CN115648947B - 换电式电动行李牵引车与换电箱之间的互锁控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换电式电动行李牵引车与换电箱之间的互锁控制方法，其解决了如何保证换电式电动行李牵引车行驶、换电箱更换过程中的安全性与可靠性的技术问题，换电箱更换前，需要检测车辆的状态满足要求后，才允许对换电箱更换，换电箱更换完成后，需要检测换电箱的状态满足要求后，才允许车辆行驶。通过车辆与换电箱之间多种信号检测进行互锁控制，保证车辆行驶与换电过程的可靠性与安全性。本发明广泛应用于航空地面设备技术领域。

Description

换电式电动行李牵引车与换电箱之间的互锁控制方法

技术领域

本发明涉及航空地面设备技术领域，具体而言，涉及一种换电式电动行李牵引车与换电箱之间的互锁控制方法。

背景技术

在航空地面设备技术领域，随着绿色空港建设的发展，电动行李牵引车已经基本取代柴油行李牵引车。

新型的电动行李牵引车采用了一种换电模式，即采用更换动力电池的方式为车辆充电，电动行李牵引车驶入换电站后，在换电站内采用专门的吊装设备对电动行李牵引车上的动力电池进行更换。

由于采用了换电模式，当动力电池电量不足时，需要对换电箱进行更换(动力电池是换电箱的一部分)，那么，在换电箱更换前及更换过程中需要保证车辆状态的安全可靠，否则车辆状态异常(比如发生移动)会影响换电箱更换或者造成换电箱及车辆损坏。

同时，动力电池更换完成后，车辆行驶前及行驶过程中，如果换电箱与车辆连接不到位，那么动力电池无法正常对外放电，如果换电箱与车辆没有锁紧固定，那么车辆行驶过程中，换电箱会上下颠簸，造成连接装置松动或者损坏。

针对上述问题，如何保证车辆行驶、换电箱更换过程中的安全性与可靠性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明就是为了解决如何保证换电式电动行李牵引车行驶、换电箱更换过程中的安全性与可靠性的技术问题，提供一种换电式电动行李牵引车与换电箱之间的互锁控制方法。

本发明提供一种换电式电动行李牵引车与换电箱之间的互锁控制方法：

换电式电动行李牵引车设有托架、手刹传感器、档位开关、加速踏板、驱动电机控制器、连接器、整车PLC控制器、四个接近开关和四个电动推杆，手刹传感器、档位开关、加速踏板、驱动电机控制器、接近开关、连接器、电动推杆均通过IO端口及CAN总线与整车PLC控制器连接通讯；

手刹传感器用于检测手刹是否拉起，手刹传感器输出开关信号，整车PLC控制器检测到手刹传感器信号时，表示车辆的手刹拉起；

档位开关输出开关量信号，整车PLC控制器检测到档位开关的空挡输入信号时，表示车辆置于空档；

加速踏板输出的信号用于检测是否有加速信号，加速踏板输出信号为模拟量电压信号，整车PLC控制器中设置检测电压阀值，当整车PLC控制器检测到电压小于阈值，表示加速踏板未踩下；

驱动电机控制器带状态反馈，整车PLC控制器可通过CAN总线读取驱动电机状态，判断驱动***是否工作，整车PLC控制器读取驱动电机转速及电流值，当转速为0，电流为0时，表示驱动电机停止工作；

4个接近开关连接于车辆的托架的四个角，接近开关用于检测换电箱是否落到位，只有4个接近开关都检测到信号，表示换电箱落到位，否则认为换电箱倾斜或者未落到位；

连接器安装在托架上，当换电箱落下后，换电箱自身底部连接器与托架上的连接器连接后，通过托架上的连接器中引脚是否有信号来检测是否插接到位，引脚有信号则表示连接器插接到位，否则认为连接器未完全连接；

4个电动推杆安装在车辆的托架上，电动推杆用于锁止换电箱，电动推杆带位置反馈用于检测换电箱是否锁止到位，电动推杆的伸缩杆固定连接有锁止机构；

换电箱更换前，通过整车PLC控制器检测车辆状态为手刹拉起、空档、无加速踏板信号和驱动电机控制器不工作时，才允许进行换电箱更换；

换电箱更换过程中，当4个接近开关都检测到信号并且托架上的连接器中引脚有信号时，整车PLC控制器会控制四个电动推杆伸出，电动推杆的伸缩杆带动锁止机构移动，锁住换电箱，整车PLC控制器同时检测电动推杆的伸缩量，当检测4个电动推杆伸出长度都大于设定值，则认为换电箱锁止到位；

换电箱更换完成后，通过整车PLC控制器检测换电箱落到位、连接器连接到位以及换电箱锁止到位，才允许车辆行走，整车PLC控制器指令车辆上的显示器提示锁止状态信息。

优选地，在换电箱更换过程中，整车PLC控制器实时检测上述手刹是否拉起、是否空挡、加速踏板信号有无、驱动电机控制器是否工作等车辆状态，一旦检测到手刹未拉起，或者非空档，或者有加速踏板信号，或者驱动电机控制器工作，判断车辆状态为异常，发出报警信息，并立即停止换电过程。

优选地，车辆在行驶过程中，整车PLC控制器实时检测上述换电箱状态，一旦检测到换电箱状态异常，会发出警告，提醒操作人员停车检查。

优选地，当检测到换电箱状态异常并发出警告后，如果操作人员仍继续使用车辆，一段时间后强制断开换电箱的输出电压。

本发明的有益效果是，通过上述车辆与换电箱之间的互锁控制方法，来保证车辆行驶、换电箱更换过程的可靠性与安全性。

本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是换电式电动行李牵引车中托架部分的结构示意图；

图2是换电箱中框架定位到牵引车的托架上的示意图

图3是控制***输入输出控制信号示意图；

图4是换电箱更换时，对车辆状态的检测流程图；

图5是车辆行驶时，对换电箱状态的检测流程图。

图中符号说明：

1.接近开关，2.连接器，3.电动推杆，4.锁止机构；10.托架，20.框架。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。

换电式电动行李牵引车设有手刹传感器、档位开关、加速踏板、驱动电机控制器、接近开关、连接器、电动推杆、整车PLC控制器等。手刹传感器、档位开关、加速踏板、驱动电机控制器、接近开关、连接器、电动推杆均通过IO端口及CAN总线与整车PLC控制器连接通讯。

手刹传感器用于检测手刹是否拉起，手刹传感器输出开关信号，整车PLC控制器检测到手刹传感器信号时，表示车辆的手刹拉起。

档位开关产生的信号用于检测档位状态是否为空档，档位开关输出开关量信号，整车PLC控制器检测到档位开关的空挡输入信号时，表示车辆置于空档。

加速踏板输出的信号用于检测是否有加速信号。加速踏板输出信号为模拟量电压信号，电压范围为0.5-4.5V，整车PLC控制器中设置检测电压阀值为0.6V，当整车PLC控制器检测到电压U＜0.6V，表示加速踏板未踩下。

驱动电机控制器带状态反馈，整车PLC控制器可通过CAN总线读取驱动电机状态，判断驱动***是否工作。整车PLC控制器读取驱动电机转速及电流值，当转速为0，电流为0时，表示驱动电机停止工作。

换电式电动行李牵引车中的换电箱安装在托架上。托架的四个角安装有4个接近开关1，如图1。接近开关1用于检测换电箱是否落到位，只有4个接近开关1都检测到信号，表示换电箱落到位，否则认为换电箱倾斜或者未落到位。

连接器2安装在托架上，见图1，换电箱落下后，换电箱自身底部连接器(插头)与托架上的连接器2(插座)连接后，通过连接器2(插座)中的有2个引脚来检测连接器是否插接到位，只有2个引脚都有信号，表示连接器连接到位，否则认为连接器未完全连接。

换电箱更换前，通过整车PLC控制器检测车辆状态为手刹拉起、空档、无加速踏板信号和驱动电机控制器不工作时，才允许进行换电箱更换，此时整车PLC控制器指令安装在车辆上的报警装置发出“车辆准备就绪，允许进行换电”语音提示。同时，在换电箱更换过程中，实时检测上述手刹是否拉起、是否空挡、加速踏板信号有无、驱动电机控制器是否工作等车辆状态，一旦检测到手刹未拉起，或者非空档，或者有加速踏板信号，或者驱动电机控制器工作，判断车辆状态为异常，发出报警信息，并立即停止换电过程，来保证换电箱更换过程安全进行。

托架上安装有4个电动推杆3，用于锁止换电箱,4个电动推杆3分布在托架的四个角位置，电动推杆3带位置反馈用于检测换电箱是否锁止到位。如图2所示，当换电箱被安装到托架10上，当4个接近开关1都检测到信号并且连接器2的2个引脚都有信号时，整车PLC控制器会控制四个电动推杆3伸出，参考图1，锁止机构4与电动推杆3的伸缩杆固定连接，参考图2，电动推杆3的伸缩杆伸出带动锁止机构4移动到换电箱中框架20的底部矩形框的四个角上方，从而定位框架20的底部矩形框部位，进而锁住整个换电箱，防止换电箱上下方向窜动。整车PLC控制器同时检测电动推杆3的伸缩量，当检测4个电动推杆伸出长度都大于150mm(此数值为实际中标定的长度)，则认为换电箱锁止到位。

换电箱更换完成后，通过整车PLC控制器检测换电箱落到位、连接器连接到位、换电箱锁止到位，即接近开关被触发而发出信号、连接器的引脚反馈信号以及4个电动推杆伸出长度都大于150mm，才允许车辆行走，此时车辆上的显示器上会有到位锁止状态图标，进行提示。同时，车辆在行驶过程中，也会实时检测上述换电箱状态，一旦检测到换电箱状态异常(接近开关无信号判断为异常，或者连接器的引脚无信号判断为异常，或者4个电动推杆的伸出长度都小于150mm，会发出警告，提醒操作人员停车检查，如果操作人员仍继续使用车辆，一段时间后(比如30秒后)，会强制断开换电箱的输出电压，切断动力，对车辆行驶进行保护。

以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种换电式电动行李牵引车与换电箱之间的互锁控制方法，其特征是：

所述换电式电动行李牵引车设有托架、手刹传感器、档位开关、加速踏板、驱动电机控制器、连接器、整车PLC控制器、四个接近开关和四个电动推杆，所述手刹传感器、档位开关、加速踏板、驱动电机控制器、接近开关、连接器、电动推杆均通过IO端口及CAN总线与整车PLC控制器连接通讯；

所述手刹传感器用于检测手刹是否拉起，手刹传感器输出开关信号，整车PLC控制器检测到手刹传感器信号时，表示车辆的手刹拉起；

所述档位开关输出开关量信号，整车PLC控制器检测到档位开关的空挡输入信号时，表示车辆置于空档；

所述加速踏板输出的信号用于检测是否有加速信号，加速踏板输出信号为模拟量电压信号，整车PLC控制器中设置检测电压阀值，当整车PLC控制器检测到电压小于阈值，表示加速踏板未踩下；

所述驱动电机控制器带状态反馈，整车PLC控制器可通过CAN总线读取驱动电机状态，判断驱动***是否工作，整车PLC控制器读取驱动电机转速及电流值，当转速为0，电流为0时，表示驱动电机停止工作；

所述四个接近开关连接于车辆的托架的四个角，接近开关用于检测换电箱是否落到位，只有四个接近开关都检测到信号，表示换电箱落到位，否则认为换电箱倾斜或者未落到位；

所述连接器安装在托架上，当换电箱落下后，换电箱自身底部连接器与托架上的连接器连接后，通过托架上的连接器中引脚是否有信号来检测是否插接到位，引脚有信号则表示连接器插接到位，否则认为连接器未完全连接；

所述四个电动推杆安装在车辆的托架上，电动推杆用于锁止换电箱，电动推杆带位置反馈用于检测换电箱是否锁止到位，电动推杆的伸缩杆固定连接有锁止机构；

换电箱更换前，通过整车PLC控制器检测车辆状态为手刹拉起、空档、无加速踏板信号和驱动电机控制器不工作时，才允许进行换电箱更换；

换电箱更换过程中，当四个接近开关都检测到信号并且托架上的连接器中引脚有信号时，整车PLC控制器会控制四个电动推杆伸出，电动推杆的伸缩杆带动锁止机构移动，锁住换电箱，整车PLC控制器同时检测电动推杆的伸缩量，当检测四个电动推杆伸出长度都大于设定值，则认为换电箱锁止到位；

换电箱更换完成后，通过整车PLC控制器检测换电箱落到位、连接器连接到位以及换电箱锁止到位，才允许车辆行走，整车PLC控制器指令车辆上的显示器提示锁止状态信息。

2.根据权利要求1所述的换电式电动行李牵引车与换电箱之间的互锁控制方法，其特征在于，在换电箱更换过程中，整车PLC控制器实时检测上述手刹是否拉起、是否空挡、加速踏板信号有无、驱动电机控制器是否工作车辆状态，一旦检测到手刹未拉起，或者非空档，或者有加速踏板信号，或者驱动电机控制器工作，判断车辆状态为异常，发出报警信息，并立即停止换电过程。

3.根据权利要求1或2所述的换电式电动行李牵引车与换电箱之间的互锁控制方法，其特征在于，车辆在行驶过程中，整车PLC控制器实时检测上述换电箱状态，一旦检测到换电箱状态异常，会发出警告，提醒操作人员停车检查。

4.根据权利要求3所述的换电式电动行李牵引车与换电箱之间的互锁控制方法，其特征在于，当检测到换电箱状态异常并发出警告后，如果操作人员仍继续使用车辆，一段时间后强制断开换电箱的输出电压。