水介質緩速器的控制方法及控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛技術領域，特別涉及一種水介質緩速器的控制方法及控制裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著道路交通的發(fā)展，車輛行駛車速和載重量持續(xù)增加，行駛工況越來越復雜，車 輛對制動的需求變得越來越大。尤其對于客車、貨車以及特種車輛，行車制動器長時間持續(xù) 使用會造成熱衰退現(xiàn)象，嚴重影響制動效能，導致高速行駛的車輛無法及時的減速。并且， 制動片在工作過程中，由于摩擦造成的粉塵污染也是很嚴重的。
[0003] 在非緊急制動工況下，可以使用液力緩速器代替行車制動器來實現(xiàn)車輛減速的目 的。液力緩速器將車輛的動能轉換成液力緩速器工作液的內能，最后由車輛散熱器散出。安 裝了液力緩速器的車輛可以有效降低行車制動器的使用次數(shù)與時間，并且大幅度降低因為 長時間使用而導致的制動器熱衰退現(xiàn)象，以及可以有效提高行車安全。
[0004] 具體地，車輛上安裝的液力緩速器的工作液為油，即油介質緩速器。油介質緩速器 的工作原理為將車輛行駛的動能轉化為工作油的內能，致使在制動過程中，當工作油溫度 上升之后，工作油經(jīng)過油水換熱器，將通過制動產(chǎn)生的熱量傳遞給車輛冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，最 后由散熱器散出。
[0005] 然而，油介質緩速器缺點為：油水換熱器的換熱效率很低，易導致熱量在換熱器與 油一側堆積，制動中持續(xù)生成的熱量無法通過換熱器及時傳遞給冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，從而使 工作油的溫度升高過快，超高允許溫度，則油介質緩速器就自動關閉，由于換熱效率所致， 使油介質緩速器無法長時間輸出制動扭矩。另外，即便油水換熱器得到非常好的優(yōu)化，油介 質緩速器也存在需要換熱器來散熱的結構限制問題，導致嚴重影響油介質緩速器的制動效 率。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。
[0007] 為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種水介質緩速器的控制方法，該控制方法可 以保證冷卻系統(tǒng)在任何工況下的可靠性，提高行車的安全性。
[0008] 本發(fā)明的另一個目的在于提出一種水介質緩速器的控制裝置。
[0009] 為達到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出了一種水介質緩速器的控制方法，包 括以下步驟：根據(jù)水質緩速器的動力特性獲取當前轉速下的最大輸出制動功率值和最小輸 出制動功率值；對所述水介質緩速器進行熱力學分析，以獲取當前冷卻系統(tǒng)允許所述水介 質緩速器的制動扭矩值；根據(jù)所述最大輸出制動功率值、所述最小輸出制動功率值和所述 制動扭矩值設計觀測器，以得到所述水介質緩速器的輸出制動扭矩特性；以及根據(jù)所述輸 出制動扭矩特性和車輛的制動需求得到所述水介質緩速器輸出的制動力，以控制所述水介 質緩速器。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的水介質緩速器的控制方法，根據(jù)最大輸出制動功率值、 最小輸出制動功率值和制動扭矩值設計觀測器，從而得到水介質緩速器的輸出制動扭矩特 性，通過輸出制動扭矩特性和車輛的制動需求得到水介質緩速器的制動力，實現(xiàn)控制水介 質緩速器的目的，保證冷卻系統(tǒng)在任何工況下的可靠性，并且完成車輛的制動需求，提高行 車的安全性。
[0011] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的水介質緩速器的控制方法還可以具有如下附加的 技術特征：
[0012] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述根據(jù)水質緩速器的動力特性獲取當前 轉速下的最大輸出制動功率值和最小輸出制動功率值，進一步包括：建立驅動力-行駛阻 力方程；根據(jù)所述驅動力-行駛方程獲取所述當前轉速下的最大輸出制動功率值和最小輸 出制動功率值。
[0013] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述驅動力-行駛阻力方程的公式為：
[0014]
【主權項】
1. 一種水介質緩速器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 根據(jù)水質緩速器的動力特性獲取當前轉速下的最大輸出制動功率值和最小輸出制動 功率值； 對所述水介質緩速器進行熱力學分析，以獲取當前冷卻系統(tǒng)允許所述水介質緩速器的 制動扭矩值； 根據(jù)所述最大輸出制動功率值、所述最小輸出制動功率值和所述制動扭矩值設計觀測 器，以得到所述水介質緩速器的輸出制動扭矩特性；以及 根據(jù)所述輸出制動扭矩特性和車輛的制動需求得到所述水介質緩速器輸出的制動力， 以控制所述水介質緩速器。
2. 根據(jù)權利要求1所述的水介質緩速器的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)水質緩速 器的動力特性獲取當前轉速下的最大輸出制動功率值和最小輸出制動功率值，進一步包 括： 建立驅動力-行駛阻力方程； 根據(jù)所述驅動力-行駛方程獲取所述當前轉速下的最大輸出制動功率值和最小輸出 制動功率值。
3. 根據(jù)權利要求2所述的水介質緩速器的控制方法，其特征在于，所述驅動力-行駛阻 力方稈的公式為：
其中，Gx為驅動力，F(xiàn)lx為風阻；FK為滾動阻力，F(xiàn)r為所述水介質緩速器的輸出制動力。
4. 根據(jù)權利要求1所述的水介質緩速器的控制方法，其特征在于，根據(jù)以下公式獲取 所述制動扭矩值，所述公式為：
其中，κ為單位換算系數(shù)，+ Θ為冷卻循環(huán)允許的溫升，治為所述水介質緩速器入口處 的流量，Q為所述水介質緩速器生成的熱量，c為比熱容。
5. 根據(jù)權利要求4所述的水介質緩速器的控制方法，其特征在于，所述輸出制動扭矩 特性為：
其中，11。3為最大啟動轉速，η &為最小啟動轉速，α為充液率，I i、12和1 3為預設系數(shù)， vaS車速，Pc為所述制動扭矩值，η為發(fā)動機轉速。
6. -種水介質緩速器的控制裝置，其特征在于，包括： 功率獲取模塊，用于根據(jù)水質緩速器的動力特性獲取當前轉速下的最大輸出制動功率 值和最小輸出制動功率值； 扭矩獲取模塊，用于對所述水介質緩速器進行熱力學分析，以獲取當前冷卻系統(tǒng)允許 所述水介質緩速器的制動扭矩值； 生成模塊，用于根據(jù)所述最大輸出制動功率值、所述最小輸出制動功率值和所述制動 扭矩值設計觀測器，以得到所述水介質緩速器的輸出制動扭矩特性；以及 控制模塊，用于根據(jù)所述輸出制動扭矩特性和車輛的制動需求得到所述水介質緩速器 輸出的制動力，以控制所述水介質緩速器。
7. 根據(jù)權利要求6所述的水介質緩速器的控制裝置，其特征在于，所述功率獲取模塊 包括： 建立單元，用于建立驅動力-行駛阻力方程； 獲取單元，用于根據(jù)所述驅動力-行駛方程獲取所述當前轉速下的最大輸出制動功率 值和最小輸出制動功率值。
8. 根據(jù)權利要求7所述的水介質緩速器的控制裝置，其特征在于，所述驅動力-行駛阻 力方程的公式為： m^ = Gx-FR-Fuc-Fr, 其中，Gx為驅動力，F(xiàn)lx為風阻；FK為滾動阻力，F(xiàn)r為所述水介質緩速器的輸出制動力。
9. 根據(jù)權利要求6所述的水介質緩速器的控制方法，其特征在于，根據(jù)以下公式獲取 所述制動扭矩值，所述公式為： D dQ . Pc =--=c m ·αΘ κ dt , 其中，κ為單位換算系數(shù)，+ θ為冷卻循環(huán)允許的溫升，治為所述水介質緩速器入口處 的流量，Q為所述水介質緩速器生成的熱量，c為比熱容。
10. 根據(jù)權利要求9所述的水介質緩速器的控制方法，其特征在于，所述輸出制動扭矩 特性為：
其中，11。3為最大啟動轉速，η &為最小啟動轉速，α為充液率，I i、12和1 3為預設系數(shù)， VaS車速，Pc為所述制動扭矩值，η為發(fā)動機轉速。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水介質緩速器的控制方法及控制裝置，其中，方法包括以下步驟：獲取當前轉速下的最大輸出制動功率值和最小輸出制動功率值；獲取允許水介質緩速器的制動扭矩值；根據(jù)最大輸出制動功率值、最小輸出制動功率值和制動扭矩值設計觀測器，以得到水介質緩速器的輸出制動扭矩特性；根據(jù)輸出制動扭矩特性和車輛的制動需求得到水介質緩速器的制動力。該控制方法通過設計觀測器得到輸出制動扭矩特性，從而得到水介質緩速器輸出的制動力，實現(xiàn)控制水介質緩速器的目的，保證冷卻系統(tǒng)在任何工況下的可靠性，提高行車的安全性。
【IPC分類】B60T8-172, B60T10-00
【公開號】CN104828046
【申請?zhí)枴緾N201510267812
【發(fā)明人】雷雨龍, 鄭宏鵬, 宋鵬翔, 劉宇堃, 劉宗晟, 胡興軍, 林立峰
【申請人】吉林大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月22日