè)。

為驗(yàn)證本發(fā)明的有效性，在樣機(jī)上對(duì)上述制動(dòng)控制、故障保護(hù)方法進(jìn)行了試制及調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果驗(yàn)證了本發(fā)明具有可行性且運(yùn)行可靠。

上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。