水介質(zhì)緩速器的控制方法及控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水介質(zhì)緩速器的控制方法及控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著道路交通的發(fā)展，車輛行駛車速和載重量持續(xù)增加，行駛工況越來越復(fù)雜，車 輛對(duì)制動(dòng)的需求變得越來越大。尤其對(duì)于客車、貨車以及特種車輛，行車制動(dòng)器長(zhǎng)時(shí)間持續(xù) 使用會(huì)造成熱衰退現(xiàn)象，嚴(yán)重影響制動(dòng)效能，導(dǎo)致高速行駛的車輛無法及時(shí)的減速。并且， 制動(dòng)片在工作過程中，由于摩擦造成的粉塵污染也是很嚴(yán)重的。
[0003] 在非緊急制動(dòng)工況下，可以使用液力緩速器代替行車制動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)車輛減速的目 的。液力緩速器將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成液力緩速器工作液的內(nèi)能，最后由車輛散熱器散出。安 裝了液力緩速器的車輛可以有效降低行車制動(dòng)器的使用次數(shù)與時(shí)間，并且大幅度降低因?yàn)?長(zhǎng)時(shí)間使用而導(dǎo)致的制動(dòng)器熱衰退現(xiàn)象，以及可以有效提高行車安全。
[0004] 具體地，車輛上安裝的液力緩速器的工作液為油，即油介質(zhì)緩速器。油介質(zhì)緩速器 的工作原理為將車輛行駛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為工作油的內(nèi)能，致使在制動(dòng)過程中，當(dāng)工作油溫度 上升之后，工作油經(jīng)過油水換熱器，將通過制動(dòng)產(chǎn)生的熱量傳遞給車輛冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，最 后由散熱器散出。
[0005] 然而，油介質(zhì)緩速器缺點(diǎn)為：油水換熱器的換熱效率很低，易導(dǎo)致熱量在換熱器與 油一側(cè)堆積，制動(dòng)中持續(xù)生成的熱量無法通過換熱器及時(shí)傳遞給冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，從而使 工作油的溫度升高過快，超高允許溫度，則油介質(zhì)緩速器就自動(dòng)關(guān)閉，由于換熱效率所致， 使油介質(zhì)緩速器無法長(zhǎng)時(shí)間輸出制動(dòng)扭矩。另外，即便油水換熱器得到非常好的優(yōu)化，油介 質(zhì)緩速器也存在需要換熱器來散熱的結(jié)構(gòu)限制問題，導(dǎo)致嚴(yán)重影響油介質(zhì)緩速器的制動(dòng)效 率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0007] 為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種水介質(zhì)緩速器的控制方法，該控制方法可 以保證冷卻系統(tǒng)在任何工況下的可靠性，提高行車的安全性。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種水介質(zhì)緩速器的控制裝置。
[0009] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種水介質(zhì)緩速器的控制方法，包 括以下步驟：根據(jù)水質(zhì)緩速器的動(dòng)力特性獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的最大輸出制動(dòng)功率值和最小輸 出制動(dòng)功率值；對(duì)所述水介質(zhì)緩速器進(jìn)行熱力學(xué)分析，以獲取當(dāng)前冷卻系統(tǒng)允許所述水介 質(zhì)緩速器的制動(dòng)扭矩值；根據(jù)所述最大輸出制動(dòng)功率值、所述最小輸出制動(dòng)功率值和所述 制動(dòng)扭矩值設(shè)計(jì)觀測(cè)器，以得到所述水介質(zhì)緩速器的輸出制動(dòng)扭矩特性；以及根據(jù)所述輸 出制動(dòng)扭矩特性和車輛的制動(dòng)需求得到所述水介質(zhì)緩速器輸出的制動(dòng)力，以控制所述水介 質(zhì)緩速器。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的水介質(zhì)緩速器的控制方法，根據(jù)最大輸出制動(dòng)功率值、 最小輸出制動(dòng)功率值和制動(dòng)扭矩值設(shè)計(jì)觀測(cè)器，從而得到水介質(zhì)緩速器的輸出制動(dòng)扭矩特 性，通過輸出制動(dòng)扭矩特性和車輛的制動(dòng)需求得到水介質(zhì)緩速器的制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)控制水介 質(zhì)緩速器的目的，保證冷卻系統(tǒng)在任何工況下的可靠性，并且完成車輛的制動(dòng)需求，提高行 車的安全性。
[0011] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的水介質(zhì)緩速器的控制方法還可以具有如下附加的 技術(shù)特征：
[0012] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)水質(zhì)緩速器的動(dòng)力特性獲取當(dāng)前 轉(zhuǎn)速下的最大輸出制動(dòng)功率值和最小輸出制動(dòng)功率值，進(jìn)一步包括：建立驅(qū)動(dòng)力-行駛阻 力方程；根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)力-行駛方程獲取所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的最大輸出制動(dòng)功率值和最小輸 出制動(dòng)功率值。
[0013] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力方程的公式為：
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水介質(zhì)緩速器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 根據(jù)水質(zhì)緩速器的動(dòng)力特性獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的最大輸出制動(dòng)功率值和最小輸出制動(dòng) 功率值； 對(duì)所述水介質(zhì)緩速器進(jìn)行熱力學(xué)分析，以獲取當(dāng)前冷卻系統(tǒng)允許所述水介質(zhì)緩速器的 制動(dòng)扭矩值； 根據(jù)所述最大輸出制動(dòng)功率值、所述最小輸出制動(dòng)功率值和所述制動(dòng)扭矩值設(shè)計(jì)觀測(cè) 器，以得到所述水介質(zhì)緩速器的輸出制動(dòng)扭矩特性；以及 根據(jù)所述輸出制動(dòng)扭矩特性和車輛的制動(dòng)需求得到所述水介質(zhì)緩速器輸出的制動(dòng)力， 以控制所述水介質(zhì)緩速器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水介質(zhì)緩速器的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)水質(zhì)緩速 器的動(dòng)力特性獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的最大輸出制動(dòng)功率值和最小輸出制動(dòng)功率值，進(jìn)一步包 括： 建立驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力方程； 根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)力-行駛方程獲取所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的最大輸出制動(dòng)功率值和最小輸出 制動(dòng)功率值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水介質(zhì)緩速器的控制方法，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)力-行駛阻 力方稈的公式為：
其中，Gx為驅(qū)動(dòng)力，F(xiàn)lx為風(fēng)阻；FK為滾動(dòng)阻力，F(xiàn)r為所述水介質(zhì)緩速器的輸出制動(dòng)力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水介質(zhì)緩速器的控制方法，其特征在于，根據(jù)以下公式獲取 所述制動(dòng)扭矩值，所述公式為：
其中，κ為單位換算系數(shù)，+ Θ為冷卻循環(huán)允許的溫升，治為所述水介質(zhì)緩速器入口處 的流量，Q為所述水介質(zhì)緩速器生成的熱量，c為比熱容。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水介質(zhì)緩速器的控制方法，其特征在于，所述輸出制動(dòng)扭矩 特性為：
其中，11。3為最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，η &為最小啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，α為充液率，I i、12和1 3為預(yù)設(shè)系數(shù)， vaS車速，Pc為所述制動(dòng)扭矩值，η為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
6. -種水介質(zhì)緩速器的控制裝置，其特征在于，包括： 功率獲取模塊，用于根據(jù)水質(zhì)緩速器的動(dòng)力特性獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的最大輸出制動(dòng)功率 值和最小輸出制動(dòng)功率值； 扭矩獲取模塊，用于對(duì)所述水介質(zhì)緩速器進(jìn)行熱力學(xué)分析，以獲取當(dāng)前冷卻系統(tǒng)允許 所述水介質(zhì)緩速器的制動(dòng)扭矩值； 生成模塊，用于根據(jù)所述最大輸出制動(dòng)功率值、所述最小輸出制動(dòng)功率值和所述制動(dòng) 扭矩值設(shè)計(jì)觀測(cè)器，以得到所述水介質(zhì)緩速器的輸出制動(dòng)扭矩特性；以及 控制模塊，用于根據(jù)所述輸出制動(dòng)扭矩特性和車輛的制動(dòng)需求得到所述水介質(zhì)緩速器 輸出的制動(dòng)力，以控制所述水介質(zhì)緩速器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水介質(zhì)緩速器的控制裝置，其特征在于，所述功率獲取模塊 包括： 建立單元，用于建立驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力方程； 獲取單元，用于根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)力-行駛方程獲取所述當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的最大輸出制動(dòng)功率 值和最小輸出制動(dòng)功率值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水介質(zhì)緩速器的控制裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)力-行駛阻 力方程的公式為： m^ = Gx-FR-Fuc-Fr, 其中，Gx為驅(qū)動(dòng)力，F(xiàn)lx為風(fēng)阻；FK為滾動(dòng)阻力，F(xiàn)r為所述水介質(zhì)緩速器的輸出制動(dòng)力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水介質(zhì)緩速器的控制方法，其特征在于，根據(jù)以下公式獲取 所述制動(dòng)扭矩值，所述公式為： D dQ . Pc =--=c m ·αΘ κ dt , 其中，κ為單位換算系數(shù)，+ θ為冷卻循環(huán)允許的溫升，治為所述水介質(zhì)緩速器入口處 的流量，Q為所述水介質(zhì)緩速器生成的熱量，c為比熱容。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的水介質(zhì)緩速器的控制方法，其特征在于，所述輸出制動(dòng)扭矩 特性為：
其中，11。3為最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，η &為最小啟動(dòng)轉(zhuǎn)速，α為充液率，I i、12和1 3為預(yù)設(shè)系數(shù)， VaS車速，Pc為所述制動(dòng)扭矩值，η為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水介質(zhì)緩速器的控制方法及控制裝置，其中，方法包括以下步驟：獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的最大輸出制動(dòng)功率值和最小輸出制動(dòng)功率值；獲取允許水介質(zhì)緩速器的制動(dòng)扭矩值；根據(jù)最大輸出制動(dòng)功率值、最小輸出制動(dòng)功率值和制動(dòng)扭矩值設(shè)計(jì)觀測(cè)器，以得到水介質(zhì)緩速器的輸出制動(dòng)扭矩特性；根據(jù)輸出制動(dòng)扭矩特性和車輛的制動(dòng)需求得到水介質(zhì)緩速器的制動(dòng)力。該控制方法通過設(shè)計(jì)觀測(cè)器得到輸出制動(dòng)扭矩特性，從而得到水介質(zhì)緩速器輸出的制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)控制水介質(zhì)緩速器的目的，保證冷卻系統(tǒng)在任何工況下的可靠性，提高行車的安全性。
【IPC分類】B60T8-172, B60T10-00
【公開號(hào)】CN104828046
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510267812
【發(fā)明人】雷雨龍, 鄭宏鵬, 宋鵬翔, 劉宇堃, 劉宗晟, 胡興軍, 林立峰
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日