CN103552519B - 一种矿用电动轮自卸车的综合电路保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用电动轮自卸车的综合电路保护方法，分为系统级、液压装置级和变流装置级3个层级对矿用电动轮自卸车进行实时保护，通过整车控制器调用故障库对故障进行分型，根据不同故障类型对故障进行分级、判断故障轻重，并采取相应的保护策略进行处理，对故障进行相应的报警和动作。本发明具有原理简单、可靠性好、性能更优、维修检测更加快捷方便等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及到大吨位矿用电动轮自卸车领域，特指一种适用于大吨位矿用电动轮自卸车的综合电路保护方法。
背景技术
全球范围严峻的能源和环境保护问题，是当今世界各国最为关注的。为了应对迅猛上涨的能源价格降低生产成本，同时为了减少污染排放，全世界都在卡车驱动技术上将以燃油为动力的车辆改造成以电能为动力的车辆。例如我国，目前重型卡车仍以燃油为主，尤其是在露天煤矿使用的重型卡车，不但成本高，而且污染严重。许多煤矿试图改造或改装重型卡车成电力运行模式，在卡车顶部安装受电弓，持续接触空中架线，利用外接电源持续供能行驶。但该方式不但成本高，而且车辆运行时有很大局限性，较难适应矿区工况。
随着国内外大型露天煤矿的规模不断扩大，矿用电动轮自卸车的作用凸显，在同等产量的情况下，大吨位矿用电动轮自卸车可以减少用车数量，提高工作效率和安全性，获得较高的经济效益。目前，大型矿用电动轮自卸车承担着世界上40%煤、90%铁矿的开采运输任务，在年开采量大于1000万吨的露天矿用中被当作首选运输工具。
但是，大吨位矿用电动轮自卸车一直是我国的薄弱环节，而矿用电动轮自卸车的保护系统是整个自卸车的关键部件。目前，国内运行的矿用电动轮自卸车的故障率、维修费用偏高，极大地影响了车辆的运行，维修检测不能方便快捷，其保护系统亟待进一步改进。
现有矿用电动轮自卸车保护方法的技术缺点主要有：
1、故障率、维修费用偏高，影响车辆的运行，维修检测不能方便快捷，保护系统亟待进一步改进。
2、可靠性系统及其子系统的分层过于繁杂，不利于故障的及时有效处理。
3、针对故障分级没有对应的处理措施及其具体实施方式。
4、针对各类故障，可靠性系统和故障分级策略没有有效的结合及系统式的管理。
5、没有对举升拔缸、发动机启动磨损、主电路接地、液压故障、电气故障等实施综合电路保护方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、可靠性好、性能更优、维修检测更加快捷方便的矿用电动轮自卸车的综合电路保护方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种矿用电动轮自卸车的综合电路保护方法，分为系统级、液压装置级和变流装置级3个层级对矿用电动轮自卸车进行实时保护，通过整车控制器调用故障库对故障进行分型，根据不同故障类型对故障进行分级、判断故障轻重，并采取相应的保护策略进行处理，对故障进行相应的报警和动作。
作为本发明的进一步改进：
所述系统级是通过整车控制器ACU实时保护，所述液压装置级是通过故障报警屏实时保护，所述变流装置级是通过驱动控制单元DCU实时保护。
所述液压装置级利用压力开关，通过故障报警屏对液压故障进行实时显示，故障报警屏通过CAN总线将液压系统故障实时反馈给整车控制器ACU。
所述变流装置级是利用故障触点开关，通过驱动控制单元DCU对主电路进行实时保护，控制单元DCU通过CAN总线将主电路故障实时反馈给整车控制器ACU，整车控制器ACU对各类型故障组建故障库，并根据不同的故障等级对故障进行分级保护。
当系统出现故障时，所述系统级通过故障库对故障进行分型及调用，然后根据不同的故障类型对故障进行分级，并进行相应的保护处理，整车控制器根据故障严重性自动对矿用电动轮自卸车进行限速运行或停止对车辆进行驱动。
当系统出现故障时，整车控制器ACU首先判断该故障是否为严重故障；当为严重故障时，整车控制器ACU发出停车制动信号，并通过驱动控制单元DCU封锁变流器触发脉冲；若不是严重故障，整车控制器ACU继续判断该故障是否为中等故障；当为中等故障时，系统通过驱动控制单元DCU封锁变流器触发脉冲，将故障信息送入故障显示装置；若不是中等故障，系统判断该故障为轻故障，系统通过驱动控制单元DCU旁路故障单元，系统降功运行，同时将故障信息送入故障显示装置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的方法可通过故障报警屏对液压系统故障信号进行报警，并通过整车控制器对故障进行分级处理。本发明的方法可以通过分层保护对故障进行实时有效的采集和处理。本发明的方法可通过整车控制器对故障进行分型，根据不同的故障类型对故障进行分级、判断故障轻重，并采取相应的保护策略进行处理，对故障进行相应的报警和动作。
2、本发明的方法可以避免出现现有矿用电动轮自卸车故障率偏高、故障维修困难费用高、可靠性系统繁杂、无故障分级对应策略、无系统式故障管理等方面的缺陷。
3、本发明的方法进一步可有效防止矿用电动轮自卸车出现举升拔缸现象、可有效预润滑发动机起动时的运动部件以防止发动机起动磨损、可实时检测主电路接地故障，并根据故障严重性对故障进行分级处理。
附图说明
图1是本发明方法在具体应用实例中进行分层保护的原理示意图。
图2是本发明方法在具体应用实例中进行分层、分级保护的流程示意图。
图3是本发明方法在具体应用实例中进行分层、分级保护的策略示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明的矿用电动轮自卸车的综合电路保护方法，分为系统级、液压装置级和变流装置级3个层级对矿用电动轮自卸车进行实时保护。该方法通过整车控制器调用故障库对故障进行分型，根据不同故障类型对故障进行分级、判断故障轻重，并采取相应的保护策略进行处理，对故障进行相应的报警和动作。系统级保护包括：监控液压装置故障；监控变流器装置故障；监控发动机故障；监控自动润滑系统故障；监控水位、水温故障；监控油位、油温故障。液压装置级保护包括：举升压力低故障；制动储能器压力低故障；空滤、液滤堵塞故障；电失效故障。变流装置级保护包括：接地故障；IGBT元件故障；发电机过压、过流故障；制动过流、电动机过流故障；发电机、电动机超温故障；直流过压故障。
如图1～图3所示，根据不同的保护对象，本发明的方法将其分为系统级、液压装置级和变流装置级3个层级进行保护。系统级通过整车控制器ACU实时保护，液压装置级通过故障报警屏实时保护，变流装置级通过驱动控制单元DCU实时保护。液压装置级利用相应的压力开关，通过故障报警屏对液压故障进行实时显示，故障报警屏通过CAN总线将液压系统故障实时反馈给整车控制器ACU。变流装置级则是利用故障触点开关，通过驱动控制单元DCU对主电路进行实时保护，DCU通过CAN总线将主电路故障实时反馈给整车控制器ACU，ACU对各类型故障组建故障库，并根据不同的故障等级对故障进行分级保护。
当系统出现故障时，系统级通过故障库对故障进行分型及调用，然后根据不同的故障类型对故障进行分级，并进行相应的保护处理，整车控制器根据故障严重性自动对矿用电动轮自卸车进行限速运行或停止对车辆进行驱动。
本实施例中，具体的故障分级保护策略如下表1所示，具体的分级保护流程如图3中所示。当系统出现故障时，ACU首先判断该故障是否为严重故障；当为严重故障时，ACU发出停车制动信号，并通过驱动控制单元DCU封锁变流器触发脉冲；若不是严重故障，ACU继续判断该故障是否为中等故障；当为中等故障时，系统通过驱动控制单元DCU封锁变流器触发脉冲，将故障信息送入故障显示装置；若不是中等故障，系统判断该故障为轻故障，系统通过驱动控制单元DCU旁路故障单元，系统降功运行，同时将故障信息送入故障显示装置。
表1矿用电动轮自卸车故障分级处理情况表
| 故障分级 | 处理方式 |
| 严重故障 | 发出停车制动信号，并通过驱动控制单元DCU封锁变流器触发脉冲。 |
| 中等故障 | 通过驱动控制单元DCU封锁变流器触发脉冲，将故障信息送入故障显示装置。 |
| 轻故障 | 通过驱动控制单元DCU旁路故障单元，系统降功运行，同时将故障信息送入故障显示装置。 |
在具体应用实例中，本发明的方法可以进一步完善，拓展其应用功能。例如：
1、举升限位保护
在车厢后部和液压举升泵装有举升限位开关，举升限位开关为一常闭触点。当车厢没有举升到位时，举升电磁阀将处于得电状态，车厢处于举升状态；当车厢举升到位后，举升限位开关的常闭触点断开，举升电磁阀处于断电状态，此时不论司机内举升开关停放在“举升”或“保持”位，控制系统都会使举升系统自进入保持状态，防止矿用自卸车出现举升拔缸的现象。
2、发动机预润滑马达延时启动控制
在发动机启动电机侧增设滑油压力开关和预润滑马达延时控制继电器。在发动机启动前，滑油压力开关的常闭触点处于闭合状态，预润滑马达延时控制继电器的常开触点处于断开状态，此时将机油压入发动机主油道，使发动机起动时运动部件表面处于流体动力润滑状态；当发动机各部件润滑充分后，滑油压力开关的常闭触点断开，预润滑马达延时控制继电器的继电线圈得电，从而使启动电机的主电路得电，发动机开始启动。
3、主电路接地检测方法
在主电路直流侧设置2个串联的接地检测分压电阻，矿用自卸车的整车控制器检测2个分压电阻的中点电压。当中点电压为直流电压的一半时，主电路没有接地故障；当中点电压远大于或远小于直流电压的一半时，整车控制器检测到主电路出现接地故障，并根据接地的严重性自动进行限速运行或停止对车辆进行驱动。
4、故障屏报警保护方法
采集液压系统压力故障信号，并将故障信号输入至故障报警屏，故障报警屏自动记录故障，将故障信号通过CAN总线反馈给整车控制器，整车控制器根据故障严重性自动对矿用电动轮自卸车进行限速运行或停止对车辆进行驱动。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种矿用电动轮自卸车的综合电路保护方法，其特征在于，分为系统级、液压装置级和变流装置级3个层级对矿用电动轮自卸车进行实时保护，通过整车控制器ACU调用故障库对故障进行分型，根据不同故障类型对故障进行分级、判断故障轻重，并采取相应的保护策略进行处理，对故障进行相应的报警和动作；所述系统级是通过整车控制器ACU实时保护，所述液压装置级是通过故障报警屏实时保护，所述变流装置级是通过驱动控制单元DCU实时保护；当系统出现故障时，所述系统级通过故障库对故障进行分型及调用，然后根据不同的故障类型对故障进行分级，并进行相应的保护处理，整车控制器根据故障严重性自动对矿用电动轮自卸车进行限速运行或停止对车辆进行驱动；当系统出现故障时，整车控制器ACU首先判断该故障是否为严重故障；当为严重故障时，整车控制器ACU发出停车制动信号，并通过驱动控制单元DCU封锁变流器触发脉冲；若不是严重故障，整车控制器ACU继续判断该故障是否为中等故障；当为中等故障时，系统通过驱动控制单元DCU封锁变流器触发脉冲，将故障信息送入故障显示装置；若不是中等故障，系统判断该故障为轻故障，系统通过驱动控制单元DCU旁路故障单元，系统降功运行，同时将故障信息送入故障显示装置。
2.根据权利要求1所述的矿用电动轮自卸车的综合电路保护方法，其特征在于，所述液压装置级利用压力开关，通过故障报警屏对液压故障进行实时显示，故障报警屏通过CAN总线将液压系统故障实时反馈给整车控制器ACU。
3.根据权利要求1所述的矿用电动轮自卸车的综合电路保护方法，其特征在于，所述变流装置级是利用故障触点开关，通过驱动控制单元DCU对主电路进行实时保护，控制单元DCU通过CAN总线将主电路故障实时反馈给整车控制器ACU，整车控制器ACU对各类型故障组建故障库，并根据不同的故障等级对故障进行分级保护。
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