[发明专利]用于驱动系统的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及通过液压驱动系统提供动力的车辆，并且更具体地，涉及用于驱动系统的控制系统。

背景技术

典型地，用于车辆的驱动系统包括原动机(例如，柴油机)，通常输出恒定的功率，并且给发生器提供动力，转而驱动每个车轮的马达。系统反应速度、机动性和变化条件通常无关紧要。当这种驱动系统承载具有多个自由度的负载时，并且共振频率低于驱动系统本身的共振频率，车辆的操纵如果有可能，也是困难的。

发明内容

提供了一种控制器，其通过使用可控的可变排量液压马达同时控制车辆速度和牵引力。这通过具有速度控制器和牵引力控制器并基于车辆的参数控制实现，所述速度控制器通过控制若干系统输入控制车辆的速度，所述牵引力控制器确定控制相同输入的车辆的牵引力。为了达到该目的，两个控制器中的每个控制器控制原动机RPM、液压泵排量以及液压马达排量以驱动车辆。原动机的测量的RPM用作对速度控制器的反馈，测量的车辆速度用作对速度控制器和牵引力控制器的反馈，车辆液压系统的测量的驱动压力用作对牵引力控制器的反馈。

通过不断地实时动态控制所有车辆的运动参数、原动机速度、车辆速度和牵引的控制器，同时地管理车辆速度、加速度和牵引力。通过具有速度控制器和力控制器来实现整个系统控制，所述速度控制器基于用户期望的速度输入控制车辆的速度，所述力控制器在考虑车辆当前速度的同时基于使用者输入和力包络图、道路情况、车辆的参数以及引起的结构限制确定加速度以达到车辆的期望速度和牵引力。为此，两个控制器中的每个控制器控制原动机、液压泵以及液压马达以驱动车辆。原动机的测量的RPM用作对速度控制器的反馈，并与期望的功率输出比较。测量的车辆速度用作对速度控制器和力控制器的反馈，并且车辆的测量的加速度和牵引力(其可以通过若干已知方法中的任一种方法测量)用作对力控制器的反馈。本发明利用根据特定需求并随变化条件而变化(在现在一般是不可能的)的管理规则使液压驱动车辆的实时控制成为可能。

根据当前公开主题的一个方面，提供了一种用于控制驱动系统的操作的主控制器，包括原动机、发生器和马达，原动机配置成提供能量给发生器，发生器配置成驱动马达，控制器包括：

●速度控制器，其配置成根据外部提供的速度输入确定马达的目标速度；以及

●扭矩控制器，其配置成基于外部提供的扭矩输入和车辆的参数确定马达的目标扭矩；

其中主控制器配置成：

●同时确定目标速度和目标扭矩；以及

●同时控制原动机、发生器和马达，以使马达以目标速度和目标扭矩操作。

速度控制器进一步配置成根据原动机的功率输出和马达的测量的实际速度确定目标速度，以及扭矩控制器进一步配置成基于马达的测量的实际速度和测量的实际扭矩确定目标扭矩。

根据当前公开的主题的另一方面，提供了一种用于控制驱动系统驱动的车辆的操作的主控制器，所述控制器包括：

●速度控制器，其配置成根据外部提供的速度输入确定车辆的目标速度；以及

●牵引力控制器，其配置成基于外部提供的牵引输入和车辆的参数确定车辆的目标牵引力和加速度；

其中所述主控制器配置成：

●同时确定目标速度、加速度和牵引力；以及

●同时控制驱动系统的原动机、发生器和马达，从而以目标速度、加速度和牵引力驱动车辆。

速度控制器进一步配置成根据原动机的功率和车辆的测量的实际速度确定车辆的目标速度，以及牵引力控制器进一步配置成基于车辆的测量的实际速度和牵引力确定车辆的目标牵引力。

车辆的测量的实际速度通过测量车辆车轮的角速度测量。

主控制器可以配置成：

●至少通过影响马达的速度影响车辆的速度；以及

●至少通过影响马达的扭矩影响车辆的牵引力。

根据上述两个方面，所述扭矩控制器可以进一步配置成根据目标速度确定目标扭矩。

进一步根据上述两个方面，外部提供的速度输入可以包括期望的使用者提供的期望的车辆速度。

进一步根据上述两个方面，外部提供的扭矩输入可以包括与最大和最小设计扭矩有关的信息。

进一步根据上述两个方面，原动机可以是引擎，所述主控制器配置成至少通过影响原动机的速度控制原动机。

进一步根据上述两个方面，主控制器可以进一步配置成减少由于驱动系统驱动的车辆上的力干扰(例如，斜坡、风和滚动摩擦)引起的对原动机、马达速度和马达扭矩的影响。