述车轮传感器采集的信号包括车轮滚动半径，车轮角速度，车轮中心的速度；前后桥传感器 采集的信号包括前后桥桥荷。
[0079] 所述发动机控制器（E⑶）与所述整车控制器（V⑶）相连，用于根据接收到的所述 整车控制器（VCU)的控制信号控制所述发动机（4)的工作状态；
[0080] 所述超级电容控制器（CCU)与所述整车控制器（VCU)相连，用于接收所述整车控 制器（VCU)的控制信号；
[0081] 所述第一驱动电机控制器（MCU1)与所述整车控制器（VCU)相连，用于根据接收 到的所述整车控制器（VCU)的控制信号控制所述第一驱动电机（1)的工作状态；
[0082] 所述第二驱动电机控制器（MCU2)与所述整车控制器（V⑶）相连，用于根据接收 到的所述整车控制器（VCU)的控制信号控制所述第一驱动电机（2)的工作状态；
[0083] 所述第三驱动电机控制器（MCU3)与所述整车控制器（VCU)相连，用于根据接收 到的所述整车控制器（VCU)的控制信号控制所述第三驱动电机（3)的工作状态；
[0084] 所述液压栗控制器（P⑶）与所述整车控制器（V⑶）相连，用于根据接收到的所述 整车控制器（VCU)的控制信号控制所述液压栗（8)的工作状态；
[0085] 所述整车控制器（VCU)通过CAN总线采集运行指令信号，车轮传感器信号，前后桥 传感器信号，发动机控制器（ECU)信号，超级电容控制器（CCU)信号，第一驱动电机控制器 (MCU1)信号，第二驱动电机控制器（MCU2)信号，第三驱动电机控制器（MCU3)信号，液压栗 控制器（PCU)信号，计算需求转矩并判断车轮是否出现打滑现象，采用相应的控制策略对 所述发动机、所述第一驱动电机、所述第二驱动电机、所述第三驱动电机的控制器发出转矩 控制指令控制所述发动机、所述第一驱动电机（1)、所述第一驱动电机（2)、所述第三驱动 电机（3)的运行状态，对所述液压栗的控制器发出排量或压力控制指令控制所述液压栗的 运行状态。
[0086] 本实用新型的转矩动态分配方法包括以下步骤：
[0087] 请参阅图3所示，整车控制器根据信号，将驱动转矩合理分配给前后桥两个电机 中，控制策略分别为：前桥独立驱动，后桥独立驱动，前后桥同时驱动。具体控制方法为：
[0088] a)计算整车需求转矩
[0092] 其中，Traq，Τ__α，Τ__α，α，Μ，ΔΜ，nT，g，i，C D，A，、分别为需求转矩，最大车速 时需求转矩，最大加速时需求转矩，载重比例系数，空载车质量，加载量，传动效率，重力加 速度，道路坡度，空气阻力系数，迎风面积，电机到车轮传动比，〇. 02为压实的沙砾路面上的 滚动阻力系数；α可取〇或1，其中取〇表示空载，取1表示满载。
[0093] b)判断车轮是否出现打滑现象
[0094] Δ Ui= r · w {~\1{
[0095] 其中，Λ Ul，n Wp ^分别为实际车速与单个车轮车速速度差，车轮滚动半径，车轮 角速度，车轮中心的速度，i = 1，2,3,4分别为前左轮，前右轮，后左轮，后右轮；
[0096] c)转矩分配
[0097] 设定约束条件如下：
[0102] 其中，Tupl，TdOTnl，Τ1ιηι1分别为前桥电机经济转矩上限，经济转矩下限，最大转矩； Tup2, Td_2, Τ1ιηι2分别为后桥电机经济转矩上限，经济转矩下限，最大转矩。前后桥电机取不 同电机，前桥电机转矩大于后桥电机转矩；为满足装载机的经济性和动力性，空载最大车速 时需求转矩小于后桥电机经济转矩上限，满载最大车速时需求转矩小于前桥电机经济转矩 上限，空载最大加速时需求转矩小于前后桥电机经济转矩上限之和，满载最大加速时需求 转矩小于前后桥电机最大转矩之和。
[0103] cl)当AUi=〇且
2时，以经济性为目标，具体为：
[0104] 设定控制目标函数为
[0105] 其中，k，ni，η i为前桥电机转矩值占当前整车总需求转矩的比例，转速，在当前 转矩和转速下的效率，k = 0~1 ;η2, η 2为后桥电机转速，在当前转矩和转速下的效率；
[0106] 设定约束条件如下：
[0110] 其中，?\，Τ2分别为为前桥电机发出转矩，后桥电机发出转矩；
[0111] ell)当1^<1^2时，控制策略为模式1，整车采用后桥独立驱动方式，具体为：
[0114] cl2)当'
：控制策略为模式2,整车采用前桥独立驱动方式，具体为：
[0117] cl3)当
时，控制策略为模式3,整车采用前后桥同时驱动方式，具体为：
[0120] 根据控制目标函数和约束条件计算前后桥驱动电机所分配的转矩；
[0121] c2)当AUl= 0且Traq> Tupl+Tup2时，以动力性为目标，控制策略为模式6,整车 采用前后桥同时驱动方式，具体为：
[0124] c3)当AU声〇时，即出现滑转现象，以动力性为目标，设定约束条件如下：
[0129] 其中，ΤΖ1，μ p FZ1分别为车轮最大附着力矩，车轮与路面之间的附着系数，车轮的 垂直载荷；
[0130] c31)空载时出现滑转现象，控制策略为模式5,优先采用后桥电机驱动，具体为：
[0133] c32)满载时出现滑转现象，控制策略为模式4,优先采用前桥电机驱动，具体为：
[0136] 根据约束条件计算前后桥驱动电机所分配的转矩。
【主权项】
1. 一种前后桥独立驱动装载机结构，其特征在于：前后桥独立驱动结构由发动机（4)、 发电机（5)、整流器（6)、超级电容（7)、第一驱动电机（1)、第二驱动电机（2)、第三驱动电 机（3)、液压栗（8)、工作装置（9)、前驱动桥（FDA)、后驱动桥（RDA)、前轮（11)、后轮（12)、 整车控制器（V⑶)、发动机控制器（E⑶)、超级电容控制器（CXU)、第一驱动电机控制器 (MCU1)、第二驱动电机控制器（MCU2)、第三驱动电机控制器（MCU3)、液压栗控制器（P⑶)、 车轮传感器、前驱动桥传感器、后驱动桥传感器、运行指令（10)组成； 所述发动机（4)与所述发电机机（5)机械连接，所述发电机（5)发出的交流电经整流 器（6)成直流电与所述超级电容（7)放出的电并联，传给所述第一驱动电机（1)、所述第一 驱动电机（2)和所述第三驱动电机（3)，所述第一驱动电机（1)与所述前驱动桥机械连接， 驱动所述前轮（11)，所述第一驱动电机（2)与所述后驱动桥机械连接，驱动所述后轮（12); 所述第三驱动电机（3)将动力经所述液压栗（8)传递给所述工作装置（9); 所述发动机控制器（E⑶)、第一驱动电机控制器（MCU1)、第二驱动电机控制器（MCU2)、 第三驱动电机控制器（MCU3)、液压栗控制器（PCU)与所述整车控制器（VCU)相连，分别用于 根据接收到的所述整车控制器（VCU)的控制信号控制所述发动机（4)、超级电容（7)、第一 驱动电机（1)、第一驱动电机（2)、第三驱动电机（3)液压栗（8)的工作状态，并将各工作状 态反馈到所述整车控制器（VCU);超级电容控制器（CCU)与所述整车控制器（VCU)相连，将 工作状态反馈到所述整车控制器（VCU); 所述整车控制器（VCU)通过CAN总线采集运行指令信号，车轮传感器信号，前后桥传 感器信号，发动机控制器（ECU)信号，超级电容控制器（CCU)信号，第一驱动电机控制器 (MCU1)信号，第二驱动电机控制器（MCU2)信号，第三驱动电机控制器（MCU3)信号，液压栗 控制器（PCU)信号，计算需求转矩并判断车轮是否出现打滑现象，采用相应的控制策略对 所述发动机、所述第一驱动电机、所述第二驱动电机、所述第三驱动电机的控制器发出转矩 控制指令控制所述发动机、所述第一驱动电机（1)、所述第一驱动电机（2)、所述第三驱动 电机（3)的运行状态，对所述液压栗的控制器发出排量或压力控制指令控制所述液压栗的 运行状态。2. 根据权利要求1所述的一种前后桥独立驱动装载机结构的转矩动态分配方法，其特 征在于：所述运行指令（10)包括加速踏板开度，制动踏板开度，工作装置操纵杆位移；所述 车轮传感器采集的信号包括车轮滚动半径，车轮角速度，车轮中心的速度；前后桥传感器采 集的信号包括前后桥桥荷。
【专利摘要】本实用新型公开了一种前后桥独立驱动装载机结构及转矩动态分配方法，所述结构包括：发动机、发电机、整流器、超级电容、三个驱动电机、液压泵、工作装置、前驱动桥、后驱动桥、两个前轮、两个后轮、整车控制器、发动机控制器、超级电容控制器、三个驱动电机控制器、液压泵控制器、四个车轮传感器、前驱动桥传感器、后驱动桥传感器、运行指令组成。采集运行指令和车辆行驶状态参数，对所采集的数据进行处理计算；根据处理的数据，采用相应的控制策略进行控制，并根据控制策略向各驱动电机发出转矩控制指令。本实用新型能够根据前后桥载荷变化合理地进行前后桥转矩分配,提高整车的能量利用率,同时,该系统还能提高车辆在极限工况的动力性,充分发挥独立驱动的优势。
【IPC分类】B60L11/18, B60L11/06, B60L15/32
【公开号】CN204998368
【申请号】CN201520682565
【发明人】丛元英, 孔维康, 冯双诗, 王继新, 韩云武, 文立阁, 王树睿, 毕良华, 杨松
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月7日