專(zhuān)利名稱(chēng)：一種履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛的功率前向控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛，尤其是采用發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng)力電池組混合供 電即提供功率且采用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè)主動(dòng)輪的履帶車(chē)輛。特別地，本發(fā)明涉及根據(jù) 加速踏板信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、雙側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng)力電池組輸出功率進(jìn) 行協(xié)調(diào)控制的方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，大功率電力電子器件等技術(shù)的發(fā)展非常迅速，電傳動(dòng)技術(shù)在履帶車(chē)輛 上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)愈益明顯。采用電傳動(dòng)技術(shù)的履帶車(chē)輛同時(shí)具備發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組、動(dòng)力電池組 和電動(dòng)機(jī)，需要通過(guò)對(duì)多個(gè)動(dòng)力部件的協(xié)調(diào)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)整車(chē)行駛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，因此混 合動(dòng)力履帶車(chē)輛的功率控制方法或策略是非常關(guān)鍵的問(wèn)題。
傳統(tǒng)的應(yīng)用于輪式混合動(dòng)力車(chē)輛上的動(dòng)力部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組、動(dòng)力電池組和電動(dòng) 機(jī)的協(xié)調(diào)功率控制雖然有了一定的發(fā)展，但由于履帶車(chē)輛和輪式車(chē)輛的行走機(jī)構(gòu)的根本性的 差異，使得直接從混合動(dòng)力的輪式車(chē)輛上的功率控制方法直接應(yīng)用到履帶車(chē)輛上先得尤為困 難。
在下面文件1中，公開(kāi)了一種履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛采用發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng)力電池組提 供電能，動(dòng)力電池組可控的輸出電能，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè) 主動(dòng)輪和履帶實(shí)現(xiàn)車(chē)輛行駛，然后，根據(jù)不同運(yùn)行工況和駕駛需求確定發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng) 力電池組的幾種工作模式的控制方法。但是文件1中并未解決有關(guān)提供功率的發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī) 組和動(dòng)力電池組、以及消耗功率的電動(dòng)機(jī)的功率控制問(wèn)題。其它現(xiàn)有技術(shù)中也未公開(kāi)針對(duì)履 帶式混合動(dòng)力車(chē)輛的功率控制方法，以使得履帶車(chē)輛具有高的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。
文件l:公開(kāi)號(hào)CN1944139A。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于雙電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè)履帶的主動(dòng)輪的、 履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛的功率前向控制方法。功率控制單元綜合車(chē)輛的各個(gè)部件狀態(tài)及車(chē)輛行 駛狀況，在發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng)力電池組之間合理分配驅(qū)動(dòng)功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng) 力電池組這兩個(gè)能量源都在高效率區(qū)工作，從而使車(chē)輛在保證動(dòng)力性的前提下，提高燃油經(jīng) 濟(jì)性、延長(zhǎng)動(dòng)力電池的循環(huán)使用壽命。
本發(fā)明提供了一種履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛的功率前向控制方法，所述履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛
的雙側(cè)履帶分別由電動(dòng)機(jī)i和電動(dòng)機(jī)n獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，所述車(chē)輛具有由發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組和蓄能 裝置構(gòu)成的動(dòng)力輸出部件，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)而構(gòu)成所述發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組，所述控制方法實(shí)現(xiàn)從所述動(dòng)力輸出部件向所述電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II提供功率的控制，所述控制方法 具有如下步驟
a. 確定車(chē)輛需求功率；
b. 確定發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組最大輸出功率； C.確定蓄能裝置最大輸出功率；
d.獲得發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組最大輸出功率與蓄能裝置最大輸出功率之和，當(dāng)上述功率之和 大于車(chē)輛需求功率時(shí)，將車(chē)輛的需求功率重新設(shè)定為上述功率之和。
優(yōu)選地，車(chē)輛的需求功率為電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)運(yùn)行功率和電動(dòng)機(jī)II的目標(biāo)運(yùn)行功率之和。 優(yōu)選地，所述電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II的目標(biāo)運(yùn)行功率為電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)運(yùn)行轉(zhuǎn)矩和該電動(dòng)機(jī) 的實(shí)際轉(zhuǎn)速的乘積。
優(yōu)選地，所述車(chē)輛還具有功率控制單元，該功率控制單元實(shí)現(xiàn)從所述動(dòng)力輸出部件向所 述電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II提供功率的控制。
優(yōu)選地，所述功率控制單元具有存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)有所述發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組的最低燃油 消耗曲線，所述步驟b還包括測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，所述發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組最大輸出功率為 在最低燃油消耗曲線上所述實(shí)際轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的功率值。
優(yōu)選地，還包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的步驟；該目標(biāo)轉(zhuǎn)速為在發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組的 最低燃油消耗曲線上，將車(chē)輛的需求功率作為發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組的輸出功率所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速。
優(yōu)選地，如果車(chē)輛需求功率不在發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)最佳燃油消耗曲線對(duì)應(yīng)的功率范圍，則取 發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)最佳燃油消耗曲線上與車(chē)輛需求功率最接近點(diǎn)的功率所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作 為發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
優(yōu)選地，還包括確定蓄能裝置的目標(biāo)輸出功率的步驟，蓄能裝置的目標(biāo)輸出功率等于車(chē) 輛需求功率與發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組最大輸出功率的差值。
優(yōu)選地，在蓄能裝置進(jìn)行功率輸出時(shí)，若蓄能裝置的最大輸出功率小于蓄能裝置的目標(biāo) 輸出功率，則將蓄能裝置的最大輸出功率重新設(shè)定為蓄能裝置的目標(biāo)輸出功率。
優(yōu)選地，所述蓄能裝置為蓄電池組、電容或兩者的組合。
優(yōu)選地，所述車(chē)輛還包括電壓變換器，所述蓄能裝置通過(guò)該電壓變換器連接到電動(dòng)機(jī)I 和電動(dòng)機(jī)II上。
優(yōu)選地，所述電壓變換器能夠?qū)⑿钅苎b置的電壓變化地施加到電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II上。 優(yōu)選地，所述電壓變換器為直流電壓變換器。
5優(yōu)選地，所述車(chē)輛還包括整流器，其用于將發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)輸出的交流電整流為直流電， 并將上述直流電輸出到電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II上。
優(yōu)選地，動(dòng)力電池組目標(biāo)輸出功率除以整流器輸出電壓獲得電池組目標(biāo)輸出電流，所述 直流電壓變換器還具有控制單元，該控制單元對(duì)動(dòng)力電池組輸出電流進(jìn)行控制。
履帶車(chē)輛的功率前向控制方法為首先確定電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II的總的需求功率即車(chē)輛
需求功率，然后確定發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組最大輸出功率與蓄能裝置最大輸出功率之和，當(dāng)上述功 率之和大于車(chē)輛需求功率時(shí)，將車(chē)輛的需求功率重新設(shè)定為上述功率之和，即以車(chē)輛的需求 功率為基礎(chǔ)進(jìn)行的控制方法、
該方法包括確定車(chē)輛需求功率和發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組可提供功率即最大輸出功率，然后獲得 動(dòng)力電池組目標(biāo)輸出功率，根據(jù)電池組狀態(tài)和總線電壓確定動(dòng)力電池組輸出電流并通過(guò)對(duì)直 流變換器電流量的控制實(shí)現(xiàn)該功率輸出。
該方法還包括當(dāng)判斷車(chē)輛需求功率大于發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng)力電池組最大輸出功率之 和時(shí)，限制兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率輸出為發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng)力電池組最大功率之和。當(dāng)判斷動(dòng) 力電池組的輸出功率大于當(dāng)前動(dòng)力電池組狀態(tài)下的峰值功率時(shí)，限制動(dòng)力電池組的輸出功率， 使其不大于峰值功率。


附圖1為一種應(yīng)用本發(fā)明的履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛及其控制系統(tǒng)的示意圖，
附圖2為描述本發(fā)明的控制流程圖。
圖中
1-加速踏板，2-功率控制單元，3_側(cè)減速器及主動(dòng)輪I , 4_驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)I ， 5-驅(qū)動(dòng)
電動(dòng)機(jī)i控制單元，6-驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)n控制單元，7-驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)n, 8-側(cè)減速器及主動(dòng)輪n,
9-動(dòng)力電池組，10-直流變換器，11-直流變換器控制單元，12-直流母線，13-發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組，13a-整流器，14-發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，15-CAN通訊總線。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
圖1是應(yīng)用于本發(fā)明的功率控制方法的履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛的結(jié)構(gòu)圖。該結(jié)構(gòu)對(duì)本發(fā)明 背景技術(shù)中的文件1的車(chē)輛結(jié)構(gòu)做了進(jìn)一步的改進(jìn)。履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛，其具有位于車(chē)輛 兩側(cè)的履帶，兩側(cè)的履帶均單獨(dú)被一個(gè)主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)I4和電動(dòng)機(jī)II7分別布置在車(chē)輛 的兩側(cè)，其中，電動(dòng)機(jī)I4布置在車(chē)輛的左側(cè)，電動(dòng)機(jī)II7布置在車(chē)輛的右側(cè)，上述電機(jī)也可 以如下的方式布置，電動(dòng)機(jī)I4布置在車(chē)輛的右側(cè)，電動(dòng)機(jī)II7布置在車(chē)輛的左側(cè)；但為了更 清楚的描述本發(fā)明的實(shí)施方式，在下面的記載中，統(tǒng)一規(guī)定電動(dòng)機(jī)I4布置在車(chē)輛的左側(cè)， 電動(dòng)機(jī)II7布置在車(chē)輛的右側(cè)。電動(dòng)機(jī)I4通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)連接至左側(cè)的主動(dòng)輪，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)左側(cè)履帶，電動(dòng)機(jī)II7通過(guò)機(jī)械 結(jié)構(gòu)連接至右側(cè)的主動(dòng)輪，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)右側(cè)履帶，上述機(jī)械結(jié)構(gòu)可以為側(cè)減速器，但也可以根 據(jù)電動(dòng)機(jī)的性能省略上述側(cè)減速器；上述左側(cè)的主動(dòng)輪和與之相連接的減速器共同構(gòu)成附圖 1中的側(cè)減速器及主動(dòng)輪1，右側(cè)的主動(dòng)輪和與之相連接的減速器共同構(gòu)成側(cè)減速器及主動(dòng)輪 2。
該車(chē)輛還具有動(dòng)力輸出部件，其用于向電動(dòng)機(jī)14和電動(dòng)機(jī)II7提供電能即功率。 該動(dòng)力輸出部件由兩部分組成
其中一部分具有發(fā)動(dòng)機(jī)，及與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械連接的發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)共同構(gòu)成發(fā)動(dòng) 機(jī)-發(fā)電機(jī)組13;
另一部分由蓄能裝置構(gòu)成，優(yōu)選地，該蓄能裝置由蓄電池組尤其是動(dòng)力電池組9構(gòu)成。 通常情況下，動(dòng)力電池組輸出直流電，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組13輸出交流電，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī) 13組還連接有整流器13a，其用于將發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組13輸出的交流電整流為直流電，以便 于與動(dòng)力電池組9相并聯(lián)，在此連接的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)13和整流器13a共同構(gòu)成發(fā) 動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)-整流器總成，直流母線12連接于電動(dòng)機(jī)I4和電動(dòng)機(jī)II7上，用于向電動(dòng)機(jī)I4 和電動(dòng)機(jī)I17提供功率，動(dòng)力電池組9和發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)-整流器總成共同連接在直流母線12 上；在此連接結(jié)構(gòu)下，當(dāng)動(dòng)力電池組9的電能較低時(shí)，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)-整流器總成向動(dòng) 力電池組9充電。
為了控制動(dòng)力電池組9的輸出電壓，動(dòng)力電池組9通過(guò)直流變換器10連接到直流母線 12上，在此連接結(jié)構(gòu)下，動(dòng)力電池組9的輸出電壓可控的與電動(dòng)機(jī)I4和電動(dòng)機(jī)II7連接， 并同時(shí)與發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)-整流器總成13相匹配，從而能夠在保護(hù)動(dòng)力電池組9的使用壽命的 情況下，更加高效的向動(dòng)力電池組9提供功率。
直流變換器10優(yōu)選為直流電壓變換器。
上述發(fā)動(dòng)機(jī)還具有發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元14，電動(dòng)機(jī)I4還具有電動(dòng)機(jī)I控制器5，電動(dòng)機(jī)I17 還具有電動(dòng)機(jī)II控制器6，直流變換器10具有直流變換器控制單元U，該車(chē)輛還具有功率控 制單元2，功率控制單元2接收來(lái)自加速踏板1、直流變換器控制單元11、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 14、控制器5和控制器6的信號(hào)，例如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、踏板旋轉(zhuǎn)角度、直流變換 器的變壓比等，功率控制單元2還向直流變換器控制單元11、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元14、控制器5 和控制器6發(fā)送控制信號(hào)，例如電動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速、電動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)目標(biāo)功率、發(fā)動(dòng) 機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)功率、發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩、直流變換器目標(biāo)變壓比例等，上述發(fā)送和 接受信號(hào)的傳輸可以通過(guò)CAN通訊總線15傳輸。
功率控制單元14，具有以CPU為核心的微處理器，其還具有存儲(chǔ)單元，在該存儲(chǔ)單元中， 存儲(chǔ)有發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組的最低燃油消耗曲線，其存儲(chǔ)方式為，首先將發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組的最 低燃油消耗曲線上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組的輸出功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系建立數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而將該數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中；發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組的最低燃油消耗曲線可以通過(guò)常規(guī)的試驗(yàn)手 段即可獲得，在最低燃油消耗曲線上，具有發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組的輸出功率的 對(duì)應(yīng)關(guān)系，最低燃油消耗曲線的獲得方式不在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，在此不作詳細(xì)描述；存儲(chǔ) 單元還存儲(chǔ)有發(fā)電機(jī)的輸出參數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，在該對(duì)應(yīng)關(guān)系上，具有在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下， 發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電流的對(duì)應(yīng)變化曲線，優(yōu)選地，由于發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流通過(guò)整流器 13a整流，從而，上述對(duì)應(yīng)變化曲線可以轉(zhuǎn)化為整流器輸出的電流和電壓的對(duì)應(yīng)變化曲線， 即通過(guò)常規(guī)的試驗(yàn)和計(jì)算方法，既可以獲得在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，整流器的輸出電流和電 壓的對(duì)應(yīng)變化曲線。
功率控制單元2、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)I 4控制單元5、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)I17控制單元6和發(fā)動(dòng)機(jī)控制 單元14、直流變換器控制單元U優(yōu)選為現(xiàn)有技術(shù)中公知的基于微處理器的控制裝置。功率 控制單元2通過(guò)傳統(tǒng)的電氣信號(hào)接收來(lái)自加速踏板1的轉(zhuǎn)角位置，通過(guò)CAN通訊總線15接收 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)I 4控制單元5、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)I17控制單元6、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元14的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)。
加速踏板1通過(guò)功率控制單元2對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，其控制信號(hào)通過(guò)通訊總線15 進(jìn)行傳遞。
通常情況下，整流器能夠較高效率的將發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)化為直流電，為了 更清除的描述本發(fā)明的實(shí)施例，忽略整流器13a的轉(zhuǎn)化損失，即整流器的轉(zhuǎn)化效率為100%， 從而，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組13通過(guò)整流器13a向直流母線上提供的功率等于發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組 13提供的功率，即在任一時(shí)刻，如果發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組13提供的功率為W，則發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī) -整流器總成提供的功率也為W;但本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，在實(shí)際應(yīng)用情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人 員很容易通過(guò)常規(guī)的試驗(yàn)手段得出整流器13a在不同使用條件下的轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而通過(guò)發(fā)動(dòng) 機(jī)-發(fā)電機(jī)組13提供的功率獲得發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)-整流器總成提供的功率，因此，在下面對(duì)履 帶車(chē)輛的功率控制方法的描述中，將實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組提供的功率替換為發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)-整流器總成提供的功率，或?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組輸出的功率替換為發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)-整 流器總成輸出的功率也落入本實(shí)施例的描述范圍之內(nèi)。
附圖2為描述本發(fā)明的控制程序流程圖。
在步驟20,電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II的實(shí)際轉(zhuǎn)速通過(guò)CAN通訊總線15傳送到功率控制單元2， 功率控制單元2根據(jù)兩個(gè)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別與兩個(gè)電機(jī)的目標(biāo)運(yùn)行轉(zhuǎn)矩相乘獲得電動(dòng)機(jī)I 和電動(dòng)機(jī)II的目標(biāo)運(yùn)行功率，然后功率控制單元將電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II目標(biāo)運(yùn)行功率通過(guò)CAN 通訊總線15發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)I控制單元5和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)II控制單元6;電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī) II的各自的目標(biāo)運(yùn)行轉(zhuǎn)矩可以根據(jù)車(chē)輛的使用環(huán)境以及駕駛員的輸入信息獲得，例如利用加 速踏板的旋轉(zhuǎn)角度和方向盤(pán)的位置來(lái)確定電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II的目標(biāo)運(yùn)行轉(zhuǎn)矩，但其確定方 式是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的內(nèi)容，其不在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，在此不作詳細(xì)描述。電動(dòng)機(jī)I
和電動(dòng)機(jī)n的目標(biāo)運(yùn)行功率的和作為車(chē)輛需求功率。
8在步驟21，功率控制單元2具有存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)有發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組的最低燃油消耗 曲線，車(chē)輛需求功率的值在發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)最佳燃油消耗曲線上對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為發(fā)動(dòng)機(jī)
目標(biāo)轉(zhuǎn)速，功率控制單元2將該目標(biāo)轉(zhuǎn)速通過(guò)CAN通訊總線15發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元14。 如果車(chē)輛需求功率不在發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)最佳燃油消耗曲線對(duì)應(yīng)的功率范圍，則取發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電 機(jī)最佳燃油消耗曲線上與車(chē)輛需求功率最接近點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速作為發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
在步驟22,測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，按發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速下在發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)最佳燃油消耗曲線 上對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率作為發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)的最大輸出功率。
在步驟23，用車(chē)輛需求功率與發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組最大輸出功率的差作為動(dòng)力電池組目標(biāo) 輸出功率。
在步驟24，根據(jù)公知的計(jì)算電池荷電狀態(tài)的方法確定電池組當(dāng)前狀態(tài)下的最大輸出功率。 在步驟25，對(duì)動(dòng)力電池組目標(biāo)輸出功率和動(dòng)力電池組當(dāng)前狀態(tài)下的最大功率進(jìn)行比較，
取較小者作為動(dòng)力電池組目標(biāo)輸出功率。動(dòng)力電池組目標(biāo)輸出功率除以直流母線12電壓獲得
電池組目標(biāo)輸出電流。直流變換器控制單元采用公知的控制方法對(duì)動(dòng)力電池組輸出電流進(jìn)行
控制以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池按需求功率進(jìn)行功率輸出。
在步驟26，對(duì)電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II的目標(biāo)運(yùn)行功率之和與當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組最大運(yùn)
行功率與動(dòng)力電池組最大運(yùn)行功率之和進(jìn)行比較，取較小者作為電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II的目標(biāo)
運(yùn)行功率之和。
權(quán)利要求
1、一種履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛的功率前向控制方法，所述履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛的雙側(cè)履帶分別由電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，所述車(chē)輛具有由發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和蓄能裝置共同構(gòu)成的動(dòng)力輸出部件，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)而構(gòu)成所述發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組，所述控制方法實(shí)現(xiàn)從所述動(dòng)力輸出部件向所述電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II提供功率的控制，所述控制方法具有如下步驟a.確定車(chē)輛需求功率；b.確定發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組最大輸出功率；c.確定蓄能裝置最大輸出功率；d.獲得發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組最大輸出功率與蓄能裝置最大輸出功率之和，當(dāng)上述功率之和大于車(chē)輛需求功率時(shí)，將車(chē)輛的需求功率重新設(shè)定為上述功率之和。
2、 如權(quán)利要求l所述方法，其中車(chē)輛的需求功率為電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)運(yùn)行功率和電動(dòng)機(jī)n的目標(biāo)運(yùn)行功率之和。
3、 如權(quán)利要求2所述方法，其中所述電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II的目標(biāo)運(yùn)行功率為電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)運(yùn)行轉(zhuǎn)矩和該電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn) 速的乘積。
4、 如權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其中所述車(chē)輛還具有功率控制單元，該功率控制單元實(shí)現(xiàn)從所述動(dòng)力輸出部件向所述電動(dòng)機(jī) I和電動(dòng)機(jī)II提供功率的控制。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其中-所述功率控制單元具有存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)有所述發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組的最低燃油消耗曲線， 所述步驟b還包括測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，所述發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組最大輸出功率為在最低燃油 消耗曲線上所述實(shí)際轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的功率值。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中還包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的步驟；該目標(biāo)轉(zhuǎn)速為在發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組的最低燃油 消耗曲線上，將車(chē)輛的需求功率作為發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組的輸出功率所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中如果車(chē)輛需求功率不在發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)最佳燃油消耗曲線對(duì)應(yīng)的功率范圍，則取發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)最佳燃油消耗曲線上與車(chē)輛需求功率最接近點(diǎn)的功率所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為發(fā)動(dòng)機(jī) 目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
8、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中還包括確定蓄能裝置的目標(biāo)輸出功率的步驟，蓄能裝置的目標(biāo)輸出功率等于車(chē)輛需求功 率與發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組的最大輸出功率的差值；還包括在蓄能裝置進(jìn)行功率輸出時(shí)，若蓄能裝置的最大輸出功率小于蓄能裝置的目標(biāo)輸 出功率，則將蓄能裝置的最大輸出功率重新設(shè)定為蓄能裝置的目標(biāo)輸出功率； 還包括判定蓄能裝置的峰值功率的步驟；當(dāng)蓄能裝置的最大輸出功率大于蓄能裝置的峰值功率時(shí)，蓄能裝置的最大運(yùn)行功率被重 新設(shè)置為所述峰值功率。
9、如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中 所述蓄能裝置為蓄電池組、電容或兩者的組合；所述車(chē)輛還包括電壓變換器，所述蓄能裝置通過(guò)該電壓變換器連接到電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī) II上；所述電壓變換器能夠?qū)⑿钅苎b置的電壓變化地施加到電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)n上； 所述電壓變換器為直流電壓變換器；所述車(chē)輛還包括整流器，其用于將發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)輸出的交流電整流為直流電，并將上 述直流電輸出到電動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)機(jī)II上；動(dòng)力電池組目標(biāo)輸出功率除以整流器輸出電壓獲得電池組目標(biāo)輸出電流，所述直流電壓 變換器還具有控制單元，該控制單元對(duì)動(dòng)力電池組輸出電流進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種履帶式混合動(dòng)力車(chē)輛的功率前向控制方法，尤其是采用發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng)力電池組混合供電且采用兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè)主動(dòng)輪的履帶車(chē)輛。為了能夠更加有效的利用發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng)力電池組提供的功率，本發(fā)明根據(jù)加速踏板信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、雙側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力電池組輸出功率進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的方法。該方法包括確定車(chē)輛需求功率和發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組可提供功率，然后獲得動(dòng)力電池組需求功率，根據(jù)電池組狀態(tài)和總線電壓確定電池組目標(biāo)輸出電流并通過(guò)控制直流變換器電流量實(shí)現(xiàn)需求功率輸出。該方法還包括當(dāng)判斷車(chē)輛需求功率大于發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng)力電池組可提供功率之和時(shí)，限制兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率輸出為發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和動(dòng)力電池組可提供功率之和。
文檔編號(hào)B60W10/26GK101590850SQ20081011661
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者吳靜波, 孫逢春, 張承寧, 李軍求, 淵 鄒 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)