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CN110371313A - 一种用于电动航食车的整车控制系统及控制方法 - Google Patents

一种用于电动航食车的整车控制系统及控制方法 Download PDF

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CN110371313A CN201910664738.0A CN201910664738A CN110371313A CN 110371313 A CN110371313 A CN 110371313A CN 201910664738 A CN201910664738 A CN 201910664738A CN 110371313 A CN110371313 A CN 110371313A
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Abstract

本发明涉及一种用于电动航食车的整车控制系统及控制方法，针对电动航食车这种新型的机场运输车辆制定了适合有效的整车控制策略，不仅能够实现对动力系统的合理控制，显著增加行驶里程，同时满足了节能高效的动力输出方式，同时在行车安全和整车状态进行实时监控，内部运算将指令传送给各个模块及部件，从而更加保障了整车的安全性能，降低了危险源，有效预防危险。

Description

一种用于电动航食车的整车控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及航空食品运输车技术领域，尤其涉及一种电动航食车的整车控制策略。
背景技术
目前，航食车多为常规动力控制系统，采用纯电驱动的则较为罕见。由于纯电驱动车辆采用整车控制器通过网络与电池管理系统，电机驱动系统等互联，动力源相对常规动力驱动车辆发生了根本性改变，而现有的航食车整车控制策略则已经无法适应电动航食车的控制需求。同时，电动航食车整车控制策略还要作为食物冷藏等特殊功能系统的调控中心，因此为使各功能系统之间的运转协调更加合理、高效，既能够保证车辆安全行驶，还可以使食品的储运及与飞机对接转移等任务的良好实现，迫切需要针对这种新型的航食运输工具提供适合的整车控制策略。
发明内容
为解决上述本领域中存在的技术问题，本发明提供了一种用于电动航食车的整车控制系统，所述系统包括：
CAN总线网络、充电控制模块、行车控制模块、制动控制模块、上电/下电模式控制模块、整车能量优化管理模块以及整车监控模块；
其中，所述CAN总线网络包括动力CAN网络、综合信息CAN网络以及动力电池CAN网络；所述动力CAN网络与电机控制器，制动防抱死系统，自动锁定防滑差速器以及通信接口连接，用于实现行车控制；所述综合信息CAN网络用于与货厢举升装置如上装油泵、制冷系统如上装空调、车上仪表、空调、电池管理系统及远程终端进行通信；所述动力电池CAN网络用于实现电池管理系统与非车载的外部充电装置之间的通信。
可以设置所述动力CAN网络的传输速率>综合信息CAN网络的传输速率≥动力电池CAN网络的传输速率。
进一步地，所述充电控制模块用于控制所述电动航食车在充电模式下，充电枪插入并且充电机开始工作时被触发；所述充电模块中模块根据当前车辆状态判断是否启动电池管理系统；若允许启动则使电池管理系统将与充电机进行通信，启动充电过程并持续监控充电过程和电池状态，出现故障时及时切断充电过程，防止危险事故发生。
进一步地，所述行车控制模块用于实时采集到驾驶员的控制信号，所述控制信号包括：挡位信号，加速踏板信号等，并根据系统的限制条件，经过内部运算，向电机控制器输出驱动扭矩，控制车辆运行。
进一步地，所述制动控制模块用于在车辆处于制动状态时，根据接收到制动踏板信号，运算出所需要的制动扭矩，此时驱动电机从工作模式转换为发电模式并向动力电池充电，从而实现能量回收。
进一步地，所述上电/下电模式控制模块用于在上电模式下，通过接收驾驶员的操控信号，唤醒CAN总线网络上的各节点开始工作，在整车自检结束且所有设备都正常状态下，所述系统进入准备状态，并指示可以进入驾驶状态；在下电模式下，当监测到驾驶员正常关闭钥匙时将下电指令发送至电机控制器和电池控制器，然后控制各个设备关闭，实现安全下电。
进一步地，所述整车能量优化管理模块，通过CAN总线网络与电池管理系统进行通信，根据电池管理系统实时上报的电量信息和电池状态控制电池管理系统对高压回路的闭合或断开功能，从而实现整车能量最优化，相对增加车辆续驶里程。
进一步地，所述整车监控模块用于对所述整车控制系统故障、驾驶员、行车故障及其他运行故障进行监控；其中，整车控制系统故障监控包括通过CAN总线网络对各个节点部件进行信号异常监控，当监测到某个节点部件出现信号异常会通过故障级别进行处理，严重的会使车辆进入急停状态；驾驶员监控包括基于驾驶员的面部特征，眼部信号等来判断驾驶员的疲劳状态，并识别和记录每一个人员的身份信息，当发现驾驶员脱离岗位情况，可以实现报警功能；行车故障及其他运行故障监控包括对车辆频发故障配件信息的监控预警，防患于未然，预警同时适用于对车辆非故障参数的监控，实现对车辆运营业务的规则预警，客户可以根据实际业务需要自行定义车辆预警规则，并通过闭环管理实现了数据分析，事前预防，实时管控。
本发明还提供了一种用于电动航食车的整车控制方法，所述方法包括：
CAN总线网络控制策略、充电控制策略、行车控制策略、制动控制策略、上电/下电模式控制策略、整车能量优化管理策略以及整车监控策略；
其中，所述CAN总线网络控制策略包括对动力CAN网络、综合信息CAN网络以及动力电池CAN网络三条网络线路的控制；所述动力CAN网络与电机控制器，制动防抱死系统，自动锁定防滑差速器以及通信接口连接，用于实现行车控制；所述综合信息CAN网络用于与货厢举升装置如上装油泵、制冷系统如上装空调、车上仪表、空调、电池管理系统及远程终端进行通信；所述动力电池CAN网络用于实现电池管理系统与非车载的外部充电装置之间的通信。
进一步地，所述充电控制策略包括：控制所述电动航食车在充电模式下，充电枪插入并且充电机开始工作时被触发；根据当前车辆状态判断是否启动电池管理系统；若允许启动则使电池管理系统将与充电机进行通信，启动充电过程并持续监控充电过程和电机状态，出现故障时及时切断充电过程，防止危险事故发生。
进一步地，所述行车控制策略包括：实时采集到驾驶员的控制信号，所述控制信号包括：挡位信号，加速踏板信号等，根据系统的限制条件，经过内部运算，向电机控制器输出驱动扭矩，控制车辆运行。
进一步地，所述制动控制策略包括：在车辆处于制动状态时，根据接收到制动踏板信号，运算出所需要的制动扭矩，此时驱动电机从工作模式转换为发电模式并向动力电池充电，从而实现能量回收。
进一步地，所述上电/下电模式控制策略包括：在上电模式下，通过接收驾驶员的操控信号，唤醒CAN总线网络上的各节点开始工作，在整车自检结束且所有设备都正常状态下，所述系统进入准备状态，并指示可以进入驾驶状态；在下电模式下，当监测到驾驶员正常关闭钥匙时将下电指令发送至电机控制器和电池控制器，然后控制各个设备关闭，实现安全下电。
进一步地，所述整车能量优化管理策略包括：通过CAN总线网络与电池管理系统进行通信，根据电池管理系统实时上报的电量信息和电池状态控制电池管理系统对高压回路的闭合或断开功能，从而实现整车能量最优化，相对增加车辆续驶里程。
进一步地，所述整车监控策略包括：对所述整车控制系统故障、驾驶员、行车故障及其他运行故障进行监控；其中，整车控制系统故障监控包括通过CAN总线网络对各个节点部件进行信号异常监控，当监测到某个节点部件出现信号异常会通过故障级别进行处理，严重的会使车辆进入急停状态；驾驶员监控包括基于驾驶员的面部特征，眼部信号等来判断驾驶员的疲劳状态，并识别和记录每一个人员的身份信息，当发现驾驶员脱离岗位情况，可以实现报警功能；行车故障及其他运行故障监控包括对车辆频发故障配件信息的监控预警，防患于未然，预警同时适用于对车辆非故障参数的监控，实现对车辆运营业务的规则预警，客户可以根据实际业务需要自行定义车辆预警规则，并通过闭环管理实现了数据分析，事前预防，实时管控。
上述本发明所提供的系统和方法，针对电动航食车这种新型的机场运输车辆制定了适合有效的整车控制策略，不仅能够实现对动力系统的合理控制，显著增加行驶里程，同时满足了节能高效的动力输出方式，同时在行车安全和整车状态进行实时监控，内部运算将指令传送给各个模块及部件，从而更加保障了整车的安全性能，降低了危险源，有效的对危险状态预防。动力电池CAN网络用于传输车辆动力系统相关信息，包括电机控制器、ABS、ASD等动力系统部件与整车控制器的通信，由于动力系统涉及安全问题，故需要的传输频率较高，因此动力CAN网络需要最高的传输速率。
传输速率最高的为动力CAN因为此CAN线上搭接了整车的动力控制器和整车的安全控制器等，为保证车辆的安全运行因此动力CAN的速率最高；信息CAN上搭接的是仪表控制器，上装部件控制器等，对车辆的安全运行影响较小，所以速率较低，第三路CAN为充电CAN是车辆与外界充电装置进行信息交互的，对车辆安全运行无影响因此速率最低。
箱体升降的机械装置和控制装置称为上装装置，上装油泵就是上装装置里控制系统中的油泵，上装空调就是指箱体内的空调。
附图说明
图1表示本发明CAN总线网络架构图。
图2表示充电控制模块在系统中的交互示意图
图3表示行车控制模块在系统中的交互示意图。
图4表示制动控制模块在系统中的交互示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明所提供的电动航食车的整车控制系统和策略进行详细说明。
本发明提供了一种用于电动航食车的整车控制系统，所述系统包括：
CAN总线网络、充电控制模块、行车控制模块、制动控制模块、上电/下电模式控制模块、整车能量优化管理模块以及整车监控模块；
其中，如图1所示，所述CAN总线网络包括动力CAN网络、综合信息CAN网络以及动力电池CAN网络；所述动力CAN网络与电机控制器，制动防抱死系统，自动锁定防滑差速器以及通信接口连接，用于实现行车控制；所述综合信息CAN网络用于与货厢举升装置、制冷系统、车上仪表、空调、电池管理系统及远程终端进行通信；所述动力电池CAN网络用于实现电池管理系统与非车载的外部充电装置之间的通信。
在本申请的一个优选实施例中，如图2所示，所述充电控制模块用于控制所述电动航食车在充电模式下，充电枪插入并且充电机开始工作时被触发；所述充电模块中模块根据当前车辆状态判断是否启动电池管理系统；若允许启动则使电池管理系统将与充电机进行通信，启动充电过程并持续监控充电过程和电机状态，出现故障时及时切断充电过程，防止危险事故发生。
在本申请的一个优选实施例中，如图3所示，所述行车控制模块用于实时采集到驾驶员的控制信号，所述控制信号包括：挡位信号，加速踏板信号等，并根据系统的限制条件，经过内部运算，向电机控制器输出驱动扭矩，控制车辆运行。
在本申请的一个优选实施例中，如图4所示，所述制动控制模块用于在车辆处于制动状态时，根据接收到制动踏板信号，运算出所需要的制动扭矩，此时驱动电机从工作模式转换为发电模式并向动力电池充电，从而实现能量回收。
在本申请的一个优选实施例中，所述上电/下电模式控制模块用于在上电模式下，通过接收驾驶员的操控信号，唤醒CAN总线网络上的各节点开始工作，在整车自检结束且所有设备都正常状态下，所述系统进入准备状态，并指示可以进入驾驶状态；在下电模式下，当监测到驾驶员正常关闭钥匙时将下电指令发送至电机控制器和电池控制器，然后控制各个设备关闭，实现安全下电。
在本申请的一个优选实施例中，所述整车能量优化管理模块，通过CAN总线网络与电池管理系统进行通信，根据电池管理系统实时上报的电量信息和电池状态控制电池管理系统对高压回路的闭合或断开功能，从而实现整车能量最优化，相对增加车辆续驶里程。
在本申请的一个优选实施例中，所述整车监控模块用于对所述整车控制系统故障、驾驶员、行车故障及其他运行故障进行监控；其中，整车控制系统故障监控包括通过CAN总线网络对各个节点部件进行信号异常监控，当监测到某个节点部件出现信号异常会通过故障级别进行处理，严重的会使车辆进入急停状态；驾驶员监控包括基于驾驶员的面部特征，眼部信号等来判断驾驶员的疲劳状态，并识别和记录每一个人员的身份信息，当发现驾驶员脱离岗位情况，可以实现报警功能；行车故障及其他运行故障监控包括对车辆频发故障配件信息的监控预警，防患于未然，预警同时适用于对车辆非故障参数的监控，实现对车辆运营业务的规则预警，客户可以根据实际业务需要自行定义车辆预警规则，并通过闭环管理实现了数据分析，事前预防，实时管控。
本发明还提供了一种用于电动航食车的整车控制方法，所述方法包括：
CAN总线网络控制策略、充电控制策略、行车控制策略、制动控制策略、上电/下电模式控制策略、整车能量优化管理策略以及整车监控策略；
其中，所述CAN总线网络控制策略包括对动力CAN网络、综合信息CAN网络以及动力电池CAN网络三条网络线路的控制；所述动力CAN网络与电机控制器，制动防抱死系统，自动锁定防滑差速器以及通信接口连接，用于实现行车控制；所述综合信息CAN网络用于与货厢举升装置如上装油泵、制冷系统如上装空调、车上仪表、空调、电池管理系统及远程终端进行通信；所述动力电池CAN网络用于实现电池管理系统与非车载的外部充电装置之间的通信。
在本申请的一个优选实施例中，所述充电控制策略包括：控制所述电动航食车在充电模式下，充电枪插入并且充电机开始工作时被触发；根据当前车辆状态判断是否启动电池管理系统；若允许启动则使电池管理系统将与充电机进行通信，启动充电过程并持续监控充电过程和电机状态，出现故障时及时切断充电过程，防止危险事故发生。
在本申请的一个优选实施例中，所述行车控制策略包括：实时采集到驾驶员的控制信号，所述控制信号包括：挡位信号，加速踏板信号等，根据系统的限制条件，经过内部运算，向电机控制器输出驱动扭矩，控制车辆运行。
在本申请的一个优选实施例中，所述制动控制策略包括：在车辆处于制动状态时，根据接收到制动踏板信号，运算出所需要的制动扭矩，此时驱动电机从工作模式转换为发电模式并向动力电池充电，从而实现能量回收。
在本申请的一个优选实施例中，所述上电/下电模式控制策略包括：在上电模式下，通过接收驾驶员的操控信号，唤醒CAN总线网络上的各节点开始工作，在整车自检结束且所有设备都正常状态下，所述系统进入准备状态，并指示可以进入驾驶状态；在下电模式下，当监测到驾驶员正常关闭钥匙时将下电指令发送至电机控制器和电池控制器，然后控制各个设备关闭，实现安全下电。
在本申请的一个优选实施例中，所述整车能量优化管理策略包括：通过CAN总线网络与电池管理系统进行通信，根据电池管理系统实时上报的电量信息和电池状态控制电池管理系统对高压回路的闭合或断开功能，从而实现整车能量最优化，相对增加车辆续驶里程。
在本申请的一个优选实施例中，所述整车监控策略包括：对所述整车控制系统故障、驾驶员、行车故障及其他运行故障进行监控；其中，整车控制系统故障监控包括通过CAN总线网络对各个节点部件进行信号异常监控，当监测到某个节点部件出现信号异常会通过故障级别进行处理，严重的会使车辆进入急停状态；驾驶员监控包括基于驾驶员的面部特征，眼部信号等来判断驾驶员的疲劳状态，并识别和记录每一个人员的身份信息，当发现驾驶员脱离岗位情况，可以实现报警功能；行车故障及其他运行故障监控包括对车辆频发故障配件信息的监控预警，防患于未然，预警同时适用于对车辆非故障参数的监控，实现对车辆运营业务的规则预警，客户可以根据实际业务需要自行定义车辆预警规则，并通过闭环管理实现了数据分析，事前预防，实时管控。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种用于电动航食车的整车控制系统，其特征在于：所述系统包括：
CAN总线网络、充电控制模块、行车控制模块、制动控制模块、上电/下电模式控制模块、整车能量优化管理模块以及整车监控模块；
其中，所述CAN总线网络包括动力CAN网络、综合信息CAN网络以及动力电池CAN网络；所述动力CAN网络与电机控制器，制动防抱死系统，自动锁定防滑差速器以及通信接口连接，用于实现行车控制；所述综合信息CAN网络用于与货厢举升装置、制冷系统、车上仪表、空调、电池管理系统及远程终端进行通信；所述动力电池CAN网络用于实现电池管理系统与非车载的外部充电装置之间的通信。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述充电控制模块用于控制所述电动航食车在充电模式下，充电枪插入并且充电机开始工作时被触发；所述充电控制模块根据当前车辆状态判断是否启动电池管理系统；若允许启动则使电池管理系统与充电机进行通信，启动充电过程并持续监控充电过程和电池状态，出现故障时及时切断充电过程。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述行车控制模块用于实时采集驾驶员的控制信号，所述控制信号包括：挡位信号，加速踏板信号，经过运算向电机控制器输出驱动扭矩，控制车辆运行。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述制动控制模块用于在车辆处于制动状态时，根据接收到制动踏板信号，运算出所需要的制动扭矩，此时驱动电机从工作模式转换为发电模式并向动力电池充电，从而实现能量回收。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述上电/下电模式控制模块用于在上电模式下，通过接收驾驶员的操控信号，唤醒CAN总线网络上的各节点开始工作，在整车自检结束且所有设备都正常状态下，所述系统进入准备状态，并指示可以进入驾驶状态；在下电模式下，当监测到驾驶员正常关闭钥匙时将下电指令发送至电机控制器和电池控制器，然后控制各个设备关闭，实现安全下电。
6.如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于：所述整车能量优化管理模块，通过CAN总线网络与电池管理系统进行通信，根据电池管理系统实时上报的电量信息和电池状态控制电池管理系统实现对高压回路的闭合或断开。
7.如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于：所述整车监控模块用于对所述整车控制系统故障、驾驶员、行车故障及其他运行故障进行监控。
8.一种用于电动航食车的整车控制方法，其特征在于：所述方法包括：
CAN总线网络控制策略、充电控制策略、行车控制策略、制动控制策略、上电/下电模式控制策略、整车能量优化管理策略以及整车监控策略；
其中，所述CAN总线网络控制策略包括对动力CAN网络、综合信息CAN网络以及动力电池CAN网络三条网络线路的控制；所述动力CAN网络与电机控制器，制动防抱死系统，自动锁定防滑差速器以及通信接口连接，用于实现行车控制；所述综合信息CAN网络用于与货厢举升装置、制冷系统、车上仪表、空调、电池管理系统及远程终端进行通信；所述动力电池CAN网络用于实现电池管理系统与非车载的外部充电装置之间的通信。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述充电控制策略包括：控制所述电动航食车在充电模式下，充电枪插入并且充电机开始工作时被触发；根据当前车辆状态判断是否启动电池管理系统；若允许启动则使电池管理系统将与充电机进行通信，启动充电过程并持续监控充电过程和电池状态，出现故障时及时切断充电过程。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述行车控制策略包括：实时采集到驾驶员的控制信号，所述控制信号包括：挡位信号，加速踏板信号，根据系统的限制条件，经过运算向电机控制器输出驱动扭矩，控制车辆运行。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述制动控制策略包括：在车辆处于制动状态时，根据接收到制动踏板信号，运算出所需要的制动扭矩，此时驱动电机从工作模式转换为发电模式并向动力电池充电，从而实现能量回收。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述上电/下电模式控制策略包括：在上电模式下，通过接收驾驶员的操控信号，唤醒CAN总线网络上的各节点开始工作，在整车自检结束且所有设备都正常状态下，所述系统进入准备状态，并指示可以进入驾驶状态；在下电模式下，当监测到驾驶员正常关闭钥匙时将下电指令发送至电机控制器和电池控制器，然后控制各个设备关闭，实现安全下电。
13.如权利要求8至12任一项所述的方法，其特征在于：所述整车能量优化管理策略包括：通过CAN总线网络与电池管理系统进行通信，根据电池管理系统实时上报的电量信息和电池状态控制电池管理系统实现高压回路的闭合或断开。
14.如权利要求8至12任一项所述的方法，其特征在于：所述整车监控策略包括：对所述整车控制系统故障、驾驶员、行车故障进行监控。
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