[发明专利]重型车辆电液行走系统的进回油独立调节缓速控制策略

说明书

本发明提供一种重型车辆电液行走系统的进回油独立调节缓速控制策略，将速度控制和负值负载抑制两个问题解耦，通过系统进油路中行走变量泵的容积控制调节，调整变量泵的排量，而改变变量泵输出流量，实现驱动马达转速调速控制；基于实际转速与期望转速的偏差，通过加速度规划器设计出系统期望加速度，并以系统实际输出的加速度与期望加速度偏差为缓速调节控制器输入，经控制器解算输出电液比例压力控制阀的控制信号，通过系统回油路中该电液比例压力控制阀的压力控制调节，实现限速回油路背压压力连续精确控制调节，使驱动马达上由背压产生的阻力转矩与车辆整体下滑力产生的驱动转矩平衡，实现驱动马达调速缓速控制。

技术领域

本发明属于工程车辆驱动与控制技术领域。涉及一种制动系统及控制方法，具体涉及一种多轴静液驱动重型车辆在持续负值载荷下电液行走系统的进回油独立调节缓速控制策略。

背景技术

闭式泵控马达静液驱动系统广泛应用于平板车、隧道管片车等重型搬运输车辆的驱动行走系统中，具有良好的动力性能和控制性能，且能够实现无级调速，一直是重型工程车辆所采用的主要驱动方式。重型工程车辆在长距离下坡工况时，通过制动器持续制动来平衡负值负载(如车辆整体下滑力)，制动器发热严重，长时间使用会使制动效能发生衰退，导致主制动系统的制动性能严重下降，造成安全隐患问题。因此为确保重型车辆下坡时仍然具有调速功能且能匀速行驶，需要一种辅助持续制动方案。目前的重型车辆关于缓速制动的方案，包括液力辅助制动、电涡流辅助制动、发动机辅助制动等。然而工程施工中很多重型运输车辆受到安装结构和安全性的影响，液力辅助制动和电涡流制动的使用受到限制，另外发动机制动制动力有限，且无法进行实时控制。

车辆电液缓速控制是通过系统流量压力协调控制的方法，对电液行走系统的进行调速稳速控制，实现车辆下坡时的运行速度的平滑性控制。车辆缓速控制是指在负值负载情况下实现车辆速度的受控和平稳运行，简单地说使车辆运行速度在规定范围内受控且平稳。实现速度平稳的前提是必须使被控对象的驱动力在速度控制时能抑制负值负载。然而，目前采用的电液缓速制动技术方案都存在着些许不足：

1)普通的四通进出口联动比例阀和伺服阀能够在负值负载情况下控制被控对象平稳运动，但需要关小小的阀开口使阀控动力机构工作在第II、IV象限，存在抑制负值负载和运动控制的耦合问题，阀口节流损失大，发热严重。

2)通过制动器持续制动来平衡负值负载，制动器发热严重，在下长坡工况长时间使用会导致制动性能衰退，间歇重复制动能在一定程度上改善此问题，但速度平稳性不好。

4)泵控速度调节和电液比例平衡阀调节背压方案，可以将速度控制和负值负载抑制两个问题解耦，下长坡时不需要使用制动器缓速，通过在回油路上布置平衡阀便于布置冷却器进行强制冷却，阀控调节背压响应速度快，不足之处这种方案无法回收下坡势能。

5)泵控调节速度和缓速泵缓速方案，将下坡势能可以通过发动机负载和其他液压回路吸收后的剩余部分交由缓速系统进一步吸收，缓速泵可以给蓄能器蓄能和驱动冷却风扇用液压马达，控制元件是电液比例溢流阀，这种方案虽然回收了部分下坡势能，但结构组成复杂，特别是当对回收装置附加重量要严格要求时难以实施，另外响应速度相比平衡阀方案慢。

6)双阀独立调节方案可以实现速度控制和负值负载抑制的解耦，系统组成简单，响应速度快。该方案和蓄能器结合也可以给冷却回路供油，部分回收下坡能量。不足之处是节流损失严重，系统能量率较泵控调节低。

发明内容