CN109654130B - 一种湿式pto电磁阀组及其控制方法、整车控制单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿式PTO电磁阀组及其控制方法、整车控制单元，该控制方法包括：车辆满足启动条件后，工作油经过溢流阀和单向阀建立工作压力，控制电磁开关阀处于制动位置，并向电磁比例阀输出斜坡上升的电流，工作油流向制动油道，从而启动制动过程；车辆满足PTO工作条件后，向电磁比例阀输出斜坡上升的电流，并控制电磁开关阀处于离合位置，工作油流向离合油道，从而启动PTO离合器接合过程。本发明采用电液控制方式，实现了PTO离合器接合和分离的平稳操作，稳定传递扭矩，改善了湿式PTO离合器接合性能。另外取消副离合手柄，通过PTO开关控制PTO离合器的接合与分离，减轻了使用过程中的操作强度。

Description

一种湿式PTO电磁阀组及其控制方法、整车控制单元

技术领域

本发明涉及PTO控制领域，具体涉及一种湿式PTO电磁阀组及其控制方法、整车控制单元。

背景技术

拖拉机动力输出(Power Take-off，简称PTO)装置是将拖拉机发动机功率的一部分甚至全部以旋转机械能的方式传递到农机具上的一种工作装置，可给自身不具备动力装置的收获机械、播种机、施肥机和喷雾喷粉机械提供动力。在PTO接合控制过程中，目前国内传统的做法通过干式离合器或者应用开关阀，直接接合PTO离合器，这样会在PTO起动过程产生巨大的冲击力，容易破坏PTO及农机具。随着电液技术的发展，比例电磁阀及湿式多片离合器在拖拉机上得到了广泛的应用。

现有的PTO接合控制，是采用副离合手柄控制。用户通过副离合手柄控制干式离合器的分离和结合，无法实现PTO接合过程的软启动，很难将PTO转速的升速率控制在一定范围内，并且副离合手柄拉线重，操作强度大。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种湿式PTO电磁阀组及其控制方法、整车控制单元。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种湿式PTO电磁阀组，包括：电磁开关阀、电磁比例阀、溢流阀和单向阀，所述电磁开关阀的第一工作油口与所述湿式PTO电磁阀组的离合油道连接，所述电磁开关阀的第二工作油口与所述湿式PTO电磁阀组的制动油道连接，所述电磁开关阀的出油口与所述电磁比例阀的工作油口和控制油口连接，所述电磁开关阀的进油口、所述电磁比例阀的出油口、所述单向阀的出油口与所述湿式PTO电磁阀组的第一出油口连接，所述电磁比例阀的进油口、所述溢流阀的进油口、所述溢流阀的控制油口与所述湿式PTO电磁阀组的进油口连接，所述溢流阀的第一出油口与所述单向阀的进油口连接，所述溢流阀的第二出油口与所述湿式PTO电磁阀组的第二出油口连接。

为实现上述发明目的，本发明还提供一种上述湿式PTO电磁阀组的控制方法，包括：

车辆满足启动条件后，工作油经过溢流阀和单向阀建立工作压力，控制电磁开关阀处于制动位置，并向电磁比例阀输出斜坡上升的电流，工作油经过所述电磁比例阀和电磁开关阀流向制动油道，从而启动制动过程；

车辆满足PTO工作条件后，向所述电磁比例阀输出斜坡上升的电流，并控制所述电磁开关阀处于离合位置，工作油经过所述电磁比例阀和电磁开关阀流向离合油道，从而启动PTO离合器接合过程。。

本发明还提供一种整车控制单元，按照上述方法控制上述湿式PTO电磁阀组。

本发明的有益效果是：采用电液控制方式，通过切换电磁开关阀的制动位置和离合位置，并通过电磁比例阀缓慢提高回路压力，从而实现了PTO离合器接合和分离的平稳操作，稳定传递扭矩，改善了湿式PTO离合器接合性能。另外取消副离合手柄，通过PTO开关控制PTO离合器的接合与分离，减轻了使用过程中的操作强度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种湿式PTO电磁阀组的液压原理图；

图2为本发明实施例提供的一种湿式PTO电磁阀组的电控原理图；

图3为本发明实施例提供的整车控制单元的PTO控制逻辑图；

图4为本发明实施例提供的电磁开关阀和电磁比例阀在各个PTO状态下的时间-电流曲线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

图1为本发明实施例提供的一种湿式PTO电磁阀组的液压原理图，如图1所示，该湿式PTO电磁阀组包括：电磁开关阀SV、电磁比例阀PV、溢流阀PRV和单向阀CV，所述电磁开关阀的第一工作油口A与所述湿式PTO电磁阀组的离合油道PTOC连接，所述电磁开关阀SV的第二工作油口B与所述湿式PTO电磁阀组的制动油道PTOB连接，所述电磁开关阀SV的出油口T与所述电磁比例阀PV的工作油口A和控制油口C连接，所述电磁开关阀SV的进油口P、所述电磁比例阀PV的出油口T、所述单向阀CV的出油口与所述湿式PTO电磁阀组的第一出油口T1连接，所述电磁比例阀PV的进油口P、所述溢流阀PRV的进油口P、所述溢流阀PRV的控制油口C与所述湿式PTO电磁阀组的进油口P连接，所述溢流阀PRV的第一出油口T与所述单向阀CV的进油口连接，所述溢流阀PRV的第二出油口L与所述湿式PTO电磁阀组的第二出油口T2连接。

本发明实施例提供一种上述实施例提供的湿式PTO电磁阀组的控制方法，该方法包括：

S1、车辆满足启动条件后，工作油经过溢流阀和单向阀建立工作压力，控制电磁开关阀处于制动位置，并向电磁比例阀输出斜坡上升的电流，工作油经过所述电磁比例阀和电磁开关阀流向制动油道，从而启动制动过程；

具体的，启动条件包括：钥匙开关在启动位置、PTO开关关闭和PTO档位在空挡，根据具体要求还可以增加启动条件，如座椅有人等，由相应的传感器获取检测信号后发送给整车控制单元VCU判断各个启动条件是否满足。

如果上述启动条件均满足，则VCU驱动起动继电器带动起动机，发动机进入启动状态。车辆启动后，工作油经过溢流阀PRV及单向阀CV建立工作压力，VCU此时向电磁比例阀输出斜坡上升的电流PV，由于电磁比例阀为比例减压阀，工作电流与压力成线性相关，此时电磁比例阀电流斜坡上升，电磁开关阀SV处于制动位置，所以回路压力缓慢上升，工作油经过电磁比例阀PV和电磁开关阀SV流向制动油道，形成PTO制动回路，从而启动制动过程，此时PTO输出轴保持静止。

S2、车辆满足PTO工作条件后，向所述电磁比例阀输出斜坡上升的电流，并控制所述电磁开关阀处于离合位置，工作油经过所述电磁比例阀和电磁开关阀流向离合油道，从而启动PTO离合器接合过程。

具体的，PTO工作条件包括：钥匙开关在启动位置、PTO开关开启和PTO档位不在空挡(例如，PTO由空挡挂到540或者1000档位)，根据具体要求还可以增加启动条件，由相应的传感器获取检测信号后发送给整车控制单元VCU判断各个PTO工作条件是否满足。

满足工作条件，VCU此时向电磁比例阀PV输出斜坡上升的电流，电磁比例阀PV经过电流斜坡调制打开，PTO开关阀处于离合位置，此时工作油经过电磁比例阀PV和电磁开关阀SV流向离合油道，形成PTO离合回路，PTO输出轴根据压力斜坡开发转动，从而带动PTO离合器启动接合过程。

可选地，在该实施例中，该方法还包括：

S3、在启动PTO离合器接合过程的预设时间后，判断所述PTO离合器是否完全接合，若否，则使所述PTO离合器停止接合并分离。

具体的，在PTO离合器的接合启动过程中，整车控制单元控制PTO离合器在规定的时间范围内接合，即驱动对象从零速到达标定转速的时间应控制在此时间范围内。时间越长，启动越柔和，但加剧离合器摩擦片的磨损，降低其使用寿命。

整车控制单元在PTO离合器开始接合后允许的最大时间后，判断离合器是否完全接合，由于PTO离合器在完全接合后，发动机转速和PTO转速的比值是固定值，根据这一特点可判断离合器是否完全接合。

如果PTO离合器完全接合，那么输出PTO离合器接合状态，否则，输出故障状态，这里的故障状态一般指的是PTO离合器处于打滑状态。目前允许的最大时间限设定为2.5s，接合超出这一时间后，为防止PTO一直出现在打滑状态，损害摩擦片，应控制PTO离合器立即打开，并使离合器接合开关信号失效，同时VCU发送PTO离合器打滑提示发送到仪表盘。

本发明实施例提供一种整车控制单元，按照上述实施例中的控制方法控制上述实施例中的湿式PTO电磁阀组。

具体的，整车控制单元通过检测PTO开关和PTO传感器状态，确定驾驶员操作意图，从而通过控制电液比例电磁阀，进而控制湿式离合器的输出转矩，使拖拉机PTO的被驱动对象启动过程中的升速率在一定范围内，电控原理如图2所示。

整车控制单元对PTO控制逻辑是由Simul ink/Stateflow建立的状态模型，根据PTO实际的电气液压状态，共分为14个stateflow状态机，根据整车控制单元检测到的PTO开关及传感器的不同状态，14个状态机按照设定的控制流程自由切换，具体控制逻辑如图3所示。

PTO各状态机功能描述如下：

1)ENTRY：车辆启动后初始状态

2)MUXSWITCH_OFF：驱动压力为0，多路阀移动至制动位置

3)BRAKE_FILL：多路阀稳定在制动位置，制动阀充油

4)BREAK_RAMP：多路阀稳定在制动位置，并且建立压力的斜坡来启动制动过程，这个过程持续到PTO转速为0

5)BREAK_LOCKED：多路阀稳定在制动位置，制动回路保持最大压力来保持PTO制动

6)BREAK_UNLOCKED：多路阀稳定在制动位置，制动回路压力为0(后轮罩开关驱动)

7)BREAK_LOCKING：多路阀稳定在制动位置，制动回路保持最大压力来保持PTO制动(后轮罩开关释放)

8)BREAK_RELEASE：驱动压力被设置为0以解锁制动，并且在允许制动复合阀完全脱离的时间内，继续停留在制动位置

9)MUXSWITCH_ON：驱动压力为0，多路阀移动至离合位置

10)CLUTCH_FILL：多路阀稳定在离合位置，离合回路充油

11)CLUTCH_RAMP：多路阀稳定在离合位置，并且建立压力的斜坡来启动PTO结合过程，这个过程持续到PTO同步转速稳定

12)CLUTCH_LOCKED：多路阀在离合位置，离合回路保持最大压力来保持PTO结合。该状态检测离合器滑动测试

13)CLUTCH_RELESE：驱动压力被设置为0以解锁离合器，并且在允许制动复合阀完全脱离的时间内，继续停留在制动位置

14)OUTOFSERVICE：系统检测到严重故障，并且设备暂停工作，PTO开关打开一段时间后自动回到该状态

VCU根据车辆外部条件综合判断车辆PTO处于哪个状态机中，VCU按照如图4所示的时间-电流曲线输出对应电流给电磁开关阀及电磁比例阀。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种湿式PTO电磁阀组，其特征在于，包括：电磁开关阀、电磁比例阀、溢流阀和单向阀，所述电磁开关阀的第一工作油口与所述湿式PTO电磁阀组的离合油道连接，所述电磁开关阀的第二工作油口与所述湿式PTO电磁阀组的制动油道连接，所述电磁开关阀的出油口与所述电磁比例阀的工作油口和控制油口连接，所述电磁开关阀的进油口、所述电磁比例阀的出油口、所述单向阀的出油口与所述湿式PTO电磁阀组的第一出油口连接，所述电磁比例阀的进油口、所述溢流阀的进油口、所述溢流阀的控制油口与所述湿式PTO电磁阀组的进油口连接，所述溢流阀的第一出油口与所述单向阀的进油口连接，所述溢流阀的第二出油口与所述湿式PTO电磁阀组的第二出油口连接。

2.根据权利要求1所述的湿式PTO电磁阀组，其特征在于，所述电磁比例阀为比例减压阀。

3.一种如权利要求1或2所述的湿式PTO电磁阀组的控制方法，其特征在于，包括：

车辆满足启动条件后，工作油经过溢流阀和单向阀建立工作压力，控制电磁开关阀处于制动位置，并向电磁比例阀输出斜坡上升的电流，工作油经过所述电磁比例阀和电磁开关阀流向制动油道，从而启动制动过程；

车辆满足PTO工作条件后，向所述电磁比例阀输出斜坡上升的电流，并控制所述电磁开关阀处于离合位置，工作油经过所述电磁比例阀和电磁开关阀流向离合油道，从而启动PTO离合器接合过程。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述启动条件包括：同时满足钥匙开关在启动位置、PTO开关关闭和PTO档位在空挡三个条件。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述PTO工作条件包括：同时满足钥匙开关在启动位置、PTO开关开启和PTO档位不在空挡三个条件。

6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在启动PTO离合器接合过程的预设时间后，判断所述PTO离合器是否完全接合，若否，则使所述PTO离合器停止接合并分离。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述判断所述PTO离合器是否完全接合的方法，具体包括：

如果发动机转速与PTO转速的比值为预设值，则判断所述PTO离合器完全接合。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述PTO离合器完全接合，则输出PTO离合器接合状态，否则输出故障状态。

9.一种整车控制单元，其特征在于，按照如权利要求3-8任一项所述的方法控制湿式PTO电磁阀组。

Images