CN103273922A - 底盘驱动系统的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种底盘驱动系统的控制方法和装置。底盘驱动系统的控制方法包括：根据第一发动机的失速率判断第一发动机是否过载、和/或根据车辆的滑转率判断车辆是否打滑；在第一发动机过载和/或车辆打滑的情况下，控制第二发动机进行动力输出。本发明可根据整车行驶路况自动启动和停止第二发动机，从而可以找到正确的切换时机，实现了第一发动机和第二发动机的自动匹配，减轻了驾驶员的操作疲劳，提高了整车的自动化程度，节能性能更佳，避免了误操作导致熄火的问题。

Description

底盘驱动系统的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及车辆领域，更具体地，涉及一种底盘驱动系统的控制方法和装置。

背景技术

如图1所示，超大吨位全地面起重机整车的底盘包括第一单元1和第二单元2，其中，在第一单元1内设置有第一发动机3，在第二单元2内设置有第二发动机4。起重机由第一发动机3和第二发动机4驱动，以在路面行驶。第一单元1具有第一驱动桥5和第一非驱动桥6，第二单元2具有第二驱动桥7和第二非驱动桥8。

其中，第一发动机3作为主动力，驱动整车在平顺的路面上进行行驶，第二发动机4作为辅助动力，其只在主动力无法提供足够的驱动力时，由驾驶员的驾驶经验根据路况或个人的感知，操作手动按键进行切换。在驾驶员手动切换的过程中，难以把握切换的时机，以难以使第一发动机和第二发动机实现自动匹配。因此，这种切换方式的自动化程度不高，驾驶员容易出现驾驶员疲劳，从而导致第一发动机3容易因为驾驶员的误操作熄火。

发明内容

本发明旨在提供一种底盘驱动系统的控制方法和装置，以解决现有技术驾驶员的误操作导致熄火的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种底盘驱动系统的控制方法，包括：根据第一发动机的失速率判断第一发动机是否过载、和/或根据车辆的滑转率判断车辆是否打滑；在第一发动机过载和/或车辆打滑的情况下，控制第二发动机进行动力输出。

进一步地，根据第一发动机的失速率判断第一发动机是否过载包括：获取第一发动机的当前转速；根据当前转速与第一发动机的理论转速得到失速率；通过判断失速率是否超出第一设定值，以判断第一发动机是否过载。

进一步地，根据车辆的滑转率判断车辆是否打滑包括：获得车辆的当前行驶速度；根据当前行驶速度与车辆的理论行驶速度得到滑转率；通过判断滑转率是否超出第二设定值，以判断车辆是否打滑。

进一步地，理论行驶速度由与第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速换算得到。

进一步地，控制方法还包括：获取与第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速，对第一转速计算得到第一线速度，并将第一线速度作为设定值；获取与非驱动桥的第二转速，对第二转速计算得到第二线速度，并将第二线速度作为反馈值；根据设定值和反馈值建立闭环控制，以对第一发动机和第二发动机的速度进行同步控制。

进一步地，控制方法还包括：获取由第二发动机所驱动的液压系统中的工作压力；在工作压力小于第三设定值的情况下，停止第二发动机。

根据本发明的第二个方面，提供了一种底盘驱动系统的控制装置，包括：判断模块，用于根据第一发动机的失速率判断第一发动机是否过载、和/或根据车辆的滑转率判断车辆是否打滑；启动控制模块，用于在第一发动机过载和/或车辆打滑的情况下，控制第二发动机进行动力输出。

进一步地，判断模块包括：转速获取模块，用于获取第一发动机的当前转速；失速率计算模块，用于根据当前转速与第一发动机的理论转速得到失速率；第一判断模块，用于通过判断失速率是否超出第一设定值，以判断第一发动机是否过载。

进一步地，判断模块包括：行驶速度获取模块，用于获得车辆的当前行驶速度；滑转率计算模块，用于根据当前行驶速度与车辆的理论行驶速度得到滑转率；第二判断模块，用于通过判断滑转率是否超出第二设定值，以判断车辆是否打滑。

进一步地，滑转率计算模块包括：转速换算模块，用于对与第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速进行换算，以得到理论行驶速度。

进一步地，控制装置还包括：设定值计算模块，用于获取与第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速，对第一转速计算得到第一线速度，并将第一线速度作为设定值；反馈值计算模块，用于获取与非驱动桥的第二转速，对第二转速计算得到第二线速度，并将第二线速度作为反馈值；速度同步控制模块，用于根据设定值和反馈值建立闭环控制，以对第一发动机和第二发动机的速度进行同步控制。

进一步地，控制装置还包括：压力获取模块，用于获取由第二发动机所驱动的液压系统中的工作压力；停止控制模块，用于在工作压力小于第三设定值的情况下，停止第二发动机。

本发明可根据整车行驶路况自动启动和停止第二发动机，从而可以找到正确的切换时机，实现了第一发动机和第二发动机的自动匹配，减轻了驾驶员的操作疲劳，提高了整车的自动化程度，节能性能更佳，避免了误操作导致熄火的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了现有技术中的底盘驱动系统的示意图；

图2示意性示出了本发明中的底盘驱动系统的控制方法的控制流程图；

图3示意性示出了本发明中的底盘驱动系统的示意图；以及

图4示意性示出了本发明中的第二单元所驱动的液压系统的示意图。

图中附图标记：1、第一单元；2、第二单元；3、第一发动机；4、第二发动机；5、第一驱动桥；6、第一非驱动桥；7、第二驱动桥；8、第二非驱动桥；9、第一转速传感器；10、第二转速传感器；11、主泵；12、液压马达；13、压力传感器。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

在某些车辆（例如超大吨位全地面起重机等）中，由于发动机配套产家没有可匹配的发动机，或者由于相匹配的发动机安装尺寸限制，或者出于节能的考虑，通常采用双动力（第一发动机和第二发动机）驱动的方式，其中主动力源（第一发动机）布置于第一单元，用于驱动整车在平顺路面上行驶，辅助动力源（第二发动机）布置于第二单元，用于整车上坡工况或崎岖路面为第一单元提供辅助动力。本发明就是根据整车的路面行驶工况，为主辅动力源分合及速度同步的实现提供的一种自动控制方法和装置。

作为本发明的第一方面，请参考图2，提供了一种底盘驱动系统的控制方法，包括：根据第一发动机的失速率判断第一发动机是否过载、和/或根据车辆的滑转率判断车辆是否打滑；在第一发动机过载和/或车辆打滑的情况下，控制第二发动机进行动力输出，例如，当第二发动机处于启动状态时，控制其离合器以使其输出动力；当第二发动机处于停止状态时，则启动第二发动机。

请参考图3，车辆（例如超大吨位全地面起重机等）的底盘包括第一单元1和第二单元2，其中，在第一单元1内设置有第一发动机3，在第二单元2内设置有第二发动机4。车辆由第一发动机3和第二发动机4驱动，以在路面行驶。第一单元1具有第一驱动桥5和第一非驱动桥6，第二单元2具有第二驱动桥7和第二非驱动桥8。其中，第一发动机3作为主动力，驱动整车在平顺的路面上进行行驶，第二发动机4作为辅助动力，其只在主动力无法提供足够的驱动力时使用。

本发明通过对失速率和/或滑转率检测，其二者超出各自相应的预定值，那么就可判定已经发生了过载或打滑的问题。只要发生了过载或打滑其中一个问题时，有必须启动第二发动机，以提供足够的动力。可见，在判断是否过载或打滑的基础上，本发明中的第一发动机和第二发动机可自动地实现驱动模式的切换，降低了驾驶员的工作强度，可避免驾驶员的误操作使第一发动机熄火的现象。

优选地，根据第一发动机的失速率判断所述第一发动机是否过载包括：获取第一发动机的当前转速；根据当前转速与第一发动机的理论转速得到失速率；通过判断失速率是否超出第一设定值，以判断第一发动机是否过载。

例如，可通过下式计算失速率：

$\mathrm{\ϵ}=\frac{n_t-n_m}{n_t}\×100\%---\left(1\right)$

式中，ε—失速率；n_t—理论转速；n_t—当前转速。

优选地，根据车辆的滑转率判断所述车辆是否打滑包括：获得车辆的当前行驶速度；根据当前行驶速度与车辆的理论行驶速度得到滑转率；通过判断滑转率是否超出第二设定值，以判断车辆是否打滑。

例如，可通过下式计算滑转率：

$\mathrm{\η}=\frac{v_t-v_m}{v_t}\×100\%---\left(2\right)$

式中，η—滑转率；v_t—理论行驶速度；v_m—当前行驶速度。

优选地，理论行驶速度由与第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速换算得到。例如，可以通过第一转速与驱动轮的直径计算获得。

现有技术中的第一单元和第二单元的速度同步控制是以第一发动机的实测转速作为设定值，以第二发动机实测转速作为反馈值进行闭环控制。由于整车在行驶过程中，其驱动轮存在不同程度的滑转，因此以第一发动机的实测转速作为设定值、以第二发动机的实测转速作为反馈值进行闭环控制的方式，具有控制误差较大的缺点。

为此，优选地，控制方法还包括：获取与第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速，对第一转速计算得到第一线速度，并将第一线速度作为设定值；获取非驱动桥的从动轮的第二转速（特别地，该非驱动桥可以是第一单元1中的第一非驱动桥，也可以指第二单元2中的第二非驱动桥），对所述第二转速计算得到第二线速度，并将第二线速度作为反馈值；根据设定值和反馈值建立闭环控制，以对第一发动机和第二发动机的速度进行同步控制。请参考图3，可通过第一转速传感器9测得第一非驱动桥的从动轮的转速，还可通过第二转速传感器10测得第二非驱动桥的从动轮的转速。由于从动轮（第一非驱动桥6、第二非驱动桥8）在整车行驶过程中几乎不发生滑转，因此在由测得的第一转速和第二转速计算出第一线速度和第二线速度时，精确度非常高。

优选地，控制方法还包括：获取由第二发动机所驱动的液压系统中的工作压力；在工作压力小于第三设定值的情况下，停止第二发动机。请参考图4，第二发动机4驱动液压系统的主泵11转动，从而向液压系统提供压力油。该压力油进一步驱动液压马达12转动，以驱动相应的执行机构工作。本发明在第二单元所驱动的液压系统中加入压力传感器13，通过压力传感器13可检测到液压系统的工作压力。将该工作压力与预设的第三设定值进行比较，即可判断第二单元的辅助驱动是否处于驱动状态或者系统所提供的驱动力的大小。例如，当工作压力小于第三设定值时，可表明车辆已经行驶在了平整的路面上，阻力较小，因此，可不必再开启第二发动机。于是，系统将自动关闭第二发动机，以节省能量。特别地，该工作压力可以是由第二发动机4所驱动的液压马达12的高压腔的压力。

下面对本发明中的底盘驱动系统的控制策略进行详细说明。

在整车的行驶过程中，实时获取第一发动机的当前转速，并将当前转速与设定的发动机理论转速进行比较，从而根据公式（1）得到第一发动机的失速率（需要说明的是，根据发动机的厂家、额定输出功率及当前的工作速度不同有较大差异），并将该失速率与预设的第一设定值（即预设的第一发动机的失速率）进行比较，从而可判断出第一发动机是否过载。

获取车体的实际的当前行驶速度与理论行驶速度，并根据公式（2）计算滑转率，然后将计算出的滑转率与预设的第二设定值（即预设的滑转率，通常为5%～15%）进行比较，从而得出整车是否打滑。

如果第一发动机的过载或者车体的滑转过大，那么第二单元驱动离合器接合，以使第二发动机进行辅助驱动工作。

采集第一单元的第一驱动桥的第一转速，并根据该第一转速计算出第一单元的第一线速度，将第一线速度作为速度同步闭环控制的设定值，采集非驱动桥的从动轮的第二转速（特别地，该非驱动桥可以是第一单元1中的第一非驱动桥，也可以指第二单元2中的第二非驱动桥），并根据其计算出第二单元的第二线速度，将第二线速度作为速度同步闭环控制的反馈值，从而进行闭环控制。

在第二发动机启动后，采集第二单元所驱动的液压系统中的液压马达的高压腔的压力，从而得到该液压系统的工作压力。例如，当液压马达的高压腔的压力小于设定的第三设定值（通常为5MPa～8MPa）时，可判断整车进入平顺路面行驶，此时，可断开第二单元的离合，停止第二发动机的驱动。

作为本发明的第二方面，提供了一种底盘驱动系统的控制装置，包括：判断模块，用于根据第一发动机的失速率判断第一发动机是否过载、和/或根据车辆的滑转率判断车辆是否打滑；启动控制模块，用于在第一发动机过载和/或车辆打滑的情况下，控制第二发动机进行动力输出。

本发明通过判断模块判断第一发动机是否过载或车辆是否发生打滑的问题，从而自动切换第一发动机和第二发动机，降低了驾驶员的工作强度，可避免驾驶员的误操作使第一发动机熄火的现象。

优选地，判断模块包括：转速获取模块，用于获取第一发动机的当前转速；失速率计算模块，用于根据当前转速与第一发动机的理论转速得到失速率；第一判断模块，用于通过判断失速率是否超出第一设定值，以判断第一发动机是否过载。特别地，失速率计算模块可根据公式（1）计算得到失速率。

优选地，判断模块包括：行驶速度获取模块，用于获得车辆的当前行驶速度；滑转率计算模块，用于根据当前行驶速度与车辆的理论行驶速度得到滑转率；第二判断模块，用于通过判断滑转率是否超出第二设定值，以判断车辆是否打滑。特别地，滑转率计算模块可根据公式（2）计算得到滑转率。

优选地，滑转率计算模块包括：转速换算模块，用于对与第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速进行换算，以得到理论行驶速度。

优选地，控制装置还包括：设定值计算模块，用于获取与第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速，对第一转速计算得到第一线速度，并将第一线速度作为设定值；反馈值计算模块，用于获取非驱动桥的从动轮的第二转速（特别地，该非驱动桥可以是第一单元1中的第一非驱动桥，也可以指第二单元2中的第二非驱动桥），对所述第二转速计算得到第二线速度，并将第二线速度作为反馈值；速度同步控制模块，用于根据设定值和反馈值建立闭环控制，以对第一发动机和第二发动机的速度进行同步控制。

优选地，控制装置还包括：压力获取模块，用于获取由第二发动机所驱动的液压系统中的工作压力；停止控制模块，用于在工作压力小于第三设定值的情况下，停止第二发动机。

本发明可根据整车行驶路况自动启动和停止第二发动机，减轻了驾驶员的操作疲劳，提高了整车的自动化程度，节能性能更佳。同时，由于采用了非驱动桥的转速作为闭环控制的参数，因此提高了第一单元与第二单元的同步控制精度，和整车的驱动性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种底盘驱动系统的控制方法，其特征在于，包括：

根据第一发动机的失速率判断所述第一发动机是否过载、和/或根据车辆的滑转率判断所述车辆是否打滑；

在所述第一发动机过载和/或所述车辆打滑的情况下，控制第二发动机进行动力输出。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据第一发动机的失速率判断所述第一发动机是否过载包括：

获取所述第一发动机的当前转速；

根据所述当前转速与所述第一发动机的理论转速得到所述失速率；

通过判断所述失速率是否超出第一设定值，以判断所述第一发动机是否过载。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据车辆的滑转率判断所述车辆是否打滑包括：

获得车辆的当前行驶速度；

根据所述当前行驶速度与所述车辆的理论行驶速度得到所述滑转率；

通过判断所述滑转率是否超出第二设定值，以判断所述车辆是否打滑。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述理论行驶速度由与所述第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速换算得到。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取与所述第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速，对所述第一转速计算得到第一线速度，并将所述第一线速度作为设定值；

获取与非驱动桥的第二转速，对所述第二转速计算得到第二线速度，并将所述第二线速度作为反馈值；

根据所述设定值和所述反馈值建立闭环控制，以对所述第一发动机和所述第二发动机的速度进行同步控制。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

获取由所述第二发动机所驱动的液压系统中的工作压力；

在所述工作压力小于第三设定值的情况下，停止所述第二发动机。

7.一种底盘驱动系统的控制装置，其特征在于，包括：

判断模块，用于根据第一发动机的失速率判断所述第一发动机是否过载、和/或根据车辆的滑转率判断所述车辆是否打滑；

启动控制模块，用于在所述第一发动机过载和/或所述车辆打滑的情况下，控制第二发动机进行动力输出。

8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述判断模块包括：

转速获取模块，用于获取所述第一发动机的当前转速；

失速率计算模块，用于根据所述当前转速与所述第一发动机的理论转速得到所述失速率；

第一判断模块，用于通过判断所述失速率是否超出第一设定值，以判断所述第一发动机是否过载。

9.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述判断模块包括：

行驶速度获取模块，用于获得车辆的当前行驶速度；

滑转率计算模块，用于根据所述当前行驶速度与所述车辆的理论行驶速度得到所述滑转率；

第二判断模块，用于通过判断所述滑转率是否超出第二设定值，以判断所述车辆是否打滑。

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述滑转率计算模块包括：

转速换算模块，用于对与所述第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速进行换算，以得到所述理论行驶速度。

11.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

设定值计算模块，用于获取与所述第一发动机连接的第一驱动桥的第一转速，对所述第一转速计算得到第一线速度，并将所述第一线速度作为设定值；

反馈值计算模块，用于获取与非驱动桥的第二转速，对所述第二转速计算得到第二线速度，并将所述第二线速度作为反馈值；

速度同步控制模块，用于根据所述设定值和所述反馈值建立闭环控制，以对所述第一发动机和所述第二发动机的速度进行同步控制。

12.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

压力获取模块，用于获取由所述第二发动机所驱动的液压系统中的工作压力；

停止控制模块，用于在所述工作压力小于第三设定值的情况下，停止所述第二发动机。

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