CN111267950A - 机动车辆及其转向行走控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机动车辆及其转向行走控制系统,该转向行走控制系统包括控制单元、方向盘、角度传感器、左双向比例阀和右双向比例阀、左行走电控泵和右行走电控泵、左行走马达和右行走马达,所述角度传感器用于检测所述方向盘的转动角度,所述控制单元根据所述角度传感器所测得的转动角度,控制所述左双向比例阀和所述右双向比例阀的电流大小,从而控制所述左行走电控泵和所述右行走电控泵,进而通过所述左行走马达和所述右行走马达,实现所述机动车辆的左转或右转。
Description
技术领域
本发明涉及一种收获机械装置技术领域,具体涉及收获机械转向行走控制。
背景技术
转向行走是收获机械中的关键环节,因此改善驾驶员的操纵舒适性和工作环境、减小劳动强度、可靠安全成了收获机械发展的必然趋势。目前,根据现有技术,在田间作业左右转弯或掉头时,需要在手柄上操作按键实现,易误操作,而且从人机工程学角度,不便于操作。
发明内容
本发明鉴于现有技术的以上缺点做出,用以解决或缓解现有技术的以上缺点,至少提供一种有益的选择。
根据本发明的一个方面,提供了一种转向行走控制系统,用于机动车辆,所述转向行走控制系统包括控制单元、方向盘、角度传感器、左双向比例阀和右双向比例阀、左行走电控泵和右行走电控泵、左行走马达和右行走马达,所述角度传感器用于检测所述方向盘的转动角度,所述控制单元根据所述角度传感器所测得的转动角度,控制所述左双向比例阀和所述右双向比例阀的电流大小,从而控制所述左行走电控泵和所述右行走电控泵,进而通过所述左行走马达和所述右行走马达,实现所述机动车辆的左转或右转。
根据本发明的一种实施方式,所述转向行走控制系统还包括行走手柄,所述行走手柄用于控制所述机动车辆车辆前行还是后退。
根据本发明的一种实施方式,所述角度传感器固定在所述方向盘的转向柱的底部,从而检测所述方向盘的转动角度。
根据本发明的一种实施方式,所述角度传感器、左双向比例阀和所述右双向比例阀通过线束总成连接到控制单元。
根据本发明的一种实施方式,所述转向行走控制系统还包括监控单元,所述监控单元通过CAN总线与所述控制单元相连,用于显示和设置转向相关参数。
根据本发明的一种实施方式,所述监控单元包括转动角度变化率监控模块,所述转动角度变化率监控模块包括转动角度变化率显示单元和转动角度变化率最大阈值设定单元。
根据本发明的一种实施方式,所述监控单元将最终确认的转动角度变化率反馈给控制单元,控制单元控制所述左双向比例阀和所述右双向比例阀的电流大小,从而控制控制转向速度。
根据本发明的一种实施方式,所述控制单元根据所述角度传感器检测到的所述方向盘的转动角度,计算所述方向盘的转动角度的变化率,根据所述转动角度的变化率,确定转向速度。
根据本发明的一种实施方式,所述控制单元根据所述角度传感器检测到的所述方向盘的转动角度,计算所述方向盘的转动角度的变化率,根据所述转动角度的变化率以及所述机动车辆的重心位置,确定转向弧度。
根据本发明的另一方面,提供了一种机动车辆,其使用以上所述的转向行走控制系统。
附图说明
附图只是示意性的,不是按比例绘制的。也没有示出与理解本发明的技术方案无关的其他部件。
图1示出了依据本发明的一种实施方式的转向行走控制系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。这些说明都是示例性的,用以使本领域技术人员能够实施本发明,并不是对本发明的保护范围的限制。
图1示出了依据本发明的一种实施方式的转向行走控制系统的示意图。如同1所示,依据本发明的一种实施方式的可用于机动车辆的转向行走控制系统包括控制单元1、方向盘2、角度传感器3、双向比例阀(左双向比例阀41和右双向比例阀42)、行走电控泵(左行走电控泵51和右行走电控泵52)、行走马达(左行走马达61和右行走马达62)。这里的机动车辆可以例如为甘蔗收割机等收获机。
角度传感器3用于检测方向盘的转动角度,控制单元1根据角度传感器3所测得的转动角度,控制左双向比例阀41和右双向比例阀42的电流大小,从而控制左行走电控泵51和右行走电控泵52的流量,进而通过左行走马达61和右行走马达62,实现车辆左转或右转。
左行走马达61和右行走马达62与左右车轮的连接关系与控制可以使用现在已知和未来知悉的各种技术实现,均在本发明的保护范围内。
根据一种实施方式,角度传感器3固定在方向盘2的转向柱的底部,从而检测方向盘2的转动角度。
根据一种实施方式,角度传感器3、双向比例阀通过线束总成连接到控制单元1。
根据一种实施方式,该机械转向行走控制系统还包括行走手柄7,该行走手柄7用于控制车辆前行还是后退。根据一种实施方式,行走手柄推到向前位置,车辆向前行走,当行走手柄推到向后位置,车辆向后行走。
根据本发明的实施方式,当希望车辆直行时,方向盘处于初始位置,角度传感器检测的角度为0。控制单元1使左双向比例阀41和右双向比例阀42的电流大小相同,从而左行走电控泵51和右行走电控泵52的流量相同。此时,车辆直行。当希望车辆转弯时,转动方向盘,角度传感器检测到转动角度(圈数)。控制单元1使向左双向比例阀41和右双向比例阀42的电流大小不同,从而左行走电控泵51和右行走电控泵52的流量不同,通过控制这两个泵的流量差值,实现车辆左转或右转。
根据本发明的技术方案,相比现有技术,通过方向盘控制转向,操作方式更轻松,符合人机工程,也不会误操作,控制更精准更安全;自动化程度高,维护方便,特别田间掉头非常轻松省力。
根据一种实施方式,该机械转向行走控制系统还包括监控单元8。监控单元8的主要功能是监控和显示整车数据运行状况,可以包括以下参数中的一种或更多种:如发动机转速、机油压力、发电机充电状态、整车工作压力等关键参数。监控单元8还可用于编辑相关参数,各输入输出信号故障自诊断等,监控单元8通过CAN总线与控制单元1相连。当需要查看机器运行状况时,按下监控单元8的按键,可以编辑有关参数:如要修改发动机冷却水温的报警点由原来的103℃修改为105℃,可以通过操作按键PgUp或PgDn,然后输入相应的数据,按下监控单元的确认键,通过CAN总线通讯,将数据传送给控制单元1从而水温报警点就变为105℃。
控制单元1根据驾驶员通过监控单元8所设置的水温报警点和当前水温,控制提供给左双向比例阀和右双向比例阀的电流大小,从而控制转向速度。即可以控制通过左双向比例阀41的电流与右双向比例阀42的电流的绝对值以及这两个绝对值的差,从而控制转向速度。控制转向速度,从而使转向不会导致水温与水温报警点之间的差低于预定值。
还可进行如下的设置:发动机与控制单元之间CAN总线通讯网络是否正常自诊断;车辆保养信息是否自动提醒;各输入输出信号故障诊断是否智能化等。
根据一种实施方式,监控单元包括转动角度变化率监控模块,转动角度变化率监控模块包括转动角度变化率显示单元和转动角度变化率最大阈值设定单元。当实际输入的转动角度变化率小于设定的最大阈值时,监控单元将实际转动角度变化率反馈给控制单元;当实际输入的转动角度变化率大于设定最大阈值时,监控单元将最大阈值反馈给控制单元,并在监控单元发出警报信号。控制单元根据监控单元反馈的转向角度信息,控制通过左双向比例阀和所述右双向比例阀的电流大小,从而控制转向速度。
根据一种实施方式,监控单元还包括转向速度显示单元和转向速度最大阈值设定单元。在显示实际转向速度的同时,减少转向速度过大导致的翻车事故。
角度传感器检测方向盘的转动角度,并反馈给控制单元,控制单元计算方向盘的转动角度变化率,并反馈给监控单元,监控单元与设定最大阈值对比后将最终确认的角度变化率反馈给控制单元,然后控制单元控制向左双向比例阀41和右双向比例阀42的电流大小不同,从而左行走电控泵51和右行走电控泵52的流量不同,通过控制这两个泵的流量差值,实现车辆左转或右转,并确定转向速度,这样的方式能够很好地贯彻驾驶员传达的转向紧迫性。
根据一种实施方式,控制单元1根据角度传感器3检测到的方向盘2的转动角度,计算方向盘2的转动角度的变化率,根据转动角度的变化率以及机动车辆的重心位置,确定转向弧度。转向弧度体现转向弯度的大小,受转向速度的影响。过于急的转向,可能会导致车辆重心失衡。根据本发明的实施方式,根据重心位置调整转向弧度,可以在一个转弯的过程中,随着车辆重心的变化而多次改变转向弧度,能够提高转向的安全性。
根据一种实施方式,控制单元1根据角度传感器3检测到的方向盘2的转动角度,计算方向盘2的转动角度的变化率,根据转动角度的变化率、机动车辆的重心位置以及转向障碍物的情况,确定转向弧度。
转向弧度体现转向弯度的大小,过于急的转向,可能会导致车辆重心失衡,另外障碍物会导致事故发生。根据本发明的实施方式,根据重心位置和障碍物调整转向弧度,可以在一个转弯的过程中,随着车辆重心的变化以及所能检测到的障碍物而多次改变转向弧度,既能贯彻驾驶员意图,也能够提高转向的安全性。
根据一种实施方式,该机械转向行走控制系统还包括钥匙开关9。钥匙开关9的功能是整车控制电源,当钥匙开关9打到开(ON)的位置时,整车电源接通。钥匙开关9与控制单元1相连,钥匙开关9打到ON的位置时,控制单元1通电工作。
根据本发明的实施方式,具有如下的优点,1)作业时符合人机工程、操作更轻松,特别田间掉头时更安全;2)控制精准。由于该系统为闭环系统,角度传感器为高精度反馈元件,线性度±1.0%,当车辆转弯控制时,方向盘输入某一角度信号给控制单元1,设定角度信号和实际转弯角度信号进行比较,通过控制单元1的运算控制始终使车辆保持平稳运行;3)节能。和传统转向系统比较,该系统没有液压转向器和液压油缸,通过控制单元1控制左右两泵流量差,从而实现对左右两个行走马达的差速控制,更节能稳定);4)维护更方便。由于该系统取消了液压转向器和液压油缸,采用电比例控制技术,和传统转向控制比较,元件少,油液泄漏点降低,维护更方便;5)可实现自动驾驶。该系统只需将普通方向盘更换为MDU电动方向盘,很容易实现自动驾驶,不需要增加独立的控制器单元和电比例阀和角度传感器等元件。
以上对实施方式的描述都是示例性的,不是对本发明的保护范围的限制。根据本发明的技术提示,对本公开的各种实施方式的各种修改和变形,在本发明权利要求及其等同的范围内的,都在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种转向行走控制系统,用于机动车辆,所述转向行走控制系统包括控制单元、方向盘、角度传感器、左双向比例阀和右双向比例阀、左行走电控泵和右行走电控泵、左行走马达和右行走马达,
所述角度传感器用于检测所述方向盘的转动角度,
所述控制单元根据所述角度传感器所测得的转动角度,控制所述左双向比例阀和所述右双向比例阀的电流大小,从而控制所述左行走电控泵和所述右行走电控泵,进而通过所述左行走马达和所述右行走马达,实现所述机动车辆的左转或右转。
2.根据权利要求1的转向行走控制系统,其特征在于,所述转向行走控制系统还包括行走手柄,所述行走手柄用于控制所述机动车辆前行还是后退。
3.根据权利要求1的转向行走控制系统,其特征在于,所述角度传感器固定在所述方向盘的转向柱的底部,从而检测所述方向盘的转动角度。
4.根据权利要求1的转向行走控制系统,其特征在于,所述角度传感器、左双向比例阀和所述右双向比例阀通过线束总成连接到控制单元。
5.根据权利要求1的转向行走控制系统,其特征在于,所述转向行走控制系统还包括监控单元,所述监控单元通过CAN总线与所述控制单元相连,用于显示和设置转向相关参数。
6.根据权利要求5的转向行走控制系统,其特征在于,所述监控单元包括转动角度变化率监控模块,所述转动角度变化率监控模块包括转动角度变化率显示单元和转动角度变化率最大阈值设定单元。
7.根据权利要求6的转向行走控制系统,其特征在于,所述监控单元将最终确认的转动角度变化率反馈给控制单元,控制单元控制所述左双向比例阀和所述右双向比例阀的电流大小,从而控制转向速度。
8.根据权利要求5的转向行走控制系统,其特征在于,所述控制单元根据所述角度传感器检测到的所述方向盘的转动角度,计算所述方向盘的转动角度的变化率,根据所述转动角度的变化率,确定转向速度。
9.根据权利要求5的转向行走控制系统,其特征在于,所述控制单元根据所述角度传感器检测到的所述方向盘的转动角度,计算所述方向盘的转动角度的变化率,根据所述转动角度的变化率以及所述机动车辆的重心位置,确定转向弧度。
10.一种机动车辆,其使用所述权利要求1到9任一项所述转向行走控制系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 241080 16 e - Xi Road, San Shan Economic Development Zone, Wuhu, Anhui Applicant after: Zhonglian Agricultural Machinery Co.,Ltd. Address before: 241080 Anhui province Wuhu City mountain Economic Development Zone E Xi Road No. 16 Applicant before: ZOOMLION HEAVY MACHINERY Co.,Ltd. |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200612 |