液压机械无级传动全功率动力换段控制方法

摘要

本发明提供一种液压机械无级传动全功率动力换段控制方法，包括如下步骤：液压机械控制器实时监测当前段的转速、压力等关键状态参量；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，目标段离合器结合，液压机械由当前段进入前稳定阶段；控制器根据当前段关键状态参量，预测目标段的工作状态，并规划功率过渡过程中的排量调节过程；在功率过渡阶段，根据规划的排量调节过程，通过调节变排量液压元件排量主动控制闭式液压回路高、低压侧释压和建压过程，实现功率过渡。功率过渡完成后，换段进入后稳定阶段；最后将当前段离合器分离，换段完成，液压机械进入目标段。采用这种换段控制方法能够使液压机械在两离合器结合重叠中完成换段，实现从当前段到目标段的平稳过渡；且在换段过程中能正常传递功率，实现全功率动力换段。

主权项

一种液压机械无级传动全功率动力换段控制方法，换段过程分为5个阶段：当前段、前稳定阶段、功率过渡阶段、后稳定阶段和目标段；且前稳定阶段、功率过渡阶段和后稳定阶段3个阶段当中当前段离合器与目标段离合器结合重叠；其特征在于：该方法内容包括如下步骤：步骤1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；步骤2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，当定排量液压元件转速和输入转速之比达到理想比值时，满足换段条件，执行下面步骤3；步骤3理想动力换段时机下，目标段离合器无速差无扭矩结合，液压机械无级传动由当前段进入前稳定阶段，此时当前段离合器与目标段离合器开始结合重叠；步骤4控制器根据当前段的关键状态参量预测目标段的工作状态，确定目标段闭式液压回路高、低压侧压力以及变排量液压元件的排量目标值，进而规划排量调节过程；具体调节过程为：依据步骤1中获取的当前段的关键状态参量，以换段前后传递功率无变化为目标，根据传动装置转矩特性、功率特性和功率流特性计算目标段闭式液压回路高、低压侧压力，并合理预测目标段变排量液压元件的排量ε_o；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段变排量液压元件排量时，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段变排量液压元件排量时，增大变排量液压元件排量；根据目标段工作状态预测值规划功率过渡阶段变排量液压元件排量调节过程，将功率过渡阶段分为原高压侧释压过程与原低压测建压过程，并根据释压过程和建压过程制定合理的变排量液压元件排量调节方法；所述的变排量液压元件排量调节方法，其内容包括如下步骤：换段时，若变排量液压元件由泵工作状态变为马达工作状态，具体调节方法为：①释压过程调节，在功率过渡阶段调节变排量液压元件排量至ε_o‑Δ_r，ε_o是目标段变排量液压元件排量预测值，Δ_r是释压过程排量调节差值，观测闭式液压回路原高压测压力，当压力下降至目标段低压侧压力预测值即完成释压过程；②建压过程调节，释压过程结束后调节变排量液压元件排量至ε_o‑Δ_b，Δ_b是建压过程排量调节中间差值，使闭式液压回路原低压侧平稳建压，观测闭式液压回路原低压侧压力，当压力上升至目标段高压侧压力预测值的90％时，再次调节变排量液压元件排量至ε_o，当压力上升至目标段压力预测值后，功率过渡阶段完成，液压机械无级传动进入后稳定阶段；换段时，若变排量液压元件由马达工作状态变为泵工作状态，具体调节方法为：①释压过程调节，在功率过渡阶段调节变排量液压元件排量至ε_o+Δ_r，观测闭式液压回路原高压测压力，当压力下降至目标段低压侧压力预测值即完成释压过程；②建压过程调节，释压过程结束后调节变排量液压元件排量至ε_o+Δ_b，使闭式液压回路原低压侧平稳建压，观测闭式液压回路原低压侧压力，当压力上升至目标段高压侧压力预测值的90％时，再次调节变排量液压元件排量至ε_o，当压力上升至目标段压力预测值后，功率过渡阶段完成，液压机械无级传动进入后稳定阶段；步骤5在功率过渡阶段，根据步骤4所规划的排量调节过程调节变排量液压元件的排量主动控制闭式液压回路高、低压侧释压和建压过程，实现功率过渡，保证换段过程全功率动力输出；步骤6原低压侧压力上升至目标段工作压力后液压机械无级传动进入后稳定阶段；步骤7在后稳定阶段当前段离合器分离，结束当前段离合器和目标段离合器的结合重叠过程，液压机械无级传动进入目标段，换段过程完成。