CN106195255B - 自动挡轮式装载机液力变矩器控制方法 - Google Patents

Abstract

自动挡轮式装载机液力变矩器控制方法，涉及轮式装载机传动系统控制。闭锁控制方法：1)初始状态控制；2)驾驶员铲掘意图判断；3)发动机不熄火条件判断；4)转速主动同步可行性条件判断；5)闭锁条件判断；6)闭锁命令发送。不闭锁控制方法：1)初始状态控制；2)装载机下一时刻工况预判；3)驾驶员铲掘意图和发动机不熄火条件判断；4)不闭锁命令发送。所有控制参数均来自装载机CAN总线，只需在整机控制器中写入控制程序即可实现液力变矩器闭锁控制，未增加任何零部件，成本较低；可避免在闭锁过程中发动机因过载而熄火；可减小闭锁时整机的纵向冲击，保证整机舒适性；可防止驾驶员误操作，保证装载机正常行驶。

Description

自动挡轮式装载机液力变矩器控制方法

技术领域

本发明涉及轮式装载机传动系统控制，特别是涉及一种自动挡轮式装载机液力变矩器控制方法。

背景技术

当前轮式装载机液力变矩器的闭锁控制主要借鉴汽车液力变矩器的闭锁控制规律。中国专利ZL200710135387.1公开了一种钢带式无级变速箱液力变矩器闭锁控制方法，根据加速踏板开度和车速等参数作为液力变矩器的闭锁条件。但是，轮式装载机具有工况、任务、作业对象和功率流分配复杂多变等特点，与汽车的工况显著不同。另外，目前尚未检索到针对轮式装载机液力变矩器进行闭锁控制的专利文献。由此可见，在本技术领域，轮式装载机液力变矩器闭锁控制技术需要改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动挡轮式装载机液力变矩器闭锁控制方法。

本发明的另一目的是提供一种自动挡轮式装载机液力变矩器不闭锁控制方法。

一种自动挡轮式装载机液力变矩器闭锁控制方法，包括以下步骤：

1)初始状态控制：当液力变矩器处于不闭锁状态时，发动机为闭环转速控制；

2)驾驶员铲掘意图判断：若驾驶员未按下KD键，即KD＝0，则判定驾驶员没有铲掘意图，此时液力变矩器是可闭锁的；

3)发动机不熄火条件判断：设装载机起步过程中使发动机不发生过载熄火的车速为V₀，若装载机车速V满足V≥V₀，则判定在当前条件下闭锁液力变矩器，发动机不会因过载而发生熄火；

4)转速主动同步可行性条件判断：若涡轮转速n_t满足n_idl≤n_t≤n_rat(n_idl为发动机怠速转速，n_rat为发动机额定转速)，则判定通过调整发动机的转速，可将液力变矩器的速比调整为1，尽可能地减小闭锁过程中整机纵向冲击和液力变矩器中闭锁离合器的滑磨；

5)闭锁条件判断：整机控制器向发动机控制单元发送转速命令，使发动机做主动同步，转速控制目标为|n_ice-n_t|≤Δn(n_ice为发动机实际转速，n_t为涡轮转速，Δn为液力变矩器闭锁转速差阈值)；

6)闭锁命令发送：满足以上条件后，整机控制器向变速器控制单元发送液力变矩器闭锁的命令，液力变矩器闭锁，发动机由闭环转速控制变为开环转矩控制。

一种自动挡轮式装载机液力变矩器不闭锁控制方法，包括以下步骤：

1)初始状态控制：当液力变矩器处于闭锁状态时，发动机为开环转矩控制；

2)装载机下一时刻工况预判：若变速器处于2挡，则判定装载机在下一时刻可能会处于铲掘、爬坡或低速行驶等工况；

3)驾驶员铲掘意图和发动机不熄火条件判断：

a)驾驶员铲掘意图判断：若驾驶员按下KD键，即KD＝1，代表驾驶员有铲掘意图，为了使液力变矩器发挥减速增扭的作用，并且降低传动系统所受冲击，则判定液力变矩器应处于不闭锁状态；

b)发动机不熄火条件判断：设装载机行驶过程中使发动机不发生过载熄火的转速阈值为n₀，若发动机转速n_ice≤n₀，表示发动机有熄火的可能，则判定液力变矩器应处于不闭锁状态；

4)不闭锁命令发送：满足以上条件后，整机控制器向变速器控制单元发送液力变矩器不闭锁的命令，液力变矩器不闭锁，发动机由开环转矩控制变为闭环转速控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明所有控制参数均来自装载机CAN总线，只需在整机控制器中写入控制程序即可实现液力变矩器闭锁控制，未增加任何零部件，成本较低；

2.本发明在液力变矩器闭锁控制参数中考虑了发动机的转速约束条件，可避免在闭锁过程中发动机因过载而熄火；

3.本发明在液力变矩器闭锁过程中考虑了发动机转速主动同步，可减小闭锁时整机的纵向冲击，保证整机舒适性；

4.本发明中的装载机变速器处于2挡以上时，若驾驶员按下KD键，液力变矩器仍保持闭锁状态，可防止驾驶员误操作，保证装载机正常行驶。

附图说明

图1是自动挡轮式装载机动力传动系统原理图。

图中：1.整机控制器，2.发动机，3.发动机控制单元，4.液力变矩器，5.自动变速器，6.变速器控制单元，7.CAN总线。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明的控制方法所依托的自动挡轮式装载机动力传动系统的零部件包括整机控制器1、发动机2、发动机控制单元3、液力变矩器4、自动变速5、变速器控制单元6和CAN总线7。所述发动机2、液力变矩器4、自动变速器5依次连接；所述整机控制器1、发动机控制单元3、变速器空单元6分别并联在CAN总线7上，其中整机控制器1用于控制发动机控制单元3和变速器控制单元6，发动机控制单元3用于控制发动机2，变速器控制单元6用于控制液力变矩器4和自动变速器5。

整机控制器1负责接收来自发动机控制单元3的发动机转速信号，来自变速器控制单元6的KD键信号、涡轮转速信号、挡位信号，以及来自CAN总线的车速信号，并对控制参数进行计算后，向发动机控制单元3发送控制模式命令(转速控制模式、转矩控制模式)、转速命令和转矩命令等，以及向变速器控制单元6发送液力变矩器闭锁或不闭锁的命令。

现有装载机自动变速器的控制方法为：若驾驶员没有铲掘意图，则不按KD键，即KD＝0，自动变速器5的最低工作档位为2挡；若驾驶员有铲掘意图，则会在自动变速器5处于2挡时按下KD键，即KD＝1，自动变速器5由2挡降为1挡。

结合现有装载机自动变速器的控制方法，本发明液力变矩器4闭锁的控制方法包括以下步骤：

1、初始状态控制：当液力变矩器4处于不闭锁状态时，发动机2为闭环转速控制；

2、驾驶员铲掘意图判断：若驾驶员未按下KD键，即KD＝0，即可判定驾驶员没有铲掘意图，此时液力变矩器4是可闭锁的；

3、发动机不熄火条件判断：设装载机起步过程中使发动机2不发生过载熄火的车速为V₀，若装载机车速V满足V≥V₀，即可判定若当前条件下闭锁液力变矩器4，发动机2不会因过载而发生熄火；

4、转速主动同步可行性条件判断：若涡轮转速n_t满足n_idl≤n_t≤n_rat(n_idl为发动机怠速转速，n_rat为发动机额定转速)，即可判定通过调整发动机2的转速，可将液力变矩器4的速比调整为1，尽可能地减小闭锁过程中整机纵向冲击和液力变矩器4中闭锁离合器的滑磨；

5、闭锁条件判断：整机控制器1向发动机控制单元3发送转速命令，使发动机2做主动同步，转速控制目标为|n_ice-n_t|≤Δn(n_ice为发动机实际转速，n_t为涡轮转速，Δn为液力变矩器闭锁转速差阈值)；

6、闭锁命令发送：满足以上条件后，整机控制器1向变速器控制单元6发送液力变矩器闭锁的命令，液力变矩器4闭锁，发动机2由闭环转速控制变为开环转矩控制。

结合现有装载机自动变速器的控制方法，本发明液力变矩器4不闭锁的控制方法包括以下步骤：

1、初始状态控制：当液力变矩器4处于闭锁状态时，发动机2为开环转矩控制；

2、装载机下一时刻工况预判：若变速器5处于2挡，即可判定装载机在下一时刻可能会处于铲掘、爬坡或低速行驶等工况；

3、驾驶员铲掘意图和发动机不熄火条件判断：

a、驾驶员铲掘意图判断：若驾驶员按下KD键，即KD＝1，代表驾驶员有铲掘意图，为了使液力变矩器4发挥减速增扭的作用，并且降低传动系统所受冲击，即可判定液力变矩器4应处于不闭锁状态；

b、发动机不熄火条件判断：设装载机行驶过程中使发动机2不发生过载熄火的转速阈值为n₀，若发动机转速n_ice≤n₀，表示发动机有熄火的可能，即可判定液力变矩器4应处于不闭锁状态；

4、不闭锁命令发送：满足以上条件后，整机控制器1向变速器控制单元6发送液力变矩器不闭锁的命令，液力变矩器4不闭锁，发动机2由开环转矩控制变为闭环转速控制。

需要指出的是，本发明在变速器控制单元6中写入以上控制程序，同样可以实现液力变矩器4的闭锁控制；另外，本发明同样适用于并联式混合动力装载机。

Claims (2)

1.自动挡轮式装载机液力变矩器闭锁控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1)初始状态控制：当液力变矩器处于不闭锁状态时，发动机为闭环转速控制；

2)驾驶员铲掘意图判断：若驾驶员未按下KD键，即KD＝0，则判定驾驶员没有铲掘意图，此时液力变矩器是可闭锁的；

3)发动机不熄火条件判断：设装载机起步过程中使发动机不发生过载熄火的车速为V₀，若装载机车速V满足V≥V₀，则判定在当前条件下闭锁液力变矩器，发动机不会因过载而发生熄火；

4)转速主动同步可行性条件判断：若涡轮转速n_t满足n_idl≤n_t≤n_rat，其中n_idl为发动机怠速转速，n_rat为发动机额定转速，则判定通过调整发动机的转速，将液力变矩器的速比调整为1，减小闭锁过程中整机纵向冲击和液力变矩器中闭锁离合器的滑磨；

5)闭锁条件判断：整机控制器向发动机控制单元发送转速命令，使发动机做主动同步，转速控制目标为|n_ice-n_t|≤Δn，其中n_ice为发动机实际转速，n_t为涡轮转速，Δn为液力变矩器闭锁转速差阈值；

6)闭锁命令发送：满足以上条件后，整机控制器向变速器控制单元发送液力变矩器闭锁的命令，液力变矩器闭锁，发动机由闭环转速控制变为开环转矩控制。

2.自动挡轮式装载机液力变矩器不闭锁控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1)初始状态控制：当液力变矩器处于闭锁状态时，发动机为开环转矩控制；

2)装载机下一时刻工况预判：若变速器处于2挡，则判定装载机在下一时刻处于铲掘、爬坡或低速行驶；

3)驾驶员铲掘意图和发动机不熄火条件判断：

a)驾驶员铲掘意图判断：若驾驶员按下KD键，即KD＝1，代表驾驶员有铲掘意图，为了使液力变矩器发挥减速增扭的作用，并且降低传动系统所受冲击，则判定液力变矩器应处于不闭锁状态；

b)发动机不熄火条件判断：设装载机行驶过程中使发动机不发生过载熄火的转速阈值为n₀，若发动机实际转速n_ice≤n₀，表示发动机有熄火的可能，则判定液力变矩器应处于不闭锁状态；

4)不闭锁命令发送：满足以上条件后，整机控制器向变速器控制单元发送液力变矩器不闭锁的命令，液力变矩器不闭锁，发动机由开环转矩控制变为闭环转速控制。