本申请属于车辆底盘轮边电驱动传动系统技术领域，具体涉及一种车辆驻车控制设备以及用于车辆驻车的安全保护装置。
背景技术：
轮边电驱动机构是电驱动底盘关键的传动机构，连接实际车轮，是车辆驻车控制设备中的最终执行机构，要求结构紧凑、可靠性高。液压系统是轮边电驱动机构功能实现的基础，决定轮边电驱动机构驻车、散热、润滑等功能。液压系统的工作状态的好坏也影响轮边电驱动机构安全、可靠工作。
目前业内对轮边电驱动机构的改进多侧重于驱动机构结构设计、布局等，未见侧重轮边电驱动机构安全保护方面的研究成果。
技术实现要素：
为提高车辆驻车控制设备的安全性，本实用新型提出了一种车辆驻车控制设备以及用于车辆驻车的安全保护装置，通过在整车控制器与轮边电驱动机构之间设置安全保护装置，很好的满足了轮边电驱动机构控制、状态监测、故障诊断等工作需求，同时就近采集轮边电驱动机构多种运行信号，并转换为CAN总线信息发送至整车控制器，大大提高了轮边电驱动机构的运行安全性，进而提高车辆驻车控制设备的安全性。
实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种车辆驻车控制设备，包括整车控制器、硬线信号传输线和一个以上轮边电驱动机构，所述轮边电驱动机构至少包括油泵、电磁阀和行程开关，所述油泵与所述电磁阀通过管路连通，还包括安全保护装置，所述安全保护装置连接于所述整车控制器与所述轮边电驱动机构之间；
所述安全保护装置包括微处理器、第一信号调理电路、油泵驱动电路、第二信号调理电路、阀驱动电路和一个以上开关检测电路，其中：
所述微处理器与所述整车控制器信息交互；
所述开关检测电路的输入端口连接所述行程开关、输出端口连接所述微处理器；
所述第一信号调理电路的输入端口连接所述硬线信号传输线、输出端口连接所述微处理器；
所述油泵驱动电路的输入端口与所述微处理器电连接、输出端口连接所述油泵；
所述第二信号调理电路的输入端口连接所述硬线信号传输线、输出端口连接所述微处理器；
所述阀驱动电路的输入端口与所述微处理器电连接、输出端口连接所述电磁阀。
优选的，所述安全保护装置还包括油泵冗余控制电路，所述油泵冗余控制电路的第一输入端口连接所述硬线信号传输线、第二输入端口连接所述微处理器、输出端口连接所述油泵驱动电路。
优选的，所述安全保护装置还包括阀冗余控制电路，所述阀冗余控制电路的第一输入端口连接所述硬线信号传输线、第二输入端口连接所述微处理器、输出端口连接所述阀驱动电路。
优选的，所述轮边电驱动机构还包括储油装置、缸体、活塞、制动部件和复位部件，所述储油装置和所述油泵通过管道连通构成主油路，所述电磁阀和所述缸体通过管道连通构成驻车制动油路，所述驻车制动油路连接所述主油路，所述活塞的一端设置于所述缸体内、另一端与所述制动部件连接，所述复位部件位于所述制动部件的一侧并且与所述制动部件连接，所述行程开关连接所述制动部件。
优选的，所述轮边电驱动机构还包括润滑油路和散热油路，所述润滑油路和所述散热油路均连接所述主油路，所述驻车制动油路、所述润滑油路和所述散热油路均为所述主油路的支路，3条支路并联。
优选的，所述轮边电驱动机构还包括第一压力开关和第二压力开关，所述第一压力开关设置在所述润滑油路上，所述第二压力开关设置在所述散热油路上。
优选的，所述开关检测电路的数量不小于所述车辆驻车控制设备的行程开关和压力开关的总数，所述第一压力开关和所述第二压力开关均通过所述开关检测电路连接所述微处理器。
优选的，所述轮边电驱动机构还包括油温传感器；所述安全保护装置还包括油温检测电路，所述油温传感器接入所述油温检测电路，所述油温检测电路的输出端口连接所述微处理器。
优选的，所述微处理器通过CAN总线与所述整车控制器连接。
本实用新型还提供了一种用于车辆驻车的安全保护装置，所述安全保护装置包括微处理器、第一信号调理电路、油泵驱动电路、第二信号调理电路、阀驱动电路和一个以上开关检测电路，其中：
所述第一信号调理电路连接所述微处理器的第一输入端口；
所述油泵驱动电路与所述微处理器的第一输出端口电连接；
所述第二信号调理电路连接所述微处理器的第二输入端口；
所述阀驱动电路与所述微处理器的第二输出端口电连接；
所述各开关检测电路分别连接所述微处理器的其他输入端口。
由上述技术方案可知，本实用新型提供的车辆驻车控制设备，在整车控制器与轮边电驱动机构之间设置安全保护装置，用于提高车辆驻车动作的准确性和驻车设备的安全性。针对车辆驻车时产生的信号和执行动作，该安全保护装置设计了对应的功能电路，通过第一、第二信号调理电路将车辆驻车时的产生的高电平信号调理成微处理器可接收的低电平信号，通过开关检测电路检测车辆驻车时各开关器件是否准确动作，通过油泵驱动电路可向执行驻车或驻车解除动作的油泵发出动作信号，通过阀驱动电路可向执行驻车或驻车解除动作的电磁阀发出动作信号，上述各功能电路均连接微处理器，微处理器接收各功能电路传输的信号并作出准确的指令，发送至油泵驱动电路和阀驱动电路。
本实用新型的车辆驻车控制设备可以精准完成发送驻车指令至执行驻车动作这一整个驻车过程，整车控制器用于将驾驶员的操作转化为电信号指令，轮边电驱动机构用于执行驻车动作，由安全保护装置实现整车控制器与轮边电驱动机构的信号传递，其中微处理器接收整车控制器发送的驻车信息总线信号以及信号调理电路发送的驻车信息硬线信号，通过阀驱动电路实现电磁阀通断控制，进而实现轮边电驱动机构驻车、驻车解除功能；微处理器通过接收开关检测电路的信号可以监测车辆驻车时各开关器件是否准确动作，并将故障报警信息传输至整车控制器，提高轮边电驱动机构工作的可靠性和安全性。
相比于目前车辆驻车控制设备由整车控制器直接控制轮边电驱动机构，由于整车控制器仅处理电学信号，与液压系统尚未建立充分的联系，存在轮边电驱动机构误动作的隐患，本实用新型提供的安全保护装置有效地建立起了现有车辆驻车控制设备电控部分与液压部分之间的联系，使得油泵、电磁阀等液压元件精准执行整车控制器发出的驻车命令，提高车辆驻车动作的准确性，并且车辆驻车控制设备的安全性也得到大幅提升。
附图说明
图1为本实用新型实施例中车辆驻车控制设备的结构框图；
图2为本实用新型实施例中轮边电驱动机构的液压工作原理图；
图3为本实用新型实施例中安全保护装置的结构框图；
图4为本实用新型实施例中开关检测电路的电路图；
图5为本实用新型实施例中油温检测电路的电路图；
图6为本实用新型实施例中冗余控制电路的电路图。
附图标记说明：1-储油装置；2-精滤器；3-油泵；4-电磁阀；5-缸体；6-活塞；7-制动部件；8-复位部件；9-行程开关；10-第一压力开关；11-第二压力开关；12-润滑油路；13- 散热油路。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
在整车设计中，4轮车辆最少采用双驱动，即其中两个车轮直接驱动，因此整车中至少设置两套轮边电驱动机构，本实用新型实施例提供的车辆驻车控制设备，是针对整车所有轮边电驱动机构驻车控制、安全监测等要求而设计，以整车前轮双驱动为例，参见图1，本实用新型实施例提供的车辆驻车控制设备，包括整车控制器、硬线信号传输线、安全保护装置和2个轮边电驱动机构，该安全保护装置连接于整车控制器与轮边电驱动机构之间，为轮边电驱动机构提供驻车状态监测、轮边电驱动机构系统油压状态监测、轮边电驱动机构系统油温状态监测、驻车功能控制、润滑功能控制、散热功能控制等，并且通过CAN总线向车辆的整车控制器提供报警信息。
轮边电驱动机构为车辆驻车的末级执行机构，参见图2，该轮边电驱动机构包括：储油装置1、精滤器2、油泵3、电磁阀4、缸体5、活塞6、制动部件7、复位部件8、行程开关9、第一压力开关10、第二压力开关11、润滑油路12和散热油路13，其中：
储油装置1、精滤器2和油泵3通过管道连通构成主油路，电磁阀4和缸体5通过管道连通构成驻车制动油路，驻车制动油路、润滑油路12和散热油路13构成主油路的3条支路，3条支路并联，各轮边电驱动机构均配置有各自的缸体5、活塞6、制动部件7、复位部件8和行程开关9，主油路、润滑油路12和散热油路13为共用油路，在润滑油路以及散热油路上均安装了压力开关10、11，实时监测上述两条支路的油压；轮边电驱动机构还设置了油温传感器，检测油路的油温。
如图2所述，活塞6的一端设置于缸体5内、另一端与制动部件7连接，在液压作用下活塞6推动制动部件7移动，实现驻车解除；制动部件7为制动盘，在驻车时压紧车轮轮毂；复位部件8为回位弹簧，该回位弹簧为压簧，设置在制动盘的一侧，回位弹簧的一端连接制动部件7、另一端固定在车辆的固定组件上，驻车时制动盘在回位弹簧的作用下压紧轮毂；行程开关9通过一传递运动的杆件与制动部件连接，该杆件一端连接制动部件、另一端连接行程开关9，将制动部件的动作与行程开关的通、断状态联系起来。
上述轮边电驱动机构的工作原理为：主油路中，油泵3工作时储油装置1中油液经精滤器2过滤后送入液压管路，液压管路3支路并联，第一支路为驻车制动油路，第二支路为润滑油路12，第三支路为散热油路13。
驻车时，电磁阀4未工作，缸体5内无油压，在回位弹簧作用下制动盘压紧，实现轮边电驱动机构制动功能，同时在回位弹簧作用下带动行程开关9断开。
驻车解除时，电磁阀4工作，油泵3提供油液进入缸体5中，在系统液压作用下，推动活塞6克服回位弹簧的压缩力向图示右侧(压缩回位弹簧的方向)移动，使得制动盘松开，实现轮边电驱动机构驻车解除，同时行程开关9接通。
安全保护装置建立车辆驻车控制设备中电控部分与液压元件之间的联系，参见图3，安全保护装置具体包括：微处理器、开关检测电路、油温检测电路、第一信号调理电路、油泵冗余控制电路、油泵驱动电路、第二信号调理电路、阀冗余控制电路和阀驱动电路。
微处理器通过CAN总线接入车辆的整车控制器，接收整车发送的驻车信息总线信号，通过阀驱动电路实现电磁阀通断控制，进而实现轮边电驱动机构驻车、驻车解除功能。
开关检测电路用于采集开关信号，其具体数量视实际需要而定，开关检测电路可采集行程开关、压力开关等开关器件的信号，本实施例中微处理器上共连接有4个开关检测电路，4个开关检测电路分别连接左、右行程开关(对应两个轮边电驱动机构)以及第一、第二压力开关，各开关检测电路相同，均为图4所示开关检测电路，开关信号由开关检测电路in端口输入，开关检测电路out端口连接微处理器的I/O端口；微处理器采集左、右行程开关接通、断开状态，并将行程开关状态通过CAN总线传输至整车控制器；微处理器结合接收到的驻车信息、采集到的驻车开关信号，对驻车开关状态进行故障诊断；微处理器采集润滑油路、散热油路压力开关状态，并将压力开关状态通过CAN总线传输至整车控制器，两个压力开关互为冗余。
油温检测电路如图5所示，油温传感器BT直接接入油温检测电路中，油温检测电路的输出端口连接微处理器的AD端口；微处理器采集油温参数，油温超过设定阈值时，则认为轮边电驱动机构过温故障，并将报警信息通过CAN总线传输至整车控制器。
第一信号调理电路的输入端口连接硬线信号传输线、输出端口连接微处理器，第一信号调理电路接收硬线信号传输线传输的整车电源信号，将24V整车电源信号调制成0～5V 微处理器可处理信号，微处理器采集整车电源硬线信号，并结合前述压力开关信号状态诊断轮边电驱动机构液压系统工作是否正常。
第二信号调理电路的输入端口连接硬线信号传输线、输出端口连接微处理器，第二信号调理电路接收硬线信号传输线传输的整车驻车信号，将整车驻车信号调制成0或4.5V微处理器可识别电平信号，微处理器通过第二信号调理电路采集整车驻车信号，同时接收车辆的整车控制器通过CAN总线传输的整车驻车总线信号。
油泵驱动电路连接油泵，接收油泵控制信号，驱动油泵停止或工作，实现轮边电驱动机构驻车或驻车解除功能。
阀驱动电路连接电磁阀，接收驻车控制信号，驱动电磁阀关闭或开启，实现轮边电驱动机构驻车或驻车解除功能。
油泵冗余控制电路与阀冗余控制电路相同，均为图6所示冗余控制电路，冗余控制电路具有两个输入端口in_1、in_2和一个输出端口out，输入端口in_1连接硬线信号传输线，接收硬线信号传输线传输的整车驻车信号或整车电源信号，输入端口in_2连接微处理器，接收微处理器发送的驻车控制信号或油泵控制信号，输出端口out连接阀驱动电路或油泵驱动电路。整车中一般配置多根导线，用于硬线信号的传输，如电源信号、驻车信号、开关信号等。冗余控制电路的设置使得油泵控制、驻车控制实现总线信号控制与硬线信号控制相互冗余，可靠性高，即使微处理器出现异常，也能保证油泵、电磁阀的正常工作。
实际操作中，上述实施例中各电路与微处理器的具体连接关系为：左行程开关检测电路连接至微处理器IO_1引脚，右行程开关检测电路连接至微处理器IO_2引脚，润滑油路压力开关检测电路连接至微处理器IO_3引脚，散热油路压力开关检测电路连接至微处理器 IO_4引脚，第二信号调理电路(整车驻车信号检测线路)连接至微处理器IO_5引脚；油温检测电路连接至微处理器AD_1引脚，第一信号调理电路(整车电源检测线路)连接至微处理器AD_2引脚；微处理器输出引脚OUTPUT1连接至油泵冗余控制电路、微处理器输出引脚OUTPUT2连接至阀冗余控制电路。
相比于目前车辆驻车控制设备由整车控制器直接控制轮边电驱动机构，由于整车控制器仅处理电学信号，与液压系统尚未建立充分的联系，存在轮边电驱动机构误动作的隐患，本实用新型提供的安全保护装置有效地建立起了现有车辆驻车控制设备电控部分与液压部分之间的联系，该车辆驻车控制设备通过设置安全保护装置，能够为轮边电驱动机构的油泵提供驱动电源，为轮边电驱动机构的电磁阀提供开关信号，为车辆轮边电驱动机构提供驻车、驻车解除、润滑、散热控制功能；该安全保护装置具备完善故障诊断功能，能够实时监测轮边电驱动机构油温、油压、驻车状态，并提供报警信息。
针对现有的车辆驻车控制设备中，整车控制器与轮边电驱动机构通过导线传输各种传感器检测信号(硬线信号)，造成线束过多、系统复杂等弊端，也影响了轮边电驱动机构的安全性。上述实施例提供的车辆驻车控制设备，将轮边电驱动工作状态及故障诊断信息通过CAN总线传输，所有控制指令及信号信息均通过CAN总线传输，克服了现有轮边电驱动机构线束过多、系统复杂等弊端，有利于系统集成。
上述实施例的安全保护装置中，微处理器可以通过CAN总线接收整车电源信号、整车驻车信号状态信息(总线信号)，同时也通过两个信号调理电路采集整车电源信号、整车驻车信号信息(硬线信号)，保证了微处理器输出的油泵控制信号、驻车控制信号的可靠性。通过两个冗余控制电路，即使微处理器出现异常，也能保证油泵、电磁阀的正常工作。
上述车辆驻车控制设备具体工作过程如下：
(1)整车行驶过程中，微处理器通过第一信号调理电路实时采集整车电源信号，同时接收整车控制器通过CAN总线传输的整车电源信号信息，整车电源高于给定电压值V1时，油泵控制信号有效，油泵正常工作；整车电源低于给定电压值V1时，油泵控制信号无效，油泵不工作，微处理器诊断为系统电压低故障，并通过CAN总线将故障信息传输至整车控制器。
(2)需要驻车时，驾驶员通过整车控制器发出驻车指令，微处理器接收整车控制器通过 CAN总线传输的驻车指令，同时采集整车驻车信号(硬线信号)，接收到整车驻车信号CAN 总线信息或整车驻车信号(导线传输)，驻车信号有效，驻车控制信号有效，电磁阀不工作，缸体内无油压，在回位弹簧作用下制动盘压紧，实现轮边电驱动机构驻车功能，同时在回位弹簧的作用下，左、右行程开关断开。
驻车解除时，驻车控制信号无效，电磁阀工作，缸体内充油，活塞克服弹簧力运动，制动盘松开，同时行程开关接通。
微处理器采集左右行程开关状态，系统油泵工作正常(油泵无故障)且驻车信号有效，行程开关断开则其工作正常，否则行程开关故障。故障信息通过CAN总线将故障信息传输至整车控制器。
(3)整车行驶过程中，微处理器实时采集油温信号，温度上下限分别为TL、TH，超出给定温度上下值诊断为油温传感器线路故障；当油温超出给定温度值T1(T1介于TL与 TH之间)时，诊断为温度高故障。故障信息通过CAN总线传输至整车控制器。
(4)整车行驶过程中，微处理器实时采集润滑油路压力开关、散热油路压力开关信号，两者互为冗余。当整车电源正常、两个压力开关均闭合，诊断为油泵系统故障；当整车电源正常，其中一个压力开关闭合，另一个压力开关断开，则诊断为断开的压力开关故障。故障信息通过CAN总线传输至整车控制器。
上述内容以车辆驻车控制设备为例对安全保护装置的结构、使用方法进行了详细介绍，但是本实用新型提供的安全保护装置的应用不局限于上述实施例所示范例，对于任何以电信号发送指令、以液压元件执行驻车动作的车辆，均可使用该安全保护装置，具体内容此处不再赘述。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。