WO2013086886A1

WO2013086886A1 - 机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法

Info

Publication number: WO2013086886A1
Application number: PCT/CN2012/082190
Authority: WO
Inventors: 詹纯新; 刘权; 张建军; 李义; 王启涛
Original assignee: 中联重科股份有限公司; 湖南中联重科专用车有限责任公司
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2013-06-20
Also published as: CN102555805A; CN102555805B

Abstract

公开了一种机动车后车部分（10）的控制系统、具有该控制系统的机动车、及用于该控制系统的后车部分（10）车速控制方法。所述机动车包括前车部分（11）和后车部分（10），机动车的后车部分（10）的控制系统包括控制器（13）和动力装置（12），控制器（13）分别与前车部分（11）和后车部分（10）连接以获取前车部分（11）的车速信号，并根据前车部分（11）的车速信号而产生控制信号。动力装置（12）用于驱动后车部分（10），且动力装置（12）连接控制器（13）以根据控制信号而控制后车部分（10）的车速。该控制系统和控制方法利用前车部分（11）的车速信号以及后车部分（10）的当前状态信息控制后车部分（10）的车速，因此提高了整车运行的可靠性、安全性和驱动性能。

Description

机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法技术领域

本发明涉及机动车的控制技术领域，特别涉及机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法。背景技术

目前对于大型物件的运输，基本采用专用的机动车来完成，例如大型货柜车等等。此机动车主要由底盘、车桥、车架、安装在车架下部前侧的驾驶室、以及车架两侧排列的悬挂装置、车轮等构成。其底盘通常只设置一个，且底盘及车架大都不可拆分。此机动车主要通过在底盘上预留车桥接口以增加车桥数目的方法来调整车辆自身的承载能力。

由于车辆的底盘不能拆分，车辆在行驶时若拆除部分车桥后，会导致其余车桥的负载过大、转弯半径过大，这样会出现车辆运输重物时的偏载、侧翻现象。由于转弯半径过大，车辆在向某个固定位置停靠时受场地限制就很困难，往往需要几次前进、后退才能到位，且在较窄路面上因转弯半径过大而往往会使得车辆不能通行。另外，拆除的车桥无法自成一体而自行行驶，从而降低了车辆转场时的方便性。再者，此车辆的车速主要通过机械传动的方式进行控制，无法实现对车尾部分车桥的车速进行较好的控制，从而极大地影响了车辆的驱动性能。发明内容

因此，本发明提供机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法，以克服现有机动车控制技术中存在的缺陷。

具体地，本发明实施例提出的一种机动车的后车部分的控制系统，机动车包括前车部分和后车部分，控制系统包括控制器和动力装置，控制器分别与前车部分和后车部分连接以获取前车部分的车速信号，并根据前车部分的车速信号而产生控制信号。动力装置用于驱动后车部分，且动力装置连接控制器以根据控制信号而控制后车部分的车速。

在本发明实施例中，上述动力装置包括发动机、至少一油泵、至少一液压系统、至少一马达和至少一后车桥，其中，动力装置根据控制信号，而利用发动机驱动油泵，再利用液压系统而分别控制至少一马达，由至少一马达而分别驱动至少一后车桥，以通过控制至少一后车桥的速度来实现控制后车部分的车速。

在本发明实施例中，上述至少一后车桥设置在后车部分的独立底盘之上。

在本发明实施例中，上述控制器进一步获取后车部分的当前状态信息从而作为反馈信号，以根据前车部分的车速信号和后车部分的当前状态信息而产生控制信号。

在本发明实施例中，上述后车部分的当前状态信息包括动力装置中的发动机的转速和功率信号，以及油泵、液压系统和至少一马达所处的当前状态信号。

在本发明实施例中，上述动力装置包括多个后车桥，且每个后车桥的速度满足 V0 Vl V2 ... Vn，且 Vn _Vn-l=...=V2-Vl=Vl-V0= \V，其中， V0为前车部分的车速， VI、 V2 Vn-1、 Vn分别为后车桥的第 1后车桥、第 2后车桥、 ...、第 n-1后车桥、第 n后车桥的速度。

在本发明实施例中，当后车部分的各车桥的速度之间的差值大于第一预先设定值或前车部分的车速小于等于第二预先设定值时，则控制器通过调节后车部分的各油泵排量控制后车部分各车桥车速。

在本发明实施例中，当前车部分的车速大于第二预先设定值且前车部分的车速大于后车部分的各车桥车速的最小值时，则控制器通过调节发动机的转速，在油泵的排量维持不变时提高后车部分的各车桥车速。

此外，本发明实施例提出的一种机动车的后车部分的车速控制方法，其包括以下步骤：获取前车部分的车速信号；以及根据前车部分的车速信号而产生控制信号，并根据控制信号而控制后车部分的车速。

另外，本发明实施例提出的一种机动车，其包括前车部分和后车部分，其特征在于，机动车进一步包括上述后车部分的控制系统，以控制后车部分的车速。

本发明上述实施例前车部分的车速信号及后车部分的当前状态信息作为控制器的输入，以使得控制器产生控制信号，动力装置根据控制信号控制后车部分的车速，从而实现了车速的关联控制、后车部分车速的自适应能力，提高了系统智能性以及整车运行的可靠性、安全性和驱动性能。另外，通过控制后车部分的车速，从而实现了对后车部分独立行驶的控制。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明

图 1与图 2是本发明实施例提出的机动车的示意图。

图 3是本发明实施例提出的机动车的后车部分的控制系统的主要架构方块图。

图 4是本发明实施例提出的机动车的后车部分的控制系统的动力装置采用两车桥驱动后车部分的连接方式的主要架构方块图。

图 5是本发明实施例提出的机动车的后车部分的车速控制方法的步骤流程图。具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的机动车、机动车的后车部分的控制系统及车速控制方法其具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图 1与图 2是本发明实施例提出的机动车的示意图。图 3是本发明实施例提出的机动车的后车部分的控制系统的主要架构方块图。图 4是本发明实施例提出的机动车的后车部分的控制系统的动力装置采用两车桥驱动后车部分的连接方式的主要架构方块图。请共同参考图 1至图 4，本实施例的机动车包括前车部分 11、以及后车部分 10。如图 1所示，前车部分 11 包括发动机（图未示）、变速箱（图未示）、底盘 110、设置于底盘上的车桥 111、设置于底盘 110前侧且与底盘 110相连的驾驶室 112以及与车桥 111 相连的车轮 113等。前车部分 11行驶时的车速由发动机、变速箱以及车桥 111通过机械传动的方式进行控制，且其控制方式同现有采用机械传动方式的车辆的控制方式相同，在此处不再详述。前车部分 11可以独立行驶。图 1示出前车部分 11的车桥 111的数量为两个仅为举例说明，在其它实施方式中，车桥 111的数量也可以根据实际需要而进行相应设置。

后车部分 10包括底盘 125、设置于底盘上的车轮 129、动力装置 12等。在此，底盘 125为独立底盘，其与前车部分的底盘 110相互独立。后车部分 10与前车部分 11可进行刚性连接。

机动车的后车部分的控制系统包括控制器 13和用于驱动后车部分 10 的动力装置 12。

控制器 13分别与前车部分 11和后车部分 10连接以获取前车部分 11 的车速信号，并根据前车部分 11的车速信号而产生控制信号。由于前车部分 11为采用机械传动方式进行车速控制，所以前车部分 11每一车桥 111 的车速均相同。控制信号即为控制后车部分 10车速的信号。

动力装置 12连接控制器 13以根据控制信号而控制后车部分 10的车速。动力装置 12包括发动机 120、油泵 121、液压系统 122、马达 123、以及设置于后车部分的独立底盘 125上的车桥 127等。油泵 121分别与发动机 120、液压系统 122、以及马达 123电性相连。马达 123与液压系统 122、车桥 127 电性相连。后车部分 10行驶时的车速控制方式如下：由动力装置 12根据控制信号，而利用发动机 120驱动油泵 121，例如驱动油泵 121以控制其摆角，再利用液压系统 122控制马达 123，例如控制马达 123的排量等信息，由马达 123输出相应信息，例如马达 123输出转速信息驱动车桥 127以通过控制车桥 127的速度来实现控制后车部分 10的车速。油泵 121可以为液压油泵，例如可为双向变量泵。马达 123可以为定量马达、变量马达等。后车部分 10也可以独立行驶。

此外，控制器 13还进一步获取后车部分 10的当前状态信息从而作为反馈信号，以根据前车部分 11 的车速信号和后车部分 10的当前状态信息而产生控制信号。后车部分 10的当前状态信息包括动力装置 12中的发动机 120的转速和功率信号，以及油泵 121、液压系统 122和马达 123所处的当前状态信号。例如油泵 121所处的当前状态信号可为油泵 121的排油量、油压、摆角等信号。液压系统 122所处的当前状态信号可为液压系统 122 的流量、压力等信号。马达 123所处的当前状态信号可为马达 123的转速、压力、排量等信号。后车部分 10 的当前状态信息还可以包括后车部分 10 的车速信号。

具体地，如图 4所示，以动力装置 12的车桥 127的数量为两个进行举例说明控制器 13产生控制信号以使得动力装置 12控制后车部分 10各车桥车速的方式，图 4示出动力装置 12采用两车桥驱动后车部分 10的连接方式。动力装置 12包括发动机 201、第一油泵 202、第二油泵 203、第一马达 205、第二马达 208、第一车桥 206、第二车桥 209、第一液压系统 211、以及第二液压系统 212等。其中，发动机 201、第一液压系统 211、第二液压系统 212分别与第一油泵 202、第二油泵 203相连，在其它实施方式中，发动机 201也可以与第一油泵 202、第二油泵 203中之一相连。第一马达 205 分别与第一车桥 206、第一油泵 202、第一液压系统 211相连。第二马达 208 分别与第二车桥 209、第二油泵 203、第二液压系统 212相连。第一车桥 206 与后车部分 10的第一车轮 207相连。第二车桥 209与后车部分 10的第二车轮 210相连。

假设前车部分 11的车速为 V0, 动力装置 12的第一车桥 206的车速为 VI，动力装置 12的第二车桥 209的车速为 V2, 且动力装置 12采用图 4所示的双车桥驱动后车部分 10时，此时的第一车桥 206、第二车桥 209分别为第 1驱动车桥、第 2驱动车桥，则控制器 13的控制方式满足如下公式： V0^V1 ^V2,且 V2-V1=V1-V0= \V。因动力装置 12采用液压系统及马达驱动后车部分 10的车速，所以后车部分 10的车速满足现有的液压系统车辆的车速公式： V (VI , V2) =n*Vgp* n x*Vgm*i，其中 n为发动机 201输出的转速，其为可变值，范围为 500转 -2500转 /分钟； Vgp为油泵排量，可自由选择的数值范围为 0-+ ，其为可变值； η χ为液压系统效率； Vgm为马达排量，可自由选择数值范围为 0-+ ， i为车桥车速传动比；在此，第一马达 205、第二马达 208可以为可定量马达或变量马达。

当动力装置 12采用单车桥驱动时，只需要将图 4中的某一车桥控制其相应的油泵输出设置为 0即可。即可以将第一车桥 206控制第一油泵 202 的输出设置为 0、或将第二车桥 209控制第二油泵 203的输出设置为 0。

当动力装置 12采用多桥驱动时，即将图 4中变为三桥全驱动时，只需按图 4所示方式进行连接第三车桥等装置即可，其速度可按如下公式表示的车速关系进行设定： V0 V1 V2 V3, V3-V2=V2-V1=V1-V0= \V。其中， V0、 VI、 V2、 V3分别为前车部分 11的车速、动力装置 12的第一车桥车速、动力装置 12的第二车桥车速、以及动力装置 12的第三车桥的车 3¾ o

另外，由于油泵排量 Vgp与发动机输出转速 n均为可变值，对两者的控制还可以包括如下原则：（1 ) 当动力装置 12的各驱动车桥间车速相差较大时，即大于第一预先设定值，例如第一预先设定值可根据路况和差速原理进行预先设定，则控制器 13通过调节动力装置 12的各油泵排量 Vgp 实现如下关系的车速控制： V3-V2=V2-V1=V1-V0= \V; (2) 当 V0 Vx，其中， Vx (第二预先设定值）为发动机怠速（即发动机启动最低转速）时，油泵最大摆角时的车速，则控制器 13通过调节油泵排量 Vgp实现如下关系的车速控制： V3-V2=V2- V1=V1-V0= \V (此后车部分 10具有三个驱动车桥）； ( 3)当 V0>Vx， V0>V1 (VI为动力装置 12的各车桥车速的最小值）时，则控制器 13通过调节发动机的转速 n，在油泵排量 Vgp均维持不变时共同提高动力装置 12的各车桥车速。

图 5是本发明实施例提出的机动车的后车部分的车速控制方法的步骤流程图，请一并参考图 5及图 4，所述车速控制方法执行于控制器 13以对后车部分 10的车速进行控制，以图 4所示的动力装置 12采用双车桥驱动后车部分的方式为例进行说明，本发明实施例提出的机动车的后车部分的车速控制方法主要可包括以下步骤 S201~S209。

步骤 S200, 控制器 13取得前车部分 11 的车速信号以及后车部分 10 的当前状态信息。后车部分 10的当前状态信息包括动力装置 12中的发动机 120的转速和功率信号，以及油泵 121、液压系统 122和马达 123所处的当前状态信号。

步骤 S201 , 控制器 13根据前车部分 11 的车速信号以及后车部分 10 的当前状态信息而产生控制信号，控制信号即为控制后车部分 10车速的信号，控制器 13按照如下公式进行后车部分 10车速计算： V(V1， V2)=n*Vgp* x*Vgm*i ， V0^V1 ^V2, 且 V2-V1=V1-V0= \V， V0为前车部分 11的车速， VI为动力装置 12第一车桥 206的车速， V2为动力装置 12第二车桥 209的车速， n为发动机输出的转速，其为可变值，范围为 500转 -2500 转 /分钟； Vgp为油泵排量，可自由选择的数值范围为 0-+ ，其为可变值； η χ为液压系统效率； Vgm为马达排量，可自由选择数值范围为 0-+ ， i 为车桥车速传动比。

步骤 S202, 控制器 13判断动力装置 12的各车桥间车速相差值 AV是否大于第一预先设定值，若大于第一预先设定值，则进行步骤 S203 ; 若不大于第一预先设定值，则进行步骤 S205; 在此，第一预先设定值可根据路况和差速原理进行预先设定。

步骤 S203, 控制器 13调节动力装置 12的各油泵排量 Vgp对后车部分 10的车速进行控制，即通过调节动力装置 12的各油泵排量 Vgp, 使动力装置 12的各车桥车速满足公式： V0 V1 V2，且 V2-V1=V1-V0= \V。

步骤 S205, 控制器 13判断前车部分 11的车速 V0是否小于等于第二预先设定值；若小于等于第二预先设定值，则进行步骤 S203; 若大于第二预先设定值，则进行步骤 S206。

步骤 S206, 控制器判断前车部分 11 的车速 V0是否大于动力装置 12 的车桥的车速最小值，若大于动力装置 12的车桥的车速最小值则进行步骤 S207, 若不大于动力装置 12的车桥的车速最小值则进行步骤 S209。

步骤 S207,控制器 13调节发动机的转速 n，在油泵排量 Vgp均维持不变时共同提高动力装置 12的各车桥车速。

步骤 S209, 动力装置 12根据控制信号控制后车部分 10的车速，再进行步骤 S200。具体地，动力装置 12根据控制信号，而利用发动机 201驱动第一油泵 202以及第二油泵 203，再利用第一液压系统 211以及第二液压系统 212分别控制第一马达 205以及第二马达 208，由马达 123分别驱动第一车桥 206以及第二车桥 209以通过控制车桥第一车桥 206以及第二车桥 209 的速度来实现控制后车部分 10的车速。

在其它实施方式中，当本发明实施例的机动车的后车部分的车速控制系统未将后车部分 10的当前状态信息作为考虑因素而用作控制后车部分 10 的车速的情形下，相应地可省去步骤 S200、 S201中包含的当前状态信息，也可以根据实际需要不考虑对油泵排量 Vgp与发动机输出转速 n的控制原则，相应地可省去步骤 S202、 S203、 S205、 S206、 S207, 即在执行完步骤 S200、 S201后，直接进行步骤 S209。

综上所述，本发明之机动车、机动车的后车部分的车速控制系统及其车速控制方法引入前车部分 11 的车速信号及后车部分 10的当前状态信息作为控制器 13的输入，以使得控制器 13产生控制信号，动力装置 12根据控制信号控制后车部分 10的车速，从而实现了车速的关联控制、后车部分 10车速的自适应能力，提高了系统智能性以及整车运行的可靠性、安全性和驱动性能。

本发明之机动车、机动车的后车部分的车速控制系统及其车速控制方法还通过控制后车部分 10的车速，从而实现了对后车部分独立行驶的控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

权利要求

1. 一种机动车的后车部分的控制系统，其中该机动车包括前车部分和后车部分，其特征在于，该控制系统包括：

控制器，分别与该前车部分和该后车部分连接以获取该前车部分的车速信号，并根据该前车部分的车速信号而产生控制信号；和

动力装置，用于驱动该后车部分，且该动力装置连接该控制器以根据该控制信号而控制该后车部分的车速。

2. 根据权利要求 1所述的控制系统，其特征在于，该动力装置包括发动机、至少一油泵、至少一液压系统、至少一马达和至少一后车桥，其中，该动力装置根据该控制信号，而利用该发动机驱动该油泵，再利用该液压系统而分别控制该至少一马达，由该至少一马达而分别驱动该至少一后车桥，以通过控制该至少一后车桥的速度来实现控制该后车部分的车速。

3. 根据权利要求 2所述的控制系统，其特征在于，该至少一后车桥设置在该后车部分的独立底盘之上。

4. 根据权利要求 2所述的控制系统，其特征在于，该控制器进一步获取该后车部分的当前状态信息从而作为反馈信号，以根据该前车部分的车速信号和该后车部分的当前状态信息而产生该控制信号。

5. 根据权利要求 4所述的控制系统，其特征在于，该后车部分的当前状态信息包括该动力装置中的该发动机的转速和功率信号，以及该油泵、该液压系统和该至少一马达所处的当前状态信号。

6. 根据权利要求 2所述的控制系统，其特征在于，该动力装置包括多个后车桥，且每个后车桥的速度满足 V0 Vl V2 ... Vn，且 Vn _Vn-l=...=V2-Vl=Vl-V0= \V，其中， V0为该前车部分的车速， VI、 V2、 ...、 Vn-1、 Vn分别为该后车桥的第 1后车桥、第 2后车桥第 n-1后车桥、第 n后车桥的速度。

7. 根据权利要求 6所述的控制系统，其特征在于，当该后车部分的各车桥的速度之间的差值大于第一预先设定值或该前车部分的车速小于等于第二预先设定值时，则该控制器通过调节该后车部分的各油泵排量控制该后车部分各车桥的车速。

8. 根据权利要求 6所述的控制系统，其特征在于，当该前车部分的车速大于第二预先设定值且该前车部分的车速大于该后车部分的各车桥车速的最小值时，则该控制器通过调节该发动机的转速，在该油泵的排量维持不变时提高该后车部分的各车桥车速。

9. 一种机动车的后车部分的车速控制方法，其适用于如权利要求 1-8 任意一项所述的控制系统，其特征在于，该车速控制方法包括：

获取该前车部分的车速信号；以及

根据该前车部分的车速信号而产生控制信号，并根据该控制信号而控制该后车部分的车速。

10. —种机动车，其包括前车部分和后车部分，其特征在于，该机动车进一步包括如权利要求 1-8任意一项所述的后车部分的控制系统，以控制该后车部分的车速。