[发明专利]一种并排四履带工程机械车转向行驶的控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械的控制领域，尤其涉及一种并排四履带工程机械车转向行驶的控制方法及系统。

背景技术

目前履带式工程机械车辆在建筑、煤矿、海边运输等施工工地得到广泛使用，由于使用环境的地质条件和特殊工况的限制，目前并排四履带工程机械车模式逐渐应用到工程机械设备中。

如图1现有并排四履带工程机械车示意图所示，四条并行排列的履带分别放置一个驱动马达(分别是第一马达1、第二马达2、第三马达3、第四马达4)，四履带工程机械车辆依靠四个驱动马达——第一马达1、第二马达2、第三马达3、第四马达4驱动实现机械设备的直线行驶、转向行驶、后退行驶等功能。在直线行驶的工况下，位于驾驶室5的驾驶员通过同时控制四个驱动马达的转速达到基本一致从而实现直线行驶；在转向行驶工况下，通过控制内侧和外侧驱动马达角速度一致，实现在一定的转向半径下转向行驶；在后退工况下，控制四个驱动马达转动方向并保持一定同步速度实现后退功能。

并排四履带工程机械车在转向行驶过程中，由于内外侧四个驱动马达转速的转速差控制参数不匹配，将会导致外侧履带进行滑转，内侧履带进行滑移。在理想情况下四条履带转向过程中，四条履带的旋转角速度一致，但是每条履带的转向半径不一致，导致每条履带的线速度不一致，结果造成四条履带的接触面与地面接触的摩擦力增大，因此履带转向矩也增大，同时发动机需要输出的功率增大。转向半径越小，履带与地面的转向矩越大，同时发动机需要输出功率越大，当超过发动机额定输出功率时候，会造成发动机严重掉速甚至发动机熄火现象；同时由于连接四个履带的履带浮箱与车的上部进行刚性连接，在履带转向过程中，通过地面摩擦力传递，工程机械车的上车车体也进行受力，这种由于转向产生的力的传递效应，就会影响整个工程机械车的使用寿命。

目前，常用的两履带工程机械的内侧和外侧履带速度控制采用转速比进行控制的方法实现转向行驶控制。由于并排四履带工程机械车在单侧的两个履带在转向工况下，如果角速度不能保持一致将会产生一个履带为驱动力方式而同侧的另一个履带为阻力方式。同时由于同侧两履带速度比参数不匹配，产生内侧低速履带侧滑和外侧高速履带滑移现象。因此借用目前两履带转向行驶控制方法无法解决并排四履带工程机械车转向行驶过程中，产生的单侧履带速度不同步的技术难题。同时由于单侧两履带角速度转动不一致，造成履带与地面的摩擦力增大，使发动机输出功率增大甚至使发动机熄火，影响整车机械结构的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种并排四履带工程机械车转向行驶的控制方法及系统，用于解决并排四履带工程机械车转向行驶工况下单侧履带转向行驶的时候角速度不一致的技术难题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种并排四履带工程机械车转向行驶的控制方法，所述方法包括以下步骤：

按照采集周期检测四个履带上的马达转速；

按照所述采集周期采集行驶手柄信号，根据采集到的手柄信号解析得到转向半径、行驶速度、行驶方向信息；

当解析出的转向半径大于或者等于第一预定值时，控制并排四履带工程机械车按照直线行驶算法控制马达；

当解析出的转向半径小于第一预定值时，控制并排四履带工程机械车按照转向行驶算法控制马达；所述转向控制算法保持四条履带的角速度一致；

在转向行驶算法中，当行驶速度大于或等于第一预定速度时，控制按照第一预定速度进行行驶控制；

当行驶速度小于第一预定速度时，控制按照从手柄解析出的所述行驶速度信息控制；

根据从操作手柄解析出的行驶方向信息，确定行驶速度最大的马达，根据角速度和转向半径和履带之间的几何关系，计算出每条履带的速度控制参考设置值；

转向控制算法根据计算出来的每条履带的速度控制参考设置值分别对每个马达转速进行控制，当马达的实际转速与转速控制参考设定值的差值大于第一预定速度差值时，控制减小相应的马达输出；

当马达的实际转速与转速控制参考设定值的差值小于负的第一预定速度差值时，控制增大相应的马达输出；否则控制马达保持当前的输出状态。

优选地，所述方法还包括：

当分别对四个马达的输出进行调整完成后，如果检测到发动机转速掉速，则将四个马达的输出同时按照同比例系数缩小，保证马达输出同比例减小后，四履带转向的角速度保持一致；如果发动机转速没有掉速，则对马达进行实时控制并保持当前调整后的马达输出状态。

优选地，所述发动机转速掉速为发动机掉速范围增大到原来速度的30％。

优选地，所述采集周期为10ms。