一种轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法技术方案

本发明专利技术旨在解决车辆在蠕行模式下，轮毂液压驱动系统的温升问题以及温度变化对控制精度的干扰等问题，提出了一种轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法，属于汽车控制系统。该控制方法包括：在蠕行模式下，根据液压系统闭式回路的调速特性，将轮毂液压驱动系统看成一个液压无级调速器，以发动机最优为目标，并考虑到由温度、压力等状态变化引起的泵和马达的效率变化对液压回路的动力传递的影响，引入补偿因子进行液压无级调速控制。本发明专利技术提供的方法通过增加温度补偿模块，调节发动机工作点至最优线，保证发动机工作在高效率区，提升了轮毂液压驱动系统温度适应能力，提高了系统的承载能力，同时有一定的节能效果。

A Crawling Mode Temperature Compensation Speed Regulation Control Method for Hub Hydraulic Drive System

【技术实现步骤摘要】
一种轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法
本专利技术属于汽车控制系统，更确切地说，本专利技术涉及轮毂液压驱动系统的蠕行模式控制方法。
技术介绍
重型车辆经常行驶在矿山路面、泥雪道路等恶劣路面下，容易出现车轮打滑而导致驱动力不足的情况。在传统重型车辆上加装一套轮毂液压马达辅助驱动系统，通过液压泵带动非驱动轮轮毂内的液压马达进行辅助驱动，可以使车辆短时进入四轮驱动模式，提高在低附着系数路面下的牵引性能和通过性。重型车辆的工作环境复杂且恶劣，经常需要低速移动，可能会出现整车机械传动系统无法正常工作的极端情况，如变速箱损坏或传动轴断裂等，蠕行模式是为轮毂液压辅助驱动车辆提供的一种应急驱动模式。油液温升问题是液压系统普遍存在的，液压系统的温升问题是影响系统性能正常发挥的重要因素。油液温度的变化对液压元件的性能及控制精度的影响很大，在设计系统控制策略时有必要考虑温度带来的影响，通过必要的方式来弥补这些性能的变化。根据轮毂液压驱动系统的特点，设计一套轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法，将有效提升系统温度适应能力。国外企业已经推出应用轮毂液压驱动系统的相关产品，如德国的的博世力士乐公司推出了液力牵引辅助系统；法国的波克兰公司推出了静液压辅助驱动系统。近几年国内学者也展开了轮毂液压驱动系统的研发。如中国专利公布号为CN103660915A，公布日为2014年3月26日，公开了一种轮毂马达液压驱动系统变量泵排量控制方法，该控制方法通过静态调节和PI调节控制变量泵排量，使汽车前轮轮速与后轮轮速到达一致，提高了整车的通过性能，但该专利对变量泵排量的控制并未考虑油液温度变化对系统及其控制品质的影响。中国专利号为CN108087346A，公布日为2018年5月29日，公开了一种轮毂马达液压驱动系统蓄能器流量控制方法，该控制方法采用增量式PID调节对定量马达进油压力进行反馈控制，实现蓄能器能量的在线调节，提高了整车的经济性。现有公开专利提出了轮毂液压驱动系统变量泵排量的控制方法，但是没有考虑温度变化的影响因素，没有提出温度补偿的方法，本专利针对轮毂液压驱动系统的蠕行模式，制定相应的温度补偿调速控制方法，对提升系统温度适应能力和节能，提高系统的承载能力都有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有轮毂液压辅助驱动车辆系统在蠕行模式下，轮毂液压驱动系统的温升问题以及温度变化对控制精度的干扰等问题，提出了一种轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：包括下列步骤：第一步，输入系统参数输入车轮半径、主减速比、液压变量泵最大排量、液压马达排量、需求功率表、发动机节气门开度表、发动机最优曲线表、液压泵容积效率表、液压马达容积效率表；需求功率表描述的是需求功率和加速踏板的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据车辆试验标定得到；发动机节气门开度表描述的是发动机节气门开度和需求功率、发动机转速之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据发动机台架试验标定得到；发动机最优曲线表描述的是需求功率和发动机最优目标转速之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据发动机台架试验标定得到；液压泵容积效率表描述的是液压泵容积效率和液压泵实际开度、液压泵转速、液压泵进口油温、液压泵进出口压力差之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据液压泵台架试验标定得到；液压马达容积效率表描述的是液压马达容积效率和液压马达转速、液压马达进口油温、液压马达进出口压力差之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据液压马达台架试验标定得到；第二步，采集系统反馈信号通过CAN线或者硬线采集系统反馈信号，包括蠕行模式开关信号、加速踏板信号、车速信号、发动机转速信号、液压泵实际开度信号、液压泵转速信号、液压泵进口油温信号、液压泵进出口压力差信号、液压马达转速信号、液压马达进口油温信号、液压马达进出口压力差信号；第三步，确认蠕行模式开启根据蠕行模式开关信号，判断蠕行模式是否开启，若蠕行模式开启，则继续执行第四步；若蠕行模式关闭，则退出；第四步，查表得到需求功率根据加速踏板信号和需求功率表，经过查表运算，得到需求功率；第五步，查表得到发动机节气门目标开度根据需求功率、发动机转速和发动机节气门开度表，经过查表运算，得到发动机节气门目标开度，该节气门目标开度信号传递给发动机控制器；第六步，查表得到发动机最优目标转速根据需求功率和发动机最优曲线，经过查表运算，得到发动机最优目标转速；第七步，求解轮毂液压驱动系统蠕行模式目标速比根据公式(1)计算轮毂液压驱动系统蠕行模式目标速比式中，iHCVT_target——轮毂液压驱动系统蠕行模式目标速比r——车轮半径，mne_opt——发动机最优目标转速，rpmi0——主减速比ua——车速信号，km/h第八步，求解液压泵理论开度根据第七步计算得到的轮毂液压驱动系统蠕行模式目标速比iHCVT_target和公式(2)计算液压泵理论开度式中，Dp_th——液压泵理论开度Vm——液压马达排量，cm3/revVpmax——液压变量泵最大排量，cm3/rev第九步，查表得到液压泵容积效率和液压马达容积效率根据液压泵实际开度信号、液压泵转速信号、液压泵进口油温信号、液压泵进出口压力差信号和液压泵容积效率表，经查表运算，得到液压泵容积效率；根据液压马达转速、液压马达进口油温、液压马达进出口压力差和液压马达容积效率表，经查表运算，得到液压马达容积效率；第十步，求解补偿因子根据式(3)计算补偿因子式中，kcomps——补偿因子ηpv——液压泵容积效率ηmv——液压马达容积效率第十一步，求解液压泵实际目标开度根据式(4)计算液压泵实际目标开度，该值即为最终控制的液压泵目标开度Dp＝Dp_th·kcomps(4)式中，Dp——液压泵实际目标开度。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述的一种轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法是针对轮毂液压驱动系统的油温变化问题展开控制策略研究，通过引入补偿因子，弥补了油液温度变化对液压性能的影响，有效提升了系统的温度适应能力，提高控制精度；2.本专利技术所述的一种轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法增加温度补偿模块之后，弥补了系统动力损失，提高了轮毂液压驱动系统的起步加速能力，提升了系统低速下的承载性能；3.本专利技术所述的一种轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法，在蠕行模式下通过调节泵开度值就可以改变发动机至车轮的速比大小，实现无级调速控制，从而保证了发动机工作在高效率区，达到节能效果。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：图1是轮毂液压驱动系统的蠕行模式示意图；图2是轮毂液压驱动系统变量泵-定量马达调速回路图；图3是蠕行模式温度补偿调速控制流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细的描述：本专利技术公开了一种轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法，采用CAN线或者硬线采集系统反馈信号，包括蠕行模式开关信号、加速踏板信号、车速信号、发动机转速信号、液压泵实际开度信号、液压泵转速信号、液压泵进口油温信号、液压泵进出口压力差信号、液压马达转速信号、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法，其特征在于包括下列步骤：第一步，输入系统参数输入车轮半径、主减速比、液压变量泵最大排量、液压马达排量、需求功率表、发动机节气门开度表、发动机最优曲线表、液压泵容积效率表、液压马达容积效率表；需求功率表描述的是需求功率和加速踏板的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据车辆试验标定得到；发动机节气门开度表描述的是发动机节气门开度和需求功率、发动机转速之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据发动机台架试验标定得到；发动机最优曲线表描述的是需求功率和发动机最优目标转速之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据发动机台架试验标定得到；液压泵容积效率表描述的是液压泵容积效率和液压泵实际开度、液压泵转速、液压泵进口油温、液压泵进出口压力差之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据液压泵台架试验标定得到；液压马达容积效率表描述的是液压马达容积效率和液压马达转速、液压马达进口油温、液压马达进出口压力差之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据液压马达台架试验标定得到；第二步，采集系统反馈信号通过CAN线或者硬线采集系统反馈信号，包括蠕行模式开关信号、加速踏板信号、车速信号、发动机转速信号、液压泵实际开度信号、液压泵转速信号、液压泵进口油温信号、液压泵进出口压力差信号、液压马达转速信号、液压马达进口油温信号、液压马达进出口压力差信号；第三步，确认蠕行模式开启根据蠕行模式开关信号，判断蠕行模式是否开启，若蠕行模式开启，则继续执行第四步；若蠕行模式关闭，则退出；第四步，查表得到需求功率根据加速踏板信号和需求功率表，经过查表运算，得到需求功率；第五步，查表得到发动机节气门目标开度根据需求功率、发动机转速和发动机节气门开度表，经过查表运算，得到发动机节气门目标开度，该节气门目标开度信号传递给发动机控制器；第六步，查表得到发动机最优目标转速根据需求功率和发动机最优曲线，经过查表运算，得到发动机最优目标转速；第七步，求解轮毂液压驱动系统蠕行模式目标速比根据公式(1)计算轮毂液压驱动系统蠕行模式目标速比...

【技术特征摘要】
1.一种轮毂液压驱动系统的蠕行模式温度补偿调速控制方法，其特征在于包括下列步骤：第一步，输入系统参数输入车轮半径、主减速比、液压变量泵最大排量、液压马达排量、需求功率表、发动机节气门开度表、发动机最优曲线表、液压泵容积效率表、液压马达容积效率表；需求功率表描述的是需求功率和加速踏板的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据车辆试验标定得到；发动机节气门开度表描述的是发动机节气门开度和需求功率、发动机转速之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据发动机台架试验标定得到；发动机最优曲线表描述的是需求功率和发动机最优目标转速之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据发动机台架试验标定得到；液压泵容积效率表描述的是液压泵容积效率和液压泵实际开度、液压泵转速、液压泵进口油温、液压泵进出口压力差之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据液压泵台架试验标定得到；液压马达容积效率表描述的是液压马达容积效率和液压马达转速、液压马达进口油温、液压马达进出口压力差之间的对应关系，该表的制定可由现有公开技术计算得到或根据液压马达台架试验标定得到；第二步，采集系统反馈信号通过CAN线或者硬线采集系统反馈信号，包括蠕行模式开关信号、加速踏板信号、车速信号、发动机转速信号、液压泵实际开度信号、液压泵转速信号、液压泵进口油温信号、液压泵进出口压力差信号、液压马达转速信号、液压马达进口油温信号、液压马达进出口压力差信号；第三步，确认蠕行模式开启根据蠕行模式开关信号，判断蠕行模式是否开启，若蠕行模式开启，则继续执行第四步；若蠕行模式关闭，则退出；第四步，查表得到需求功率根据加...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小华，杨丽丽，李立鑫，宋大凤，张轩铭，李广含，孙可华，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22