CN103692906B - 车辆驱动***自适应控制***及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车辆驱动***自适应控制***，其特征在于它包括压力传感器（1）、转速传感器（2）、可编程控制器（3）和比例阀（4），所述压力传感器（1）的信号端口通过电缆接入到所述可编程控制器（3）的AI端口，所述转速传感器（2）的信号端口通过电缆接入到所述可编程控制器（3）的PI端口，所述比例阀（4）与可编程控制器（3）的PWM输出端口相连。本发明通过在车辆上安装转速传感器来获取发动机输出功率，利用可编程控制器以及比例阀来调节车辆驱动闭式泵排量，该***可以使车辆行驶更平稳、更安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆驱动***自适应控制***及其实现方法，适用于具有液压驱动***的重型运输车辆。
背景技术
重型运输车辆具有载重量大特性，一般都在50吨以上，在车辆行驶时，由于货物装载重量不同和路面凹凸不平，容易造成驱动***压力升高，将发动机逼熄火，导致发动机和液压驱动***损坏，影响运输货物的安全。因此，需要一种驱动控制***，保证车辆在行驶运输过程中始终保持发动机输出功率与驱动***所需功率匹配，保证货物安全性。目前，一般通过接收驱动***压力传感器信号，通过驱动闭式泵比例阀结合PID等闭环控制算法实现。该方法通过驱动***压力传感器信号作为反馈信号调节驱动闭式泵比例阀电流，调节驱动闭式泵排量，会造成驱动***调节不准确，不及时。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种车辆驱动***自适应控制***及其方法，使车辆行驶更平稳、更安全。
本发明的目的是这样实现的：一种车辆驱动***自适应控制***，它包括压力传感器、转速传感器、可编程控制器和比例阀，所述可编程控制器安装在车辆控制箱内，所述压力传感器安装在车辆驱动***的管路上，所述转速传感器安装在发动机上，所述比例阀集成在驱动闭式泵上，所述压力传感器的信号端口通过电缆接入到所述可编程控制器的AI端口，所述转速传感器的信号端口通过电缆接入到所述可编程控制器的PI端口，所述比例阀与可编程控制器的PWM输出端口相连。
一种车辆驱动***自适应控制***的实现方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：采集压力传感器的压力信号
压力传感器通过电缆将其信号输入至可编程控制器，可编程控制器通过AI端口接收压力传感器发送过来的压力信号；
步骤2：计算车辆驱动***所需功率
预先给定驱动电流I1，根据电流与排量关系得出驱动***排量Vg，车辆驱动***所需功率采用公式：P1=Vg*n*ηv*Δp/1000/60/ηt，其中P1为驱动***所需压力，Vg为驱动***排量，n为驱动泵转速，ηv为驱动***容积效率，Δp为驱动***压力，ηt为驱动***总效率；
步骤3：计算发动机当前输出功率
可编程控制器通过PI端口采集发动机转速信号，根据发动机外特性曲线得出发动机当前输出功率P2；
步骤4：得出调节电流I
在可编程控制器中建立关于自适应调节的矩阵，采用的调整公式：I=I1+ΔI，根据发动机当前输出功率P1与车辆驱动***所需功率P2的大小关系，选择不同的ΔI，其中ΔI为电流增减量；
步骤5：输出调节电流I
可编程控制器输出调节电流I给比例阀，比例阀根据电流大小调整阀口开度，自动调节车辆驱动***排量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在车辆上安装转速传感器来获取发动机输出功率，利用可编程控制器以及比例阀来调节车辆驱动闭式泵排量，该***可以使车辆行驶更平稳、更安全。
附图说明
图1为本发明实施例中车辆驱动***自适应控制***的结构图。
图2为本发明实施例中车辆驱动***自适应控制***的流程图。
图3为本发明实施例中的输入电流与泵排量关系曲线图。
图4为本发明实施例中的发动机转速与功率曲线图。
图5为本发明实施例中的自适应电流调节矩阵示意图。
其中：
压力传感器1
转速传感器2
可编程控制器3
比例阀4。
具体实施方式
参见图1，本发明涉及一种车辆驱动***自适应控制***，它包括压力传感器1、转速传感器2、可编程控制器3和比例阀4，所述可编程控制器3安装在车辆控制箱内，所述压力传感器1安装在车辆驱动***的管路上，所述转速传感器2安装在发动机上，所述比例阀4集成在驱动闭式泵上，所述压力传感器1的信号端口通过电缆接入到所述可编程控制器3的AI端口，所述转速传感器2的信号端口通过电缆接入到所述可编程控制器3的PI端口，所述比例阀4与可编程控制器3的PWM输出端口相连，所述可编程控制器3根据压力传感器1的数据计算车辆驱动***所需功率，所述可编程控制器3根据转速传感器2的数据计算车辆发动机当前输出功率，根据车辆驱动***所需功率和发动机当前输出功率得到调节控制电流I，所述可编程控制器3将调节控制电流I输出给所述比例阀4，所述比例阀4根据调节控制电流I调节比例阀4的阀口开度，从而调节驱动***排量。
参见图2，本发明还提供一种车辆驱动***自适应控制***的实现方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：采集压力传感器的压力信号
压力传感器通过电缆将其信号输入至可编程控制器（如图1所示），压力传感器压力模拟信号4~20Ma对应0~600bar，可编程控制器通过AI端口接收压力传感器发送过来的压力信号；
步骤2：计算车辆驱动***所需功率
预先给定驱动电流I1，根据电流与排量关系得出驱动***排量Vg（如图3所示），可编程控制器设定采样时间为100ms—200ms，每隔100ms—200ms接收一次压力传感器信号，车辆驱动***所需功率采用公式：P1=Vg*n*ηv*Δp/1000/60/ηt，其中P1为驱动***所需压力，Vg为驱动***排量，n为驱动泵转速，ηv为驱动***容积效率，Δp为驱动***压力，ηt为驱动***总效率；
步骤3：采集发动机转速信号，计算发动机当前输出功率
可编程控制器通过PI端口采集发动机转速信号，根据发动机外特性曲线（如图4所示）得出发动机当前输出功率P2；
步骤4：根据车辆驱动***所需功率和当前发动机功率，得出调节电流I；
在本步骤中，在可编程控制器中建立关于自适应调节的矩阵（如图5所示），采用的调整公式：I=I1+ΔI，根据发动机当前输出功率P1与车辆驱动***所需功率P2的大小关系，选择不同的ΔI，其中ΔI为电流增减量。
步骤5：输出调节电流I，用于车辆驱动***排量控制
在本步骤中，可编程控制器输出调节电流I给比例阀（图1所示），比例阀根据电流大小调整阀口开度，自动调节车辆驱动***排量。
Claims (1)
1.一种车辆驱动***自适应控制***的实现方法，它包括压力传感器（1）、转速传感器（2）、可编程控制器（3）和比例阀（4），所述可编程控制器（3）安装在车辆控制箱内，所述压力传感器（1）安装在车辆驱动***的管路上，所述转速传感器（2）安装在发动机上，所述比例阀（4）集成在驱动闭式泵上，所述压力传感器（1）的信号端口通过电缆接入到所述可编程控制器（3）的AI端口，所述转速传感器（2）的信号端口通过电缆接入到所述可编程控制器（3）的PI端口，所述比例阀（4）与可编程控制器（3）的PWM输出端口相连，其特征在于所述方法包括以下步骤：
步骤1：采集压力传感器的压力信号
压力传感器通过电缆将其信号输入至可编程控制器，可编程控制器通过AI端口接收压力传感器发送过来的压力信号；
步骤2：计算车辆驱动***所需功率
预先给定驱动电流I1，根据电流与排量关系得出驱动***排量Vg，车辆驱动***所需功率采用公式：P1=Vg*n*ηv*Δp/1000/60/ηt，其中P1为驱动***所需压力，Vg为驱动***排量，n为驱动泵转速，ηv为驱动***容积效率，Δp为驱动***压力，ηt为驱动***总效率；
步骤3：计算发动机当前输出功率
可编程控制器通过PI端口采集发动机转速信号，根据发动机外特性曲线得出发动机当前输出功率P2；
步骤4：得出调节电流I
在可编程控制器中建立关于自适应调节的矩阵，采用的调整公式：I=I1+ΔI，根据发动机当前输出功率P2与车辆驱动***所需功率P1的大小关系，选择不同的ΔI，其中ΔI为电流增减量；
步骤5：输出调节电流I
可编程控制器输出调节电流I给比例阀，比例阀根据电流大小调整阀口开度，自动调节车辆驱动***排量。
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