CN113428154A

CN113428154A - 车辆防滑控制方法及系统

Info

Publication number: CN113428154A
Application number: CN202110892323.6A
Authority: CN
Inventors: 肖敏; 刘伟; 戴明慧; 王平; 全永统; 曲建华
Original assignee: China Railway Construction Heavy Industry Group Co Ltd
Current assignee: China Railway Construction Heavy Industry Group Co Ltd
Priority date: 2021-08-04
Filing date: 2021-08-04
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2041-08-04
Also published as: CN113428154B

Abstract

本发明公开了一种车辆防滑控制方法及系统。该控制方法包括：获取车轮组件的速度系数，其中，各所述车轮组件分别对应连接于一个电比例液压马达；以所有所述车轮组件的速度系数的平均值作为参考平均速度系数；获取所述车轮组件的速差系数，其中，所述车轮组件的速差系数为其所述速度系数与所述参考平均速度系数的差值；根据所述车轮组件的速差系数判断所述车轮组件是否打滑，若是，则减小所述车轮组件所连接的所述电比例液压马达的排量。该方法针对出现打滑问题的车轮组件进行降速控制，车轮组件的降速是通过减小其所连接的电比例液压马达的马达排量实现，可减少额外的阀组的设置，减少成本，提高液压系统的工作效率。

Description

车辆防滑控制方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种车辆防滑控制方法及系统。

背景技术

目前，一些车辆中，防滑方法主要是在系统中增加分流集流阀、防滑阀的方式强行进行流量分配，从而使各马达的转速保持一致达到防滑的目的。该方式由于增设阀组，成本较高，另外，因节流损失增加了液压系统的发热，系统工作效率较低。

因此，如何降低成本，提高系统工作效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种车辆防滑控制方法及系统，能够降低成本，提高系统工作效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车辆防滑控制方法，包括：

获取车轮组件的速度系数，其中，各所述车轮组件分别对应连接于一个电比例液压马达；

以所有所述车轮组件的速度系数的平均值作为参考平均速度系数；

获取所述车轮组件的速差系数，其中，所述车轮组件的速差系数为其所述速度系数与所述参考平均速度系数的差值；

根据所述车轮组件的速差系数判断所述车轮组件是否打滑，若是，则减小所述车轮组件所连接的所述电比例液压马达的排量。

优选地，所述根据所述车轮组件的速差系数判断所述车轮组件是否打滑，包括：

根据所述参考平均速度系数与预设低速行驶速度系数的大小关系确定所述车轮组件对应的所述预设打滑条件；

判断所述车轮组件的速差系数是否满足对应的所述预设打滑条件，若是，则所述车轮组件打滑，否则，所述车轮组件未打滑。

优选地，所述根据所述参考平均速度系数与预设低速行驶速度系数的大小关系确定所述车轮组件对应的所述预设打滑条件，包括：

在所述参考平均速度系数与预设低速行驶速度系数两者中，取较大值作为修正速度系数；

取所述车轮组件的速差系数与所述修正速度系数的比值作为所述车轮组件的滑转率；

确定所述预设打滑条件为：所述车轮组件的滑转率大于对应的允许滑转率。

优选地，所述获取车轮组件的速度系数，包括：

获取所述车轮组件的线速度和转弯半径比系数，其中，所述车轮组件的转弯半径与预设半径系数的比值为其转弯半径比系数；

所述车轮组件的速度系数为所述车轮组件的线速度与其转弯半径比系数的比值。

优选地，当所述车轮组件为包括一个所述车轮的单轮车轮组件时，所述转弯半径比系数为其中车轮的所述转弯半径与所述预设半径系数的比值；

当所述车轮组件为包括至少两个所述车轮的多轮车轮组件时，所述转弯半径比系数为其中各车轮的所述转弯半径分别除以所述预设半径系数得到比值后，再取的平均值。

一种车辆防滑控制系统，包括：

速度获取模块，用于获取车轮组件的速度系数，其中，各所述车轮组件分别对应连接于一个电比例液压马达；

速度计算模块，用于以所有所述车轮组件的速度系数的平均值作为参考平均速度系数；

速差获取模块，用于获取所述车轮组件的速差系数，其中，所述车轮组件的速差系数为其所述速度系数与所述参考平均速度系数的差值；

判断模块，用于根据所述车轮组件的速差系数判断所述车轮组件是否打滑，若是，则减小所述车轮组件所连接的所述电比例液压马达的排量。

优选地，所述判断模块，包括：

条件确定单元，用于根据所述参考平均速度系数与预设低速行驶速度系数的大小关系确定所述车轮组件对应的所述预设打滑条件；

打滑判断单元，用于判断所述车轮组件的速差系数是否满足对应的所述预设打滑条件，若是，则所述车轮组件打滑，否则，所述车轮组件未打滑。

优选地，所述条件确定单元，包括：

系数判断单元，用于在所述参考平均速度系数与预设低速行驶速度系数两者中，取较大值作为修正速度系数；

滑转率计算单元，用于取所述车轮组件的速差系数与所述修正速度系数的比值作为所述车轮组件的滑转率，从而确定所述预设打滑条件为：所述车轮组件的滑转率大于对应的允许滑转率。

优选地，所述速度获取模块，包括：

参数获取单元，用于获取所述车轮组件的线速度和转弯半径比系数，其中，所述车轮组件的转弯半径与预设半径系数的比值为其转弯半径比系数；

速度计算单元，用于所述车轮组件的速度系数为所述车轮组件的线速度与其转弯半径比系数的比值。

本发明提供的车辆防滑控制方法及系统，以各车轮组件的速度系数的平行值为参考，通过利用对各车轮组件实际的速差系数分别进行打滑判断，针对出现打滑问题的车轮组件进行降速控制，而并非统一对所有车轮组件均进行减速控制，同时，车轮组件的降速是通过减小其所连接的电比例液压马达的马达排量实现，可以减少额外的阀组的设置，减少成本，不存在节流损失，可以提高液压系统的工作效率，减少液压系统的发热量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供控制方法实施例一的液压系统组成图；

图2为本发明所提供控制方法实施例一的车辆转弯示意图；

图3为本发明所提供控制方法实施例一的第一流程图；

图4为本发明所提供控制方法实施例一的第二流程图。

附图标记：

液压泵1，左前轮电比例液压马达2，右前轮电比例液压马达3，后桥电比例液压马达4，控制系统5，转角传感器6；

左前轮1.1，右前轮1.2，左后轮2.1，右后轮2.2。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种车辆防滑控制方法及系统，能够降低成本，提高系统工作效率。

本发明所提供车辆防滑控制方法的具体实施例一，请参考图1至图4，包括以下步骤：

S1：获取车轮组件的速度系数，其中，各所述车轮组件分别对应连接于一个电比例液压马达。

其中，由同一个电比例液压马达驱动的一个或至少两个车轮为一个车轮组件。如本实施例提供的控制方法，应用于如图1中后桥采用桥驱形式的车辆，例如采棉机，此时，左前轮1.1由一个左前轮电比例液压马达2驱动，构成一个车轮组件，右前轮1.2由一个右前轮电比例液压马达3驱动，构成一个车轮组件，后转向桥的两个后轮由一个后桥电比例液压马达4驱动，构成一个车轮组件，一共三个车轮组件。当然，该控制方法也可以适用于前桥转向或四轮转向的车辆。

S2：以所有所述车轮组件的速度系数的平均值作为参考平均速度系数。

其中，当前的参考平均速度系数可以视为当前的车辆行驶速度。

S3：获取所述车轮组件的速差系数，其中，所述车轮组件的速差系数为其所述速度系数与所述参考平均速度系数的差值。

S4：根据所述车轮组件的速差系数判断所述车轮组件是否打滑，若是，则减小所述车轮组件所连接的所述电比例液压马达的排量。

车轮组件的速差系数可以反映车轮组件的输出力，通过降低打滑车轮组件对应连接的电比例液压马达的马达排量，使车轮轮胎输出力≯地面附着力，可以消除轮胎打滑。

本实施例中，以各车轮组件的速度系数的平行值为参考，通过利用对各车轮组件实际的速差系数分别进行打滑判断，针对出现打滑问题的车轮组件进行降速控制，而并非统一对所有车轮组件均进行减速控制，同时，车轮组件的降速是通过减小其所连接的电比例液压马达的马达排量实现，可以减少额外的阀组的设置，减少成本，不存在节流损失，可以提高液压系统的工作效率，减少液压系统的发热量。

进一步地，步骤：所述根据所述车轮组件的速差系数判断所述车轮组件是否打滑，包括：

其中，参考平均速度系数大于预设低速行驶速度系数时，可视为车辆正常行驶，否则，可视为车辆低速行驶。对于同一个车轮组件，其在车辆正常行驶与辆低速行驶时的预设打滑条件相同或不同，通常不同。另外，对于不同车轮组件之间，在同一时刻，预设打滑条件可能相同或者不同。

本实施例中，将车辆行驶速度考虑在内，对车辆低速行驶时单独进行打滑判断，实用性较强，有利于避免车辆在低车速下小的速度波动引起马达排量控制程序的频繁调用。

进一步地，步骤：所述根据所述参考平均速度系数与预设低速行驶速度系数的大小关系确定所述车轮组件对应的所述预设打滑条件，包括：

S41：在所述参考平均速度系数

与预设低速行驶速度系数a两者中，取较大值作为修正速度系数

S42：取所述车轮组件的速差系数ΔV_x与所述修正速度系数

的比值作为所述车轮组件的滑转率S_x，

x为车轮组件的标号。

其中，所述预设打滑条件可以确定为：所述车轮组件的滑转率大于对应的允许滑转率S₀。对于同一车轮组件，其对应的允许滑转率S₀可以为一变化的值，具体可以为随转弯角度的增大适当增大，这样可以减小转弯引起的误差和转弯半径比计算误差的影响。

其中，可选地，在一个时刻，对于同一个车轮组件，无论是修正速度系数取参考平均速度系数还是预设低速行驶速度系数，允许滑转率相同，便于运算。

相应地，步骤：判断所述车轮组件的速差系数是否满足对应的所述预设打滑条件，包括：

S43：判断依据车轮组件的速差系数确定出的滑转率S_x是否大于对应的允许滑转率S₀，若是，车轮组件的速差系数满足对应的所述预设打滑条件，否则，车轮组件的速差系数不满足对应的所述预设打滑条件。

具体地，当车轮组件的滑转率S_x>允许滑转率S₀时，减小该车轮组件连接的电比例液压马达的排量来减小打滑车轮组件中轮胎的输出力矩，直到轮胎的输出力矩与地面的附着力平衡，轮胎打滑的滑转率会降低到允许滑转率范围内(即打滑情况消除)，车轮组件的滑转率S_x>允许滑转率S₀不成立后，则该车轮组件中轮胎未打滑，恢复电比例液压马达的排量。

本实施例中，其中，如果不引入修正速度系数

当参考平均速度系数

比较低，车轮组件轻微的速差系数ΔV_x会计算出比较大的打滑率

x为车轮组件的标号。引入修正速度系数

当参考平均速度系数

较低时，打滑率S_x计算的分母采用固定值a计算(例如可以令a＝5km/h)，以此避免车速低时，小的速度波动引起马达排量控制程序的频繁介入。

进一步地，所述获取车轮组件的速度系数，包括：

更具体地：

当所述车轮组件为包括一个所述车轮的单轮车轮组件时，所述转弯半径比系数为其中车轮的所述转弯半径与所述预设半径系数的比值；

本实施例的控制方法，一种具体的操作过程如下：

获取车轮组件的线速度：

通过转速传感器马达的频率，结合马达检测环齿数确定马达转速，再结合马达转速、减速机速比、轮胎滚动半径等参数，计算出各个马达对应的车轮组件与地面接触点的线速度，以此作为该车轮组件的线速度。

获取车轮组件的转弯半径比系数的步骤包括：

如图2所示：r1.1-左前轮的转弯半径比系数，r1.2-右前轮的转弯半径比系数，r2.1-左后轮的转弯半径比系数，r2.2-右后轮的转弯半径比系数，r2-后转向桥的转弯半径比系数，L1-前桥左右轮中心距；L2-后转向桥转向铰点中心距；L12-前后桥轴距；R0-前桥中心转弯半径；θ-左后轮胎转向角度；R1.1-左前轮转弯半径；R1.2-右前轮转弯半径；R2.1-左后轮转弯半径；R2.2-右后轮转弯半径；

左前轮、右前轮、后转向桥分别对应为一个车轮组件；

通过车辆的固定参数L1、L2、L12与当前的转向角度θ计算出当前的R0、R1.1、R1.2、R2.1、R2.2；

计算各车轮组件的转弯半径比系数：r1.1＝R1.1/R0、r1.2＝R1.2/R0、r2.1＝R2.1/R0、r2.2＝R2.2/R0；

其中，需将计算出的r2.1、r2.2转换成r2，转换公式为:r2＝(r2.1+r2.2)/2。

当车辆为直线行驶时，r1.1＝r1.2＝r2＝1；当车辆转弯时，需要根据车辆转向角度实计算出各轮的转弯半径从而计算出转弯半径系数。

计算车轮组件速差的步骤包括：

其中，参考平均速度系数

左前轮速差系数：

右前轮速差系数：

后转向桥速差系数：

进一步地，计算车轮组件滑转率的步骤包括：

修正速度系数的计算：

左前轮的滑转率：

右前轮的滑转率：

后转向的滑转率：

各车轮组件的打滑判断：

分别确定各个车轮组件当前的允许滑转率：左前轮的允许滑转率为S_0.1.1，右前轮的允许滑转率为S_0.1.2，后轮的允许滑转率为S_0.2；

左前轮：判断是否S_1.1＞S_0.1.1，若是，则左前轮打滑，减小左前轮马达排量，否则，恢复左前轮马达排量；

右前轮判断是否S_1.2＞S_0.1.2，若是，则右前轮打滑，减小右前轮马达排量，否则，恢复右前轮马达排量；

后转向桥：判断是否S₂＞S_0.2，若是，则后转向桥打滑，减小后转向桥马达排量，否则，恢复后转向桥马达排量。

当然，在其他实施例中，步骤：所述根据所述参考平均速度系数与预设低速行驶速度系数的大小关系确定所述车轮组件对应的所述预设打滑条件也可以进行其他设置。具体实施例二中，其包括：

比较参考平均速度系数与预设低速行驶速度系数，当前者较大时，各车轮组件选择对应的第一滑转率作为允许滑转率，否则，各车轮组件选择对应的第二滑转率作为允许滑转率；

所述车轮组件对应的所述预设打滑条件为：车轮组件的速差系数大于对应的允许滑转率，若是，则所述车轮组件满足对应的所述预设打滑条件。

也就是说，实施例二中，在确定车速情况后，不对车轮组件的速差系数进行修正处理，而是选择与车速情况对应的滑转率作为允许滑转率进行比较。

本发明提供的方法，通过各车轮组件的滑转率及允许滑转率的比较，可以判断出轮胎是否出现打滑，再通过减小打滑车轮组件对应的电比例液压马达排量，降低该车轮组件的输出力，当该车轮组件轮胎的输出力与地面的附着力平衡时，则该车轮组件打滑现象消失，实现车辆防滑；通过转弯半径比系数的引入，可以判断车辆转弯状态下是否存在打滑现象，可以对转弯半径进行修正，便于速度系数的计算以及后期其他量的计算，且其将直线行驶与转弯行驶的判定统一起来；通过修正速度系数

得引入，可以避免车辆在低车速下小的速度波动引起马达排量控制程序的频繁调用，增加程序的稳定性。

可见，该控制方法将车辆直线行驶、转弯行驶、低速行驶等工况整合成一个计算模块，提高防打滑工况的适用性，可以应用于农业机械领域，具体适用于采用一泵多马达的闭式驱动液压系统的车辆，例如采棉机。

除了上述控制方法，本发明还提供了一种车辆防滑控制系统，该车辆防滑控制系统应用上述车辆防滑控制方法，有益效果可以相应参考以上各个实施例。

该控制系统包括：

进一步地，所述判断模块，包括：

进一步地，所述条件确定单元，包括：

进一步地，所述速度获取模块，包括：

进一步地，当所述车轮组件为包括一个所述车轮的单轮车轮组件时，所述转弯半径比系数为其中车轮的所述转弯半径与所述预设半径系数的比值；

该控制系统中，只需将转速传感器的检测数据输入相应的模块，即可通过控制算法自动判断出是否存在车轮组件打滑，判断出打滑车轮组件后，控制系统通过一定的控制算法减小马达排量使打滑控制系统的输出力与附着力平衡，防止打滑。

需要说明的是，当元件被称为“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的车辆防滑控制方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种车辆防滑控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述车轮组件的速差系数判断所述车轮组件是否打滑，包括：

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述参考平均速度系数与预设低速行驶速度系数的大小关系确定所述车轮组件对应的所述预设打滑条件，包括：

4.根据权利要求1至3任一项所述的控制方法，其特征在于，所述获取车轮组件的速度系数，包括：

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，

6.一种车辆防滑控制系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述判断模块，包括：

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述条件确定单元，包括：

9.根据权利要求6至8任一项所述的控制系统，其特征在于，所述速度获取模块，包括：

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，