液力緩速器恆速檔位的控制方法
2023-05-03 22:16:01
液力緩速器恆速檔位的控制方法
【專利摘要】本發明公開一種液力緩速器恆速檔位的控制方法，其通過記憶的目標車速度與當前加速度和存儲的制動扭矩特性脈譜圖數據來確定所需要的目標充液率的值，並控制壓力空氣調節比例閥快速的使液力緩速器充液率達到目標充液率的值，很大程度的減少車速進入目標車速範圍內的時間，而且不會存在車速上下過度振蕩的問題。
【專利說明】液力緩速器恆速檔位的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及液力緩速器【技術領域】，具體涉及一種液力緩速器恆速檔位的控制方法。
【背景技術】
[0002]液力緩速器的控制系統通常為手動分級液壓控制。緩速器工作時通過操縱手柄將緩速器的緩速制動能力分為4級即25%、50%、75%、100%，緩速器的緩速能力依次增加。此外，緩速器還會設置一個有恆速檔。當操縱手柄撥至恆速擋時，車輛當前速度會被記憶，將其作為目標車速，然後車輛速度將被控制在目標車速附近。
[0003]現有的液力緩速器恆速檔位的控制方法通常是給一個液力緩速器的初始充液量，之後在每個控制周期裡採集一次車速，並與目標車速進行比較。如果車速大於目標車速時，就給緩速器增加一個合適的充液量，如果車速小於目標車速時，就給緩速器減少一個合適的充液量，如此不斷進行反饋調節緩速器的充液率從而逐漸將車輛速度將被控制在目標車速附近。但是這樣的控制方式會使得車輛到達目標車速的調節時間較長，且初始充液率的大小、控制周期的長短和每個控制周期所給的調節充液量選取不當會造成車速上下過度振蕩，使得車輛不能進入目標車速範圍內或者增加車速進入目標車速範圍內的時間。
【發明內容】
[0004]本發明針對液力緩速器現有的恆速控制方式會使得車輛到達目標車速的調節時間較長且容易造成車速上下過度振蕩的不足，而提供一種液力緩速器恆速檔位的控制方法。
[0005]為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種液力緩速器恆速檔位的控制方法，包括如下步驟:
[0007]步驟一，當駕駛員把液力緩速器的操縱手柄撥向恆速檔後，一旦駕駛員的腳離開了制動踏板和加速踏板，則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，且該記憶車速V1的值作為目標車速Vm。
[0008]步驟二，
[0009]首先，根據式①計算液力緩速器的轉子轉速n，即
[0010]n = 2517/3 π R①
[0011]式中，η為轉子轉速，單位:轉/分鐘J1為記憶車速，單位:千米/小時；R為車輪半徑，單位:米；i為從液力緩速器轉子轉速到車輪轉速之間的傳動比，上述1、R均事先已知；
[0012]然後，根據式①所計算出的液力緩速器的轉子轉速η及記憶充液率Q，從制動扭矩特性脈譜圖中查找出液力緩速器當前所提供的制動扭矩值，並賦值給記憶制動扭矩Ty ；
[0013]最後，判斷車輛的記憶加速度a，即
[0014]( I )如果車輛的記憶加速度a彡O時，則
[0015]先根據式②計算液力緩速器的所需提供的目標制動扭矩T，即
[0016]T= (?Τγ+amR) / i②
[0017]式中，T為目標制動扭矩，單位:牛頓.米；TY為記憶制動扭矩，單位:牛頓?米；i為從液力緩速器轉子轉速到車輪轉速之間的傳動比，a為記憶加速度，單位:米/秒~2邱為車輛總質量，單位:千克；R為車輪半徑，單位:米；上述1、m和R均事先已知；
[0018]再根據式③重新計算液力緩速器的新的轉子轉速n'，即
[0019]n' = 25iVm/3 π R③
[0020]式中，n'為新的轉子轉速，單位:轉/分鐘；Vm為目標車速，單位:千米/小時#為車輪半徑，單位:米；1為從液力緩速器轉子轉速到車輪轉速之間的傳動比，上述1、R均事先已知；
[0021]根據式③所重新計算出的液力緩速器的新的轉子轉速n'及式②所計算出的液力緩速器的目標制動扭矩T，從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值；
[0022]若從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，則將其作為目標充液率Qm去控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到這一目標充液率Qni值的大小；
[0023]若沒有從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，則對目標車速Vm重新賦值，賦值方法為Vm= Θ，其中Θ為預設目標車速，並根據式③重新計算液力緩速器的新的轉子轉速n'，再根據式③所重新計算出的液力緩速器的新的轉子轉速n'及式②所已經計算出的液力緩速器的目標制動扭矩T，重新從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，並將其作為目標充液率Qm去控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到這一目標充液率Qm值的大小；
[0024]( II )如果車輛的記憶加速度a < O時，則
[0025]先根據式④計算液力緩速器的目標制動扭矩T，即
[0026]T= (?Τγ-1 a I mR) /i④
[0027]式中，T為目標制動扭矩，單位:牛頓.米；TY為記憶制動扭矩，單位:牛頓?米；i為從液力緩速器轉子轉速到車輪轉速之間的傳動比，a為記憶加速度，單位:米/秒~2邱為車輛總質量，單位:千克；R為車輪半徑，單位:米；上述1、m和R均事先已知；
[0028]再根據式③重新計算液力緩速器的新的轉子轉速n'，根據式③所重新計算出的液力緩速器的新的轉子轉速n'及式④所計算出的液力緩速器的目標制動扭矩T，從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，並將其作為目標充液率Qm去控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到這一目標充液率Qni值的大小。
[0029]所述步驟二中，預設目標車速Θ的取值範圍可以介於25千米/小時?40千米/小時之間，但預設目標車速Θ最好為30千米/小時。
[0030]上述液力緩速器恆速檔位的控制方法，還進一步包括:
[0031]步驟三，在車輛恆速運行過程中，
[0032]若駕駛員踹動了制動踏板，則控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到100%，此時，一旦駕駛員的腳離開了制動踏板時，則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別重新賦值給記憶車速Vp記憶加速度a、記憶充液率Q，且該記憶車速V1的值作為新的目標車速Vm，然後跳回步驟二按順序執行；
[0033]若駕駛員踹動了加速踏板，則控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到0，此時，一旦駕駛員的腳離開了加速踏板時，則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別重新賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，且該記憶車速V1的值作為新的目標車速Vm，然後跳回步驟二按順序執行。
[0034]上述液力緩速器恆速檔位的控制方法，還進一步包括:
[0035]步驟四，在車輛恆速運行過程中，若駕駛員始終沒有踹動制動踏板和加速踏板，則不斷監測車輛的車速V，一旦車速滿足下式
[0036]V-Vm 彡 δ⑤
[0037]式中，V為車速，Vm為目標車速，δ為預設速度差值；
[0038]則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別重新賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，然後跳回步驟二按順序執行。
[0039]所述步驟四中，所述預設速度差值δ的取值範圍可以介於1.5千米/小時?3千米/小時之間，但預設的速度差值δ最好為3千米/小時。
[0040]上述液力緩速器恆速檔位的控制方法，還進一步包括:
[0041]步驟五:如果液力緩速器的操縱手柄沒有被撥離恆速檔，則不斷順序執行步驟三和步驟四；如果液力緩速器的操縱手柄被撥離了恆速檔，則退出恆速控制。
[0042]與現有技術相比，本發明所提供的液力緩速器的恆速檔位的控制方法可以快速確定到達目標車速範圍的液力緩速器所需的目標充液率，並快速調節緩速器的充液率使車速快速達到目標車速範圍，很大程度的減少車速進入目標車速範圍內的時間，而且不會存在車速上下過度振蕩的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]圖1為一種液力緩速器的結構示意圖。
[0044]圖2為一種制動扭矩特性脈譜圖。
[0045]圖中標號:1、油槽；2、壓力空氣調節比例閥；3、控制系統；4、熱交換器；5、油路管道；6、傳動軸；7、定子；8、轉子。
【具體實施方式】
[0046]—種液力緩速器，如圖1所示，其主要由油槽1、壓力空氣調節比例閥2、控制系統
3、熱交換器4、油路管道5、傳動軸6、定子7和轉子8組成。油槽I經連接熱交換器4與、定子7和轉子8相連，其中油路管道5作為上述各部件的連接通道。控制系統3與壓力空氣調節比例閥2、熱交換器4、車輛制動踏板傳感器、車輛的加速踏板傳感器等相應的信號採集端和控制端相連。液力緩速器的傳動軸6與車輛的傳動系統相連。控制系統控制壓力空氣調節比例閥來實現液力緩速器的快速充放液。控制系統中設有不同的檔位，其中包含恆速檔位。上述液力緩速器僅為本發明的一種優選的液力緩速器，該液力緩速器的結構與現有已知的液力緩速器的結構相同或相近似，其並非本發明的改進點，本發明不僅可以適用於上述結構的液力緩速器，也可以適用於現有其他結構的液力緩速器，適用於所有設有恆速檔位的現有液力緩速器。上述液力緩速器的控制系統3的存儲單元中存有以轉子轉速和充液率為變量的制動扭矩特性脈譜圖的數據，如圖2所示，其包含緩速器在不同的轉子轉速和充液率所獲得的制動扭矩的數值大小，制動扭矩特性脈譜圖通過臺架實驗獲得。此夕卜，液力緩速器的控制系統3的存儲單元中還存有從液力緩速器轉子轉速到車輪轉速之間的傳動比i，，車輛的總質量m，車輛的車輪半徑R等相關的參數。控制系統實時監測車輛的車速、加速度、及液力緩速器的充液率、制動踏板傳感器信號、加速踏板傳感器信號和液力緩速器檔位控制信號。
[0047]上述液力緩速器恆速檔位的控制方法，包括如下步驟:
[0048]步驟一:當駕駛員把液力緩速器的操縱手柄撥向恆速檔時，如果駕駛員的腳已經離開了制動踏板和加速踏板，則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，且該記憶車速V1的值作為目標車速Vm ;當駕駛員把液力緩速器操縱手柄撥向恆速檔時，如果駕駛員的腳還沒有離開制動踏板和加速踏板，則當駕駛員的腳離開了車輛制動踏板和加速踏板時，記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，且該記憶車速V1的值作為目標車速Vm。
[0049]步驟二:首先，根據式①計算液力緩速器的轉子轉速n，即
[0050]n = 25:^/3 π R①
[0051]然後，根據式①所計算出的液力緩速器的轉子轉速η及記憶充液率Q，從制動扭矩特性脈譜圖中查找出液力緩速器當前所提供的制動扭矩值，並賦值給記憶制動扭矩Ty ；
[0052]最後，判斷車輛的記憶加速度a，即
[0053]( I )如果車輛的記憶加速度a彡O時，則
[0054]先根據式②計算液力緩速器的所需提供的目標制動扭矩T，即
[0055]T= (?Τγ+amR) / i②
[0056]再根據式③重新計算液力緩速器的新的轉子轉速n'，即
[0057]n' = 25iVm/3 π R③
[0058]根據式③所重新計算出的液力緩速器的新的轉子轉速n'及式②所計算出的液力緩速器的目標制動扭矩T，從制動扭矩特性脈譜圖中查找所需的液力緩速器的充液率的值；
[0059]若從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，則將其作為目標充液率Qm去控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到這一目標充液率Qni值的大小；
[0060]若沒有從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，則對目標車速Vm重新賦值，賦值方法為Vm = 30，並根據式③重新計算液力緩速器的新的轉子轉速n'，再根據式③所重新計算出的液力緩速器的新的轉子轉速Y及式②所已經計算出的液力緩速器的目標制動扭矩T，重新從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，並將其作為目標充液率Qm去控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到這一目標充液率Qm值的大小；
[0061]( II )如果車輛的記憶加速度a < O時，則
[0062]先根據式④計算液力緩速器的目標制動扭矩T，即
[0063]T = (iTY-|a|mR)/i④
[0064]再根據式③重新計算液力緩速器的新的轉子轉速n'，根據式③所重新計算出的液力緩速器的新的轉子轉速n'及式④所計算出的液力緩速器的目標制動扭矩T，從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，並將其作為目標充液率Qm去控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到這一目標充液率Qni值的大小。
[0065]步驟三:在車輛恆速運行過程中，如果駕駛員踹動制動踏板，則控制壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器充液率調節到100%，當駕駛員的腳離開制動踏板時，則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別重新賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，且該記憶車速V1的值作為新的目標車速Vm，然後跳回步驟二按順序執行；
[0066]如果駕駛員踹動加速踏板，則控制壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器充液率調節到0，當駕駛員的腳離開加速踏板時，則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別重新賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，且該記憶車速V1的值作為新的目標車速Vm，然後跳回步驟二按順序執行。
[0067]步驟四:在車輛恆速運行過程中，如果駕駛員沒有踹動制動踏板和加速踏板，則不斷監測車輛的車速，如果車速V滿足IV-VmI > 3，則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別重新賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，然後跳回步驟二按順序執行。
[0068]步驟五:如果液力緩速器操縱手柄沒有被撥離恆速檔，則不斷順序執行步驟三和步驟四。如果液力緩速器操縱手柄被撥離恆速檔，則退出恆速控制。
[0069]上述各變量的定義及單位如下:n和n'為轉子轉速，單位:轉/分鐘J1為記憶車速，單位:千米/小時；R為車輪半徑，單位:米；i為從液力緩速器轉子轉速到車輪轉速之間的傳動比；Q為記憶充液率；T為目標制動扭矩,單位:牛頓.米；ΤΥ為記憶制動扭矩,單位:牛頓?米；a為記憶加速度,單位:米/秒~2 ;Qm為目標充液率;m為車輛總質量,單位:千克；Vm為目標車速，單位:千米/小時；V為車速，單位:千米/小時。
【權利要求】
1.一種液力緩速器恆速檔位的控制方法，其特徵是，包括如下步驟: 步驟一，當駕駛員把液力緩速器的操縱手柄撥向恆速檔後，一旦駕駛員的腳離開了制動踏板和加速踏板，則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，且該記憶車速V1的值作為目標車速Vm ； 步驟二， 首先，根據式①計算液力緩速器的轉子轉速n，即 n = 25iV3nR① 式中，η為轉子轉速，V1為記憶車速，R為車輪半徑，i為從液力緩速器轉子轉速到車輪轉速之間的傳動比，上述1、R均事先已知； 然後，根據式①所計算出的液力緩速器的轉子轉速η及記憶充液率Q，從制動扭矩特性脈譜圖中查找出液力緩速器當前所提供的制動扭矩值，並賦值給記憶制動扭矩Ty ； 最後，判斷車輛的記憶加速度a,即 (I )如果車輛的記憶加速度a彡O時，則 先根據式②計算液力緩速器的所需提供的目標制動扭矩T，即 T = (?Τγ+amR) / i② 式中，T為目標制動扭矩，Ty為記憶制動扭矩，i為從液力緩速器轉子轉速到車輪轉速之間的傳動比，a為記憶加速度，m為車輛總質量，R為車輪半徑，上述1、m和R均事先已知；再根據式③重新計算液力緩速器的新的轉子轉速n'，即n' = 25iVm/3 π R? 式中，n'為新的轉子轉速，Vm為目標車速，R為車輪半徑，i為從液力緩速器轉子轉速到車輪轉速之間的傳動比，上述1、R均事先已知； 根據式③所重新計算出的液力緩速器的新的轉子轉速n'及式②所計算出的液力緩速器的目標制動扭矩T，從制動扭矩特性脈譜圖中查找所需的液力緩速器的充液率的值； 若從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，則將其作為目標充液率Qm去控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到這一目標充液率Qni值的大小； 若沒有從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，則對目標車速Vm重新賦值，賦值方法為Vm= Θ，其中Θ為預設目標車速，並根據式③重新計算液力緩速器的新的轉子轉速n'，再根據式③所重新計算出的液力緩速器的新的轉子轉速n'及式②所已經計算出的液力緩速器的目標制動扭矩T，重新從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，並將其作為目標充液率Qm去控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到這一目標充液率Qm值的大小； (II )如果車輛的記憶加速度a < O時，則 先根據式④計算液力緩速器的目標制動扭矩T，即 T = (iTY-|a|mR)/i④式中，T為目標制動扭矩，Ty為記憶制動扭矩，i為從液力緩速器轉子轉速到車輪轉速之間的傳動比，a為記憶加速度，m為車輛總質量，R為車輪半徑，上述1、m和R均事先已知；再根據式③重新計算液力緩速器的新的轉子轉速n'，根據式③所重新計算出的液力緩速器的新的轉子轉速n'及式④所計算出的液力緩速器的目標制動扭矩T，從制動扭矩特性脈譜圖中查找出所需的液力緩速器的充液率的值，並將其作為目標充液率Qm去控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到這一目標充液率Qm值的大小。
2.根據權利要求1所述的一種液力緩速器恆速檔位的控制方法，其特徵是， 在步驟二中，預設目標車速Θ的取值範圍介於25千米/小時?40千米/小時之間。
3.根據權利要求2所述的一種液力緩速器恆速檔位的控制方法，其特徵是， 在步驟二中，預設目標車速Θ為30千米/小時。
4.根據權利要求1所述的一種液力緩速器恆速檔位的控制方法，其特徵是，還進一步包括: 步驟三，在車輛恆速運行過程中， 若駕駛員踹動了制動踏板，則控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到100%，此時，一旦駕駛員的腳離開了制動踏板時，則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別重新賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，且該記憶車速V1的值作為新的目標車速Vm，然後跳回步驟二按順序執行； 若駕駛員踹動了加速踏板，則控制液力緩速器的壓力空氣調節比例閥快速將液力緩速器的充液率調節到0，此時，一旦駕駛員的腳離開了加速踏板時，則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別重新賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，且該記憶車速V1的值作為新的目標車速Vm，然後跳回步驟二按順序執行。
5.根據權利要求4所述的一種液力緩速器恆速檔位的控制方法，其特徵是，還進一步包括: 步驟四，在車輛恆速運行過程中，若駕駛員始終沒有踹動制動踏板和加速踏板，則不斷監測車輛的車速V，一旦車速滿足下式 Iv-Vj ^ δ⑤ 式中，V為車速，Vm為目標車速，δ為預設速度差值； 則記錄下車輛當前的車速、車輛當前的加速度和液力緩速器當前的充液率，並分別重新賦值給記憶車速V1、記憶加速度a、記憶充液率Q，然後跳回步驟二按順序執行。
6.根據權利要求5所述的一種液力緩速器恆速檔位的控制方法，其特徵是，在步驟四中，預設速度差值δ的取值範圍介於1.5千米/小時?3千米/小時之間。
7.根據權利要求6所述的一種液力緩速器恆速檔位的控制方法，其特徵是，在步驟四中，預設速度差值δ為3千米/小時。
8.根據權利要求5所述的一種液力緩速器恆速檔位的控制方法，其特徵是，還進一步包括: 步驟五:如果液力緩速器的操縱手柄沒有被撥離恆速檔，則不斷順序執行步驟三和步驟四；如果液力緩速器的操縱手柄被撥離了恆速檔，則退出恆速控制。
【文檔編號】B60K31/00GK104191975SQ201410436523
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】唐碧秋, 楊帆, 唐焱, 伍玉霞, 賈文達 申請人:桂林電子科技大學