[發明專利]并聯式液壓混合動力車輛轉矩控制系統及方法

有效

• 申請號: 201010235166.3
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101920722A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 楊力夫;孫輝;羅衍領;景軍清;黃興錢;王治軍;王明艷;韓子勇;肖剛;王月行;范旭輝
• 申請（專利權）人: 徐工集團工程機械股份有限公司江蘇徐州工程機械研究院
• 主分類號: B62D5/06
• 分類號: B62D5/06;B62D6/00;B62D101/00;B62D127/00;B62D123/00
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技術領域

本發明涉及一種多能源車輛動力總成的轉矩控制系統及方法，特別是一種并聯式液壓混合動力車輛轉矩控制系統及方法。

背景技術

隨著世界范圍內工業技術的迅速發展，能源短缺和環境污染問題日趨嚴重。液壓混合動力技術被認為是解決能源危機和環境污染問題的有效方案之一，相對于電動混合動力技術，液壓混合動力具有功率密度大，能量循環效率高等優點，同時，液壓混合動力的能量密度小，不可能長時間提供驅動轉矩，因此其能量控制策略與電動混合動力截然不同。為了充分發揮液壓混合動力車輛的節能潛力，必須充分考慮液壓混合動力系統的特點，設計能量控制策略，優化動力總成系統的協調工作，使燃油經濟性達到最佳。目前國內對液壓混合動力車輛的研究較少，能量控制策略更是普遍采用基于發動機萬有特性曲線的功率分配策略，簡單地將整車的工作狀態分為液壓混合動力驅動、發動機驅動和混合驅動三種工況。但傳統的功率分配策略只考慮了發動機的工作狀態，卻忽略了其他系統的工作狀態，導致整車的能量分配不合理，很難使發動機和液壓混合動力系統同時工作于最佳工況，無法使整車的燃油經濟性最佳。

發明內容

本發明的目的是要提供一種：并聯式液壓混合動力車輛轉矩控制系統及方法，實現發動機和液壓混合動力系統的協調工作，使整車的燃油經濟性達到最佳。

本發明的目的是這樣實現的：該控制系統及方法包括液壓混合動力車輛控制方法和液壓混合動力車輛轉矩控制系統；

液壓混合動力車輛的控制方法：

(1)根據駕駛員對加速踏板的操作行為，結合當前狀態下的車速情況，確定當前狀況下整車的車輛驅動目標轉矩、當前狀態下液壓混合動力系統轉矩的估算、混合動力系統目標輸出轉矩的確定、發動機目標輸出轉矩指令和液壓泵馬達目標輸出轉矩指令；

所述的車輛驅動目標轉矩的實現方法是：根據油門踏板的開度和踏板變化速率折算為不同車速、不同檔位下的車輛的目標驅動轉矩；

所述的當前狀態下液壓混合動力系統轉矩的估算方法是：根據液壓泵馬達當前轉速和液壓蓄能器的工作壓力，以及液壓泵馬達效率曲線，計算出當前轉速下對應的液壓泵馬達的最大驅動轉矩；

所述的混合動力系統目標輸出轉矩的確定方法是：將駕駛員需求轉矩換算為當前狀態下混合動力系統的目標轉矩，查找當前狀態下發動機萬有特性曲線圖對應的發動機運行效率較優時的轉矩范圍，并與混合動力系統的目標轉矩值對比，參考液壓蓄能器壓力，確定液壓泵馬達的目標轉矩，發動機的目標轉矩為車輛目標轉矩值與液壓泵馬達目標轉矩值的差值；

所述的發動機目標輸出轉矩指令，具體方法是：發動機萬有特性數據中發動機輸出轉矩隨節氣門開度、轉速變化的數據可整理成發動機節氣門開度隨輸出轉矩、轉速變化的數據表。根據當前狀態下發動機的目標轉矩和轉速查發動機節氣門開度隨輸出轉矩、轉速變化數據表，得到發動機目標節氣門開度目標值，根據當前狀態下液壓泵馬達的目標轉矩、轉速、液壓蓄能器的工作壓力和液壓泵馬達工作效率曲線得出液壓泵馬達的排量值即為對應指令；

所述的液壓泵馬達目標輸出轉矩指令，具體方法是：根據當前狀態下液壓泵馬達的目標轉矩、轉速、液壓蓄能器的工作壓力和液壓泵馬達工作效率曲線得出液壓泵馬達的排量值即為對應指令；

(2)根據傳感器采集得到的當前車速信號、加速踏板開度信號、變速器檔位信號、離合器結合狀態信號、發動機轉速信號、液壓蓄能器壓力信號、以及液壓泵馬達轉速信號，判定出當前整車狀態下混合動力系統應該處于的運行模式；液壓混合動力系統的運行模式包括：①停機模式，②液壓驅動模式，③怠速模式，④行車充壓模式，⑤發動機驅動模式，⑥制動模式；

(3)根據傳感器采集得到的液壓泵馬達轉速信號和液壓蓄能器壓力信號，結合液壓泵馬達效率曲線查找出當前轉速下對應的液壓泵馬達最大驅動轉矩；

(4)將駕駛員需求轉矩換算為當前狀態下混合動力系統的目標轉矩，查找當前狀態下發動機萬有特性曲線圖對應的發動機運行效率較優時的轉矩范圍，并與混合動力系統的目標轉矩值對比，參考液壓蓄能器壓力，確定當前狀態下兩個動力源發動機和液壓泵馬達的目標轉矩；具體如下：

①啟動時，液壓蓄能器SOC≥0.5，液壓蓄能器和液壓泵馬達提供全部目標轉矩，發動機不工作；

②啟動時，液壓蓄能器SOC＜0.5，液壓泵馬達和發動機共同提供驅動轉矩；液壓混合動力系統提供最大驅動轉矩，目標轉矩值與液壓泵馬達目標轉矩值的差值即為發動機的目標轉矩值；