CN109849949A - 一种车辆行驶液压控制系统、车辆及其行驶控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆行驶控制领域，公开了一种车辆行驶液压控制系统、车辆及其行驶控制方法，该车辆行驶液压控制系统包括构成容积调速回路的变量泵和变量马达，及驱动变量泵转动的发动机；还包括开关阀，开关阀能够使变量泵的出油口和变量马达的出油口连通或断开。本发明增设了开关阀，在将车辆切换至正常行驶模式时，先将变量泵和变量马达的排量调节至与当前车速对应的排量，再调节开关阀的状态使变量泵的出油口和变量马达的出油口断开；在将车辆切换至自动滑行模式时，先将变量泵和变量马达的排量均减小至零，再调节开关阀的状态使变量泵的出油口和变量马达的出油口连通。调节变量泵和变量马达的排量时高压油和低压油连通，减小了液压冲击。

Description

一种车辆行驶液压控制系统、车辆及其行驶控制方法

技术领域

本发明涉及车辆行驶控制领域，尤其涉及一种车辆行驶液压控制系统、车辆及其行驶控制方法。

背景技术

对于在轨道上行驶的车辆如火车、动车、高铁、有轨电车、地铁等车辆，在行驶过程中发动机一直处于工作状态，耗油量较大。为了解决上述技术问题，现有技术中通常采用以下两种方式对车辆自动滑行进行控制，一种是机械控制系统，但机械控制系统存在结构复杂的问题；另一种是液压驱动系统，但采用现有的液压驱动系统调节车速时，在车辆切换至自动滑行模式时存在严重的液压冲击，对泵和马达的控制要求非常高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆行驶液压控制系统、车辆及其行驶控制方法，结构简单，能够减小车辆切换至自动滑行模式时的液压冲击。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种车辆行驶液压控制系统，包括构成容积调速回路的变量泵和变量马达，及驱动所述变量泵转动的发动机；还包括开关阀，所述开关阀能够使所述变量泵的出油口和所述变量马达的出油口连通或断开。

作为上述车辆行驶液压控制系统的一种优选技术方案，所述开关阀为两位两通电磁换向阀。

本发明还提供了一种车辆，包括上述的车辆行驶液压控制系统。

本发明还提供了一种车辆行驶控制方法，应用于上述的车辆，所述车辆至少具有正常行驶模式和自动滑行模式；所述车辆行驶控制方法包括以下步骤：

在将所述车辆切换至正常行驶模式时，先将所述变量泵和所述变量马达的排量调节至与当前车速对应的排量，再调节所述开关阀的状态使所述变量泵的出油口和所述变量马达的出油口断开；

在将所述车辆切换至自动滑行模式时，先连通调节所述开关阀的状态使所述变量泵的出油口和所述变量马达的出油口连通，再将所述变量泵和所述变量马达的排量均减小至零。

作为上述车辆行驶控制方法的一种优选技术方案，在当前车速达到期望车速且制动踏板未被踩下时，判断油门压力是否降低，并在油门压力降低时，将所述车辆切换至自动滑行模式。

作为上述车辆行驶控制方法的一种优选技术方案，在自动滑行模式下，在油门压力增大且制动踏板未被踩下时，则将所述车辆切换至正常行驶模式。

作为上述车辆行驶控制方法的一种优选技术方案，在自动滑行模式下，在油门压力未增大且制动踏板未被踩下时，判断当前车速是否降低至预设车速，若是，并在当前车速降低至预设车速时，发出需增大油门压力的提醒指令。

作为上述车辆行驶控制方法的一种优选技术方案，在发出需增大油门压力的提醒指令后，若油门压力增大且制动踏板未被踩下，则将所述车辆切换至正常行驶模式。

作为上述车辆行驶控制方法的一种优选技术方案，在正常行驶模式下，在所述变量泵的出油口和所述变量马达的出油口断开后，按照预设速率增大变量泵和变量马达的排量使车速增大，直至变量泵和变量马达的排量均增大至与发动机转速对应的排量。

作为上述车辆行驶控制方法的一种优选技术方案，在制动踏板被踩下时，先调节所述开关阀的状态使所述变量泵的出油口和所述变量马达的出油口连通，再将所述变量泵和所述变量马达的排量均减小至零。

本发明的有益效果：本发明增设了开关阀，在将车辆切换至正常行驶模式时，先将变量泵和变量马达的排量调节至与当前车速对应的排量，再调节开关阀的状态使变量泵的出油口和变量马达的出油口断开；在将车辆切换至自动滑行模式时，先调节开关阀的状态使变量泵的出油口和变量马达的出油口连通，再将变量泵和变量马达的排量均减小至零。通过上述方式使大幅度调节变量泵和变量马达的排量时，高压油和低压油连通，继而减小了液压冲击，使车辆平稳行驶。

而且本发明通过调节开关阀的状态即可实现自动滑行模式和正常行驶模式之间的切换，结构简单，切换方式灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的实施例提供的车辆行驶液压控制系统的原理图；

图2是本发明的实施例提供的车辆行驶控制方法的流程图。

图中：

1、变量泵；2、变量马达；3、发动机；4、开关阀；5、控制器；6、油门压力传感器；7、发动机转速传感器；8、马达转速传感器。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

图1是本实施例提供的车辆行驶液压控制系统的原理图。如图1所示，本实施例提供了一种车辆行驶液压控制系统，上述车辆控制系统包括变量泵1、变量马达2和发动机3，其中，变量泵1为双向变量泵，变量马达2为双向变量马达，变量泵1和变量马达2构成容积调速回路，发动机3驱动变量泵1转动以将发动机3的机械能通过变量泵1转换为液压能，变量泵1驱动变量马达2转动，以将液压能通过变量马达2转化为机械能输出使车辆行驶。上述车辆通常指的是火车、动车、高铁、有轨电车、地铁等在轨道上行驶的车辆，本实施例以火车为例对上述车辆控制系统进行进一步的详细说明。

火车行驶过程中具有正常行驶模式和自动滑行模式，其中自动滑行模式指的是为了节约能源，在火车的车速达到期望车速时，通常会减小发动机转速，同时大幅降低变量泵1和变量马达2的排量，以节约油耗，使火车进入自动滑行模式。但是变量泵1和变量马达2的排量急剧下降，会导致由发动机3、变量泵1和变量马达2形成的上述车辆行驶液压控制系统存在严重的液压冲击。

为此，本实施例增设了开关阀4，具体地，本实施例的车辆行驶液压控制系统还包括第一油路，第一油路的两端分别与变量泵1的出油口和变量马达2的出油口连通。上述开关阀4为两位两通电磁换向阀，两位两通电磁换向阀具有两个油口，分别为第一油口和第二油口；两位两通电磁换向阀具有两个状态，分别为第一状态和第二状态。在两位两通电磁换向阀处于第一状态时，第一油口和第二油口连通，在两位两通电磁换向阀处于第二状态时，第一油口和第二油口不连通。

在火车由自动滑行模式切换至正常行驶模式时，由于自动滑行模式下变量泵1的出油口和变量马达2的出油口处于连通状态，因此可以先将变量泵1和变量马达2的排量均调节至于当前车速匹配的排量，再将两位两通电磁换向阀调节至第二状态使变量泵1的出油口和变量马达2的出油口断开。在火车由正常行驶模式切换至自动滑行模式时，由于正常行驶模式下，变量泵1的出油口和变量马达2的出油口处于断开状态，因此可以先将两位两通电磁换向阀调节至第一状态，使变量泵1的出油口和变量马达2的出油口连通，再将变量泵1和变量马达2的排量均减小至零。这样的话，大幅度调节变量泵1和变量马达2的排量时高压油和低压油已经处于连通状态，变量泵1的出油口压力和变量马达2的出油口压力基本相等，继而减小液压冲击，使火车能够平稳行驶。

上述车辆行驶液压控制系统还包括控制器5，变量泵1、变量马达2和开关阀4均电连接于控制器5，通过控制器5调节变量泵1和变量马达2的排量以及开关阀4的状态。本实施例中的控制器指的是整车控制器，通常简称ECU。

本实施例还提供了一种车辆，包括上述的车辆行驶液压控制系统。

本实施例还提供了一种车辆行驶控制方法，应用于上述车辆。图2是本实施例提供的车辆行驶控制方法的流程图，本实施例以火车由正常行驶模式切换至自动滑行模式，再由自动滑行模式切换至正常行驶模式为例，结合图2对该车辆行驶控制方法进行详细说明。

S10、在当前车速达到期望车速且制动踏板未被踩下时，判断油门压力是否降低，若是，则执行S20，若否，则返回S10。

火车上设有油门操纵杆，通过推动或拉动油门操作杆调节油门大小，通过油门压力传感器6检测油门压力，上述油门压力传感器6电连接于控制器5。推动油门操作杆，油门增大，油门压力增大，发动机转速增大；拉动油门操作杆，油门减小，油门压力减小，发动机转速降低。

在当前车速未达到期望车速时，则说明需要继续对火车进行加速，以便于为进入自动滑行模式做准备。若是在当前车速达到期望车速时油门压力未发生变化，则说明驾驶员没有进入自动滑行模式的意图。

马达上设有马达转速传感器8，马达转速传感器8电连接于控制器5，通过马达转速传感器8测量马达转速，再通过马达转速计算火车的当前速度。而通过马达的转速如何计算火车的当前速度为现有技术，本实施例不再详细赘叙。

S20、将车辆切换至自动滑行模式；并执行S30。

将车辆切换至自动滑行模式的方法如下：先调节开关阀的状态使变量泵1的出油口和变量马达2的出油口连通，再将变量泵1和变量马达2的排量均减小至零。

发动机3上设有发动机转速传感器7，通过发动机转速传感器7测量发动机转速。

在油门压力减小时，发动机转速将会迅速的降低至于油门压力对应的转速。在火车进行自动滑行模式后，由于变量泵1和变量马达2的排量均为零，发动机将会空转，能够起到节省油耗的作用，而火车仅依靠惯性在火车轨道上自动滑行，随着火车的不断滑行，由于摩擦力的存在，车速将会不断地降低。

S30、在制动踏板未被踩下时，判断油门压力是否增大，若是，则执行S60，若否，则执行S40。

S40、判断当前车速是否降低至预设车速，若是，则执行S50，若否，则返回S30。

上述预设车速是车辆处于自动滑行模式下所允许的最小车速，若是当前车速小于预设车速后，再将车辆切换至正常行驶模式，大大降低采用自动滑行模式所要达到的节能效果。上述预设车速是通过重复试验确定的已知值。

S50、发出需增大油门压力的提醒指令，并返回S30。

若是发出需增大油门压力的提醒令后，在制动踏板未被踩下情况下，一直未检测到油门压力增大，则说明驾驶员有意图通过自动滑行使火车逐渐降速直至火车停止。

上述提醒指令可以还是声音指令，如蜂鸣声，也可以是光指令，如指示灯闪烁，也可以是显示指令，如在显示器上出现醒目文字或符号等。

S60、将车辆切换至正常行驶模式。

将车辆切换至正常行驶模式的方法如下：先将变量泵1和变量马达2的排量调节至与当前车速对应的排量，再调节开关阀4的状态使变量泵1的出油口和变量马达2的出油口断开，之后按照预设速率增大变量泵1和变量马达2的排量使车速增大，直至变量泵1和变量马达2的排量均增大至与发动机转速对应的排量。

在负载不发生变化的情况下，发动机转速、变量泵1的排量和变量马达2的排量之间存在对应的关系，发动机转速与车速之间也存在对应关系，可以通过多次重复试验确定发动机转速、变量泵1的排量和变量马达2的排量之间的对应关系，以及发动机转速和车速之间的对应关系并嵌入到整车控制器中。因此，可以根据当前车速匹配变量泵1的排量和变量马达2的排量。

火车无论是自动滑行模式，还是正常行驶模式，制动踏板均未被踩下，一旦制动踏板被踩下，则意味着将要对火车进行制动。在自动踏板被踩下时，控制器收到制动信号时，先调节开关阀4的状态使变量泵1的出油口和变量马达2的出油口连通，再将变量泵1和变量马达2的排量调节为零，使切断动力的过程中不会产生液压冲击。

本实施例通过控制器5调节变量泵1和变量马达2的电流，从而调节变量泵1和变量马达2的排量。

本实施例中，图1中所示的A点和B点分别设有一个压力传感器(图中未示出)。由于变量泵1为双向变量泵，可以输出第一方向的工作油，也可以输出第二方向的工作油，设于A点的压力传感器用于测量变量泵1输出第一方向的工作油时的出口压力，设于B点的压力传感器用于测量变量泵1输出第二方向的工作油时的出口压力。

根据变量泵1的出口压力和变量泵1的排量计算变量泵1的扭矩和功率，而马达的输出端连接负载，变量泵1的出口压力受负载大小的影响，如爬坡时负载大小会发生变化，在变量泵1的实际扭矩大于当前发动机转速所对应的最大扭矩时，为了防止发动机熄火，降低变量泵1的排量，以使变量泵1的实际扭矩小于当前发动机转速所对应的最大扭矩；若是变量泵1的排量降低至预设最小排量时，变量泵1的实际扭矩仍然大于当前发动机转速所对应的最大扭矩，则增大变量马达1的排量，以增大变量马达2的输出扭矩。在变量泵1的出口压力恢复正常时，将变量泵1的排量和变量马达2的排量均调节至与当前发动机转速对应的排量。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

在发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种车辆行驶液压控制系统，包括构成容积调速回路的变量泵(1)和变量马达(2)，及驱动所述变量泵(1)转动的发动机(3)；其特征在于，还包括开关阀(4)，所述开关阀(4)能够使所述变量泵(1)的出油口和所述变量马达(2)的出油口连通或断开。

2.根据权利要求1所述的车辆行驶液压控制系统，其特征在于，所述开关阀为两位两通电磁换向阀。

3.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1或2所述的车辆行驶液压控制系统。

4.一种车辆行驶控制方法，其特征在于，应用于权利要求3所述的车辆，所述车辆至少具有正常行驶模式和自动滑行模式；所述车辆行驶控制方法包括以下步骤：

在将所述车辆切换至正常行驶模式时，先将所述变量泵(1)和所述变量马达(2)的排量调节至与当前车速对应的排量，再调节所述开关阀(4)的状态使所述变量泵(1)的出油口和所述变量马达(2)的出油口断开；

在将所述车辆切换至自动滑行模式时，先连通调节所述开关阀(4)的状态使所述变量泵(1)的出油口和所述变量马达(2)的出油口连通，再将所述变量泵(1)和所述变量马达(2)的排量均减小至零。

5.根据权利要求4所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，在当前车速达到期望车速且制动踏板未被踩下时，判断油门压力是否降低，并在油门压力降低时，将所述车辆切换至自动滑行模式。

6.根据权利要求4所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，在自动滑行模式下，在油门压力增大且制动踏板未被踩下时，则将所述车辆切换至正常行驶模式。

7.根据权利要求4所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，在自动滑行模式下，在油门压力未增大且制动踏板未被踩下时，判断当前车速是否降低至预设车速，并在当前车速降低至预设车速时，发出需增大油门压力的提醒指令。

8.根据权利要求7所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，在发出需增大油门压力的提醒指令后，若油门压力增大且制动踏板未被踩下，则将所述车辆切换至正常行驶模式。

9.根据权利要求4所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，在正常行驶模式下，在所述变量泵(1)的出油口和所述变量马达(2)的出油口断开后，按照预设速率增大变量泵(1)和变量马达(2)的排量使车速增大，直至变量泵(1)和变量马达(2)的排量均增大至与发动机转速对应的排量。

10.根据权利要求4所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，在制动踏板被踩下时，先调节所述开关阀(4)的状态使所述变量泵(1)的出油口和所述变量马达(2)的出油口连通，再将所述变量泵(1)和所述变量马达(2)的排量均减小至零。