220吨矿用自卸车控制系统技术方案

一种220吨矿用自卸车控制系统，包括整车控制器ACU、传动控制器DCU和发电机励磁控制器ECU、柴油机控制器CM500、速度里程表，所述整车控制器ACU、传动控制器DCU、发电机励磁控制器ECU、柴油机控制器CM500之间通过CAN总线连接通讯，整车控制器ACU与称重显示器之间RS485通讯；整车控制器ACU接收驾驶室控制台的指令，经过处理后发送给传动控制器DCU、发电机励磁控制器ECU，完成车辆的牵引、制动、前进、后退；自卸车控制系统还包括状态显示系统、信号检测系统、称重系统、柴油机保护系统、液压制动系统、液压举升系统、自诊断系统。各个子系统基于CAN总线的通讯，使整车的控制布线更简单，不容易受电磁干扰，控制系统稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
220吨矿用自卸车控制系统
本专利技术涉及矿用自卸车，尤其是220吨矿用自卸车控制系统。
技术介绍
自卸车控制系统庞大而复杂，尤其是对于大吨位的矿用自卸车。一般的矿用自卸车控制系统包括状态显示系统、信号检测系统、称重系统、柴油机保护系统、液压制动系统、液压举升系统等，这些系统之间通过包括整车控制器ACU、传动控制器DCU和发电机励磁控制器ECU、柴油机控制器CM500相互关联，从而使得自卸车能后平稳的行驶和举升。目前，电动轮自卸车大多采用线束连接，在车辆控制器、显示仪表、各种灯光、电磁阀、传感器等电气设备之间全部采用线束连接，这样整车布线错综复杂，又容易受电磁干扰，影响系统正常运行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种220吨矿用自卸车控制系统，基于CAN总线的通讯，使整车的控制布线更简单，不容易受电磁干扰，控制系统稳定可靠。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种220吨矿用自卸车控制系统，包括整车控制器ACU、传动控制器DCU和发电机励磁控制器ECU、柴油机控制器，所述整车控制器ACU、传动控制器DCU、发电机励磁控制器ECU、柴油机控制器之间通过CAN总线连接通讯；整车控制器ACU接收驾驶室控制台的指令，经过处理后发送给传动控制器DCU、发电机励磁控制器ECU、柴油机控制器，完成车辆的牵引、制动、前进、后退；自卸车控制系统还包括状态显示系统、信号检测系统、柴油机保护系统、液压制动系统、液压举升系统、自诊断系统；状态显示系统，包括设于自卸车驾驶室内与整车控制器ACU通过CAN总线连接的LCD显示屏，通过RS485总线连接的称重显示屏，其显示界面分为：主界面、称重系统、柴油机参数、DCU参数、正常参数、故障履历、输入输出、参数设置，LCD显示屏根据整车控制器ACU发来的信息实时进行数据显示和报警；信号检测系统，包括整车控制器ACU上连接有DC24V电源、变流器工作允许、显示报警器、发电机频率油门、发电机、制动踏板、励磁故障装置、油门踏板、司控器、卡车装卸装置、定速巡航器、点火开关、复位请求装置、泵体状态装置、驻车制动装置、制动缸压力超压装置；发电机励磁控制器ECU上连接有发电机电流信号装置、发电机励磁绕组、发电机温度信号装置，中间电压、发电机输出电压检测器、DC24V电源；传动控制器DCU上分别连接有DC24V电源、外接开关输入器件、励磁故障、变流器故障检测器、IGBT功率模块、温度信号装置、变流器工作允许、速度传感器、逆变输出电流检测器、接地检测器、开关状态装置、电源传感器；整车控制器ACU通过传感器采集油门踏板位置、制动踏板位置、向前、向后、举升、下降、浮动、保持、电制动手柄、发动机启动；整车控制器ACU通过发动机CM500的CAN总线获取包括发动机转速、发动机水温、发动机油压、发动机负荷率、发动机即时油耗信号；整车控制器ACU通过电压传感器获取蓄电池的电压状态；整车控制器ACU通过CAN总线获取牵引逆变器的输入电压、输入电流、车速、牵引逆变器温度、电机温度信号；整车控制器ACU通过CAN总线获取整流器的输出电压、输出电流、温度和发电机温度信号；整车控制器ACU采集液压系统压力传感器或开关信号、温度传感器模拟量信号、举升系统压力开关信号；柴油机保护系统中整车控制器ACU接收到来自油门踏板、制动踏板、电制动手柄信号，将这些信号转换为对应的柴油机转速给定信号，分别通过CAN和直接给定150Hz-382Hz频率信号送给柴油机控制器，最终由柴油机控制器实现柴油机的调速；当柴油机存在超速、油水温度异常时，控制系统通过降功、卸载、故障停机方式对柴油机进行保护；整车控制器ACU根据柴油机起机条件驱动柴油机允许启动继电器启动柴油机；液压制动系统，液压制动系统包括行车制动、驻车制动，装载制动，行车制动兼做紧急制动。采用前后双管路制动回路，由两个蓄能器独立供油，需要制动时，踩下电子液压制动踏板，向阀驱动器发出电信号。电子踏板分两个行程，前20°阀驱动器不向电磁比例制动阀输入信号，矿车为电制动；后5°阀驱动器向电磁比例制动阀输入比例电信号，电磁比例制动阀将电信号转换为压力控制继动阀压力大小从而施加制动，继动阀出口压力与电子踏板角度成正比，保证平稳制动。当阀驱动器电信号出现故障，电子液压制动踏板压力油通过电磁阀控制继动阀出口压力大小，保证系统安全制动。正常制动时，油液均通过继动阀进入制动器。液压举升系统，举升系统采用6个插装阀来实现举升控制功能，为保证系统中间停止时的可靠性，控制插装阀必须具有自锁功能，而对阀芯的关闭速度要求不高，因此压力控制方式采用内部控制。插装阀为举升控制阀，插装阀为下降控制阀，两个插装阀为浮动控制阀，两个插装阀为溢流阀。在举升时，首先控制阀通电，矿车装载制动，此刻只有后桥制动器工作。电磁铁a、y1、y2通电，即举升插装阀接通、插装式溢流阀截留工作，举升油液由油箱、举升泵、高压过滤器、举升插装阀、举升缸无杆腔。有杆腔回油经平衡阀、插装式阀回油箱。当举升缸举升到终点时，货箱触碰行程开关，正常控制举升进入保持功能，插装式溢流阀打开，液压油从溢流阀回油箱，油缸不再升高。动力下降时，电磁铁b、y1通电，液压油由举升泵、高压过滤器、下降插装阀、进入举升缸有杆腔，货厢下降。回油从举升缸无杆腔、插装式阀返回油箱。油缸保持状态时，电磁铁均没有通电；6个举升阀均未打开，液压泵压入的油通过溢流阀返回油箱。油缸浮动状态时，电磁铁c1、c2通电，厢斗及油缸靠重力下降。液压油从浮动插装控制阀返回油箱。自诊断系统，在CAN总线上设置了自诊断节点，且自诊断节点与钥匙插入口连接，在启动自卸车前，先将钥匙插入到钥匙插入口中并拧到ON位，则自诊断节点收到触发自检测信号，自诊断节点收到信号后，促使自诊断节点启动自检程序，自检测程序通过CAN总线向各个节点发送检测指令，接收到检测指令后，每个节点读取预存储在它们自己内部的检测程序，对该节点控制器控制的所有的传感器、接触器、执行器等进行诊断是否故障。完成后各个节点并将检测结果通过CAN总线反馈到自诊断节点上，自诊断节点把检测结果通过CAN总线送整车控制器ACU，整车控制器ACU把信息传给LCD显示屏，呈现给用户，从而实现快速的安全检测，能智能、快捷、方便的自动检测电动轮自卸车的故障。本专利技术与现有技术相比所带来的有益效果是：1、电动轮自卸车大部份传感器采用CAN通讯传感器直接向CAN总线发送数据，提高系统稳定性；2、采用一根CAN总线、主站点、从站点结构，且各从站点之间可以相互通讯；3、基于CAN总线的通讯，使整车的控制布线更简单，不容易受电磁干扰，控制系统稳定可靠。附图说明图1为本专利技术控制系统框架图。图2为液压制动系统管路图。图3为液压举升系统管路图。图4为自诊断系统框架图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种220吨矿用自卸车控制系统，包括整车控制器ACU、传动控制器DCU和发电机励磁控制器ECU、柴油机控制器，所述整车控制器ACU、传动控制器DCU、发电机励磁控制器ECU、柴油机控制器之间通过CAN总线连接通讯；整车控制器ACU与称重系统之间RS485通讯；整车控制器ACU接收驾驶室控制台的指令，经过处理后发送给传动控制器DCU、发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种220吨矿用自卸车控制系统，其特征在于：包括整车控制器ACU、传动控制器DCU和发电机励磁控制器ECU，所述整车控制器ACU、传动控制器DCU、发电机励磁控制器ECU、柴油机控制器CM500之间通过CAN总线连接通讯；整车控制器ACU接收驾驶室控制台的指令，经过处理后发送给传动控制器DCU、发电机励磁控制器ECU，完成车辆的牵引、制动、前进、后退；自卸车控制系统还包括状态显示系统、信号检测系统、柴油机保护系统、液压制动系统、液压举升系统、自诊断系统；状态显示系统，包括设于自卸车驾驶室内与整车控制器ACU通过RS422总线连接的LCD显示屏，通过RS485总线连接的称重显示屏，其显示界面分为：主界面、称重系统、柴油机参数、DCU参数、正常参数、故障履历、输入输出、参数设置，LCD显示屏根据整车控制器ACU发来的信息实时进行数据显示和报警；信号检测系统，整车控制器ACU 上连接有DC24V 电源、励磁允许变流器、显示报警器、发电机频率油门、发电机、制动踏板、励磁故障装置、油门踏板、司控器、卡车装卸装置、定速巡航器、点火开关、复位请求装置、泵体状态装置、驻车制动装置、制动缸压力超压装置；发电机励磁控制器ECU上连接有发电机电流信号装置、发电机励磁绕组、发电机温度信号装置，中间电压、发电机输出电压检测器、DC24V 电源；传动控制器DCU 上分别连接有DC24V电源、外接开关输入器件、励磁故障、变流器故障检测器、IGBT 功率模块、温度信号装置、励磁允许变流器、速度传感器、逆变输出电流检测器、接地检测器、开关状态装置、电源传感器；整车控制器ACU通过传感器采集油门踏板位置、制动踏板位置、向前、向后、举升、下降、浮动、保持、电制动手柄、发动机启动；整车控制器ACU通过发动机CM500的CAN总线获取包括发动机转速、发动机水温、发动机油压、发动机负荷率、发动机即时油耗信号；整车控制器ACU通过电压传感器获取蓄电池的状态；整车控制器ACU通过CAN总线获取牵引逆变器的输入电压、输入电流、车速、牵引逆变器温度、电机温度信号；整车控制器ACU通过CAN总线获取整流器的输出电压、输出电流、温度和发电机温度信号；整车控制器ACU采集液压系统压力传感器或开关信号、温度传感器模拟量信号、举升系统压力开关信号、整车控制器ACU通过左前，右前，左后，右后悬挂缸压力传感器及整车倾斜计采集正常压力及倾斜角度信号，并计算整车载重量；柴油机保护系统，整车控制器ACU接收到来自油门踏板、制动踏板、电制动手柄，恒速开关设定恒速信号，将这些信号转换为对应的柴油机转速给定信号，分别通过CAN和直接给定150Hz‑382Hz频率信号送给柴油机控制器CM500，最终由柴油机控制器CM500实现柴油机的调速；当柴油机存在超速、油水温度异常时，控制系统通过降功、卸载、故障停机方式对柴油机进行保护；整车控制器ACU根据柴油机起机条件驱动柴油机启动接触器启动柴油机；液压制动系统，液压制动系统包括行车制动、驻车制动，装载制动，行车制动兼做紧急制动；采用前后双管路制动回路，由两个蓄能器独立供油，需要制动时，踩下电子液压制动踏板，向阀驱动器发出电信号；电子踏板分两个行程，前20°阀驱动器不向电磁比例制动阀输入信号，矿车为电制动；后5°阀驱动器向电磁比例制动阀输入比例电信号，电磁比例制动阀将电信号转换为压力控制继动阀压力大小从而施加制动，继动阀出口压力与电子踏板角度成正比，保证平稳制动；当阀驱动器电信号出现故障，电子液压制动踏板压力油通过电磁阀控制继动阀出口压力大小，保证系统安全制动；正常制动时，油液均通过继动阀进入制动器；液压举升系统，举升系统采用6个插装阀来实现举升控制功能，为保证系统中间停止时的可靠性，控制插装阀必须具有自锁功能，而对阀芯的关闭速度要求不高，因此压力控制方式采用内部控制；插装阀为举升控制阀，插装阀为下降控制阀，两个插装阀为浮动控制阀，两个插装阀为溢流阀；在举升时，首先控制阀通电，矿车装载制动，此刻只有后桥制动器工作；电磁铁a、y1、y2通电，即举升插装阀接通、插装式溢流阀截留工作，举升油液由油箱、举升泵、高压过滤器、举升插装阀、举升缸无杆腔；有杆腔回油经平衡阀、插装式阀回油箱；当举升缸举升到终点时，货箱触碰行程开关，正常控制举升进入保持功能，插装式溢流阀打开，液压油从溢流阀回油箱，油缸不再升高；动力下降时，电磁铁b、y1通电，液压油由举升泵、高压过滤器、下降插装阀、进入举升缸有杆腔，货厢下降，回油从举升缸无杆腔、插装式阀返回油箱；油缸保持状态时，电磁铁均没有通电；6个举升阀均未打开，液压泵压入的油通过溢流阀返回油箱；油缸浮动状态时，电磁铁c1、c2通电，厢斗及油缸靠重力下降；液压油从浮动插装控制阀返回油箱；自诊断系统，在CAN总线上设置了自诊断节点，且自诊断节点与钥...

【技术特征摘要】
1.一种220吨矿用自卸车控制系统，其特征在于：包括整车控制器ACU、传动控制器DCU和发电机励磁控制器ECU，所述整车控制器ACU、传动控制器DCU、发电机励磁控制器ECU、柴油机控制器之间通过CAN总线连接通讯；整车控制器ACU接收驾驶室控制台的指令，经过处理后发送给传动控制器DCU、发电机励磁控制器ECU，完成车辆的牵引、制动、前进、后退；自卸车控制系统还包括状态显示系统、信号检测系统、柴油机保护系统、液压制动系统、液压举升系统、自诊断系统；状态显示系统，包括设于自卸车驾驶室内与整车控制器ACU通过RS422总线连接的LCD显示屏，通过RS485总线连接的称重显示屏，其显示界面分为：主界面、称重系统、柴油机参数、DCU参数、正常参数、故障履历、输入输出、参数设置，LCD显示屏根据整车控制器ACU发来的信息实时进行数据显示和报警；信号检测系统，包括整车控制器ACU上连接有DC24V电源、励磁允许变流器、显示报警器、发电机频率油门、发电机、制动踏板、励磁故障装置、油门踏板、司控器、卡车装卸装置、定速巡航器、点火开关、复位请求装置、泵体状态装置、驻车制动装置、制动缸压力超压装置；发电机励磁控制器ECU上连接有发电机电流信号装置、发电机励磁绕组、发电机温度信号装置，中间电压、发电机输出电压检测器、DC24V电源；传动控制器DCU上分别连接有DC24V电源、外接开关输入器件、励磁故障、变流器故障检测器、IGBT功率模块、温度信号装置、励磁允许变流器、速度传感器、逆变输出电流检测器、接地检测器、开关状态装置、电源传感器；整车控制器ACU通过传感器采集油门踏板位置、制动踏板位置、向前、向后、举升、下降、浮动、保持、电制动手柄、发动机启动；整车控制器ACU通过发动机CM500的CAN总线获取包括发动机转速、发动机水温、发动机油压、发动机负荷率、发动机即时油耗信号；整车控制器ACU通过电压传感器获取蓄电池的状态；整车控制器ACU通过CAN总线获取牵引逆变器的输入电压、输入电流、车速、牵引逆变器温度、电机温度信号；整车控制器ACU通过CAN总线获取整流器的输出电压、输出电流、温度和发电机温度信号；整车控制器ACU采集液压系统压力传感器或开关信号、温度传感器模拟量信号、举升系统压力开关信号、整车控制器ACU通过左前，右前，左后，右后悬挂缸压力传感器及整车倾斜计采集正常压力及倾斜角度信号，并计算整车载重量；柴油机保护系统中整车控制器ACU接收到来自油门踏板、制动踏板、电制动手柄，恒速开关设定恒速信号，将这些信号转换为对应的柴油机转速给定信号，分别通过CAN和直接给定150Hz-382Hz频率信号送给柴油机控制器，最终由柴油机控制器实现柴油机的调速...

【专利技术属性】
技术研发人员：张占群，廖建，
申请(专利权)人：广州电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44