[发明专利]作业车辆三参数自动变速控制方法

摘要

作业车辆三参数自动变速控制方法属工程机械技术领域，本发明包括：将油门开度、车速和作业载荷系数作为作业车辆自动变速的参数；针对不同三参数决定的工况离线匹配，获得全工况最优换挡分布表；进行实际变速控制时，可根据11组最优变速特性曲线，采用插值法获得任意作业载荷系数和任意油门开度时的最优换挡点；还可根据最优变速特性曲线，直接拟合出最优换挡点速度与作业载荷系数、油门开度的函数关系，并将函数写入自动换挡控制器中进行自动变速控制。采用本发明可使作业车辆的传动系载荷波动变小、燃油效率提高、主要零部件寿命延长、动力性经济性变好、环境污染减少，可广泛适用于自行式工程车辆、矿用车辆、农用车辆、军用车辆的自动变速。

主权项

一种作业车辆三参数自动变速控制方法，其特征在于包括下列步骤：1)将油门开度(α)、车速(v)和作业载荷系数(γ)作为作业车辆自动变速的参数，其中：作业载荷系数(γ)由下列步骤获得：由于作业装置通常使用液压传动，不同用途、不同压力的工作泵(P11…P1m，P21…P2n)通过固定的齿轮组(G11…G1m，G21…G2n)从发动机飞轮取力，1.1对于定量泵，只要用压力传感器(S11…S1m)检测出其出口压力，计算出定量泵工作时占用的发动机飞轮力矩：M1i＝K1iP1i式中的系数K1i可通过试验标定获得，也可通过下列公式计算获得： K 1 i = q 1 i i 1 i 2 π η 1 i 其中：q1i为定量泵的排量，i1i为飞轮轴到定量泵轴的传动比，η1i为定量泵总传动效率；1.2对于变量泵，只需用压力传感器(S21…S2n)和转角传感器(A21…A2n)测量其出口压力及变量角，计算出变量泵工作时占用的发动机飞轮力矩：M2i＝K2iP2itanβi式中的系数K2i可通过标定获得，也可通过下列公式计算获得：K2i＝125i2id2RZη2i其中：i2i为从飞轮轴到变量泵轴的传动比，d为变量泵的柱塞直径，R为柱塞中心分布圆直径，Z为柱塞数目，η2i为变量泵总传动效率；1.3作业载荷系数(γ)可通过下式计算： γ = k ( Σ i = 1 m M 1 i + Σ i = 1 n M 2 i ) / ( Σ i = 1 m M 1 i max + Σ i = 1 n M 2 i max ) 式中：M1i为第i个定量泵工作时占用的发动机飞轮力矩；M2i为第i个变量泵占用的发动机飞轮力矩；M1imax与M2imax是各定量泵与各变量泵工作在最大载荷时所占用的发动机飞轮力矩，k为一常数；2)针对不同油门开度(α)、车速(v)和作业载荷系数(γ)所决定的工况，离线匹配，获得全工况最优换挡分布表，包括下列步骤：2.1取11种作业载荷系数(γ)值，分别为0、0.1、0.2、…、1.0，用公式ML＝γMLmax计算出作业载荷所占用的发动机飞轮力矩；2.2取油门开度(α)分别为30％、40％、50％、…、100％，将每种油门开度(α)下的发动机力矩特性曲线减去ML，获得各油门开度(α)下的发动机净力矩特性曲线；2.3由净力矩特性与传动系匹配后获得具有4个前进挡和3个后退挡的牵引特性曲线，并根据“自动变速获得最优动力性”的原则，从中得到最优I‑II挡、II‑III挡、III‑IV挡，和I’‑II’挡、II’‑III’挡换挡点；2.4针对步骤2.1中每一种作业载荷系数(γ)，将步骤2.2和2.3中不同油门开度(α)下的最优换挡点连成线，获得该作业载荷系数(γ)下的最优变速特性曲线；对于步骤2.1中所列的11种作业载荷系数(γ)值，分别有11组这样的最优变速特性曲线，并以全工况最优换挡分布表的形式写入自动换挡控制器(10)中；3)在进行实际变速控制时，可根据步骤2.4中所述的11组最优变速特性曲线，采用插值的方法获得任意作业载荷系数(γ)和任意油门开度(α)时的最优换挡点；4)还可采用系统辨识的方法，根据最优变速特性曲线，直接拟合出最优换挡点速度与作业载荷系数(γ)、油门开度(α)的函数关系，即全工况最优换挡函数，并将此函数写入自动换挡控制器(10)中进行自动变速控制。