本發(fā)明屬于礦用車輛牽引控制，具體涉及一種六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、煤礦井下框架式蓄電池車往往承擔(dān)著重型設(shè)備或液壓支架的拖拽、搬運(yùn)、回撤等工作。以往此類車輛的電驅(qū)牽引系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，多采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)整車或雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)前后橋的方式，通常油門踏板行程與全部牽引電機(jī)轉(zhuǎn)矩給定直接線性關(guān)聯(lián)，其控制策略也較為簡(jiǎn)單，各個(gè)牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)矩給定往往相同而不做分配，僅能滿足基本的車輛牽引，上述控制會(huì)造成牽引過程中多個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出時(shí)產(chǎn)生較大的寄生功率，不僅會(huì)增加無功功耗，降低整車的續(xù)航里程，同時(shí)也難以滿足對(duì)車輛牽引的精準(zhǔn)控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述至少一個(gè)技術(shù)問題，提供了一種六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法和系統(tǒng)。

2、本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法，包括以下步驟：s1:?獲取車輛的載荷信息和牽引路面狀態(tài)，組合后作為第一判斷信息；s2：基于第一判斷信息進(jìn)行車輛驅(qū)動(dòng)模式的初次選擇；若初次選擇未選定驅(qū)動(dòng)模式，則執(zhí)行步驟s3；s3：獲取油門踏板行程信息，作為第二判斷信息；s4：基于第二判斷信息進(jìn)行車輛驅(qū)動(dòng)模式的二次選擇，若二次選擇未選定驅(qū)動(dòng)模式，則執(zhí)行步驟s5；s5：給定電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限信息，獲取車輛的電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信息，并與第二判斷信息組合作為第三判斷信息；s6：基于第三判斷信息進(jìn)行車輛驅(qū)動(dòng)模式的最終選擇。

3、優(yōu)選地，通過實(shí)時(shí)采集車輛的鏟板壓力，獲取車輛的載荷信息，車輛的載荷信息包括空載和重載；通過實(shí)時(shí)采集車輛的傾角數(shù)據(jù)，獲取牽引路面狀態(tài)，牽引路面狀態(tài)包括上坡、下坡和平路。

4、優(yōu)選地，車輛驅(qū)動(dòng)模式的初次選擇包括以下步驟：

5、s201：判斷第一判斷信息是否為空載平路，若判定為是，則選定驅(qū)動(dòng)模式為兩驅(qū)模式，若判定為否，則執(zhí)行步驟s202；s202：判斷第一判斷信息是否為空載下坡，若判定為是，則選定驅(qū)動(dòng)模式為兩驅(qū)模式，若判定為否，則執(zhí)行步驟s203；s203：判斷第一判斷信息是否為重載上坡，若判定為是，則選定驅(qū)動(dòng)模式為六驅(qū)模式，若判定為否，則基于第一判斷信息不選定驅(qū)動(dòng)模式，執(zhí)行步驟s3。

6、優(yōu)選地，通過實(shí)時(shí)采集車輛的油門踏板信號(hào)，獲取油門踏板行程信息。

7、優(yōu)選地，車輛驅(qū)動(dòng)模式的二次選擇包括以下步驟：判斷第二判斷信息是否為踏板行程小于，若判定為是，則選定驅(qū)動(dòng)模式為兩驅(qū)模式，若判定為否，則基于第二判斷信息不選定驅(qū)動(dòng)模式，執(zhí)行步驟s5。

8、優(yōu)選地，車輛驅(qū)動(dòng)模式的最終選擇包括以下步驟：

9、判斷第三判斷信息是否為踏板行程小于且在第一持續(xù)時(shí)間內(nèi)的電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋已達(dá)到電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限，若判定為是，則選定驅(qū)動(dòng)模式為兩驅(qū)模式；

10、判斷第三判斷信息是否為踏板行程小于且在第一持續(xù)時(shí)間內(nèi)的電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋未達(dá)到電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限，若判定為是，則選定驅(qū)動(dòng)模式為四驅(qū)模式；

11、判斷第三判斷信息是否為踏板行程大于等于且在第二持續(xù)時(shí)間內(nèi)的電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋已達(dá)到電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限，若判定為是，則選定驅(qū)動(dòng)模式為兩驅(qū)模式；

12、判斷第三判斷信息是否為踏板行程大于等于且在第一持續(xù)時(shí)間內(nèi)的電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋未達(dá)到電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限，若判定為是，則選定驅(qū)動(dòng)模式為四驅(qū)模式；繼續(xù)判斷在第二持續(xù)時(shí)間內(nèi)的電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋是否已達(dá)到電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限，若判定為是，則保持驅(qū)動(dòng)模式為四驅(qū)模式，若判定為否，則選定驅(qū)動(dòng)模式為六驅(qū)模式；其中第一持續(xù)時(shí)間和第二持續(xù)時(shí)間均為預(yù)設(shè)時(shí)間，第一持續(xù)時(shí)間的取值范圍為2s-4s，第二持續(xù)時(shí)間的取值范圍為4s-7s。

13、優(yōu)選地，還包括基于四驅(qū)模式或六驅(qū)模式下的電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限和電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋，獲取電機(jī)的轉(zhuǎn)矩給定系數(shù)；

14、電機(jī)的轉(zhuǎn)矩給定系數(shù)的計(jì)算公式為：

15、

16、其中，為電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋，為電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限，為電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限的閾值。

17、優(yōu)選地，判斷牽引路面狀態(tài)的步驟如下：當(dāng)車輛傾角大于且持續(xù)時(shí)間超過第三持續(xù)時(shí)間，則判斷車輛處于上坡狀態(tài)；當(dāng)車輛傾角小于且持續(xù)時(shí)間超過第三持續(xù)時(shí)間，則判斷車輛處于下坡狀態(tài)；第三持續(xù)時(shí)間為預(yù)設(shè)時(shí)間，取值范圍為5s-10s；其它情況均認(rèn)定位車輛處于平路狀態(tài)。

18、本發(fā)明的第二方面，還提供了一種六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換系統(tǒng)，包括整車控制器、六電動(dòng)輪牽引電機(jī)控制器、壓力傳感器、傾角傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、油門踏板和為上述器件提供電源的動(dòng)力電源；壓力傳感器檢測(cè)車輛鏟板的壓力數(shù)據(jù)，整車控制器將其轉(zhuǎn)換為鏟板壓力值，并結(jié)合整車機(jī)械結(jié)構(gòu)，計(jì)算得到整車的載荷信息；傾角傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量整車行駛過程中的角度數(shù)據(jù)，整車控制器基于角度數(shù)據(jù)獲取車輛所處的牽引路面狀態(tài)，包括平路、上坡和下坡；轉(zhuǎn)速傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速傳感器與六電動(dòng)輪牽引電機(jī)控制器連接，六電動(dòng)輪牽引電機(jī)控制器將電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信息傳輸至整車控制器；油門踏板位于駕駛室，整車控制器獲取油門踏板的開度信息，并將其轉(zhuǎn)化為牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)矩給定和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限信息；整車控制器通過接收并分析油門踏板和各類傳感器的輸入信號(hào)，獲取整車牽引所需的電機(jī)數(shù)量及其轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速給定，發(fā)送給六電動(dòng)輪牽引電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)運(yùn)行。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、本發(fā)明通過對(duì)車輛的牽引和作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，在滿足車輛不同工況使用性能的前提下，合理切換車輛牽引電機(jī)的使用數(shù)量及轉(zhuǎn)矩給定，能夠?qū)崿F(xiàn)礦用六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換功能，使得整車電驅(qū)系統(tǒng)可以更加合理地分配六驅(qū)動(dòng)能，減少寄生功率和無功損耗，提高礦用六驅(qū)框架式蓄電池車的續(xù)航里程和操縱性。

技術(shù)特征：

1.一種六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法，其特征在于：通過實(shí)時(shí)采集車輛的鏟板壓力，獲取車輛的載荷信息，車輛的載荷信息包括空載和重載；通過實(shí)時(shí)采集車輛的傾角數(shù)據(jù)，獲取牽引路面狀態(tài)，牽引路面狀態(tài)包括上坡、下坡和平路。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法，其特征在于：車輛驅(qū)動(dòng)模式的初次選擇包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法，其特征在于：通過實(shí)時(shí)采集車輛的油門踏板信號(hào)，獲取油門踏板行程信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法，其特征在于：車輛驅(qū)動(dòng)模式的二次選擇包括以下步驟：判斷第二判斷信息是否為踏板行程小于，若判定為是，則選定驅(qū)動(dòng)模式為兩驅(qū)模式，若判定為否，則基于第二判斷信息不選定驅(qū)動(dòng)模式，執(zhí)行步驟s5。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法，其特征在于：車輛驅(qū)動(dòng)模式的最終選擇包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法，其特征在于：還包括基于四驅(qū)模式或六驅(qū)模式下的電機(jī)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速上限和電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋，獲取電機(jī)的轉(zhuǎn)矩給定系數(shù)；

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法，其特征在于：判斷牽引路面狀態(tài)的步驟如下：當(dāng)車輛傾角大于且持續(xù)時(shí)間超過第三持續(xù)時(shí)間，則判斷車輛處于上坡狀態(tài)；當(dāng)車輛傾角小于且持續(xù)時(shí)間超過第三持續(xù)時(shí)間，則判斷車輛處于下坡狀態(tài)；第三持續(xù)時(shí)間為預(yù)設(shè)時(shí)間，取值范圍為5s-10s；其它情況均認(rèn)定位車輛處于平路狀態(tài)。

9.一種六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)如上述權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法，其特征在于：包括整車控制器、六電動(dòng)輪牽引電機(jī)控制器、壓力傳感器、傾角傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、油門踏板和動(dòng)力電源；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于礦用車輛牽引控制技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決六驅(qū)框架式蓄電池車牽引過程中多個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出時(shí)產(chǎn)生較大的寄生功率的問題。提供了一種六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換方法和系統(tǒng)，通過對(duì)車輛的牽引和作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，在滿足車輛不同工況使用性能的前提下，合理切換車輛牽引電機(jī)的使用數(shù)量及轉(zhuǎn)矩給定。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)礦用六驅(qū)框架式蓄電池車多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)模式自適應(yīng)切換功能，使得整車電驅(qū)系統(tǒng)可以更加合理地分配六驅(qū)動(dòng)能，減少寄生功率和無功損耗，提高礦用六驅(qū)框架式蓄電池車的續(xù)航里程和操縱性。

技術(shù)研發(fā)人員：王健,曹建文,姜銘,高旭彬,王濤,龍先江,許連丙,田克君,郭利強(qiáng),喬佳偉,楊澤源,徐良,鄭偉,胡文芳,高鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西天地煤機(jī)裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9