专利名称：减少电动车辆中的车轮打滑和车轮锁定的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及电动车辆领域，并且更具体涉及减少电动车辆中的车轮打滑和车轮锁定的系统和方法。
背景技术：
电力牵引车辆是以某种方式或另一种方式使用电力来为车辆提供所有或者部分推进力的车辆。这种电力可以有多种来源，例如依靠化学变化产生电能的储能设备(电池)、依靠存储的电荷的储能设备(电容器)、依靠机械存储能量的储能设备(例如储能轮，蓄压器)以及能量转换产品。在典型的常规电力牵引车辆中，使用诸如柴油机等原动机来驱动向一个或者多个牵引电动机提供电流的发电机或者交流发电机。牵引电动机通常耦合到车辆上的轮对。采用这种类型的电力牵引的典型车辆是铁路机车。在某些常规的电力牵引车辆中，使用存储能量以提供主动力，其提供电流给一个或者多个牵引电动机。采用这种类型的电力牵引的典型车辆是高尔夫车或者电池供电的电动汽车。在某些传统的电力牵引车辆中，需要一种以上的能量源，例如储能单元和耦合到发电机的内燃机。通过具有一种以上的能量源，设计中的某些优化能够使电力生产更加高效，从而允许使用来自不同能量源的能量来提供更加高效的牵引系统。这些类型的车辆通常称为混合电动车辆(HEV)。通常存在串行和并行的HEV系统设计。
在电力牵引车辆的典型电力牵引系统中，可以使用电子车辆控制器来控制电力牵引电动机的转矩输出。车辆控制器还可以配置为减少或者防止车轮打滑或者车轮锁定。在电动过程中，当电动机的转矩输出量所产生的力大于可以施加给与耦合到电动机的车轮相接触的表面的作用力，则发生车轮打滑，这导致车轮速度相对于电力牵引车辆的速度增加。在再生制动期间，当电动机的转矩输出量所产生的力大于可以施加给与耦合到电动机的车轮相接触的表面的作用力，则发生车轮锁定，这导致车轮速度相对于电力牵引车辆的速度降低。在电力牵引车辆的典型电力牵引系统中，电子车辆控制器可以尝试通过监控耦合到每个电动机的每个车轮的速度来防止车轮空转或者车轮锁定，并且使用耦合到电动机的车轮速度调节该特定电动机的转矩参考值，从而使电动机的转矩输出量所产生的力不会大于可以施加给与耦合到电动机的车轮相接触的表面的作用力。
在车辆控制器中处理车轮速度反馈信号会增加车辆控制器中所需处理的总量，并且可能导致与发送和处理各种车轮速度反馈信号和转矩参考值相关的时间延迟。如果在获取反馈信号、处理转矩参考值的变化以及发送调节后的转矩参考值的过程中发生了很大延迟，则车辆可能变得不稳定。因此，需要一种用于减少电动车辆中的车轮打滑和车轮锁定的系统和方法，其使用电动机驱动控制器而不是车辆控制器来减少车轮打滑和车轮锁定，并且其在不调节车辆控制器提供的转矩参考值的情况下控制车轮打滑和车轮锁定。
发明内容
根据示例性实施例，减少电力牵引车辆中的车轮打滑和车轮锁定的方法包括在第一控制器中接收第一信号值和第二信号值，其中所述第一信号值表示由耦合到车轮和第一控制器的电动机施加给所述电力牵引车辆的至少一个车轮的第一转矩量，而所述第二信号值表示电力牵引车辆的参考速度。所述第一和第二信号值由与所述第一控制器通信的第二控制器产生。所述方法还包括在所述第一控制器中接收表示所述至少一个车轮速度的第三信号值；使用所述第一、第二和第三信号值在所述第一控制器中确定转矩输出信号；以及将所述转矩输出信号从所述第一控制器发送到所述电动机。
根据另一个示例性实施例，减少电力牵引车辆中的车轮打滑和车轮锁定的方法包括配置车辆系统控制器以确定第一转矩值和参考速度值；配置耦合到电动机并且与所述车辆系统控制器通信的电动机驱动控制器以使用所述参考速度和耦合到所述电动机的至少一个车轮的速度来确定第二转矩值；以及配置所述电动机驱动控制器以发送表示所述第一转矩值和第二转矩值中的一个的转矩输出信号，从而使所述参考速度值为所述至少一个车轮的速度提供限制。
根据另一个示例性实施例，用于电动车辆的电力牵引系统包括车辆控制器，其配置为确定第一转矩值和参考速度值；电动机驱动控制器，其耦合到电动机并且与所述车辆系统控制器通信。所述电动机驱动控制器配置为使用所述参考速度值和耦合到所述电动机的至少一个车轮的速度来确定第二转矩值，并且发送表示所述第一转矩值和第二转矩值中的一个的转矩输出信号，从而使所述参考速度值为所述至少一个车轮的速度提供限制。
通过下面的详细说明和附图，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚。然而应当理解，详细说明和特定示例均以示例方式而非限制方式给出。在不偏离本发明精神的情况下，可以在本发明范围之内进行各种修改和变化，并且本发明包括所有这些修改。
下面将参考附图描述示例性实施例，其中相似数字表示相似元件，并且图1是根据示例性实施例的电力牵引车辆的示意图；图2是说明根据示例性实施例的图1的车辆控制器和电动机驱动控制器的示意图；以及图3是说明根据示例性实施例的用于减少电力牵引车辆中的车轮打滑或者车轮锁定的过程的流程图。
具体实施例方式
在返回附图具体说明示例性实施例之前，应当理解，本发明并不限于在下面的描述或者附图中示出的细节或者方法。本发明具有其它实施例或者能够以多种方式实施。还应当理解，此处使用的术语是为了说明目的而不应被认为是限制性的。
通常，用于减少电动车辆中的车轮打滑和车轮锁定的系统和方法可以与配置为工作在“电动”模式和“再生”模式的电动车辆结合使用。“电动”通常是指通过将一个或者多个电动机作为推进车辆的电动机工作来向前或者向后推进电力牵引车辆。“再生”通常是指通过将每个电动机作为发电机工作来接收来自耦合到每个电动机的车轮的旋转的机械能以便产生电能，以使用电动机减缓或者阻碍电力牵引车辆。
用于减少电动车辆中的车轮打滑和车轮锁定的系统和方法利用耦合到电动机的电动机驱动控制器以从车辆控制器接收转矩参考值和速度参考值。如果电力牵引车辆以电动模式工作，则车辆控制器发送大于电力牵引车辆的实际速度的速度参考值，而如果电力牵引车辆以再生模式工作，则车辆控制器发送小于电力牵引车辆的实际速度的速度参考值。电动机驱动控制器还接收耦合到电动机的车轮的车轮速度反馈信号。
电动机驱动控制器使用速度参考值和车轮速度反馈信号来确定第二转矩参考值并且选择来自车辆控制器的转矩参考值或者第二转矩参考值作为提供给电动机的转矩输出信号。如果车轮速度反馈信号在电力牵引车辆以电动模式工作时增加至高于所述速度参考值(即车轮开始打滑)或者如果车辆速度反馈信号在车辆处于再生模式时降低至小于所述速度参考值(即车轮开始锁定)，则电动机驱动控制器使用第二转矩参考值以限制车轮速度至所述速度参考值。否则，电动机驱动控制器使用来自车辆控制器的转矩参考值。利用这种方式，电动机驱动控制器而不是车辆控制器执行用于控制车轮打滑和车轮锁定的必要处理，使得车辆控制器不需要调节转矩参考值。使用电动机驱动控制器而不是车辆控制器接收车轮速度反馈并且控制车轮打滑和车轮锁定可以降低与发送和处理车轮速度反馈相关的时间延迟，提高稳定性，并且改善电力牵引车辆中的牵引。
图1是根据示例性实施例的电力牵引车辆10的示意图。电力牵引车辆是以某种形式或另一种形式使用电力来为车辆提供全部或者部分推进功率的车辆。这种电力可以有多种来源，例如依靠化学变化的储能设备(电池)、存储电荷的设备(电容器)、依靠机械存储能量的储能设备(例如储能轮，蓄压器)以及能量转换产品。混合电动车辆是使用一种以上能量源的电力牵引车辆，例如上述电能存储设备中的一种和另一种能源源，例如内燃机。通过具有一种以上的能量源，设计中的某些优化能够使电力生产更加高效，从而允许使用来自不同能量源的能量来提供更加高效的牵引系统。电力牵引车辆10可以用于实现通常的电动车辆和/或特别是混合电动车辆。电力牵引车辆10可以实现各种不同的车辆类型，例如消防车、军用车、吹雪车、垃圾处理车、混凝土搅拌车等等。
在示出的实施例中，电力牵引车辆10包括引擎12、发电机14、多个电动机16、电力变流器18、能量存储设备20、能量消耗设备22、车辆控制器24以及多个电动机驱动控制器26。发电机14、电力变流器18、能量消耗设备22以及电动机驱动控制器26通过电力母线28，例如AC或者DC电力母线互相连接。美国专利No.6,757,597中描述了一种利用示例性AC电力母线的示例电力牵引车辆，通过援引将其完整内容并入此处。通常将电力牵引车辆10配置为减少车轮打滑和车轮锁定。
引擎12优选为内燃机，例如柴油机，其配置为提供机械功率给发电机14。发电机14耦合到引擎12并且配置为提供AC或者DC功率给电力母线28。根据示例性实施例，发电机14为同步发电机，其为电力牵引车辆10产生460～480V、60Hz的三相AC电源。然而，可以预想的是，为了产生更高或者更低的电功率，可以将不同大小的发电机或者交流发电机耦合到原动机。例如，可以采用单相系统，或者可以使用产生720V的系统，或者工作在频率不是60Hz的系统，例如通常在欧洲国家使用的50Hz的系统。
电动机16为适当大小的电力牵引电动机，其可以是AC或者DC电动机。根据示例性实施例，电动机为三相AC感应电动机。优选地，电动机16具有简单的铸造转子、机器安装定子、密封式滚珠轴承，并且没有电刷、内部开关或者滑动接触设备，使得该转子作为每个电动机16中的唯一移动部件。电动机16配置为通过电动机驱动控制器26从电力母线28接收电能以便将机械能输出提供至车轮或者车轴。电动机16还配置为在再生制动期间从车轮或者车轴接收机械能以便产生到电力母线28的电能。
电力变流器18耦合到能量存储设备20并且配置为将通过发电机14或者通过电动机16在再生制动期间产生的电能变换为能量存储设备20所需的能量模式。例如，根据示例性实施例，电力变流器配置为将通过发电机14产生的AC功率转换为DC功率并且将这种变换后的电能传送到存储设备20。电力变流器18还可以将能量存储设备20中存储的能量变换回发电机14的能量模式以增大并且补充电力母线28上由发电机14产生的电能。能量存储设备20可以为电容器、电化学电容器或者“超级电容器”、蓄电池、储能轮或者水力蓄力器。
能量消耗设备典型为阻性元件，如果电能超过能量存储设备20的容量，则将在再生制动期间由电动机16产生的电能通过该阻性元件耗散为热量。能量消耗设备22例如是电阻线圈，可以通过风扇或者适当的液体对该电阻线圈进行附加冷却。能量消耗设备22的另一个实例为蒸汽发生器，利用车辆中所产生的多于热量对水加热以产生蒸汽。
车辆控制器24使用诸如数据总线网络30等互连可通信地耦合到引擎12、发电机14、电力变流器18、能量消耗设备22以及电动机驱动控制器26。通常，将车辆控制器24配置为控制引擎12、发电机14、多个电动机16、电力变流器18、能量存储设备20、能量消耗设备22以及多个电动机驱动控制器26的操作。更具体地，车辆控制器24配置为提供速度参考值和转矩参考值给多个电动机驱动控制器26中的每一个。车辆控制器24接收关于电力牵引车辆10的操作所需的速度和功率的数据输入。基于通过车辆控制器24确定并且通过数据总线网络30发送到各个电动机驱动控制器26的转速和功率需求来调节每个电动机16的转矩输出。
电动机驱动控制器26与车辆控制器24通信并且耦合到各自的电动机16。根据示例性实施例，驱动控制器是变换器，例如具有内置电动机控制功能的AC-AC变换器。每个电动机驱动控制器26通常配置为控制各自电动机16的操作。例如，电动机驱动控制器26配置为基于车辆控制器24提供的转矩参考值来提供转矩输出信号至电动机16，使得电力牵引车辆10可以以“电动”模式或者“再生”模式工作。在“电动”模式中，驱动控制器26提供正转矩输出信号给各自的电动机16，使得每个电动机16通过电动机驱动控制器从电力母线28接收电能，以便提供机械转矩输出给车轮或者车轴。在再生模式中，驱动控制器26提供负转矩输出信号给各自的电动机16，使得每个电动机16在再生制动期间从车轮或者车轴接收机械能，以便产生到电力母线28的电能。
电动机驱动控制器26还配置为控制各自电动机16的转矩输出以便减少或者消除电力牵引车辆10中的车轮打滑和车轮锁定。电动机驱动控制器26基于由车辆控制器24提供的转矩参考值和速度参考值来控制每个电动机16的转矩输出，使得不需要车辆控制器调节转矩参考值来控制车轮打滑或者车轮锁定。
图2示意性说明了根据示例性实施例的图1所示的车辆控制器24和电动机驱动控制器26。在所示实施例中，车辆控制器24包括转矩参考函数40和速度参考函数42。转矩参考函数40配置为接收操作员输入，例如加速器位置信号48，并且确定转矩参考值。转矩参考函数40包括功率限制函数和/或转矩斜坡函数，以及限定转矩参考值的操作约束的其他函数。转矩参考函数40处理加速器位置和各种其他输入，并且输出含有转矩参考值的转矩参考信号50。
根据示例性实施例，如果电力牵引车辆以电动模式工作(例如车辆控制器24接收加速输入)，则转矩参考函数产生正转矩参考值，而如果电力牵引车辆以再生模式工作(例如车辆控制器24接收减速或者制动输入)，则产生负转矩参考值。应当理解，除了使用正负值，可以使用多种不同惯例中的任一种来表示转矩参考值的幅值和方向。
速度参考函数42配置为接收表示电力牵引车辆的速度的车辆速度信号52，并且根据取决于电力牵引车辆是以电动模式工作还是以再生模式工作的车辆速度信号来确定速度参考值。根据示例性实施例，如果电力牵引车辆以电动模式工作，则速度参考函数42配置为确定大于车辆速度信号52的“超速”参考值，而如果电力牵引车辆以再生模式工作，则速度参考函数42配置为确定小于车辆速度信号52的“欠速”参考值。速度参考函数42处理车辆速度信号52并且输出含有超速参考值或者欠速参考值的速度参考信号54。
电动机驱动控制器26包括速度调节器44和转矩输出控制函数46，并且配置为使用转矩参考信号50、速度参考信号54以及车轮速度反馈信号58来确定转矩输出信号56。速度调节器44配置为接收速度参考信号54和车轮速度反馈信号58，并且输出包含第二转矩参考值的第二转矩参考信号60。转矩输出控制函数46配置为接收转矩参考信号50和第二转矩参考信号60，并且选择这些信号中的一个作为转矩输出信号56。
根据示例性实施例，如果电力牵引车辆工作于电动模式，则转矩输出函数46根据哪一个信号包含较低的转矩参考值来选择信号50或者60，而如果电力牵引车辆以再生模式工作，则根据哪一个信号包含较高的转矩参考值来选择信号50或者60。在本实施例中，转矩参考值被认为是按照从可能最低的负值到可能最高的正值的顺序增加，以便转矩输出函数认为表示较高幅值的负转矩值低于表示较低幅值的负转矩值。然而应当理解，可以使用其他惯例来表示转矩值的幅值和方向，并且可以相应地调节由转矩输出函数选择的较高或较低的转矩参考值以选择最小值、最大值、绝对最小值或者绝对最大值等等。
速度调节器44确定第二转矩参考值，使得包含在速度参考信号54中的速度参考值提供了耦合到由车辆驱动控制器控制的电动机的车轮的速度限制。如果电力牵引车辆以电动模式工作，则包含在速度参考信号54中的超速参考值提供了耦合到由车辆驱动控制器26所控制的电动机的车轮的速度上限。速度调节器44配置为使得只要车轮速度反馈信号58表示耦合到由车辆驱动控制器26所控制的电动机的车轮的速度等于或者小于超速参考值(例如车轮速度为20mph，而超速参考值为23mph)，则速度调节器输出第二转矩参考信号60，其中包含等于或者大于转矩参考信号50中的转矩参考值的第二转矩参考值。转矩输出控制函数46选择转矩参考信号50作为转矩输出信号56，这是因为转矩参考信号50包含低于或者等于转矩参考信号60的转矩参考值。如果车轮速度反馈信号58表示耦合到由车辆驱动控制器26所控制的电动机的车轮的速度已经开始超过超速参考值(例如车轮速度为24mph，而超速参考值为23mph，这表明潜在的车轮打滑)，则速度调节器输出第二转矩参考信号60，其中包含小于转矩参考信号50中的转矩参考值的第二转矩参考值。转矩输出控制函数46选择转矩参考信号60作为转矩输出信号56，这是因为转矩参考信号60包含低于转矩参考信号50的转矩参考值，并且将耦合到由车辆驱动控制器控制的电动机的车轮的速度限制到超速参考值。使用这种配置，车辆驱动控制器26使用来自车辆控制器24的转矩参考值直到发生车轮打滑。当发生车轮打滑时，车辆驱动控制器限制打滑车轮的速度至超速参考值而不修改来自车辆控制器24的转矩参考值。
如果电力牵引车辆工作于再生模式，则包含在速度参考信号54中的欠速参考值提供了耦合到由车辆驱动控制器26所控制的电动机的车轮的速度下限。速度调节器44配置为使得只要车轮速度反馈信号58表示耦合到由车辆驱动控制器26所控制的电动机的车轮的速度大于或者等于欠速参考值(例如车轮速度为23mph，而欠速参考值为20mph)，则速度调节器输出第二转矩参考信号60，其中包含等于或者小于转矩参考信号50中的转矩参考值的第二转矩参考值。转矩输出控制函数46选择转矩参考信号50作为转矩输出信号56，这是因为转矩参考信号50包含大于或者等于转矩参考信号60的转矩参考值。如果车轮速度反馈信号58表示耦合到由车辆驱动控制器26所控制的电动机的车轮的速度已经开始低于欠速参考值(例如车轮速度为19mph，而欠速参考值为20mph，这表明潜在的车轮锁定)，则速度调节器输出第二转矩参考信号60，其中包含大于转矩参考信号50中的转矩参考值的第二转矩参考值。转矩输出控制函数46选择转矩参考信号60作为转矩输出信号56，这是因为转矩参考信号60包含大于转矩参考信号50的转矩参考值，并且将耦合到由车辆驱动控制器所控制的电动机的车轮的速度限制到欠速参考值。使用这种配置，车辆驱动控制器26使用来自车辆控制器24的转矩参考值直到发生车轮锁定。当发生车轮锁定时，车辆驱动控制器限制锁定车轮的速度到欠速参考值而不修改来自车辆控制器24的转矩参考值。
图3是示出根据示例性实施例的减少电力牵引车辆中的车轮打滑或者车轮锁定的方法100的流程图。使用例如图1所示的电力牵引车辆10和图2所示的车辆控制器24和电动机驱动控制器26可以实现该方法100。方法100开始于步骤102。在步骤102中，如果电力牵引车辆10以电动模式工作，则方法继续进行到步骤104，而如果电力牵引车辆10以再生模式工作，则方法进行到步骤116。在步骤104中，转矩参考信号50以及包含超速参考值的速度参考信号54与车轮速度反馈信号58一起被电动机驱动控制器26接收。在步骤106中，电动机驱动控制器26使用速度参考信号54和车轮速度反馈信号58来确定第二转矩参考60。在步骤108中，如果第二转矩参考信号60包含大于或者等于转矩参考信号50的转矩参考值，则来自车辆控制器24的转矩参考信号50在步骤110中被用作转矩输出信号56。如果第二转矩参考信号60包含小于转矩参考信号50的转矩参考信号值，则第二转矩参考信号60在步骤112中被用作转矩输出信号，以便包含在速度参考信号54中的速度参考值提供了耦合到由电动机驱动控制器26所控制的电动机16的车轮的速度上限。在步骤114中，转矩输出信号56被发送到由电动机驱动控制器26所控制的电动机16。
在步骤116中，转矩参考信号50以及包含欠速参考值的速度参考信号54与车轮速度反馈信号58一起被电动机驱动控制器26接收。在步骤118中，电动机驱动控制器26使用速度参考信号54和车轮速度反馈信号58来确定第二转矩参考60。在步骤120中，如果第二转矩参考信号60包含小于或者等于转矩参考信号50的转矩参考值，则来自车辆控制器24的转矩参考信号50在步骤122中被用作转矩输出信号56。如果第二转矩参考信号60包含大于转矩参考信号50的转矩参考信号值，则第二转矩参考信号60在步骤124中被用作转矩输出信号，以便包含在速度参考信号54中的欠速参考值提供了耦合到由电动机驱动控制器26所控制的电动机16的车轮的速度下限。在步骤126中，转矩输出信号56被发送到由电动机驱动控制器26所控制的电动机16。
出于示例和说明目的，已经给出了前述实施例的说明。其不是用来穷尽或者限制于在此公开的确切形式，并且根据上述指导可以进行各种修改和变化或者可以通过实施本发明来获得各种修改和变化。例如，基于附加转矩参考信号、转矩参考信号的不同方向或者极性惯例、转矩参考信号的不同最小值、最大值或者绝对最小值和最大值惯例等，可以使用不同的控制函数来选择转矩输出信号。描述选择的实施例，以便阐明本发明的原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够在各种实施例中通过适合于特定使用的各种修改利用本发明。本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。
权利要求
1.一种减少电力牵引车辆中的车轮打滑和车轮锁定的方法，该方法包括在第一控制器中接收第一信号值和第二信号值，所述第一信号值表示通过耦合到车轮和所述第一控制器的电动机施加给所述电力牵引车辆的至少一个车轮的第一转矩量，而所述第二信号值表示所述电力牵引车辆的参考速度，其中所述第一和第二信号值由与所述第一控制器通信的第二控制器产生；在所述第一控制器中接收第三信号值，所述第三信号值表示所述至少一个车轮的速度；使用所述第一、第二和第三信号值在所述第一控制器中确定转矩输出信号；以及将所述转矩输出信号从所述第一控制器发送到所述电动机。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述第一控制器中使用所述第二和第三信号来确定第四信号值，所述第四信号值表示将施加给所述至少一个车轮的第二转矩量，并且其中确定所述转矩输出信号包括选择所述第一信号值和所述第四信号值中的一个作为转矩输出信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述电力牵引车辆包括电动模式和再生模式，并且配置为以所述电动模式和所述再生模式中的一种模式工作。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述电力牵引车辆配置为以所述电动模式工作，并且其中所述参考速度大于所述电力牵引车辆的实际速度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述转矩输出信号包括选择所述第一信号值和所述第四信号值中的一个作为所述转矩输出信号，使得所述参考速度为所述至少一个车轮的所述速度提供上限。
6.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述转矩输出信号包括如果所述至少一个车轮的所述速度小于或者等于所述参考速度，则选择所述第一信号值作为所述转矩输出信号，并且如果所述至少一个车轮的所述速度大于所述参考速度，则选择所述第四信号值作为所述转矩输出信号。
7.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述转矩输出信号包括如果所述第一信号值小于或者等于所述第四信号值，则选择所述第一信号值作为所述转矩输出信号，并且如果所述第一信号值大于所述第四信号值，则选择所述第四信号值作为所述转矩输出信号。
8.根据权利要求3所述的方法，其中所述电力牵引车辆配置为以所述再生模式工作，并且其中所述参考速度小于所述电力牵引车辆的实际速度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述转矩输出信号包括选择所述第一信号值和所述第四信号值中的一个作为所述转矩输出信号，使得所述参考速度为所述至少一个车轮的所述速度提供下限。
10.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述转矩输出信号包括如果所述至少一个车轮的所述速度大于或者等于所述参考速度，则选择所述第一信号值作为所述转矩输出信号，并且如果所述至少一个车轮的所述速度小于所述参考速度，则选择所述第四信号值作为所述转矩输出信号。
11.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述转矩输出信号包括如果所述第一信号值大于或者等于所述第四信号值，则选择所述第一信号值作为所述转矩输出信号，并且如果所述第一信号值小于所述第四信号值，则选择所述第四信号值作为所述转矩输出信号。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述电动机包括AC电动机，并且所述第一控制器包括AC-AC变换器。
13.一种减少电力牵引车辆中的车轮打滑和车轮锁定的方法，该方法包括配置车辆系统控制器以确定第一转矩值和参考速度值；配置耦合到电动机并且与所述车辆系统控制器通信的电动机驱动控制器以使用所述参考速度值和耦合到所述电动机的至少一个车轮的速度来确定第二转矩值；以及配置所述电动机驱动控制器以发送表示所述第一转矩值和所述第二转矩值中的一个的转矩输出信号，使得所述参考速度值为所述至少一个车轮的速度提供限制。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述电力牵引车辆包括电动模式和再生模式，并且配置为以所述电动模式和所述再生模式中的一种模式工作。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述电力牵引车辆配置为以所述电动模式工作，并且其中所述参考速度值大于所述电力牵引车辆的实际速度。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值和所述第二转矩值中的一个，使得所述参考速度值为所述至少一个车轮的所述速度提供上限。
17.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括如果所述至少一个车轮的所述速度小于或者等于所述参考速度值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值，并且如果所述至少一个车轮的所述速度大于所述参考速度值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第二转矩值。
18.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括如果所述第一转矩值小于或者等于所述第二转矩值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值，并且如果所述第一转矩值大于所述第二转矩值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第二转矩值。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述电力牵引车辆配置为以所述再生模式工作，并且其中所述参考速度值小于所述电力牵引车辆的实际速度。
20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值和所述第二转矩值中的一个，使得所述参考速度值为所述至少一个车轮的所述速度提供下限。
21.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括如果所述至少一个车轮的所述速度大于或者等于所述参考速度值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值，并且如果所述至少一个车轮的所述速度小于所述参考速度值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第二转矩值。
22.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括如果所述第一转矩值大于或者等于所述第二转矩值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值，并且如果所述第一转矩值小于所述第二转矩值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第二转矩值。
23.根据权利要求13所述的方法，其中所述电动机包括AC电动机，并且所述第一控制器包括AC-AC变换器。
24.一种电力牵引车辆，包括车辆控制器，其配置为确定第一转矩值和参考速度值；以及电动机驱动控制器，其耦合到电动机并且与所述车辆系统控制器通信；其中所述电动机驱动控制器配置为使用所述参考速度值和耦合到所述电动机的至少一个车轮的速度来确定第二转矩值，并且发送表示所述第一转矩值和所述第二转矩值中的一个的转矩输出信号，使得所述参考速度值为所述至少一个车轮的所述速度提供限制。
25.根据权利要求24所述的电力牵引车辆，其中所述电力牵引车辆配置为以电动模式和再生模式中的一种模式工作。
26.根据权利要求25所述的电力牵引车辆，其中所述电力牵引车辆配置为以所述电动模式工作，并且其中所述参考速度值大于所述电力牵引车辆的实际速度。
27.根据权利要求26所述的电力牵引车辆，其中所述电动机驱动控制器进一步配置为选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值和所述第二转矩值中的一个，使得所述参考速度值为所述至少一个车轮的所述速度提供上限。
28.根据权利要求26所述的电力牵引车辆，其中所述电动机驱动控制器进一步配置为如果所述至少一个车轮的所述速度小于或者等于所述参考速度值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值，并且如果所述至少一个车轮的所述速度大于所述参考速度值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第二转矩值。
29.根据权利要求26所述的电力牵引车辆，其中所述电动机驱动控制器进一步配置为如果所述第一转矩值小于或者等于所述第二转矩值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值，并且如果所述第一转矩值大于所述第二转矩值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第二转矩值。
30.根据权利要求25所述的电力牵引车辆，其中所述电力牵引车辆配置为以所述再生模式工作，并且其中所述参考速度值小于所述电力牵引车辆的实际速度。
31.根据权利要求30所述的电力牵引车辆，其进一步包括选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值和所述第二转矩值中的一个，使得所述参考速度值为所述至少一个车轮的所述速度提供下限。
32.根据权利要求30所述的电力牵引车辆，其中所述电动机驱动控制器进一步配置为如果所述至少一个车轮的所述速度大于或者等于所述参考速度值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值，并且如果所述至少一个车轮的所述速度小于所述参考速度值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第二转矩值。
33.根据权利要求30所述的电力牵引车辆，其中所述电动机驱动控制器进一步配置为如果所述第一转矩值大于或者等于所述第二转矩值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第一转矩值，并且如果所述第一转矩值小于所述第二转矩值，则选择所述转矩输出信号来表示所述第二转矩值。
34.根据权利要求24所述的电力牵引车辆，其中所述电动机包括AC电动机，并且所述第一控制器包括AC-AC变换器。
全文摘要
一种减少电力牵引车辆中的车轮打滑和车轮锁定的方法，该方法包括在第一控制器中接收第一信号值和第二信号值，所述第一信号值表示通过耦合到所述车轮和所述第一控制器的电动机施加给所述电力牵引车辆的至少一个车轮的第一转矩量，而所述第二信号值表示所述电力牵引车辆的参考速度。第一和第二信号值由与第一控制器通信的第二控制器产生。该方法还包括在第一控制器中接收第三信号值，该第三信号值表示所述至少一个车轮的速度；使用第一、第二和第三信号值在所述第一控制器中确定转矩输出信号；以及将所述转矩输出信号从所述第一控制器发送到所述电动机。
文档编号B60T8/175GK101061020SQ200580039273
公开日2007年10月24日 申请日期2005年9月27日 优先权日2004年9月27日
发明者纳德·纳斯尔, 彼得·沃纳 申请人:奥什科什卡车公司