一種集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及動(dòng)力驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]在直接驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)汽車和純電動(dòng)船的設(shè)計(jì)、應(yīng)用過(guò)程中，啟動(dòng)能力與最高速度的限定是儼然一對(duì)矛盾。
[0003]當(dāng)人們追求很高的啟動(dòng)力矩，希望獲得高速啟動(dòng)特性時(shí)，電機(jī)的最高速度將收到限制；設(shè)計(jì)時(shí)為了獲得很高的最終轉(zhuǎn)速時(shí)，啟動(dòng)力矩將收到限制，二者之間的矛盾將同時(shí)出現(xiàn)，相互制約著。
[0004]當(dāng)然，為了二者都能獲得理想的最佳值時(shí)，即所謂獲得很大的扭矩，同時(shí)最終速度又非常之高，不是沒(méi)有可能，就是需要提高電動(dòng)機(jī)的功率，無(wú)論是純電動(dòng)汽車或者純電動(dòng)船，要是不考慮功率的限定條件，將是不可取的。因?yàn)椋F(xiàn)有技術(shù)告訴我們，要是配以很高功率的電動(dòng)機(jī)，在純電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中將是不可取的，因?yàn)楦吖β时厝皇歉吣芰亢透吒冻鲎鳛榇鷥r(jià)的。
[0005]在新能源汽車或船舶的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中，假如為了不犧牲啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩或最高速度，而采用提高功率的做法，必然要加大儲(chǔ)能設(shè)備的容量，容量加大之后的系統(tǒng)將變得非常的龐大，可能會(huì)造成非常的不經(jīng)濟(jì)和不節(jié)能。當(dāng)然，加入自動(dòng)變速箱也是一種方法，但是，由于變速箱的加入，必將增加不穩(wěn)定和可靠性，同時(shí)又增加了效率的損耗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器，能夠獲得較好的能耗效應(yīng)和實(shí)時(shí)響應(yīng)特征。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器，包括主控制器和多個(gè)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，所述主控制器通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)與多個(gè)驅(qū)動(dòng)器相連；所述電機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)回饋線與驅(qū)動(dòng)器相連。
[0008]所述的集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器還包括運(yùn)動(dòng)體速度檢測(cè)裝置，所述運(yùn)動(dòng)體速度檢測(cè)裝置通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)與主控制器相連。
[0009]所述主控制器由DSP芯片和FPGA芯片共同組成。
[0010]所述主控制器與運(yùn)動(dòng)體的操作器相連。
[0011]有益效果
[0012]由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本實(shí)用新型在獲得指令后的瞬間，將給予多電機(jī)的各自驅(qū)動(dòng)器發(fā)出轉(zhuǎn)矩指令，以使多個(gè)電機(jī)同時(shí)產(chǎn)生最大的旋轉(zhuǎn)力矩?？刂破饔蒁SP芯片和FPGA芯片構(gòu)成可在毫秒的數(shù)量級(jí)完成多電機(jī)之間的轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)統(tǒng)一，這就是本控制器在電動(dòng)機(jī)扭矩疊加時(shí)需要達(dá)到的控制效果
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0015]本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器，如圖1所示，包括主控制器I和多個(gè)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)器3，所述主控制器I通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)2與多個(gè)驅(qū)動(dòng)器3相連；所述電機(jī)6通過(guò)數(shù)據(jù)回饋線5與驅(qū)動(dòng)器3相連。
[0016]該分配控制器主要應(yīng)用于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的集成電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置，該動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的集成電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制裝置中多個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸通過(guò)齒輪嚙合的方式帶動(dòng)輸出軸；本申請(qǐng)中的主控制器用于控制所述多個(gè)電動(dòng)機(jī)；當(dāng)需要大功率扭矩時(shí)，主控制器將多個(gè)電動(dòng)機(jī)的功率轉(zhuǎn)矩同時(shí)發(fā)揮；當(dāng)需要功率下降時(shí)，控制器減少投用的電動(dòng)機(jī)數(shù)量。
[0017]由于多個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是通過(guò)齒輪實(shí)現(xiàn)嚙合的，從機(jī)械角度而言必然會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的差異性，從轉(zhuǎn)矩疊加的原理上不難發(fā)現(xiàn)，效果將不可能是最優(yōu)的，此時(shí)，本控制器由DSP芯片和FPGA芯片共同組成，將給出調(diào)節(jié)參數(shù)指令，令其在毫秒的數(shù)量級(jí)完成多電機(jī)之間的轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而本控制器在電動(dòng)機(jī)扭矩疊加時(shí)的最佳控制效果。
[0018]由于電動(dòng)機(jī)很多時(shí)候是運(yùn)行在轉(zhuǎn)矩控制模式或速度控制模式的交替中(用以獲得節(jié)能效果)，因此電機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)回饋線與驅(qū)動(dòng)器相連，電動(dòng)機(jī)的速度回饋信號(hào)將給予驅(qū)動(dòng)控制器，再通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)傳遞至控制器。
[0019]在轉(zhuǎn)速需要調(diào)節(jié)過(guò)程中，大多的情況如此，主控制器要指導(dǎo)多少電機(jī)執(zhí)行、多少電機(jī)同時(shí)工作，以達(dá)到降功耗運(yùn)行節(jié)能的目標(biāo)。在本發(fā)明控制的連接中不難發(fā)現(xiàn)，下掛的驅(qū)動(dòng)器都是被連接于主控制器的控制網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩，都能通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳，主控制器對(duì)所獲得的這些參數(shù)能進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這一過(guò)程中，主控制器將給出是多臺(tái)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行或讓其中的幾臺(tái)電機(jī)進(jìn)入休眠狀態(tài)，這個(gè)選項(xiàng)將由主控制器輸出給出，其給出的目標(biāo)值是經(jīng)過(guò)優(yōu)化后獲得的，優(yōu)化方式可以采用自適應(yīng)算法。
[0020]所述主控制器與運(yùn)動(dòng)體的操作器8相連。在電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，隨著操縱者對(duì)操作器進(jìn)行不同的操作，調(diào)節(jié)過(guò)程將一直延續(xù)。車輛或船舶進(jìn)入制動(dòng)過(guò)程，是所需控制的狀態(tài)之一。當(dāng)操縱者給出制動(dòng)信息后，主控制器將依照給定量的大小，實(shí)施對(duì)驅(qū)動(dòng)器的制動(dòng)，由于本裝置的電機(jī)采用了齒輪直接嚙合的方式，因此，具有較高的能量回饋?zhàn)饔?。利用裝置上所有電動(dòng)機(jī)同時(shí)進(jìn)行制動(dòng)并能量回饋，還是由獨(dú)立電機(jī)實(shí)施制動(dòng)，這取決于當(dāng)時(shí)運(yùn)行體的運(yùn)行速度和慣量，因此所述的集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器還包括運(yùn)動(dòng)體速度檢測(cè)裝置，所述運(yùn)動(dòng)體速度檢測(cè)裝置7通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)2與主控制器I相連，運(yùn)動(dòng)體速度檢測(cè)裝置7將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺刂破?，主控制器I則以最大的能量回饋?zhàn)鰹橹苿?dòng)準(zhǔn)則。
[0021]下面說(shuō)明本實(shí)用新型的工作流程。
[0022]I)、主控制器首先對(duì)操縱者給出的信息進(jìn)行采集，其中涵蓋了速度啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)三大類。
[0023]當(dāng)系統(tǒng)從零速啟動(dòng)時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的大扭矩作用功效，系統(tǒng)下掛的電動(dòng)機(jī)將全部以最大轉(zhuǎn)矩輸出，當(dāng)然在輸出過(guò)程中還必須兼容了相互間電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)與匹配功能，在最短的時(shí)間內(nèi)給出最大的扭矩，并以節(jié)能為輔助算法原則。
[0024]2)、完成瞬間啟動(dòng)后，電動(dòng)汽車或船舶將進(jìn)入調(diào)節(jié)運(yùn)行調(diào)節(jié)過(guò)程，在整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中，本控制器將依照節(jié)能高效的原則，通過(guò)動(dòng)態(tài)對(duì)運(yùn)行能耗的測(cè)取，給出多電機(jī)的控制指令，在這其中，會(huì)由若干電機(jī)被處于滑行狀態(tài)，或阻尼制動(dòng)狀態(tài)(此過(guò)程為能量回收狀態(tài))。
[0025]3)、在運(yùn)行的過(guò)程中，將出現(xiàn)制動(dòng)狀態(tài)，其多電機(jī)系統(tǒng)的制動(dòng)量將依照操作者給定的制動(dòng)信息實(shí)施?？紤]到制動(dòng)的平滑性和能耗制動(dòng)的回收節(jié)能效果，有可能系統(tǒng)給出的是所有電動(dòng)機(jī)的同時(shí)制動(dòng)，也可能讓個(gè)別處于滑行狀態(tài)，而由其中個(gè)別的處于大制動(dòng)扭矩的輸出，整個(gè)控制過(guò)程以節(jié)能高效為目的。
[0026]4)、考慮到系統(tǒng)調(diào)節(jié)過(guò)程的動(dòng)態(tài)效果和能耗相應(yīng)特征，本系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)體速度的實(shí)施了采集輸入，因?yàn)?，在啟?dòng)、調(diào)速和制動(dòng)過(guò)程中，除了控制輸出以外，其運(yùn)動(dòng)體的速度將對(duì)平穩(wěn)性和舒適性產(chǎn)生影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器，包括主控制器和多個(gè)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述主控制器通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)與多個(gè)驅(qū)動(dòng)器相連；所述電機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)回饋線與驅(qū)動(dòng)器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器，其特征在于，還包括運(yùn)動(dòng)體速度檢測(cè)裝置，所述運(yùn)動(dòng)體速度檢測(cè)裝置通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)與主控制器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器，其特征在于，所述主控制器由DSP芯片和FPGA芯片共同組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器，其特征在于，所述主控制器與運(yùn)動(dòng)體的操作器相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種集成轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分配控制器，包括主控制器和多個(gè)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，所述主控制器通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)與多個(gè)驅(qū)動(dòng)器相連；所述電機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)回饋線與驅(qū)動(dòng)器相連。本實(shí)用新型在獲得指令后的瞬間，將給予多電機(jī)的各自驅(qū)動(dòng)器發(fā)出轉(zhuǎn)矩指令，以使多個(gè)電機(jī)同時(shí)產(chǎn)生最大的旋轉(zhuǎn)力矩。
【IPC分類】B60L15-20
【公開(kāi)號(hào)】CN204547824
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520111557
【發(fā)明人】陸政德, 帥鴻元
【申請(qǐng)人】上海瑞華(集團(tuán))有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日