一种扭矩控制方法技术

技术编号：40822377 阅读：4 留言：0更新日期：2024-04-01 14:42

本发明专利技术涉及一种扭矩控制方法，其基于双电驱动桥动力架构实现，包括以下步骤：根据加速踏板位置和车速确定总牵引力需求；实时计算前驱动桥和后驱动桥的载荷比；根据前驱动桥和后驱动桥的输出转速确定驱动桥是否打滑；根据总牵引力需求以及前驱动桥与后驱动桥的载荷比分配前驱动桥和后驱动桥的牵引力需求；根据分配给前驱动桥和后驱动桥的牵引力需求以及确定打滑的驱动桥的结果，修正前驱动桥和后驱动桥的牵引力需求；根据修正后的前驱动桥牵引力需求计算第一驱动电机的目标扭矩，根据修正后的后驱动桥牵引力需求计算第二驱动电机的目标扭矩。本发明专利技术具有较好的防滑效果。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源工程器械，尤其涉及一种扭矩控制方法。

技术介绍

1、随着动力电池技术的迅猛发展，电动装载机也随着迅猛发展。目前，常见的电动装载机主要有以下两种架构：第一种为双电机行走驱动方案，其典型特点是没有变速箱或分动箱，电机通过传动轴与驱动桥直接连接，同时两个电机之间也通过传动轴连接，两个驱动桥之间同步联动，如图1所示。第二种为单电机结合变速分动箱的驱动方案，其典型特点是有一个电机驱动，电机与变速箱连接，变速箱具有分动功能，即变速箱通过传送轴分别连接两个驱动桥，如图2所示。上述两种电动装载机的架构具有以下不足：1、驱动电机离驱动桥比较远，传动链比较长，传动效率叫低；2、电机和变速箱占用空间大，不利于电池等能量供给系统的布置；3、装配和维修复杂。

2、另外，装载机在某驱动桥经过湿滑路面时，该驱动桥的轮胎容易打滑，另外，在装载机铲斗运重物时，后驱动桥如果牵引力过大，也容易出现打滑。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种扭矩控制方法，其具有较好的防滑效果，保证器械行走顺利。

2、为达到上述目的，本专利技术公开了一种扭矩控制方法，其基于双电驱动桥动力架构实现，所述双电驱动桥动力架构包括前驱动桥、后驱动桥、第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机传动连接前驱动桥，所述第二驱动电机传动连接后驱动桥；所述扭矩控制方法包括以下步骤：

3、根据加速踏板位置和车速确定总牵引力需求；

4、实时计算前驱动桥和后驱动桥的载荷比；

<p>5、根据前驱动桥和后驱动桥的输出转速确定驱动桥是否打滑；

6、根据总牵引力需求以及前驱动桥与后驱动桥的载荷比拟定分配前驱动桥和后驱动桥的牵引力需求；

7、牵引力需求修正：根据分配给前驱动桥和后驱动桥的牵引力需求以及确定打滑的驱动桥的结果，修正前驱动桥和后驱动桥的牵引力需求，对于确定为打滑的驱动桥，不增加或减小拟定分配给该打滑的驱动桥的牵引力需求并输出，对于不打滑的驱动桥则增大拟定分配给其的牵引力需求并输出；如果前驱动桥和后驱动桥都未打滑，则直接输出拟定分配给前驱动桥和后驱动桥的牵引力需求；

8、根据牵引力需求修正步骤输出的前驱动桥牵引力需求计算第一驱动电机的目标扭矩，根据牵引力需求修正步骤输出的后驱动桥牵引力需求计算第二驱动电机的目标扭矩。

9、优选地，所述根据加速踏板位置和车速确定总牵引力需求采用二维数组查值法，其中，取m个加速踏板的深度值，取n个车速值，构建二维数组a[m][n]，m和n均为大于0的正整数；根据输入的加速踏板深度值和车速值，在二维数组a[m][n]查找到对应的总牵引力需求。

10、优选地，m个加速踏板的深度值中包括0％、20％、40％、60％、80％和100％，n个车速值中包括0km/h、5km/h、10km/h、15km/h、20km/h和25km/h。

11、优选地，所述根据加速踏板位置和车速确定总牵引力需求为：根据加速踏板位置确定扭矩比例；根据车速确定最大牵引力需求；根据扭矩比例和最大牵引力需求进行扭矩计算，确定总牵引力需求。

12、优选地，所述实时计算前驱动桥和后驱动桥的载荷比为：构建力矩平衡公式，确定后驱动桥受力公式；构建垂直力平衡公式，确定前驱动桥受力公式；根据后驱动桥受力公式和前驱动桥受力公式确定后驱动桥载荷比，前驱动桥载荷比则等于1减去后驱动桥载荷比。

13、优选地，力矩平衡公式为：g*d_f＝f_r*(d_f+d_r)+f_load*d_load；

14、则后驱动桥受力公式为：f_r＝(g*d_f-f_load*d_load)/(d_f+d_r)；

15、垂直力平衡公式为：g+f_load＝f_f+f_r；

16、则前驱动桥受力公式为：

17、f_f＝g+f_load-f_r＝g+f_load-(g*d_f-f_load*d_load)/(d_f+d_r)；

18、后桥载荷比k_r＝f_r/(g+f_load)＝(g*d_f-f_load*d_load)/((d_f+d_r)*(g+f_load))；

19、其中，f_load为铲斗举起物料时受到的阻力，f_f为前驱动桥受力，f_r为后驱动桥受力，g为整机空载状态下的重力，d_load为f_load绕前驱动桥回转中心的力臂，d_f为重力g至前驱动桥回转中心力臂，d_r为重力g至后驱动桥回转中心力臂。

20、优选地，所述根据前驱动桥和后驱动桥的输出转速确定驱动桥是否打滑为：定义前驱动桥的输出转速信号为outspd_f，定位后驱动桥的输出转速信号为outspd_r，定义前驱动桥和后驱动桥的速差为outspd_err，定义一个第一判断临界值x1和一个第二判断临界值x2，其中，x1为正数，x2为负数；则outspd_err＝|outspd_f|-|outspd_r|；如果outspd_err＞x1，则判断为前驱动桥打滑，如果outspd_err＜x2，则判断为后驱动桥打滑。

21、优选地，所述根据总牵引力需求以及前驱动桥与后驱动桥的载荷比拟定分配前驱动桥和后驱动桥的牵引力需求为：拟定分配给前驱动桥的牵引力等于总牵引力与前驱动桥载荷比的乘积，拟定分配给后驱动桥的牵引力等于总牵引力与后驱动桥载荷比的乘积。

22、优选地，所述对于确定为打滑的驱动桥，不增加或减小拟定分配给该打滑的驱动桥的牵引力需求并输出，对于不打滑的驱动桥则增大拟定分配给其的牵引力需求并输出为：在一个控制周期内，使得分配给确定为打滑的驱动桥牵引力需求不再增加，使得分配给未打滑的驱动桥的牵引力需求等于总牵引力需求减去分配给打滑的驱动桥的牵引力需求；

23、如果某一驱动桥连续多个控制周期打滑，则分配给该驱动桥的牵引力需求减小，直至两驱动桥转速同步，同时，将打滑的驱动桥减小的牵引力需求增加至未打滑的驱动桥。

24、优选地，所述根据牵引力需求修正步骤输出的前驱动桥牵引力需求计算第一驱动电机的目标扭矩，采用以下公式计算：

25、mottoq_a＝(f_drv_f*r1)/(i_a1*i_a2*n_a)；

26、其中，mottoq_a为第一驱动电机的目标扭矩，f_drv_f为牵引力需求修正步骤输出的前驱动桥牵引力需求，r1为前驱动桥车轮的滚动半径，i_a1为前驱动桥变速系统总速比，i_a2为前驱动桥轮边减速速比，n_a为第一驱动电机与前驱动桥轮毂之间的总传动效率；

27、所述根据牵引力需求修正步骤输出的后驱动桥牵引力需求计算第二驱动电机的目标扭矩，采用以下公式计算：mottoq_b＝(f_drv_r*r2)/(i_b1*i_b2*n_b)；

28、其中，mottoq_b为第二驱动电机的目标扭矩，f_drv_r为牵引力需求修正步骤输出的后驱动桥牵引力需求，r2为后驱动桥车轮的滚动半径，i_b1为后驱动桥变速系统总速比，i_b2为后驱动桥轮边减速本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种扭矩控制方法，其特征在于：基于双电驱动桥动力架构实现，所述双电驱动桥动力架构包括前驱动桥、后驱动桥、第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机传动连接前驱动桥，所述第二驱动电机传动连接后驱动桥；所述扭矩控制方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于：所述根据加速踏板位置和车速确定总牵引力需求采用二维数组查值法，其中，取m个加速踏板的深度值，取n个车速值，构建二维数组a[m][n]，m和n均为大于0的正整数；根据输入的加速踏板深度值和车速值，在二维数组a[m][n]查找到对应的总牵引力需求。

3.根据权利要求2所述的扭矩控制方法，其特征在于：m个加速踏板的深度值中包括0％、20％、40％、60％、80％和100％，n个车速值中包括0km/h、5km/h、10km/h、15km/h、20km/h和25km/h。

4.根据权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述根据加速踏板位置和车速确定总牵引力需求为：根据加速踏板位置确定扭矩比例；根据车速确定最大牵引力需求；根据扭矩比例和最大牵引力需求进行扭矩计算，确定总牵引力需求。

5.根据权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述实时计算前驱动桥和后驱动桥的载荷比为：构建力矩平衡公式，确定后驱动桥受力公式；构建垂直力平衡公式，确定前驱动桥受力公式；根据后驱动桥受力公式和前驱动桥受力公式确定后驱动桥载荷比，前驱动桥载荷比则等于1减去后驱动桥载荷比。

6.根据权利要求5所述的扭矩控制方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于：所述根据前驱动桥和后驱动桥的输出转速确定驱动桥是否打滑为：定义前驱动桥的输出转速信号为OutSpd_f，定位后驱动桥的输出转速信号为OutSpd_r，定义前驱动桥和后驱动桥的速差为OutSpd_err，定义一个第一判断临界值X1和一个第二判断临界值X2，其中，X1为正数，X2为负数；则OutSpd_err＝|OutSpd_f|-|OutSpd_r|；如果OutSpd_err＞X1，则判断为前驱动桥打滑，如果OutSpd_err＜X2，则判断为后驱动桥打滑。

8.根据权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于：所述根据总牵引力需求以及前驱动桥与后驱动桥的载荷比拟定分配前驱动桥和后驱动桥的牵引力需求为：拟定分配给前驱动桥的牵引力等于总牵引力与前驱动桥载荷比的乘积，拟定分配给后驱动桥的牵引力等于总牵引力与后驱动桥载荷比的乘积。

9.根据权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于：所述对于确定为打滑的驱动桥，不增加或减小拟定分配给该打滑的驱动桥的牵引力需求并输出，对于不打滑的驱动桥则增大拟定分配给其的牵引力需求并输出为：在一个控制周期内，使得分配给打滑的驱动桥的牵引力需求不再增加，使得分配给不打滑的驱动桥的牵引力需求等于总牵引力需求减去分配给打滑的驱动桥的牵引力需求；

10.根据权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述根据牵引力需求修正步骤输出的前驱动桥牵引力需求计算第一驱动电机的目标扭矩，采用以下公式计算：

...

【技术特征摘要】

6.根据权利要求5所述的扭矩控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖育波，陈德伟，刘荣光，赵建杰，彭锋，
申请(专利权)人：福建晋工新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人