CN106895138B - 一种压路机控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压路机控制系统及其控制方法，包括动力传动系统和自动换挡操作系统，通过自动模式开关的断开和闭合，可实现人工换挡模式和自动换挡模式两种功能，人工换挡模式下，行走手柄将前进或后退的信号传递给控制器，挡位选择器将挡位信号输入给控制器，控制器根据挡位信号控制发动机启动，换挡时无需踩踏式离合器，控制器根据输入信号控制电磁离合器与发动机动力系统的分离或结合，并控制电控变速箱换挡，操纵方便，有效降低了驾驶员劳动强度，提升整机可靠性；自动换挡模式下，控制器通过压力传感器传递的压力数值进行计算，判断现场整机作业负荷程度，根据负荷程度的大小进行1挡和2挡的自动切换，从而提高作业效率和作业可靠性。

Description

一种压路机控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及压路机技术领域，尤其涉及一种压路机控制系统及其控制方法。

背景技术

目前行业内的单钢轮压路机分为机械式压路机和液压式压路机，其中机械式压路机的传动系统由发动机、离合器、变速箱、传动轴和驱动桥组成，发动机通过离合器与变速箱连接。整机换挡操作时均采用人工脚踏离合器的操纵形式，踩下离合踏板，使离合器中压盘与摩擦盘分离，即分离发动机和变速箱，然后操作变速箱换挡，操作方式类似于手动挡汽车。

这种人工脚踏式离合器操纵的压路机存在以下问题：1、人工踩踏离合器来切断动力传动，增加了驾驶员的劳动强度；2、人工操控动力传递和切断，容易引发机械冲击，影响操纵舒适性及作业质量；3、人工脚踏式离合器的操作方式所需的执行元件较多，故障点多，降低了整机可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压路机控制系统，以解决驾驶员劳动强度大、操作舒适性差及整机可靠性低的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种压路机控制系统，包括：

动力传动系统，其包括发动机、电磁离合器、电控变速箱、传动轴和驱动桥，所述发动机通过所述电磁离合器与所述电控变速箱相连，所述电控变速箱与所述传动轴相连，所述传动轴与所述驱动桥相连；

自动换挡操纵系统，其包括行走手柄、挡位选择器、压力传感器、自动模式开关、控制器、所述电磁离合器和所述电控变速箱，所述压力传感器用于检测所述发动机的压力值，所述行走手柄、挡位选择器、压力传感器和自动模式开关均与所述控制器电连接，所述控制器分别与所述电磁离合器和电控变速箱电连接。

作为优选，所述电磁离合器包括：外壳、接近开关、N极电磁铁、压盘、S极电磁铁、传动轴和摩擦盘；

所述摩擦盘与所述发动机相连，所述传动轴与所述电控变速箱相连，所述外壳内设置有与所述摩擦盘相连的S极电磁铁和与所述压盘相连的N极电磁铁，所述压盘位于所述S极电磁铁与N极电磁铁之间，所述接近开关设置于所述外壳上，用于感应所述压盘的位置信号，所述接近开关与所述控制器电连接。

一种如上述压路机控制系统的控制方法，包括人工换挡模式和自动换挡模式，具体如下：

1)当自动模式开关断开时，整机处于人工换挡模式，切换挡位时，先推动行走手柄至前进挡位或后退挡位，再将挡位选择器选择在相应速度挡位，整车即按相应速度前进或后退；

2)当自动模式开关闭合时，整机处于自动换挡模式，控制器根据压力传感器检测到的压力值来判断外部负载的大小，从而控制电控变速箱切换挡位。

作为优选，所述1)具体为：

发动机启动，此时行走手柄在中位，挡位选择器在0挡，电控变速箱默认在0挡，整机不动作；

切换1挡挡位时，先手动将行走手柄推至前进或后退挡位，触发前进限位开关或后退限位开关，控制器控制电磁离合器分离发动机和电控变速箱，然后挡位选择器选择1挡位，控制器将前进1挡或后退1挡信号输出给电控变速箱，然后控制器再控制电磁离合器将发动机与电控变速箱结合，整机即按1挡速度前进或后退；

切换2挡挡位和3挡挡位的方法同切换1挡挡位方法。

作为优选，所述2)具体为：

当压力传感器检测到的压力值在第一时间段内持续小于第一阈值时，则控制器会判定外部负载较小，因此控制器控制电控变速箱从自动1挡切换成2挡，如果此时已经是自动2挡则不做变化；反之，当压力传感器检测到的压力值在第一时间段内持续大于第一阈值时，则控制器会判定外部负载较大，因此控制器会控制电控变速箱从自动2挡切换成自动1挡，如果此时已经是自动1挡则不做变化。

作为优选，所述第一时间段为5-7s。

作为优选，所述第一阈值为14-16MPa。

本发明的有益效果：

本发明提供一种压路机控制系统及其控制方法，包括动力传动系统和自动换挡操作系统，通过自动模式开关的断开和闭合，可实现人工换挡模式和自动换挡模式两种功能，人工换挡模式下，行走手柄将前进或后退的方向信号传递给控制器，挡位选择器将挡位信号输入给控制器，控制器根据挡位信号控制发动机的启动，换挡时无需踩踏式离合器，控制器根据输入信号进行逻辑控制，控制电磁离合器与发动机动力系统分离或结合，并控制电控变速箱换挡，换挡过程平稳，操纵方便，有效降低了驾驶员劳动强度，提升整机可靠性；自动换挡模式下，控制器通过压力传感器传递的压力数值进行计算，判断现场整机作业负荷程度，根据负荷程度的大小进行1挡和2挡的自动切换，从而提高作业效率和作业可靠性。

附图说明

图1是本发明提供的压路机控制系统的原理示意图；

图2是本发明提供的电磁离合器的结构示意图；

图3是本发明提供的人工换挡模式的电气原理示意图；

图4是本发明提供的自动换挡模式的电气原理示意图。

图中：

1-行走手柄；1a-前进挡位；1b-后退挡位；11-前进限位开关；12-后退限位开关；

2-挡位选择器；2a-0挡位；2b-1挡位；2c-2挡位；2d-3挡位；2a’-自动0挡位；2b’-自动1挡位；2c’-自动2挡位；

3-压力传感器；4-自动模式开关；5-控制器；

6-电磁离合器；61-外壳；62-接近开关；63-N极电磁铁；64-压盘；65-S极电磁铁；66-传动轴；67-摩擦盘；

7-电控变速箱；7a-前进1挡；7b-前进2挡；7c-前进3挡；7d-后退1挡；7e-后退2挡；7f-后退3挡；7a’-自动前进1挡；7b’-自动前进2挡；7d’-自动后退1挡；7e’-自动后退2挡；

8-发动机；9-传动轴；10-驱动桥。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明提供一种压路机控制系统，包括动力传动系统和自动换挡操作系统，其中：动力传动系统包括电磁离合器6、电控变速箱7、发动机8、传动轴9和驱动桥10，发动机8通过电磁离合器6与电控变速箱7相连，电控变速箱7与传动轴9相连，传动轴9与驱动桥10相连；自动换挡操纵系统包括行走手柄1、挡位选择器2、压力传感器3、自动模式开关4、控制器5、上述电磁离合器6和上述电控变速箱7，行走手柄1、挡位选择器2、压力传感器3和自动模式开关4均与控制器5电连接，控制器5分别与电磁离合器6和电控变速箱7电连接。

如图2所示，电磁离合器6包括外壳61、接近开关62、N极电磁铁63、压盘64、S极电磁铁65、传动轴66和摩擦盘67；摩擦盘67通过摩擦力与发动机8的飞轮壳压接在一起，传动轴66与电控变速箱7相连，外壳61内设置有与摩擦盘67相连的S极电磁铁65和与压盘64相连的N极电磁铁63，压盘64位于S极电磁铁65与N极电磁铁63之间，接近开关62设置于外壳61上，以检测压盘64的位置，接近开关62与控制器5电连接。在不通电时，N极电磁铁63和S极电磁铁65分离，即发动机8传递的动力无法到达电控变速箱7上，此时接近开关62能感应到压盘64的信号，通电时N极电磁铁63和S极电磁铁65结合，即发动机8传递的动力能够到达电控变速箱7上，此时接近开关62无法感应到压盘64的信号。电磁离合器6通过线圈的通断电，利用电磁铁吸力来控制离合器的接合与分离，继而使得发动机8与电控变速箱7结合与分离。

如图3-图4所示，本发明还提供了一种上述压路机控制系统的控制方法，包括人工换挡模式和自动换挡模式两种功能，具体如下：

1)参见图3，当自动模式开关4断开时，整机处于人工换挡模式，行走手柄1具有前进挡位1a和后退挡位1b两个驱动方向，挡位选择器2包括对应发动机8启动的0挡位2a以及分别对应正向驱动或反向驱动的1挡位2b、2挡位2c和3挡位2d，当行走手柄1处于前进挡位1a或后退挡位1b时，电磁离合器6根据所选择的挡位进行功率输出，相应的，电控变速箱7具有前进1挡7a、前进2挡7b、前进3挡7c、后退1挡7d、后退2挡7e和后退3挡7f这六种行驶速度和行驶方向的结合，具体控制方法如下：

发动机8启动，此时行走手柄1在中位，挡位选择器2在0挡位2a，电控变速箱7默认在0挡，整机不动作；

切换1挡挡位时，先手动将行走手柄1推至前进挡位1a或后退挡位1b，触发前进限位开关11或后退限位开关12，控制器5控制电磁离合器6分离发动机8和电控变速箱7，然后挡位选择器2选择1挡位2b，控制器5将前进1挡7a或后退1挡7d信号输出给电控变速箱7，然后控制器5再控制电磁离合器6将发动机8与电控变速箱7结合，整机即按1挡速度前进或后退；

切换2挡挡位和3挡挡位的方法同切换1挡挡位方法；

2)参见图4，当自动模式开关4闭合时，整机处于自动换挡模式，行走手柄1具有前进挡位1a和后退挡位1b两个驱动方向，挡位选择器2包括对应发动机8启动的自动0挡位2a’以及分别对应正向驱动或反向驱动的自动1挡位2b’和自动2挡位2c’，当行走手柄1处于前进挡位1a或后退挡位1b时，电磁离合器6根据所选择的挡位进行功率输出，相应的，电控变速箱7具有自动前进1挡7a’、自动前进2挡7b’、自动后退1挡7d’和自动后退2挡7e’这四种行驶速度和行驶方向的结合，由于3挡不合适压实路面，故不做切换，在3挡模式下自动换挡模式不起作用，具体控制方法如下：

当压力传感器3检测到的压力值在第一时间段内持续小于第一阈值时，则控制器5会判定外部负载较小，因此控制器5控制电控变速箱7从自动前进1挡7a’自动切换成自动前进2挡7b’(或从自动后退1挡7d’自动切换成自动后退2挡7e’)，如果此时已经是自动前进2挡7b’(或自动后退2挡7e’)则不做变化；反之，当压力传感器3检测到的压力值在第一时间段内持续大于第一阈值时，则控制器5会判定外部负载较大，因此控制器5会控制电控变速箱7从自动前进2挡7b’自动切换成自动前进1挡7a’(或从自动后退2挡7e’自动切换成自动后退1挡7d’)，如果此时已经是自动前进1挡7a’(或自动后退1挡7d’)则不做变化，由于3挡不合适压实路面，故不做切换，在3挡模式下自动换挡模式不起作用。

在本实施例中，第一时间段为5-7s，优选为6s；第一阈值为14-16Mpa，优选为15Mpa。

在人工换挡模式下，行走手柄1将前进和后退的信号传递给控制器5，挡位选择器2将0挡、1挡、2挡、3挡的信号输入给控制器5，控制器5根据挡位信号控制发动机8的启动，换挡时无需踩踏式离合器，控制器5根据输入信号进行逻辑控制，控制电磁离合器6与发动机8的动力系统分离或结合，并控制电控变速箱7换挡，换挡过程平稳，操纵方便，有效降低了驾驶员劳动强度，提升整机可靠性，能有效避免因驾驶员操作不当而造成的机械冲击；另外，压路机工作时是一边行走一边振动，因此行走速度对于压路机施工来讲是非常重要的，行走速度过慢，会影响施工效率，行走速度过快，会影响路面压实程度，因此本系统在人工换挡模式的基础上，还具备自动换挡模式，在自动换挡模式下，当压路机在行走振动时，控制器5通过压力传感器3传递的压力数值，进行计算判断现场整机作业负荷程度，根据负荷程度的大小，控制器5可以进行1挡和2挡的自动切换，从而提高作业效率和作业可靠性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种压路机控制系统的控制方法，其特征在于，

所述压路机控制系统包括：

动力传动系统，其包括发动机、电磁离合器、电控变速箱、传动轴和驱动桥，所述发动机通过所述电磁离合器与所述电控变速箱相连，所述电控变速箱与所述传动轴相连，所述传动轴与所述驱动桥相连；

自动换挡操纵系统，其包括行走手柄、挡位选择器、压力传感器、自动模式开关、控制器、所述电磁离合器和所述电控变速箱，所述压力传感器用于检测所述发动机的压力值，所述行走手柄、挡位选择器、压力传感器和自动模式开关均与所述控制器电连接，所述控制器分别与所述电磁离合器和电控变速箱电连接；

所述控制方法包括人工换挡模式和自动换挡模式，具体如下：

1）当自动模式开关断开时，整机处于人工换挡模式，

发动机启动，此时行走手柄在中位，挡位选择器在0挡，电控变速箱默认在0挡，整机不动作；

切换1挡挡位时，先手动将行走手柄推至前进或后退挡位，触发前进限位开关或后退限位开关，控制器控制电磁离合器分离发动机和电控变速箱，然后挡位选择器选择1挡位，控制器将前进1挡或后退1挡信号输出给电控变速箱，然后控制器再控制电磁离合器将发动机与电控变速箱结合，整机即按1挡速度前进或后退；

切换2挡挡位和3挡挡位的方法同切换1挡挡位方法；

2）当自动模式开关闭合时，整机处于自动换挡模式，控制器根据压力传感器检测到的压力值来判断外部负载的大小，从而控制电控变速箱切换挡位。

2.根据权利要求1所述的压路机控制系统的控制方法，其特征在于，所述2）具体为：

当压力传感器检测到的压力值在第一时间段内持续小于第一阈值时，则控制器会判定外部负载较小，因此控制器控制电控变速箱从自动1挡切换成自动2挡，如果此时已经是自动2挡则不做变化；反之，当压力传感器检测到的压力值在第一时间段内持续大于第一阈值时，则控制器会判定外部负载较大，因此控制器会控制电控变速箱从自动2挡切换成自动1挡，如果此时已经是自动1挡则不做变化。

3.根据权利要求2所述的压路机控制系统的控制方法，其特征在于，所述第一时间段为5-7s。

4.根据权利要求2所述的压路机控制系统的控制方法，其特征在于，所述第一阈值为14-16MPa。