CN112628394A - 一种装载机行星变速箱离合器控制策略 - Google Patents

一种装载机行星变速箱离合器控制策略 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装载机行星变速箱离合器控制策略，包括以下步骤：S1、预充阶段，比例电磁阀控制电流阶跃到预充电流Ia，保持时间Ta，随后降到建压电流Ib；S2、建压阶段,比例电磁阀控制电流上升到滑磨电流Ic；S3、滑磨阶段，比例电磁阀控制电流上升到压紧电流Id；S4、压紧阶段，比例电磁阀控制电流上升到最大牵引电流Ie；S5、系统压力阶段，比例电磁阀控制电流阶跃到保持电流If；S6、保持阶段，比例电磁阀控制电流保持在保持电流If。综上所述，行星式变速箱的比例电磁阀分阶段控制，各阶段对应点的控制电流与时间都可调整，且加入了电流、时间与发动机转速参数，减少变速箱换挡冲击大、异响大、箱体损耗大寿命短的问题。

Description

一种装载机行星变速箱离合器控制策略
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种装载机行星变速箱离合器控制策略。
背景技术
工程机械装载机的传动系统常用变速箱中行星式变速箱结构简单、成本低，使用广泛，目前国内主流行星式变速箱主要以机械开关阀控制变速箱油路的通断，从而控制行星式变速箱离合器的结合和断开。行星式变速箱以机械开关阀控制变速箱油路的通断，开关阀得到手柄电信号后完全打开，变速箱油流经打开的开关阀建立压力。开关阀只负责行星式变速箱油路的打开和关闭，只有打开和关闭两种通量，给离合器施加的压力曲线单一，无法多段调整施加给离合器的压力，从而导致变速箱换挡冲击大、异响大、箱体损耗大寿命缩短。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题提供一种装载机行星变速箱离合器控制策略，改善行星式变速箱的换挡响应性以及多工况适应性。
为达到上述目的，本发明公开了一种装载机行星变速箱离合器控制策略，包括以下步骤：
S1、预充阶段，比例电磁阀控制电流阶跃到预充电流Ia，保持时间Ta，随后降到建压电流Ib；
S2、建压阶段, 比例电磁阀控制电流上升到滑磨电流Ic，曲线公式为建压阶段实际电流I1=AT+B，A为时间系数，B为时间电流常数；
S3、滑磨阶段，比例电磁阀控制电流上升到压紧电流Id，曲线公式为滑磨阶段实际电流I2=CT²+D+Xn+Y，其中：
I2为比例电磁阀实际控制电流；
I21为时间因素相关比例电磁阀控制电流，I21=CT²+D，T为时间，C为时间系数，D为时间电流常数；
I22为发动机转速相关电流补偿值，I22= Xn+Y，n为发动机转速，X为转速系数，Y为转速电流常数；
S4、压紧阶段，比例电磁阀控制电流上升到最大牵引电流Ie，曲线公式为压紧阶段实际电流I3=ET+F，E为时间系数，F为时间电流常数；
S5、系统压力阶段，比例电磁阀控制电流阶跃到保持电流If；
S6、保持阶段，比例电磁阀控制电流保持在保持电流If。
由于采用了上述技术方案，行星式变速箱的比例电磁阀分阶段控制，各阶段对应点的控制电流与时间都可调整，且加入了电流、时间与发动机转速参数，控制曲线根据油门大小也就是发动机转速调整曲线时间，油门越大，换挡越快，改善了行星式变速箱的换挡响应性以及多工况适应性，减少变速箱换挡冲击大、异响大、箱体损耗大寿命短的问题。
所述预充电流Ia与最大牵引电流Ie相等。保证预充充分。
在确定A及B的数值时，选取所需建压阶段实际电流上的两个点，将这两个点的I1及T带入计算，求得A及B的数值。选择两个极限位置，方便这两个点的I1及T的检测和计算。
选取I1=建压电流Ib、I1=滑磨电流Ic两个点。选择两个极限位置，方便这两个点的I1及T的检测和计算。
在确定C及D的数值时，选取所需时间因素相关比例电磁阀控制电流上的两个点，将这两个点的I21及T带入计算，求得C及D的数值。选择两个极限位置，方便这两个点的I21及T的检测和计算。
选取I21=滑磨电流Ic、I21=压紧电流Id两个点。选择两个极限位置，方便这两个点的I21及T的检测和计算。
在确定X及Y的数值时，选取所需发动机转速相关电流上的两个点，将这两个点的I22及n带入计算，求得X及Y的数值。选择两个极限位置，方便这两个点的I1及T的检测和计算。选择两个极限位置，方便这两个点的I22及n的检测和计算。
选取n=发动机怠速转速、n=发动机最大油门转速两个点。选择两个极限位置，方便这两个点的I22及n的检测和计算。
I22值根据怠速和最大油门时变速箱离合器的结合压力对应电流值的差值得出。选择两个极限位置，方便这两个点的I22及n的检测和计算。
n=发动机怠速转速为750rpm时，I22=0ma；n=发动机最大油门转速为2000rpm时，I22=120ma。选择两个极限位置，方便这两个点的I22及n的检测和计算。
在确定E及F的数值时，选取所需滑磨阶段实际电流上的两个点，将这两个点的I3及T带入计算，求得E及F的数值。选择两个极限位置，方便这两个点的I3及T的检测和计算。
选取I3=滑磨电流Id、I3=压紧电流Ie两个点。选择两个极限位置，方便这两个点的I3及T的检测和计算。
预充阶段，预充电流Ia=400 ma，保持时间Ta=200ms，建压电流Ib=100 ma；
建压阶段，用时300ms上升到滑磨电流Ic=130 ma；
滑磨阶段，用时300ms上升到压紧电流Id=240ma；
压紧阶段，用时200ms上升到最大牵引电流Ie=400ma。改善了行星式变速箱的换挡响应性以及多工况适应性。
保持电流If=500 ma。改善了行星式变速箱的换挡响应性以及多工况适应性。
综上所述，本发明的有益效果在于：行星式变速箱的比例电磁阀分阶段控制，各阶段对应点的控制电流与时间都可调整，且加入了电流、时间与发动机转速参数，控制曲线根据油门大小也就是发动机转速调整曲线时间，油门越大，换挡越快，改善了行星式变速箱的换挡响应性以及多工况适应性，减少变速箱换挡冲击大、异响大、箱体损耗大寿命短的问题。
附图说明
附图1是本发明一种装载机行星变速箱离合器控制策略中电流控制曲线的示意图；
附图2是现有技术中行星变速箱用机械开关阀控制策略中压力控制曲线的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
如附图2所示，现有技术中，行星式变速箱以机械开关阀控制变速箱油路的通断，开关阀得到手柄电信号后完全打开，变速箱油流经打开的开关阀建立压力。开关阀只负责行星式变速箱油路的打开和关闭，只有打开和关闭两种通量，给离合器施加的压力曲线单一，无法多段调整施加给离合器的压力，从而导致变速箱换挡冲击大、异响大、箱体损耗大寿命缩短。
如附图1所示，本发明装载机行星变速箱离合器控制策略，包括以下步骤：
S1、预充阶段，比例电磁阀控制电流阶跃到预充电流Ia，保持时间Ta，随后降到建压电流Ib。
选优的，预充电流Ia=400 ma，保持时间Ta=200ms，建压电流Ib=100 ma。
在预充阶段，比例电磁阀控制电流阶跃到预充电流Ia，比例电磁阀被激活，向变速箱离合器控制部件预充液压油，方便后续动作，预充完毕后，比例电磁阀控制电流降到建压电流Ib，离合器控制部件具有一定的初始压力，方便下一步操作。
S2、建压阶段, 比例电磁阀控制电流上升到滑磨电流Ic，曲线公式为建压阶段实际电流I1=AT+B，A为时间系数，B为时间电流常数。
选优的，建压阶段，用时300ms上升到滑磨电流Ic=130 ma。
在确定A及B的数值时，选取所需建压阶段实际电流上的两个点，将这两个点的I1及T带入计算，求得A及B的数值。
具体的，选取I1=建压电流Ib、I1=滑磨电流Ic两个点。选择两个极限位置，方便这两个点的I1及T的检测和计算。
滑磨电流Ic值为变速箱离合器由分离状态进入滑磨状态时所对应电流值，在此阶段，电磁阀的流量逐渐增大，变速箱离合器所受的驱动力也随之增大，最终变速箱离合器由分离状态进入滑磨状态。
S3、滑磨阶段，比例电磁阀控制电流上升到压紧电流Id，曲线公式为滑磨阶段实际电流I2=CT²+D+Xn+Y，其中：
I2为比例电磁阀实际控制电流；
I21为时间因素相关比例电磁阀控制电流，I11=CT²+D，T为时间，C为时间系数，D为时间电流常数；
I22为发动机转速相关电流补偿值，I12= Xn+Y，n为发动机转速，X为转速系数，Y为转速电流常数。
选优的，滑磨阶段，用时300ms上升到压紧电流Id=240ma。
在确定C及D的数值时，选取所需时间因素相关比例电磁阀控制电流上的两个点，将这两个点的I21及T带入计算，求得C及D的数值。
选优的，选取I21=滑磨电流Ic、I21=压紧电流Id两个点。
具体的，选取I21=130 ma、I21=240ma，
在确定X及Y的数值时，选取所需发动机转速相关电流上的两个点，将这两个点的I22及n带入计算，求得X及Y的数值。选择两个极限位置，方便这两个点的I1及T的检测和计算。
选优的，选取n=发动机怠速转速、n=发动机最大油门转速两个点。
I22值根据怠速和最大油门时变速箱离合器的结合压力对应电流值的差值得出。
具体的，n=发动机怠速转速为750rpm时，I22=0ma；n=发动机最大油门转速为2000rpm时，I22=120ma。选择两个极限位置。
压紧电流Id值为变速箱离合器由滑磨状态进入压紧状态时所对应电流值，在此阶段，电磁阀的流量进一步逐渐增大，变速箱离合器所受的驱动力也随之增大，最终变速箱离合器由滑磨状态进入压紧状态。
S4、压紧阶段，比例电磁阀控制电流上升到最大牵引电流Ie，曲线公式为压紧阶段实际电流I3=ET+F，E为时间系数，F为时间电流常数。
选优的，压紧阶段，压紧阶段，用时200ms上升到最大牵引电流Ie=400ma。所述预充电流Ia与最大牵引电流Ie相等。保证预充充分。
在确定E及F的数值时，选取所需滑磨阶段实际电流上的两个点，将这两个点的I3及T带入计算，求得E及F的数值。
选取I3=滑磨电流Id、I3=压紧电流Ie两个点。选择两个极限位置，方便这两个点的I3及T的检测和计算。
最大牵引电流Ie值为变速箱离合器由压紧状态进入最大牵引状态时所对应电流值，在此阶段，电磁阀的流量进一步逐渐增大，变速箱离合器所受的驱动力也随之增大，最终变速箱离合器由压紧状态进入最大牵引状态，此时，变速箱离合器完全结合。
S5、系统压力阶段，比例电磁阀控制电流阶跃到保持电流If。
选优的，保持电流If=500 ma。
S6、保持阶段，比例电磁阀控制电流保持在保持电流If。
进一步提高变速箱离合器的结合压力，保证动力传递稳定。
本发明的一种实施例中，保持电流If=450ma或550ma。
行星式变速箱的比例电磁阀分阶段控制，各阶段对应点的控制电流与时间都可调整，且加入了电流、时间与发动机转速参数，控制曲线根据油门大小也就是发动机转速调整曲线时间，油门越大，换挡越快，改善了行星式变速箱的换挡响应性以及多工况适应性，减少变速箱换挡冲击大、异响大、箱体损耗大寿命短的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种装载机行星变速箱离合器控制策略，其特征在于,包括以下步骤：
S1、预充阶段，比例电磁阀控制电流阶跃到预充电流Ia，保持时间Ta，随后降到建压电流Ib；
S2、建压阶段, 比例电磁阀控制电流上升到滑磨电流Ic，曲线公式为建压阶段实际电流I1=AT+B，A为时间系数，B为时间电流常数；
S3、滑磨阶段，比例电磁阀控制电流上升到压紧电流Id，曲线公式为滑磨阶段实际电流I2=CT²+D+Xn+Y，其中,
I2为比例电磁阀实际控制电流；
I21为时间因素相关比例电磁阀控制电流，I21=CT²+D，T为时间，C为时间系数，D为时间电流常数；
I22为发动机转速相关电流补偿值，I22= Xn+Y，n为发动机转速，X为转速系数，Y为转速电流常数；
S4、压紧阶段，比例电磁阀控制电流上升到最大牵引电流Ie，曲线公式为压紧阶段实际电流I3=ET+F，E为时间系数，F为时间电流常数；
S5、系统压力阶段，比例电磁阀控制电流阶跃到保持电流If；
S6、保持阶段，比例电磁阀控制电流保持在保持电流If。
2.如权利要求1所述的装载机行星变速箱离合器控制策略，其特征在于,在在确定A及B的数值时，选取所需建压阶段实际电流上的两个点，将这两个点的I1及T带入计算，求得A及B的数值。
3.如权利要求2所述的装载机行星变速箱离合器控制策略，其特征在于,选取I1=建压电流Ib、I1=滑磨电流Ic两个点。
4.如权利要求1所述的装载机行星变速箱离合器控制策略，其特征在于,在确定C及D的数值时，选取所需时间因素相关比例电磁阀控制电流上的两个点，将这两个点的I21及T带入计算，求得C及D的数值。
5.如权利要求4所述的装载机行星变速箱离合器控制策略，其特征在于,选取I21=滑磨电流Ic、I21=压紧电流Id两个点。
6.如权利要求5所述的装载机行星变速箱离合器控制策略，其特征在于,在确定X及Y的数值时，选取所需发动机转速相关电流上的两个点，将这两个点的I22及n带入计算，求得X及Y的数值。
7.如权利要求6所述的装载机行星变速箱离合器控制策略，其特征在于,选取n=发动机怠速转速、n=发动机最大油门转速两个点。
8.如权利要求7所述的装载机行星变速箱离合器控制策略，其特征在于,n=发动机怠速转速为750rpm时，I22=0ma；n=发动机最大油门转速为2000rpm时，I22=120ma。
9.如权利要求1所述的装载机行星变速箱离合器控制策略，其特征在于,在确定E及F的数值时，选取所需滑磨阶段实际电流上的两个点，将这两个点的I3及T带入计算，求得E及F的数值。
10.如权利要求9所述的装载机行星变速箱离合器控制策略，其特征在于,选取I3=滑磨电流Id、I3=压紧电流Ie两个点。
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