混合动力轨道车辆驱动装置的转矩控制系统及方法

摘要

本发明提供一种混合动力轨道车辆驱动装置的转矩控制系统及方法，可以准确控制基于泵/马达和电机的混合动力轨道车辆的驱动装置的转矩，保证电机的输出转矩位于电机高效率区域，实现混合动力轨道车辆驱动装置的协调工作。该转矩控制过程为首先确定当前列车的目标驱动转矩，然后判定当前列车的液压混合动力系统所处于的运行模式，最后依据当前列车的目标驱动转矩和运行模式进行转矩分配，根据液压泵/马达功率密度大、能量循环效率高以及能量密度低的特点，合理分配液压泵/马达、电机和摩擦制动器的输出转矩，保证电机的输出转矩位于电机高效率区域。

主权项

混合动力轨道车辆驱动装置的转矩控制方法，所述混合动力轨道车辆的驱动装置包括：电机、液压泵/马达、摩擦制动器和液压蓄能器；其特征在于：通过下述方法分配车辆在不同运行模式下的目标驱动转矩：车辆处于起动模式，且所述液压蓄能器处于充气压力状态时，液压泵/马达不工作，车辆的目标驱动转矩全部由电机提供；车辆处于起动模式，液压蓄能器处于工作压力状态且此时工作压力满足设定要求时，电机不工作，车辆的目标驱动转矩全部由液压泵/马达提供；车辆处于起动模式，液压蓄能器处于工作压力状态且此时工作压力不满足设定要求时，若列车的目标驱动转矩位于电机高效率运行时的转矩范围内，则列车的目标驱动转矩全部由电机提供；否则，由液压泵/马达和电机共同提供列车的目标驱动转矩，此时液压泵/马达和电机目标输出转矩的分配方法为：首先选取电机提供的目标输出转矩为其高效率运行时转矩范围内的最优值，液压泵/马达提供的目标输出转矩为列车的目标驱动转矩与电机提供的目标输出转矩的差值；若该差值大于液压泵/马达在当前转速下所能提供的最大转矩值，则将电机提供的目标输出转矩选取为其高效率运行时转矩范围内的最大值，液压泵/马达提供的目标输出转矩为列车的目标驱动转矩与电机提供的目标输出转矩的差值；若该差值仍然大于液压泵/马达在当前转速下所能提供的最大转矩值，则将液压泵/马达提供的目标输出转矩选取为其在当前转速下所能提供的最大转矩值，电机提供的目标转矩为列车的目标驱动转矩与液压泵/马达提供的目标转矩的差值；车辆处于匀速行驶模式时，液压泵/马达不工作，车辆的目标驱动转矩全部由电机提供；车辆处于加速行驶模式时，若列车的目标驱动转矩位于电机高效率运行时的转矩范围内，则列车的目标驱动转矩全部由电机提供；否则，由液压泵/马达和电机共同提供列车的目标驱动转矩，此时液压泵/马达和电机的目标输出转矩分配方法为：首先选取电机提供的目标输出转矩为其高效率运行时转矩范围内的最优值，液压泵/马达提供的目标输出转矩为列车的目标驱动转矩与电机提供的目标输出转矩的差值；若该差值大于液压泵/马达在当前转速下所能提供的最大转矩值，则将电机提供的目标输出转矩选取为其高效率运行时转矩范围内的最大值，液压泵/马达提供的目标输出转矩为列车的目标驱动转矩与电机提供的目标输出转矩的差值；若该差值仍然大于液压泵/马达在当前转速下所能提供的最大转矩值，则将液压泵/马达提供的目标输出转矩选取为其在当前转速下所能提供的最大转矩值，电机提供的目标转矩为列车的目标驱动转矩与液压泵/马达提供的目标转矩的差值；车辆处于紧急制动模式时，电机和液压泵/马达均不工作，车辆的目标驱动转矩全部由摩擦制动器提供；车辆处于正常制动模式时，当车速大于设定值时，采用液压泵/马达制动，此时车辆的目标驱动转矩全部由液压泵/马达的目标转矩提供；当车速小于等于设定值不足以使液压泵/马达制动时，利用摩擦制动器制动，此时车辆的目标驱动转矩全部由摩擦制动器提供。