胶轮低地板智能轨道列车的双电机扭矩分配控制方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及到城市公共交通设备领域，特指一种适用于胶轮低地板智能轨道列车的双电机扭矩分配控制方法。
【背景技术】
[0002]城市轨道交通是指具有连续导向能力的专线公共交通系统，其特点表现为拥有特定轨道，车辆沿轨道运行。常见的城市轨道交通有地铁、轻轨、有轨电车等。其中，地铁、轻轨大都建造于地下或者高架桥上，通过使用闭塞模式实现其在轨道专线中自由运行，它们虽然运输力强大，但前期基础设施及车辆购置成本较大，使得其在中小城市不能广泛应用。有轨电车则需要专门的电力系统和轨道配合设计，无论是设计建设成本或者维护成本相对较大、且易受制于运行环境。
[0003]除了上述轨道交通之外，其它的公共交通系统常见的有传统公交车、铰接式汽车列车。传统公交车成本低、行驶灵活，当前方有障碍物时，能够很方便的躲开障碍物继续行驶，当车辆发生故障时，可以靠边，不会影响其他车辆行驶。但传统公交车运力少，通常会通过铰接多节车厢来组成汽车列车增加运力。在中小城市中发展汽车列车替代传统的公交车，在保证汽车列车通过性和转向性能等安全因素条件下，其不仅能够提高运输能力而且能降低运输成本30%左右。
[0004]对于汽车列车而言，出于环保等考虑，最佳采用纯电动方式。现有纯电动加长车型均采用单车头、单向行驶，一般采用单电机做主驱动用，这样对电机的输出功率要求很大，电机设计开发成本也比较高。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、可靠性好、能够优化整车控制性能的胶轮低地板智能轨道列车的双电机扭矩分配控制方法
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种胶轮低地板智能轨道列车的双电机扭矩分配控制方法，其步骤为:
51:上电自检后程序开始运行；
52:通过采集驾驶端司机踏板、档位信息，同时通过CAN采集双电机控制器、电池管理、辅助系统信息，经过逻辑判断当前车辆所处的状态和工作模式，根据各个系统部件的状态判断是否存在故障，审定该故障的故障等级；
53:再根据两个电机的特性、电池特性、踏板状态，通过电机控制模块来计算给定电机目标扭矩和工作模式，根据车辆的故障等级输出限制扭矩；
54:最后输出给双电机进行执行扭矩输出，即整车控制器最终输出电机目标转矩给双电机控制器，电机扭矩输出执行平均分配。
[0006]作为本发明的进一步改进:当两个电机扭矩响应不一致时，反馈实际扭矩差为一定值时，整车控制调节电机目标扭矩输出；电机控制器收到整车控制器目标扭矩后，优先响应与远离车辆前进方向的电机输出扭矩，从而保护了车辆连接用的铰接盘。
[0007]作为本发明的进一步改进:所述整车控制器是通过采集踏板信息、电池管理信息、辅助系统信息及电机状态信息，根据制动踏板或加速踏板开度百分比、电机外特性曲线及电池充放电功率，对电机制动或牵引的转矩进行相应限制后，给定电机目标转矩。
[0008]作为本发明的进一步改进:所述整车控制器采集电池接触器等电池系统相关状态，输出电池充放电功率，再根据电池是否存在故障和电池电压，计算出电机制动、驱动功率；综合整车故障、电机外特性、整车方向和模式、电池状态，给定电机最大制动、牵引扭矩。
[0009]作为本发明的进一步改进:所述电机目标制动扭矩的计算流程为:
充放电功率=电池电压*电池电流/1000 ；
系统限制转矩=电池电压*电池当前最大允许充电电流*9.549/电机当前转速；
电机目标制动扭矩=电机当前转速下允许最大扭矩*制动踏板开度百分比。
[0010]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、本发明为一种整车控制对双电机控制的扭矩分配方法，包括了对司机加速和制动踏板解析，整车需求功率分配，对电池和辅助系统限制和保护，对双电机牵引和制动扭矩的给定和保护，从而实现对电池、电机及辅助系统有效的保护，对整车电驱动能量分配进行合理的控制，对双电机扭矩输出同步进行有效的控制。
[0011]2、本发明主要适用于采用双车头纯电动车辆，能够双向行驶，采用双电机做主驱动，满足了车辆的动力性，大大降低了电机设计开发成本，整车控制器主要承担采集数字量、模拟量等输入信号，并通过逻辑控制双电机合理输出扭矩，根据电池及辅助系统实时信息，做到了有效的保护，合理分配整车需求功率，对双电机输出扭矩和保护进行有效的控制，对车辆平稳行驶起了重要的作用。
【附图说明】
[0012]图1是本发明所适用的轨道列车整体的主视示意图。
[0013]图2是本发明所适用的轨道列车底盘布置的示意图。
[0014]图3是本发明所适用的轨道列车主要控制部件及通讯结构的示意图。
[0015]图4是本发明方法的具体流程示意图。
[0016]图5是本发明在具体应用实例中的电机模块控制示意图。
[0017]图例说明:
1、标准车头；2、线控转向执行机构；3、铰接机构；4、标准车头；5、整车控制器；6、受电弓；7、储能系统；8、驱动电机；9、驱动电机控制器。
【具体实施方式】
[0018]以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0019]本发明主要适用于双车头、加长型的车辆(如胶轮低地板智能轨道列车)，整个车身长达35米，整车可以分为多节车厢(如三节)、两个车头，整个车辆可实现双向行驶。如图1和图2所示，在一个具体应用实例中，整车及系统包括了标准车头1、线控转向执行机构2、铰接机构3、标准车头4、整车控制器5、受电弓6、储能系统7、驱动电机8、驱动电机控制器9等部分。在上述结构中，采用铰接机构3 (铰接盘)连接的方式将各个车厢连接起来，可以根据运输能力调节车身结构，在驱动轴上使用独立的转向结构，通过轨迹跟随控制器来控制后车轮与前轮运行轨迹重合。两个驱动电机8分别布置在车的两头，分别通过传动轴可以单独驱动车辆行驶。参见图3，上述双向行驶纯电动车主要控制部件及通讯结构的示意图。
[0020]上述车辆为纯电动车型，在满足动力性的基础上，选用双电机异轴直驱，由整车控制器5控制双电机进行驱动。在纯电动车型中，整车控制器5主要承担采集数字量、模拟量等输入信号，并通过逻辑控制输出相关信号控制部件工作，在整车拓扑网络里承担网关功能。整车控制器5采集司机踏板信号、档位开关信号等，通过CAN通讯发给电机控制器，电机控制器接收这些信号，然后控制电机输出相应的扭矩。同时，整车控制器5接收BMS的报文，转发电池管理信息给电机控制器，整车控制器5就起了简单的数据采集和转发报文用，这样