本發(fā)明涉及液壓機(jī)械無級傳動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液壓機(jī)械無級傳動動力換段控制方法。

技術(shù)背景

液壓機(jī)械無級傳動是由機(jī)械傳動和液壓傳動復(fù)合而成的傳動形式，如圖1所示，由功率分流機(jī)構(gòu)D、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)M、液壓傳動機(jī)構(gòu)H、功率匯流機(jī)構(gòu)C四部分組成。該傳動具有機(jī)械傳動高效率和液壓傳動無級變速的突出優(yōu)點，適用于大功率車輛使用。

液壓機(jī)械換段過程中，液壓傳動機(jī)構(gòu)負(fù)載反向，液壓路功率流反向，液壓元件功能互換，液壓回路高低壓側(cè)互換，造成定排量液壓元件轉(zhuǎn)速突變，引起輸出轉(zhuǎn)速波動，造成動力中斷。常規(guī)換段方法中當(dāng)前段離合器分離和目標(biāo)段離合器結(jié)合之間有一定時間間隔，或兩離合器有短時間的滑磨重疊，無法解決上述換段問題。

液壓機(jī)械無級傳動換段中存在上述諸多技術(shù)問題，因此，提出能夠消除轉(zhuǎn)速突變、提高換段品質(zhì)的動力換段控制方法亟待解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種液壓機(jī)械無級傳動的動力換段控制方法，動力換段是指換段時使目標(biāo)段離合器與當(dāng)前段離合器有短時間的結(jié)合重疊，保證換段時動力連續(xù)。該方法使得液壓機(jī)械無級傳動能夠?qū)崿F(xiàn)動力換段，消除換段過程的轉(zhuǎn)速波動，提高換段品質(zhì)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種液壓機(jī)械無級傳動動力換段控制方法，該方法內(nèi)容包括如下步驟：

1)獲取當(dāng)前狀態(tài)參量：液壓機(jī)械控制器實時監(jiān)測當(dāng)前段的關(guān)鍵狀態(tài)參量；

2)判斷理想換段時機(jī)：以目標(biāo)段離合器速差為0時為理想換段時機(jī)；由于匯流排轉(zhuǎn)速特性的確定性，將定排量液壓元件轉(zhuǎn)速和輸入轉(zhuǎn)速之比作為理想換段時機(jī)的判據(jù)，當(dāng)控制器監(jiān)測的定排量液壓元件轉(zhuǎn)速和輸入轉(zhuǎn)速之比當(dāng)前值達(dá)到理想比值時滿足換段條件，進(jìn)入換段過程；

3)根據(jù)當(dāng)前段的關(guān)鍵狀態(tài)參量，合理預(yù)測目標(biāo)段變排量液壓元件的排量目標(biāo)值；換段前后，當(dāng)變排量液壓元件由泵工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R達(dá)工作狀態(tài)時，目標(biāo)段變排量液壓元件排量預(yù)測值小于當(dāng)前變排量液壓元件排量，需減小變排量液壓元件排量；當(dāng)變排量液壓元件由馬達(dá)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楸霉ぷ鳡顟B(tài)時，目標(biāo)段變排量液壓元件排量預(yù)測值大于當(dāng)前變排量液壓元件排量，需增大變排量液壓元件排量；換段過程中目標(biāo)段離合器先結(jié)合，當(dāng)前段離合器再分離，兩離合器存在結(jié)合重疊過程；在目標(biāo)段離合器結(jié)合后，兩離合器結(jié)合重疊時調(diào)節(jié)變排量液壓元件排量，使換段前后輸出轉(zhuǎn)速連續(xù)；

換段過程控制：換段過程分為3個子過程；

①滿足換段條件時，目標(biāo)段離合器結(jié)合，此時當(dāng)前段離合器仍結(jié)合；

②控制器根據(jù)當(dāng)前段的關(guān)鍵狀態(tài)參量預(yù)測目標(biāo)段變排量液壓元件的排量值；在兩離合器結(jié)合重疊時，調(diào)節(jié)變排量液壓元件的排量至預(yù)測值；

③維持變排量液壓元件的排量為預(yù)測值不變，將當(dāng)前段離合器分離，該換段過程結(jié)束。

本發(fā)明提供的一種液壓機(jī)械無級傳動動力換段控制方法，將定排量液壓元件轉(zhuǎn)速和輸入轉(zhuǎn)速之比作為理想換段時機(jī)的判據(jù)，在理想換段時機(jī)下控制目標(biāo)段離合器結(jié)合形成兩離合器結(jié)合重疊；在離合器結(jié)合重疊過程中調(diào)節(jié)變排量液壓元件排量，補(bǔ)償因液壓元件功能互換引起目標(biāo)段定排量液壓元件轉(zhuǎn)速變化；最后分離當(dāng)前段離合器。

與傳統(tǒng)的換段控制方法相比，本發(fā)明提供的一種液壓機(jī)械無級傳動動力換段控制方法消除了換段過程中輸出轉(zhuǎn)速的波動，提高了液壓機(jī)械無級傳動換段品質(zhì)。

附圖說明

圖1是液壓機(jī)械無級傳動原理圖；

圖2是某等差兩段式液壓機(jī)械無級傳動簡圖；

圖3是本發(fā)明所提供動力換段控制方法中由液壓段向液壓機(jī)械段換段過程的控制信號示意圖；

圖4是本發(fā)明所提供動力換段控制方法中由液壓機(jī)械段向液壓段換段過程的控制信號示意圖；

圖5是本發(fā)明所提供動力換段控制方法的一種具體實施方式的控制流程圖。

其中：D為功率分流機(jī)構(gòu)，M為機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，H為液壓傳動機(jī)構(gòu)，C為功率匯流機(jī)構(gòu)；

其中：1：傳動裝置輸入軸，2：分流機(jī)構(gòu)固定軸齒輪，3：變排量液壓元件輸入軸，4：變排量液壓元件，5：定排量液壓元件輸出軸，6：定排量液壓元件，7：固定軸齒輪，8：傳動裝置輸出軸，9：離合器C_H，10：K₂行星排齒圈，11：K₂行星排行星架，12：離合器C_L，13：K₃行星排太陽輪。

具體實施方法

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本實施例中將對某等差兩段式液壓機(jī)械無級傳動實施動力換段過程控制，圖2所示是某等差兩段式液壓機(jī)械無級傳動簡圖。該傳動裝置可分為液壓段和液壓機(jī)械段兩種工況，其中液壓機(jī)械段又根據(jù)變排量液壓元件4排量ε的正負(fù)分為液壓機(jī)械前半段(ε＞0)和液壓機(jī)械后半段(ε＜0)；液壓機(jī)械無級傳動工作在液壓段時，離合器C_H9結(jié)合，變排量液壓元件4驅(qū)動定排量液壓元件6，即變排量液壓元件4工作在泵工作狀態(tài)；液壓機(jī)械無級傳動工作在液壓機(jī)械段時，離合器C_L12結(jié)合，在液壓機(jī)械前半段定排量液壓元件6驅(qū)動變排量液壓元件4，即變排量液壓元件4工作在馬達(dá)工作狀態(tài)。

參考圖5，圖5所示為本發(fā)明所提供液壓機(jī)械無級傳動動力換段控制方法的具體實施方式的控制流程圖。

在一種具體實施方式中，本發(fā)明所提供的用于液壓機(jī)械無級傳動動力換段控制方法包括如下步驟：

S1：獲取當(dāng)前狀態(tài)參量；液壓機(jī)械控制器實時監(jiān)測當(dāng)前段的關(guān)鍵狀態(tài)參量；

S2：判斷理想換段時機(jī)；以目標(biāo)段離合器速差為0時為理想換段時機(jī)；由于匯流排轉(zhuǎn)速特性的確定性，將定排量液壓元件6轉(zhuǎn)速和輸入轉(zhuǎn)速之比作為理想換段時機(jī)的判據(jù)，當(dāng)控制器監(jiān)測的定排量液壓元件6轉(zhuǎn)速和輸入轉(zhuǎn)速之比當(dāng)前值達(dá)到理想比值時滿足換段條件，進(jìn)入換段過程；

S3：換段過程控制；換段過程分為3個子過程；

①滿足換段條件時，目標(biāo)段離合器結(jié)合，此時當(dāng)前段離合器仍結(jié)合；

②控制器根據(jù)當(dāng)前段的關(guān)鍵狀態(tài)參量預(yù)測目標(biāo)段變排量液壓元件4的排量值；在兩離合器結(jié)合重疊時，調(diào)節(jié)變排量液壓元件4的排量至預(yù)測值；

③維持變排量液壓元件4的排量為預(yù)測值不變，將當(dāng)前段離合器分離，該換段過程結(jié)束。

采用這種方法，某等差兩段式液壓機(jī)械無級傳動裝置由液壓段向液壓機(jī)械段換段時，

步驟S1獲取當(dāng)前狀態(tài)參量觀測值；

步驟S2判斷換段時機(jī)；以液壓機(jī)械段離合器C_L12速差為0時作為理想換段時機(jī)，根據(jù)兩離合器結(jié)合重疊時匯流排轉(zhuǎn)速特性計算離合器12C_L速差為0時的定排量液壓元件6轉(zhuǎn)速與傳動裝置輸入轉(zhuǎn)速之比，并以此作為理想換段時機(jī)的判據(jù)，實時監(jiān)測定排量液壓元件6與輸入轉(zhuǎn)速的比值，當(dāng)其達(dá)到理想比值時，滿足換段條件，進(jìn)入換段過程，此時變排量液壓元件4排量記為ε_H-HM；

參考圖3，圖3所示為液壓段向液壓機(jī)械段換段過程的控制信號示意圖。

步驟S3換段過程控制；換段過程分為3個子過程：

①換段過程中液壓機(jī)械段離合器C_L12先結(jié)合，此時液壓段離合器C_H9仍保持原結(jié)合狀態(tài)；

②控制器根據(jù)液壓段的關(guān)鍵狀態(tài)參量，以液壓段離合器C_H9無速差分離為目標(biāo)合理預(yù)測液壓機(jī)械段變排量液壓元件4的排量ε_HM，在兩離合器結(jié)合重疊時調(diào)節(jié)變排量液壓元件4的排量從換段開始時的ε_H-HM至預(yù)測值ε_HM；

③維持變排量液壓元件4的排量為預(yù)測值ε_HM不變，將液壓段離合器C_H9分離，該換段過程結(jié)束。

采用這種方法，某等差兩段式液壓機(jī)械無級傳動裝置由液壓機(jī)械段向液壓段換段時，

步驟S1獲取當(dāng)前狀態(tài)參量觀測值；

步驟S2判斷換段時機(jī)；以液壓段離合器C_H9速差為0時作為理想換段時機(jī)，根據(jù)兩離合器結(jié)合重疊時匯流排轉(zhuǎn)速特性計算離合器C_H9速差為0時的定排量液壓元件6轉(zhuǎn)速與傳動裝置輸入轉(zhuǎn)速之比，并以此作為理想換段時機(jī)的判據(jù)，實時監(jiān)測定排量液壓元件6與輸入轉(zhuǎn)速的比值，當(dāng)其達(dá)到理想比值時，滿足換段條件，進(jìn)入換段過程，此時變排量液壓元件4排量記為ε_HM-H；

參考圖4，圖4為液壓機(jī)械段向液壓段換段過程的控制信號示意圖。

步驟S3換段過程控制；換段過程分為3個子過程：

①換段過程中液壓段離合器C_H9先結(jié)合，此時液壓機(jī)械段離合器C_L12仍保持原結(jié)合狀態(tài)；

②控制器根據(jù)液壓機(jī)械段的關(guān)鍵狀態(tài)參量，以液壓機(jī)械段離合器C_L9無速差分離為目標(biāo)合理預(yù)測液壓段變排量液壓元件4的排量ε_H，在兩離合器結(jié)合重疊時調(diào)節(jié)變排量液壓元件4的排量從換段開始時的ε_HM-H至預(yù)測值ε_H；

③維持變排量液壓元件4的排量為預(yù)測值ε_H不變，將液壓機(jī)械段離合器C_L12分離，該換段過程結(jié)束。

采用這種方法，換段過程能實現(xiàn)部分動力傳遞，且換段前后轉(zhuǎn)速無變化，明顯改善了液壓機(jī)械無級傳動換段品質(zhì)。

本實施例中所采用的某等差式兩段液壓機(jī)械無級傳動，換段過程閉式液壓系統(tǒng)中變排量液壓元件和定排量液壓元件功能互換，系統(tǒng)高低壓側(cè)換邊，由于容積效率的影響，由液壓段向液壓機(jī)械段換段時應(yīng)該減小排量，由液壓機(jī)械段向液壓段換段時應(yīng)該增大排量。

以上對本發(fā)明所提供的一種液壓機(jī)械無級傳動動力換段控制方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本發(fā)明不僅適用于圖例中的液壓機(jī)械，同樣適用于其他結(jié)構(gòu)形式的液壓機(jī)械雙功率流復(fù)合無級傳動。為了說明使用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方法進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，凡在本發(fā)明的精神和原則下，對本發(fā)明進(jìn)行的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。