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摘要：纯电动车辆的起步行驶安全性是近来车辆系统重点关注的问题。乘客门的是否完全关闭与车辆能否起步关系的判定不仅影响车辆的操控性和稳定性，更直接关系到车载人员及路上行人的生命安全。本文主要针对一种申沃纯电动车辆起步未关门造成的安全隐患这种情况进行研究。依据GB_13094国家标准，通过CAN总线控制，对这种车辆加装起步阻止装置功能。
关键词：公交车辆 车辆起步阻止 CAN总线控制
一、前言
公交车辆日常行驶起步中，经常会发生由于车门未完全关闭而起步造成的人身财产伤害。为解决此问题，2017年的新国标GB7258已将客门开启的起步阻止装置纳入国标推荐范围内，但是对于已投入运营的较早的纯电动车辆，此项装置则缺失。本文将针对某种型号的申沃纯电动车辆，通过对电机转速信号的采集与车门开关状态的比较，进而确定车辆是否处于起步未关闭车门的状态，从而解决这一安全隐患。[1]
起步阻止系统原理
1、系统构成
此系统采集电机编码器信号，由2路光耦隔离继电器（支持高低压电平触发）、电压变换器（5-24V电压）、控制程序主板及三极管构成。
系统原理及电路图
当起步阻止系统判定前或后乘客门未关闭的情况下，模块接收到乘客门开启的D00输出高电平信号，在车辆起步时速大于4.4km/h±0.2时，此时模块向整车控制器发送减速信号，当车速低于4km/h±0.2时允许加速，周而复始始终维持车速不超过5km/h[2]。只有当车门完全关闭的情况下，整车控制器接收不到乘客们开启信号，此时减速控制逻辑解除，车辆才能正常加速起步。
具体电路原理图如下图1所示。
图1 电路原理图
3、车速计算
当车辆行驶未关闭车门时，通过采集车辆CAN总线电机转速信号，在已知车辆变速箱速比1.31，后桥速比6.2，轮胎为275 70R/22.5的情况下，根据下述公式1计算得出车速信号。[3]按照GB_13094客车结构安全要求，判断车速是否高于5Km/h，进而判定该系统是否起作用。
式中：V-车辆速度;
n-电动机输出转速；
r-轮胎滚动半径；
ig-变速箱速比；
i0-后桥总速比。
四、功能验证及结果分析
通过电脑采集CAN总线速度与车门开度的数据关系，结果如下表1所示：
表1 车速与车门开度关系表
时间戳 | 车速 | 油门开度 | 刹车状态 | 乘客门状态 |
10:02:43.930.0 | 0.0 | 8.8 | 0 | 1 |
10:02:44.788.0 | 1.0 | 16 | 0 | 1 |
10:02:45.194.0 | 1.9 | 17.2 | 0 | 1 |
10:02:45.194.0 | 2.0 | 17.2 | 0 | 1 |
10:02:45.428.0 | 2.4 | 17.2 | 0 | 1 |
10:02:45.444.0 | 2.5 | 17.2 | 0 | 1 |
10:02:45.631.0 | 2.8 | 17.2 | 0 | 1 |
10:02:45.646.0 | 3.0 | 17.2 | 0 | 1 |
10:02:45.787.0 | 3.2 | 17.2 | 0 | 1 |
10:02:45.787.0 | 3.2 | 17.2 | 0 | 1 |
10:02:45.802.0 | 3.3 | 17.2 | 0 | 1 |
10:02:45.849.0 | 3.4 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:45.896.0 | 3.4 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:45.896.0 | 3.5 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:45.990.0 | 3.6 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:45.990.0 | 3.7 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:46.021.0 | 3.7 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:46.083.0 | 3.8 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:46.099.0 | 3.9 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:46.239.0 | 4 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:46.239.0 | 4.2 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:46.348.0 | 4.3 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:46.988.0 | 4.4 | 15.6 | 0 | 1 |
10:02:47.690.0 | 4.2 | 28.8 | 1 | 1 |
10:02:47.706.0 | 4.1 | 28.8 | 1 | 1 |
10:02:47.737.0 | 4.1 | 28.8 | 1 | 1 |
10:02:47.752.0 | 4 | 28.8 | 1 | 1 |
10:02:47.986.0 | 4 | 28.8 | 1 | 1 |
10:02:48.111.0 | 3.9 | 28.8 | 1 | 1 |
10:02:48.142.0 | 3.9 | 28.8 | 1 | 1 |
可以发现，当车门开启且车速在高于5km/h时，本车无法加速。下图为车速、刹车状态的关系如下图2所示：
图2 速度时间关系图
五、结语
“车辆非正常启动抑止装置”投入使用后，2020年10月至2021年2月因车辆启动车门未关而造成的事故率下降了25.3%，同时维修该模块省下了大量的人力物力，平均每安装一辆车节约1000余元，为企业节约大量资金。
参考文献：
[1] GB13094-2017 客车结构安全要求
[2] 电动车辆的驱动控制装置[P].松尾朋弥.中国专利:CN111936346A, 2020-11-13
[3]电动汽车电动机起步加速控制研究[J]. 佘建强,万淑芸. 湖北汽车工业学院学报. 2003(01)
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