CN109094555A - 一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制装置，包括坡度传感器、路况辨识控制器，坡度传感器实时测量车辆行驶道路的坡度并将该信号传递给路况辨识控制器，路况辨识控制器对当前车辆的工况进行分析并得到实时的路况评价特征参数，当路况变化超过敏感值范围时，路况辨识控制器根据实时的路况评价特征参数通过等效燃油消耗法调节等效因子实时修正初始的循环工况能量控制策略并用该修正后的初始的循环工况能量控制策略覆盖原来的初始的循环工况能量控制策略。本发明对实时路况信息进行收集，实时修正初始的循环工况能量控制策略，使得路况与循环工况能量控制策略匹配。本发明还涉及一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制方法。

Description

一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制装置及方法

技术领域

本发明涉及大型露天矿用运输车辆，尤其涉及一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制装置及方法。

背景技术

由于非公路露天开采矿山环境的特殊性，矿用车辆工况一般为上坡，下坡及间隔平路组成，而且工况一般为循环工况，且单一，但坡道长度及坡度、平路长度、循环里程根据开采深度不同而发生变化。露天矿山由于其特殊的工况，非常适合混合动力矿用车辆，下坡利用电池储存电制动能量，上坡电池释放能量补充发动机功率，以提高车速，增加产量，或降低发动机功率，是发动机工作在最佳燃油消耗点。当前，混合动力矿用车辆包括柴油发动机、发电机、变频器或整流器、电动机、锂电池、DC/DC等组成，还包括车速传感器、发动机转速传感器等，属于串联式混合动力系统。混合动力车辆一般采用等效燃油消耗法能量管理策略运行车辆，一般等效燃油消耗法能量控制策略中的等效因子只根据理论工况 进行LVQ神经网络算法优化设定出初始的循环工况能量控制策略，在车辆运行中一直执行设定的初始的循环工况能量控制策略，并不能依据实际路况进行实时调节。

本发明所阐述的能量控制方法并没有考虑路况不同的情况，这些路况的不同正好影响了电池SOC平衡点及电池充放电功率的不同，如果不能对路况进行辨识，而采用针对性的控制方法或电池配置方法，则难免会造成电池的SOC不平衡，长时间累计会影响电池寿命，而且降低整车燃油节约率。所以为了提高混合动力矿用车辆电池利用率，保证寿命，更加提高燃油节率，需要针对矿山路况提出一种能够自适应路况的能量控制方法。

发明内容

本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种自适应路况的一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制装置及方法。

为达到以上目的，本发明的技术方案是，一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制装置，其包括车速传感器、发动机转速传感器、车重传感器，还包括坡度传感器、路况辨识控制器，车速传感器实时测量车辆行驶速度并将车辆行驶速度信号传递给路况辨识控制器，发动机转速传感器实时测量发动机转速并将发动机转速信号传递给路况辨识控制器，车重传感器实时测量车辆载重量并将载重信号传递给路况辨识控制器，坡度传感器实时测量车辆行驶道路的坡度并将坡度信号传递给路况辨识控制器，路况辨识控制器根据以上信号对当前车辆的工况进行分析并得到实时的路况评价特征参数，实时的路况评价特征参数包括从某一个装载点到某一个卸载点作业循环的道路坡度、车速、发动机功率、车辆载重量；路况辨识控制器内的LVQ神经网络算法根据实时的路况评价特征参数进行路况辨识，并设定路况的评价特征参数的变动敏感值，当路况变化在敏感值范围内时，则执行系统设置的初始的循环工况能量控制策略运行车辆，当路况变化超过敏感值范围时，路况辨识控制器根据实时的路况评价特征参数通过等效燃油消耗法调节等效因子实时修正初始的循环工况能量控制策略并用该修正后的初始的循环工况能量控制策略覆盖原来的初始的循环工况能量控制策略。

本发明的一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制方法的技术方案是，其包括以下步骤：

步骤1、路况信息收集，车辆起动后，坡度传感器、车速传感器、发动机转速传感器、车重传感器开始采集信号并将车辆实时路况坡度信号、车速信号、发动机转速信号、车重信号传递给路况辨识控制器；

步骤2、路况辨识控制器对收集的坡度信号、车速信号、发动机转速信号、车重信号进行统计分析，得到实时的路况特征评价参数，到实时的路况特征评价参数包括某一个装载点到某一个卸载点作业循环的道路坡度、车速、发动机功率、车辆载重量；

步骤3、路况辨识控制器通过LVQ神经网络算法根据实时的路况特征评价参数进行路况辨识，并设定路况的评价特征参数的变动敏感值，当路况变化在敏感值范围内时，进入步骤4；当路况变化超过敏感值范围时，进入步骤5；

步骤4、车辆按系统预设的初始的工循环况执行能量控制策略运行车辆；

步骤5、路况辨识控制器根据等效燃油消耗法调节等效因子并实时修正循环工况执行能量控制策略运行车辆。

本发明的有益效果是：本发明对实时路况信息进行收集，依据对实时的路况评价特征参数进行辨识，实时修正初始的循环工况能量控制策略，从而能有效的调整锂电池预留空间、锂电池实时充放电的功率、锂电池SOC平衡点等，使得路况与循环工况能量控制策略匹配，有效提高锂电池SOC管理水平及寿命，而且进一步提高燃油节约率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的能量控制策略程序框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制装置，其包括车速传感器5、发动机转速传感器7、车重传感器6，还包括坡度传感器4、路况辨识控制器8，车速传感器5实时测量车辆行驶速度并将车辆行驶速度信号传递给路况辨识控制器8，发动机转速传感器7实时测量发动机转速并将发动机转速信号传递给路况辨识控制器8，车重传感器6实时测量车辆载重量并将载重信号传递给路况辨识控制器8，坡度传感器4实时测量车辆行驶道路的坡度并将坡度信号传递给路况辨识控制器8，路况辨识控制器8根据以上信号对当前车辆的工况进行分析并得到实时的路况评价特征参数，实时的路况评价特征参数包括从某一个装载点到某一个卸载点作业循环的道路坡度、车速、发动机功率、车辆载重量；路况辨识控制器8内的LVQ神经网络算法根据实时的路况评价特征参数进行路况辨识，并设定路况的评价特征参数的变动敏感值，当路况变化在敏感值范围内时，则执行系统设置的初始的循环工况能量控制策略运行车辆，当路况变化超过敏感值范围时，路况辨识控制器8根据实时的路况评价特征参数通过等效燃油消耗法调节等效因子实时修正初始的循环工况能量控制策略并用该修正后的初始的循环工况能量控制策略覆盖原来的初始的循环工况能量控制策略。

本发明实施例还包括柴油发动机1、发电机2、整流桥3、DC/DC10、锂电池11和驱动电机9，柴油发动机1带动发电机2发电，发电机2发出的交流电经过整流桥3后变成直流电来驱动驱动电机9，锂电池11通过DC/DC10连接到直流母线上，根据车辆的循环工况能量控制策略，锂电池11吸收驱动电机9的制动功率，或补充功率驱动电机9，单一循环工况需维持锂电池11SOC平衡，以保证锂电池11的使用寿命。

本发明的一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制方法的技术方案是，其包括以下步骤：

步骤1、路况信息收集，车辆起动后，坡度传感器4、车速传感器5、发动机转速传感器7、车重传感器6开始采集信号并将车辆实时路况坡度信号、车速信号、发动机转速信号、车重信号传递给路况辨识控制器8；

步骤2、路况辨识控制器8对收集的坡度信号、车速信号、发动机转速信号、车重信号进行统计分析，得到实时的路况特征评价参数，到实时的路况特征评价参数包括某一个装载点到某一个卸载点作业循环的道路坡度、车速、发动机功率、车辆载重量；

步骤3、路况辨识控制器8通过LVQ神经网络算法根据实时的路况特征评价参数进行路况辨识，并设定路况的评价特征参数的变动敏感值，当路况变化在敏感值范围内时，进入步骤4；当路况变化超过敏感值范围时，进入步骤5；

步骤4、车辆按系统预设的初始的工循环况执行能量控制策略运行车辆；

步骤5、路况辨识控制器8根据等效燃油消耗法调节等效因子并实时修正循环工况执行能量控制策略运行车辆。

本发明对实时路况信息进行收集，依据对实时的路况评价特征参数进行辨识，实时修正初始的循环工况能量控制策略，从而能有效的调整锂电池11预留空间、锂电池11实时充放电的功率、锂电池11SOC平衡点等，使得路况与循环工况能量控制策略匹配，有效提高锂电池11SOC管理水平及寿命，而且进一步提高燃油节约率。

Claims (2)

1.一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制装置，其包括车速传感器、发动机转速传感器、车重传感器，其特征在于，还包括坡度传感器、路况辨识控制器，车速传感器实时测量车辆行驶速度并将车辆行驶速度信号传递给路况辨识控制器，发动机转速传感器实时测量发动机转速并将发动机转速信号传递给路况辨识控制器，车重传感器实时测量车辆载重量并将载重信号传递给路况辨识控制器，坡度传感器实时测量车辆行驶道路的坡度并将坡度信号传递给路况辨识控制器，路况辨识控制器根据以上信号对当前车辆的工况进行分析并得到实时的路况评价特征参数，实时的路况评价特征参数包括从某一个装载点到某一个卸载点作业循环的道路坡度、车速、发动机功率、车辆载重量；路况辨识控制器内的LVQ神经网络算法根据实时的路况评价特征参数进行路况辨识，并设定路况的评价特征参数的变动敏感值，当路况变化在敏感值范围内时，则执行系统设置的初始的循环工况能量控制策略运行车辆，当路况变化超过敏感值范围时，路况辨识控制器根据实时的路况评价特征参数通过等效燃油消耗法调节等效因子实时修正初始的循环工况能量控制策略并用该修正后的初始的循环工况能量控制策略覆盖原来的初始的循环工况能量控制策略。

2.一种混合动力矿用车辆自适应路况能量控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1、路况信息收集，车辆起动后，坡度传感器、车速传感器、发动机转速传感器、车重传感器开始采集信号并将车辆实时路况坡度信号、车速信号、发动机转速信号、车重信号传递给路况辨识控制器；

步骤2、路况辨识控制器对收集的坡度信号、车速信号、发动机转速信号、车重信号进行统计分析，得到实时的路况特征评价参数，到实时的路况特征评价参数包括某一个装载点到某一个卸载点作业循环的道路坡度、车速、发动机功率、车辆载重量；

步骤3、路况辨识控制器通过LVQ神经网络算法根据实时的路况特征评价参数进行路况辨识，并设定路况的评价特征参数的变动敏感值，当路况变化在敏感值范围内时，进入步骤4；当路况变化超过敏感值范围时，进入步骤5；

步骤4、车辆按系统预设的初始的工循环况执行能量控制策略运行车辆；

步骤5、路况辨识控制器根据等效燃油消耗法调节等效因子并实时修正循环工况执行能量控制策略运行车辆。