液压机械无级传动动力换段控制方法技术

本发明专利技术提供一种用于液压机械无级传动的动力换段控制方法，包括如下步骤：液压机械无级传动控制器实时监测当前段的关键状态参量；将定排量液压元件转速和输入转速之比作为理想换段时机的判据，在理想换段时机下控制目标段离合器结合形成两离合器结合重叠；然后在离合器结合重叠过程中调节变排量液压元件排量，补偿因液压元件功能互换引起目标段定排量液压元件转速变化；最后分离当前段离合器。采用这种方法，换段过程能实现部分动力传递，且换段前后转速无变化，明显改善了液压机械无级传动换段品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压机械无级传动
，尤其涉及一种液压机械无级传动动力换段控制方法。技术背景液压机械无级传动是由机械传动和液压传动复合而成的传动形式，如图1所示，由功率分流机构D、机械传动机构M、液压传动机构H、功率汇流机构C四部分组成。该传动具有机械传动高效率和液压传动无级变速的突出优点，适用于大功率车辆使用。液压机械换段过程中，液压传动机构负载反向，液压路功率流反向，液压元件功能互换，液压回路高低压侧互换，造成定排量液压元件转速突变，引起输出转速波动，造成动力中断。常规换段方法中当前段离合器分离和目标段离合器结合之间有一定时间间隔，或两离合器有短时间的滑磨重叠，无法解决上述换段问题。液压机械无级传动换段中存在上述诸多技术问题，因此，提出能够消除转速突变、提高换段品质的动力换段控制方法亟待解决。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种液压机械无级传动的动力换段控制方法，动力换段是指换段时使目标段离合器与当前段离合器有短时间的结合重叠，保证换段时动力连续。该方法使得液压机械无级传动能够实现动力换段，消除换段过程的转速波动，提高换段品质。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种液压机械无级传动动力换段控制方法，该方法内容包括如下步骤：1)获取当前状态参量：液压机械控制器实时监测当前段的关键状态参量；2)判断理想换段时机：以目标段离合器速差为0时为理想换段时机；由于汇流排转速特性的确定性，将定排量液压元件转速和输入转速之比作为理想换段时机的判据，当控制器监测的定排量液压元件转速和输入转速之比当前值达到理想比值时满足换段条件，进入换段过程；3)根据当前段的关键状态参量，合理预测目标段变排量液压元件的排量目标值；换段前后，当变排量液压元件由泵工作状态转变为马达工作状态时，目标段变排量液压元件排量预测值小于当前变排量液压元件排量，需减小变排量液压元件排量；当变排量液压元件由马达工作状态转变为泵工作状态时，目标段变排量液压元件排量预测值大于当前变排量液压元件排量，需增大变排量液压元件排量；换段过程中目标段离合器先结合，当前段离合器再分离，两离合器存在结合重叠过程；在目标段离合器结合后，两离合器结合重叠时调节变排量液压元件排量，使换段前后输出转速连续；换段过程控制：换段过程分为3个子过程；①满足换段条件时，目标段离合器结合，此时当前段离合器仍结合；②控制器根据当前段的关键状态参量预测目标段变排量液压元件的排量值；在两离合器结合重叠时，调节变排量液压元件的排量至预测值；③维持变排量液压元件的排量为预测值不变，将当前段离合器分离，该换段过程结束。本专利技术提供的一种液压机械无级传动动力换段控制方法，将定排量液压元件转速和输入转速之比作为理想换段时机的判据，在理想换段时机下控制目标段离合器结合形成两离合器结合重叠；在离合器结合重叠过程中调节变排量液压元件排量，补偿因液压元件功能互换引起目标段定排量液压元件转速变化；最后分离当前段离合器。与传统的换段控制方法相比，本专利技术提供的一种液压机械无级传动动力换段控制方法消除了换段过程中输出转速的波动，提高了液压机械无级传动换段品质。附图说明图1是液压机械无级传动原理图；图2是某等差两段式液压机械无级传动简图；图3是本专利技术所提供动力换段控制方法中由液压段向液压机械段换段过程的控制信号示意图；图4是本专利技术所提供动力换段控制方法中由液压机械段向液压段换段过程的控制信号示意图；图5是本专利技术所提供动力换段控制方法的一种具体实施方式的控制流程图。其中：D为功率分流机构，M为机械传动机构，H为液压传动机构，C为功率汇流机构；其中：1：传动装置输入轴，2：分流机构固定轴齿轮，3：变排量液压元件输入轴，4：变排量液压元件，5：定排量液压元件输出轴，6：定排量液压元件，7：固定轴齿轮，8：传动装置输出轴，9：离合器CH，10：K2行星排齿圈，11：K2行星排行星架，12：离合器CL，13：K3行星排太阳轮。具体实施方法为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本实施例中将对某等差两段式液压机械无级传动实施动力换段过程控制，图2所示是某等差两段式液压机械无级传动简图。该传动装置可分为液压段和液压机械段两种工况，其中液压机械段又根据变排量液压元件4排量ε的正负分为液压机械前半段(ε＞0)和液压机械后半段(ε＜0)；液压机械无级传动工作在液压段时，离合器CH9结合，变排量液压元件4驱动定排量液压元件6，即变排量液压元件4工作在泵工作状态；液压机械无级传动工作在液压机械段时，离合器CL12结合，在液压机械前半段定排量液压元件6驱动变排量液压元件4，即变排量液压元件4工作在马达工作状态。参考图5，图5所示为本专利技术所提供液压机械无级传动动力换段控制方法的具体实施方式的控制流程图。在一种具体实施方式中，本专利技术所提供的用于液压机械无级传动动力换段控制方法包括如下步骤：S1：获取当前状态参量；液压机械控制器实时监测当前段的关键状态参量；S2：判断理想换段时机；以目标段离合器速差为0时为理想换段时机；由于汇流排转速特性的确定性，将定排量液压元件6转速和输入转速之比作为理想换段时机的判据，当控制器监测的定排量液压元件6转速和输入转速之比当前值达到理想比值时满足换段条件，进入换段过程；S3：换段过程控制；换段过程分为3个子过程；①满足换段条件时，目标段离合器结合，此时当前段离合器仍结合；②控制器根据当前段的关键状态参量预测目标段变排量液压元件4的排量值；在两离合器结合重叠时，调节变排量液压元件4的排量至预测值；③维持变排量液压元件4的排量为预测值不变，将当前段离合器分离，该换段过程结束。采用这种方法，某等差两段式液压机械无级传动装置由液压段向液压机械段换段时，步骤S1获取当前状态参量观测值；步骤S2判断换段时机；以液压机械段离合器CL12速差为0时作为理想换段时机，根据两离合器结合重叠时汇流排转速特性计算离合器12CL速差为0时的定排量液压元件6转速与传动装置输入转速之比，并以此作为理想换段时机的判据，实时监测定排量液压元件6与输入转速的比值，当其达到理想比值时，满足换段条件，进入换段过程，此时变排量液压元件4排量记为εH-HM；参考图3，图3所示为液压段向液压机械段换段过程的控制信号示意图。步骤S3换段过程控制；换段过程分为3个子过程：①换段过程中液压机械段离合器CL12先结合，此时液压段离合器CH9仍保持原结合状态；②控制器根据液压段的关键状态参量，以液压段离合器CH9无速差分离为目标合理预测液压机械段变排量液压元件4的排量εHM，在两离合器结合重叠时调节变排量液压元件4的排量从换段开始时的εH-HM至预测值εHM；③维持变排量液压元件4的排量为预测值εHM不变，将液压段离合器CH9分离，该换段过程结束。采用这种方法，某等差两段式液压机械无级传动装置由液压机械段向液压段换段时，步骤S1获取当前状态参量观测值；步骤S2判断换段时机；以液压段离合器CH9速差为0时作为理想换段时机，根据两离合器结合重叠时汇流排转速特性计算离合器CH9速差为0时的定排量液压元件6转速与传动装置输入转速之比，并以此作为理想换段时机的判据，实时监测定排量液压元件6与输入转速的比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压机械无级传动动力换段控制方法，其特征在于：该方法内容包括如下步骤：1)获取当前状态参量：液压机械控制器实时监测当前段的关键状态参量；2)判断理想换段时机：以目标段离合器速差为0时为理想换段时机；由于汇流排转速特性的确定性，将定排量液压元件转速和输入转速之比作为理想换段时机的判据，当控制器监测的定排量液压元件转速和输入转速之比当前值达到理想比值时满足换段条件，进入换段过程；3)根据当前段的关键状态参量，合理预测目标段变排量液压元件的排量目标值；换段前后，当变排量液压元件由泵工作状态转变为马达工作状态时，目标段变排量液压元件排量预测值小于当前变排量液压元件排量，需减小变排量液压元件排量；当变排量液压元件由马达工作状态转变为泵工作状态时，目标段变排量液压元件排量预测值大于当前变排量液压元件排量，需增大变排量液压元件排量；换段过程中目标段离合器先结合，当前段离合器再分离，两离合器存在结合重叠过程；在目标段离合器结合后，两离合器结合重叠时调节变排量液压元件排量，使换段前后输出转速连续；换段过程控制：换段过程分为3个子过程；①满足换段条件时，目标段离合器结合，此时当前段离合器仍结合；②控制器根据当前段的关键状态参量预测目标段变排量液压元件的排量值；在两离合器结合重叠时，调节变排量液压元件的排量至预测值；③维持变排量液压元件的排量为预测值不变，将当前段离合器分离，该换段过程结束。...

【技术特征摘要】
1.一种液压机械无级传动动力换段控制方法，其特征在于：该方法内容包括如下步骤：1)获取当前状态参量：液压机械控制器实时监测当前段的关键状态参量；2)判断理想换段时机：以目标段离合器速差为0时为理想换段时机；由于汇流排转速特性的确定性，将定排量液压元件转速和输入转速之比作为理想换段时机的判据，当控制器监测的定排量液压元件转速和输入转速之比当前值达到理想比值时满足换段条件，进入换段过程；3)根据当前段的关键状态参量，合理预测目标段变排量液压元件的排量目标值；换段前后，当变排量液压元件由泵工作状态转变为马达工作状态时，目标段变排量液压元件排量预测值小于当前变排量液压元件排量，需减小变排量液压元件排...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树军，杨得青，鲍永，范程远，闻勍鹏，王雪，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13