CN216184481U - 差速锁控制系统及作业机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车技术领域，提供一种差速锁控制系统及作业机械，差速锁控制系统包括：差速锁机构、制动系统、制动电磁阀和控制器，制动系统用于与驱动轮相连，制动电磁阀与制动系统相连连；控制器用于在判断车轮处于打滑状态时控制制动电磁阀开启，并在制动电磁阀开启预设时间后控制差速锁机构锁止。本实用新型提供的一种差速锁控制系统及作业机械，设置控制器可自动进行差速锁机构锁止的控制，提高灵敏性；设置制动系统和制动电磁阀，在判断车轮处于打滑状态时，先利用制动系统降低驱动轮的轮速再进行差速锁机构的锁止，有利于保护差速锁机构，避免对差速锁机构造成损坏，提高差速锁机构控制的智能性。

Description

差速锁控制系统及作业机械

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种差速锁控制系统及作业机械。

背景技术

差速器是指连接两个驱动轮并能够使两个驱动轮实现以不同转速进行转动的机构，例如，对于连接左右驱动轮的差速器，主要包括左半轴齿轮、右半轴齿轮、多个行星齿轮及行星架等。当汽车在转弯或者在不平路面上行使时，使左驱动轮、右驱动轮以不同转速转动。

但是作业机械所处路况通常较差，当作业机械在越野的路面如泥泞路面等行使时，差速器却成为前进的障碍，具体的，作业机械在泥泞等路面上行使的过程中，当出现一个驱动轮打滑，另一个驱动轮卡死的情况时，由于差速器允许驱动轮以不同的转速转动，所以卡死的驱动轮一直处于静止状态，打滑的驱动轮一直处于转动状态，这样导致作业机械无法前进。为了使作业机械能够在越野路面上正常行使，需要在差速器中安装差速锁，差速锁是一种用于实现左半轴齿轮和右半轴齿轮刚性连接的机构。

现有的差速锁的操控多是依赖驾驶员手动操作，存在不能迅速反应且控制智能性较差的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种差速锁控制系统及作业机械，用以解决现有技术中差速锁的操控多是依赖驾驶员手动操作，存在不能迅速反应且控制智能性较差的问题，实现对差速锁的智能控制。

本实用新型提供一种差速锁控制系统，用于作业机械，其中所述作业机械包括车轮，所述车轮包括驱动轮，所述差速锁控制系统包括：差速锁机构、制动系统、制动电磁阀和控制器，所述制动系统用于与所述驱动轮相连，所述制动电磁阀与所述制动系统相连，所述差速锁机构和所述制动电磁阀分别与所述控制器相连；所述控制器用于在判断车轮处于打滑状态时控制所述制动电磁阀开启，并在所述制动电磁阀开启预设时间后控制所述差速锁机构锁止。

根据本实用新型提供的差速锁控制系统，所述作业机械包括第一储气筒，所述差速锁机构包括轮间差速锁组件，所述轮间差速锁组件包括轮间差速锁气缸和第一电磁阀，所述轮间差速锁气缸与所述第一储气筒相连且二者之间设有所述第一电磁阀，所述第一电磁阀与所述控制器相连。

根据本实用新型提供的差速锁控制系统，所述差速锁机构还包括轴间差速锁组件，所述轴间差速锁组件包括轴间差速锁气缸和第二电磁阀，所述轴间差速锁气缸与所述第一储气筒相连且二者之间设有所述第二电磁阀，所述第二电磁阀与所述控制器相连。

根据本实用新型提供的差速锁控制系统，所述制动系统为气动制动，所述制动系统包括继动阀，所述继动阀的控制端和进气端分别与所述第一储气筒相连，且所述继动阀的控制端和所述第一储气筒之间设有所述制动电磁阀。

根据本实用新型提供的差速锁控制系统，所述作业机械包括第二储气筒，所述制动系统为气动制动，所述制动系统包括继动阀，所述继动阀的控制端和进气端分别与所述第二储气筒相连，且所述继动阀的控制端和所述第二储气筒之间设有所述制动电磁阀。

根据本实用新型提供的差速锁控制系统，所述制动系统还包括制动气室，所述继动阀的出气端与所述制动气室相连，所述制动气室作用于所述驱动轮。

根据本实用新型提供的差速锁控制系统，所述差速锁控制系统还包括：与车轮一一对应连接的轮速传感器，所述轮速传感器与所述控制器电连接，所述控制器用于根据所述轮速传感器的检测信息判断车轮是否打滑。

根据本实用新型提供的差速锁控制系统，所述作业机械还包括方向盘，所述差速锁控制系统还包括：转向角传感器，所述转向角传感器用于设在方向盘上，所述转向角传感器与所述控制器电连接，所述控制器用于在所述转向角传感器检测到所述方向盘的转向角大于预设角度时控制所述差速锁机构解锁。

根据本实用新型提供的差速锁控制系统，所述预设角度为55-65°。

本实用新型还提供一种作业机械，包括上述差速锁控制系统。

本实用新型提供的一种差速锁控制系统及作业机械，设置控制器可自动进行差速锁机构锁止的控制，有利于降低对人工操作的依赖，提高操作控制的灵敏性；设置制动系统和制动电磁阀，在判断车轮处于打滑状态时，先利用制动系统降低驱动轮的轮速使得驱动轮的轮速处于较低范围或静止状态，然后再进行差速锁机构的锁止，能够避免差速锁机构在车轮高速旋转时进行锁止，有利于保护差速锁机构，避免对差速锁机构造成损坏，且有利于顺利挂上锁止差速锁机构，提高差速锁机构控制的智能性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的差速锁控制系统的示意图；

附图标记：

101：轮间差速锁气缸； 102：轴间差速锁气缸； 21：继动阀；

22：制动气室； 3：制动电磁阀； 4：控制器；

5：第一电磁阀； 6：第二电磁阀； 7：第一储气筒；

8：第二储气筒； 9：轮速传感器； 10：车轮；

11：方向盘； 12：转向角传感器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1描述本实用新型的差速锁控制系统及作业机械。

本实施例提供一种差速锁控制系统，用于作业机械，其中所述作业机械包括车轮10，所述车轮10包括驱动轮。本实施例中所述差速锁控制系统包括：差速锁机构、制动系统、制动电磁阀3和控制器4。所述控制器4用于判断车轮10是否打滑；控制器4可根据作业机械的一些运行参数来判断车轮10是否处于打滑状态。所述制动系统用于与驱动轮相连，所述制动电磁阀3与所述制动系统相连；制动系统可作用于驱动轮，对驱动轮产生制动效果，制动电磁阀3用于控制制动系统的启动和关闭。

所述差速锁机构和所述制动电磁阀3分别与所述控制器4相连；控制器4用于根据车轮10的打滑情况对差速锁机构和制动电磁阀3的运行进行控制。差速锁机构设置在作业机械上，具有锁止和解锁两个状态，在差速锁机构锁止时即对差速器进行锁止、差速器不能正常运行，在差速锁机构解锁时即对差速器进行解锁、差速器可正常运行。

具体的，所述控制器4用于在判断车轮10处于打滑状态时控制所述制动电磁阀3开启，并在所述制动电磁阀3开启预设时间后控制所述差速锁机构锁止。即在判断车轮10处于打滑状态时，先通过制动电磁阀3控制制动系统运行，制动系统运行会降低驱动轮的轮速，使得驱动轮的轮速处于较低范围或静止状态，然后再控制差速锁机构锁止。

本实施例提供的一种差速锁控制系统，设置控制器4可自动进行差速锁机构锁止的控制，有利于降低对人工操作的依赖，提高操作控制的灵敏性；设置制动系统和制动电磁阀3，在判断车轮10处于打滑状态时，先利用制动系统降低驱动轮的轮速使得驱动轮的轮速处于较低范围或静止状态，然后再进行差速锁机构的锁止，能够避免差速锁机构在车轮10高速旋转时进行锁止，有利于保护差速锁机构，避免对差速锁机构造成损坏，且有利于顺利挂上锁止差速锁机构，提高差速锁机构控制的智能性。

参考图1，在上述实施例的基础上，进一步地，作业机械包括第一储气筒7。所述差速锁机构包括轮间差速锁组件。轮间差速锁组件用于对相对设置的两个车轮10之间的轮速进行锁止限定。所述轮间差速锁组件包括轮间差速锁气缸101和第一电磁阀5。轮间差速锁气缸101用于驱动轮间差速锁组件的锁止和解锁，即本实施例中轮间差速锁组件为气动驱动，通过气缸的作用来驱动进行锁止和解锁。

所述轮间差速锁气缸101与第一储气筒7相连且二者之间设有所述第一电磁阀5，所述第一电磁阀5与所述控制器4相连。第一储气筒7为轮间差速锁气缸101的气源。轮间差速锁气缸101可通过管路与第一储气筒7连通，且管路上设有第一电磁阀5。第一电磁阀5用于控制第一储气筒7和轮间差速锁气缸101之间气路的导通或断开。控制器4可控制第一电磁阀5的连通或断开，在第一电磁阀5得电时第一电磁阀5连通，第一储气筒7和轮间差速锁气缸101连通，轮间差速锁气缸101运行使得轮间差速锁组件锁止；在第一电磁阀5断电时第一电磁阀5断开，第一储气筒7和轮间差速锁气缸101断开，轮间差速锁气缸101停止运行使得轮间差速锁组件解锁。第一电磁阀5可为电磁气阀。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述差速锁机构还包括轴间差速锁组件。轴间差速锁组件用于对前后两组车轮10之间的轮速进行锁止限定。所述轴间差速锁组件包括轴间差速锁气缸102和第二电磁阀6。轴间差速锁气缸102用于驱动轴间差速锁组件的锁止和解锁，即本实施例中轴间差速锁组件为气动驱动，通过气缸的作用来驱动进行锁止和解锁。

所述轴间差速锁气缸102与所述第一储气筒7相连且二者之间设有所述第二电磁阀6，所述第二电磁阀6与所述控制器4相连。第一储气筒7同样可为轴间差速锁气缸102的气源。轴间差速锁气缸102可通过管路与第一储气筒7连通，且管路上设有第二电磁阀6。第二电磁阀6用于控制第一储气筒7和轴间差速锁气缸102之间气路的导通或断开。控制器4可控制第二电磁阀6的连通或断开，在第二电磁阀6得电时第二电磁阀6连通，第一储气筒7和轴间差速锁气缸102连通，轴间差速锁气缸102运行使得轴间差速锁组件锁止；在第二电磁阀6断电时第二电磁阀6断开，第一储气筒7和轴间差速锁气缸102断开，轴间差速锁气缸102停止运行使得轴间差速锁组件解锁。第二电磁阀6可为电磁气阀。

进一步地，控制器4用于在判断车轮10处于打滑状态时控制制动电磁阀3开启，并在制动电磁阀3开启预设时间后控制第一电磁阀5和第二电磁阀6同时开启。即在判断车轮10处于打滑状态时，先控制制动系统降低驱动轮轮速，然后可控制轮间差速锁组件和轴间差速锁组件同时锁止。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述制动系统为气动制动，所述制动系统包括继动阀21，所述继动阀21的控制端和进气端分别与所述第一储气筒7相连，且所述继动阀21的控制端和所述第一储气筒7之间设有所述制动电磁阀3。即本实施例中可设置制动系统为气动驱动，制动系统具体可与第一储气筒7相连，即第一储气筒7可作为制动系统的气源。制动系统可设有继动阀21，用于控制制动的进行。在制动电磁阀3得电时，第一储气筒7与继动阀21的控制端连通，继动阀21中输入控制压力将进气端打开，从而第一储气筒7直接向继动阀21的进气端输入压缩空气以驱动制动系统运行进行制动。制动电磁阀3通过控制第一储气筒7和继动阀21的控制端之间气路的通断来控制制动系统的运行。

进一步地，在另一实施例中，作业机械包括第二储气筒8。所述制动系统为气动制动，所述制动系统包括继动阀21，所述继动阀21的控制端和进气端分别与所述第二储气筒8相连，且所述继动阀21的控制端和所述第二储气筒8之间设有所述制动电磁阀3。即本实施例中可额外设置第二储气筒8来作为制动系统的气源。同样的，制动电磁阀3通过控制第二储气筒7和继动阀21的控制端之间气路的通断来控制制动系统的运行。设置与第一储气筒7相独立的第二储气筒8作为制动系统的气源，既可便于设置提高各部件安装的灵活性，又可分别保证差速锁机构和制动系统气源的稳定，有利于提高控制系统的灵活性和稳定性。

进一步地，所述制动系统还包括制动气室22，所述继动阀21的出气端与所述制动气室22相连，所述制动气室22作用于所述驱动轮。制动系统可设有复合制动气室，在制动气室连通气源时，制动系统运行对驱动轮产生制动作用，在制动气室与气源断开时，制动系统解除对驱动轮的制动作用。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述第二储气筒8和所述继动阀21的控制端之间可另外连接管路，管路上设有刹车制动阀。设置另外连接管路和刹车制动阀用于作业机械执行差速锁控制之外的制动操作。即在差速锁控制中，可通过制动电磁阀3来控制制动系统运行以降低驱动轮轮速；作业机械在差速锁控制之外还会有其他的制动操作，例如，作业机械需要减速运行时的刹车制动以及其他常规运行过程中的制动，在这些需要制动的过程中，可通过控制刹车制动阀来控制制动系统的运行。

设置另外连接管路和刹车制动阀用于作业机械执行差速锁控制之外的制动操作，使得制动系统在差速锁控制之外的常规制动功能能够顺利进行，且常规制动功能和差速锁控制中的制动相互独立，可便于各控制过程的进行，提高对制动系统控制的灵活性。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述差速锁控制系统还包括：与车轮10一一对应连接的轮速传感器9。轮速传感器9用于检测对应车轮10的轮速。所述轮速传感器9与所述控制器4电连接；即信号连接，轮速传感器9能够将检测到的轮速信息传递至控制器4，可通过信号线或无线等方式实现与控制器4的电连接。所述控制器4用于根据所述轮速传感器9的检测信息判断车轮10是否打滑。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述作业机械还包括方向盘11，所述差速锁控制系统还包括：转向角传感器12，所述转向角传感器12用于设在方向盘11上。转向角传感器12用于对方向盘11的转向角进行检测。所述转向角传感器12与所述控制器4电连接；即信号连接，转向角传感器12能够将检测到的转向角信息传递至控制器4，可通过信号线或无线等方式实现与控制器4的电连接。所述控制器4用于在所述转向角传感器12检测到所述方向盘11的转向角大于预设角度时控制所述差速锁机构解锁。

本实施例基于作业机械所处路况较差，较多情况出现驱动桥陷入泥泞坑中，为保证设备脱困用户挂上差速锁，有时，用户转向时忘记关闭差速锁功能导致车桥半轴或差速器打齿的问题，提出设置转向角传感器12来检测方向盘11的转向角信息，在方向盘11的转向角大于预设角度时，判定用户有转向意图，此时可控制差速锁机构解锁，以避免车桥半轴或差速器打齿的问题。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述预设角度为55-65°。

进一步地，控制器4可为ESC和ASR控制器4，能够根据车轮10的转速信息判断出车轮10是否处于打滑状态。差速锁控制系统的工作原理为：当作业机械陷坑或一侧车轮10高附一侧车轮10低附，车轮10处于打滑状态时，轮速传感器9将车轮10的转速情况传递给控制器4，控制器4判断驱动轮存在打滑，发出指令控制让制动电磁阀3通电1-5s，保证车辆处于较低车速或者静止状态，后续使电磁气阀组即第一电磁阀5和第二电磁阀6得电，轮间差速锁气缸101和轴间差速锁气缸102通气，车桥轴间及轮间差速锁挂上；通过制动电磁阀3得电，能够保证差速锁挂上锁止，驱动力得以均匀分配，左右车轮10转速、驱动力一致。

当驾驶员转动方向盘11角度超过预设角度，例如60°时，方向盘11内置转向角传感器12将转角信号传递给控制器4，控制器4判断驾驶员有转向意图，控制器4发出指令使驱动桥的电磁气阀组断电，停止控制电磁气阀组，轴间及轮间差速锁气缸101气体通过电磁阀排除大气，车桥轴间及轮间差速锁摘除，差速锁停止工作，驱动轮所得动力根据地面阻力情况分配。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种作业机械，作业机械包括上述任一项实施例所述的差速锁控制系统。作业机械为作业车辆；作业机械还包括车辆本体、车轮10和方向盘11等部件。作业机械还可包括发动机等部件，这些部件对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种自动挂摘差速锁的脱困装置，如图1所示，该自动挂摘差速锁装置由转向角传感器12、ESC和ASR控制器4、储气筒、电磁气阀组、轮速传感器9、轴间差速锁组件、轮间差速锁组件、制动系统以及制动电磁阀3组成。本实施例中考虑到差速锁必须要在在较低轮速或者静止状态下才能挂上的问题，设置了一个用于保证车轮10静止或低速的制动电磁阀3，在控制器4判断车轮10处于打滑状态时间，发送指令让制动电磁阀3通电1-5s，保证车轮10处于较低车速或者静止状态，后续使电磁气阀组同时得电，保证差速锁挂上锁止，从而避免了车轮10在高速旋转过程时挂上差速锁以对差速锁造成损坏。

本实施例中设置控制器4通过轮速传感器9计算车辆运行状况，自行挂摘差速锁，此过程无需驾驶员操作，属于智能控制；差速锁必须要在较低车速或者静止状态下才能挂上，制动电磁阀3通电1-5s保证车速符合上述状态；该装置可以集成在具有ESC和ASR功能的控制器4上，仅需要增加线束成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种差速锁控制系统，用于作业机械，其中所述作业机械包括车轮，所述车轮包括驱动轮，其特征在于，所述差速锁控制系统包括：差速锁机构、制动系统、制动电磁阀和控制器，所述制动系统用于与所述驱动轮相连，所述制动电磁阀与所述制动系统相连，所述差速锁机构和所述制动电磁阀分别与所述控制器相连；

所述控制器用于在判断车轮处于打滑状态时控制所述制动电磁阀开启，并在所述制动电磁阀开启预设时间后控制所述差速锁机构锁止。

2.根据权利要求1所述的差速锁控制系统，其特征在于，所述作业机械包括第一储气筒，所述差速锁机构包括轮间差速锁组件，所述轮间差速锁组件包括轮间差速锁气缸和第一电磁阀，所述轮间差速锁气缸与所述第一储气筒相连且二者之间设有所述第一电磁阀，所述第一电磁阀与所述控制器相连。

3.根据权利要求2所述的差速锁控制系统，其特征在于，所述差速锁机构还包括轴间差速锁组件，所述轴间差速锁组件包括轴间差速锁气缸和第二电磁阀，所述轴间差速锁气缸与所述第一储气筒相连且二者之间设有所述第二电磁阀，所述第二电磁阀与所述控制器相连。

4.根据权利要求2所述的差速锁控制系统，其特征在于，所述制动系统为气动制动，所述制动系统包括继动阀，所述继动阀的控制端和进气端分别与所述第一储气筒相连，且所述继动阀的控制端和所述第一储气筒之间设有所述制动电磁阀。

5.根据权利要求1所述的差速锁控制系统，其特征在于，所述作业机械包括第二储气筒，所述制动系统为气动制动，所述制动系统包括继动阀，所述继动阀的控制端和进气端分别与所述第二储气筒相连，且所述继动阀的控制端和所述第二储气筒之间设有所述制动电磁阀。

6.根据权利要求4或5所述的差速锁控制系统，其特征在于，所述制动系统还包括制动气室，所述继动阀的出气端与所述制动气室相连，所述制动气室作用于所述驱动轮。

7.根据权利要求1-5任一项所述的差速锁控制系统，其特征在于，所述差速锁控制系统还包括：与车轮一一对应连接的轮速传感器，所述轮速传感器与所述控制器电连接，所述控制器用于根据所述轮速传感器的检测信息判断车轮是否打滑。

8.根据权利要求1-5任一项所述的差速锁控制系统，其特征在于，所述作业机械还包括方向盘，所述差速锁控制系统还包括：转向角传感器，所述转向角传感器用于设在方向盘上，所述转向角传感器与所述控制器电连接，所述控制器用于在所述转向角传感器检测到所述方向盘的转向角大于预设角度时控制所述差速锁机构解锁。

9.根据权利要求8所述的差速锁控制系统，其特征在于，所述预设角度为55-65°。

10.一种作业机械，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一项所述的差速锁控制系统。

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