电液比例减压阀控换档系统控制策略研究

　　引 言

　　采用电液比例减压阀的电液换档系统可以灵活改变离合缸的升压规律，实现不同的换档过程，在国外的重型车辆上已获得广泛的应用。我国也开始进行了有关研究[1]。目前主要的控制方式是将一个离合缸的接合过程分为两个阶段控制，即充油阶段和升压阶段。充油阶段离合缸向前运动，此时离合片尚未接合。为了提高充油速度，此时给比例减压阀一个较大指令，通常是其最大指令的 50%以上甚至是100%。当离合缸伸出一定距离，离合片接合，此时给比例减压阀发出正常升压指令。该系统存在的主要问题是在离合缸的充油行程终点（即离合片接合点），由于负载流量突变，导致缸内压力出现急剧升高，产生液压冲击。该液压冲击一方面使换档平稳性降低，另一方面也使换档系统的可靠性降低。

　　为了降低液压冲击，研究者通常采用的方法是在离合缸未达到行程终点时，提前将充油阶段的指令大幅降低[2，3]。而提前量则由实验确定或在线根据实际冲击大小迭代调节。由于系统工作条件的变化，如油温变化、系统供油压力变化等等，使得这个提前量很难确定，因此大大影响了换档特性。

　　本文提出四段式控制策略，即主充油阶段、副充油阶段、低压待命阶段和升压阶段。各段的切换由离合缸内压力决定；结合渐近关闭缓冲器，较好地解决了以上问题。

　　1 电液比例减压阀控离合缸

　　电液比例减压阀控离合缸原理如图 1 所示，减压阀用以控制离合缸内压力，渐近关闭缓冲器用以吸收离合缸充油终点的压力冲击。

　　忽略诸如过滤器阻力、配合间隙泄露等因素，建立该阀的数学模型。

　　1）流量方程

　　先导固定节流口、先导球阀口、反馈节流管、主阀口、减压阀出口、传输管道流量方程（Rl）和缓冲器节流口流量方程分别如式（1）-（7）所示。其中反馈节流管和传输管路既考虑了其沿程阻力，也考虑了其局部阻力。

　　式中， ——各流量，m³/s；

　　p——工作油液密度，kg/m³；

　　c_b——流量系数；

　　A*——各过流面积，m

　　λ——线性阻尼的阻力系数；

　　ζ——局部平方阻力的阻力系数；

　　P——各点压力，Pa。

　　2）流量连续性方程

　　对主阀上腔、主阀反馈腔和输出腔，列写流量连续性方程，分别如下。

　　式中， ——液压作用面积，m²；