CN104379433B - 履带式车辆的控制方法、计算机程序及控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种履带式车辆的控制方法，该履带式车辆具有履带，并且该履带构造成使履带式车辆前进，所述控制方法包括：获取履带式车辆的行进速度；获取履带相对于履带式车辆的速度；根据履带的速度计算行进速度的期望值范围；当履带式车辆的行进速度超出期望值范围时改变履带的速度。

Description

履带式车辆的控制方法、计算机程序及控制装置
技术领域
本发明涉及一种方法、一种用于电子处理器的程序、一种履带式车辆的控制装置以及一种履带式车辆。
特别地，本发明涉及一种用于控制在滑雪道制备中使用的或在森林维护中使用的履带式车辆的方法、计算机程序及控制装置。
背景技术
上文所确定的类型的履带式车辆通常包括：两个履带，成对地构造成使履带式车辆前进和转向；马达，优选为内燃机；以及两个动力传输装置，将来自马达的动力传输至各自的履带。动力传输装置为机电型或液压型，该动力传输装置能够彼此独立地调节以用于使履带式车辆转向。
上文所确定的类型的履带式车辆经常在土壤或松散雪地的光滑层上工作以及沿着非常陡的斜坡工作。在这些条件下，即便是履带也会丧失牵引力、滑移以及损害快速有效行进的可能性。而且，附着力的减少会产生其他方面的影响，例如能量浪费、履带磨损和可能的对履带的损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种履带式车辆的控制方法以减轻现有技术的缺陷。
根据本发明，提供了一种履带式车辆的控制方法，特别是一种用于滑雪道制备或用于森林维护的履带式车辆的控制方法，该履带式车辆包括履带，该履带构造成使履带式车辆前进。本发明的控制方法包括：获取履带式车辆的行进速度的步骤；获取履带相对于履带式车辆的速度；根据履带的速度计算行进速度的期望值范围的步骤；以及当履带式车辆的行进速度超出期望值范围时改变履带的速度的步骤。
这样，履带速度的改变引起行进速度的期望值范围的改变，并且可能引起行进速度的改变。在不存在滑移并沿着笔直路径行进时，理论的行进速度与履带的速度对应。这种理论情况实际上很难达到，因此适于计算出行进速度的期望值范围，在履带式车辆沿着笔直路径行进的情况下，行进速度的期望值范围被定义为接近履带速度的范围。
根据本发明优选实施例，履带式车辆包括两个履带，该两个履带构造成以相对于履带式车辆的相应的速度操作，该方法包括：获取履带相对于履带式车辆的速度的步骤；以及根据履带的速度计算期望值范围的步骤。
在这种情况下中，不存在滑移的理论行进速度由履带速度的合成给出，并且速度期望值的范围可计算为接近理论行进速度的范围。
获取履带的这两个速度使得当履带式车辆在转向时也能应用本发明的方法。
根据本发明优选实施例，该方法提供于：获取构造成改变履带彼此之间的速度的转向信号；以及根据转向信号计算期望值范围。
转向信号具有提供与传给履带的命令相关的进一步信息的功能。当转向信号表示转向角的上限时，由于转向期间履带的滑移是必然的，所以期望值的范围被扩大。
根据本发明优选实施例，该方法提供于：获取履带式车辆的纵向倾斜的指示信号；以及根据纵向倾斜的指示信号计算期望值范围。
由于纵向倾斜的指示信号的信息能够改变期望值范围的宽度。例如，在车辆的爬升期间，期望值的范围很小，而在下降阶段，期望值的范围很宽，以便避免履带的速度在下降期间改变。事实上，在下降期间，优选地拒绝改变履带的速度。
优选地，该方法循环反复地计算期望值范围。
作为参照参数，期望值的范围为需要实时更新的动态参数。
本发明涉及一种构造成控制履带式车辆的计算机程序。
根据本发明，当电子处理器执行该程序时，本发明的方法的步骤可直接载入计算机的内存中以执行该方法的步骤。
由于该程序，所以本方法可以简单且经济的方式运行。
此外，本发明涉及一种程序产品，该程序产品包括存储有该程序的可读介质。
本发明的一个目的涉及提出一种控制装置，该控制装置能够克服现有技术的缺陷。
根据本发明，提供了一种履带式车辆的控制装置，特别是一种用于滑雪道制备或用于森林维护的履带式车辆的控制装置，该履带式车辆包括履带，该履带构造成使履带式车辆前进。控制装置构造成：获取履带式车辆的行进速度；获取履带相对于履带式车辆的速度；根据履带的速度计算行进速度的期望值范围；以及当履带式车辆的行进速度超出期望值范围时改变履带的速度。
实际上，控制装置优选地具有计算机以及数据获取和数据输出的通道。
优选地，控制装置包括传感器以及GPS接收器，该传感器安装在履带式车辆上，并且该传感器构造成检测履带相对于履带式车辆的相对运动并获取履带的速度，该GPS接收器安装在履带式车辆上，以用于获取履带式车辆的行进速度。
此外，履带式车辆包括马达以及两个动力传输装置，该马达用于产生动力，该两个动力传输装置为可调节的并将马达的动力的一部分传输至对应的履带的。控制装置构造成调节动力传输装置，以便调节传输至对应履带的动力并改变履带的速度。
本发明特别适于用于进行斜坡制备的履带式车辆或用于森林维护的履带式车辆。
附图说明
参照附图，通过下文对本发明非限制性实施例中的一个的描述使得本发明的其它特征和优点更加清楚，附图中：
附图1是根据本发明制造的用于滑雪道制备的履带式车辆的侧立视图，其中，为清楚起见移除了一些部件；
附图2是图1中的履带式车辆的平面视图，其中，为清楚起见移除了一些部件并以示意性的方式示出了这些部件。
具体实施方式
参照图1，用1整体地表示用于滑雪斜坡制备的履带式车辆。履带式车辆1包括：框架2；履带3(图2)；履带4；驱动轮5(图2)和驱动轮6；履带3(图2)和4的导向轮7；吸取动力并执行作业的装置组8；以及驾驶舱9。驱动轮5(图2)和6彼此独立地操作并且分别耦接至履带3(图2)和履带4。
在当前情况下并参照图2，装置组8包括耕作工具10、刀片11以及卷扬机12(图1)。履带式车辆1包括：内燃机13，具有马达轴14；动力传输组件，可操作地连接至马达轴14并适于将内燃机13连接至驱动轮5和6和装置组8。在这种情况下，内燃机13为柴油引擎，该内燃机已知构造成用于根据转动量来提供动力。在这种情况下，动力传输组件15整体上包括专用于履带3和驱动轮5的动力传输装置16、专用于履带4和驱动轮6的动力传输装置17以及专用于耕作工具10、刀片11和卷扬机12(图1)的其他动力传输装置。
在图2所示的实例中，动力传输组件15为液压型，并且该动力传输组件包括：机械传输器18；五个泵19、20、21、22和23；液压管道24，优选为柔性的；以及五个液压致动器25、26、27、28和29。
机械传输器18耦接至马达轴14，并且该机械传输器具有两个输出轴30和31。特别地，轴30和轴31进而分别耦接至第一组泵(包括泵19、21、23)和第二组泵(包括泵20、22)以便传递从马达轴14接收的运动。
每个泵19、20、21、22和23通过液压管线24分别耦接至与各自的装置8关联的液压致动器25、27、26、28和29中的一个液压制动器。
通过对泵19、20、21、22和23的合适的控制，能够控制液压致动器25、27、26、28和29，并由此也能够控制驱动轮5和6以及装置组8。
在所示的实例中，动力传输装置16包括泵19、管道24和马达25，而动力传输装置17包括泵20、管道24和马达26。
虽然本说明书明确提及液压型动力传输装置，但液压传输器可由机电型传输器代替，或者各种专用的传输器可包括液压型传输器和机电型传输器。机电型动力传输装置用于能作为发电机和电动机操作的电机。
根据本发明，履带式车辆1包括控制装置32，该控制装置具有减少和/或消除履带3和4滑移的功能。特别地，控制装置32构造成能获取履带式车辆1的行进速度VV；获取履带3和4相对于履带式车辆1的速度VT1和VT2；根据履带3和4的速度VT1和VT2计算期望值的范围；并且当行进速度VV超出期望值的范围时改变履带3和4的速度VT1和VT2。
特别地，在确定防滑操作模式的给定的操作条件下，控制装置32构造成在履带3和4的附着力损失的情况下降低履带3和4的速度VT1和VT2。
例如，控制装置32构造成能获取履带式车辆1的纵向倾斜的指示信号，并根据履带式车辆1的纵向倾斜的指示信号计算期望值的范围。这样，当履带式车辆1在非常陡的斜坡上爬升时，可减少履带3和4的滑移。相反，在下降阶段中，履带式车辆1的滑移不会引起特殊问题。因此，从实际来看，纵向倾斜的指示信号IL的大小为确定准许进入或拒绝进入防滑操作模式的参数。当履带式车辆1处于转向中时，特别是当执行小曲率半径的转向时，优选也拒绝进入这个模式。实际上，控制装置32构造成接收由履带式车辆1的驾驶员给予的转向信号SS。从实际来看，控制装置32构造成根据转向信号SS计算期望值的范围。
控制装置32包括：计算机33；传感器34，在这种情况下为倾斜计，用于检测履带式车辆1的纵向倾斜的指示信号；两个传感器35和36，构造成检测两个部件之间的相对运动(这两个传感器为编码器、电感式传感器、电容式传感器等)以分别检测速度VT1和VT2；以及传感器37，例如GPS接收器，构造成获取履带式车辆1的位置和行进速度VV。传感器35和36优选地安装在框架2上并布置成分别与履带3和4相邻，或者优选地布置成分别与驱动轮5和6相邻。
控制装置32包括用户界面38，通过该用户界面能够向电子处理器33发送命令，以用于主动禁止履带3和4的防滑操作模式。
控制装置32构造成在某些境况下改变履带3和4的速度VT1和VT2。从操作层面来看，便于构造控制控制装置32以减小沿着动力传输装置16和17传递的动力，该动力传输装置专用于驱动履带3和4以及相应的驱动轮5和6。特别地，通过由控制装置32发射合适的信号来操作泵19和20，实现了该动力减小。泵19和20可变离心泵，并且通过改变这个泵的离心率的值来改变传递的动力。
在传输器为机电型的实施例中，通过借助于合适的反相器调节发电机而调节传递的动力。电子处理器33构造成执行用于数据获取的程序和用于发出两个控制信号SC1和SC2来控制动力传输装置16和17的计算方法。电子处理器33可直接程序化或构造成借助于特定接口读取介质程序。
优选地，控制信号SC1和SC2直接与履带3和4的滑移量成比例。这样，能够直接干预每个履带的滑移。控制装置32在闭合回路模式下且在履带3和4中的至少一个发生过度滑移的情况下操作，重复执行所描述的操作以将滑移量减小到可接受值内。
本发明的保护范围由权利要求书限定，权利要求书涵盖了没有明确描述的变形例和等价实施方式。

Claims (16)

1.一种履带式车辆的控制方法，所述履带式车辆(1)包括履带(3、4)，所述履带构造成使所述履带式车辆(1)前进；所述控制方法包括以下步骤：获取所述履带式车辆(1)的行进速度(VV)；获取所述履带(3、4)相对于所述履带式车辆(1)的速度(VT1、VT2)；根据所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)计算所述行进速度(VV)的期望值范围；以及当所述履带式车辆(1)的所述行进速度(VV)超出所述期望值范围时改变所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)，其中，所述控制方法还包括：获取指示所述履带式车辆(1)的纵向倾斜的指示信号(IL)；以及根据指示所述纵向倾斜的所述指示信号(IL)计算所述期望值范围，并且其中所述履带式车辆是用于滑雪斜坡制备或用于森林维护的履带式车辆，其中在所述履带式车辆的爬升期间的期望值范围小于在所述履带式车辆的下降阶段的期望值范围。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述履带式车辆(1)包括两个履带(3、4)，所述两个履带构造成以相对于所述履带式车辆(1)的相应的速度(VT1、VT2)被驱动，所述控制方法包括以下步骤：获取所述履带(3、4)相对于所述履带式车辆(1)的所述速度(VT1、VT2)；以及根据所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)计算所述期望值范围。
3.根据权利要求1所述的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：获取用于将所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)彼此区分的转向信号(SS)；以及根据所述转向信号(SS)计算所述期望值范围。
4.根据权利要求1所述的控制方法，所述控制方法包括循环反复地计算所述期望值范围的步骤。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其中，获取所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)的步骤是通过传感器(35、36)来检测所述速度(VT1、VT2)，所述传感器安装在所述履带式车辆(1)上，并且所述传感器构造成检测所述履带(3、4)相对于所述履带式车辆(1)的相对运动。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其中，获取所述履带式车辆(1)的所述行进速度(VV)的步骤是通过GPS接收器来获取所述履带式车辆(1)的所述行进速度(VV)。
7.根据权利要求3所述的控制方法，其中，所述履带式车辆(1)包括马达(13)和两个动力传输装置(16、17)，所述马达产生动力，所述两个动力传输装置是能调节的且构造成将所述马达(13)的动力的一部分传输至相应的履带(3、4)，改变所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)的步骤用于分别调节所述两个动力传输装置(16、17)，以便调节传输至所述相应的履带(3、4)的动力。
8.一种履带式车辆的控制装置，所述履带式车辆(1)包括履带(3、4)，所述履带构造成使所述履带式车辆(1)前进；所述控制装置(32)构造成：获取所述履带式车辆(1)的行进速度(VV)；获取所述履带(3、4)相对于所述履带式车辆(1)的速度(VT1、VT2)；根据所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)计算所述行进速度(VV)的期望值范围；以及当所述履带式车辆(1)的所述行进速度(VV)超出所述期望值范围时改变所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)，其中，所述控制装置构造成：获取指示所述履带式车辆(1)的纵向倾斜的指示信号(IL)；以及根据指示所述纵向倾斜的所述指示信号(IL)计算所述期望值范围，并且其中，所述履带式车辆是用于滑雪道制备或用于森林维护的履带式车辆，其中在所述履带式车辆的爬升期间的期望值范围小于在所述履带式车辆的下降阶段的期望值范围。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其中，所述履带式车辆(1)包括两个履带(3、4)，所述两个履带构造成以相对于所述履带式车辆(1)的相应的速度(VT1、VT2)被驱动，所述控制装置(32)构造成：获取所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)；以及根据所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)计算所述期望值范围。
10.根据权利要求8所述的控制装置，所述控制装置构造成：获取适于将所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)彼此区分的转向信号(SS)；以及根据所述转向信号(SS)计算所述期望值范围。
11.根据权利要求8所述的控制装置，所述控制装置构造成循环反复地计算所述期望值范围。
12.根据权利要求8所述的控制装置，所述控制装置包括传感器(35、36)，所述传感器安装在所述履带式车辆(1)上，并且所述传感器构造成：检测所述履带(3、4)相对于所述履带式车辆(1)的相对运动；以及获取所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)。
13.根据权利要求8所述的控制装置，所述控制装置包括安装在所述履带式车辆(1)上的GPS接收器，所述接收器用于获取所述履带式车辆(1)的所述行进速度(VV)。
14.根据权利要求10所述的控制装置，其中，所述履带式车辆包括马达(13)以及两个动力传输装置(16、17)，所述马达用于产生动力，所述两个动力传输装置是能调节的且构造成将所述马达(13)的动力的一部分传输至对应的履带(3、4)；所述控制装置(32)构造成分别调节第一动力传输装置和第二动力传输装置(16、17)，以便调节传输至所述对应的履带(3、4)的动力并改变所述履带(3、4)的所述速度(VT1、VT2)。
15.用于滑雪道制备的履带式车辆，所述用于滑雪道制备的履带式车辆包括根据权利要求8所述的控制装置(32)。
16.用于森林维护的履带式车辆，所述用于森林维护的履带式车辆包括根据权利要求8所述的控制装置(32)。
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