泵控式液力缓速系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种栗控式液力缓速系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]液力缓速器又称为液力减速装置，是一种利用液体阻尼产生缓速作用的装置。液力缓速系统通常包括液力缓速器、供油装置、热交换器等，液力缓速系统常用于车辆，以在车辆制动时辅助降低车辆行驶速度。
[0003]液力缓速器的定子固定安装，而液力缓速器的转子与车辆的传动轴相连接，在车辆行驶过程中，液力缓速器的转子相对其定子转动。液力缓速器的定子和转子上均设有叶片，在车辆制动时，供油装置将油液充入液力缓速器的定子和转子之间的空腔内，转子的叶片在转子转动过程中通过油液对定子作用一个转矩，此时，定子的反转矩即为转子的制动转矩，该制动转矩将起到辅助制动车辆的作用。在液力缓速器辅助制动车辆过程中，汽车动能消耗于油液的摩擦和油液对定子的叶片的冲击而转换为热能，从而使油液温度升高。进一步地，温度升高的油液循环流经热交换器，将油液中的热量通过热交换器传递至外界。此即为液力缓速系统的制动工作原理。
[0004]现有的液力缓速系统的一种供油装置，采用高压气体将油液从油箱中压入液力缓速器的转子与定子之间的空腔。现有的液力缓速系统的另一种供油装置，采用油栗将油液从油箱中栗入液力缓速器的转子与定子之间的空腔。现有的液力缓速系统的无论采用何种供油装置，通常均采用开环控制方式对流入液力缓速器的油液的流量进行控制。这种开环控制方式导致在车辆制动缓速时，对车辆的行驶速度的控制精度较差，司机的驾驶体验度较差且容易发生制动误判风险。
[0005]另外，现有的液力缓速系统在对车辆启动制动缓速时，油液需经一定时间才可进入液力缓速器并使液力缓速器开始执行制动缓速工作，特别是在油液管路较长的情形下延时更为严重。同控制延时问题的重要性一样，控制精度的问题对液力缓速器也极为重要，而液力缓速器的控制精度由进入液力缓速器的油液的流量决定，从而，液力缓速系统的供油装置决定了液力缓速器的控制精度。高压空气的可压缩/膨胀特性以及油栗的排量控制精度较差，使得现有的液力缓速系统的供油装置在为液力缓速器供油时无法非常精确地控制油液流量。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种栗控式液力缓速系统及其控制方法，该栗控式液力缓速系统将辅栗与液力缓速器同轴连接，使得栗控式液力缓速系统可以快速地进入制动缓速工作。同时，还设有可以向液力缓速器栗送油液的主栗，主栗和辅栗分别配合液力缓速器对车辆行驶速度提供不同精度级别的控制。其中，栗控式液力缓速系统采用速度闭环控制方法，在速度偏差较大时，使用同轴连接的辅栗和液力缓速器进行双重制动缓速；在速度偏差较小时，使用伺服电机精确控制主栗转速，以达到精确控制主栗输出至液力缓速器的流量的目的，从而精确控制车辆制动时的行驶速度。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:
一种栗控式液力缓速系统，包括液力缓速器、转速传感器、油箱和控制器，所述转速传感器安装于车辆的传动轴，所述控制器电连接于所述转速传感器。该栗控式液力缓速系统还包括伺服电机、主栗以及辅栗，所述辅栗为变量栗且能够调节其排量大小，所述伺服电机连接于所述主栗，所述辅栗的转轴连接于所述液力缓速器的转轴。所述主栗的出油口和所述辅栗出油口均连接于所述液力缓速器的进油口，所述主栗的进油口连接于所述液力缓速器的出油口且连接于所述油箱，所述辅栗的进油口连接于所述油箱。
[0008]所述控制器分别电连接于所述伺服电机和所述辅栗的排量调节装置，从而所述控制器能够分别输出控制信号至所述伺服电机和所述辅栗的排量调节装置以分别控制所述伺服电机的转速和所述辅栗的排量。
[0009]进一步的，所述主栗为定量栗。或者
所述主栗为变量栗且能够调节其排量大小，所述控制器进一步电连接于所述主栗的排量调节装置。
[0010]进一步的，栗控式液力缓速系统还包括比例溢流阀，所述比例溢流阀的进油口连接于所述主栗的出油口，所述比例溢流阀的出油口连接于所述所述油箱。所述控制器进一步地电连接于所述比例溢流阀，所述比例溢流阀能够预先设定多档溢流压力值。
[0011]进一步的，栗控式液力缓速系统进一步包括热交换器，所述热交换器设于所述液力缓速器、所述比例溢流阀输出油液至所述油箱以及所述主栗的管路上，所述热交换器能够将油液中的热量传递至外界。
[0012]进一步的，液力缓速系统进一步包括安全阀，所述安全阀的进油口连接于所述主栗的出油口，所述安全阀的出油口连接于所述所述油箱。所述热交换器位于所述安全阀输出油液至所述油箱以及所述主栗的管路上。
[0013]进一步的，栗控式液力缓速系统进一步包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀的进油口连接于所述主栗的出油口，所述第一单向阀的出油口连接于所述液力缓速器的进油口。所述第二单向阀的进油口连接于所述辅栗的出油口，所述第二单向阀的出油口连接于所述所述液力缓速器的进油口。
[0014]栗控式液力缓速系统的控制方法，具体如下:
目标转速Λ以及预设速度偏差Va已预先设定并存储在所述控制器内。启动所述栗控式液力缓速系统，所述转速传感器实时将检测到的转速信号传递至所述控制器，所述控制器将该转速信号换算为车辆的行驶速度Kl。所述控制器将行驶速度Kl减去目标转速Λ计算得出速度偏差以，进一步将速度偏差以与预设速度偏差Va进行比较。
[0015]若速度偏差以〉预设速度偏差Va，所述速度偏差以作为输入经所述控制器的PID控制单元计算得到所述辅栗的排量控制信号，所述控制器将计算得出的所述辅栗的排量控制信号传递至所述辅栗的排量调节装置，从而调节所述辅栗的排量，所述辅栗在所述液力缓速器的转轴的带动下转动并向所述液力缓速器输出油液，从而所述辅栗和所述液力缓速器同时对车辆起到制动缓速作用。
[0016]若0〈速度偏差以 <预设速度偏差Va，所述速度偏差以作为输入经所述控制器的PID控制单元计算得到控制电压信号，所述控制器将该控制电压信号传递至所述伺服电机，从而调节所述伺服电机的转速，所述主栗在所述伺服电机的带动下转动并向所述液力缓速器输出油液，从而所述液力缓速器对车辆起到制动缓速作用。
[0017]所述转速传感器进一步将下一周期检测到的转速信号传递至所述控制器，所述控制器进入下一控制周期。
[0018]进一步的，所述主栗为变量栗，根据控制精度及控制相应速度的需求设定所述主栗的排量大小。
[0019]采用本发明具有如下的有益效果:
1、本发明所述的栗控式液力缓速系统采用同轴连接的液力缓速器和辅栗结构，该同轴连接结构既可以使辅栗在开始转动的同时即可开始(辅栗开始输出油液时即可对车辆传动轴产生反力矩)对车辆进行制动，又可以为车辆提供双重制动作用从而实现快速制动。
[0020]2、本发明所述的栗控式液力缓速系统采用闭环速度控制方法，该控制方法可实时反馈车辆行驶速度，以不断地纠正控制误差。
[0021]3、本发明所述的栗控式液力缓速系统采用伺服电机控制主栗的转速，伺服电机的高精度控制特性使得主栗可以为液力缓速器提供流量精度更高的油液，提高车辆行驶速度的控制精度。
[0022]4、本发明所述的栗控式液力缓速系统采用分段控制车辆制动行驶速度的控制方法，兼具了高控制响应速度和高控制精度。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例的一种栗控式液力缓速系统的工作原理图；
图2为栗控式液力缓速系统的辅栗的控制原理图；
图3为栗控式液力缓速系统的主栗的控制原理图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的