用于自卸车的电驱控制系统和自卸车系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆控制技术领域，具体地说，涉及一种自卸车的电驱动控制系统及对应的自卸车系统。
【背景技术】
[0002]目前，自卸车主要应用于露天矿山、水电工地、港口等作业现场的中短途物料运输，并能够使用在如泥潭、波浪路面等恶劣的作业环境中，适用于狭小的装载和卸载空间以及有急转弯的路面环境下作业。
[0003]但是，现有的自卸车一般采用机械传动或液压机械传动方案。以上这两种传动方案，操作不方便，并且在自卸车的使用后期维护机械部件的成本高。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供了一种应用于自卸车的电驱动控制系统和对应的自卸车系统，用以解决现有的自卸车传动方案操作不方便且使用后期维护机械部件的成本高的问题。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种用于自卸车的电驱控制系统，包括:
[0006]电驱单元，其用于采集自卸车的状态信息并基于所述状态信息和目标状态产生控制指令，所述控制指令包括励磁指令、牵引指令和制动指令；
[0007]励磁单元，其接收所述电驱单元发出的励磁指令，并基于所述励磁指令对实现自卸车的牵引控制或制动控制的控制电压进行调节；
[0008]变流器单元，其接收所述电驱单元发出的牵引指令或制动指令，并基于所述牵引指令和所述控制电压来对自卸车进行牵引控制、或基于所述制动指令和所述控制电压来对自卸车进行制动控制。
[0009]根据本发明的一个实施例，所述系统包括若干个所述变流器单元，
[0010]其中一个变流器单元作为系统变流器单元，所述系统变流器单元基于所述制动指令和所述控制电压控制制动器来对自卸车进行制动控制；
[0011]其余变流器单元作为逆变变流器单元，所述逆变变流器单元基于所述牵引指令和所述控制电压控制逆变器来对自卸车进行牵引控制。
[0012]根据本发明的一个实施例，每个所述逆变变流器单元设有与逆变器一一对应的若干个数字处理器，每个所述数字处理器接收所述电驱单元发送的控制指令并基于该控制指令来控制与该数字处理器对应的逆变器。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述逆变变流器单元之间采用光纤或modbus现场总线通信连接，以使每个逆变变流器单元均能获取与全部逆变变流器单元相关的状态信息并基于该相关的状态信息进行故障诊断。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述逆变变流器单元分别由所述电驱单元单独控制，各个逆变变流器单元之间不进行通信。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述系统包括一个所述变流器单元，其基于所述牵引指令和所述控制电压控制逆变器来对自卸车进行牵引控制，或基于所述制动指令和所述控制电压控制制动器来对自卸车进行制动控制。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述变流器单元设有与逆变器一一对应的若干个数字处理器，每个所述数字处理器接收所述电驱单元发送的控制指令并基于该控制指令来控制与该数字处理器对应的逆变器。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述控制电压由发动机驱动发电机产生，所述发动机通过现场总线与所述电驱单元连接，并接收所述电驱单元发出的转速指令。
[0018]根据本发明的一个实施例，所述系统还包括与所述电驱单元通信连接的显示单元，所述显示单元用以显示自卸车的状态信息并对自卸车设置初始参数。
[0019]根据本发明的另一个方面，还提供了一种自卸车系统，包括如权利要求1所述的电驱控制系统、发电机及用于驱动所述发电机的发动机、逆变器、制动器、牵引电机、减速机和制动电阻，其中，
[0020]所述励磁单元接收所述电驱单元发出的励磁指令以对由发动机驱动的发电机输出的控制电压进行调节，所述发动机的转速由所述电驱单元发送的转速指令控制；
[0021 ] 所述变流器单元基于所述牵引指令和所述控制电压控制所述逆变器，所述逆变器控制所述牵引电机和所述减速机实现对自卸车的牵引控制；
[0022]所述变流器单元基于所述制动指令和所述控制电压实现对所述制动器的控制，所述制动器结合所述制动电阻实现对自卸车的制动控制。
[0023]本发明带来了以下有益效果:
[0024]本发明所述的自卸车电驱控制系统较机械传动方案操作方便，并可降低设备的后期维护成本。同时，本发明采用多个变流器单元并在各个变流器单元中设置多个数字处理器来分别对自控车的牵引部分和制动部分进行控制，从而可以实现对变流器单元的冗余保护和自卸车的轮控、轴控和车控。
[0025]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍:
[0027]图1是根据本发明的一个实施例的电驱控制系统结构图；
[0028]图2是根据本发明的一个实施例的6轮驱动的自卸车的硬件连接示意图；
[0029]图3是根据本发明的一个实施例的电驱控制系统的电路结构图；以及
[0030]图4是根据本发明的一个实施例的自卸车的电驱控制系统通信网络连接图。
【具体实施方式】
[0031]以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0032]如图1所示为根据本发明的一个实施例的电驱控制系统结构图。以下参考图1来对本系统进行详细说明。在以下的各个实施例中以采用一个变流器单元为例来进行说明，但本发明不限于只采用一个变流器单元来对自卸车进行电驱动控制。
[0033]如图1所示，该电驱控制系统包括电驱单元(ACT)、励磁单元(ECT)和变流器单元(DCU) ο其中，电驱单元用于对自卸车进行整体控制。电驱单元采集自卸车的电驱动系统各部分的状态信息，并基于采集到的状态信息和需要的目标状态产生并输出控制指令给对应的各执行部分。
[0034]励磁单元用以对实现自卸车的牵引控制或制动控制的控制电压进行调节。控制电压用于对自卸车的牵引控制或制动控制提供动力电压。该励磁单元与电驱单元通信连接用以接收电驱单元发出的励磁指令，并基于该励磁指令对控制电压进行调节。
[0035]变流器单元用于将控制电压由交流电形式变成直流电形式。该变流器单元与电驱系单元通信连接，用于接收电驱单元发出的牵引指令，并结合控制电压实现对逆变器的控制，进而实现对牵引电机及减速机的控制。牵引电机和减速机用于实现对自卸车的牵引控制。同时该变流器单元还接收电驱单元发出的制动指令，并结合控制电压实现对制动器的控制。制动器结合制动电阻实现对自卸车的制动控制。
[0036]通过以上的电驱单元、变流单元和励磁单元即可实现自卸车的电驱动控制。相对于目前自卸车较多采用的机械传动方案，该电驱控制系统操作方便，并可降低设备的后期维护成本。
[0037]针对目前自卸车采用发动机(通常为柴油机)带动交流发电机产生交流电，该交流电即为所需的控制电压。在本发明的一个实施例中，电驱单元与发动机通信连接，电驱单元基于状态信息和目标状态产生加速指令、减速指令、启动指令或停止指令并发送给发动机，从而对发动机的转速进行控制。同时，发动机将自身的工作状态信息反馈给电驱单元，电驱单元基于该状态信息对发动机的工作状态进行监控。
[0038]同时，电驱单元实时采集发动机的油门信号、制动信号以及各种开关状态信号来对自卸车的电驱动状态进行实时监控。电驱单元采集自卸车的电驱动系统的状态信号和各种目标状态的控制指令，然后将这些信号转化