輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制裝置及其控制方法，所述雙模式控制裝置包括：安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、安裝于后橋馬達(dá)輸出軸上的車速傳感器、與油門執(zhí)行器連接的油門控制器、與所述油門控制器連接的行駛控制器、以及與所述行駛控制器連接的換擋手柄、控制模式開關(guān)和油門；所述行駛控制器的信號(hào)輸入端子分別與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器電連接。本發(fā)明具有手動(dòng)控制模式和自動(dòng)控制模式；其中自動(dòng)控制模式可以大大降低了駕駛?cè)说牟僮鲃趧?dòng)強(qiáng)度。
【專利說明】輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輪式工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的輪式工程機(jī)械如平地機(jī)、裝載機(jī)等在行駛過程中還要完成各種作業(yè)，駕駛?cè)吮仨毻瑫r(shí)操作工作裝置作業(yè)還必須關(guān)注行駛路況并隨時(shí)換擋，造成駕駛?cè)司窀叨染o張。一方面駕駛?cè)岁P(guān)注作業(yè)裝置精力不足，不利于提高作業(yè)質(zhì)量和效率，另一方面駕駛?cè)说钠趶?qiáng)度大容易引發(fā)誤操作甚至事故。因此如何簡(jiǎn)化駕駛?cè)说牟僮?，使操作系統(tǒng)更簡(jiǎn)單、人性化甚至更舒適是工程機(jī)械的發(fā)展方向之一。
[0003]傳統(tǒng)平地機(jī)行駛傳動(dòng)系統(tǒng)多數(shù)采用液力機(jī)械傳動(dòng)，即發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過液力變矩器傳遞給變速箱，變速箱經(jīng)傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳給后橋，并通過輪邊平衡箱驅(qū)動(dòng)平地機(jī)后橋驅(qū)動(dòng)輪?，F(xiàn)代全液壓平地機(jī)則采用泵馬達(dá)閉式回路取代變矩器變速箱，由馬達(dá)輸出經(jīng)動(dòng)力合流傳動(dòng)箱(或兩檔變速箱)，將動(dòng)力傳遞給后橋、輪邊平衡箱和驅(qū)動(dòng)輪。傳統(tǒng)平地機(jī)通常均為手動(dòng)換擋控制行駛。
[0004]由于平地機(jī)工作裝置可調(diào)參數(shù)變化極大，工程土壤種類、參數(shù)等工況條件變化范圍也很寬泛，因此整機(jī)的外負(fù)荷也將在較大范圍內(nèi)變化。適應(yīng)外載荷的變化需要，通常平地機(jī)設(shè)計(jì)有較多的行駛檔位(在全液壓平地機(jī)以不同的行駛泵、馬達(dá)排量的組合實(shí)現(xiàn)行駛速度即檔位變化)，這就要求司機(jī)必須隨時(shí)關(guān)注車速變化而及時(shí)換檔。而傳統(tǒng)平地機(jī)包括鏟刀和其他工作裝置的操作手柄有10個(gè)之多，司機(jī)作業(yè)過程中必須隨時(shí)操作，這樣加上行駛車速換擋，司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度大；同時(shí)其作業(yè)生產(chǎn)效率受到經(jīng)驗(yàn)和體能限制很難提高；其平地質(zhì)量很大程度上取決于司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，因此平地作業(yè)還有賴于司機(jī)的技術(shù)熟練程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種具有手動(dòng)控制模式和自動(dòng)控制模式的輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制裝置及其控制方法。
[0006]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0007]—種輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制裝置，所述雙模式控制裝置包括:安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、安裝于后橋馬達(dá)輸出軸上的車速傳感器、與油門執(zhí)行器連接的油門控制器、與所述油門控制器連接的行駛控制器、以及與所述行駛控制器連接的換擋手柄、控制模式開關(guān)和油門；所述行駛控制器的信號(hào)輸入端子分別與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器電連接。
[0008]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明還采用了如下的技術(shù)方案:
[0009]所述雙模式控制裝置還包括與行駛控制器連接的觸摸屏。
[0010]所述控制模式開關(guān)包括手動(dòng)控制檔位和自動(dòng)控制檔位。
[0011]一種輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制方法，其特征在于:包括如下步驟:[0012]步驟一、利用控制模式開關(guān)向行駛控制器發(fā)送手動(dòng)控制模式指令或自動(dòng)控制模式指令；
[0013]步驟二、當(dāng)行駛控制器接收到手動(dòng)控制模式指令時(shí)，行駛控制器首先接收換擋手柄的檔位變換指令、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器采集到的轉(zhuǎn)速信息、以及車速傳感器采集到的實(shí)際車速，然后行駛控制器根據(jù)上述檔位變換指令、當(dāng)前檔位信息、轉(zhuǎn)速信息、以及實(shí)際車速四者之間的關(guān)系向油門控制器、行駛泵、后橋馬達(dá)、變速箱發(fā)送控制指令；
[0014]步驟三、當(dāng)行駛控制器接收到自動(dòng)控制模式指令時(shí)，如果輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于前進(jìn)擋狀態(tài)下，則行駛控制器首先接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器采集到的轉(zhuǎn)速信息、以及車速傳感器采集到的實(shí)際車速，然后行駛控制器根據(jù)當(dāng)前檔位信息、轉(zhuǎn)速信息、以及實(shí)際車速三者之間的關(guān)系向油門控制器、行駛泵、后橋馬達(dá)、變速箱發(fā)送控制指令；如果輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于后退擋狀態(tài)下，則行駛控制器通過人機(jī)界面及時(shí)發(fā)出操作錯(cuò)誤提示。
[0015]進(jìn)一步:所述步驟二具體為:
[0016]所述檔位變換指令包括加檔指令和減檔指令兩種，當(dāng)檔位變換指令為加擋指令時(shí)，行駛控制器按照逐級(jí)換擋的原則控制輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)進(jìn)行逐級(jí)換擋，直至目標(biāo)檔位；當(dāng)檔位變換指令為減擋指令時(shí)，行駛控制器首先將輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的檔位置于空擋，然后接收發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信息和實(shí)際車速，當(dāng)Vs_Vj〈 Λ V時(shí)，則將檔位置于目標(biāo)檔位；Vs=0.377*ns*rq ；Vj=0.377* (ne/iz) *rq ；
[0017]其中:ns為測(cè)得的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；rq驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑(m) ；Vs為車速傳感器采集到的實(shí)際車速，ne為測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；iz為發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪至車輛驅(qū)動(dòng)輪之間傳動(dòng)系的總傳動(dòng)傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比；
[0018]Vj為根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)系參數(shù)計(jì)算的車輛速度(km/h) ; Λ V為預(yù)設(shè)常數(shù)。
[0019]進(jìn)一步:所述步驟三具體為:如果輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于前進(jìn)擋狀態(tài)下:
[0020]當(dāng)行駛控制器檢測(cè)到車速傳感器采集到的實(shí)際車速持續(xù)增加時(shí)，行駛控制器首先將輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的檔位置于空擋，行駛速度會(huì)逐漸減小，當(dāng):
[0021](Vbf/Vaf) - (ki/ki+1)〈Λ I時(shí)；其中:Vbf為置空擋前的實(shí)際車速，Vaf為當(dāng)前的實(shí)際車速，ki為當(dāng)前檔位傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比，ki+Ι為相鄰高速檔的傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比；
[0022]則將檔位置于相鄰高速檔，然后逐漸結(jié)合變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的離合器。
[0023]當(dāng)行駛控制器檢測(cè)到車速傳感器采集到的實(shí)際車速持續(xù)減小時(shí)，行駛控制器首先將輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的檔位置于空擋，行駛速度會(huì)逐漸減小，當(dāng):
[0024]Vs_Vj〈 Δ V 時(shí)；Vs=0.377*ns*rq ;Vj=0.377* (ne/iz)*rq;
[0025]其中:ns為測(cè)得的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；rq驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑(m) ；Vs為車速傳感器采集到的實(shí)際車速，ne為測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；iz為發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪至車輛驅(qū)動(dòng)輪之間傳動(dòng)系的總傳動(dòng)傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比；
[0026]Vj為根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)系參數(shù)計(jì)算的車輛速度(km/h) ; Λ V為預(yù)設(shè)常數(shù)；
[0027]則將檔位置于相鄰低速檔，并同時(shí)結(jié)合變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的離合器。
[0028]進(jìn)一步:在行駛控制器接收到手動(dòng)控制模式指令或自動(dòng)控制模式指令下，如果行駛控制器接收到檔位變換指令，則行駛控制器在At時(shí)間內(nèi)保持輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的狀態(tài)，不再執(zhí)行At時(shí)間段內(nèi)接收到的檔位變換指令。[0029]進(jìn)一步:當(dāng)輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于行駛過程中，行駛控制器接收到一個(gè)切合行駛方向的指令，則行駛控制器首先將檔位置于空擋，然后采集實(shí)際車速，當(dāng)實(shí)際車速為O時(shí)，延遲一個(gè)時(shí)間Λ t，隨后結(jié)合原行駛方向的反方向換檔。
[0030]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0031 ] 1.通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明既具有手動(dòng)控制模式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制模式；由于自動(dòng)控制模式的采用，大大降低了駕駛?cè)说牟僮鲃趧?dòng)強(qiáng)度；駕駛?cè)丝杉芯τ谛凶呦到y(tǒng)之外的工作裝置操作，提高操作準(zhǔn)確性和控制精度，提高作業(yè)質(zhì)量；駕駛?cè)瞬僮鞲?jiǎn)便，有利于提高作業(yè)效率。
[0032]2.通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明中的自動(dòng)控制模式與傳統(tǒng)手動(dòng)控制模式相比換擋更加精準(zhǔn)平順，換擋沖擊更小，在一定程度上大大提高了傳動(dòng)系統(tǒng)零部件使用壽命并降低其維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。
[0033]3.通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明中的自動(dòng)控制模式具有換擋精度高，在一定程度上可以節(jié)省因換擋點(diǎn)不合理而造成的發(fā)動(dòng)機(jī)功率浪費(fèi)，因而具有在一定程度降低整機(jī)燃油消耗的優(yōu)點(diǎn)。
[0034]4.由于采用行駛控制器操控，手動(dòng)換擋指令也經(jīng)由行駛控制器實(shí)施，因而本專利包含手動(dòng)換擋控制策略，既可準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)駕駛?cè)说膿Q擋意圖，又可有效避免手動(dòng)換擋指令不合理成分或誤操作對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)可能造成的沖擊或損害，有效延長(zhǎng)行駛傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明的控制裝置部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明控制方法部分的較佳具體實(shí)施例流程圖；
[0037]圖3是本發(fā)明控制方法部分的較佳具體實(shí)施例部分流程圖；主要用于顯示手動(dòng)控制模式下的換擋流程；
[0038]圖4是本發(fā)明控制方法部分的較佳具體實(shí)施例部分流程圖；主要用于顯示自動(dòng)控制模式下的加檔流程；
[0039]圖5是本發(fā)明控制方法部分的較佳具體實(shí)施例部分流程圖；主要用于顯示自動(dòng)控制模式下的減檔流程；
[0040]圖6是本發(fā)明控制方法部分的較佳具體實(shí)施例部分流程圖；主要用于顯示自動(dòng)控制方法中進(jìn)行換擋緩沖的流程；
[0041]圖7是本發(fā)明控制方法部分的較佳具體實(shí)施例部分流程圖；主要用于顯示反向換擋控制的流程。
[0042]其中:1、前橋；2、前輪；3、前橋馬達(dá)；4、發(fā)動(dòng)機(jī)；5、液壓管線；6、液壓閥；7、液壓閥電磁閥；8、后橋馬達(dá)；9、驅(qū)動(dòng)輪；10、后橋；11、變速箱；12、平衡箱；13、變速電磁閥；14、車速傳感器；15、后橋馬達(dá)電磁閥；16、行駛泵；17、行駛泵電磁閥；18、行駛控制器；19、油門控制器；20、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器；21、觸摸屏；22、換擋手柄；23、控制模式開關(guān)；24、油門；25、油門執(zhí)行器。
【具體實(shí)施方式】[0043]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0044]由于本專利對(duì)于液壓驅(qū)動(dòng)、液力驅(qū)動(dòng)、或動(dòng)力變速箱等組成行駛傳動(dòng)系統(tǒng)的輪式工程機(jī)械是通用的，因此本具體實(shí)施例以一種液壓驅(qū)動(dòng)的平地機(jī)為實(shí)施例進(jìn)行專利說明。
[0045]請(qǐng)參閱圖1，一種輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制裝置，所述輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)包括:前橋1、前輪2、前橋馬達(dá)3、發(fā)動(dòng)機(jī)4、液壓管線5、液壓閥6、液壓閥電磁閥7、后橋馬達(dá)8、驅(qū)動(dòng)輪9、后橋10、變速箱11、平衡箱12、變速電磁閥13、后橋馬達(dá)電磁閥15、行駛泵16、行駛泵電磁閥17、油門控制器19、換擋手柄22、油門24、以及油門執(zhí)行器25 ;發(fā)動(dòng)機(jī)4動(dòng)力由行駛泵16傳遞給后橋馬達(dá)8和前橋馬達(dá)3，前橋馬達(dá)3直接驅(qū)動(dòng)前輪2，后橋馬達(dá)8經(jīng)由變速箱11、后橋10以及平衡箱12驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪9 ;由于上述部件均為傳統(tǒng)輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的常用必須部件，他們之間的連接關(guān)系均為現(xiàn)有技術(shù)，所以此處不再進(jìn)行詳細(xì)闡述他們之間的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系；所述雙模式控制裝置包括:安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)4輸出軸上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器20、安裝于后橋馬達(dá)8輸出軸上的車速傳感器14、與油門執(zhí)行器25連接的油門控制器19、與油門控制器19連接的行駛控制器18、以及與行駛控制器18連接的換擋手柄22、控制模式開關(guān)23和油門24 ;行駛控制器18的信號(hào)輸入端子分別與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器20、車速傳感器14電連接。行駛控制器18通過對(duì)液壓閥電磁閥7、變速電磁閥13、后橋馬達(dá)電磁閥15、行駛泵電磁閥17的組合控制可以實(shí)現(xiàn)多檔位與行駛方向的切換；在本具體實(shí)施例中:控制模式開關(guān)23包括手動(dòng)控制檔位和自動(dòng)控制檔位；作為優(yōu)選:雙模式控制裝置23還包括與行駛控制器18連接的觸摸屏21。利用觸摸屏21，可以比較方便的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的過程，本具體實(shí)施例中的觸摸屏21通過總線接收控制裝置的信息，并通過顯示界面顯示自動(dòng)換擋系統(tǒng)的各種參數(shù)信息，如車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前檔位、當(dāng)前換擋模式(手動(dòng)擋/自動(dòng)擋)、當(dāng)前行駛模式(行駛/作業(yè))等。本方案中的觸摸屏21可以是單獨(dú)行駛參數(shù)，也可以是綜合參數(shù)。作為綜合參數(shù)顯示時(shí)，觸摸屏21還可以顯示整機(jī)的其他運(yùn)行和狀態(tài)參數(shù)、報(bào)警信息等。
[0046]請(qǐng)參閱圖2，一種輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制方法，包括如下步驟:
[0047]步驟一、控制模式開關(guān)向行駛控制器發(fā)送控制模式指令，上述控制模式指令包括手動(dòng)控制模式指令或自動(dòng)控制模式指令兩種；
[0048]步驟二、當(dāng)行駛控制器接收到手動(dòng)控制模式指令時(shí)，行駛控制器首先接收換擋手柄的檔位變換指令、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器采集到的轉(zhuǎn)速信息、以及車速傳感器采集到的實(shí)際車速，然后行駛控制器根據(jù)上述檔位變換指令、當(dāng)前檔位信息、轉(zhuǎn)速信息、以及實(shí)際車速四者之間的關(guān)系向油門控制器、行駛泵、后橋馬達(dá)、變速箱發(fā)送控制指令；
[0049]步驟三、當(dāng)行駛控制器接收到自動(dòng)控制模式指令時(shí)，如果輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于前進(jìn)擋狀態(tài)下，則行駛控制器首先接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器采集到的轉(zhuǎn)速信息、以及車速傳感器采集到的實(shí)際車速，然后行駛控制器根據(jù)當(dāng)前檔位信息、轉(zhuǎn)速信息、以及實(shí)際車速三者之間的關(guān)系向油門控制器、行駛泵、后橋馬達(dá)、變速箱發(fā)送控制指令；如果輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于后退擋狀態(tài)下，則行駛控制器通過人機(jī)界面及時(shí)發(fā)出操作錯(cuò)誤提示。
[0050]請(qǐng)參閱圖3，上述具體實(shí)施例中的檔位變換指令包括加檔指令和減檔指令兩種，當(dāng)檔位變換指令為加擋指令時(shí)，行駛控制器按照逐級(jí)換擋的原則控制輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)進(jìn)行逐級(jí)換擋，直至目標(biāo)檔位Fm ；當(dāng)檔位變換指令為減擋指令時(shí)，行駛控制器首先將輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的檔位置于空擋，然后接收發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信息和實(shí)際車速，當(dāng)Vs-Vj〈 Δ V時(shí)，則將檔位置于目標(biāo)檔位;Vs=0.377*ns*rq ；Vj=0.377* (ne/iz) *rq ；
[0051]其中:ns為測(cè)得的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速(rpm) ;rq驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑(m) ；Vs為車速傳感器采集到的實(shí)際車速，ne為測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；iz為發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪至車輛驅(qū)動(dòng)輪之間傳動(dòng)系的總傳動(dòng)傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比；
[0052]Vj為根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)系參數(shù)計(jì)算的車輛速度(km/h) ; AV為預(yù)設(shè)常數(shù)
[0053]請(qǐng)參閱圖4和圖5:上述具體實(shí)施例中的步驟三具體為:如果輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于前進(jìn)擋狀態(tài)下:
[0054]當(dāng)行駛控制器檢測(cè)到車速傳感器采集到的實(shí)際車速持續(xù)增加時(shí)，行駛控制器首先將輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的檔位置于空擋，行駛速度會(huì)逐漸減小，當(dāng):
[0055](Vbf/Vaf) - (ki/ki+1)〈Λ I時(shí)；其中:Vbf為置空擋前的實(shí)際車速，Vaf為當(dāng)前的實(shí)際車速，ki為當(dāng)前檔位傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比，ki+Ι為相鄰高速檔的傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比；
[0056]則將檔位置于相鄰高速檔，然后逐漸結(jié)合變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的離合器。
[0057]當(dāng)行駛控制器檢測(cè)到車速傳感器采集到的實(shí)際車速持續(xù)減小時(shí)，行駛控制器首先將輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的檔位置于空擋，行駛速度會(huì)逐漸減小，當(dāng):
[0058]Vs_Vj〈 Δ V 時(shí)；Vs=0.377*ns*rq ;Vj=0.377* (ne/iz)*rq;
[0059]其中:ns為測(cè)得的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；rq驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑(m) ；Vs為車速傳感器采集到的實(shí)際車速，ne為測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；iz為發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪至車輛驅(qū)動(dòng)輪之間傳動(dòng)系的總傳動(dòng)傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比；
[0060]Vj為根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)系參數(shù)計(jì)算的車輛速度(km/h) ; AV為預(yù)設(shè)常數(shù)
[0061]則將檔位置于相鄰低速檔，并同時(shí)結(jié)合變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的離合器。
[0062]請(qǐng)參閱圖6:在上述具體實(shí)施例的基礎(chǔ)上，為了在換擋過程中起到緩沖的作用，在行駛控制器接收到手動(dòng)控制模式指令或自動(dòng)控制模式指令下，如果行駛控制器接收到檔位變換指令，考慮離合器緩沖、電磁閥的基本響應(yīng)時(shí)間，中間必須有一定的緩沖時(shí)間At ;則行駛控制器在At時(shí)間內(nèi)保持輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的狀態(tài)，不再執(zhí)行At時(shí)間段內(nèi)接收到的檔位變換指令。
[0063]請(qǐng)參閱圖7:在上述具體實(shí)施例的基礎(chǔ)上，為了安全考慮，控制系統(tǒng)不允許不停車直接切換行駛方向，當(dāng)輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于行駛過程中，行駛控制器接收到一個(gè)切合行駛方向的指令，則行駛控制器首先將檔位置于空擋，然后采集實(shí)際車速，當(dāng)實(shí)際車速為O時(shí)，延遲一個(gè)時(shí)間At，隨后結(jié)合原行駛方向的反方向換檔。
[0064]以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制裝置；其特征在于:所述雙模式控制裝置包括:安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、安裝于后橋馬達(dá)輸出軸上的車速傳感器、與油門執(zhí)行器連接的油門控制器、與所述油門控制器連接的行駛控制器、以及與所述行駛控制器連接的換擋手柄、控制模式開關(guān)和油門；所述行駛控制器的信號(hào)輸入端子分別與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制裝置，其特征在于:所述雙模式控制裝置還包括與行駛控制器連接的觸摸屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)用的雙模式控制裝置，其特征在于:所述控制模式開關(guān)包括手動(dòng)控制檔位和自動(dòng)控制檔位。
4.一種如權(quán)利要求2所述雙模式控制裝置的控制方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一、利用控制模式開關(guān)向行駛控制器發(fā)送手動(dòng)控制模式指令或自動(dòng)控制模式指令； 步驟二、當(dāng)行駛控制器接收到手動(dòng)控制模式指令時(shí)，行駛控制器首先接收換擋手柄的檔位變換指令、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器采集到的轉(zhuǎn)速信息、以及車速傳感器采集到的實(shí)際車速，然后行駛控制器根據(jù)上述檔位變換指令、當(dāng)前檔位信息、轉(zhuǎn)速信息、以及實(shí)際車速四者之間的關(guān)系向油門控制器、行駛泵、后橋馬達(dá)、變速箱發(fā)送控制指令； 步驟三、當(dāng)行駛控制器接收到自動(dòng)控制模式指令時(shí)，如果輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于前進(jìn)擋狀態(tài)下，則行駛控制器首先接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器采集到的轉(zhuǎn)速信息、以及車速傳感器采集到的實(shí)際車速，然后行駛控制器根據(jù)當(dāng)前檔位信息、轉(zhuǎn)速信息、以及實(shí)際車速三者之間的關(guān)系向油門控制器、行駛泵、后橋馬達(dá)、變速箱發(fā)送控制指令；如果輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于后退擋狀態(tài)下，則行駛控制器通過人機(jī)界面及時(shí)發(fā)出操作錯(cuò)誤提示。`
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于:所述步驟二具體為: 所述檔位變換指令包括加檔指令和減檔指令兩種，當(dāng)檔位變換指令為加擋指令時(shí)，行駛控制器按照逐級(jí)換擋的原則控制輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)進(jìn)行逐級(jí)換擋，直至目標(biāo)檔位；當(dāng)檔位變換指令為減擋指令時(shí)，行駛控制器首先將輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的檔位置于空擋，然后接收發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信息和實(shí)際車速，當(dāng)Vs-Vj〈 △ V時(shí)，則將檔位置于目標(biāo)檔位；Vs=0.377*ns*rq ；Vj=0.377* (ne/iz) *rq ； 其中:ns為測(cè)得的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；rq驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑(m) ；Vs為車速傳感器采集到的實(shí)際車速，ne為測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；iz為發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪至車輛驅(qū)動(dòng)輪之間傳動(dòng)系的總傳動(dòng)傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比； Vj為根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)系參數(shù)計(jì)算的車輛速度(km/h) ; AV為預(yù)設(shè)常數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于:所述步驟三具體為:如果輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于前進(jìn)擋狀態(tài)下: 當(dāng)行駛控制器檢測(cè)到車速傳感器采集到的實(shí)際車速持續(xù)增加時(shí)，行駛控制器首先將輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的檔位置于空擋，行駛速度會(huì)逐漸減小，當(dāng): (Vbf/Vaf)- (ki/ki+l)〈Al時(shí)；其中:Vbf為置空擋前的實(shí)際車速，Vaf為當(dāng)前的實(shí)際車速，ki為當(dāng)前檔位傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比，ki+Ι為相鄰高速檔的傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比； 則將檔位置于相鄰高速檔，然后逐漸結(jié)合變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的離合器。 當(dāng)行駛控制器檢測(cè)到車速傳感器采集到的實(shí)際車速持續(xù)減小時(shí)，行駛控制器首先將輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的檔位置于空擋，行駛速度會(huì)逐漸減小，當(dāng):
Vs_Vj〈AV 時(shí)；Vs=0.377*ns*rq ;Vj=0.377* (ne/iz) *rq; 其中:ns為測(cè)得的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；rq驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑(m) ；Vs為車速傳感器采集到的實(shí)際車速，ne為測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速(rpm) ；iz為發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪至車輛驅(qū)動(dòng)輪之間傳動(dòng)系的總傳動(dòng)傳動(dòng)系的總傳動(dòng)速比為根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)系參數(shù)計(jì)算的車輛速度(km/h); AV為預(yù)設(shè)常數(shù)； 則將檔位置于相鄰低速檔，并同時(shí)結(jié)合變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的離合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于:在行駛控制器接收到手動(dòng)控制模式指令或 自動(dòng)控制模式指令下，如果行駛控制器接收到檔位變換指令，則行駛控制器在At時(shí)間內(nèi)保持輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)的狀態(tài)，不再執(zhí)行At時(shí)間段內(nèi)接收到的檔位變換指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于:當(dāng)輪式工程機(jī)械行駛系統(tǒng)處于行駛過程中，行駛控制器接收到一個(gè)切合行駛方向的指令，則行駛控制器首先將檔位置于空擋，然后采集實(shí)際車速，當(dāng)實(shí)際車速為O時(shí)，延遲一個(gè)時(shí)間At，隨后結(jié)合原行駛方向的反方向換檔。
【文檔編號(hào)】B60W10/06GK103738339SQ201410008893
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】吳國祥, 李玉河, 邵善鋒, 吳曉健, 劉家亮 申請(qǐng)人:天津工程機(jī)械研究院