[发明专利]一种用于重型商用车混合动力系统的构型拓扑生成方法

权利要求书

1.一种用于重型商用车混合动力系统的构型拓扑生成方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

第一步，建立构型拓扑生成问题的数学表示

首先建立部件库，该部件库中每一个部件包含部件类型、同类型部件数、部件接口数三个属性，其中部件类型是用不同数字代表不同的部件，同类型部件数表示最多采用多少个该类型部件用于构建连接关系，部件接口数表示该部件外连的部件数；然后利用上述部件表示方法对部件连接关系及构型拓扑进行数学表示，即将部件用V_ij表示，其中i代表部件的类型编号，j代表该类型部件的第j个部件，将两个部件连接关系用{V_ij,V_mn}表示；

第二步，制定约束满足问题

将混合动力系统的拓扑生成问题描述为约束满足问题(CSP)，即表述为变量集X,变量取值范围D,变量约束集合C，其中变量集X＝{X1；X2；…Xe}，变量Xi代表一个连接关系，一个变量集X代表一种构型，根据公式(1)得到构成拓扑所需要的连接关系的个数，即变量集X的维数e为：

式中，n——所选部件类型总数

m——该类型部件总数

T_i——部件i的接口数

变量取值范围D为所有部件中任取两个部件的组合；对于重型商用车混合动力系统，完整的约束条件包括部件组合约束合部件连接约束；

第三步，利用迭代回溯算法搜索求解

选择一定数量的部件用于拓扑生成，并根据式(1)得到每种构型的维数e，利用回溯法构造每一维连接关系的部分解，再结合第二步的完整约束条件评估这个部分解，部分解满足约束进入下一维继续构造，否则返回上一维搜索其他解，迭代上述步骤直到穷举完毕。

2.按照权利要求1所述的一种用于重型商用车混合动力系统的构型拓扑生成方法，其特征在于，本方法第二步中，完整的约束条件包括部件组合约束和部件连接约束，其中部件组合约束为：组件库中应有发动机、电机、车体、离合器或行星排、变速器，组件库中存在行星齿轮机构时组件库中应包含两个电机，组件库中有制动器时应包含耦合器和行星排，部件库中总接口数应为偶数；部件连接约束划分为两部件连接约束，三部件连接约束，四部件连接约束和五部件连接约束；两部件约束中，发动机与电机、变速器、制动器、车体不形成连接，两电机不形成连接，电机与变速器、离合器、制动器、车体不形成连接，变速器与行星排、离合器、转矩耦合器不形成局部封闭连接，变速器不与制动器形成连接，行星排与离合器、制动器、车体不形成连接，行星排与转矩耦合器不形成局部封闭连接，离合器与制动器不形成连接，离合器与转矩耦合器不形成局部封闭连接，制动器与耦合器连接时，此耦合器另外两端分别连接行星排、发动机或电机，制动器不与车体连接，两个转矩耦合器不形成连接，数学表示为

式中V_2j——任一电机，j＝1,2

V_7k——任一转矩耦合器，k＝1,2

三部件连接约束中，两个电机不与同一转矩耦合器或行星排形成连接，变速器、耦合器、行星排不形成局部封闭连接，变速器、离合器、耦合器不形成局部封闭连接，变速器、行星排、离合器不形成局部封闭连接，行星排、离合器、耦合器不形成局部封闭连接，发动机、车体不与同一个耦合器相连，发动机与电机与同一个耦合器连接时该耦合器的第三个接口应连变速器或离合器，数学表示为

四部件连接约束中，变速器、耦合器、行星排、离合器不形成局部封闭连接，变速器、两个耦合器、行星排不形成局部封闭连接，数学表示为

五部件连接约束中，变速器、两个耦合器、行星排、离合器不形成局部封闭连接，数学表示为

{V₃₁,V₅₁}+{V₃₁,V₇₁}+{V₄₁,V₇₁}+{V₄₁,V₇₂}+{V₅₁,V₇₂}≠5； (5)。