考虑效率的静液压驱动车辆燃油经济性控制

doi:10.3901/JME.260123

机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (4): 263-270.doi: 10.3901/JME.260123

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考虑效率的静液压驱动车辆燃油经济性控制

刘祺慧¹, 孙晓鹏², 马笑涵¹, 吴维¹

1. 北京理工大学机械与车辆学院北京 100081;
2. 潍柴动力股份有限公司电控与软件研究院潍坊 261000

收稿日期:2025-02-11 修回日期:2025-09-11 发布日期:2026-04-02
作者简介:刘祺慧,男,1995年出生,博士研究生。主要研究方向为车辆动力学与控制。E-mail:3120235500@bit.edu.cn
吴维(通信作者),男,1983年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为车辆流体传动与智能控制,越野车辆动力学与智能控制。E-mail:wuweijing@bit.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(52202465，52572440)、河北省优秀青年自然科学基金(E2023202007)、中国博士后科学基金(2023M741452、2025T180448)和爆炸科学与安全防护全国重点实验室(北京理工大学)开放基金(KFJJ24-11M)资助项目。

Research on Fuel Economy Control of Hydrostatic Propulsion Vehicles Considering Efficiency

LIU Qihui¹, SUN Xiaopeng², MA Xiaohan¹, WU Wei¹

1. School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081;
2. Electric Control and Software Research Institute, Weichai Power Co., Ltd., Weifang 261000

Received:2025-02-11 Revised:2025-09-11 Published:2026-04-02

摘要/Abstract

摘要： 针对静液压驱动车辆，以实现车辆最佳燃油经济性为目标，提出考虑效率的静液压驱动车辆燃油经济性控制策略。首先分析系统燃油消耗量与发动机效率和静液压驱动系统效率之间的作用关系。在效率分析基础上，以系统燃油消耗量最低为优化目标，获取各油门开度和车速下发动机与静液压驱动系统联合高效工作的最优速比。建立系统仿真模型，对优化前后的控制策略进行仿真对比分析，结果表明循环工况下优化控制策略能够降低8.74%的燃油消耗量。为解决实际系统效率难以获取的难题，提出效率修正因子对理论控制策略进行修正。搭建样车试验平台，并通过样车试验对模型准确性与所提方法有效性进行了验证。40 km/h等速行驶试验结果表明，所提出的优化控制策略能够降低车辆百公里油耗，实现静液压驱动车辆良好的燃油经济性。

关键词: 静液压驱动, 无级变速传动, 燃油经济性, 泵马达控制, 效率

Abstract: To achieve optimal fuel economy for hydrostatic propulsion vehicles, a fuel economy control strategy considering pump and motor efficiency is proposed. Firstly, the role of system fuel consumption in relation to engine efficiency and hydrostatic drive system efficiency is analyzed. On the basis of the efficiency analysis, the optimal speed ratio for the joint efficient operation of the engine and hydrostatic propulsion system at various throttle openings and vehicle speeds is obtained with the goal of minimizing fuel consumption. A simulation model is established to compare the control strategies before and after optimization. The results indicate that the fuel consumption is reduced by 8.74% under cyclic operating conditions. To address the difficulty in obtaining practical system efficiency, an efficiency correction factor is proposed to modify the theoretical control strategy. A test vehicle is constructed, the model accuracy and the validity of proposed method are verified by vehicles. The results of a 40 km/h constant speed driving test demonstrate that the 100-kilometre fuel consumption is reducible by the proposed control strategy, achieving good fuel economy for hydrostatic propulsion vehicles.

Key words: hydrostatic propulsion, continuously variable transmission, fuel economy, pump motor control, efficiency

中图分类号:

TH137

刘祺慧, 孙晓鹏, 马笑涵, 吴维. 考虑效率的静液压驱动车辆燃油经济性控制[J]. 机械工程学报, 2026, 62(4): 263-270.

LIU Qihui, SUN Xiaopeng, MA Xiaohan, WU Wei. Research on Fuel Economy Control of Hydrostatic Propulsion Vehicles Considering Efficiency[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2026, 62(4): 263-270.

参考文献

[1] XIA Y，SUN D. Characteristic analysis on a new hydro-mechanical continuously variable transmission system[J]. Mechanism and Machine Theory，2018，126：457-467.
[2] JANARTHANAN B，PADMANABHAN C，SUJATHA C. Longitudinal dynamics of a tracked vehicle：Simulation and experiment[J]. Journal of Terramechanics，2012，49(2)：63-72.
[3] DASGUPTA K. Analysis of a hydrostatic transmission system using low speed high torque motor[J]. Mechanism & Machine Theory，2000，10(35)：1481-1499.
[4] LI Y，HE L. Counterbalancing speed control for hydrostatic drive heavy vehicle under long down-slope[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics，2015，20(4)：1533-1542.
[5] 朱镇，蔡英凤，陈龙，等. 基于遗传算法的机液传动系统参数匹配研究[J]. 汽车工程，2020，42(1)：74-80. ZHU Zhen，CAI Yingfeng，CHEN Long，et al. A study on parameter matching of hydro-mechanical transmission system based on genetic algorithm[J]. Automotive Engineering，2020，42(1)：74-80.
[6] 张明柱，王界中，王建华，等. 提高燃油经济性的拖拉机变速控制策略[J]. 农业工程学报，2020，36(1)：82-89. ZHANG Mingzhu，WANG Jiezhong，WANG Jianhua，et al. Speed changing control strategy for improving tractor fuel economy[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2020，36(1)：82-89.
[7] 罗勇，孙冬野，秦大同，等. 考虑CVT效率的无级变速车辆最佳经济性控制[J]. 机械工程学报，2010，46(4)：80-86. LUO Yong，SUN Dongye，QIN Datong，et al. Fuel optimal control of CVT equipped vehicles with consideration of CVT efficiency[J]. Journal of Mechanical Engineering，2010，46(4)：80-86.
[8] 黄薛凯，鲁植雄，陈雷，等. 基于整机经济性的拖拉机HMCVT目标速比优化及控制仿真[J]. 南京农业大学学报，2022，45(4)：777-787. HUANG Xuekai，LU Zhixiong，CHEN Lei，et al. Optimization of tractor HMCVT target speed ratio and control simulation based on machine economy[J]．Journal of Nanjing Agricultural University，2022，45(4)：777-787.
[9] 梁丽，李青涛，谭芸颖，等. 基于参数循环算法的HMCVT燃油经济性多参数优化[J]. 农业工程学报，2023，39(10)：48-55. LIANG Li，LI Qingtao，TAN Yunying，et al. Multi-parameter optimization of HMCVT fuel economy using parameter cyclic algorithm[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2023，39(10)：48-55.
[10] 卞永明，宁晓贤，赵芳伟，等. DA-HA闭式控制系统在工程机械中的应用[J]. 中国工程机械学报，2012，10(1)：58-63. BIAN Yongming，NING Xiaoxian，ZHAO Fangwei，et al. Applying DA-HA close-loop control system for construction machinery[J]. Chinese Journal of Construction Machinery，2012，10(1)：58-63.
[11] RUBIEC A，PRZYBYSZ M，LOPATKA M，et al. Influence of flow divider on overall efficiency of a hydrostatic drivetrain of a skid-steer all-wheel drive multiple-axle vehicle[J]. Energies，2021，14(12)：3560.
[12] WANG X，WANG Z，XIE L，et al. Research on the new hydrostatic transmission system of wheel loaders based on fuzzy sliding mode control[J]. Energies，2024，17(3)：565.
[13] 罗俊林，吴维，邹天刚，等. 静液压驱动车辆加速过程动态特性研究[J]. 机械工程学报，2023，59(16)：254-262. LUO Junlin，WU Wei，ZOU Tiangang，et al. Study on dynamic characteristics of hydrostatic driven vehicle acceleration process[J]. Journal of Mechanical Engineering，2023，59(16)：254-262.
[14] PAOLUZZI R，ZAROTTI L. The minimum size of hydrostatic transmissions for locomotion[J]. Journal of Terramechanics，2013，50(3)：153-164.

[1]	杜心伟, 魏艳红, 沈泳华, 赵文勇, 刘仁培. 电弧增材制造装备系统与应用的发展现状[J]. 机械工程学报, 2025, 61(6): 92-102.
[2]	巴金磊, 姜志文, 吴德发, 崔岩, 刘银水. 微型柱塞泵配流性能仿真和试验分析[J]. 机械工程学报, 2025, 61(22): 370-382.
[3]	侯圣文, 周长江, 夏宁伟, 董凡. 高速减速器传动效率计算模型与试验[J]. 机械工程学报, 2025, 61(19): 54-62.
[4]	黄伟迪, 郭怡涛, 王峰, 纵怀志, 张军辉, 倪小昊, 徐兵. 挖掘机动臂集成一体式电静液作动器的设计与能量效率研究[J]. 机械工程学报, 2025, 61(18): 396-405.
[5]	吕东祯, 张斌, 向家伟. 基于勒贝格采样的锂电池“单体→成组”迁移驱动寿命预测[J]. 机械工程学报, 2025, 61(16): 40-56.
[6]	温秋玲, 杨野, 黄辉, 黄国钦, 胡中伟, 陈金鸿, 汪晖, 吴贤. 激光复合加工硬脆性材料研究进展综述[J]. 机械工程学报, 2024, 60(9): 168-188.
[7]	程海鹰, 李旋, 张勇. 骨料烘干煤粉燃烧器数值模拟及配风参数优化[J]. 机械工程学报, 2024, 60(20): 289-299.
[8]	张艳斌, 张世雄, 孙维光, 张继旺, 张立民. 混合动力动车组动力包隔振设计及试验研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(16): 314-323.
[9]	李峥琪, 刘长钊, 宋健, 王磊. 提高年循环效率的永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同设计[J]. 机械工程学报, 2024, 60(1): 296-308.
[10]	张新彤, 张成明, 李立毅, 傅鹏睿. 电推进用高效轻质永磁同步电机的设计方法[J]. 机械工程学报, 2023, 59(8): 181-195.
[11]	龚曙光, 王翔, 谢桂兰, 卢海山, 徐凡业. 配重对拓宽无叶片风力机捕能区间的影响研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(4): 265-273.
[12]	王钦, 贺迪, 桂良进, 范子杰. 考虑系统变形的电驱动桥齿轮啮合效率研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(3): 66-75.
[13]	翟翠红, 汪建均, 马义中, 冯泽彪, 任晓蕾, 丁春风. 考虑熔融沉积成型工艺稳定性的参数优化设计[J]. 机械工程学报, 2023, 59(23): 331-342.
[14]	任林涛, 汪飞, 肖杨婷, 丁峰, 徐慧, 余琛琛. 四开关Buck-Boost变换器研究综述^*[J]. 电气工程学报, 2023, 18(2): 52-69.
[15]	罗俊林, 吴维, 邹天刚, 苑士华, 韦春辉. 静液压驱动车辆加速过程动态特性研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(16): 254-262.

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Research on Fuel Economy Control of Hydrostatic Propulsion Vehicles Considering Efficiency

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