CN102555805B - 机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法，其中，机动车包括前车部分和后车部分，机动车的后车部分的控制系统包括控制器和动力装置，控制器分别与前车部分和后车部分连接以获取前车部分的车速信号和获取后车部分的当前状态信息从而作为反馈信号，并根据前车部分的车速信号和后车部分的当前状态信息而产生控制信号。动力装置用于驱动后车部分，且动力装置连接控制器以根据控制信号而控制后车部分的车速。本发明通过前车部分的车速信号以及后车部分的当前状态信息控制后车部分的车速，因此提高了整车运行的可靠性、安全性和驱动性能。

Description

机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法

技术领域

本发明涉及机动车的控制技术领域，特别涉及机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法。

背景技术

目前对于大型物件的运输，基本采用专用的机动车来完成，例如大型货柜车等等。此机动车主要由底盘、车桥、车架、安装在车架下部前侧的驾驶室、以及车架两侧排列的悬挂装置、车轮等构成。其底盘通常只设置一个，且底盘及车架大都不可拆分。此机动车主要通过在底盘上预留车桥接口以增加车桥数目的方法来调整车辆自身的承载能力。

由于车辆的底盘不能拆分，车辆在行驶时若拆除部分车桥后，会导致其余车桥的负载过大、转弯半径过大，这样会出现车辆运输重物时的偏载、侧翻现象。由于转弯半径过大，车辆在向某个固定位置停靠时受场地限制就很困难，往往需要几次前进、后退才能到位，且在较窄路面上因转弯半径过大而往往会使得车辆不能通行。另外，拆除的车桥无法自成一体而自行行驶，从而降低了车辆转场时的方便性。再者，此车辆的车速主要通过机械传动的方式进行控制，无法实现对车尾部分车桥的车速进行较好的控制，从而极大地影响了车辆的驱动性能。

发明内容

因此，本发明提供机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法，以克服现有机动车控制技术中存在的缺陷。

具体地，本发明实施例提出的一种机动车的后车部分的控制系统，机动车包括前车部分和后车部分，控制系统包括控制器和动力装置，控制器分别与前车部分和后车部分连接以获取前车部分的车速信号和获取后车部分的当前状态信息从而作为反馈信号，并根据前车部分的车速信号和后车部分的当前状态信息而产生控制信号。动力装置用于驱动后车部分，且动力装置连接控制器以根据控制信号而控制后车部分的车速；其中，动力装置包括发动机和至少一油泵，后车部分的当前状态信息包括动力装置中的发动机的转速和功率信号，以及油泵的排油量、油压和摆角信号。

在本发明实施例中，上述动力装置还包括至少一液压系统、至少一马达和至少一后车桥，其中，动力装置根据控制信号，而利用发动机驱动油泵，再利用液压系统而分别控制至少一马达，由至少一马达而分别驱动至少一后车桥，以通过控制至少一后车桥的速度来实现控制后车部分的车速。

在本发明实施例中，上述至少一后车桥设置在后车部分的独立底盘之上。

在本发明实施例中，上述后车部分的当前状态信息还包括液压系统的流量和压力信号，至少一马达的转速、压力和排量信号，以及后车部分的车速信号。

在本发明实施例中，上述动力装置包括多个后车桥，且每个后车桥的速度满足V0≤V1≤V2≤…≤Vn，且Vn–Vn-1=…=V2-V1=V1-V0=△V，其中，V0为前车部分的车速，V1、V2、…、Vn-1、Vn分别为后车桥的第1后车桥、第2后车桥、…、第n-1后车桥、第n后车桥的速度。

在本发明实施例中，当后车部分的各车桥的速度之间的差值大于第一预先设定值或前车部分的车速小于等于第二预先设定值时，则控制器通过调节后车部分的各油泵排量控制后车部分各车桥车速。

在本发明实施例中，当前车部分的车速大于第二预先设定值且前车部分的车速大于后车部分的各车桥车速的最小值时，则控制器通过调节发动机的转速，在油泵的排量维持不变时提高后车部分的各车桥车速。

此外，本发明实施例提出的一种机动车的后车部分的车速控制方法，其包括以下步骤：获取前车部分的车速信号和获取后车部分的当前状态信息从而作为反馈信号；以及根据前车部分的车速信号和后车部分的当前状态信息而产生控制信号，并根据控制信号而控制后车部分的车速；其中，动力装置包括发动机和至少一油泵，后车部分的当前状态信息包括动力装置中的发动机的转速和功率信号，以及油泵的排油量、油压和摆角信号。

另外，本发明实施例提出的一种机动车，其包括前车部分和后车部分，其特征在于，机动车进一步包括上述后车部分的控制系统，以控制后车部分的车速。

本发明上述实施例前车部分的车速信号及后车部分的当前状态信息作为控制器的输入，以使得控制器产生控制信号，动力装置根据控制信号控制后车部分的车速，从而实现了车速的关联控制、后车部分车速的自适应能力，提高了系统智能性以及整车运行的可靠性、安全性和驱动性能。另外，通过控制后车部分的车速，从而实现了对后车部分独立行驶的控制。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1与图2是本发明实施例提出的机动车的示意图。

图3是本发明实施例提出的机动车的后车部分的控制系统的主要架构方块图。

图4是本发明实施例提出的机动车的后车部分的控制系统的动力装置采用两车桥驱动后车部分的连接方式的主要架构方块图。

图5是本发明实施例提出的机动车的后车部分的车速控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法其具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图1与图2是本发明实施例提出的机动车的示意图。图3是本发明实施例提出的机动车的后车部分的控制系统的主要架构方块图。图4是本发明实施例提出的机动车的后车部分的控制系统的动力装置采用两车桥驱动后车部分的连接方式的主要架构方块图。请共同参考图1至图4，本实施例的机动车包括前车部分11、以及后车部分10。如图1所示，前车部分11包括发动机（图未示）、变速箱（图未示）、底盘110、设置于底盘上的车桥111、设置于底盘110前侧且与底盘110相连的驾驶室112以及与车桥111相连的车轮113等。前车部分11行驶时的车速由发动机、变速箱以及车桥111通过机械传动的方式进行控制，且其控制方式同现有采用机械传动方式的车辆的控制方式相同，在此处不再详述。前车部分11可以独立行驶。图1示出前车部分11的车桥111的数量为两个仅为举例说明，在其它实施方式中，车桥111的数量也可以根据实际需要而进行相应设置。

后车部分10包括底盘125、设置于底盘上的车轮129、动力装置12等。在此，底盘125为独立底盘，其与前车部分的底盘110相互独立。后车部分10与前车部分11可进行刚性连接。

机动车的后车部分的控制系统包括控制器13和用于驱动后车部分10的动力装置12。

控制器13分别与前车部分11和后车部分10连接以获取前车部分11的车速信号，并根据前车部分11的车速信号而产生控制信号。由于前车部分11为采用机械传动方式进行车速控制，所以前车部分11每一车桥111的车速均相同。控制信号即为控制后车部分10车速的信号。

动力装置12连接控制器13以根据控制信号而控制后车部分10的车速。动力装置12包括发动机120、油泵121、液压系统122、马达123、以及设置于后车部分的独立底盘125上的车桥127等。油泵121分别与发动机120、液压系统122、以及马达123电性相连。马达123与液压系统122、车桥127电性相连。后车部分10行驶时的车速控制方式如下：由动力装置12根据控制信号，而利用发动机120驱动油泵121，例如驱动油泵121以控制其摆角，再利用液压系统122控制马达123，例如控制马达123的排量等信息，由马达123输出相应信息，例如马达123输出转速信息驱动车桥127以通过控制车桥127的速度来实现控制后车部分10的车速。油泵121可以为液压油泵，例如可为双向变量泵。马达123可以为定量马达、变量马达等。后车部分10也可以独立行驶。

此外，控制器13还进一步获取后车部分10的当前状态信息从而作为反馈信号，以根据前车部分11的车速信号和后车部分10的当前状态信息而产生控制信号。后车部分10的当前状态信息包括动力装置12中的发动机120的转速和功率信号，以及油泵121、液压系统122和马达123所处的当前状态信号。例如油泵121所处的当前状态信号可为油泵121的排油量、油压、摆角等信号。液压系统122所处的当前状态信号可为液压系统122的流量、压力等信号。马达123所处的当前状态信号可为马达123的转速、压力、排量等信号。后车部分10的当前状态信息还可以包括后车部分10的车速信号。

具体地，如图4所示，以动力装置12的车桥127的数量为两个进行举例说明控制器13产生控制信号以使得动力装置12控制后车部分10各车桥车速的方式，图4示出动力装置12采用两车桥驱动后车部分10的连接方式。动力装置12包括发动机201、第一油泵202、第二油泵203、第一马达205、第二马达208、第一车桥206、第二车桥209、第一液压系统211、以及第二液压系统212等。其中，发动机201、第一液压系统211、第二液压系统212分别与第一油泵202、第二油泵203相连，在其它实施方式中，发动机201也可以与第一油泵202、第二油泵203中之一相连。第一马达205分别与第一车桥206、第一油泵202、第一液压系统211相连。第二马达208分别与第二车桥209、第二油泵203、第二液压系统212相连。第一车桥206与后车部分10的第一车轮207相连。第二车桥209与后车部分10的第二车轮210相连。

假设前车部分11的车速为V0，动力装置12的第一车桥206的车速为V1，动力装置12的第二车桥209的车速为V2，且动力装置12采用图4所示的双车桥驱动后车部分10时，此时的第一车桥206、第二车桥209分别为第1驱动车桥、第2驱动车桥，则控制器13的控制方式满足如下公式：V0≤V1≤V2，且V2-V1=V1-V0=△V。因动力装置12采用液压系统及马达驱动后车部分10的车速，所以后车部分10的车速满足现有的液压系统车辆的车速公式：V（V1，V2）=n*Vgp*ηx*Vgm*i，其中n为发动机201输出的转速，其为可变值，范围为500转-2500转/分钟；Vgp为油泵排量，可自由选择的数值范围为0-+∝，其为可变值；ηx为液压系统效率；Vgm为马达排量，可自由选择数值范围为0-+∝，i为车桥车速传动比；在此，第一马达205、第二马达208可以为可定量马达或变量马达。

当动力装置12采用单车桥驱动时，只需要将图4中的某一车桥控制其相应的油泵输出设置为0即可。即可以将第一车桥206控制第一油泵202的输出设置为0、或将第二车桥209控制第二油泵203的输出设置为0。

当动力装置12采用多桥驱动时，即将图4中变为三桥全驱动时，只需按图4所示方式进行连接第三车桥等装置即可，其速度可按如下公式表示的车速关系进行设定：V0≤V1≤V2≤V3,V3-V2=V2-V1=V1-V0=△V。其中，V0、V1、V2、V3分别为前车部分11的车速、动力装置12的第一车桥车速、动力装置12的第二车桥车速、以及动力装置12的第三车桥的车速。

另外，由于油泵排量Vgp与发动机输出转速n均为可变值，对两者的控制还可以包括如下原则：（1）当动力装置12的各驱动车桥间车速相差较大时，即△V大于第一预先设定值，例如第一预先设定值可根据路况和差速原理进行预先设定，则控制器13通过调节动力装置12的各油泵排量Vgp实现如下关系的车速控制：V3-V2=V2-V1=V1-V0=△V；（2）当V0≤Vx，其中，Vx（第二预先设定值）为发动机怠速（即发动机启动最低转速）时，油泵最大摆角时的车速，则控制器13通过调节油泵排量Vgp实现如下关系的车速控制：V3-V2=V2-V1=V1-V0=△V（此后车部分10具有三个驱动车桥）；（3）当V0＞Vx，V0＞V1（V1为动力装置12的各车桥车速的最小值）时，则控制器13通过调节发动机的转速n，在油泵排量Vgp均维持不变时共同提高动力装置12的各车桥车速。

图5是本发明实施例提出的机动车的后车部分的车速控制方法的步骤流程图，请一并参考图5及图4，所述车速控制方法执行于控制器13以对后车部分10的车速进行控制，以图4所示的动力装置12采用双车桥驱动后车部分的方式为例进行说明，本发明实施例提出的机动车的后车部分的车速控制方法主要可包括以下步骤S201～S209。

步骤S200，控制器13取得前车部分11的车速信号以及后车部分10的当前状态信息。后车部分10的当前状态信息包括动力装置12中的发动机120的转速和功率信号，以及油泵121、液压系统122和马达123所处的当前状态信号。

步骤S201，控制器13根据前车部分11的车速信号以及后车部分10的当前状态信息而产生控制信号，控制信号即为控制后车部分10车速的信号，控制器13按照如下公式进行后车部分10车速计算：V（V1，V2）=n*Vgp*ηx*Vgm*i，V0≤V1≤V2，且V2-V1=V1-V0=△V，V0为前车部分11的车速，V1为动力装置12第一车桥206的车速，V2为动力装置12第二车桥209的车速，n为发动机输出的转速，其为可变值，范围为500转-2500转/分钟；Vgp为油泵排量，可自由选择的数值范围为0-+∝，其为可变值；ηx为液压系统效率；Vgm为马达排量，可自由选择数值范围为0-+∝，i为车桥车速传动比。

步骤S202，控制器13判断动力装置12的各车桥间车速相差值△V是否大于第一预先设定值，若大于第一预先设定值，则进行步骤S203；若不大于第一预先设定值，则进行步骤S205；在此，第一预先设定值可根据路况和差速原理进行预先设定。

步骤S203，控制器13调节动力装置12的各油泵排量Vgp对后车部分10的车速进行控制，即通过调节动力装置12的各油泵排量Vgp，使动力装置12的各车桥车速满足公式：V0≤V1≤V2，且V2-V1=V1-V0=△V。

步骤S205，控制器13判断前车部分11的车速V0是否小于等于第二预先设定值；若小于等于第二预先设定值，则进行步骤S203；若大于第二预先设定值，则进行步骤S206。

步骤S206，控制器判断前车部分11的车速V0是否大于动力装置12的车桥的车速最小值，若大于动力装置12的车桥的车速最小值则进行步骤S207，若不大于动力装置12的车桥的车速最小值则进行步骤S209。

步骤S207，控制器13调节发动机的转速n，在油泵排量Vgp均维持不变时共同提高动力装置12的各车桥车速。

步骤S209，动力装置12根据控制信号控制后车部分10的车速，再进行步骤S200。具体地，动力装置12根据控制信号，而利用发动机201驱动第一油泵202以及第二油泵203，再利用第一液压系统211以及第二液压系统212分别控制第一马达205以及第二马达208，由马达123分别驱动第一车桥206以及第二车桥209以通过控制车桥第一车桥206以及第二车桥209的速度来实现控制后车部分10的车速。

在其它实施方式中，当本发明实施例的机动车的后车部分的车速控制系统未将后车部分10的当前状态信息作为考虑因素而用作控制后车部分10的车速的情形下，相应地可省去步骤S200、S201中包含的当前状态信息，也可以根据实际需要不考虑对油泵排量Vgp与发动机输出转速n的控制原则，相应地可省去步骤S202、S203、S205、S206、S207，即在执行完步骤S200、S201后，直接进行步骤S209。

综上所述，本发明之机动车、机动车的后车部分的车速控制系统及其车速控制方法引入前车部分11的车速信号及后车部分10的当前状态信息作为控制器13的输入，以使得控制器13产生控制信号，动力装置12根据控制信号控制后车部分10的车速，从而实现了车速的关联控制、后车部分10车速的自适应能力，提高了系统智能性以及整车运行的可靠性、安全性和驱动性能。

本发明之机动车、机动车的后车部分的车速控制系统及其车速控制方法还通过控制后车部分10的车速，从而实现了对后车部分独立行驶的控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种机动车的后车部分的控制系统，其中该机动车包括前车部分和后车部分，其特征在于，该控制系统包括：

控制器，分别与该前车部分和该后车部分连接以获取该前车部分的车速信号和获取该后车部分的当前状态信息从而作为反馈信号，并根据该前车部分的车速信号和该后车部分的当前状态信息而产生控制信号；和

动力装置，用于驱动该后车部分，且该动力装置连接该控制器以根据该控制信号而控制该后车部分的车速；

其中，该动力装置包括发动机和至少一油泵，该后车部分的当前状态信息包括该动力装置中的该发动机的转速和功率信号，以及该油泵的排油量、油压和摆角信号。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该动力装置还包括至少一液压系统、至少一马达和至少一后车桥，其中，该动力装置根据该控制信号，而利用该发动机驱动该油泵，再利用该液压系统而分别控制该至少一马达，由该至少一马达而分别驱动该至少一后车桥，以通过控制该至少一后车桥的速度来实现控制该后车部分的车速。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，该至少一后车桥设置在该后车部分的独立底盘之上。

4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，该后车部分的当前状态信息还包括该液压系统的流量和压力信号，该至少一马达的转速、压力和排量信号，以及该后车部分的车速信号。

5.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，该动力装置包括多个后车桥，且每个后车桥的速度满足V0≤V1≤V2≤…≤Vn，且Vn–Vn-1=…=V2-V1=V1-V0=△V，其中，V0为该前车部分的车速，V1、V2、…、Vn-1、Vn分别为该后车桥的第1后车桥、第2后车桥、…、第n-1后车桥、第n后车桥的速度。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，当该后车部分的各车桥的速度之间的差值大于第一预先设定值或该前车部分的车速小于等于第二预先设定值时，则该控制器通过调节该后车部分的各油泵排量控制该后车部分各车桥的车速。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，当该前车部分的车速大于第二预先设定值且该前车部分的车速大于该后车部分的各车桥车速的最小值时，则该控制器通过调节该发动机的转速，在该油泵的排量维持不变时提高该后车部分的各车桥车速。

8.一种机动车的后车部分的车速控制方法，其适用于如权利要求1-7任意一项所述的控制系统，其特征在于，该车速控制方法包括：

获取该前车部分的车速信号和获取该后车部分的当前状态信息从而作为反馈信号；以及

根据该前车部分的车速信号和该后车部分的当前状态信息而产生控制信号，并根据该控制信号而控制该后车部分的车速；

其中，该动力装置包括发动机和至少一油泵，该后车部分的当前状态信息包括该动力装置中的该发动机的转速和功率信号，以及该油泵的排油量、油压和摆角信号。

9.一种机动车，其包括前车部分和后车部分，其特征在于，该机动车进一步包括如权利要求1-7任意一项所述的后车部分的控制系统，以控制该后车部分的车速。