CN106982561A - 调节在车辆处的液压能够促动的拖动器的运行的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆（2）尤其拖拉机的装置（1），该车辆带有用于调节在车辆（2）处的拖动器（4）的运行的液压的促动单元（3），该装置包括至少一个带有两个在车辆（2）的行驶方向（6）上彼此相继地定向的并且直向着地（7）指向的距离确定传感器（8、9）的速度测定单元（5）和评估单元（10）以及直向着车辆运行系统（12）和配设给所述液压的促动单元（3）的液压运行系统（13）的传导数据的线路（11）。另外，建议了一种方法，其中，借助这样的速度测定单元（5）能够确定车辆（2）的实际的速度以及实时的驱动滑动率，并且面向需求地通过液压的促动单元（3）的合适的运行能够设定所述驱动滑动率。

Description

调节在车辆处的液压能够促动的拖动器的运行的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于车辆、尤其用于拖拉机的装置，其带有液压的促动单元，以用于调节在车辆处的拖动器的运行，以及涉及适合于此的运行方法。

背景技术

尤其，本发明可以应用在拖拉机、农用的农田牵引车、用于田间劳动的移动式的工作机等中。拖拉机或农田牵引车作为普适地能够应用的工作机优先在农业中用于加工田地。在此，耕作作为最常见的用途之一对拖拉机的传动系和电子液压的升降装置调节部的调节性能提出了高要求，因为仅利用协调的运行才能够快速地和高效地执行所述耕作工作。首先，对于强烈不均匀的和很湿的地而言，由于在犁处的很大的阻力因而存在的可能性是，拖拉机卡住和/或马达熄火。额外于犁的位置调节部，能够设置牵引力调节部，该牵引力调节部尝试通过以下方式来阻碍马达的熄火，即测量在下导杆的拖拉机侧的活节处的牵引力并且将该牵引力或其梯度调节至这样的值，该值阻碍马达的熄火或促成挤压轮的滑动率的降低。这尤其通过犁的（短时的）提高和从中得到的犁的阻力的减小来进行。

但是，对于很湿的地，还存在的可能性是，拖拉机会自身滞住，而马达不熄火。这首先在驱动轮的很大的滑动率的情况中可见，该滑动率不提供或不再提供足够的牵引力。

为了将滑动率限制到能够接受的尺度上并且为了阻碍驱动轮的过强的滑转，已知的是，将电子液压的升降装置调节部的系统配备雷达传感器或超声波传感器，其基于多普勒效应来测量拖拉机的实际的速度。因为额外地已知驱动轮的车轮转速，则能够通过将实际的速度与基于所述车轮转速所确定的（预期的）速度的比较能够推断出驱动轮的（当前的）滑动率。额外地相对于位置调节部和牵引力调节部叠加的滑动率调节回路能够通过犁的提升而确保最大能够接受的滑动率并且由此阻碍拖拉机的滞住。额外地，能够设定固定地预先设定的滑动率额定值，以便必要时达到能量高效的运行方式，因为经此能够提高牵引力并且马达必要时能够被更好地发挥能力。

即使用于这样的拖拉机或农田牵引车的运行的所反映的原理已经提供了好的结果，则可供支配的系统仍旧局部地过于复杂并且由此过于成本高、不够可靠和/或过于不精准。就此而言尤其在求取驱动滑动率或确定实际的速度时存在对于改善的需求。

发明内容

以此为出发点，本发明的任务在于，建立装置和方法，其缓和或甚至避免了所提到的缺点。尤其，应以结构简单的和适合于在田间的环境条件的方式来改善对于实际的行驶速度的求取。

利用按照根据本发明的装置和方法来解决这些任务。在优选实施例和其它实施例中说明了本发明的其它的构造方案。要指出的是，说明书（尤其结合附图）列举了本发明的能够与根据本发明的特征进行组合的其它的具体情况和改型方案。

用于带有用于调节在车辆处的拖动器的运行的液压的促动单元的车辆的装置贡献于此，该装置包括至少一个带有两个在车辆的行驶方向上彼此相继地定向的并且直向着地指向的距离确定传感器的速度测定单元和评估单元以及直向着车辆运行系统和配设给所述液压的促动单元的液压运行系统的传导数据的线路。

在此，车辆尤其指的是拖拉机或所谓的农田牵引车。尤其将犁或类似的地加工器视为所述拖动器。为了确定“实际的”速度，设置了带有至少一个第一距离确定传感器和第二距离确定传感器的速度测定单元。两个距离确定传感器能够各具有发送器和接收器并且基于评估单元的询问例如将光波或声波直向着地发出并且接收从所述地反射的声波。距离确定传感器能够利用声学的波或光学的波进行所述距离地并且尤其按照超声波传感器或激光传感器（激光三角测量器或激光干涉仪）的类型被实施。所述评估单元能够因此与所述两个距离确定传感器电地和数据传导地相连并且被提出用于调节其运行和处理其测量信号。尤其，将评估单元设定用于：从距离确定传感器的测量信号中借助地轮廓的表征的参考点分别（连续地）求取表征的地轮廓、确定测量信号与这些表征的参考点的时间上的错位并且从中确定车辆的实际的速度。在评估单元中所确定的实际的速度能够利用车辆运行系统的预先设定的参数进行校准或影响，然后其中，也将调节信号传达至所述液压运行系统并且能够由此影响拖动器的液压的促动单元的运行。

优选的是，所述距离确定传感器以在10cm至30cm[厘米]的范围中的间距彼此偏置地布置。所述间距优选地稳固地固定并且尤其优选地位于大约20cm的范围中。这里所建议的范围尤其适合用于达到高的信号品质，一方面鉴于取样关系并且另一方面鉴于地轮廓的稳定性。距离确定传感器的间距和测量信号的在时间上的错位能够被考虑用于求取所述实际的速度，从而此问题在结构方面和在设备方面以特别简单的方式被解决。

此外视为有利的是，距离确定传感器以直向着地（或通过车轮支承点的平坦的地面）的在30cm至100cm[厘米]的范围中的距离进行定位。为了尤其好的信号品质，建议至少30cm的距离。鉴于地轮廓的好的解析度，应将所述距离限制到最大100cm，必要时甚至限制到最大60cm。

距离确定传感器能够在车辆的下侧在附近定位在前轮的后方。这一方面实现了距离确定传感器以相对于地的所说明的距离进行的定位，并且还导致的是：必要时测定由前轮产生的（规律的或具体地造型的）地轮廓。对此，能够将至少所述（沿着行驶方向观察）第一距离确定传感器直接地和/或对准地布置在前轮的后方。

所述距离确定传感器优选地（基本上）垂直地定向至所述地。所述距离确定传感器在车辆或拖拉机的前轮和后轮之间的安装提供了经防护的空间。当距离确定传感器紧邻地布置在前轮的后方时，通过前轮的轮胎压力在行驶期间产生了表征地和较好地能够利用所述距离确定传感器侦测的轮廓突出部（Profilerhebung）。通过针对距离确定传感器的污染的额外的机械的防护，进一步改善了测量准确性。

另外优选的是，速度测定单元额外地包括加速度传感器（也称为惯性传感器），该加速度传感器传导数据地与评估单元相连。从而实现的是，借助利用所述加速度传感器（连续地）测量的加速度值的额外的积分，获得了用于实际的速度的一个另外的尺度。这种尺度能够然后同样在评估单元中处理。针对性地，所述加速度传感器针对环境影响被防护地紧固在车辆或拖拉机的车辆舱中。

所述液压的促动单元优选地包括用于拖动器的升降机械装置，该升降机械装置能够被评估单元激活。为此，尤其设置了电的或传导数据的连接部。尤其，如此地设定所述评估单元和升降机械装置，使得评估设备能够设定至少一个状态参量和/或访问至升降机械装置的调节器件。

也从对于运行方法的下述的阐释中得到所述装置的另外的具体情况。就此而言，在此补充地能够考虑所述阐释。同样适用的是，对于所述装置的上述的阐释能够补充所述方法的说明。

按照另一个方面，建议了用于运行车辆尤其拖拉机的方法，该车辆带有用于调节在该车辆处的拖动器的运行的液压的促动单元。所述方法能够尤其利用这里同样建议的装置来执行，其中，尤其将所述评估单元设定用于执行所述方法。所述方法至少包括以下步骤：

a）在车辆的行驶期间，借助两个在车辆的行驶方向上彼此相继地定位的和直向着地指向的距离确定传感器确定地轮廓；

b）求取分别利用一个距离确定传感器所确定的地轮廓的时间上的错位；

c）从所述时间上的错位中求取车辆的速度；

d）将所求取的速度与预期的速度进行比较，以用于确定驱动滑动率；

e）激活拖动器的升降机械装置，当驱动滑动率大于参考值时。

所述方法步骤能够在这里所说明的顺序中得到执行。能够同时和/或彼此重叠地执行单个的步骤。

步骤a）尤其包括至少一个、优选所有的下述的进程：a.1）利用第一距离确定传感器通过（基本上）垂直地直向着地来发射光学的波或声学的波来求取在部位A处的地轮廓，并且侦测从所述地所反射的波和对于所述地距离进行表征的测量信号的时间上的持续。a.2）利用第二距离确定传感器通过（基本上）垂直地直向着地来发射光学的波或声学的波来求取在部位B（在行驶方向上以预先设定的间距在部位A后或与该部位对准）处的地轮廓，并且侦测从所述地所反射的波和对于所述地距离进行表征的测量信号的时间上的持续。

步骤b）尤其包括把借助所述距离确定传感器所求取的地轮廓和识别在两个地轮廓中出现的表征的特征进行比较。从中能够求取的是，这些地轮廓以何种时间上的错位在测量技术方面被测定。

从在步骤b）中所求取的时间上的错位和距离确定传感器的关于所述行驶方向的已知的位置，能够然后按照步骤c）（优选地在所述评估单元中）求取和计算车辆的实际的速度。

这样所求取的实际的速度在步骤d）中另外为了确定实时的驱动滑动率而与预期的速度进行比较。预期的速度例如从车轮转速的考虑中得到。如果实际的速度和预期的速度基本上相同，则因此也基本上不存在驱动滑动率。如果实际的速度明显位于预期的速度下方，则存在一种重要的驱动滑动率，所述驱动轮据此滑转。

基于步骤d）的结果，结合用于预期的或最大地允许的驱动滑动率的（固定或可变地）能够预先设定的参考值，能够在步骤e）中激活升降机械装置。从而能够例如使得拖动器在达到或超过所述参考值时进行下降或提升。因此，改变了至所述车辆的负荷或牵引力，这直接对实际的驱动滑动率具有影响。因此，能够通过拖动器的升降机械装置的运行来调节或设定所述车辆的驱动滑动率。

尤其优选地，所求取的在地上的实际的速度被考虑用于确定或设定被驱动的车辆轮的驱动滑动率。借助被驱动的轮的已知的转速（例如来自传动机构控制器或额外的轮传感器）的和实际的行驶速度的信号，能够确定和限制/设定所述驱动轮的滑动率。

优选的是，在步骤a）中所求取的地轮廓由车辆在行驶期间产生。在此，它优选指的是在地中的表征的或反复的样式。特别尤其优选地，所述地轮廓由车辆的前轮连续地产生。必要时，所述轮轮廓能够具有表征的（或单个的）轮廓标记，该轮廓标记然后专门利用优选地实施为超声波传感器的所述距离确定传感器来侦测。

在所述车辆处也能够设置加速度传感器，利用该加速度传感器来独立地求取所述（实际的）速度。利用该速度能够能够在步骤c）中检查或计算所求取的速度。在此，能够进行所述实际的速度的可信度检验和/或匹配，利用其然后能够在步骤e）中调节。

从而在步骤d）中能够使用借助加速度传感器所求取的速度，当达到能够预先设定的偏差参数时。所述偏差参数尤其表现为用于彼此独立地确定的“实际的”速度的差别的尺度，其中，在过大的差别时，如此程度地进行决定：给借助所述加速度传感器所求取的速度赋予优先性或较大的重要性。从而能够如此地确定所述偏差参数，使得在情况中（在该情况中，利用距离确定传感器进行的测量失败或过于不准确（例如在在水坑上的行驶中或在不带有被表现的轮廓的地区段上的行驶中））借助所述加速度传感器短时地动用所述速度测量。如果再次低于所述偏差参数，则再次进行借助距离确定传感器的速度测量的优先的考虑。

预期的速度优选地在车辆运行系统方面被求取和提供。在此，能够动用已知的或被车辆运行系统简单地能够提供的数据。对此，尤其相应地配备所述评估单元。

这里所示出的用于滑动率调节的布置方式和/或办法尤其提供了下述的优点：

- 时间花费和燃料花费被减小，

- 轮胎磨损被减小，

- 地被仔细处理，

- 驾驶员被减压，

- 滞住被避免。

此功能通过借助距离确定传感器来测量所述实际的速度以可靠的、准确的和技术上简单的方式来实现。

附图说明

在下文借助附图更加详细地阐释本发明和技术范围。在此，规律地，相同的构件以相同的附图标记进行标识。所述示意图是示意的并且不被设置用于图解大小关系。关于一个图的单个的具体情况所提到的阐释能够被提取并且与从其它的图或前述的说明中的事实能够自由组合，除非对于本领域技术人员强制地得到了其它方面或在这里明确地拒绝了这样的组合。图示：

图1：示意地示出了带有用于调节拖动器的运行的液压的促动单元和速度测定单元的拖拉机的侧视图；

图2：速度测定单元的具体情况；

图3：用于展示用于求取所述速度的示例的评估算法的电子的设备的框图；和

图4：用于展示用于求取所述速度的另外的评估算法的电子的设备的一个另外的框图。

具体实施方式

图1示出了在利用拖动器4、尤其利用犁的地加工中的在（尤其按照拖拉机的类型的）车辆2处的装置1的原则上的展示。拖动器4的位置或方位能够利用液压的促动单元3（其具有液压运行系统13和升降机械装置19）来设定。所述液压的促动单元3能够尤其如下来构建：泵25将油流向着调节阀26传送，该调节阀控制所述升降机械装置19。该升降机械装置作用至下导杆，从而能够提升、保持或下降所述拖动器4。

另外，设置了速度测定单元5，该速度测定单元带有两个沿着车辆2的行驶方向6彼此相继地定位的和直向着地7指向的第一距离确定传感器8（尤其超声波传感器）和第二距离确定传感器9（尤其超声波传感器）。此外，此速度测定单元5包括评估单元10，利用该评估单元能够尤其受控制地运行所述距离确定传感器和能够评估其测量结果。另外，设置了直向着车辆运行系统12和配设给液压的促动单元3的液压运行系统13的多个传导数据的连接部11。在此，所述评估单元10也能够是液压运行系统13的一部分。所述评估单元10还能够操作或激活所述拖动器4的升降机械装置19。

另外，速度测定单元5额外地包括加速度传感器18，该加速度传感器传导数据地与评估单元10相连。加速度传感器18在这里定位在车辆2内。

图2示例地图解了用于确定车辆的实际的速度的测量装置的结构。在此，第一距离确定传感器8布置在在车辆的前轮17后的直接附近中并且关于时间地确定了相对于地7的间距，从而能够确定地轮廓20。沿着行驶方向的后续的第二距离确定传感器9以平行于行驶方向的间距14位置固定地安装在车辆的下侧16处（并且由此带有相对于地7的预先设定的距离15）。优选的是，所测定的地轮廓20由前轮17的胎面产生。通过在运动期间的前轮17的轮胎压力，产生了表征的和能够较好地侦测的、能够较好地利用距离确定传感器8、9测量的轮廓突出部。

利用两个距离确定传感器8、9的所述布置方式能够进行在所述地之上的实际的速度的求取。所述距离确定传感器8、9能够额外地针对（通过前轮17所扬起）地物料通过漏斗或“溅射防护”（未示出）在污染前得到防护。

利用此装置1能够尤其依赖于驱动滑动率的调节或为了调节驱动滑动率而控制液压的促动单元3的运行。对此，能够首先将地轮廓20在车辆2的行驶期间借助两个距离确定传感器8、9来测定。另外，然后能够确定利用所述距离确定传感器8、9所确定的地轮廓20的时间上的错位。从中能够求取车辆2的实际的速度。这样所求取的速度能够与预期的（或马达侧或者轮侧地确定的）速度为了确定驱动滑动率而进行比较。如果从中得到：所述驱动滑动率位于不被希望的范围中，则能够（从评估单元开始地）然后激活拖动器4的升降机械装置19，以便匹配起作用的阻力和由此也影响所述驱动滑动率。

图3示出了可能的评估算法的在原则上经简化的示意。按照上述的步骤a）如此程度地评估所述距离确定传感器8和9的信号，使得存在在时间上的所述地的轮廓高度。通过来自距离确定传感器8和9的信号的互相关，能够推断出相应所产生的测量信号的时间错位，参见对于步骤b）的阐释。另外，按照步骤c）所确定的速度信号被检测可信度，例如是否所述测量由于不利的地关系（水坑，在测量的时间帧中几乎没有轮廓突出部等）而失败。

按照步骤c）所确定的速度信号被继续报告给挑选节段23和存储器21。另外的（被加倍的）速度信号在挑选节段23处决定：是否从步骤c）中确定的速度或实际的速度的在时间上经积分的值在使用加速度传感器18（v₁₈）的情况下作为实际的行驶速度和由此为了在步骤d）和e）中使用而输出。这种决定能够尤其依赖于：是否预先设定的偏差参数被达到或没有被达到。由加速度传感器18确定的和必要时过滤的加速度信号在积分器22中在时间上积分。为了避免所积分的加速度信号的大幅的漂移，所述积分器在负的可信度检测后被回置，并且给该积分器传递这样的初始值，该初始值对应于从一个或多个取样步或计算步中的、来自所述存储器21中所存储的速度信号。

图4图解了具体情况，按照该具体情况，（额外）可能的是，从距离确定传感器8、9中导出的速度经过从加速度传感器18中获得的加速度信号被支持或匹配。在此，被低通滤波的速度值与来自利用距离确定传感器8、9进行的测量中（按照步骤a）、b）和c））的相关联的速度值进行比较。所产生的调节偏差利用k进行放大并且与由加速度传感器18生成的加速度值求和。此和再次在积分器22中积分。经积分的值能够利用状态模型来低通滤波（低通滤波器24）。基于用于滑动率调节和由此后续的步骤d）和e）的原因，把被低通滤波的速度值使用作为车辆的“实际的”速度。

附图标记单

1 装置

2 车辆

3 液压的促动单元

4 拖动器

5 速度测定单元

6 行驶方向

7 地

8 第一距离确定传感器

9 第二距离确定传感器

10 评估单元

11 传导数据的连接部

12 车辆运行系统

13 液压运行系统

14 间距

15 距离

16 下侧

17 前轮

18 加速度传感器

19 升降机械装置

20 地轮廓

21 存储器

22 积分器

23 挑选节段

24 低通滤波器

25 泵

26 调节阀

Claims (11)

1.用于车辆（2）的装置（1），该车辆带有用于调节在该车辆（2）处的拖动器（4）的运行的液压的促动单元（3），该装置包括至少一个带有两个在车辆（2）的行驶方向（6）上彼此相继地定向的并且直向着地（7）指向的距离确定传感器（8、9）的速度测定单元（5）和评估单元（10）以及直向着车辆运行系统（12）和配设给所述液压的促动单元（3）的液压运行系统（13）的传导数据的线路（11）。

2.按照权利要求1所述的装置（1），其中，所述距离确定传感器（8、9）以在10cm至30cm的范围中的间距（14）彼此偏置地布置。

3.按照前述权利要求中任一项所述的装置（1），其中，所述距离确定传感器（8、9）以在30cm至100cm的范围中的直向着地（7）的距离（15）进行定位。

4.按照前述权利要求中任一项所述的装置（1），其中，所述距离确定传感器（8、9）在车辆（2）的下侧（16）处在附近定位在前轮（17）的后方。

5.按照前述权利要求中任一项所述的装置（1），其中，速度测定单元（5）额外地包括加速度传感器（18），该加速度传感器传导数据地与评估单元（10）相连。

6.按照前述权利要求中任一项所述的装置（1），其中，液压的促动单元（3）包括用于拖动器（4）的升降机械装置（19），该升降机械装置能够被评估单元（10）激活。

7.用于运行车辆（2）的方法，该车辆带有用于调节在车辆（2）处的拖动器（4）的运行的液压的促动单元（3），该方法至少包括下述步骤：

a）在车辆（2）的行驶期间，借助两个在车辆（2）的行驶方向（6）上彼此相继地定位的和直向着地（7）指向的距离确定传感器（8、9）确定地轮廓（20）；

b）求取分别利用距离确定传感器（8、9）所确定的地轮廓（20）的时间上的错位；

c）从所述时间上的错位中求取车辆（2）的速度；

d）将所求取的速度与预期的速度进行比较，以用于确定驱动滑动率；

e）激活拖动器（4）的升降机械装置（19），当驱动滑动率大于参考值时。

8.按照权利要求7所述的方法，在该方法中，在步骤a）中所求取的地轮廓（20）由车辆（2）在行驶期间产生。

9.按照权利要求7或8所述的方法，在该方法中，利用被设置在车辆（2）处的加速度传感器（18）独立地求取所述速度并且利用在步骤c）中所求取的速度来检查或结算该速度。

10.按照权利要求9所述的方法，在该方法中，在步骤d）中使用借助加速度传感器（18）所求取的速度，当达到能够预先设定的偏差参数时。

11.按照权利要求7至10中任一项所述的方法，在该方法中，所述预期的速度在车辆运行系统（12）方面被求取和提供。