[发明专利]用于前轮驱动的转矩控制

说明书

技术领域

本公开内容涉及前轮驱动装置，并且具体地，涉及诸如自动平地机之类的作业车辆上的前轮驱动装置的控制。

背景技术

传统作业车辆，例如，自动平地机，包括全轮驱动能力，其中至少一个马达用于驱动前轮，传动装置用于将来自发动机或者可能电动机的动力传递至后轮。在车辆转向期间，前轮可以沿弓形或圆形路径行驶，并且在前轮的直径等于后轮时，为了车辆效率以及操作体验，可要求前轮以比后轮大的速度旋转，因为前轮可行驶更大的距离。此外，可要求转向外径上的前轮(外轮)以比转向内径上的前轮(内轮)的速度更大的速度旋转，因此外轮的路径具有比内轮行驶的路径大的半径。

传统作业车辆采用开放式差速器和受限差速器的变型来解决这些挑战，所述受限差速器的变型包括：限滑差速器；和能够在左和右车轮的实际速度和预测速度之间的阈值差值(滑动的检测)处自锁、被手动锁定或经由软件锁定的差速器。在解决由上述布置呈现的挑战的努力中，一些解决方案基于前轮的转向角和(在诸如自动平地机之类的车辆的情况下)车辆的铰接角一直监测和独立地控制每个前轮的转速。后面的解决方案具有需要妥协的各种缺点。

发明内容

发明人已经认识到，仅仅对每个前轮的速度进行独立的控制可能不能针对平均速度和差速的独立响应特性提供直接的控制。这种方法包括两个控制回路：一个用于右轮，另一个用于左前轮。因此，一方面在加速和负载接受平稳度之间存在折衷，另一方面在操纵和横向牵引力之间存在折衷。对前轮主动性(aggressiveness)和滑动来说重要的前轮平均速度是不受控制的；它是两个回路的负载和控制性能的副作用。对转向性能来说重要的两个前轮的速度差未被直接地控制；它是两个速度回路的负载和性能的副作用。

本发明可通过直接地和独立地控制前轮的均速和差速响应特性来直接解决上述挑战。本发明还可以控制后轮的响应特性以改善整体效率和操作体验。

附图说明

图1描绘了利用本发明的示例性作业车辆；

图2描绘了将要用在图1的示例性作业车辆中的车轮驱动控制系统的第一示例性实施例的示意图；

图3描绘了车轮驱动控制系统的第二示例性实施的示意图；

图4描绘了图2和3的示例性驱动系统中用于确定平均转矩的示例性流程图。

具体实施方式

现在将详述本发明的示例性实施例。在场合允许的情况下在整个描述中将采用相同的附图标记。

图1描绘了示例性的作业车辆，即自动平地机1，其可以利用本发明。图1的自动平地机1可以包括：具有转向装置11和座位的驾驶室10；前部20，其具有前框架20a、动力左前轮21、动力右前轮22(图1中未示出，见图2和图3)；后部30，其包括后框架30a、串联装置31；后轮32，33；以及铰接机构40，其包括用于前部和后部20，30之间的角度调整的铰接接头和铰接油缸。还可包括串联装置31，其中后轮32从该串联装置31接收动力。自动平地机1还可包括用于在作业车辆1在地面上行进时移动泥土的作业工具50。

图2呈现了用于图1的自动平地机的左和右前轮21，22以及后轮32，33的车轮驱动控制系统100的第一示例性实施例的示意图。如图所示，其中，驱动系统100可以包括：串联装置31，后轮32，33可以通过该串联装置31接收动力；传动装置34；传动装置控制器110，其可与传动装置34通信并可操作地连接至传动装置34；左静液压传动装置120；和右静液压传动装置130。传动装置控制器110还可与以下部件通信：发动机控制器单元(ECU)36；左前轮速度传感器126；左前轮角度传感器127；右前轮速度传感器136；右前轮角度传感器137；和后速度传感器34a。具有检测和发送踏板位置的特征的加速踏板或节流油门37可以与ECU 36通信以对发动机35进行节流。如图2所示，车辆速度传感器，例如，雷达检测器160，也是可用的并且与传动装置控制器110通信。如图所示，传统的铰接角度传感器43可用于检测前部和后部20、30之间的铰接角度。

如图所示，左静液压传动装置120可以包括：具有可变排量的左液压泵121；用于定位左泵斜盘121a的左泵螺线管122；左液压马达123；用于定位左马达斜盘123a的左马达螺线管124；和用于检测左液压泵121和左液压马达123之间的压差的左压力传感器125。传动装置控制器110与左压力传感器125通信并可操作地连接至左泵螺线管122和左马达螺线管124。