[发明专利]一种基于综合效率最优的蠕行模式泵排量控制方法

摘要

本发明公开了一种基于综合效率最优的蠕行模式泵排量控制方法，该方法旨在解决轮毂液压车处于蠕行模式时控制变量泵排量以协调发动机控制保证系统综合效率最优的问题。本发明基于轮毂液压混合动力系统，根据当前蠕行车速，确定液压系统斜盘开度，进而求解得到对应开度下的发动机工作点，利用黄金分割算法迭代搜索最优斜盘开度和发动机最优工作点。本方法包括以下步骤：一、确定变量泵斜盘开度搜索区间；二、发动机需求功率确定；三、寻找发动机工作点；四、目标寻优函数设置；五、迭代寻优求解。

主权项

1.一种基于综合效率最优的蠕行模式泵排量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、泵斜盘开度搜索区间确定，根据当前车辆蠕行车速，确定车轮处需求功率，根据流量一致性原理求解得到轮毂液压马达转速，同时结合当前闭式回路液压压力差，确定变量泵斜盘开度的搜索区间；根据流量一致性原理，蠕行模式下两个轮毂液压马达的流量等于变量泵输出流量，如式(1)所示：ω_pβV_pmaxη_pvη_vv＝2ω_mV_m/η_mv              (1)式中，ω_p、ω_m分别表示液压变量泵转速以及轮毂液压马达转速，η_vv表式液压控制阀组及管道的效率损失；此时，轮毂液压马达转速ω_m与液压变量泵转速ω_p之间满足关系：同时，计算两个前轮轮毂液压马达的输出转矩和，如式(3)所示：进一步，得到车轮处轮毂液压马达的输出功率，如式(4)所示：此外，轮毂液压混合动力系统中发动机与变量泵之间通过PTO进行连接，因此发动机转速和变量泵转速之间满足以下关系：ω_p＝ω_e/i_p                        (5)式中，ω_e表示发动机转速，i_p表示PTO速比；因此，车轮处液压马达的输出功率与油路压力差ΔP以及当前发动机转速ω_e的关系，如式(6)所示：可见，蠕行模式下轮毂液压马达的功率输出主要取决于变量泵斜盘开度β、液压油路压力差ΔP以及发动机转速ω_e，其中，油路压力主要取决于前轮的负载转矩，当车辆在蠕行模式下的目标行驶车速确定的情况下，此时车辆行驶需求功率以及需求转矩可以相应的确定，进而可以确定当前需求的液压油路压力差ΔP，那么根据式(6)所示的关系，通过调整变量泵的排量(即斜盘开度β)即可调节发动机转速ω_e的工作区间；基于任意允许的蠕行行驶车速v_creep，在确定了当前车轮处的需求功率P_creep，轮毂液压马达转速ω_m以及闭式回路液压压力差ΔP后，可以进一步确定变量泵斜盘开度的搜索区间根据发动机的最优转速区间[ω_e,opt,min,ω_e,opt,max]，结合式(2)，可以确定蠕行模式下对应当前蠕行车速的变量泵的最小斜盘开度β_creep,min与最大斜盘开度β_creep,max，如式(7)所示：进而可以确定当前蠕行车速下对应的泵斜盘开度搜索区间，[β_creep,min,…,β_creep,n,…,β_creep,max]；步骤二、发动机需求功率确定，对应任意的泵斜盘开度以及当前闭式回路液压压力差，结合变量泵与轮毂液压马达的效率计算公式，得到当前泵斜盘开度下对应的发动机需求功率；利用变量泵与轮毂液压马达的效率计算公式，计算得到当前泵斜盘开度对应的液压变量泵的容积效率η_creep,pv,n，机械效率η_creep,pm,n，以及轮毂液压马达的容积效率η_creep,mv,n，机械效率η_creep,mm,n；进而得到当前泵斜盘开度下对应的发动机需求功率P_e,req,n，如式(8)所示：P_e,req,n＝P_creep/η_creep,pv,n/η_creep,pm,n/η_creep,mv,n/η_creep,mm,n           (8)步骤三、发动机工作点确定，基于当前轮毂液压马达转速和泵斜盘开度信息，求解得到不同泵斜盘开度对应的发动机转速，利用步骤二中的需求功率，求解得到当前泵斜盘开度对应的发动机转速转矩工作点；步骤四、设置目标寻优函数，基于综合效率最优原则，选取当前泵斜盘开度对应的发动机油耗作为目标优化函数，目标优化函数最小的点即为系统综合效率最优的点；基于综合效率最优的思想，迭代搜索得到当前蠕行车速下对应的最优泵斜盘开度以及最优发动机工作点，选取当前泵斜盘开度对应的发动机油耗B_e,n作为目标函数，如式(9)所示，显然，目标函数最小的点即为系统综合效率最优的点，即最优泵排量控制目标以及发动机最优转速、转矩控制目标；F_n(β_creep,n)＝B_e,n＝b_e,nP_e,req,n                 (9)式中，b_e,n表示当前发动机工作点下对应的燃油消耗率。