泵控式液力緩速系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車(chē)輛技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種栗控式液力緩速系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]液力緩速器又稱(chēng)為液力減速裝置，是一種利用液體阻尼產(chǎn)生緩速作用的裝置。液力緩速系統(tǒng)通常包括液力緩速器、供油裝置、熱交換器等，液力緩速系統(tǒng)常用于車(chē)輛，以在車(chē)輛制動(dòng)時(shí)輔助降低車(chē)輛行駛速度。
[0003]液力緩速器的定子固定安裝，而液力緩速器的轉(zhuǎn)子與車(chē)輛的傳動(dòng)軸相連接，在車(chē)輛行駛過(guò)程中，液力緩速器的轉(zhuǎn)子相對(duì)其定子轉(zhuǎn)動(dòng)。液力緩速器的定子和轉(zhuǎn)子上均設(shè)有葉片，在車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，供油裝置將油液充入液力緩速器的定子和轉(zhuǎn)子之間的空腔內(nèi)，轉(zhuǎn)子的葉片在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)油液對(duì)定子作用一個(gè)轉(zhuǎn)矩，此時(shí)，定子的反轉(zhuǎn)矩即為轉(zhuǎn)子的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，該制動(dòng)轉(zhuǎn)矩將起到輔助制動(dòng)車(chē)輛的作用。在液力緩速器輔助制動(dòng)車(chē)輛過(guò)程中，汽車(chē)動(dòng)能消耗于油液的摩擦和油液對(duì)定子的葉片的沖擊而轉(zhuǎn)換為熱能，從而使油液溫度升高。進(jìn)一步地，溫度升高的油液循環(huán)流經(jīng)熱交換器，將油液中的熱量通過(guò)熱交換器傳遞至外界。此即為液力緩速系統(tǒng)的制動(dòng)工作原理。
[0004]現(xiàn)有的液力緩速系統(tǒng)的一種供油裝置，采用高壓氣體將油液從油箱中壓入液力緩速器的轉(zhuǎn)子與定子之間的空腔。現(xiàn)有的液力緩速系統(tǒng)的另一種供油裝置，采用油栗將油液從油箱中栗入液力緩速器的轉(zhuǎn)子與定子之間的空腔。現(xiàn)有的液力緩速系統(tǒng)的無(wú)論采用何種供油裝置，通常均采用開(kāi)環(huán)控制方式對(duì)流入液力緩速器的油液的流量進(jìn)行控制。這種開(kāi)環(huán)控制方式導(dǎo)致在車(chē)輛制動(dòng)緩速時(shí)，對(duì)車(chē)輛的行駛速度的控制精度較差，司機(jī)的駕駛體驗(yàn)度較差且容易發(fā)生制動(dòng)誤判風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]另外，現(xiàn)有的液力緩速系統(tǒng)在對(duì)車(chē)輛啟動(dòng)制動(dòng)緩速時(shí)，油液需經(jīng)一定時(shí)間才可進(jìn)入液力緩速器并使液力緩速器開(kāi)始執(zhí)行制動(dòng)緩速工作，特別是在油液管路較長(zhǎng)的情形下延時(shí)更為嚴(yán)重。同控制延時(shí)問(wèn)題的重要性一樣，控制精度的問(wèn)題對(duì)液力緩速器也極為重要，而液力緩速器的控制精度由進(jìn)入液力緩速器的油液的流量決定，從而，液力緩速系統(tǒng)的供油裝置決定了液力緩速器的控制精度。高壓空氣的可壓縮/膨脹特性以及油栗的排量控制精度較差，使得現(xiàn)有的液力緩速系統(tǒng)的供油裝置在為液力緩速器供油時(shí)無(wú)法非常精確地控制油液流量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種栗控式液力緩速系統(tǒng)及其控制方法，該栗控式液力緩速系統(tǒng)將輔栗與液力緩速器同軸連接，使得栗控式液力緩速系統(tǒng)可以快速地進(jìn)入制動(dòng)緩速工作。同時(shí)，還設(shè)有可以向液力緩速器栗送油液的主栗，主栗和輔栗分別配合液力緩速器對(duì)車(chē)輛行駛速度提供不同精度級(jí)別的控制。其中，栗控式液力緩速系統(tǒng)采用速度閉環(huán)控制方法，在速度偏差較大時(shí)，使用同軸連接的輔栗和液力緩速器進(jìn)行雙重制動(dòng)緩速；在速度偏差較小時(shí)，使用伺服電機(jī)精確控制主栗轉(zhuǎn)速，以達(dá)到精確控制主栗輸出至液力緩速器的流量的目的，從而精確控制車(chē)輛制動(dòng)時(shí)的行駛速度。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種栗控式液力緩速系統(tǒng)，包括液力緩速器、轉(zhuǎn)速傳感器、油箱和控制器，所述轉(zhuǎn)速傳感器安裝于車(chē)輛的傳動(dòng)軸，所述控制器電連接于所述轉(zhuǎn)速傳感器。該栗控式液力緩速系統(tǒng)還包括伺服電機(jī)、主栗以及輔栗，所述輔栗為變量栗且能夠調(diào)節(jié)其排量大小，所述伺服電機(jī)連接于所述主栗，所述輔栗的轉(zhuǎn)軸連接于所述液力緩速器的轉(zhuǎn)軸。所述主栗的出油口和所述輔栗出油口均連接于所述液力緩速器的進(jìn)油口，所述主栗的進(jìn)油口連接于所述液力緩速器的出油口且連接于所述油箱，所述輔栗的進(jìn)油口連接于所述油箱。
[0008]所述控制器分別電連接于所述伺服電機(jī)和所述輔栗的排量調(diào)節(jié)裝置，從而所述控制器能夠分別輸出控制信號(hào)至所述伺服電機(jī)和所述輔栗的排量調(diào)節(jié)裝置以分別控制所述伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和所述輔栗的排量。
[0009]進(jìn)一步的，所述主栗為定量栗?；蛘?br> 所述主栗為變量栗且能夠調(diào)節(jié)其排量大小，所述控制器進(jìn)一步電連接于所述主栗的排量調(diào)節(jié)裝置。
[0010]進(jìn)一步的，栗控式液力緩速系統(tǒng)還包括比例溢流閥，所述比例溢流閥的進(jìn)油口連接于所述主栗的出油口，所述比例溢流閥的出油口連接于所述所述油箱。所述控制器進(jìn)一步地電連接于所述比例溢流閥，所述比例溢流閥能夠預(yù)先設(shè)定多檔溢流壓力值。
[0011]進(jìn)一步的，栗控式液力緩速系統(tǒng)進(jìn)一步包括熱交換器，所述熱交換器設(shè)于所述液力緩速器、所述比例溢流閥輸出油液至所述油箱以及所述主栗的管路上，所述熱交換器能夠?qū)⒂鸵褐械臒崃總鬟f至外界。
[0012]進(jìn)一步的，液力緩速系統(tǒng)進(jìn)一步包括安全閥，所述安全閥的進(jìn)油口連接于所述主栗的出油口，所述安全閥的出油口連接于所述所述油箱。所述熱交換器位于所述安全閥輸出油液至所述油箱以及所述主栗的管路上。
[0013]進(jìn)一步的，栗控式液力緩速系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一單向閥和第二單向閥，所述第一單向閥的進(jìn)油口連接于所述主栗的出油口，所述第一單向閥的出油口連接于所述液力緩速器的進(jìn)油口。所述第二單向閥的進(jìn)油口連接于所述輔栗的出油口，所述第二單向閥的出油口連接于所述所述液力緩速器的進(jìn)油口。
[0014]栗控式液力緩速系統(tǒng)的控制方法，具體如下:
目標(biāo)轉(zhuǎn)速Λ以及預(yù)設(shè)速度偏差Va已預(yù)先設(shè)定并存儲(chǔ)在所述控制器內(nèi)。啟動(dòng)所述栗控式液力緩速系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)時(shí)將檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳遞至所述控制器，所述控制器將該轉(zhuǎn)速信號(hào)換算為車(chē)輛的行駛速度Kl。所述控制器將行駛速度Kl減去目標(biāo)轉(zhuǎn)速Λ計(jì)算得出速度偏差以，進(jìn)一步將速度偏差以與預(yù)設(shè)速度偏差Va進(jìn)行比較。
[0015]若速度偏差以〉預(yù)設(shè)速度偏差Va，所述速度偏差以作為輸入經(jīng)所述控制器的PID控制單元計(jì)算得到所述輔栗的排量控制信號(hào)，所述控制器將計(jì)算得出的所述輔栗的排量控制信號(hào)傳遞至所述輔栗的排量調(diào)節(jié)裝置，從而調(diào)節(jié)所述輔栗的排量，所述輔栗在所述液力緩速器的轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)并向所述液力緩速器輸出油液，從而所述輔栗和所述液力緩速器同時(shí)對(duì)車(chē)輛起到制動(dòng)緩速作用。
[0016]若0〈速度偏差以 <預(yù)設(shè)速度偏差Va，所述速度偏差以作為輸入經(jīng)所述控制器的PID控制單元計(jì)算得到控制電壓信號(hào)，所述控制器將該控制電壓信號(hào)傳遞至所述伺服電機(jī)，從而調(diào)節(jié)所述伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，所述主栗在所述伺服電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)并向所述液力緩速器輸出油液，從而所述液力緩速器對(duì)車(chē)輛起到制動(dòng)緩速作用。
[0017]所述轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)一步將下一周期檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳遞至所述控制器，所述控制器進(jìn)入下一控制周期。
[0018]進(jìn)一步的，所述主栗為變量栗，根據(jù)控制精度及控制相應(yīng)速度的需求設(shè)定所述主栗的排量大小。
[0019]采用本發(fā)明具有如下的有益效果:
1、本發(fā)明所述的栗控式液力緩速系統(tǒng)采用同軸連接的液力緩速器和輔栗結(jié)構(gòu)，該同軸連接結(jié)構(gòu)既可以使輔栗在開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)即可開(kāi)始(輔栗開(kāi)始輸出油液時(shí)即可對(duì)車(chē)輛傳動(dòng)軸產(chǎn)生反力矩)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行制動(dòng)，又可以為車(chē)輛提供雙重制動(dòng)作用從而實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)。
[0020]2、本發(fā)明所述的栗控式液力緩速系統(tǒng)采用閉環(huán)速度控制方法，該控制方法可實(shí)時(shí)反饋車(chē)輛行駛速度，以不斷地糾正控制誤差。
[0021]3、本發(fā)明所述的栗控式液力緩速系統(tǒng)采用伺服電機(jī)控制主栗的轉(zhuǎn)速，伺服電機(jī)的高精度控制特性使得主栗可以為液力緩速器提供流量精度更高的油液，提高車(chē)輛行駛速度的控制精度。
[0022]4、本發(fā)明所述的栗控式液力緩速系統(tǒng)采用分段控制車(chē)輛制動(dòng)行駛速度的控制方法，兼具了高控制響應(yīng)速度和高控制精度。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種栗控式液力緩速系統(tǒng)的工作原理圖；
圖2為栗控式液力緩速系統(tǒng)的輔栗的控制原理圖；
圖3為栗控式液力緩速系統(tǒng)的主栗的控制原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的