CN111877450B - 一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统,包括动力系统、行走系统、转向系统、应急转向系统和整车控制系统组成,在车辆发生故障时,能够快速启动应急驱动,使车辆行驶到指定地点。增加应急处理策略,另外还公开了一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统的控制方法,根据整车不同故障类别,不同类别故障进行不同的应急驱动控制,提高整车行驶稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统,还涉及一种此应急驱动系统的控制方法,属于新能源混合动力技术领域。
背景技术
为满足施工作业效率不断提高的要求,装载机逐步朝着大型化发展,这些超大吨位装载机体积大、质量大、动力匹配需求大,需要的核心结构及传动部件如变速箱、驱动桥等选型匹配较为困难,且价格高昂,同时不断增加的传输扭矩需求使得液压系统的设计和制造难度不断增大。因此,电传动方案是目前超大型装载机研发主流技术路线。
现有超大吨位电传动装载机主要采用电机直接驱动整车行驶的传动方式,其中驱动行驶采用分布式轮边电驱动的传动方式,动力由发动机带动发电机发电提供;转向系统采用铰接式液压转向方式,动力由发动机通过分动箱驱动液压泵提供。当转向系统动力源及传动部件发生故障时,需要设计应急驱动系统,将车辆快速行驶到维修地点,及时排除故障。
由于整车质量大,并且采用分布式轮边驱动方式,在应急驱动转向时,转向油缸与车轮驱动存在受力干涉,需要配置应急系统液压备压较大,造成液压部件配置参数较大、选型困难、成本高;另外转向时的受力干涉极易造成轮胎磨损,降低了装载机行驶稳定性。
目前常规应急驱动多为应急液压转向系统,一种是在普通液压系统中增加蓄能器来实现应急转向,另一种是在液压系统中增加电动泵来实现应急转向。两种应急驱动系统在发动机发生故障时只能完成整车原地转向操作,无法实现快速行驶至维修地点,降低现场作业安全性;同时超大吨位电传动装载机转向系统增加了动力电池包、发电机、分动箱、应急转向泵等部件,现有专利技术无法满足新增动力传动部件故障下的应急驱动需求,降低整车可靠性。
因此,需要一种应急驱动系统能够针对发动机、发电机、分动箱、转向泵、应急转向泵、动力电池包等不同部件发生故障时进行分模式整车应急驱动。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提出了一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统及控制方法,在车辆发生故障时,能够快速启动应急驱动,使车辆行驶到指定地点。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统,其特征是,包括动力系统、行走系统、转向系统、应急转向系统和整车控制系统组成;
其中,动力系统包括发动机、发电机和动力电池包,发动机作为主动力源,发动机带动发电机发电,发电机输出轴为转向系统供能,同时通过高压变流器为行走系统驱动行驶供能或者应急转向系统供能;动力电池包作为备用动力源,通过高压变流器为行走系统、应急转向系统和整车控制系统供能;
其中,行走系统包括对应驱动四个车轮的四个轮边电机;
其中,转向系统包括分动箱、转向泵和转向油缸,发电机输出轴驱动分动箱,分动箱的输出轴连接转向泵,转向泵驱动转向油缸以控制整车转向;
其中,应急转向系统包括油泵电机和应急转向泵,将应急转向系统与原有的转向系统并联设置,动力电池包通过高压变流器为油泵电机供能以驱动应急转向泵工作,应急转向泵驱动转向油缸以控制整车转向;
其中,整车控制系统分别连接动力系统、行走系统、转向系统、应急转向系统,以控制整车的动力源、行走、转向和应急驱动。
进一步的,整车控制系统又包括操作手柄、加速踏板、整车控制器VCU、发动机控制器ECU、液压系统控制器ECU和轮边电机控制器MCU;其中操作手柄和加速踏板的输出端连接整车控制器VCU,整车控制器VCU分别与发动机控制器ECU、液压系统控制器ECU、轮边电机控制器MCU连接通讯;
操作手柄负责行驶、转向、应急驱动模式指令发出,加速踏板负责轮边电机加减速指令发出;
发动机控制器ECU,负责将发动机状态发送到整车控制器VCU,同时接收整车控制器VCU发出的指令以控制发动机工作;
液压系统控制器,负责将转向系统信息反馈到整车控制器VCU中,同时接收整车控制器VCU发出指令以控制转向泵、应急转向泵动作,进而控制整车转向;
轮边电机控制器MCU,负责将四个轮边电机作业状态发送到整车控制器VCU中,同时接收整车控制器VCU发出的轮边电机加减速指令以控制轮边电机的加减速,进而控制整车车速;
同时整车控制器VCU负责监测驱动系统各部件工作状态。
进一步的,动力电池包为锂离子电池。
相应的,本发明还提供了一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统的控制方法,其特征是,包括以下三种应急驱动工作模式:
模式一:发动机出现故障,其余系统部件正常;
控制动力电池包放电,为应急转向系统供能,控制整车转向;
控制动力电池包放电,为行走系统供能,控制整车行走;
模式二:分动箱或转向泵出现故障,其余系统部件正常;
发动机带动发电机发电,为应急转向系统供能,控制整车转向;
发动机带动发电机发电,为行走系统供能,控制整车行走;
模式三:发电机出现故障,其余系统部件正常;
发动机经过发电机输出轴驱动分动箱,分动箱驱动转向泵,转向泵驱动转向油缸动作,控制整车转向,此处发电机不发电,作为机械连接轴;
控制动力电池包放电,为行走系统供能,控制整车行走。
进一步的,模式一中,所述控制动力电池包放电,为应急转向系统供能,控制整车转向的具体控制过程为:动力电池包通过高压变流器为油泵电机供能,油泵电机驱动应急转向泵,应急转向泵进而驱动转向油缸动作,实现控制整车转向。
进一步的,模式一中,所述控制动力电池包放电,为行走系统供能,控制整车行走的具体控制过程为:动力电池包通过高压变流器为轮边电机供能,实现控制整车行走。
进一步的,模式二中,所述发动机带动发电机发电,为应急转向系统供能,控制整车转向的具体控制过程为:发电机经过高压变流器驱动油泵电机和应急转向泵,为转向油缸供能,实现控制整车转向。
进一步的,模式二中,所述发动机带动发电机发电,为行走系统供能,控制整车行走的具体控制过程为:发电机经过高压变流器为轮边电机供能,实现控制整车行走。
进一步的,三种应急驱动模式的转向行驶过程中,采用四轮差速控制方法计算得到四轮的期望行驶轮速,具体计算过程为:
记O为铰接中心;O1为几何转向中心;α为前车架转角;R1为左前轮转向半径;R2为右前轮转向半径;R3为左后轮转向半径;R4为右后轮转向半径;B为轮距;铰接中心与前桥轴线、后桥轴线之间的距离相同,均为L;由铰接转向过程中的几何关系可以推导出四个车轮的转向半径:
R1=R3=L·cot(α/2)-B/2
R2=R4=L·cot(α/2)+B/2
假设车辆的行驶速度为n,左前轮的轮速为n1,右前轮的轮速为n2,左后轮的轮速为n3,右后轮的轮速为n4,O与O1间的距离为R0,忽略轮胎弹性侧偏的影响,假设车轮为纯滚动状态,车辆转向过程中车速不变,那么各车轮与铰接中心O绕转向中心O1的角速度相同,则:
最终可以解析出转向过程中四个车轮的期望轮速:
在转向行驶过程中,四个车轮按照以上计算得到的期望轮速行驶。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
(1)在车辆发生故障时,能够快速启动应急驱动,使车辆行驶到指定地点,提高作业现场安全性并提高车辆维修及时性;
(2)本发明采用电机差速与液压铰接转向协同控制方法,可有效减小应急转向时油缸受力及轮胎磨损,降低应急转向泵压力及功率参数配置,提高整车行驶稳定性,降低成本;
(3)电池动力源有效利用锂电池,减小现有应急驱动技术中蓄电池的配置,降低非故障状态下的资源浪费,节约成本;
(4)根据整车及系统部件故障状态分模式进行应急驱动控制,最大程度保证动力不中断,提高能量利用率和整车应急驱动响应及时性。
附图说明
图1为电传动装载机应急驱动系统示意图;
图2为应急驱动系统液压转向模块;
图3为铰接式装载机转向结构示意图;
图4差速转向轮速计算原理图。
附图标记:
图2中:1、转向油缸,2、液压系统控制器ECU,3、转向泵,4、应急转向泵,5、油泵电机;
图3中:1、右前轮,2、前车架,3、右转向油缸,4、右后轮,5、左前轮,6、左转向油缸,7、铰接销轴,8、后车架,9、左后轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明专利的描述中,需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,除了包含所列的那些要素,而且还可包含没有明确列出的其他要素。
在本发明专利的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明专利和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明专利的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明专利的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明专利中的具体含义。
本发明的发明构思为:根据电传动装载机分布式四轮独立电驱动和液压驱动铰接式转向的特点,针对动力源故障进行应急驱动系统备用动力源方案设计,保证此类故障发生时满足整车行驶功能需求;同时根据整车结构和行驶特点,进行应急驱动四轮差速行驶控制方案设计,减小转向油缸受力,进而减小应急转向液压系统部件参数匹配及资源浪费,减少轮胎磨损,降低整车成本;另外根据整车不同故障类别,进行详细分类处理,不同类别故障进行不同的应急驱动控制,提高整车行驶稳定性和安全性。
本发明的一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统,参见图1所示,主要包括动力系统、行走系统、转向系统、应急转向系统和整车控制系统;其中动力系统、行走系统、转向系统和整车控制系统是现有技术已存在的,应急转向系统是本发明新增加的应急措施。
其中,动力系统包括发动机、发电机和动力电池包,发动机作为主动力源,发动机带动发电机发电,发电机输出轴为转向系统供能,同时通过高压变流器为行走系统(四个轮边电机)驱动行驶供能或者应急转向系统供能。动力电池包作为备用动力源,通过高压变流器为行走系统、应急转向系统和整车控制系统供能。
其中,行走系统包括对应驱动四个车轮的四个轮边电机。此轮边电机由对应的轮边电机控制器MCU控制转速。
其中,转向系统包括分动箱、转向泵和转向油缸,发电机输出轴驱动分动箱,分动箱的输出轴连接转向泵,转向泵驱动转向油缸以控制整车转向。
其中,应急转向系统包括油泵电机和应急转向泵,为新增加的液压系统,将应急转向系统与原有的转向系统并联设置,动力电池包通过高压变流器为油泵电机供能以驱动应急转向泵工作,应急转向泵驱动转向油缸以控制整车转向;由液压系统控制器控制转向系统、应急转向系统两路动力系统的动作。
本发明中应急驱动系统的转向模块,参见图2所示,分动箱的输出轴连接转向泵3,转向泵3驱动转向油缸1,电池组(即动力电池包)为油泵电机5和液压系统控制器2供电,油泵电机5的输出轴连接应急转向泵4,应急转向泵4驱动转向油缸1,液压系统控制器2的输出端连接应急转向泵4和转向泵3达到控制转向系统、应急转向系统两路。当发电机正常工作时,由发电机为转向系统供能,即通过分动箱-转向泵3-转向油缸1动作实现控制整车转向,在故障时启动应急策略,由动力电池包为应急转向系统供能,即通过动力电池包-油泵电机5-应急转向泵4-转向油缸1工作实现控制整车转向。
其中,整车控制系统分别连接动力系统、行走系统、转向系统、应急转向系统,以控制整车的动力源、行走、转向和应急驱动。
进一步的,整车控制系统又包括操作手柄、加速踏板、整车控制器VCU、发动机控制器ECU、液压系统控制器ECU和轮边电机控制器MCU。其中操作手柄和加速踏板的输出端连接整车控制器VCU,整车控制器VCU分别与发动机控制器ECU、液压系统控制器ECU、轮边电机控制器MCU连接通讯;
操作手柄负责行驶、转向、应急驱动模式指令发出,加速踏板负责轮边电机加减速指令发出;
发动机控制器ECU,负责将发动机状态发送到整车控制器VCU,同时接收整车控制器VCU发出的指令以控制发动机工作;
液压系统控制器,负责将转向系统信息反馈到整车控制器VCU中,同时接收整车控制器VCU发出指令以控制转向泵、应急转向泵动作,进而控制整车转向;
轮边电机控制器MCU,负责将四个轮边电机作业状态发送到整车控制器VCU中,同时接收整车控制器VCU发出的轮边电机加减速指令以控制轮边电机的加减速,进而控制整车车速;
同时整车控制器VCU负责监测驱动系统各部件工作状态。
现有技术中为整车低压电气系统和应急转向系统供能采用铅酸蓄电池,需要配置较大容量蓄电池,其中整车低压电气系统耗能较少。由于铅酸蓄电池能量密度较小,配置的蓄电池质量和体积较大,成本较高,且在不发生故障时配置的大容量蓄电池存在资源浪费的问题。本发明涉及的应急驱动系统采用了发动机和动力电池包两个动力源,其中动力电池包为锂离子电池,能量密度和体积重量都优于铅酸蓄电池,作为应急驱动系统的动力源之一,也可以为行驶驱动中的轮边电机供能,利用率较高。
本发明的超大型电传动轮式装载机应急驱动系统会实时监测动力系统(发动机、发电机、动力电池包)、行走系统(轮边电机)、转向系统(分动箱、转向泵、转向油缸)各系统运行状态。在作业过程中发生故障时,会根据故障系统及故障等级判断整车是否能够继续行驶,如能继续行驶,开启应急驱动系统,驱动整车行驶。
如果动力系统和行驶执行机构出现故障,设置不同应急处理驱动模式。具体控制方法如下:
模式一:发动机出现故障,其余系统部件正常;
(1)装载机停止作业;在出现故障时,首先停止作业装置工作,是出于安全的考虑,本专利涉及的应急驱动只是针对行走系统的控制,此处停止作业具体内容属于本领域公知,此处不作详述;
(2)通过操作手柄选择应急驱动模式一;
(3)控制动力电池包放电,为应急转向系统供能,控制整车转向;具体控制过程为:动力电池包通过高压变流器为油泵电机供能,油泵电机驱动应急转向泵,应急转向泵进而驱动转向油缸动作,实现控制整车转向,具体转向角度可由驾驶员通过操作手柄控制;
(4)控制动力电池包放电,为行走系统供能,控制整车行走;具体控制过程为:动力电池包通过高压变流器为轮边电机供能,实现控制整车行走,具体整车行驶速度可由驾驶员通过踩踏加速踏板控制。
模式二:分动箱或转向泵出现故障,其余系统部件正常;
(1)停止作业,作业装置泄压;
(2)通过操作手柄选择应急驱动模式二;
(3)发动机带动发电机发电,为应急转向系统供能,控制整车转向;具体控制过程为:发电机经过高压变流器驱动油泵电机和应急转向泵,为转向油缸供能,实现控制整车转向,具体转向角度可由驾驶员通过操作手柄控制;
(4)发动机带动发电机发电,为行走系统供能,控制整车行走;具体控制过程为:发电机经过高压变流器为轮边电机供能,实现控制整车行走,具体整车行驶速度可由驾驶员通过踩踏加速踏板控制。
模式三:发电机出现故障,其余系统部件正常;
(1)停止作业,作业装置泄压;
(2)通过操作手柄选择应急驱动模式三;
(3)发动机经过发电机输出轴驱动分动箱,分动箱驱动转向泵,转向泵驱动转向油缸动作,实现控制整车转向,具体转向角度可由驾驶员通过操作手柄控制;此处发电机不发电,作为机械连接轴;
(4)控制动力电池包放电,为行走系统供能,控制整车行走;具体控制过程为:动力电池包经过高压变流器为驱动电机供能,实现控制整车行走,具体整车行驶速度可由驾驶员通过踩踏加速踏板控制。
在本发明的控制方法中:
(1)各应急驱动模式切换,可以制定切换控制规则,通过整车控制器根据整车及部件实时状态自适应进行选择,可更为快捷、及时进行整车应急驱动;
(2)发电机可选用发电-电动一体电机,在模式一中,即发动机发生故障时,动力电池包可以驱动发电-电动一体电机,为分动箱供能,进而驱动液压泵及转向油缸工作,实现整车应急转向。
装载机铰接式液压转向结构示意图如图3所示。在装载机应急驱动转向行驶过程中,左转向油缸6和右转向油缸3分别进行活塞杆伸出、缩回动作,使前车架2和后车架8产生夹角,带动右前轮1、左前轮5、右后轮4、左后轮9转动,进而实现整车转向。在转向过程中,由于内外侧车轮转向半径不同,转向速度也不一致,同时转向时间较短,如果四个轮边电机不差速控制或者差速控制不及时后导致转向油缸和四个轮胎存在受力干涉,造成油缸损伤和加大轮胎磨损。本发明专利在此过程中通过对四个轮边电机独立控制,实时调节电机扭矩,根据整车转角对电机实现转速闭环控制,使各轮胎与地面摩擦与转向油缸受力形成最佳配合,即通过四轮独立控制实现转向油缸受力最小,最大限度减小转向过程中油缸受力,进而减小应急驱动系统中液压泵阀部件的配置参数,既提高部件及产品可靠性及寿命,又能降低整车成本。
以上三种应急驱动模式在转向行驶过程中,采用四轮差速控制方法。根据几何转向原理计算当前车架转角和车速下对应的4个车轮的期望轮速,并与轮边驱动电机反馈转速比较,最终通过PID算法分配轮边电机的输出转矩,实现各轮胎与地面摩擦与转向油缸压力形成最佳配合。
差速转向轮速计算原理参见图4所示,图中,O为铰接中心;O1为几何转向中心;α为前车架转角;R1为左前轮转向半径;R2为右前轮转向半径;R3为左后轮转向半径;R4为右后轮转向半径;B为轮距;铰接中心与前桥轴线(前轮机械连接中心线)、后桥轴线(后轮机械连接中心线)之间的距离相同,均为L;E1 F1和E2 F2分别为铰接结构左右侧转向油缸。由铰接转向过程中的几何关系可以推导出四个车轮的转向半径:
R1=R3=L·cot(α/2)-B/2
R2=R4=L·cot(α/2)+B/2
假设车辆的行驶速度为n,左前轮的轮速为n1,右前轮的轮速为n2,左后轮的轮速为n3,右后轮的轮速为n4,O与O1间的距离为R0,因为装载机作业过程中车速较低,忽略轮胎弹性侧偏的影响,另外假设车轮为纯滚动状态,车辆转向过程中车速不变,那么各车轮与铰接中心O绕转向中心O1的角速度相同,则:
最终可以解析出转向过程中四个车轮的期望轮速:
在转向行驶过程中,四个车轮按照以上计算得到的期望轮速行驶,实现各轮胎与地面摩擦与转向油缸压力形成最佳配合。
本发明的有益效果为:
(1)在车辆发生故障时,能够快速启动应急驱动,使车辆行驶到指定地点,提高作业现场安全性并提高车辆维修及时性;
(2)本发明采用电机差速与液压铰接转向协同控制方法,可有效减小应急转向时油缸受力及轮胎磨损,降低应急转向泵压力及功率参数配置,提高整车行驶稳定性,降低成本;
(3)电池动力源有效利用锂电池,减小现有应急驱动技术中蓄电池的配置,降低非故障状态下的资源浪费,节约成本;
(4)根据整车及系统部件故障状态分模式进行应急驱动控制,最大程度保证动力不中断,提高能量利用率和整车应急驱动响应及时性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统,其特征是,包括动力系统、行走系统、转向系统、应急转向系统和整车控制系统组成;
其中,动力系统包括发动机、发电机和动力电池包,发动机作为主动力源,发动机带动发电机发电,发电机输出轴为转向系统供能,同时通过高压变流器为行走系统驱动行驶供能或者应急转向系统供能;动力电池包作为备用动力源,通过高压变流器为行走系统、应急转向系统和整车控制系统供能;
其中,行走系统包括对应驱动四个车轮的四个轮边电机;
其中,转向系统包括分动箱、转向泵和转向油缸,发电机输出轴驱动分动箱,分动箱的输出轴连接转向泵,转向泵驱动转向油缸以控制整车转向;
其中,应急转向系统包括油泵电机和应急转向泵,将应急转向系统与原有的转向系统并联设置,动力电池包通过高压变流器为油泵电机供能以驱动应急转向泵工作,应急转向泵驱动转向油缸以控制整车转向;
其中,整车控制系统分别连接动力系统、行走系统、转向系统、应急转向系统,以控制整车的动力源、行走、转向和应急驱动。
2.根据权利要求1所述的一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统,其特征是,整车控制系统包括操作手柄、加速踏板、整车控制器VCU、发动机控制器ECU、液压系统控制器ECU和轮边电机控制器MCU;其中操作手柄和加速踏板的输出端连接整车控制器VCU,整车控制器VCU分别与发动机控制器ECU、液压系统控制器ECU、轮边电机控制器MCU连接通讯;
操作手柄负责行驶、转向、应急驱动模式指令发出,加速踏板负责轮边电机加减速指令发出;
发动机控制器ECU,负责将发动机状态发送到整车控制器VCU,同时接收整车控制器VCU发出的指令以控制发动机工作;
液压系统控制器,负责将转向系统信息反馈到整车控制器VCU中,同时接收整车控制器VCU发出指令以控制转向泵、应急转向泵动作,进而控制整车转向;
轮边电机控制器MCU,负责将四个轮边电机作业状态发送到整车控制器VCU中,同时接收整车控制器VCU发出的轮边电机加减速指令以控制轮边电机的加减速,进而控制整车车速;
同时整车控制器VCU负责监测驱动系统各部件工作状态。
3.根据权利要求1所述的一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统,其特征是,动力电池包为锂离子电池。
4.一种如权利要求1-3所述的超大型电传动轮式装载机应急驱动系统的控制方法,其特征是,包括以下三种应急驱动工作模式:
模式一:发动机出现故障,其余系统部件正常;
控制动力电池包放电,为应急转向系统供能,控制整车转向;
控制动力电池包放电,为行走系统供能,控制整车行走;
模式二:分动箱或转向泵出现故障,其余系统部件正常;
发动机带动发电机发电,为应急转向系统供能,控制整车转向;
发动机带动发电机发电,为行走系统供能,控制整车行走;
模式三:发电机出现故障,其余系统部件正常;
发动机经过发电机输出轴驱动分动箱,分动箱驱动转向泵,转向泵驱动转向油缸动作,控制整车转向,此处发电机不发电,作为机械连接轴;
控制动力电池包放电,为行走系统供能,控制整车行走。
5.根据权利要求4所述的一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统的控制方法,其特征是,模式一中,所述控制动力电池包放电,为应急转向系统供能,控制整车转向的具体控制过程为:动力电池包通过高压变流器为油泵电机供能,油泵电机驱动应急转向泵,应急转向泵进而驱动转向油缸动作,实现控制整车转向。
6.根据权利要求4所述的一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统的控制方法,其特征是,模式一中,所述控制动力电池包放电,为行走系统供能,控制整车行走的具体控制过程为:动力电池包通过高压变流器为轮边电机供能,实现控制整车行走。
7.根据权利要求4所述的一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统的控制方法,其特征是,模式二中,所述发动机带动发电机发电,为应急转向系统供能,控制整车转向的具体控制过程为:发电机经过高压变流器驱动油泵电机和应急转向泵,为转向油缸供能,实现控制整车转向。
8.根据权利要求4所述的一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统的控制方法,其特征是,模式二中,所述发动机带动发电机发电,为行走系统供能,控制整车行走的具体控制过程为:发电机经过高压变流器为轮边电机供能,实现控制整车行走。
9.根据权利要求4所述的一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统的控制方法,其特征是,三种应急驱动模式的转向行驶过程中,采用四轮差速控制方法计算得到四轮的期望行驶轮速。
10.根据权利要求9所述的一种超大型电传动轮式装载机应急驱动系统的控制方法,其特征是,所述采用四轮差速控制方法计算得到四轮的期望行驶轮速的具体计算过程为:
记O为铰接中心;O1为几何转向中心;α为前车架转角;R1为左前轮转向半径;R2为右前轮转向半径;R3为左后轮转向半径;R4为右后轮转向半径;B为轮距;铰接中心与前桥轴线、后桥轴线之间的距离相同,均为L;由铰接转向过程中的几何关系可以推导出四个车轮的转向半径:
R1=R3=L·cot(α/2)-B/2
R2=R4=L·cot(α/2)+B/2
假设车辆的行驶速度为n,左前轮的轮速为n1,右前轮的轮速为n2,左后轮的轮速为n3,右后轮的轮速为n4,O与O1间的距离为R0,忽略轮胎弹性侧偏的影响,假设车轮为纯滚动状态,车辆转向过程中车速不变,那么各车轮与铰接中心O绕转向中心O1的角速度相同,则:
最终可以解析出转向过程中四个车轮的期望轮速:
在转向行驶过程中,四个车轮按照以上计算得到的期望轮速行驶。
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