液压机械无级传动目标段压力状态预测方法技术

本发明专利技术提供一种液压机械无级传动目标段压力状态预测方法，该预测方法包括如下步骤：步骤1)：获得当前段状态实时观测值；步骤2)：判断换段时机；步骤3)：根据当前段状态实时观测值，并结合目标段的功率流特征，通过目标段功率损失预测模型，获得目标段功率损失预测值；结合当前段状态实时观测值和目标段功率损失预测值，利用液压机械无级传动目标段压力状态预测模型，获取目标段压力状态预测结果。采用本发明专利技术的方法，液压机械无级传动工作在当前段时就可以预测目标段压力状态，用以指导液压机械无级传动实现全功率动力换段，依据此预测方法，换段前后输出转速无变化，功率过渡平稳，换段品质明显改善。

Prediction method for pressure state of hydraulic mechanical stepless transmission target section

The present invention provides a pressure state prediction method for target section of hydromechanical stepless transmission. The prediction method includes the following steps: step 1: obtaining real-time observation value of current section state; step 2: judging the time of changing section; step 3: passing through the target section according to the real-time observation value of current section state and combining the power flow characteristics of target section. According to the real-time observation value of the current state and the power loss prediction value of the target section, the pressure state prediction model of the target section of hydro-mechanical stepless transmission is used to obtain the pressure state prediction results of the target section. By adopting the method of the present invention, the pressure state of the target section can be predicted when the hydro-mechanical stepless transmission works in the current period, which can guide the hydro-mechanical stepless transmission to realize full power power power power conversion. According to the prediction method, the output speed before and after the conversion is unchanged, the power transition is stable, and the quality of the replacement section is obviously improved.

【技术实现步骤摘要】
液压机械无级传动目标段压力状态预测方法
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目标段压力状态预测方法。
技术介绍
液压机械无级传动是由液压传动和机械传动复合而成的双功率流传动形式，由功率分流机构、液压传动机构、机械传动机构、功率汇流机构四部分组成。这种传动方式具有液压传动无级变速和机械传动高效率的突出优点，适用于大功率车辆使用。液压机械无级传动换段过程是两个相邻段位的过渡过程。换段前后，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，压力状态改变，造成定排量液压元件转速突变，引起输出转速波动和动力中断，影响换段品质，公开号为CN106122423A的专利技术专利提供了一种液压机械无级传动动力换段控制方法，该方法消除了换段过程的转速波动，提高了换段品质。另外，公开号为CN106246856A的专利技术专利提供了一种液压无级传动全功率动力换段控制方法，使液压机械无级传动在动力换段过程中当前离合器分离前过渡到目标段状态，完成高低压互换和功率过渡，实现全功率动力换段。尽管对液压机械无级传动的换段控制做出了很多努力，但仍存在一些方面需要进一步研究和改进。因换段前后，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，压力状态改变，造成定排量液压元件转速突变，引起输出转速波动和动力中断，换段后系统状态，尤其是液压传动机构中的压力难以预测，在换段时对功率平稳过渡无法提供准确的参数指导。针对液压机械无级传动换段中存在的上述技术问题，亟待提出可根据当前段关键参量实时状态来预测换段后目标段压力状态的预测方法，以准确预测换段后目标段压力状态的参数，用以指导液压机械无级传动实现全功率动力换段，消除动力中断，进一步改善换段品质。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于液压机械无级传动目标段压力状态预测方法，该方法以当前段关键参量状态为目标段压力状态预测基础，根据目标段功率流特征和功率损失特征，预测目标段功率损失情况，通过目标段压力状态预测模型，准确获取目标段压力状态预测结果，为全功率动力换段提供指导，用以消除转速波动，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目标段压力状态预测方法，该预测方法包括如下步骤：步骤1)：通过控制器实时监测当前段的关键参量信息，并将获取的当前段的关键参量信息输入到表征当前段状态的实时观测器模型中，准确获得当前段状态实时观测值；步骤2)：以目标段离合器差速为0时为理想换段时机，根据定排量液压元件转速与输入转速之比作为理想换段时机的依据，若未达到理想比值继续执行步骤1)，若定排量液压元件转速与输入转速之比达到理想比值，则执行以下步骤：步骤3)：根据当前段状态实时观测值，并结合目标段的功率流特征，通过目标段功率损失预测模型，获得目标段功率损失预测值；结合当前段状态实时观测值和目标段功率损失预测值，利用液压机械无级传动目标段压力状态预测模型，获取目标段压力状态预测结果。根据本专利技术的一个实施方案，当前段的关键参量信息包括输入转速、闭式液压回路压力和油液温度，当前段状态包括液压机械无级传动的动载荷、液压传动机构负荷和油液粘度，其中将输入转速作为液压机械无级传动的动载荷的直接观测参量，将闭式液压回路压力作为液压传动机构负荷的直接观测参量，将油液温度作为油液黏度的直接观测参量。根据本专利技术的一个实施方案，目标段功率损失预测模型包括闭式液压回路液压效率模型、离合器带排转矩功率损失模型、搅油损失功率模型、定轴齿轮和行星排传动效率模型。该专利技术的有益效果在于：本专利技术与传统的换段控制中无目标段压力状态预测信息指导相比，本专利技术可基于当前段关键参量的实时状态观测值，以换段前后输出功率恒定为目标，以理想换段时机为判断依据，准确预测目标段压力状态。建立了以闭式液压回路液压效率模型、离合器带排转矩功率损失模型、搅油损失功率模型、定轴齿轮和行星排传动效率模型为基础的目标段功率损失预测模型，用以准确预测目标段功率损失情况。设计了具有实时预测功能的目标段压力状态预测模型，通过该模型的仿真分析和试验验证揭示了目标段压力状态预测方法对于指导液压机械无级传动车辆实现全功率动力换段控制的可行性和有效性，为液压机械无级传动全功率换段控制奠定了基础。附图说明图1是液压机械无级传动的示意性原理图。图2是根据本专利技术的一个实施方案的等差两段式液压机械无级传动简图。图3是根据本专利技术的液压机械无级传动目标段压力状态预测方法流程图。图4是根据本专利技术的一个实施方案的由液压段作为当前段向目标段液压机械段换段的目标段压力状态预测过程示意图。图5是根据本专利技术的一个实施方案的由液压机械作为当前段向目标段液压段换段的目标段状态压力预测过程示意图。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；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；14：离合器CR。具体实施方式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的液压机械无级传动目标段压力状态预测方法做进一步的详细说明。根据本专利技术的一个实施方案，以等差两段式液压机械无级传动作为实施例对其目标段压力状态进行预测，应理解，本专利技术的预测方法适用于三段式、四段式等液压机械无级传动。如图1所示，液压机械无级传动由功率分流机构D、液压传动机构H、机械传动机构M、功率汇流机构C四部分组成。参照图2，以等差两段式液压机械无级传动为例，该传动装置可分为液压段和液压机械段两种工况，其中液压机械段根据变排量液压元件4排量ε的正负又分为液压机械前半段(ε>0)和液压机械后半段(ε<0)。在液压机械无级传动输出轴驱动车辆正向行驶时，离合器CR14一直处于分离状态，当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；液压机械无级传动处于液压机械段时，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，即变排量液压元件工作4在马达工作状态。在根据本专利技术的一个实施方案中，以液压段作为当前段为例，根据输入转速和排量可以计算得到定排量液压元件6的转速，根据输入转速和离合器CH结合，计算得到参与工作的行星排的转速，根据输出端负载，计算得到定排量液压元件6的转矩和参与工作的行星排的转矩，通过闭式液压回路液压效率可以计算功率损失。然后换段至液压机械段时离合器CL结合，此时定排量液压元件6的转速和转速发生变化，工作的行星排发生变化，其转矩也发生变化，导致功率、效率等发生变化。从而换段前后定排量压力元件6的压力由于转矩反向还有损失的功率不同而会产生改变，因而需要对其进行预测。下面结合图3对本专利技术的液压机械无级传动目标段压力状态预测方法进行详细描述。图3是根据本专利技术的液压机械无级传动目标段压力状态预测方法流程图。根据本专利技术的一个实施例，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压机械无级传动目标段压力状态预测方法，该预测方法包括如下步骤：步骤1)：通过控制器实时监测当前段的关键参量信息，并将获取的当前段的关键参量信息输入到表征当前段状态的实时观测器模型中，准确获得当前段状态实时观测值；步骤2)：以目标段离合器差速为0时为理想换段时机，根据定排量液压元件转速与输入转速之比作为理想换段时机的依据，若未达到理想比值继续执行步骤1)，若定排量液压元件转速与输入转速之比达到理想比值，则执行以下步骤：步骤3)：根据当前段状态实时观测值，并结合目标段的功率流特征，通过目标段功率损失预测模型，获得目标段功率损失预测值；结合当前段状态实时观测值和目标段功率损失预测值，利用液压机械无级传动目标段压力状态预测模型，获取目标段压力状态预测结果。

【技术特征摘要】
1.一种液压机械无级传动目标段压力状态预测方法，该预测方法包括如下步骤：步骤1)：通过控制器实时监测当前段的关键参量信息，并将获取的当前段的关键参量信息输入到表征当前段状态的实时观测器模型中，准确获得当前段状态实时观测值；步骤2)：以目标段离合器差速为0时为理想换段时机，根据定排量液压元件转速与输入转速之比作为理想换段时机的依据，若未达到理想比值继续执行步骤1)，若定排量液压元件转速与输入转速之比达到理想比值，则执行以下步骤：步骤3)：根据当前段状态实时观测值，并结合目标段的功率流特征，通过目标段功率损失预测模型，获得目标段功率损失预测值；结合当前段状态实时观测值和目标段功率损失...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树军，范程远，张曼，孟凡涛，田霖，张璐，王浩，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13