一种轮式推土机牵引力联合控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种轮式推土机牵引力联合控制系统，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。本实用新型专利技术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，能够实现基于轮胎滑转率识别的发动机输出转矩/转速控制、电控防滑差速器锁止系数控制及铲刀作业角度控制，可以实现对轮式推土机轮胎滑转率的联合控制。

A combined control system for traction force of wheeled bulldozer

The utility model discloses a wheeled bulldozer traction combined control system is composed of engine, torque converter, transmission gearbox, speed sensor, electronic antiskid differential and the wheels, wheel speed sensor and inertial measurement unit, vehicle controller, working device, pressure sensor, electro-hydraulic proportional valve, hydraulic pump and hydraulic oil tank. The utility model for bulldozer operation characteristics and complex operation environment under the traction control demand, put forward a kind of wheeled bulldozer traction control system configuration, can realize the tire slip rate of the engine output torque / speed control, electronic identification slip differential for lock coefficient control and blade angle control can be realized based on the sliding joint control of rotation rate of wheeled bulldozer tire.

【技术实现步骤摘要】
一种轮式推土机牵引力联合控制系统
本技术属于工程机械控制系统
，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。
技术介绍
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
，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。
技术实现思路
针对上述现有技术中所存在的不足，本技术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，以满足牵引力控制需求。结合说明书附图，本技术的技术方案如下：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。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：1.本技术采用惯性测量单元和轮速传感器获取轮胎滑转率，传感器成本较低适用于量产机型；2.本技术区别于传统牵引力控制方式，可实现对推土机任意车轮滑转率的解耦，进一步通过对发动机输出转矩/转速、电控防滑差速器锁止系数、工作装置作业角度进行控制的方式对推土机任意车轮滑转率进行控制，可将推土机四轮滑转率同时控制在合理范围内，能够适应不同土壤条件及复杂作业环境下的推土机牵引力控制需求；3.本技术采用对工作装置作业角度进行控制的方式调节推土机前后桥滑转率差异，充分适应轮式推土机作业工况特点；4.本技术通过整车控制器采集传感器信号，对发动机、电控防滑差速器及电液比例阀组进行控制，自动化程度较高，可在一定程度上降低驾驶员劳动强度。附图说明图1是本技术所述一种轮式推土机牵引力联合控制系统的结构示意图。图2是本技术所述一种轮式推土机牵引力联合控制系统中，工作装置的结构示意图。图3是本技术所述一种轮式推土机牵引力联合控制系统工作过程中，牵引力控制状态的进入/退出过程流程框图。图4是本技术所述一种轮式推土机牵引力联合控制系统工作过程中，发动机输出转矩/转速控制过程流程框图。图5是本技术所述一种轮式推土机牵引力联合控制系统工作过程中，电控防滑差速器锁止系数控制过程流程框图。图6是本技术所述一种轮式推土机牵引力联合控制系统工作过程中，工作装置作业角度控制过程流程图。图7a是本技术所述一种轮式推土机牵引力联合控制系统工作过程中，工作装置A姿态示意图。图7b是本技术所述一种轮式推土机牵引力联合控制系统工作过程中，工作装置B姿态示意图。图中：1.发动机，2.变矩器，3.变速器，4.变速器输出转速传感器，5.电控防滑差速器，6.车轮，7.轮速传感器，8.惯性测量单元，9.整车控制器，10.工作装置，11.压力传感器，12.电液比例阀组，13.液压泵，14.液压油箱，15.铲刀，16.顶推架，17.第一液压油缸，18.第二液压油缸。机械连接；液压管路连接；电信号线路连接，总线信号线路连接。具体实施方式为进一步阐述本技术的技术方案，结合说明书附图，本技术的具体实施方式如下：请参阅图1所示，本技术提供了一种轮式推土机牵引力联合控制系统，包括发动机1、变矩器2、变速器3、变速器输出转速传感器4、电控防滑差速器5，车轮6、轮速传感器7、惯性测量单元8、整车控制器9、工作装置10、压力传感器11、电液比例阀组12、液压泵13和液压油箱14。所述发动机1通过CAN总线连接整车控制器9，由CAN总线接收整车控制器9发出的控制信号实现转速/转矩控制；所述变矩器2安装在发动机1的曲轴输出端，可由驾驶员控制实现闭锁功能；所述变速器3通过传动轴与变矩器2连接；所述变速器转速传感器4安装在变速器3的动力输出端，用于测量变速器3的输出转速；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上，前、后两个电控防滑差速器5分别通过前、后纵向的传动轴与变速器3连接，所述电控防滑差速器通过CAN总线连接于整车控制器9，由CAN总线接收整车控制器9发出的控制信号实现锁止系数控制；所述车轮6通过横向的传动轴与电控防滑差速器5连接；所述轮速传感器7共有四个，用于测量对应的四个车轮6的输出转速，四个所述轮速传感器7分别与整车控制器9电信号连接，四个所述轮速传感器7将采集到的对应车轮6的输出转速信号传送至整车控制器9；所述惯性测量单元8通过CAN总线连接于整车控制器9，用于采集推土机行驶加速度，并通过CAN总线将采集到的推土机行驶加速度数据信息发送至整车控制器9；所述变速器输出转速传感器4与整车控制器9电信号连接；电液比例阀组12与整车控制器9电信号连接；所述整车控制器9用于接收各传感器的输出信号对轮胎滑转率进行识别，并通过发送控制信号实现对发动机1、电控防滑差速器5及电液比例阀组12的控制；参阅图2所示，所述工作装置由铲刀15、顶推架16、第一液压油缸17、第二液压油缸18组成；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮式推土机牵引力联合控制系统，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种轮式推土机牵引力联合控制系统，其特征在于：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁昊昱，王继新，杨永海，范久臣，韩云武，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22