阅读说明：本技术 液压混合动力车辆控制方法 (Hydraulic hybrid vehicle control method ) 是由 孙传文 徐锟 贾俊林 于 2019-03-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种液压混合动力车辆控制方法,包括如下步骤：当车辆的行驶速度大于零,刹车踏板的角位移大于零且小于第一刹车角位移设定值,控制器控制与液压泵/马达相连接的阀组动作,液压泵/马达的排量大于零,转动中的车轮带动液压泵/马达动作,第二蓄能器中的液压油经该液压泵/马达加压后流入第一蓄能器中；当油门踏板的角位移大于零且小于第一油门角位移设定值,控制器控制阀组动作,液压泵/马达的排量大于零,第一蓄能器中的液压油经液压泵/马达流入第二蓄能器中,且第一蓄能器中的液压油驱动液压泵/马达动作,液压泵/马达驱动车轮转动。本液压混合动力车辆控制方法实现了制动能的回收及利用,并保证车辆耗能较低。(The invention provides a hydraulic hybrid vehicle control method, which comprises the following steps: when the running speed of the vehicle is greater than zero, the angular displacement of the brake pedal is greater than zero and smaller than a first brake angular displacement set value, the controller controls a valve group connected with the hydraulic pump/motor to act, the displacement of the hydraulic pump/motor is greater than zero, the rotating wheel drives the hydraulic pump/motor to act, and hydraulic oil in the second energy accumulator flows into the first energy accumulator after being pressurized by the hydraulic pump/motor; when the angular displacement of the accelerator pedal is larger than zero and smaller than a first accelerator angular displacement set value, the controller controls the valve group to act, the displacement of the hydraulic pump/motor is larger than zero, hydraulic oil in the first energy accumulator flows into the second energy accumulator through the hydraulic pump/motor, the hydraulic oil in the first energy accumulator drives the hydraulic pump/motor to act, and the hydraulic pump/motor drives wheels to rotate. The control method of the hydraulic hybrid power vehicle realizes the recovery and the utilization of the braking energy and ensures that the energy consumption of the vehicle is lower.)

液压混合动力车辆控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆的控制方法，特别是涉及一种液压混合动力车辆控制方法。

背景技术

液压混合动力车辆，即指通过在能量输出端接入发动机、液压泵/液压马达和液压蓄能器，该液压混合动力车辆可回收车辆刹车制动能量、车辆怠速能量，且将回收的能量以液压能的形式储存到液压蓄能器中，并可在车辆加速、上坡等需要较大能量输出时，释放能量与发动机输出的能量共同驱动车辆行驶，以达到节能的目的。同时，上述能量回收及释放方式还可优化发动机的工作点，以优化发动机的燃油效率，进一步提高节能效率。按照液压泵/马达与发动机的连接方式，液压混合动力车辆机可分为串联式、并联式以及混联式三种，基于油耗、效率以及成本的考虑，并联式液压混合动力是重载车辆领域目前研究的重点以及最具发展潜力的系统架构。

目前，为了进一步提高汽车的油耗性能以及排放性能，混合动力设计方法逐渐在汽车上普遍应用，基于混合动力汽车的各类控制策略也相继被提出，譬如优化控制、模糊控制、PI控制、神经网络控制等等，这些基本上都是应用于油电混合动力系统的，但是基于液压混合动力系统、并以节能控制为目的的研究目前还相对较少。相对于油电混合，液压混合动力系统具有功率密度大、充放能速度快、使用寿命长、成本低等诸多优势。因此液压混合动力技术的研究与开发工作在车辆领域开展逐渐增多，尤其是重型大功率、具有频繁启停工况的车辆。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种耗能较低的液压混合动力车辆控制方法。

为实现上述目的，本发明提供一种液压混合动力车辆控制方法，包括如下步骤：

车速传感器检测车辆的行驶速度，并将车辆的行驶速度信号发送给控制器；

第一角位移传感器检测刹车踏板的角位移，并将刹车踏板的角位移信号发送给控制器；

第二角位移传感器检测油门踏板的角位移，并将油门踏板的角位移信号发送给控制器；

压力传感器检测第一蓄能器中液压油的压力，并将第一蓄能器中液压油的压力信号发送给控制器；

发动机转速传感器检测发动机的转速，并将发动机的转速信号发送给控制器；

当车辆的行驶速度大于零，刹车踏板的角位移大于零且小于第一刹车角位移设定值，且第一蓄能器中液压油的压力低于第一压力设定值时，控制器控制与液压泵/马达相连接的阀组动作，且阀组与第一蓄能器和第二蓄能器相连接，液压泵/马达的排量大于零，转动中的车轮通过驱动桥、减速器、传动轴、变速箱及动力输出装置带动液压泵/马达动作，第二蓄能器中的液压油经该液压泵/马达加压后流入第一蓄能器中；

当车辆的行驶速度等于零，发动机的转速大于零，且第一蓄能器中液压油的压力低于第一压力设定值时，控制器控制阀组动作，液压泵/马达的排量大于零，发动机通过变速箱和动力输出装置带动液压泵/马达动作，第二蓄能器中的液压油经该液压泵/马达加压后流入第一蓄能器中；

当油门踏板的角位移大于零且小于第一油门角位移设定值，且第一蓄能器中液压油的压力高于第二压力设定值时，控制器控制阀组动作，液压泵/马达的排量大于零，第一蓄能器中的液压油经液压泵/马达流入第二蓄能器中，且第一蓄能器中的液压油驱动液压泵/马达动作，液压泵/马达通过动力输出装置、变速箱、传动轴、减速器、及驱动桥驱动车轮转动；

所述发动机与变速箱相连接，所述动力输出装置安装在变速箱上，且动力输出装置与液压泵/马达相连接，所述变速箱通过传动轴与减速器相连接，所述减速器与驱动桥相连接，所述车轮安装在驱动桥上。

进一步地，当车辆的行驶速度大于零，刹车踏板的角位移大于第二刹车角位移设定值且小于第一刹车角位移设定值，且第一蓄能器中液压油的压力低于第一压力设定值时，刹车踏板带动机械摩擦制动器动作，且机械摩擦制动器向车轮提供制动力；所述第二刹车角位移设定值小于第一刹车角位移设定值。

进一步地，当车辆的行驶速度大于零，刹车踏板的角位移大于零且小于第一刹车角位移设定值，且第一蓄能器中液压油的压力等于第一压力设定值时，控制器控制阀组动作，液压泵/马达的排量等于零。

进一步地，当刹车踏板的角位移大于或等于第一刹车角位移设定值时，控制器控制阀组动作，液压泵/马达的排量等于零。

进一步地，当车辆的行驶速度等于零，发动机的转速大于零，且第一蓄能器中液压油的压力等于第一压力设定值时，控制器控制阀组动作，液压泵/马达的排量等于零。

进一步地，当油门踏板的角位移大于第二油门角位移设定值且小于第一油门角位移设定值，且第一蓄能器中液压油的压力高于第二压力设定值时，控制器控制发动机运转，发动机和液压泵/马达均通过变速箱、传动轴、减速器、及驱动桥驱动车轮转动；所述第二油门角位移设定值小于第一油门角位移设定值。

进一步地，当油门踏板的角位移大于零且小于第一油门角位移设定值，且第一蓄能器中液压油的压力等于第二压力设定值时，控制器控制阀组动作，液压泵/马达的排量等于零。

进一步地，当油门踏板的角位移大于或等于第一油门角位移设定值时，控制器控制阀组动作，液压泵/马达的排量等于零。

如上所述，本发明涉及的液压混合动力车辆控制方法，具有以下有益效果：

本发明中液压混合动力车辆控制方法，通过上述步骤将车辆处于刹车过程中的动能、即制动能转化成液压能并储蓄在第一蓄能器中；同时，将车辆处于怠速工况下的怠速能量、即发动机输出的机械能转化成液压能并储蓄在第一蓄能器中；且在车辆处于起步、加速、或爬坡状态下，将第一蓄能器中的液压能释放出，并转化成车辆行驶的动能，从而实现对上述制动能及怠速能量的回收及利用，并使得车辆的整体能耗较低。

附图说明

图1为本发明中车辆的结构示意图。

图2为在刹车工况下本发明中第一角位移传感器、控制器、液压泵/马达、及车轮间的连接结构示意图。

图3为在怠速工况下本发明中控制器、液压泵/马达、及发动机间的连接结构示意图。

图4为在起步、加速、或爬坡工况下本发明中第二角位移传感器、控制器、液压泵/马达、及车轮间的连接结构示意图。

元件标号说明

1 发动机 72 第一蓄能器

2 离合器 73 第二蓄能器

3 变速箱 741 第一角位移传感器

31 传动轴 742 压力传感器

32 动力输出装置 743 车速传感器

4 减速器 744 发动机转速传感器

5 驱动桥 745 第二角位移传感器

6 车轮 75 控制器

71 液压泵/马达 76 电液控制模块

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图4所示，本发明提供一种液压混合动力车辆控制方法，包括如下步骤：

车速传感器743检测车辆的行驶速度，并将车辆的行驶速度信号发送给控制器75；

第一角位移传感器741检测刹车踏板的角位移，并将刹车踏板的角位移信号发送给控制器75；

第二角位移传感器745检测油门踏板的角位移，并将油门踏板的角位移信号发送给控制器75；

压力传感器742检测第一蓄能器72中液压油的压力，并将第一蓄能器72中液压油的压力信号发送给控制器75；

发动机转速传感器744检测发动机1的转速，并将发动机1的转速信号发送给控制器75；

当车辆的行驶速度大于零，刹车踏板的角位移大于零且小于第一刹车角位移设定值，即车辆处于刹车工况下，且第一蓄能器72中液压油的压力低于第一压力设定值时，此时车辆处于刹车状态，控制器75控制与液压泵/马达71相连接的阀组动作，且阀组与第一蓄能器72和第二蓄能器73相连接，液压泵/马达71的排量大于零，转动中的车轮6通过驱动桥5、减速器4、传动轴31、变速箱3及动力输出装置32带动液压泵/马达71动作，第二蓄能器73中的液压油经该液压泵/马达71加压后流入第一蓄能器72中，此时液压泵/马达71作为泵使用；

当车辆的行驶速度等于零，发动机1的转速大于零，即车辆处于怠速工况下，且第一蓄能器72中液压油的压力低于第一压力设定值时，此时车辆处于怠速状态，控制器75控制阀组动作，液压泵/马达71的排量大于零，发动机1通过变速箱3和动力输出装置32带动液压泵/马达71动作，第二蓄能器73中的液压油经该液压泵/马达71加压后流入第一蓄能器72中，此时液压泵/马达71作为泵使用；

当油门踏板的角位移大于零且小于第一油门角位移设定值，且第一蓄能器72中液压油的压力高于第二压力设定值时，此时车辆处于起步、加速、或爬坡状态，控制器75控制阀组动作，液压泵/马达71的排量大于零，第一蓄能器72中的液压油经液压泵/马达71流入第二蓄能器73中，且第一蓄能器72中的液压油驱动液压泵/马达71动作，液压泵/马达71通过动力输出装置32、变速箱3、传动轴31、减速器4、及驱动桥5驱动车轮6转动，此时液压泵/马达71作为马达使用；

发动机1与变速箱3相连接，动力输出装置32安装在变速箱3上，且动力输出装置32与液压泵/马达71相连接，变速箱3通过传动轴31与减速器4相连接，减速器4与驱动桥5相连接，车轮6安装在驱动桥5上。

本发明中液压混合动力车辆控制方法，通过上述步骤将车辆处于刹车过程中的动能、即制动能转化成液压能并储蓄在第一蓄能器72中；同时，将车辆处于怠速工况下的怠速能量、即发动机1输出的机械能转化成液压能并储蓄在第一蓄能器72中；且在车辆处于起步、加速、或爬坡状态下，将第一蓄能器72中的液压能释放出，并转化成车辆行驶的动能，从而实现对上述制动能及怠速能量的回收及利用，并使得本车辆的整体能耗较低。

本发明中上述液压泵/马达71、第一蓄能器72、及第二蓄能器73构成能量回收利用动力系统，该能量回收利用动力系统能将刹车过程中的制动能回收，同时在该过程中为车辆提供了制动力。且能量回收利用动力系统能将车辆的怠速能量进行回收。另外，上述能量回收利用动力系统还在起步、加速、或爬坡工况中，将回收的能量释放出来，并转化成车辆行驶的动能，在此过程中，能量回收利用动力系统构成车辆的动力源，并车辆行驶提供了动力。本实施例中发动机1构成车辆的主动力源；能量回收利用动力系统构成车辆的辅助动力源。

如图2所示，本实施例中当车辆的行驶速度大于零，刹车踏板的角位移大于第二刹车角位移设定值且小于第一刹车角位移设定值，此时车辆处于常规制动工况中，且第一蓄能器72中液压油的压力低于第一压力设定值时，刹车踏板带动机械摩擦制动器动作，且机械摩擦制动器向车轮6提供制动力；第二刹车角位移设定值小于第一刹车角位移设定值。本实施例在上述常规制动工况中，由能量回收利用动力系统和机械摩擦制动器共同提供制动力。而当车辆的行驶速度大于零，刹车踏板的角位移小于或等于第二刹车角位移设定值时，此时车辆处于轻微制动工况中，刹车踏板将不会带动机械摩擦制动器动作，这样，在轻微制动工况，将仅由能量回收利用动力系统为车辆提供制动力。且刹车踏板具有一段空行程，在轻微制动工况中，刹车踏板在该空行程中转动，因而刹车踏板将不会触发机械摩擦制动器动作，此时仅由能量回收利用动力系统为车辆提供制动力。而当车辆的行驶速度大于零，刹车踏板的角位移大于或等于第一刹车角位移设定值时，此时车辆处于紧急制动工况中，控制器75将会控制上述阀组进行相应的动作，使得液压泵/马达71的排量等于零，这样液压泵/马达71及能量回收利用动力系统将无法回收能量，能量回收利用动力系统也不会为车辆利用制动力，此时由机械摩擦制动器单独提供制动力，以利用机械摩擦制动器为车辆快速提供制动力。

本实施例中当车辆的行驶速度大于零，刹车踏板的角位移大于零且小于第一刹车角位移设定值，且第一蓄能器72中液压油的压力等于第一压力设定值时，控制器75控制阀组动作，液压泵/马达71的排量等于零，此时由于第一蓄能器72中储蓄的能量已达到上限，控制器75控制能量回收利用动力系统停止回收制动能，以避免第一蓄能器72被损坏，并保证车辆的整体安全。

本实施例中当车辆的行驶速度等于零，发动机1的转速大于零，且第一蓄能器72中液压油的压力等于第一压力设定值时，控制器75控制阀组动作，液压泵/马达71的排量等于零；此时由于第一蓄能器72中储蓄的能量已达到上限，控制器75控制能量回收利用动力系统停止回收怠速能量，以避免第一蓄能器72被损坏，并保证车辆的整体安全。

如图4所示，本实施例中当油门踏板的角位移大于第二油门角位移设定值且小于第一油门角位移设定值，且第一蓄能器72中液压油的压力高于第二压力设定值时，控制器75控制发动机1运转，发动机1和液压泵/马达71均通过变速箱3、传动轴31、减速器4、及驱动桥5驱动车轮6转动；第二油门角位移设定值小于第一油门角位移设定值。在此过程中由能量回收利用动力系统和发动机1，即辅助动力源和主动力源共同为车辆提供动力。

本实施例中当油门踏板的角位移大于零且小于第一油门角位移设定值，且第一蓄能器72中液压油的压力等于第二压力设定值时，控制器75控制阀组动作，液压泵/马达71的排量等于零。此时，由于第一蓄能器72中储蓄的能量已达到下限，控制器75控制能量回收利用动力系统停止释放能量，即能量回收利用动力系统停止为车辆提供动力，且将由发动机1单独提供动力。

本实施例中当油门踏板的角位移大于或等于第一油门角位移设定值时，控制器75控制阀组动作，液压泵/马达71的排量等于零。此时，能量回收利用动力系统不提供动力，仅由发动机1单独提供动力。

如图1所示，本实施例中上述发动机1的输出轴通过离合器2与变速箱3相连接。本实施例中控制器75通过控制阀组动作实现对液压泵/马达71排量的控制，并实现对液压油在第一蓄能器72、第二蓄能器73、及液压泵/马达71间流动方向的控制，从而实现对液压泵/马达71作为泵或是马达使用的控制，并实现对第一蓄能器72能否回收、或释放能量的控制。

如图2所示，在上述刹车、即制动工况中，本实施例中控制器75的液压泵/马达71控制器75采用PI算法实时计算液压泵/马达71的目标输出转矩，并输出相应的信号以控制液压泵/马达71的输出排放量大小，以进行能量回收，并通过调节液压泵/马达71输出排放量的大小控制回收能量的大小，并对能量回收时所提供的制动力与原制动器、即机械摩擦制动器提供的制动力自动匹配。本液压混合动力车辆控制方法，根据刹车踏板位置信号的不同，自动实现能量回收利用动力系统单独制动模式、机械摩擦制动器与能量回收利用动力系统共同制动模式、机械摩擦制动器单独制动模式等多种工作模式的自动切换及自动控制。如图3所示，在上述怠速工况中，变速箱3处于空挡，车速为零，油门踏板的角位移为零，且发动机1处于工作状态。本液压混合动力车辆控制方法，利用上述液压泵/马达71及能量回收利用动力系统实现对发动机1输出的怠速能量的回收，以保证发动机1的正常运转，即发动机1不熄火。且控制器75实时计算液压泵/马达71的目标输出排放量，并输出相应的信号控制液压泵/马达71的排放量。如图4所示，在上述起步、加速、或爬坡工况中，该控制器75中的液压泵/马达71控制器75采用PI算法实时计算液压泵/马达71的目标输出转矩，并输出相应的信号以控制液压泵/马达71的输出排放量大小，进行能量释放，并通过调节液压泵/马达71输出排放量的大小控制释放能量的大小，并对能量释放所产生的辅助动力与发动机1提供的主动力自动匹配。且本液压混合动力车辆控制方法根据油门踏板位置信号的不同，自动实现辅助动力源单独驱动模式；发动机1与辅助动力源共同驱动模式；发动机1单独驱动模式等多种驱动模式的自动切换及自动控制。

另外，在巡航工况中，本车辆工作模式与传统车辆的工作模式相同，此时由发动机1单独提供动力，控制器75将液压泵/马达71的排量置零。

上述动力输出装置32的英文简称为PTO，该PTO实现了辅助动力源与主动力源的耦合联结，形成并联式的液压混合动力系统。上述变速箱3为自动变速箱3。上述减速器4为主减速器4。上述第一蓄能器72为一种高压蓄能器，第二蓄能器73为一种低压蓄能器，高低压蓄能器实现流量自动补偿。发动机1的输出轴与离合器的输入轴相连，离合器的输出轴与带上述PTO的自动变速箱3的输入轴相连，自动变速箱3的转速与发动机1的转速一致。自动变速箱3的输出轴与传动轴31相连，传动轴31与主减速器4相连，主减速器4与驱动桥5相连，驱动桥5再与车轮6相连。本实施例中驱动桥5具体与后车轮相连。上述阀组属于电液控制模块76中的一部分。第一蓄能器72分别控制器75与电液控制模块76相连，第二蓄能器73与电液控制模块76相连。电液控制模块76与控制器75相连。本实施例控制器75采用PLC。

本实施例中液压混合动力车辆控制方法提供了一种并联式液压混合动力车辆的控制策略，尤其是并联式液压混合动力车辆的发动机1、液压泵/马达71、液压蓄能器等动力源部件的控制方法。本液压混合动力车辆控制方法通过控制液压泵/马达71的排量大小及其输出扭矩大小，以控制回收能量、及释放能量的多少，从而减少车辆的燃油消耗量。本液压混合动力车辆控制方法利用上述传感器，实现了对车辆的制动、加速、怠速等工况的自动识别，并自动对液压泵/马达71实施状态切换控制，实现了对能量回收与能量释放的快速、稳定控制。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。