本發(fā)明涉及一種基于靜液傳動車輛的速度自動控制技術(shù)，特別是在車輛油門減小(滑行)時的速度自動控制系統(tǒng)方法。
背景技術(shù)：
目前，靜液傳動由于具有傳動系統(tǒng)布置方便，工作介質(zhì)為液壓油沒有沖擊振動，通過溢流及變量泵的控制可以防止車輛因過載而熄火等優(yōu)點被廣泛的應(yīng)用于車輛上，但是由于目前液壓傳動技術(shù)多集中于驅(qū)動部分的功率跟隨上，對于油門減小(滑行)過程中的動力控制研究則較少。這源于：首先，簡單的使泵的輸出排量與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速跟隨，當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速時，馬達(dá)立即變?yōu)橹苿?，影響車輛的經(jīng)濟(jì)性；其次當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速時，如果令泵匹配的排量匹配車速，則當(dāng)車輛在坡路行駛時，由于其車重較大，行駛速度低，極易在自重的作用下產(chǎn)生車速的增加，又由于行駛工況差，駕駛員視野不好原因容易造成駕駛員緊張，疲勞，構(gòu)成事故隱患。因此，針對車輛動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提出一種油門減小(滑行)狀態(tài)下的車速控制方法，是保證車輛安全性的關(guān)鍵性技術(shù)之一。
機(jī)械傳動車輛的油門減小(滑行)過程主要依靠發(fā)動機(jī)反拖制動，下坡過程中，商用車輛應(yīng)用了不同型式的緩速器；越野車輛在大下坡過程中開發(fā)了陡坡緩降技術(shù)；電傳動車輛目前已有下坡輔助相關(guān)技術(shù)的專利和應(yīng)用；靜液傳動車輛(大多是低速的工程車輛)目前沒有針對油門減小(滑行)及下坡工況的研究。
靜液傳動不同于機(jī)械傳動，車輪與發(fā)動機(jī)之間的轉(zhuǎn)速不是固定的比例關(guān)系，因此不能完全借鑒發(fā)動機(jī)反拖制動。緩速器及陡坡緩降技術(shù)可以應(yīng)用于靜液傳動車輛，但相對于汽車，靜液傳動車輛的本身的工況及操作都十分復(fù)雜，且成本較高，應(yīng)用前景不大。靜液傳動車輛與電傳動車輛有相似之處，均可實現(xiàn)發(fā)動機(jī)與車輪轉(zhuǎn)速之間的解偶，因此機(jī)械傳動車輛的油門減小(滑行)可借鑒電傳動車輛的下坡輔助技術(shù)。電傳動車輛的執(zhí)行機(jī)構(gòu)精確可控，能量可回收，可存儲；靜液傳動車輛雖從原理上也具備類似功能，但實現(xiàn)起來難度很大，因此也無法照抄電傳動車輛的下坡輔助技術(shù)。靜液傳動車輛則沒有相近研究。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種靜液傳動車輛油門減小及滑行時的速度控制方法。本發(fā)明在油管上增加壓力傳感器傳遞油壓信號給控制器，當(dāng)油門減小(或滑行)車速不增加時，以發(fā)動機(jī)為驅(qū)動，不讓泵和發(fā)動機(jī)提供阻力為控制目的，當(dāng)油門減小(或滑行)車速增加時，讓泵和發(fā)動機(jī)提供一定的制動力，不讓車速增加為控制目的，執(zhí)行此控制，能夠?qū)崿F(xiàn)油門和剎車執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實時速度把控。
本發(fā)明所采取的具體技術(shù)方案如下：一種靜液傳動車輛油門減小及滑行時的速度控制方法，其特征在于，包括對油門減小及滑行過程中車速不增加時的速度控制、油門減小及滑行過程中車速增加時的速度控制兩方面：
(1)當(dāng)油門減小及滑行過程中車速不增加時：
控制器首先查詢變量泵提供的進(jìn)油口與出油口壓力差信號δppump，及壓力傳感器提供的變量泵高壓油管中的壓力信號psense，
1)當(dāng)δppump減小至零的過程中及δppump等于零時，變量泵按驅(qū)動控制策略控制：變量泵斜盤角度與加速踏板開度成正比例關(guān)系；
2)當(dāng)δppump由零再增加時，此時判斷psense的變化：
a)psense>0時，變量泵按驅(qū)動控制策略控制；
b)psense＝0時，保持δppump等于零時的變量泵斜盤角度；
(2)當(dāng)油門減小及滑行過程中車速增加時：
控制器首先查詢變量泵提供的進(jìn)油口與出油口壓力差信號δppump，及壓力傳感器提供的變量泵高壓油管中的壓力信號psense，
1)當(dāng)δppump減小至零的過程中，變量泵仍按驅(qū)動控制策略控制；
2)當(dāng)δppump等于零時，此時判斷：
a)如果加速踏板開度不為零，發(fā)動機(jī)功率只維持自身的運轉(zhuǎn)，不再驅(qū)動，變量泵斜盤角度隨δppump變化保證δppump為零；
b)如果加速踏板開度為零，保持變量泵原斜盤角度，發(fā)動機(jī)不噴油，適當(dāng)反拖；
3)當(dāng)δppump由零再增加的過程中，此時判斷psense變化：
a)psense>0時，發(fā)動機(jī)處于驅(qū)動狀態(tài)，保持變量泵斜盤角度不變；
b)psense＝0時，通過調(diào)整變量泵的斜盤角度，保持變量泵的流量不變；當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于設(shè)定的怠速值時，停止發(fā)動機(jī)噴油，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于這個值時恢復(fù)噴油。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明顯著的有益效果體現(xiàn)在：
一，通過調(diào)整馬達(dá)與泵的速比(馬達(dá)沒變，因為始終在調(diào)泵的斜盤角度，所以他們倆的速度也在不停的變)，解決加速踏板與泵斜盤角度成線性關(guān)系的控制策略導(dǎo)致車輛無法利用自身動能滑行的問題，減少能量損失，提高了整車的經(jīng)濟(jì)性。
二，車輛下坡過程中通過調(diào)整馬達(dá)與泵的速比，保持車速不增加，降低車輛下坡過程中因自重車速不斷增加而引發(fā)的危險，提高了車輛的安全性。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。
附圖說明
附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。
圖1為靜液傳動車輛速度控制系統(tǒng)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，附圖和實施例僅用于闡釋本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，這并不是對本發(fā)明技術(shù)方案作的唯一限定，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案精神實質(zhì)下所做的任何等同變換或改動，均應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
圖1所示為本發(fā)明靜液傳動車輛的速度控制系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)1、變量泵2、第一單向閥3、第二單向閥4、變量馬達(dá)5、變速箱6、車輪7、補油泵8、第一溢流閥9、第二溢流閥10、第三溢流閥11、液壓油箱12、壓力傳感器13、制動踏板14、加速踏板15、控制器16。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括發(fā)動機(jī)1、變量泵2、單向閥、變量馬達(dá)5、變速箱6、車輪7、補油泵8，控制機(jī)構(gòu)包括制動踏板14、加速踏板15、控制器16。
發(fā)動機(jī)1與變量泵2及補油泵8相連，傳遞扭矩，變量泵2與變量馬達(dá)5相連。發(fā)動機(jī)1在驅(qū)動時用于給車輛提供驅(qū)動力，變量泵2在驅(qū)動時把發(fā)動機(jī)1的動能轉(zhuǎn)化成液壓能傳遞給變量馬達(dá)5給車輛提供動力，在制動時用于帶動發(fā)動機(jī)1旋轉(zhuǎn)為車輛提供一定的阻力矩。補油泵8的作用是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)溢流時及時為系統(tǒng)補油，避免系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓及油路中有氣體。變量馬達(dá)5在驅(qū)動時用于把泵輸送過來的液壓能轉(zhuǎn)換成動能傳遞給變速箱6，最后作用在車輪7上，在制動及油門減小(滑行)過程中又被當(dāng)作液壓泵使用，將車體的動能變?yōu)橐簤耗?，最后帶動發(fā)動機(jī)1運轉(zhuǎn)達(dá)到消耗車體能量，使車輛降速的目的。壓力傳感器13用于測量發(fā)動機(jī)正向驅(qū)動時泵高壓油管中的壓力?？刂破?6用于采集制動踏板14、加速踏板15、壓力傳感器13、變量泵2及變量馬達(dá)5的信號，分析駕駛員的駕駛意圖，根據(jù)駕駛員的駕駛意圖制定驅(qū)動及制動力矩，并將控制信號發(fā)送給泵及馬達(dá)。三個溢流閥分別裝在三條油路上，連接至油箱。
控制器16中存有控制邏輯，本發(fā)明提供的車輛油門減小(滑行)速度的控制，由控制器中的控制邏輯執(zhí)行，包括對油門減小(或滑行)車速不增加時的速度控制和車輛滑行過程中速度增加時的控制兩方面：
一、油門減小(滑行)過程中車速不增加時的速度控制
此時主要還是發(fā)動機(jī)驅(qū)動車輛行走，只是不讓泵和發(fā)動機(jī)提供阻力是控制的目的。
車輛前進(jìn)過程中，當(dāng)控制器檢測到油門開度減小且車速不增加(等速或降速)時，控制器首先查詢變量泵提供的進(jìn)油口與出油口壓力差信號δppump變化及壓力傳感器提供的高壓油管路中的壓力信號psense的變化(δppump由泵自身的傳感器及控制器測量和計算，并可以上報給整車控制器，不過他只報壓力差，不知進(jìn)油口與出油口哪邊壓力高，所以加了一個傳感器測量高壓管路中的壓力，以便確認(rèn)是驅(qū)動還是拖動狀態(tài))：
(1)當(dāng)δppump減小至零的過程中及δppump等于零時(δppump不等于零說明發(fā)動機(jī)有驅(qū)/制動力，等于零說明沒有驅(qū)動力)，變量泵仍按驅(qū)動控制策略控制：變量泵斜盤角度與加速踏板開度成線性(正比例)關(guān)系，即此時的系統(tǒng)動作是油門減小，變量泵斜盤角度也減小。
(2)當(dāng)δppump由零再增加時(此時說明驅(qū)動狀態(tài)發(fā)生了變化，可能是制動(下坡，車拖著泵和發(fā)動機(jī)越跑越快)，也可能是驅(qū)動(車速越降越低，發(fā)動機(jī)帶著泵驅(qū)動車加速))，此時判斷psense的變化：
a)psense>0時，變量泵按驅(qū)動控制策略控制(psense>0說明了正向驅(qū)動)；
b)psense＝0時，保持δppump等于零時的變量泵斜盤角度(psense＝0說明了反向制動)。
二、油門減小(滑行)過程中車速增加時的速度控制
此時應(yīng)為下坡，讓泵和發(fā)動機(jī)提供一定的制動力，不讓車速增加是控制的目的。
車輛前進(jìn)過程中，當(dāng)控制器檢測到油門開度減小的同時車速增加時，首先查詢變量泵提供的進(jìn)油口與出油口壓力差δppump信號變化及壓力傳感器提供的壓力信號psense變化：
(1)當(dāng)δppump減小至零的過程中，變量泵仍按驅(qū)動控制策略控制；
(2)當(dāng)δppump等于零時，此時判斷執(zhí)行：
a)如果加速踏板開度不為零，此時駕駛員的意圖仍為加速，發(fā)動機(jī)功率只維持自身的運轉(zhuǎn)，不再驅(qū)動，此時應(yīng)該允許車輛加速，此時發(fā)動機(jī)回歸怠速，變量泵斜盤角度隨δppump變化保證δppump為零；
b)如果加速踏板開度為零，此時駕駛員的意圖為車速不增加，δppump等于零時車速不會增加，故此時保持變量泵原斜盤角度，發(fā)動機(jī)不噴油，適當(dāng)反拖即可；
(3)當(dāng)δppump由零再增加的過程中，此時判斷psense變化：
a)psense>0時，說明發(fā)動機(jī)又處于驅(qū)動狀態(tài)，此時變量泵應(yīng)保持斜盤角度不變；
b)psense＝0時，通過調(diào)整變量泵的斜盤角度，保持變量泵的流量不變；當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于某個值時(自定義這個值，比如為最高轉(zhuǎn)速的80％)，停止發(fā)動機(jī)噴油，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于這個值時恢復(fù)噴油。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。