CN102343811A - 静液传动双马达车辆的工作模式切换及转矩平顺控制 - Google Patents

Abstract

一种静液传动双马达车辆的工作模式切换及转矩平顺控制，属于混合动力车辆切换过程控制方法。通过检测车速和踏板信号实现车辆的工作模式区分，合理地选择液压泵马达和液压马达协调工作，提高串联式混合动力车辆的传动效率和路面适应性。工作模式切换过程中，采用在线计算工作元件输出转矩、动态调整待切入元件输出转矩的办法，平顺整车的输出转矩，避免模式切换中的驱动转矩中断和驱动转矩过大现象，提高了车辆的驾驶性能和乘坐舒适性，有效降低成本。优点：提高了车辆的驾驶性能和乘坐舒适性，有效降低成本；机械动力分配装置的布置方便，能准确估算电动混合动力发动机的转矩。

Description

静液传动双马达车辆的工作模式切换及转矩平顺控制

技术领域

本发明涉及混合动力车辆切换过程控制方法，尤其是一种静液传动双马达车辆的工作模式切换及转矩平顺控制方法。

背景技术

能源短缺和环境污染问题日趋严重，使得混合动力技术受到广泛地关注。混合动力技术被认为是解决能源危机和环境污染问题的有效方案之一，串联式液压混合动力系统可以实现发动机负荷和车辆行驶载荷分离，更多情况下在最佳燃油经济性区域工作，降低油耗，减少尾气的排放，但能量转换环节多，总体效率不是很高。这种结构适用于中小型城市公交车、专用车辆和工程机械的行走装置。多马达后桥联合驱动方式不但可降低对大排量液压泵/马达的需求，多种工作模式的自动转换确保了其对复杂路面的适应性，而且能提高车辆的整体效率、成本增加幅度小。多马达驱动的切换工况过程中容易出现转矩中断或者转矩激增等问题，降低了整车的驾驶性能和乘坐舒适性。机械式动力分配机构可解决转矩协调问题，但整车布置难度增大，成本高。电动混合动力的发动机和电机转矩协调方法，发动机转矩识别方法不成熟，存在着转矩识别不准确等问题，而且不适用于静液传动双马达后驱车辆的马达切换动态转矩协调问题。

发明内容

本发明的目的是要提供一种静液传动双马达后驱车辆的马达切换动态转矩协调控制方法，解决机械动力分配装置的布置困难、成本高、电动混合动力发动机转矩估算不准确的问题。

本发明的静液传动双马达后驱车辆的马达切换控制方法步骤如下：

步骤1：根据油门踏板的下行幅度和车速，确定当前状况下整车的期望转矩和运行工况；整车需求转矩由油门踏板的位置决定，T_r＝f(α)；静液传动双马达后驱车辆的运行工况分为：低速工况、中速工况、高速工况、急加速工况和溜车工况；整车的运行工况由油门踏板位置和车速决定，C＝f(α，V)；低速工况和中速工况整车由液压泵马达驱动，属于液压泵马达驱动模式；高速工况和急加速工况由液压泵马达和液压马达共同驱动，属于双马达驱动模式；溜车工况时液压泵马达和液压马达均不工作。

步骤2：判断双马达后驱车辆的工作模式切换过程；若由低速工况和中速工况向高速工况和急加速工况转换，则为双马达工作模式切换过程；若由高速工况和急加速工况向低速工况和中速工况转换，则为单马达工作模式切换过程。

步骤3：双马达工作模式切换过程中，实测液压泵马达输出转矩，动态调整液压马达输出转矩；根据液压泵马达变量油缸的位移信号x_pm和泵马达进出油口的压力差信号，确定当前状况下工作马达的输出转矩；液压泵马达的排量与变量油缸位移关系如下：

V_pm，max液压泵马达的最大排量，x_pm，max变量油缸最大位移量；液压泵马达进出油口的压力差信号p＝p₂-p₃；p₂为液压泵马达进油口压力信号值，p₃为液压泵马达出油口压力信号值；计算得出液压泵马达的实测输出转矩：

确定当前状况下液压泵马达输出转矩与指令信号的波动值ΔT＝T_p/m，t-T_pm，作为液压马达的输出转矩动态调整值T_m＝T_m，t+ΔT；

单马达工作模式切换过程中，实测液压马达的输出转矩，动态调整液压泵马达的输出转矩；根据液压马达变量油缸的位移信号x_m和马达进出油口的压力差信号，确定当前状况下液压马达的输出转；

液压马达的排量与变量油缸位移关系如下：

V_m，max液压马达的最大排量，x_m，max变量油缸最大位移量；液压马达进出油口的压力差信号p＝p₂-p₃；计算得出液压马达的实测输出转矩：

确定当前状况下液压马达输出转矩与指令信号的波动值ΔT＝T_m，t-T_m，作为液压泵马达单独工作的输出转矩动态调整值T_pm＝T_pm，t+ΔT；

步骤4：结合需要动态调整输出转矩元件的效率曲线，查找出当前状态下马达的最大转矩，并与待切入马达动态调整后驱动转矩值对比，确定需要动态调整输出转矩元件的转矩目标值；双马达工作切换过程中，液压泵马达的指令输出转矩

单马达工作切换过程中，液压马达的指令输出转矩

由整车控制器输出指令转矩，使输出转矩之和等于整车需求目标转矩，达到模式切换过程中平顺输出转矩的要求。

有益效果，由于采用了上述方案，通过检测车速和踏板信号实现了静液传动双马达后驱车辆的工作模式区分，简单易行，实用性好；动态调整模式切换过程的转矩输出，解决了机械动力分配装置的布置困难、成本高、电动混合动力发动机转矩估算不准确的问题，保证工作模式切换过程中动力输出平稳，避免动力中断或者转矩激增等问题，达到了本发明的目的。

液压混合动力车辆工作模式切换简洁和切换过程转矩相协调，双马达的驱动方式，提高了串联式混合动力车辆的传动效率和路面适应性。

优点：静液传动双马达车辆的工作模式切换及转矩平顺控制方法，根据车速和油门踏板信息，有效区分整机运行工况，合理分配双马达工作，提高整车的传动效率和动力性能，工作模式切换过程中采用转矩平顺控制方法，有效地避免动力中断或者转矩激增等问题，提高了车辆的驾驶性能和乘坐舒适性。同时还具有方法简单，可靠性高、成本低等优点。

附图说明

图1是本发明的静液传动双马达后驱车辆的目标驱动转矩识别示意图。

图2是本发明的静液传动双马达后驱车辆的工况识别示意图。

图3是本发明的静液传动双马达后驱车辆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：一种静液传动双马达后驱车辆由发动机1、液压变量泵2、压力传感器3、高压液压蓄能器4、两位两通换向阀5、液压泵马达6、离合器7、9、后轮8、变量马达10、后桥11、低压液压蓄能器12和整车控制器13组成。静液传动双马达后驱车辆的工作模式切换及切换过程转矩控制方法包括以下步骤：

步骤1：根据油门踏板的下行幅度和车速，确定当前状况下整车的期望转矩和运行工况。整车需求转矩由油门踏板的位置决定，T_r＝f(α)，静液传动双马达后驱车辆的运行工况分为：低速工况、中速工况、高速工况、急加速工况和溜车工况。整车的运行工况由油门踏板位置和车速决定，C＝f(α，V)。低速工况和中速工况整车由液压泵马达驱动，属于液压泵马达驱动模式；高速工况和急加速工况由液压泵马达和液压马达共同驱动，属于双马达驱动模式；溜车工况液压泵马达和液压马达均不工作。

步骤2：判断双马达后驱车辆的工作模式切换过程。若由低速工况和中速工况向高速工况和急加速工况转换，则为双马达工作模式切换过程；若由高速工况和急加速工况向低速工况和中速工况转换，则为单马达工作模式切换过程。

步骤3：双马达工作模式切换过程中，实测液压泵马达输出转矩，动态调整液压马达输出转矩。根据液压泵马达变量油缸的位移信号x_pm和泵马达进出油口的压力差信号，确定当前状况下工作马达的输出转矩。液压泵马达的排量与变量油缸位移关系如下：

V_pm，max液压泵马达的最大排量，x_pm，max变量油缸最大位移量。液压泵马达进出油口的压力差信号p＝p₂-p₃。p₂为液压泵马达进油口压力信号值，p₃为液压泵马达出油口压力信号值。计算得出液压泵马达的实测输出转矩：

确定当前状况下液压泵马达输出转矩与指令信号的波动值ΔT＝T_p/m，t-T_pm，作为液压马达的输出转矩动态调整值T_m＝T_m，t+ΔT。

单马达工作模式切换过程中，实测液压马达的输出转矩，动态调整液压泵马达的输出转矩。根据液压马达变量油缸的位移信号x_m和马达进出油口的压力差信号，确定当前状况下液压马达的输出转矩。

液压马达的排量与变量油缸位移关系如下：

V_m，max液压马达的最大排量，x_m，max变量油缸最大位移量。液压马达进出油口的压力差信号p＝p₂-p₃。计算得出液压马达的实测输出转矩：

确定当前状况下液压马达输出转矩与指令信号的波动值ΔT＝T_m，t-T_m，作为液压泵马达单独工作的输出转矩动态调整值T_pm＝T_pm，t+ΔT。

步骤4：结合需要动态调整输出转矩元件的效率曲线，查找出当前状态下马达的最大转矩，并与待切入马达动态调整后驱动转矩值对比，确定需要动态调整输出转矩元件的转矩目标值。双马达工作切换过程中，液压泵马达的指令输出转矩

单马达工作切换过程中，液压马达的指令输出转矩

由整车控制器输出指令转矩，使输出转矩之和等于整车需求目标转矩，达到模式切换过程中平顺输出转矩的要求。

Claims (1)

1.一种静液传动双马达车辆的工作模式切换及转矩平顺控制，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：根据油门踏板的下行幅度和车速，确定当前状况下整车的期望转矩和运行工况；整车需求转矩由油门踏板的位置决定，T_r＝f(α)；静液传动双马达后驱车辆的运行工况分为：低速工况、中速工况、高速工况、急加速工况和溜车工况；整车的运行工况由油门踏板位置和车速决定，C＝f(α，V)；低速工况和中速工况整车由液压泵马达驱动，属于液压泵马达驱动模式；高速工况和急加速工况由液压泵马达和液压马达共同驱动，属于双马达驱动模式；溜车工况时液压泵马达和液压马达均不工作；

步骤2：判断双马达后驱车辆的工作模式切换过程；若由低速工况和中速工况向高速工况和急加速工况转换，则为双马达工作模式切换过程；若由高速工况和急加速工况向低速工况和中速工况转换，则为单马达工作模式切换过程；

步骤3：双马达工作模式切换过程中，实测液压泵马达输出转矩，动态调整液压马达输出转矩；根据液压泵马达变量油缸的位移信号x_pm和泵马达进出油口的压力差信号，确定当前状况下工作马达的输出转矩；液压泵马达的排量与变量油缸位移关系如下：

V_pm，max液压泵马达的最大排量，x_pm，max变量油缸最大位移量；液压泵马达进出油口的压力差信号p＝p₂-p₃；p₂为液压泵马达进油口压力信号值，p₃为液压泵马达出油口压力信号值；计算得出液压泵马达的实测输出转矩：确定当前状况下液压泵马达输出转矩与指令信号的波动值ΔT＝T_p/m，t-T_pm，作为液压马达的输出转矩动态调整值T_m＝T_m，t+ΔT；

单马达工作模式切换过程中，实测液压马达的输出转矩，动态调整液压泵马达的输出转矩；根据液压马达变量油缸的位移信号x_m和马达进出油口的压力差信号，确定当前状况下液压马达的输出转矩；

液压马达的排量与变量油缸位移关系如下：V_m，max液压马达的最大排量，x_m，max变量油缸最大位移量；液压马达进出油口的压力差信号p＝p₂-p₃；计算得出液压马达的实测输出转矩：

确定当前状况下液压马达输出转矩与指令信号的波动值ΔT＝T_m，t-T_m，作为液压泵马达单独工作的输出转矩动态调整值T_pm＝T_pm，t+ΔT；

步骤4：结合需要动态调整输出转矩元件的效率曲线，查找出当前状态下马达的最大转矩，并与待切入马达动态调整后驱动转矩值对比，确定需要动态调整输出转矩元件的转矩目标值；双马达工作切换过程中，液压泵马达的指令输出转矩

单马达工作切换过程中，液压马达的指令输出转矩

由整车控制器输出指令转矩，使输出转矩之和等于整车需求目标转矩，达到模式切换过程中平顺输出转矩的要求。

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