车辆驱动系统自适应控制系统及其实现方法

摘要

本发明涉及一种车辆驱动系统自适应控制系统，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，该系统可以使车辆行驶更平稳、更安全。

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆驱动系统自适应控制系统及其实现方法，适用于具有液压驱动系统的重型运输车辆。

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，容易造成驱动系统压力升高，将发动机逼熄火，导致发动机和液压驱动系统损坏，影响运输货物的安全。因此，需要一种驱动控制系统，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系统所需功率匹配，保证货物安全性。目前，一般通过接收驱动系统压力传感器信号，通过驱动闭式泵比例阀结合PID等闭环控制算法实现。该方法通过驱动系统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，会造成驱动系统调节不准确，不及时。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种车辆驱动系统自适应控制系统及其方法，使车辆行驶更平稳、更安全。

本发明的目的是这样实现的：一种车辆驱动系统自适应控制系统，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系统的管路上，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。

一种车辆驱动系统自适应控制系统的实现方法，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：计算车辆驱动系统所需功率

预先给定驱动电流I1，根据电流与排量关系得出驱动系统排量Vg，车辆驱动系统所需功率采用公式：P1=Vg*n*η_v*Δp/1000/600/η_t，其中P1为驱动系统所需压力，Vg为驱动系统排量，n为驱动泵转速，η_v为驱动系统容积效率，Δp为驱动系统压力，η_t为驱动系统总效率；

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与车辆驱动系统所需功率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，自动调节车辆驱动系统排量。

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，该系统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系统自适应控制系统的结构图。

图2为本发明实施例中车辆驱动系统自适应控制系统的流程图。

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系统自适应控制系统，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安装在车辆驱动系统的管路上，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系统所需功率，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，根据车辆驱动系统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，从而调节驱动系统排量。

参见图2，本发明还提供一种车辆驱动系统自适应控制系统的实现方法，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：计算车辆驱动系统所需功率

预先给定驱动电流I1，根据电流与排量关系得出驱动系统排量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，车辆驱动系统所需功率采用公式：P1=Vg*n*η_v*Δp/1000/600/η_t，其中P1为驱动系统所需压力，Vg为驱动系统排量，n为驱动泵转速，η_v为驱动系统容积效率，Δp为驱动系统压力，η_t为驱动系统总效率；

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：根据车辆驱动系统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与车辆驱动系统所需功率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，用于车辆驱动系统排量控制

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，自动调节车辆驱动系统排量。