矿车制动控制方法和装置与流程

本发明涉及无人驾驶，具体而言，涉及一种矿车制动控制方法和装置。

背景技术：

1、随着“碳达峰”“碳中和”目标的推进，矿区越来越多的电动工程机械涌现，电动矿车对于重载下坡场景可利用电制动(再生制动)实现能量的有效转换和储存提升续航，减少了制动过程中的能量损失，但电制动的使用受到蓄电池状态、电机性能和行驶工况等影响，再生制动效果降低后则需要摩擦制动器进行配合。故有必要针对无人驾驶矿车重载下坡行车制动安全性进行预测和实时监测，防止矿车摩擦制动器因制动热衰退导致安全隐患增加。

2、目前，现有无人驾驶电动矿车线控底盘行车制动可分电制动和机械制动，不同的制动方式可以适应不同的工况和需求，例如电制动适用于需要快速刹车和下坡能量回收工况较多的场景，而机械制动因减速能力较强，则适用于在行车过程中偶遇紧急情况，力图在最短的时间内将车停住而不得已采取的停车工况。但不同的制动方式或多或少存在一定缺点，再生制动的使用受到蓄电池状态、电机性能和行驶工况等影响，机械制动长时间使用会产生制动热衰退，无人驾驶矿车制动系统在面对矿区复杂多变的道路运输环境，制动系统是矿车安全行驶的关键，其性能直接关系到矿车的制动距离、稳定性和安全性，车辆制动性能的预判诊断尤为重要，可以及时发现并处理潜在的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中无人驾驶矿车不能够根据电池荷电状态进行制动，导致制动时存在安全隐患的问题。

2、因此，本发明的第一个目的在于提供了一种矿车制动控制方法。

3、本发明的第二个目的在于提供了一种矿车制动控制装置。

4、本发明的第三个目的在于提供了一种矿车制动控制装置。

5、本发明第一方面的技术方案提供了一种矿车制动控制方法，用于在卸料区和装料区之间往返运行的矿车，矿车包括电制动系统和机械制动系统，矿车制动控制方法包括：获取矿车在卸料区和装料区之间往返运行一次的电池荷电状态的增量，记为运行增量；根据运行增量确定出电制动系统是否能够使用；在电制动系统不能够使用的情况下，控制机械制动系统进行制动；在电制动系统能够使用的情况下，控制电制动系统进行制动。

6、根据本发明提供的矿车制动控制方法，可以控制在卸料区和装料区之间往返运行的矿车，矿车包括电制动系统和机械制动系统，因此本技术提供的控制方法可以在矿车重载下坡时根据电制动系统是否能够使用的情况来控制电制动系统或机械制动系统进行制动，从而提高了矿车重载下坡时的稳定性以及安全性。具体地，可以获取矿车在卸料区和装料区之间往返运行一次的电池荷电状态的增量，记为运行增量，然后根据运行增量确定出电制动系统是否能够使用，在电制动系统不能够使用的情况下，控制机械制动系统进行制动，在电制动系统能够使用的情况下，控制电制动系统进行制动。可以理解的是，由于电制动适用于需要快速刹车和下坡能量回收工况较多的场景，因此，矿车在重载下坡时，都是通过电制动系统进行刹车，只有当电制动系统不能够使用时才会通过机械制动系统进行刹车，这里的电制动不能够使用的情况包括但不限于电池荷电状态不满足电制动要求。而本技术正是考虑到电池荷电状态的变化对于制动系统的影响，提出了解决方案，通过运行增量确定出电制动系统是否能够使用，进而控制电制动系统或机械制动系统工作，以确保矿车重载下坡时的安全性。

7、另外，本技术提供的矿车制动控制方法还可以具有如下附加技术特征：

8、在一些实施例中，可选地，根据运行增量确定出电制动系统是否能够使用的步骤，包括：确定运行增量是否大于第一预设值；在运行增量大于第一预设值的情况下，根据矿车卸料完成后，电制动系统可运行次数确定出电制动系统是否能够使用；在运行增量小于等于第一预设值的情况下，根据矿车重载下坡过程中电制动系统是否产生充电电流判断电制动系统是否能够使用。

9、在该实施例中，在具体根据运行增量确定出电制动系统是否能够使用时，可以先确定运行增量是否大于第一预设值，在运行增量大于第一预设值的情况下，根据矿车卸料完成后，电制动系统可运行次数确定出电制动系统是否能够使用。在运行增量小于等于第一预设值的情况下，根据矿车重载下坡过程中电制动系统是否产生充电电流判断电制动系统是否能够使用。可以理解的是，若运行增量大于第一预设值，表明矿车在运行过程中电池的电量是增长的，但是，此时会存在两种情况，第一种情况为：电制动系统可以使用，是没有问题的。第二种情况为：电池荷电状态已经超出电制动失效阈值，电制动系统是无法正常使用的，因此，就需要进一步判断矿车卸料完成后，电制动系统可运行次数确定出电制动系统是否能够使用。相反地，若矿车在运行过程中，若运行增量小于等于第一预设值，表明电池电量没有增长，此时就会存在两种情况，第一种情况为：电制动系统没有问题，可以正常使用，但是矿车电制动过程中消耗的电量大于增加的电量，此时就需要根据矿车重载下坡过程中电制动系统是否产生充电电流来判断电制动系统是否能够使用。第二种情况为：电制动系统存在问题，不能够正常使用。通过该技术方案可以有效确定出电制动系统是否能够正常使用，从而确保矿车下坡制动时的安全性。

10、在一些实施例中，可选地，根据矿车卸料完成后，电制动系统可运行次数确定出电制动系统是否能够使用的步骤，包括：确定矿车卸料完成后电制动系统可运行次数；确定电制动系统可运行次数是否大于等于第二预设值；在电制动系统可运行次数小于第二预设值的情况下，确定电制动系统不能够使用；在电制动系统可运行次数大于等于第二预设值的情况下，确定电制动系统能够使用。

11、在该实施例中，可以根据矿车是否至少还能够完成一周期运行次数来确定电制动系统是否能够使用。具体地，先确定矿车卸料完成后电制动系统可运行次数，然后确定电制动系统可运行次数是否大于等于第二预设值，在电制动系统可运行次数小于第二预设值的情况下，确定电制动系统不能够使用，在电制动系统可运行次数大于等于第二预设值的情况下，确定电制动系统能够使用。可以理解的是，当运行增量大于第一预设值时，证明电制动系统能够正常使用，但是矿车在运行过程中可能会将电池的电量充满，这就会使得电池荷电状态超出电制动失效电池荷电状态阈值，也即，可以理解为电量过高，此时电制动系统也不能够使用。因此，可以根据矿车卸料完成后，电制动系统可运行次数是否大于等于第二预设值来确定电制动系统是否还能够使用。

12、其中，第二预设值可以是1，因此，在矿车卸料完成后，电制动系统可运行次数若大于等于1，表明电制动系统还可以至少运行一次，此时就会控制矿车继续工作。反之，在矿车卸料完成后，电制动系统可运行次数若小于1，表明电制动系统已经不能够使用至少一次了，此时就可以控制矿车返回停车场进行放电操作。

13、在一些实施例中，可选地，确定矿车卸料完成后电制动系统可运行次数的步骤，包括：获取电制动系统的失效阈值；获取矿车的当前电池荷电状态和运行增量；根据电制动系统的失效阈值、矿车的当前电池荷电状态和运行增量确定出矿车卸料完成后电制动系统可运行次数。

14、在该实施例中，可以根据电制动系统的失效阈值、矿车的当前电池荷电状态和运行增量来确定矿车卸料完成后电制动系统可运行次数。

15、在一些实施例中，可选地，在运行增量小于等于第一预设值的情况下，根据矿车重载下坡过程中电制动系统是否产生充电电流判断电制动系统是否能够使用的步骤，包括：判断矿车重载下坡过程中电制动系统是否产生充电电流；在电制动系统产生充电电流的情况下，确定电制动系统能够使用；在电制动系统不产生充电电流的情况下，确定电制动系统不能够使用。

16、在该实施例中，在运行增量小于等于第一预设值的情况下，若矿车重载下坡过程中电制动系统产生充电电流，则确定电制动系统能够使用。若电制动系统不产生充电电流，则确定电制动系统不能够使用。

17、在一些实施例中，可选地，在电制动系统不能够使用的情况下，控制机械制动系统进行制动的步骤之前，矿车制动控制方法包括：计算出下坡路段采用机械制动系统进行制动时矿车的制动鼓产生的热能；判断制动鼓产生的热能是否大于预设阈值；在制动鼓产生的热能小于等于预设阈值的情况下，控制机械制动系统进行制动；在制动鼓产生的热能大于预设阈值的情况下，确定机械制动系统不能够使用。

18、在该实施例中，当电制动系统不能够使用时，通过机械制动系统进行制动之前，需要判断机械制动系统是否能够使用，从而确保通过机械制动系统进行机械制动时的安全性。具体地，控制机械制动系统进行制动之前，计算出下坡路段采用机械制动系统进行制动时矿车的制动鼓产生的热能，并判断制动鼓产生的热能是否大于预设阈值，在制动鼓产生的热能小于等于预设阈值的情况下，控制机械制动系统进行制动，在制动鼓产生的热能大于预设阈值的情况下，确定机械制动系统不能够使用。可以理解的是，若制动鼓产生的热能过高，会影响机械制动的效果，甚至导致机械制动失效，因此通过判断制动鼓产生的热能和预设阈值之间的关系可以确定出机械制动系统是否能够正常使用。

19、在一些实施例中，可选地，计算出下坡路段采用机械制动系统进行制动时矿车的制动鼓产生的热能的步骤，包括：获取矿车下坡时重力势能的变化量、矿车动能的变化量和矿车的轮胎与地面摩擦产生的热能；根据矿车下坡时重力势能的变化量、矿车动能的变化量和矿车的轮胎与地面摩擦产生的热能确定出下坡路段采用机械制动系统进行制动时制动鼓产生的热能。

20、在该实施例中，可以通过矿车下坡时重力势能的变化量、矿车动能的变化量和矿车的轮胎与地面摩擦产生的热能确定出下坡路段采用机械制动系统进行制动时制动鼓产生的热能。

21、在一些实施例中，可选地，矿车制动控制方法还包括：在确定出电制动系统或机械制动系统不能够使用时，生成故障信息，并将故障信息进行上报。

22、在该实施例中，在确定出电制动系统或机械制动系统不能够使用时，生成故障信息，并将故障信息进行上报，从而使得工作人员能够及时掌握矿车情况，便于及时作出调整。

23、本发明第二方面的技术方案提供了一种矿车制动控制装置，用于在卸料区和装料区之间往返运行的矿车，矿车包括电制动系统和机械制动系统，矿车制动控制装置包括：获取模块，用于获取矿车在卸料区和装料区之间往返运行一次的电池荷电状态的增量，记为运行增量；确定模块，用于根据运行增量确定出电制动系统是否能够使用；第一控制模块，用于在电制动系统不能够使用的情况下，控制机械制动系统进行制动；第二控制模块，用于在电制动系统能够使用的情况下，控制电制动系统进行制动。

24、根据本发明提供的矿车制动控制装置，包括获取模块、确定模块、第一控制模块和第二控制模块。获取模块能够获取矿车在卸料区和装料区之间往返运行一次的电池荷电状态的增量，记为运行增量。确定模块能够根据运行增量确定出电制动系统是否能够使用。第一控制模块能够在电制动系统不能够使用的情况下，控制机械制动系统进行制动。第二控制模块能够在电制动系统能够使用的情况下，控制电制动系统进行制动。因此本技术提供的控制装置可以在矿车重载下坡时根据电制动系统是否能够使用的情况来控制电制动系统或机械制动系统进行制动，从而提高了矿车重载下坡时的稳定性以及安全性。

25、本发明第三方面的技术方案提供了一种矿车制动控制装置，包括：存储器和处理器，存储器储存有程序或指令，程序或指令被处理器执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的矿车制动控制方法的步骤。

26、根据本发明提供的矿车制动控制装置，包括存储器和处理器，存储器储存有程序或指令，程序或指令被处理器执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的矿车制动控制方法的步骤。由于该矿车制动控制方法能够实现如第一方面任一项技术方案中的矿车制动控制方法的步骤。因此，本发明提供的矿车制动控制装置还具有第一方面任一项技术方案中的矿车制动控制方法的全部有益效果，在此不再赘述。

27、本发明第四方面的技术方案提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的矿车制动控制方法的步骤。

28、根据本发明提供的可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被执行时，实现如第一方面任一项技术方案中的矿车制动控制方法的步骤。由于该可读存储介质能够实现如第一方面任一项技术方案中的矿车制动控制方法的步骤。因此，本发明提供的可读存储介质还具有第一方面任一项技术方案中的矿车制动控制方法的全部有益效果，在此不再赘述。

29、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。