[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

说明书

本发明公开了一种轮式推土机牵引力联合控制系统及控制方法，是由发动机、变矩器、变速器、变速箱转速传感器、电控防滑差速器、车轮、轮速传感器、惯性测量单元、整车控制器、工作装置、压力传感器、电液比例阀组、液压泵和液压油箱组成。本发明针对推土机的作业特点及复杂作业环境下的牵引力控制需求，提出一种轮式推土机牵引力联合控制系统构型，同时提出了基于轮胎滑转率识别的发动机输出转矩/转速控制方法、电控防滑差速器锁止系数控制方法及铲刀作业角度控制方法，可以实现对轮式推土机轮胎滑转率的联合控制。

技术领域

本发明属于工程机械控制系统技术领域，适用于轮式推土机，具体涉及一种轮式推土机牵引力联合控制系统及控制方法。

背景技术

当前轮式推土机的作业面通常为土壤，随着土壤含水量的增加，推土机轮胎的附着能力会随之降低，此时轮式推土机会出现轮胎大幅度滑转的现象，导致牵引能力急速下降，从而因牵引力不足造成作业效率低下，致使用户的对轮式推土机作业效率满意度不高。因此需要设置一套牵引力控制系统，对推土机的轮胎滑转率进行控制，使轮式推土机在低附着能力路面条件下的牵引能力得到提升。

现有的牵引力控制途径分别为：调节发动机输出转矩控制驱动力矩、控制防滑差速器实现驱动力矩变比例分配、制动介入对驱动车轮施加制动力矩、变速器档位控制和离合器结合程度控制等，在一般车辆应用中会选择使用上述控制途径中的一种或几种，但应用方式仅限于单纯的叠加控制或在不同时刻选择使用不同控制途径，且不能实现对任意车轮滑转率的实时控制。同时，传统牵引力控制方式并不适应推土机所特有的作业工况，控制效果存在局限性，难以满足轮式推土机在不同土壤条件及复杂作业环境下的牵引力控制需求。

由此可见，在本技术领域，轮式推土机牵引力控制系统需进行改进，尤其需要针对推土机的作业特点及复杂作业环境下的牵引力控制需求，以多系统联合控制为途径进行改进。

发明内容

针对上述现有技术中所存在的不足，本发明针对推土机的作业特点及复杂作业环境，提供了一种轮式推土机牵引力联合控制系统及控制方法，以满足牵引力控制需求。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种轮式推土机牵引力联合控制系统，该系统由发动机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。

一种轮式推土机牵引力联合控制系统，其中，所述工作装置10由铲刀15、顶推架16、第一液压油缸17和第二液压油缸18组成；

所述铲刀15安装在顶推架16的前方，第一液压油缸17连接于铲刀15的中部控制铲刀推土深度，第二液压油缸18连接于铲刀15的顶部控制铲刀姿态，工作装置10的整体安装在推土机机体正前方；

所述压力传感器11安装在第二液压油缸18无杆腔接口处；

所述电液比例阀组12分别与第一液压油缸17和第二液压油缸18连接，通过控制第一液压油缸17和第二液压油缸18的伸缩，进而控制铲刀15的推土深度和姿态。