[發明專利]一種拖拉機可調節自適應負載換向控制裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202210324857.3
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114572217A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 王永;王建華;付田志;張釧釧;元寧;付世玉;吳利謙;王夢華;周俊衛;劉伊濱;房威力;譚俊杰;尹海峰;郭富強
• 申請（專利權）人: 第一拖拉機股份有限公司
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18
• 代理公司: 洛陽公信聯創知識產權代理有限公司 41190
• 代理人: 王學鵬

1.一種拖拉機可調節自適應負載換向控制裝置，包括負載換向控制裝置及該裝置的控制模塊，其特征在于：

所述負載換向控制裝置包括液壓源、前進及后退濕式離合器和液壓控制模塊；液壓源為發動機帶動液壓泵獲得的恒定壓力源，液壓油通過液壓油路傳送至液壓控制模塊，液壓控制模塊控制液壓油路的回路開通、關斷，從而控制前進和后退離合器的結合、分離；

所述負載換向控制裝置的控制模塊包括換向控制器、速度傳感器、操作手柄、換向靈敏度旋鈕和用于控制液壓控制模塊的比例電磁閥；

所述換向控制器集成了信號采集模塊、車輛狀態計算模塊、自適應控制扭矩計算模塊、驅動及通信模塊、故障診斷模塊和安全保護模塊；所述信號采集模塊通過換向控制器連接的操作手柄和換向靈敏度旋鈕采集駕駛員的操作動作，同時采集車輛傳動系的速度信號及發動機的輸入扭矩信號；所述車輛狀態計算模塊根據信號采集模塊采集的信號對駕駛員的操作意圖進行判斷，同時對車輛狀態和車輛工況進行計算；所述自適應控制扭矩計算模塊根據車輛狀態計算模塊判定的駕駛員的操作意圖和車輛狀態及工況，實時計算控制車輛負載起步或換向需要的扭矩；所述驅動及通信模塊根據計算扭矩，通過閉環控制方式控制比例電磁閥的開度，進而通過比例電磁閥控制前進和后退濕式離合器，同時進行總線信息交互；所述故障診斷模塊對車輛的故障信息進行診斷，同時發給安全保護模塊和驅動及通信模塊。

2.如權利要求1所述的一種拖拉機可調節自適應負載換向控制裝置，其特征在于：在所述前進和后退濕式離合器的從動端和傳動系輸出端均加裝有轉速傳感器，對離合器結合過程和結合后的轉速進行實時的采集，為負載換向控制裝置的控制模塊實時提供離合器結合和分離信息，同時提供車輛的車速信息；所述換向靈敏度旋鈕旋轉至不同的位置，控制車輛選擇不同的負載起步和負載換向速度。

3.如權利要求1所述的一種拖拉機可調節自適應負載換向控制裝置，其特征在于：所述的車輛狀態計算模塊，通過信號采集模塊采集的信息，判斷駕駛員的操作意圖，將駕駛員操作劃分為起步模式和換向模式，根據轉速信號計算離合器的實時速差和車輛的實時車速，同時根據發動機的扭矩信號，計算折算到前進離合器和后退離合器名義上完全結合傳遞的扭矩，為自適應控制扭矩計算模塊提供數據支持。

4.如權利要求3所述的一種拖拉機可調節自適應負載換向控制裝置，其特征在于：所述的自適應控制扭矩計算模塊，接收信號采集模塊的信息，根據車輛狀態計算模塊劃分的駕駛員操作模式，對起步模式和換向模式進行不同的算法構建，從而計算出不同的離合器結合和分離要求的扭矩曲線。

5.如權利要求4所述的一種拖拉機可調節自適應負載換向控制裝置，其特征在于：所述的自適應控制扭矩計算模塊的起步模式，將離合器的結合過程分為快速充油階段、結合進行階段和結合完成階段；快速充油階段結束根據剩余充油時間決定，結合進行階段結束根據結合離合器的速差變化決定；

所述的自適應控制扭矩計算模塊的換向模式，將過程包括離合器打開階段和離合器閉合階段；離合器打開階段包括預打開階段、打開進行階段和完全打開階段，離合器閉合階段包括預結合階段、結合進行階段和完全結合階段；

打開進行階段和結合進行階段均通過自適應閉環控制方式進行控制；打開離合器和閉合離合器控制過程中要求扭矩通過控制算法進行交叉。

6.如權利要求3所述的一種拖拉機可調節自適應負載換向控制裝置，其特征在于：所述的安全保護模塊，根據車輛狀態計算模塊計算的信息以及故障診斷模塊傳遞的故障信息，對車輛安全和人身安全進行一定的保護；

當車輛速度大于12km/h時，為保護人身安全和車輛安全，禁止進行負載換向，如若進行換向操作，將斷開前進和后退離合器；

啟動發動機時，若方向桿在前進或后退位置，安全保護模塊會將方向桿狀態視為無效，避免車輛意外起步；

當故障診斷模塊檢測到離合器打滑故障后，安全保護模塊會強制切斷前進和后退離合器，避免離合器的進一步損壞；

安全保護模塊對換向時間和起步時間進行計時，如若超時，為避免離合器長時間滑摩而燒毀，則通過切斷前進和后退離合器進行保護；

當檢測到車輛實際方向與駕駛要求的方向不一致時，安全保護模塊也會啟動保護措施。