[发明专利]并联式液压混合动力车辆转矩控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多能源车辆动力总成的转矩控制系统及方法，特别是一种并联式液压混合动力车辆转矩控制系统及方法。

背景技术

随着世界范围内工业技术的迅速发展，能源短缺和环境污染问题日趋严重。液压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，相对于电动混合动力技术，液压混合动力具有功率密度大，能量循环效率高等优点，同时，液压混合动力的能量密度小，不可能长时间提供驱动转矩，因此其能量控制策略与电动混合动力截然不同。为了充分发挥液压混合动力车辆的节能潜力，必须充分考虑液压混合动力系统的特点，设计能量控制策略，优化动力总成系统的协调工作，使燃油经济性达到最佳。目前国内对液压混合动力车辆的研究较少，能量控制策略更是普遍采用基于发动机万有特性曲线的功率分配策略，简单地将整车的工作状态分为液压混合动力驱动、发动机驱动和混合驱动三种工况。但传统的功率分配策略只考虑了发动机的工作状态，却忽略了其他系统的工作状态，导致整车的能量分配不合理，很难使发动机和液压混合动力系统同时工作于最佳工况，无法使整车的燃油经济性最佳。

发明内容

本发明的目的是要提供一种：并联式液压混合动力车辆转矩控制系统及方法，实现发动机和液压混合动力系统的协调工作，使整车的燃油经济性达到最佳。

本发明的目的是这样实现的：该控制系统及方法包括液压混合动力车辆控制方法和液压混合动力车辆转矩控制系统；

液压混合动力车辆的控制方法：

(1)根据驾驶员对加速踏板的操作行为，结合当前状态下的车速情况，确定当前状况下整车的车辆驱动目标转矩、当前状态下液压混合动力系统转矩的估算、混合动力系统目标输出转矩的确定、发动机目标输出转矩指令和液压泵马达目标输出转矩指令；

所述的车辆驱动目标转矩的实现方法是：根据油门踏板的开度和踏板变化速率折算为不同车速、不同档位下的车辆的目标驱动转矩；

所述的当前状态下液压混合动力系统转矩的估算方法是：根据液压泵马达当前转速和液压蓄能器的工作压力，以及液压泵马达效率曲线，计算出当前转速下对应的液压泵马达的最大驱动转矩；

所述的混合动力系统目标输出转矩的确定方法是：将驾驶员需求转矩换算为当前状态下混合动力系统的目标转矩，查找当前状态下发动机万有特性曲线图对应的发动机运行效率较优时的转矩范围，并与混合动力系统的目标转矩值对比，参考液压蓄能器压力，确定液压泵马达的目标转矩，发动机的目标转矩为车辆目标转矩值与液压泵马达目标转矩值的差值；

所述的发动机目标输出转矩指令，具体方法是：发动机万有特性数据中发动机输出转矩随节气门开度、转速变化的数据可整理成发动机节气门开度随输出转矩、转速变化的数据表。根据当前状态下发动机的目标转矩和转速查发动机节气门开度随输出转矩、转速变化数据表，得到发动机目标节气门开度目标值，根据当前状态下液压泵马达的目标转矩、转速、液压蓄能器的工作压力和液压泵马达工作效率曲线得出液压泵马达的排量值即为对应指令；

所述的液压泵马达目标输出转矩指令，具体方法是：根据当前状态下液压泵马达的目标转矩、转速、液压蓄能器的工作压力和液压泵马达工作效率曲线得出液压泵马达的排量值即为对应指令；

(2)根据传感器采集得到的当前车速信号、加速踏板开度信号、变速器档位信号、离合器结合状态信号、发动机转速信号、液压蓄能器压力信号、以及液压泵马达转速信号，判定出当前整车状态下混合动力系统应该处于的运行模式；液压混合动力系统的运行模式包括：①停机模式，②液压驱动模式，③怠速模式，④行车充压模式，⑤发动机驱动模式，⑥制动模式；

(3)根据传感器采集得到的液压泵马达转速信号和液压蓄能器压力信号，结合液压泵马达效率曲线查找出当前转速下对应的液压泵马达最大驱动转矩；

(4)将驾驶员需求转矩换算为当前状态下混合动力系统的目标转矩，查找当前状态下发动机万有特性曲线图对应的发动机运行效率较优时的转矩范围，并与混合动力系统的目标转矩值对比，参考液压蓄能器压力，确定当前状态下两个动力源发动机和液压泵马达的目标转矩；具体如下：

①启动时，液压蓄能器SOC≥0.5，液压蓄能器和液压泵马达提供全部目标转矩，发动机不工作；

②启动时，液压蓄能器SOC＜0.5，液压泵马达和发动机共同提供驱动转矩；液压混合动力系统提供最大驱动转矩，目标转矩值与液压泵马达目标转矩值的差值即为发动机的目标转矩值；