CN104791482A - 一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，用于农业机械行走速度控制系统，将静液压系统的液压泵转速和液压马达实际转速传输至行走速度控制系统的控制器；由行走速度控制系统的目标行走速度与目标档位，得到液压马达目标档位转速；该控制器按照控制方法对液压泵转速和液压马达目标档位转速进行处理，输出电信号至静液压系统，改变静液压系统的液压马达实际转速，当液压马达实际转速达到液压马达目标档位转速时，输出电信号至动力换挡变速箱进行换挡。本发明利用静液压传动系统调节液压马达转速，进行换挡动力匹配，使动力换挡变速箱结构简单，操作方便，换挡平稳。

Description

一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法
技术领域
本发明涉及农业机械行走速度控制系统，尤其是关于农业机械行走速度控制系统的静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法。
背景技术
目前，在农业机械行走速度控制系统中，常采用静液压系统与普通变速箱结合的传动方式，因而行走速度控制只能实现挡内的速度控制，换挡还需要手动。在换挡的过程中，如果驾驶员经验不够，在静液压系统与变速箱动力不匹配时换挡，会造成换挡冲击，对静液压系统和变速箱造成损伤，。另外，农业机械行走速度控制系统也有采用静液压系统与动力换挡变速箱结合的传动方式，但没有进行动力匹配，人为操作时同样会造成会造成换挡冲击，对静液压系统和变速箱造成损伤。由此可见，现有技术中，农业机械行走速度控制系统的静液压系统与变速箱结合的传动方法存在有上述缺陷，需加以进一步改进。
发明内容
本发明的主要目的在于，公开一种新的用于农业机械行走速度控制系统的静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，利用静液压传动系统调节液压马达转速，进行换挡动力匹配，使动力换挡变速箱结构简单，操作方便，换挡平稳。
本发明是采用以下技术方案及技术措施来实现的。
本发明提出一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，用于农业机械行走速度控制系统，将静液压系统的液压泵转速和液压马达实际转速传输至所述行走速度控制系统的控制器；由所述行走速度控制系统的目标行走速度与目标档位，得到液压马达目标档位转速；该控制器按照控制方法对液压泵转速和液压马达目标档位转速进行处理，输出电信号至静液压系统，改变静液压系统的液压马达实际转速，当液压马达实际转速达到液压马达目标档位转速时，输出电信号至动力换挡变速箱进行换挡。
较佳的，前述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，将所述目标行走速度与目标档位的传动比带入公式                                                ，可得到液压马达目标档位转速，式中，表示液压马达目标档位转速，表示目标行走速度，表示目标档位的传动比，系统参数K和R为定值，K表示比例系数，表示行走轮半径。
较佳的，前述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，所述控制器输出至静液压系统的电信号是由如下方法得到的：将所述液压泵转速和液压马达目标档位转速带入公式，得到的U即为控制器输出至静液压系统的电信号，式中，是测量值，表示液压泵转速，系统参数、为定值，表示液压马达排量，是比例系数。
较佳的，前述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，所述行走速度控制系统的目标行走速度与目标档位是通过油门行程、负荷控制、换挡按钮三种途径获得。
较佳的，前述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，所述通过油门行程获得目标行走速度与目标档位的方法是：所述行走速度控制系统的控制器通过油门行程得到目标行走速度，将目标行走速度与动力换挡变速箱的档位最高速度进行比较，得到目标档位。
较佳的，前述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，所述通过负荷控制获得目标行走速度与目标档位的方法是：所述行走速度控制系统的控制器通过对实际负荷与目标负荷进行比较，得出目标行走速度 ，将目标行走速度 与动力换挡变速箱的档位最高速度进行比较，得出目标档位。
较佳的，前述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，所述动力换挡变速箱的档位最高速度是通过如下公式处理得到：，式中，表示动力换挡变速箱的档位最高速度，系统参数和是定值，表示液压泵最大排量，表示动力换挡变速箱档位传动比，i=1、2、3。
较佳的，前述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，所述将目标行走速度与动力换挡变速箱的档位最高速度进行比较，得出目标档位的方法是将目标档位分为三档，一档档位速度是[0,]、二档档位速度是(0,]、三档档位速度是（0，]，档位速度<<，当目标行走速度<时，目标档位为一档；当<目标行走速度<时，目标档位为二档；当<目标行走速度<时，目标档位为三档。
较佳的，前述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，所述通过换挡按钮获得目标行走速度与目标档位的方法是，行走速度控制系统的控制器通过换挡按钮信号得出目标档位，取目标档位的低一档位最高速作为目标行走速度。
较佳的，前述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，所述行走速度控制系统的控制器按照控制方法对液压泵转速和液压马达目标档位转速进行处理的控制方法为递增方法或递减方法或PID控制方法。
与现有技术相比，本发明至少具有下述优点及有益效果：利用静液压传动系统调节液压马达转速，进行换挡动力匹配，使动力换挡变速箱结构简单，操作方便，行走速度控制系统的换挡平稳，为建立智能化的农业机械行走速度控制系统提供基础。
附图说明
图1是通过油门行程获得目标行走速度与目标档位的流程框图。
图2是通过负荷控制获得目标行走速度与目标档位的流程框图。
图3是通过换挡按钮获得目标行走速度与目标档位的流程框图。
具体实施方式
为使本发明的内容更明显易懂，以下结合具体实施例，对本发明进行详细描述。
在农业机械行走速度控制系统中，动力换挡变速箱进行换挡动力匹配的问题非常重要，本发明提出一种用于农业机械行走速度控制系统的静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，通过所述行走速度控制系统的控制器，利用静液压系统调节液压马达转速，当液压马达实际转速达到液压马达目标档位转速时，输出电信号至动力换挡变速箱进行换挡。
首先，通过油门行程、负荷控制、换挡按钮三种途径之一获得行走速度控制系统的目标行走速度与目标档位，将该目标行走速度与目标档位的传动比带入如下公式（1）：
                         （1）
可得到液压马达目标档位转速，公式（1）中，系统参数K和R为定值，K表示比例系数，表示行走轮半径。
同时，由转速传感器测量静液压系统的液压泵转速，并传输至所述行走速度控制系统的控制器，该转速传感器安装在所述液压马达的输出轴上。
然后，行走速度控制系统的控制器按照控制方法对液压泵转速和液压马达目标档位转速 进行处理，将所述液压泵转速和液压马达目标档位转速带入如下公式（2）：
                      （2）
输出电信号U至静液压系统，公式（2）中，系统参数、为定值，表示液压马达排量，是比例系数，与公式（1）中的比例系数K不同。所述的控制方法包括递增方法，递减方法及PID控制方法。
最后，通过输出给静液压系统的电信号U，改变静液压系统的液压马达实际转速，液压马达实际转速的实时测量值是由转速传感器测量得到的，当液压马达实际转速达到液压马达目标档位转速时，输出电信号至动力换挡变速箱进行换挡。
图1是通过油门行程获得目标行走速度与目标档位的流程框图，方法是，行走速度控制系统的控制器通过油门行程得到目标行走速度，将目标行走速度与动力换挡变速箱的档位最高速度（i=1,2,3）进行比较，得到目标档位。具体方法是，将目标档位分为三档，一档档位速度是[0,]、二档档位速度是(0,]、三档档位速度是（0，]，档位速度<<，当目标行走速度<时，目标档位为一档；当<目标行走速度<时，目标档位为二档；当<目标行走速度<时，目标档位为三档。
图2是通过负荷控制获得目标行走速度与目标档位的流程框图，方法是，先通过所述行走速度控制系统的油门压力传感器获得实际负荷，目标负荷已设定在控制器中，控制器通过对实际负荷与目标负荷进行比较，得出目标行走速度，将目标行走速度与动力换挡变速箱的档位最高速度（i=1,2,3）进行比较，得出目标档位。具体比较方法同上述通过油门行程获得目标行走速度与目标档位中的比较方法，将目标档位分为三档，一档档位速度是[0,]、二档档位速度是(0,]、三档档位速度是（0，]，档位速度<<，当目标行走速度<时，目标档位为一档；当<目标行走速度<时，目标档位为二档；当<目标行走速度<时，目标档位为三档。
前述动力换挡变速箱的档位最高速度是通过如下公式（3）处理得到：
                      （3）
公式（3）中，系统参数和是定值，表示液压泵最大排量，表示动力换挡变速箱档位传动比，i=1,2,3,表示动力换挡变速箱有一档、二档、三档三个档位。
图3是通过换挡按钮获得目标行走速度与目标档位的流程框图，方法是，行走速度控制系统的控制器通过换挡按钮信号得出目标档位，取目标档位的低一档位最高速作为目标行走速度。
除了以上描述外,本发明还可以广泛地用在其他实施例中，并且本发明的保护范围并不受实施例的限定，其以权利要求的保护范围为准。任何熟悉本专业的技术人员，依据本发明的技术实质对以上实施例的简单修改，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，用于农业机械行走速度控制系统，其特征在于，所述动力匹配方法是：将静液压系统的液压泵转速和液压马达实际转速传输至所述行走速度控制系统的控制器；由所述行走速度控制系统的目标行走速度与目标档位，得到液压马达目标档位转速；该控制器按照控制方法对液压泵转速和液压马达目标档位转速进行处理，输出电信号至静液压系统，改变静液压系统的液压马达实际转速，当液压马达实际转速达到液压马达目标档位转速时，输出电信号至动力换挡变速箱进行换挡。
2.根据权利要求1所述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，其特征在于，将所述目标行走速度与目标档位的传动比带入公式                                                ，可得到液压马达目标档位转速，式中，表示液压马达目标档位转速，表示目标行走速度，表示目标档位的传动比，系统参数K和R为定值，K表示比例系数，表示行走轮半径。
3.根据权利要求1所述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，其特征在于，所述控制器输出至静液压系统的电信号是由如下方法得到的：将所述液压泵转速和液压马达目标档位转速带入公式，得到的U即为控制器输出至静液压系统的电信号，式中，是测量值，表示液压泵转速，系统参数、为定值，表示液压马达排量，是比例系数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，其特征在于，所述行走速度控制系统的目标行走速度与目标档位是通过油门行程、负荷控制、换挡按钮三种途径获得。
5.根据权利要求4所述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，其特征在于，所述通过油门行程获得目标行走速度与目标档位的方法是：所述行走速度控制系统的控制器通过油门行程得到目标行走速度，将目标行走速度与动力换挡变速箱的档位最高速度进行比较，得到目标档位。
6.权利要求4述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，其特征在于，所述通过负荷控制获得目标行走速度与目标档位的方法是：所述行走速度控制系统的控制器通过对实际负荷与目标负荷进行比较，得出目标行走速度，将目标行走速度与动力换挡变速箱的档位最高速度进行比较，得出目标档位。
7.根据权利要求5或6所述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，其特征在于，其中所述动力换挡变速箱的档位最高速度是通过如下公式处理得到：，式中，表示动力换挡变速箱的档位最高速度，系统参数和是定值，表示液压泵最大排量，表示动力换挡变速箱档位传动比，i=1、2、3。
8.根据权利要求5或6所述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，其特征在于，其中所述将目标行走速度与动力换挡变速箱的档位最高速度进行比较，得出目标档位的方法是将目标档位分为三档，一档档位速度是[0,]、二档档位速度是(0,]、三档档位速度是（0，]，档位速度<<，当目标行走速度<时，目标档位为一档；当<目标行走速度<时，目标档位为二档；当<目标行走速度<时，目标档位为三档。
9.根据权利要求4所述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，其特征在于，所述通过换挡按钮获得目标行走速度与目标档位的方法是，行走速度控制系统的控制器通过换挡按钮信号得出目标档位，取目标档位的低一档位最高速作为目标行走速度。
10.根据权利要求1所述一种静液压系统与动力换挡变速箱的动力匹配方法，其特征在于，所述行走速度控制系统的控制器按照控制方法对液压泵转速和液压马达目标档位转速进行处理的控制方法为递增方法或递减方法或PID控制方法。
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