CN114675679A - 一种控制方法、双驱传动控制系统和压路机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种控制方法、双驱传动控制系统和压路机，双驱传动控制系统包括发动机；前驱动组件，所述前驱动组件与所述发动机的转轴传动连接；前轮行走机构；后驱动组件，所述后驱动组件与所述发动机的转轴传动连接；后轮行走机构；传感器组件，所述传感器组件用于采集所述前驱动组件以及所述后驱动组件的液压压力，所述前轮行走机构以及所述后轮行走机构的转速，以及整车相对水平面的倾角；控制器，所述控制器与所述传感器组件电连接，且与所述前驱动组件以及所述后驱动组件均电连接。本发明能够消除前后轮行走机构之间的寄生功率，提升整车的动力传递效率，延长使用寿命。

Description

一种控制方法、双驱传动控制系统和压路机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种控制方法、双驱传动控制系统和压路机。

背景技术

目前常用压路机的行走系统都是包含前行走系统和后行走系统两部分。前行走系统和后行走系统通过刚性机架相连，共同承担行走任务。根据行走系统是否具备动力驱动功能，又分为单驱系统和双驱系统。单驱系统一般都是后轮驱动，前轮随动。双驱系统指前后轮都是驱动轮。

双驱驱动行走系统一般采用单泵双马达的并联系统，该系统在使用过程中存在一个问题：当其中一个马达的负载突然减小时，整个系统压力都会随之变小，整车的驱动能力将会大大降低，因此目前单泵双马达的并联系统不能很好的满足使用需求。

双泵双马达独立驱动的压路机能提供更大的驱动能力和更强的防打滑能力，可以有效满足车辆使用需求。但是该系统存在另外一个问题：独立的前后驱动系统无法保证前后驱动系统速度一致。为此，前后液压驱动系统之间会加上一个节流阀，当前后液压驱动系统功率差距太大时，前后液压驱动系统就会通过节流阀产生寄生功率。其中，寄生功率又叫循环功率，当压路机前后液压驱动系统的速度不一致的时候，速度快的行走系统会拖动速度慢的系统，导致速度慢的行走系统处于被拖动状态。前后行走系统之间通过拖动产生的功率就是寄生功率。寄生功率的存在，影响了压路机行驶系统的工作效率，并且给前后行走系统本身带来损坏。

因此，需要一种控制方法、双驱传动控制系统和压路机来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制方法、双驱传动控制系统和压路机，能够消除前后轮行走机构之间的寄生功率，提升整车的动力传递效率，延长使用寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种控制方法，包括如下步骤：

S1、传感器组件实时检测前驱动组件和后驱动组件的液压压力，前轮行走机构和后轮行走机构的转速，以及整车相对水平面的倾角，并将采集的数据反馈至控制器；

S2、所述控制器判断所述前轮行走机构和所述后轮行走机构的转速是否相等，如果相等，则进行下一步；

S3、所述控制器判断所述前驱动组件的液压压力P2是否低于第一设定值P1，以及所述后驱动组件的液压压力P4是否低于第二设定值P3，如果均不低于设定值，则返回步骤S1，如果二者中有一个满足，则执行下一步；

S4、计算所述前驱动组件的压力负载率n1，以及所述后驱动组件的压力负载率n2，其中n1＝P2/P1；n2＝P4/P3；

S5、所述控制器依据整车的倾角值获得对应的设定值m，调节所述前驱动组件的液压压力和/或所述后驱动组件的液压压力，使得n1/n2＝m；其中m与整车的倾角值具有一一对应的关系。

进一步地，所述步骤S2中，如果所述前轮行走机构和所述后轮行走机构的转速不相等，则控制所述后驱动组件和/或所述前驱动组件，使得所述前轮行走机构和所述后轮行走机构的转速相等。

一种双驱传动控制系统，采用如上所述的控制方法进行控制，包括：

发动机；

前驱动组件，所述前驱动组件与所述发动机的转轴传动连接；

前轮行走机构，所述前轮行走机构与所述前驱动组件传动连接；

后驱动组件，所述后驱动组件与所述发动机的转轴传动连接；

后轮行走机构，所述后轮行走机构与所述后驱动组件传动连接；

传感器组件，所述传感器组件用于采集所述前驱动组件以及所述后驱动组件的液压压力，所述前轮行走机构以及所述后轮行走机构的转速，以及整车相对水平面的倾角；

控制器，所述控制器与所述传感器组件电连接，且与所述前驱动组件以及所述后驱动组件均电连接，所述控制器能够根据所述传感器组件反馈的数据协调控制所述前驱动组件以及所述后驱动组件，从而消除寄生功率。

进一步地，所述前驱动组件包括前驱泵和前驱马达，所述前驱泵与所述发动机的转轴传动连接，所述前驱马达与所述前驱泵传动连接，所述前驱泵与所述控制器电连接。

进一步地，所述后驱动组件包括后驱泵和后驱马达，所述后驱泵与所述发动机的转轴传动连接，所述后驱马达与所述后驱泵传动连接，所述后驱泵与所述控制器电连接。

进一步地，所述传感器组件包括第一速度传感器和第二速度传感器，所述第一速度传感器用于检测所述前轮行走机构的转速，所述第二速度传感器用于检测所述后轮行走机构的转速。

进一步地，所述传感器组件包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器用于检测所述前驱动组件的液压压力，所述第二压力传感器用于检测所述后驱动组件的液压压力。

进一步地，所述传感器组件包括倾角传感器，所述倾角传感器用于检测所述整车相对水平面的倾角。

进一步地，还包括行走控制手柄，所述行走控制手柄与所述控制器电连接。

一种压路机，包括如上所述的双驱传动控制系统。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种双驱传动控制系统，发动机通过前驱动组件和后驱动组件分别带动前轮行走机构和后轮行走机构，从而实现压路机整机的运动，通过传感器组件实时采集前驱动组件以及后驱动组件的液压压力，前轮行走机构以及后轮行走机构的转速，以及整车相对水平面的倾角，控制器通过获得的传感器组件的数据协调控制前驱动组件和后驱动组件，从而消除寄生功率。通过消除寄生功率，能够提升整车的动力传递效率，延长整机的使用寿命。

本发明所提供的一种控制方法，传感器组件实时检测前驱动组件和后驱动组件的液压压力，前轮行走机构和后轮行走机构的转速，以及整车相对水平面的倾角，并将采集的数据反馈至控制器，控制器通过对数据分析，协调控制前驱动组件和后驱动组件，从而达到消除寄生功率的目的。

本发明所提供的一种压路机，包括如上所述的双驱传动控制系统，能够消除前后轮行走机构之间的寄生功率，提升整车的动力传递效率，延长使用寿命。

附图说明

图1是本发明一种双驱传动控制系统的示意图；

图2是本发明一种控制方法的流程图。

图中：

1、发动机；2、前驱动组件；21、前驱泵；22、前驱马达；3、前轮行走机构；4、后驱动组件；41、后驱泵；42、后驱马达；5、后轮行走机构；6、控制器；61、第一速度传感器；62、第二速度传感器；63、第一压力传感器；64、第二压力传感器；65、倾角传感器；7、行走控制手柄。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

双泵双马达独立驱动的压路机能提供更大的驱动能力和更强的防打滑能力，可以有效满足车辆使用需求。但是该系统存在另外一个问题：独立的前后驱动系统无法保证前后驱动系统速度一致。

为了保证前后轮行走机构的一致性，而且消除前后轮行走机构之间的寄生功率，提升整车的动力传递效率，延长使用寿命。如图1所示，本发明提供一种双驱传动控制系统。本双驱传动控制系统包括发动机1、前驱动组件2、前轮行走机构3、后驱动组件4、后轮行走机构5、控制器6和传感器组件。

其中，前驱动组件2与发动机1的转轴传动连接；前轮行走机构3与前驱动组件2传动连接；后驱动组件4与发动机1的转轴传动连接；后轮行走机构5与后驱动组件4传动连接；传感器组件用于采集前驱动组件2以及后驱动组件4的液压压力，前轮行走机构3以及后轮行走机构5的转速，以及整车相对水平面的倾角；控制器6与传感器组件电连接，且控制器6与前驱动组件2以及后驱动组件4均电连接，控制器6能够根据传感器组件反馈的数据协调控制前驱动组件2以及后驱动组件4，从而消除寄生功率。在本实施例中，控制器6为整车控制器6，整车控制器6是现有技术，在此不做过多赘述。

进一步地，前驱动组件2包括前驱泵21和前驱马达22，前驱泵21与发动机1的转轴传动连接，前驱马达22与前驱泵21传动连接，前驱泵21与控制器6电连接。发动机1通过带动前驱泵21转动，从而将液压油泵入到前驱马达22中，前驱马达22带动前轮行走机构3运动。在本实施例中，前驱泵21为电比例控制液压柱塞泵，前驱泵21上集成电比例阀。工作时，前驱泵21的排量受电磁阀电流大小控制；前驱马达22为定量马达。控制器6通过控制前驱泵21上的电比例阀，即可控制前驱泵21的排量，达到调节前驱马达22的转速的作用。在其他实施例中，前驱马达22也可以采用电控变量马达，前驱马达22与控制器6电连接，控制器6可以控制前驱马达22的转速，通过上述方式，可以进一步丰富控制策略。

进一步地，后驱动组件4包括后驱泵41和后驱马达42，后驱泵41与发动机1的转轴传动连接，后驱马达42与后驱泵41传动连接，后驱泵41与控制器6电连接。发动机1通过带动后驱泵41转动，从而将液压油泵入到后驱马达42中，后驱马达42带动后轮行走机构5运动。在本实施例中，后驱泵41为电比例控制液压柱塞泵，后驱泵41上集成电比例阀。工作时，后驱泵41的排量受电磁阀电流大小控制；后驱马达42为定量马达。控制器6通过控制后驱泵41上的电比例阀，即可控制后驱泵41的排量，达到调节后驱马达42的转速的作用。在其他实施例中，后驱马达42也可以采用电控变量马达，后驱马达42与控制器6电连接，控制器6可以控制后驱马达42的转速，通过上述方式，可以进一步丰富控制策略。

进一步地，传感器组件包括第一速度传感器61和第二速度传感器62，第一速度传感器61用于检测前轮行走机构3的转速，第二速度传感器62用于检测后轮行走机构5的转速。在本实施例中，第一速度传感器61和第二速度传感器62均采用霍尔类型转速传感器，保证采集精度；第一速度传感器61和第二速度传感器62通过信号线连接在控制器6上。

进一步地，传感器组件包括第一压力传感器63和第二压力传感器64，第一压力传感器63用于检测前驱动组件2的液压压力，第二压力传感器64用于检测后驱动组件4的液压压力。具体地，第一压力传感器63和第二压力传感器64通过信号线连接在控制器6上，控制器6可以采集压力值。

进一步地，传感器组件包括倾角传感器65，倾角传感器65用于检测整车相对水平面的倾角。具体地，倾角传感器65安装在车身中部，用来检测压路机行驶方向上的倾角α，α可以反映出车辆重心位置的变化，进而推测出前后钢轮所承担的重力情况。倾角传感器65通过信号线连接在控制器6上。

进一步地，本双驱传动控制系统还包括行走控制手柄7，行走控制手柄7与控制器6电连接。行走控制手柄7用于采集驾驶者的操作意图，具备摩擦定位功能，可以在任意位置固定，固定后其输出信号大小也固定不变。行走控制手柄7输出信号大小与其偏离中位的角度大小成正比，行走控制手柄7通过控制器6控制前驱动组件2和后驱动组件4，从而控制整机的运动。前驱动组件2和后驱动组件4的控制电流与手柄输出信号大小成正比例。

压力机实际工作过程中，由于液压系统在不同压力下的容积率时刻在变化，机械结构存在加工误差(比如轮子直径)，理论计算的电流无法完全保证前后轮速度一致。前后轮车速如果不一致，存在以下几种情况：前轮速度大于后轮，前轮速度小于后轮；前轮速度大于后轮的时候，前轮拖着后轮行走，或者前轮速度小于后轮，后轮推着前轮走。通过控制器6进行协调控制，能够实现前后轮行走速度的一致性，从而消除寄生功率，提升整车的动力传递效率。

如图2所示，本实施例还提供了一种控制方法，用于对如上的双驱传动控制系统进行控制，包括如下步骤：

S1、传感器组件实时检测前驱动组件2和后驱动组件4的液压压力，前轮行走机构3和后轮行走机构5的转速，以及整车相对水平面的倾角，并将采集的数据反馈至控制器6；

S2、控制器6判断前轮行走机构3和后轮行走机构5的转速是否相等，如果相等，则进行下一步；

S3、控制器6判断前驱动组件2的液压压力P2是否低于第一设定值P1，以及后驱动组件4的液压压力P4是否低于第二设定值P3，如果均不低于设定值，则返回步骤S1，如果二者中有一个满足，则执行下一步；其中第一设定值P1为前驱动组件2的工作设定压力，第二设定值P2为后驱动组件4的工作设定压力；

S4、计算前驱动组件2的压力负载率n1，以及后驱动组件4的压力负载率n2，其中n1＝P2/P1；n2＝P4/P3；

S5、控制器6依据整车的倾角值获得对应的设定值m，调节前驱动组件2的液压压力和/或后驱动组件4的液压压力，使得n1/n2＝m；其中m与整车的倾角值具有一一对应的关系。

具体地，当压路机行驶在具有坡道的路面上运动时，因压路机整车重心发生偏移，会影响前后轮的分布重力，进而影响前轮和后轮所需驱动力和所需驱动功率，最终会影响前驱动组件2和后驱动组件4的的压力负载率。m为前驱动组件2的压力负载率与后驱动组件4的压力负载率的比值，该比值与路面坡度α有一一对应关系，该对应关系可以在程序中通过枚举数组进行体现。

如果n1/n2>m，表明前轮负载率高于正常值，可以推断是前轮在拖动后轮。此时应该通过减少前驱动泵的流量来降低前轮的速度，避免前轮拖动后轮，当然也可以提升后轮的速度，或者对前轮和后轮的速度进行协调控制。

如果n1/n2<m，表明前轮负载率低于正常值，可以推断是后轮在推动前轮，此时应该通过减少后驱动泵的流量来降低后轮的速度，避免后轮拖动前轮，当然也可以加大前驱动泵的流量来提升前轮的速度。

如果n1/n2＝m,说明前轮的负载率与后轮负载率合适，前后轮不存在寄生功率。

进一步地，步骤S2中，如果前轮行走机构3和后轮行走机构5的转速不相等，则控制后驱动组件4和/或前驱动组件2，使得前轮行走机构3和后轮行走机构5的转速相等。

具体地，前轮行走机构3的转速R1和后轮行走机构5的转速R2若不相等，说明前后轮速度有差异，需要进一步判断到底是前轮速度快还是后轮速度快。R1>R2,说明前轮速度快，则需要按照设定斜率减小前轮驱动电流来降低前轮速度，直至前后轮速度一致；如果R1<R2,则需要按照设定斜率减小后轮驱动电流来降低后轮速度，直至前后轮速度一致；本实施例中，一个周期(20ms)内电流变化率取值为5mA，防止电流变化过快导致电流降低太多出现超调现象。在其他实施例中，也可以增大速度较慢的轮的速度，或者协调控制前后轮，使得速度较快的轮子速度慢一些，速度较慢的轮子的速度快一些，从而得到前后轮转速一致的效果，在此不做过多限制。

本实施例还提供了一种压路机，包括如上的双驱传动控制系统，能够消除前后轮行走机构之间的寄生功率，提升整车的动力传递效率，延长使用寿命。

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 (10)

1.一种控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、传感器组件实时检测前驱动组件(2)和后驱动组件(4)的液压压力，前轮行走机构(3)和后轮行走机构(5)的转速，以及整车相对水平面的倾角，并将采集的数据反馈至控制器(6)；

S2、所述控制器(6)判断所述前轮行走机构(3)和所述后轮行走机构(5)的转速是否相等，如果相等，则进行下一步；

S3、所述控制器(6)判断所述前驱动组件(2)的液压压力P2是否低于第一设定值P1，以及所述后驱动组件(4)的液压压力P4是否低于第二设定值P3，如果均不低于设定值，则返回步骤S1，如果二者中有一个满足，则执行下一步；

S4、计算所述前驱动组件(2)的压力负载率n1，以及所述后驱动组件(4)的压力负载率n2，其中n1＝P2/P1；n2＝P4/P3；

S5、所述控制器(6)依据整车的倾角值获得对应的设定值m，调节所述前驱动组件(2)的液压压力和/或所述后驱动组件(4)的液压压力，使得n1/n2＝m；其中m与整车的倾角值具有一一对应的关系。

2.根据权利要求1所述的一种控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，如果所述前轮行走机构(3)和所述后轮行走机构(5)的转速不相等，则控制所述后驱动组件(4)和/或所述前驱动组件(2)，使得所述前轮行走机构(3)和所述后轮行走机构(5)的转速相等。

3.一种双驱传动控制系统，其特征在于，采用如权利要求1-2任一项所述的控制方法进行控制，包括：

发动机(1)；

前驱动组件(2)，所述前驱动组件(2)与所述发动机(1)的转轴传动连接；

前轮行走机构(3)，所述前轮行走机构(3)与所述前驱动组件(2)传动连接；

后驱动组件(4)，所述后驱动组件(4)与所述发动机(1)的转轴传动连接；

后轮行走机构(5)，所述后轮行走机构(5)与所述后驱动组件(4)传动连接；

传感器组件，所述传感器组件用于采集所述前驱动组件(2)以及所述后驱动组件(4)的液压压力，所述前轮行走机构(3)以及所述后轮行走机构(5)的转速，以及整车相对水平面的倾角；

控制器(6)，所述控制器(6)与所述传感器组件电连接，且与所述前驱动组件(2)以及所述后驱动组件(4)均电连接。

4.根据权利要求3所述的一种双驱传动控制系统，其特征在于，所述前驱动组件(2)包括前驱泵(21)和前驱马达(22)，所述前驱泵(21)与所述发动机(1)的转轴传动连接，所述前驱马达(22)与所述前驱泵(21)传动连接，所述前驱泵(21)与所述控制器(6)电连接。

5.根据权利要求3所述的一种双驱传动控制系统，其特征在于，所述后驱动组件(4)包括后驱泵(41)和后驱马达(42)，所述后驱泵(41)与所述发动机(1)的转轴传动连接，所述后驱马达(42)与所述后驱泵(41)传动连接，所述后驱泵(41)与所述控制器(6)电连接。

6.根据权利要求3所述的一种双驱传动控制系统，其特征在于，所述传感器组件包括第一速度传感器(61)和第二速度传感器(62)，所述第一速度传感器(61)用于检测所述前轮行走机构(3)的转速，所述第二速度传感器(62)用于检测所述后轮行走机构(5)的转速。

7.根据权利要求3所述的一种双驱传动控制系统，其特征在于，所述传感器组件包括第一压力传感器(63)和第二压力传感器(64)，所述第一压力传感器(63)用于检测所述前驱动组件(2)的液压压力，所述第二压力传感器(64)用于检测所述后驱动组件(4)的液压压力。

8.根据权利要求3所述的一种双驱传动控制系统，其特征在于，所述传感器组件包括倾角传感器(65)，所述倾角传感器(65)用于检测所述整车相对水平面的倾角。

9.根据权利要求3所述的一种双驱传动控制系统，其特征在于，还包括行走控制手柄(7)，所述行走控制手柄(7)与所述控制器(6)电连接。

10.一种压路机，其特征在于，包括如权利要求3-9任一项所述的双驱传动控制系统。

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