一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法与流程

专利2025-10-31  15


本发明涉及重型矿卡车辆控制技术的,具体涉及一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法。


背景技术:

1、现有技术中的矿用车辆驱动系统在使用过程中尚存在以下缺陷与不足:

2、1)单独的中央驱动系统受限于传动链能力,扭矩无法满足大吨位矿用自卸车的需求;

3、2)单独的轮边驱动系统减速系统扭矩调节范围小,为满足高扭矩需求,电机的尺寸和重量大,成本高。

4、基于此,亟需提供一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法以解决上述现有技术中存在的缺陷与不足。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的缺陷与不足,本发明提供了一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法。

2、本发明提供的技术方案如下:

3、一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,所述驱动系统包括中央驱动系统、第一轮边驱动系统和第二轮边驱动系统,其中

4、中央驱动系统包括中央电机和中央变速器,所述中央电机的输出轴连接中央变速器的输入端,中央变速器的输出端连接到桥差速器;

5、第一轮边驱动系统包括第一轮边电机和第一轮边减速器,第一轮边电机的输出轴连接第一轮边减速器的输入端,第一轮边减速器的输出端连接一侧半轴并驱动一侧车轮;

6、第二轮边驱动系统包括第二轮边电机和第二轮边减速器,第二轮边电机的输出轴连接第二轮边减速器的输入端,第二轮边减速器的输出端连接另一侧半轴并驱动另一侧车轮;

7、其特征在于:所述控制方法包括以下步骤:

8、1)通过每个系统的速比及电机参数获取与每个系统的最优外特性曲线及峰值扭矩;

9、2)设置系统总需求扭矩;

10、3)确定每个系统中对应电机所需扭矩的初始值;

11、4)根据每个系统及对应的电机的实时数据,求得每个系统所需功率;

12、5)对每个系统所需功率进行分配;

13、6)对分配前后所需总功率进行限制;

14、7)对每个系统分配后的所需功率进行扭矩转化;

15、8)根据每个系统参数通过查表最佳工作温度,使每个系统工作在最合适的温度范围;

16、9)对最终输出扭矩进行滤波处理,使下发到电机端的扭矩在每个工况下达到最合适的扭矩斜率。

17、作为本发明的进一步优选实施方式,所述步骤1)中,

18、通过中央驱动系统的每个挡位及转速信息获取中央驱动系统的最优外特性曲线;

19、通过第一和第二轮边驱动系统的每个挡位、转速信息及对应减速速比获取第一和第二轮边驱动系统的最优外特性曲线。

20、作为本发明的进一步优选实施方式,所述步骤2)中,系统总需求扭矩按照下式计算:

21、

22、其中,

23、tqcmd为系统总需求扭矩;

24、mot1tqmax为中央驱动系统中中央电机的最大扭矩;

25、mot2tqmax为第一轮边驱动系统中第一轮边电机的最大扭矩;

26、mot3tqmax为第二轮边驱动系统中第二轮边电机的最大扭矩;

27、accrx为油门踏板开度;

28、i1为第一轮边驱动系统的减速速比;

29、i2为第二轮边驱动系统的减速速比。

30、作为本发明的进一步优选实施方式,所述步骤3)中,每个系统中对应电机所需扭矩的初始值采用等扭矩分配法,即按照以下公式计算:

31、

32、其中,

33、mot1tqcmd为中央驱动系统中中央电机所需扭矩的初始值;

34、mot2tqcmd为第一轮边驱动系统中第一轮边电机所需扭矩的初始值;

35、mot3tqcmd为第二轮边驱动系统中第二轮边电机所需扭矩的初始值。

36、作为本发明的进一步优选实施方式,所述步骤4)中,按照以下公式计算每个系统所需功率

37、

38、其中,

39、powerdemand1为中央驱动系统中中央电机的所需功率;

40、powerdemand2为第一轮边驱动系统中第一轮边电机的所需功率;

41、powerdemand3为第二轮边驱动系统中第二轮边电机的所需功率;

42、mot1nact为中央驱动系统中中央电机的实际转速;

43、mot2nact为第一轮边驱动系统中第一轮边电机的实际转速;

44、mot3nact为第二轮边驱动系统中第二轮边电机的实际转速。

45、作为本发明的进一步优选实施方式,所述步骤5)中,采用以下公式对每个系统所需功率进行分配:即

46、

47、其中,

48、p1为分配后中央驱动系统中中央电机的所需功率;

49、p2为分配后第一轮边驱动系统中第一轮边电机的所需功率;

50、p3为分配后第二轮边驱动系统中第二轮边电机的所需功率;

51、δ1,δ2,δ3分别为每个系统中对应电机的功率分配占比。

52、作为本发明的进一步优选实施方式,所述步骤5)中,采用均分功率法对每个系统所需功率进行分配:此时满足δ1=δ2=δ3,即p1=p2=p3。

53、作为本发明的进一步优选实施方式,

54、当任一系统的对应电机的温度超出预设温度阈值范围时,降低与该系统对应电机的功率分配占比;

55、当任一系统的对应电机的温度恢复预设温度阈值范围时,恢复与该系统对应电机的功率分配占比。

56、作为本发明的进一步优选实施方式,所述步骤6)中,对分配前后所需总功率进行限制,使其不超过电池最大放电功率;即

57、

58、其中,

59、batu为电池电压;

60、bati为电池最大可允许放电电流。

61、作为本发明的进一步优选实施方式,所述步骤7)中,按照以下公式对每个系统分配后的所需功率进行扭矩转化:

62、

63、其中,

64、mot1tqactcmd为中央驱动系统中中央电机的实际请求扭矩;

65、mot2tqactcmd为第一轮边驱动系统中第一轮边电机的实际请求扭矩;

66、mot3tqactcmd为第二轮边驱动系统中第二轮边电机的实际请求扭矩;

67、mot1nact为中央驱动系统中中央电机的实际转速;

68、mot2nact为第一轮边驱动系统中第一轮边电机的实际转速;

69、mot3nact为第二轮边驱动系统中第二轮边电机的实际转速。

70、相对于现有技术,本发明取得的有益效果包括:

71、1)本发明提供一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,解决了纯中央驱动系统受限于传动链能力的问题,扭矩可满足大吨位矿用自卸车的需求。

72、2)本发明提供一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,对传统改制车辆,不改变大基础架构,只需对后桥部分进行整改,整改范围小,节约成本。

73、3)本发明提供一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,通过扭矩控制实现换挡不中断。


技术特征:

1.一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,所述驱动系统包括中央驱动系统、第一轮边驱动系统和第二轮边驱动系统,其中

2.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,其特征在于:所述步骤1)中,

3.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,其特征在于:所述步骤2)中,系统总需求扭矩按照下式计算:

4.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,其特征在于:所述步骤3)中,每个系统中对应电机所需扭矩的初始值采用等扭矩分配法,即按照以下公式计算:

5.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,其特征在于:所述步骤4)中,按照以下公式计算每个系统所需功率

6.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,其特征在于:所述步骤5)中,采用以下公式对每个系统所需功率进行分配:即

7.根据权利要求6所述的一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,其特征在于:所述步骤5)中,采用均分功率法对每个系统所需功率进行分配:此时满足δ1=δ2=δ3,即p1=p2=p3。

8.根据权利要求6所述的一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,其特征在于:

9.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,其特征在于:所述步骤6)中,对分配前后所需总功率进行限制,使其不超过电池最大放电功率;即

10.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,其特征在于:所述步骤7)中,按照以下公式对每个系统分配后的所需功率进行扭矩转化:


技术总结
本发明提供一种矿用自卸车组合驱动系统扭矩控制方法,包括以下步骤:1)通过每个系统的速比及电机参数获取与每个系统的最优外特性曲线及峰值扭矩;2)设置系统总需求扭矩;3)确定每个系统中对应电机所需扭矩的初始值;4)根据每个系统及对应的电机的实时数据,求得每个系统所需功率;5)对每个系统所需功率进行分配;6)对分配前后所需总功率进行限制;7)对每个系统分配后的所需功率进行扭矩转化;8)根据每个系统参数通过查表最佳工作温度;9)对最终输出扭矩进行滤波处理,使下发到电机端的扭矩在每个工况下达到最合适的扭矩斜率,扭矩可满足大吨位矿用自卸车的需求,整改范围小,节约成本,换挡不中断。

技术研发人员:郝庆军,张健,董旭
受保护的技术使用者:凯博易控车辆科技(苏州)股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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