[发明专利]一种轮式推土机牵引力联合控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种轮式推土机牵引力联合控制系统的控制方法，其特征在于：

所述系统由发动机(1)、变矩器(2)、变速器(3)、电控防滑差速器(5)，车轮(6)、惯性测量单元(8)、整车控制器(9)、工作装置(10)、电液比例阀组(12)、液压泵(13)和液压油箱(14)组成；

所述变矩器(2)安装在发动机(1)的曲轴输出端，变速器(3)通过传动轴与变矩器(2)连接；所述电控防滑差速器(5)共有两个，分别安装于轮式推土机的前驱动桥和后驱动桥中部，且通过传动轴与变速器(3)连接；所述车轮(6)分别通过传动轴与电控防滑差速器(5)连接；

发动机(1)、电控防滑差速器(5)和用于采集推土机行驶加速度的惯性测量单元(8)分别通过CAN总线连接于整车控制器(9)；

安装在变速器(3)动力输出端的变速器转速传感器(4)、安装在车轮(6)上轮速传感器(7)、安装在工作装置(10)上的压力传感器(11)以及电液比例阀组(12)均分别与整车控制器(9)电信号连接；

所述液压泵(13)由变速器取力，液压泵(13)出口与电液比例阀组(12)连接，所述液压油箱(14)与液压泵(13)的入口及电液比例阀组(12)连接；

所述控制方法为：推土机在作业过程中，通过惯性测量单元(8)、变速器转速传感器(4)及轮速传感器(7)采集推土机的运行状态，并将数据发送给整车控制器(9)，整车控制器(9)对车轮的轮胎滑转率进行识别，并判断推土机是否进入牵引力控制状态；当进入牵引力控制状态后，通过整车控制器(9)分别对发动机输出转矩/转速、电控防滑差速器锁止系数、工作装置作业角度进行联合控制，进而实现对轮胎滑转率的控制，直到满足预设的滑转率条件后退出牵引力控制状态。

2.如权利要求1所述一种轮式推土机牵引力联合控制系统的控制方法，其特征在于：

对车轮的轮胎滑转率识别过程如下：

采用变速器输出转速和推土机行驶速度相互校准的方式取得当前推土机行驶速度v_v，其具体实现方法为：

通过惯性测量单元(8)采集当前推土机行驶的加速度α_INS，单位：m/s²，并将数据发送至整车控制器(9)，由整车控制器(9)对其进行积分处理，取得当前推土机行驶的速度v_INS，单位：m/s；

通过变速器转速传感器(4)采集当前变速器输出转速n_t，单位：r/min，当n_t＝0时，取当前推土机行驶速度v_v＝0，当n_t≠0时，取当前推土机行驶速度v_v＝v_INS，即：

其中：t₀为加速度积分开始时刻，单位：s，其具体数值与变速器输出转速大于零的起始时刻相同；t为当前推土机运行时刻，单位：s；

通过轮速传感器(7)分别采集推土机四个车轮(6)的轮速，分别为：左前轮轮速n_FL，单位：r/min；右前轮轮速n_FR，单位：r/min；左后轮轮速n_RL，单位：r/min；右后轮轮速n_RL，单位：r/min，由整车控制器(9)处理计算得出四个车轮(6)的滚动速度，其具体计算方法为：

其中：v_w为车轮滚动速度，单位m/s，对应到四个车轮(6)分别为：左前轮滚动速度v_FL，右前轮滚动速度v_FR，左后轮滚动速度v_RL，右后轮滚动速度v_RL；R_w为车轮滚动半径，单位：m；n_w为车轮转速，单位：r/min，对应到四个车轮(6)分别为：左前轮轮速n_FL，右前轮轮速n_FR，左后轮轮速n_RL，右后轮轮速n_RL；

根据当前推土机行驶速度v_v和四个车轮滚动速度v_w，由整车控制器(9)计算得出当前轮式推土机四轮滑转率s_w，其具体计算方法为：

四个车轮(6)对应的滑转率s_w分别为：左前轮滑转率s_FL，右前轮滑转率s_FR，左后轮滑转率s_RL，右后轮滑转率s_RL。