CN109715429B - 具有用于分析车辆状态并命令差速器组的装置的农用车辆 - Google Patents

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Abstract

一种农用车辆(1)，包括单悬挂转向轮类型的驱动轴(2)，该驱动轴适于对右轮组(51)和左轮组(52)彼此独立地分别进行支撑，并且该车辆包括差速器组(3)。此外，该车辆包括检测装置(10)和轮轴速度检测组(13)，检测装置设置有适于检测车辆运动速度的车辆速度检测组(12)，轮轴速度检测组包括分别适于检测轮组的各自的旋转速度的右速度传感器(131)和左速度传感器(132)。该车辆包括主分析和控制单元20，该主分析和控制单元操作性地连接到检测装置10和差速器组(3)，适于分析由检测装置(10)检测到的内容，以用于在预定牵引力操作配置中控制差速器组(3)。

Description

具有用于分析车辆状态并命令差速器组的装置的农用车辆
技术领域
本发明的目的是提供一种农用车辆，优选地在实施例中农用车辆为“专业拖拉机”。具体地，此类农用车辆包括单悬挂转向轮类型的驱动轴，并且适于根据其运动条件控制所述轮组的驱动。此外，本发明的目的是提供一种具有单悬挂转向轮类型的驱动轴的农用车辆的牵引方法。
背景技术
在下面的描述中，迂回表述“农用车辆”意指农用拖拉机，并且更一般来说是指来源于农用拖拉机的运土机。“拖拉机”通常是指一般专用于实行动力行动的大型车辆，“专业拖拉机”是指小型车辆，通常适于在多排葡萄藤或果树之间工作。
迂回表述“轮组”是指所有类型的轮，对轮胎和轮辋的类型(单或双类型)没有任何限制。
此外，在本说明书中，“具有单悬挂转向轮的驱动轴”是指这样的轴：该轴适于对右轮组和左轮组彼此独立地进行支撑。
在现有技术中已知用于农业用途的车辆，这样的车辆包括单悬挂转向轮类型的驱动轴，然而这些驱动轴受到特定缺点的影响。事实上，在此类车辆牵引中，对两个轮组的牵引力是通过均匀分配牵引力的差速器组(differential group)传递的：换句话说，当轮组处于低位或没有抓地力时，差速器以此类方式操作：即在相同条件下牵引另一轮组，即提供低牵引力或甚至不提供任何牵引力，例如，直至让相应的轮组空转。
发明内容
本发明的目的为提供农用车辆和管理车辆牵引力的方法，其中克服了此类问题。
此类目的通过根据本发明实施的车辆和根据本发明的管理牵引力的方法来实现。本发明描述了其它优选实施例。
根据本发明，提供了一种农用车辆，包括：
-单悬挂转向轮类型的驱动轴，适于对右轮组和左轮组彼此独立地分别进行支撑；
-连续变化类型的差速器组，该差速器组包括在油浴中被加压的多板差速器，其中所述差速器组借助于右轴和左轴而与所述右轮组和所述左轮组操作性地连接，并且适于将驱动扭矩传递且分配到相应的轮组；
-检测装置，包括：
i)车辆速度检测组，适于检测车辆运动速度；
ii)轮轴速度检测组，包括右速度传感器和左速度传感器，分别适于检测由所述右轴和所述左轴引起的所述轮组的各自的旋转速度；
-主分析和控制单元，操作性地连接到所述检测装置和所述差速器组，适于分析由所述检测装置检测到的内容，并且根据由所述检测装置检测到的内容，适于在预定牵引力操作配置中控制所述差速器组，控制所述多板差速器内的油压以在所述轮组之间分配所述驱动扭矩，这样使得根据所述主分析和控制单元的控制，所述驱动扭矩被传递到相应的轮组并且在相应的轮组之间进行分配。
根据本发明，提供了一种管理农用车辆的牵引力的方法，所述车辆包括单悬挂转向轮类型的驱动轴，所述驱动轴支撑右轮组和左轮组，所述右轮组和所述左轮组分别与连续变化类型的差速器组操作性地连接，该差速器组包括在油浴中被加压的多板差速器，所述方法包括以下步骤：
-通过检测装置检测所述车辆的运动速度和所述轮组的各自的旋转速度；
-通过主分析和控制单元分析由所述检测装置检测到的内容；
-在预定牵引力操作条件下命令所述差速器组，控制所述多板差速器内的油压以在所述轮组之间分配驱动扭矩，这样使得根据所述主分析和控制单元的命令，所述驱动扭矩被传递到相应的轮组并且在相应的轮组之间进行分配。
附图说明
根据以下参考附图的指示性和非限制性示例进行的描述，根据本发明的农用车辆的特征和优点将更清楚地显现，其中：
-图1示出了根据优选实施例的本发明的农用车辆的透视图，其中其为专业拖拉机；
-图2a示出了在标准工作条件下的单悬挂转向轮类型的农用车辆中包含的轴的示意图，其中两个轮组贴附在地面上作业；
-图2b和图2b'分别示出了在已知实施例和本发明的实施例的对象中的单悬挂转向轮类型的驱动轴的示意图，其中两个轮组中的一个被抬起；
-图2c和图2c'分别示出了在已知实施例和本发明的实施例的对象中的单悬挂转向轮类型的驱动轴的示意图，其中两个轮组中的一个处于打滑状态；
-图3示出了根据优选实施例的本发明的农用车辆的示意图；
-图4示出了表示根据本发明的目的的车辆牵引力管理方法的方框图。
具体实施方式
根据附图，附图标记1总体上表示作为整体的农用车辆。在优选实施例中，如图1所示，农用车辆为专业拖拉机。
车辆1具有纵向轴线X-X，沿着直线的进给方向；横向轴线Y-Y，垂直于纵向轴线X-X；以及竖直轴线V-V，垂直于纵向轴线X-X和横向轴线Y-Y。
车辆1包括沿横向轴线Y-Y延伸的多个轴。具体地，车辆1包括在下文中广泛描述的驱动轴2和第二驱动轴200。优选地，驱动轴2支撑右轮组51和左轮组52，而第二驱动轴200支撑第二右轮组501和第二左轮组。
根据优选实施例，驱动轴2为单悬挂转向轮类型的；即，该驱动轴对右轮组51和左轮组52分别彼此独立地进行支撑。
优选地，驱动轴2包括用于支撑轮组51、轮组52的相应的轮支撑组。每个轮支撑组借助于特定阻尼组(例如包括四边形悬架)以受阻的方式独立地支撑于车辆1的底盘。
根据优选实施例，车辆1包括差速器组3，其适于将驱动扭矩传递和分配到相应的轮组51、轮组52；优选地，差速器组3包括右轴31和左轴32，右轴31和左轴32与右轮组51和左轮组52操作性地连接。
根据优选实施例，差速器组3为连续变化的类型。
优选地，差速器组3包括多板差速器(multi-plate differential)，例如在油浴(oil bath，油池)中被加压。
另外，车辆1包括适于检测车辆1的特定状态的检测装置10。
实际上，优选地，检测装置10包括适于检测车辆的运动速度的车辆速度检测组12。
特别地，车辆速度检测组12也适于检测车辆的速度变化，即其加速度或减速度。
在优选实施例中，车辆速度检测组12为这样的类型：包括键入在车辆的驱动轴上的音轮(phonic wheel)以及也适于检测音轮的旋转速度的相应传感器。
此外，优选地，检测装置10也包括适于检测和评估驱动轴2的各个轮组51、52的运动状态的特定装置。
在优选实施例中，检测装置10包括轮轴速度检测组13，该轮轴速度检测组13包括右速度传感器131和左速度传感器132，它们分别适于检测由右轴31和左轴32引起的轮组51、轮组52的每个的旋转速度。特别地，右速度传感器131以及左速度传感器132适于检测右轴31和左轴32的旋转速度。
优选地，右速度传感器131和左速度传感器132各自包括与差速器组3的相应右轴31或左轴31一体的相应的音轮，以及适于检测相应音轮的旋转速度的相应传感器。
此外，检测装置10包括轮轴方向检测单元14，该轮轴方向检测单元14包括右转向传感器141和左转向传感器142，它们分别适于检测右轮组51和左轮组52的每个转向角。
优选地，右转向传感器141和左转向传感器142为各自包括相应的角度位置传感器的类型，该角度位置传感器测量相应的车轮支撑组的旋转。
根据优选实施例，车辆1进一步包括主分析和控制单元20，其操作性地连接到检测装置10和差速器组3。
主分析和控制单元20适于分析由检测装置10检测到的内容，从而在预定牵引力操作配置中控制差速器组3，其中根据主分析和控制单元20的控制，驱动扭矩被传递到各个轮组51、52并且在各个轮组51、52之间进行分配。
换句话说，分析和控制单元20使得与差速器组3一起操作，从而在特定牵引力操作配置中控制差速器组，其中驱动扭矩被分到相应的轮组。换句话说，分析和控制单元20适于将驱动扭矩或驱动扭矩部分分配到抓地的轮组，即使当另一轮组52处于提升或打滑状态时(例如图2b'和图2c'中示意)。
特别地，在差速器组3包括在油浴中加压的多板差速器的实施例中，主分析和控制单元20根据由检测装置10检测到的内容控制多板差速器内的油压，以在轮组51、轮组52之间分配驱动扭矩。
根据优选实施例，主分析和控制单元20适于接收和比较由右速度传感器131和左速度传感器132分别检测到的值和/或相对于预定速度阈值进行比较，用于在预定操作配置中控制差速器组3。
此外，根据优选实施例，主分析和控制单元20适于接收和比较由右转向传感器141和左转向传感器142分别检测到的值和/或相对于转向阈值进行比较，用于在预定操作配置中控制差速器组3。
优选地，分析和控制单元20适于接收和比较由轮轴速度检测组13和轮轴方向检测单元14两者检测到的值，用于在预定操作配置中控制差速器组3。
优选地，分析和控制单元20适于从检测装置接收数据，并且适于使用专门配置的软件，根据在软件的数学模型中设置的内容比较检测到的值以重建待与阈值进行比较的数学值；取决于数学值是否大于或高于阈值，分析和控制单元3管理分配牵引力的差速器组3的配置(分析和控制单元进行操作的操作示例在附图4中示出)。
根据优选实施例，差速器组3在中性配置中是可命令的(commandable)，在中性配置中对轮组51、轮组52的牵引力被中断。换句话说，在空配置中，差速器组3不在各个轮组上交换驱动扭矩。
在农用车辆1的优选实施例中，上述驱动轴2位于车辆的前轴上。
根据包括第二驱动轴200的车辆1的实施例，车辆1进一步包括第二检测装置210，第二检测装置适于检测所述第二驱动轴200的运动状态，诸如由此支撑的所述另外的第二轮组501、502的旋转速度。
优选地，主分析和控制单元20操作性地连接到第二检测装置210，并且适于分析由第二检测装置210检测到的内容，以用于在预定牵引力操作配置或空配置中控制差速器组3。换句话说，主分析和控制单元20也被配置为根据在驱动轴2和第二驱动轴200上操作的特定检测装置检测到的内容来管理车辆1的全轮驱动。
本发明也涉及管理农用车辆1的牵引力的方法，该农用车辆包括单悬挂转向轮类型的驱动轴2，该驱动轴支撑右轮组51和左轮组52，右轮组51和左轮组52分别操作性地与差速器组3连接。
此类管理车辆的牵引力的方法包括以下步骤：
-通过检测装置10检测车辆的运动速度和轮组51、轮组52的各自的旋转速度；
-通过主分析和控制单元20分析由检测装置10检测到的内容；
-在预定牵引力操作状态下命令差速器组3，其中根据主分析和控制单元20的命令，驱动扭矩被传递到相应的轮组51、轮组52并且在它们之间进行分配。
此外，管理车辆牵引力的方法进一步包括以下步骤：
-通过检测装置10检测每个轮组51、轮组52的转向方向；
-通过主分析和控制单元20分析由检测装置10检测到的内容；
-在预定牵引力操作状态下命令差速器组3，其中根据主分析和控制单元20的命令，驱动扭矩被传递到相应的轮组51、轮组52并且在它们之间进行分配。
创新地，本发明的农用车辆和管理农用车辆的牵引力的方法允许实现本发明的上述目的，即，也可在单悬挂转向轮类型的驱动轴上改善车辆的牵引力。
有利地，该车辆适于独立地管理其牵引模式，而不需要驾驶员的干预。具体地，车辆适于独立地管理单悬挂转向轮类型的驱动轴的牵引力，特别是在两个相应的轮组之间。特别地，车辆适于相对于属于同一轴的另一轮组的状况管理相应轮组的牵引力。有利地，当另一个轮组处于抬起或打滑状态时，车辆适于将牵引动作或一部分牵引动作分配到地面上的抓地的轮组。有利地，车辆适于应对具有极好牵引力的困难情况，例如高度上的特定差异的转弯，诸如存在于两行树木或葡萄园之间的那些情况。
根据另一有利方面，车辆适于独立地管理一个轴与另一个轴之间的牵引力。
根据又一有利方面，车辆适于以此类方式管理牵引力，以便防止驾驶员必须做出决定或激活特定的牵引力管理设备。
有利地，车辆也在复杂情况下管理牵引力，例如考虑每个轮组的速度和转向两者。
有利地，车辆在打滑条件下具有改善的转向能力。
此外，有利地，车辆在狭窄和陡峭的空间中具有出色的可操纵性。
在又一个有利方面，车辆在道路上具有改善的驾驶性能，同时避免任何转向不足的情况。
显然，本领域技术人员可对车辆和制造方法进行改变以满足附带的需要，所有这些都落入所附权利要求限定的保护范围内。

Claims (12)

1.一种农用车辆(1)，包括：
-单悬挂转向轮类型的驱动轴(2)，适于对右轮组(51)和左轮组(52)彼此独立地分别进行支撑；
-连续变化类型的差速器组(3)，该差速器组包括在油浴中被加压的多板差速器，其中所述差速器组(3)借助于右轴(31)和左轴(32)而与所述右轮组(51)和所述左轮组(52)操作性地连接，并且适于将驱动扭矩传递且分配到相应的轮组(51；52)；
-检测装置(10)，包括：
i)车辆速度检测组(12)，适于检测车辆运动速度；
ii)轮轴速度检测组(13)，包括右速度传感器(131)和左速度传感器(132)，分别适于检测由所述右轴(31)和所述左轴(32)引起的所述轮组的各自的旋转速度；
-主分析和控制单元(20)，操作性地连接到所述检测装置(10)和所述差速器组(3)，适于分析由所述检测装置(10)检测到的内容，并且根据由所述检测装置(10)检测到的内容，适于在预定牵引力操作配置中控制所述差速器组(3)，控制所述多板差速器内的油压以在所述轮组(51；52)之间分配所述驱动扭矩，这样使得根据所述主分析和控制单元(20)的控制，所述驱动扭矩被传递到相应的轮组(51；52)并且在相应的轮组之间进行分配。
2.根据权利要求1所述的农用车辆(1)，其中所述主分析和控制单元(20)适于接收和比较由所述右速度传感器(131)和由所述左速度传感器(132)分别检测到的值和/或相对于预定速度阈值进行比较，以用于在预定操作配置中控制所述差速器组(3)。
3.根据权利要求1所述的农用车辆(1)，其中所述检测装置(10)还包括轮轴方向检测单元(14)，所述轮轴方向检测单元包括右转向传感器(141)和左转向传感器(142)，所述右转向传感器和所述左转向传感器分别适于检测所述右轮组(51)和所述左轮组(52)的各自的转向角。
4.根据权利要求3所述的农用车辆(1)，其中所述主分析和控制单元(20)适于接收和比较由所述右转向传感器(141)和由所述左转向传感器(142)检测到的值和/或相对于预定转向阈值进行比较，以用于在预定操作配置中控制所述差速器组(3)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的农用车辆(1)，其中所述车辆速度检测组(12)还适于检测所述车辆的速度变化，即所述车辆的加速度或减速度。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的农用车辆(1)，其中所述差速器组(3)在中性配置中是可命令的，在该中性配置中对所述轮组(51；52)的牵引力被中断。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的农用车辆(1)，其中所述驱动轴(2)为所述车辆的前轴。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的农用车辆(1)，进一步包括：
-至少一个第二驱动轴(200)，用于支撑附加的第二轮组(501；502)；
-第二检测装置(210)，适于检测所述第二驱动轴(200)的运动状态；
其中所述主分析和控制单元(20)操作性地连接到所述第二检测装置(210)并且适于分析由所述第二检测装置(210)检测到的内容，以用于在预定牵引力操作配置中或在空配置中控制所述差速器组(3)。
9.根据权利要求8所述的农用车辆(1)，其中所述第二检测装置(210)适于检测所述附加的第二轮组(501；502)的旋转速度。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的农用车辆(1)，其中所述农用车辆(1)为专用拖拉机。
11.一种管理农用车辆(1)的牵引力的方法，所述车辆包括单悬挂转向轮类型的驱动轴(2)，所述驱动轴支撑右轮组(51)和左轮组(52)，所述右轮组和所述左轮组分别与连续变化类型的差速器组(3)操作性地连接，该差速器组包括在油浴中被加压的多板差速器，所述方法包括以下步骤：
-通过检测装置(10)检测所述车辆的运动速度和所述轮组(51；52)的各自的旋转速度；
-通过主分析和控制单元(20)分析由所述检测装置(10)检测到的内容；
-在预定牵引力操作条件下命令所述差速器组(3)，控制所述多板差速器内的油压以在所述轮组(51；52)之间分配驱动扭矩，这样使得根据所述主分析和控制单元(20)的命令，所述驱动扭矩被传递到相应的轮组(51；52)并且在相应的轮组之间进行分配。
12.根据权利要求11所述的管理农用车辆(1)的牵引力的方法，进一步包括以下步骤：
-通过所述检测装置(10)检测每个轮组(51；52)的转向方向；
-通过主分析和控制单元(20)分析由所述检测装置(10)检测到的内容；
-在预定牵引力操作条件下命令所述差速器组(3)，其中根据所述主分析和控制单元(20)的命令，所述驱动扭矩被传递到相应的轮组(51；52)并且在相应的轮组之间进行分配。
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