一種混合動(dòng)力客車用雙源輔助制動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法與流程

本發(fā)明涉及混合動(dòng)力客車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合動(dòng)力客車用雙源輔助制動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)：

目前，混合動(dòng)力客車輔助制動(dòng)，都是采用電機(jī)制動(dòng)，將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芙o電池充電。由于混合動(dòng)力客車電池容量普遍較少，如果車輛運(yùn)行在山區(qū)這種長(zhǎng)距離下坡路段，電機(jī)制動(dòng)工作時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的電能超出電池的容量，電池充滿電后逆變器不再回收能量。此時(shí)電機(jī)失去輔助制動(dòng)效果，整車只能依靠行車制動(dòng)來(lái)減速。制動(dòng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作后，會(huì)產(chǎn)生熱衰退，影響行車安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種混合動(dòng)力客車用雙源輔助制動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，該系統(tǒng)及其控制方法能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、成本低等特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種混合動(dòng)力客車用雙源輔助制動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，該控制系統(tǒng)包括逆變器、緩速器控制器、動(dòng)力電池、輔助制動(dòng)裝置、制動(dòng)踏板、車速傳感器、整車控制器及蓄電池；所述輔助制動(dòng)裝置包括電機(jī)和緩速器；所述整車控制器，其輸入輸出端分別與逆變器、緩速器控制器及動(dòng)力電池交互式連接，其輸入端分別與制動(dòng)踏板、車速傳感器的輸出端相連；所述逆變器的直流側(cè)接動(dòng)力電池的正負(fù)極，交流側(cè)接電機(jī)；所述緩速器控制器的直流側(cè)接蓄電池的正極，信號(hào)輸出端接緩速器的信號(hào)輸入端。所述輔助制動(dòng)裝置，用于向傳動(dòng)軸施加與其運(yùn)動(dòng)方向反向的力矩。所述緩速器安裝在電機(jī)的后端蓋上。

該控制系統(tǒng)的控制方法為：

(1)整車控制器采集制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)和車速傳感器獲取的車速信號(hào)，并根據(jù)制動(dòng)信號(hào)及車速信號(hào)求得需求制動(dòng)扭矩；

(2)設(shè)置動(dòng)力電池的最高充電上限，整車控制器獲取動(dòng)力電池的SOC信息；當(dāng)動(dòng)力電池的SOC小于動(dòng)力電池的最高充電上限時(shí)，執(zhí)行步驟(3)；當(dāng)動(dòng)力電池的SOC大于等于動(dòng)力電池的最高充電上限時(shí)，執(zhí)行步驟(4)；電池SOC代表的是動(dòng)力電池剩余電量與總電量的比值。

(3)整車控制器根據(jù)需求制動(dòng)扭矩來(lái)分配電機(jī)和緩速器的工作扭矩，并發(fā)出指令給逆變器和緩速器控制器，控制電機(jī)及緩速器共同參與輔助制動(dòng)。具體實(shí)施方法：設(shè)定需求制動(dòng)扭矩為T₀，T₀上限為后橋主減速器容許最大輸入制動(dòng)扭矩；電機(jī)工作扭矩為T₁，電機(jī)最大工作扭矩為T_1Max；緩速器工作扭矩為T₂，緩速器最大工作扭矩為T_2Max，若T₀≤T_1Max，則電機(jī)工作扭矩T₁的值等于T₀，緩速器工作扭矩T₂的值為零；若T_1Max＜T₀≤T_1Max+T_2Max，則電機(jī)工作扭矩T₁的值等于T_1Max，緩速器工作扭矩T₂的值為T₀與T_1Max的差值；若T_1Max+T_2Max＜T₀，則電機(jī)工作扭矩T₁的值等于T_1Max，緩速器工作扭矩T₂的值為T_2Max。

(4)整車制動(dòng)器發(fā)出停止指令給逆變器，控制逆變器回收功率為零，電機(jī)不參與輔助制動(dòng)，不給電池充電，整車控制器根據(jù)需求制動(dòng)扭矩來(lái)分配緩速器的工作扭矩，并發(fā)出指令給緩速器控制器來(lái)控制緩速器工作。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明能夠避免電機(jī)輔助制動(dòng)退出后行車制動(dòng)長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致的熱衰退現(xiàn)象，從根本上解決混合動(dòng)力客車的制動(dòng)安全問(wèn)題，提高整車的安全性和可靠性。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、成本低等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是混合動(dòng)力客車用雙源輔助制動(dòng)控制系統(tǒng)的原理框圖。

其中：

1、逆變器，2、緩速器控制器，3、動(dòng)力電池，4、輔助制動(dòng)裝置，41、電機(jī)，42、緩速器，5、制動(dòng)踏板，6、車速傳感器，7、整車控制器，8、蓄電池。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示的一種混合動(dòng)力客車用雙源輔助制動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，該控制系統(tǒng)包括逆變器1、緩速器控制器2、動(dòng)力電池3、輔助制動(dòng)裝置4、制動(dòng)踏板5、車速傳感器6、整車控制器7及蓄電池8。所述輔助制動(dòng)裝置4包括電機(jī)41和緩速器42。所述整車控制器7，其輸入輸出端分別與逆變器1、緩速器控制器2及動(dòng)力電池3交互式連接，其輸入端分別與制動(dòng)踏板5、車速傳感器6的輸出端相連。所述逆變器1的直流側(cè)接動(dòng)力電池3的正負(fù)極，交流側(cè)接電機(jī)41。所述緩速器控制器2的直流側(cè)接蓄電池8的正極，信號(hào)輸出端接緩速器42的信號(hào)輸入端。優(yōu)選的，所述整車控制器7采用CAN總線與所述逆變器1、所述緩速器控制器2及所述動(dòng)力電池3之間通訊連接。

具體地說(shuō)，所述輔助制動(dòng)裝置4，用于向傳動(dòng)軸施加與其運(yùn)動(dòng)方向反向的力矩。所述緩速器42安裝在電機(jī)41的后端蓋上。逆變器1為動(dòng)力電池3提供高壓直流電源，電機(jī)41為逆變器1提供交流工作電源。所述蓄電池8與緩速器控制器2直流側(cè)連接，緩速器控制器2輸出側(cè)與緩速器42連接，蓄電池8為緩速器控制器2提供低壓直流電源，緩速器控制器2為緩速器42提供直流工作電源。所述車速傳感器6用于檢測(cè)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。所述制動(dòng)踏板5用于輸出制動(dòng)信號(hào)。所述整車控制器7接收制動(dòng)踏板5的制動(dòng)信號(hào)以及車速傳感器6的車速信號(hào)，再根據(jù)動(dòng)力電池3的SOC信息，通過(guò)CAN通訊來(lái)控制逆變器1的直流側(cè)輸出和緩速器控制器2的直流輸出，進(jìn)而控制電機(jī)41和緩速器42的啟停。

本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)的控制方法為：

(1)整車控制器采集制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)和車速傳感器獲取的車速信號(hào)，并根據(jù)制動(dòng)信號(hào)及車速信號(hào)求得需求制動(dòng)扭矩；

(2)設(shè)置動(dòng)力電池的最高充電上限，整車控制器獲取動(dòng)力電池的SOC信息；當(dāng)動(dòng)力電池的SOC小于動(dòng)力電池的最高充電上限時(shí)，執(zhí)行步驟(3)；當(dāng)動(dòng)力電池的SOC大于等于動(dòng)力電池的最高充電上限時(shí)，執(zhí)行步驟(4)；電池SOC代表的是動(dòng)力電池剩余電量與總電量的比值。

(3)整車控制器根據(jù)需求制動(dòng)扭矩來(lái)分配電機(jī)和緩速器的工作扭矩，并發(fā)出指令給逆變器和緩速器控制器，控制電機(jī)及緩速器共同參與輔助制動(dòng)。具體實(shí)施方法：設(shè)定需求制動(dòng)扭矩為T₀，T₀上限為后橋主減速器容許最大輸入制動(dòng)扭矩；電機(jī)工作扭矩為T₁，電機(jī)最大工作扭矩為T_1Max；緩速器工作扭矩為T₂，緩速器最大工作扭矩為T_2Max，若T₀≤T_1Max，則電機(jī)工作扭矩T₁的值等于T₀，緩速器工作扭矩T₂的值為零；若T_1Max＜T₀≤T_1Max+T_2Max，則電機(jī)工作扭矩T₁的值等于T_1Max，緩速器工作扭矩T₂的值為T₀與T_1Max的差值；若T_1Max+T_2Max＜T₀，則電機(jī)工作扭矩T₁的值等于T_1Max，緩速器工作扭矩T₂的值為T_2Max。

(4)整車制動(dòng)器發(fā)出停止指令給逆變器，控制逆變器回收功率為零，電機(jī)不參與輔助制動(dòng)，不給電池充電，整車控制器根據(jù)需求制動(dòng)扭矩來(lái)分配緩速器的工作扭矩，并發(fā)出指令給緩速器控制器來(lái)控制緩速器工作。

本發(fā)明的工作原理為：

本發(fā)明根據(jù)動(dòng)力電池SOC信息來(lái)協(xié)調(diào)電機(jī)和緩速器參與輔助制動(dòng)，在電機(jī)制動(dòng)退出后可以由緩速器提供輔助制動(dòng)，不僅能夠保障汽車連續(xù)下長(zhǎng)坡行駛時(shí)輔助制動(dòng)系統(tǒng)始終工作來(lái)吸收勢(shì)能，避免汽車在重力作用下不斷加速到危險(xiǎn)程度，維持較慢的安全車速，還能避免行車制動(dòng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間工作而導(dǎo)致溫度大大增高，致使制動(dòng)效能衰退甚至完全失效，從根本上解決混合動(dòng)力客車的制動(dòng)安全問(wèn)題，提高整車的安全性和可靠性。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。