具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，为本申请实施例一提供的一种新的液压无级变速器最佳动力性控制方法流程示意图，本方法主要分为计算部分和控制部分，下面分别以具体实施例的形式予以介绍。

第一部分，计算部分。

在本实施例一中，首先设定车辆的动力参数，包括动力装置特性、传动系统机械部件以及液压部件的参数、整车质量、车轮半径等，本实施例一的关键参数设定如表1所示。

表1

S1.根据发动机的油门开度，及当前的液压马达转速，得到液压马达处于对应转速下的液压泵当前排量和液压马达当前排量。

本步主要包括三个步骤：

S1.1.根据发动机的油门开度及最大输出扭矩，得到液压系统可达到的液压系统最高压力，基于液压系统最高压力，得到液压泵最大输出流量。

在本实施例一中，设定发动机油门开度为a，对应a发动机可最大输出扭矩为T_emax，设定液压系统此时可达到的液压系统最高压力为P_max。举例说明：当计算油门开度为1时，依据表1中的参数，则液压系统最高压力可通过式(1)计算：

式(1)中，V_pmin为驱动时液压泵最小排量，i_e为发动机输出到液压泵之间的减速比，η_e为发动机输出减速器效率，η_pm为液压泵的机械效率。需要注意的是，液压系统的最高压力同时受溢流阀压力P_max0限制。

此时，保持液压系统压力为最高时的P_max，设此时液压泵输出的最大流量设为Q_max,依据表1参数，设定发动机转速取值范围为n_e＝[800:100:5000],液压泵排量取值范围V_p＝[10:1:50],可取的，液压泵排量取值10ml/r，发动机转速从最小取值到最大，计算符合约束条件式(3)时的液压泵输出流量，遍历所有发动机转速和液压泵排量，最后比较得到实现液压泵最大输出流量时对应的发动机转速以及泵排量。

式中，n_e为发动机转速，同时需要满足液压泵需求扭矩不高于发动机当前转速下的最大扭矩，发动机最大输出扭矩可以通过转速特性MAP图查表得到，记为T_emax＝f(a,n_e)。

液压泵需求的发动机扭矩T_ed为，

液压泵输出流量计算方程为：

式中，V_p为液压泵排量；n_p为液压泵转速；η_pv为液压泵的容积效率；Q_p,out为液压泵输出流量。

在计算液压泵输出流量时，需要同时满足如下扭矩约束条件：

T_ed≤T_emax (5)

联合式(1)—式(5)，可以计算出不同油门开度下可实现的液压最高系统压力P_max，以及保持该系统压力时，液压泵实现最大流量输出时的液压泵排量，记为V_p0＝min(50,V_p0)，以及此时对应的发动机转速n_e0。

S1.2.根据发动机转速和液压泵排量，得到液压马达在不同工况下的液压马达工作转速，工况包括：液压泵处于液压泵最大输出流量时状态、液压马达的排量最小时状态和发动机的转速最大时状态；

首先，根据前面计算得到的发动机转速n_e0，及液压泵排量V_p0(此时液压泵处于最大流量输出状态)，可计算此时的液压马达转速n_m0为：

式中，η_mv为液压马达的容积效率，在本实施例一中取值0.9，V_m,max为液压马达的最大排量，在本实施例一中取值100。

然后，计算液压马达排量最小时液压马达转速n_m1，

再次，计算发动机转速最大时液压马达转速n_m2，

式中，V_m,min为液压马达的最小有效排量，本实施例一中取值10，n_e,max为发动机最大转速，本实施例一中取值5000。

S1.3.根据油门开度a、当前马达转速n_m和液压马达在不同工况下的工作转速n_m0、n_m1、n_m2，计算得到当前马达转速n_m下的液压泵当前排量和液压马达当前排量，共有如下四种情况：

1)当液压马达转速为n_m<n_m0时，液压马达排量一直保持最大值V_m,max，而液压泵排量随着液压马达转速增加而增加，此阶段液压泵当前排量按下式计算，

2)当液压马达转速为n_m0<n_m<n_m1时，保证液压泵的排量保持V_p0不变，液压马达的排量随转速升高而降低，此阶段液压马达当前排量由下式计算，

3)当液压马达转速为n_m1<n_m<n_m2时，液压马达保持最小排量V_m，min，液压泵排量保持为V_p0不变。

4)当液压马达转速为n_m>n_m2时，此时发动机转速已经最大，只能通过增加液压泵的排量实现供应流量增长，此阶段液压泵当前排量按照下式计算，

根据本实施例一采用的表1参数，可计算得到油门开度a等于1时，液压泵和液压马达的排量如下附图2所示

S2.根据液压泵当前排量和液压马达当前排量，得到目标速比i_d。

通过上述公式(1)～(11)已经可以计算出允许范围内油门开度和马达转速下的液压泵当前排量、液压马达当前排量，油门开度取值范围0≤a≤1，液压马达工作转速取值范围0≤n_m≤n_mmax。为了便于控制，根据泵马达流量守恒，将上述计算的泵马达排量转化为目标速比i_d(a，n_m)：

上式中得到的目标速比i_d(a，n_m)是关于油门开度a和液压马达工作转速n_m的函数，油门取值范围0≤a≤1，马达转速取值范围0≤n_m≤n_mmax。

第二部分，控制部分。

S3.根据目标速比i_d和采集到的实际速比i_a，得到液压马达的液压马达目标排量和液压泵的液压泵目标排量。

在本实施例一中，采用PID控制算法实现泵马达排量的闭环修正。

在本实施例一中，实际速比i_a为：

上式中n_p为液压泵转速，n_p＝n_e/i_e。

速比偏差e_i为：

e_i＝i_d-i_a (14)

在本实施例一中，PID修正量为：

则实际控制修正输出为：

u＝u₀+u₁ (16)

将控制量u转换为液压泵马达的目标排量，

式(17)、(18)的液压泵目标排量和液压马达目标排量在最大最小值之间，即满足V_pmin≤V_p’≤V_pmax，V_mmin≤V_m’≤V_mmax。

S4.根据液压泵马达排量与电流的关系，控制电磁铁的电流，进而实现泵马达的期望排量，实现液压无级变速器最佳动力性控制。

控制部分采用了PID闭环控制策略进行修正，并以控制电流的形式完成传动系统的控制，流程示意如图3所示。

采用该控制方法对车辆进行控制全油门加速过程中液压马达输出扭矩如图4所示，可见，本方法能够实现理想的马达扭矩输出曲线，前期为恒扭矩输出，而后为恒功率输出，说明能实现最佳的车辆动力性能。

实施例二

如图5所示，为本申请实施例二的一种液压无级变速器最佳动力性控制系统结构示意图，其特征在于，包括顺序连接的液压泵马当前排量模块、目标速比模块、液压泵马目标排量模块、电流控制模块；

液压泵马当前排量模块用于根据发动机的油门开度，及当前的液压马达转速，得到液压马达处于对应转速下的液压泵当前排量和液压马达当前排量；

目标速比模块用于根据液压泵当前排量和液压马达当前排量，得到目标速比；

液压泵马目标排量模块用于根据目标速比和采集到的实际速比，得到液压马达的液压马达目标排量和液压泵的液压泵目标排量；

电流控制模块用于根据液压马达目标排量和液压泵目标排量与电流的关系，控制液压马达的电流和液压泵的电流，液压马达的电流和液压泵的电流用于液压无级变速器动力控制。

以上所述的实施例仅是对本申请优选方式进行的描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。