[發明專利]一種輪轂液壓混動商用車動力域系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202111241650.1
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113771834B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 曾小華;張軒銘;畢道坤;宋大鳳;黃鈺峰;楊東坡;錢琦峰;武慶濤;李敦邁;段朝勝
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60W20/15
• 分類號: B60W20/15;B60W20/11;B60W20/50;B60W10/06;B60W10/10;B60W10/04;B60W10/02;B60W30/19
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

1.一種輪轂液壓混動商用車動力域系統控制方法，所述輪轂液壓混合動力商用車動力域系統包括整車控制器、液驅控制系統、變速箱控制系統、發動機管理系統；所述動力域控制器通過控制輸出模塊向執行機構輸出控制需求；所述動力域控制器通過整車端網關與其他域控制器進行通訊；所述整車端網關與所述動力域控制器通過以太網連接；所述動力域控制器包含信號輸入功能、控制輸出功能、車輛行駛模式仲裁功能、能量管理、扭矩分配、動態協調、發動機控制、離合器控制、液壓泵控制、換擋控制、閥組控制和故障診斷功能；其特征在于，所述動力域系統控制方法，包括以下步驟：

步驟一，建立所述輪轂液壓混合動力商用車動力域動態模型，主要包括動力域動力學模型搭建與模型校驗與修正兩部分內容，進一步地，所述輪轂液壓混合動力商用車動力域動態模型的搭建為后續控制方法的設計提供面向控制的模型；

針對步驟一中的動力域動態模型搭建，細化建立過程：具體可分為步驟一（a）、步驟一（b）和步驟一（c）；

步驟一（a），首先分析動力域內各關鍵部件的耦合機理，以充分考慮各部件的耦合特性；其次參考AMEsim和TruckSim仿真平臺對于各部件的建模原理，以保證各部件自建模型動態響應特性的準確性；

步驟一（b）,基于部件建模分析獲得性能影響的主要約束條件，通過系統動力學分析，結合車輛傳動理論，完成所述輪轂液壓混合動力車輛動力域動態模型的建立，即得到發動機動力學模型、液驅系統動力學模型、離合器動力學模型和兩軸變速器動力學模型；

步驟一（c）,將所述動力域動態模型與實車試驗測試結果對標，所述動力域動態模型輸出結果與實車數據進行回歸分析對比，得到量化差異進而修正所述動力域動態模型參數，反復迭代收斂得到動力域高精度動態模型；

步驟二，開發所述輪轂液壓混合動力商用車動力域內穩態控制策略：

所述輪轂液壓混合動力商用車動力域內穩態控制策略分三部分分步開發，具體可分為步驟二（a）、步驟二（b）和步驟二（c）；

步驟二（a），對工況參數、車輛參數進行測量與估計，使得車輛模型在既定路況行駛時能夠準確識別和判斷所需路況信息和車輛狀態信息；

步驟二（b），建立穩態行駛模式仲裁規則，確定車輛的行駛模式，根據駕駛員意圖求解得到車輛需求功率，進而控制傳統發動機以及液驅系統，完成對傳統發動機和液驅系統的動力分配，保證車輛合成轉矩合理跟隨駕駛員意圖，并通過制動能量回收對蓄能器進行充液及放液，提高車輛的經濟性；

步驟二（c），針對不同行駛模式，分別求解變速器動力性換擋規律和經濟性換擋規律，進而根據車速及踏板開度規劃車輛行駛時的目標檔位；

進一步地，得到輪轂液壓混合動力車輛總體穩態控制變量，包括所述發動機的需求轉矩、所述液壓馬達的需求轉矩以及所述兩軸變速器的目標檔位；

進一步地，所述輪轂液壓混合動力商用車動力域內穩態控制策略的開發為短時域動態控制提供跟隨目標；

步驟三，設計輪轂液壓混合動力商用車動力域內動態協調控制算法，具體可分為步驟三（a）和步驟三（b）：

步驟三（a），未換擋時考慮行駛模式切換帶來的平順性影響，主要集中于所述液驅系統或者所述發動機動力的介入和退出瞬態過程中，進而對模式切換過程進行動力域內動態協調控制；

步驟三（b），換擋過程中，由于離合器存在分離與結合過程，車輛出現動力中斷，故對換擋過程進行動力域內動態協調控制；由于離合器的分離需對所述發動機進行卸扭處理，此時車輛出現動力中斷，需依據駕駛員扭矩需求結合所述發動機卸扭動態過程，反向求取所述液壓馬達扭矩的目標值；同時在檔位切換完成后，離合器結合時，為了迅速的恢復車輛動力和保證離合器滑模過程損耗最小，所述發動機需要逐漸升扭，此時所述動力域控制器需要準確觀測離合器輸出扭矩并結合當前的駕駛員需求扭矩得到離合器結合過程中的所述液壓馬達轉矩補償量；

步驟四，針對所述動力域系統進行集成測試與優化：

針對步驟四中的集成測試與優化，細化測試與優化過程：具體可分為步驟四（a）、步驟四（b）、步驟四（c）和步驟四（d）；

步驟四（a），首先將步驟二、步驟三所述動力域控制策略與步驟一所述動力域動態模型進行集成，在離線條件下，通過系統聯合仿真對整車控制算法充分測試；

步驟四（b），建立硬件在環仿真平臺，利用真實控制器驗證所述動力域控制策略和算法的實時性；

步驟四（c），對所述動力域控制策略進行優化標定，標定過程首先提取相應的穩態及動態優化目標，進而抽象建立相應的價值函數，離散得到多組標定參數帶入所述動力域動態模型中求取相應的性能價值，最后確定最優的標定參數代入所述動力域控制策略；

步驟四（d），最終通過實車試驗測試輪轂液壓混合動力商用車輛動力域系統實際性能，進而驗證所述動力域控制策略的有效性和實用性。