[发明专利]水田装备自适应动力分配系统及方法

说明书

本发明公开了一种水田装备自适应动力分配系统，它包括发动机、离合器、减速器、前桥、后桥、分动箱、差速器，将发动机的动力通过离合器和减速器传动到分动箱，分动箱可将动力分配给前后驱动轴，在前桥驱动轴和后桥驱动轴上分别加装了行程可控的电控摩擦片式离合器，控制前驱动轴和后驱动轴的动力传递，分别在四个车轮上加装一个电控刹车器，其作用是车轮在空转造成打滑时给其一定的制动力来阻止车轮空转而出现的打滑情况，提升底盘在复杂水田环境中的牵引力，保证底盘正常行走。

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，具体地指一种水田装备自适应动力分配系统及方法。

背景技术

水田环境属于泥水混合环境，行驶环境复杂，水田动力装备在作业行走过程中容易出现沉陷和打滑的情况。现有的大部分水田动力装备四轮驱动底盘通过分动箱进行前后桥的动力分配，由于普通分动箱属于硬连接结构，四轮驱动时前后桥动力分配比为1:1，很难适应水田复杂的行走工况，而汽车工业中精密复杂的动力分配系统无法适应水田恶劣的泥水工况，且价格昂贵。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种水田装备自适应动力分配系统及方法，本发明能在底盘出现单轮打滑或多轮打滑时，实现对底盘驱动轮动力的智能分配，增强底盘在水田环境中的行走能力，降低水田动力装备的油耗。

为实现此目的，本发明所设计的水田装备自适应动力分配系统，它包括发动机、离合器、减速器、分动箱、前桥驱动轴、后桥驱动轴、前轴差速器和后轴差速器，其特征在于：它还包括前电控摩擦片式离合器、后电控摩擦片式离合器、车轮电控刹车器、车轮转速传感器、前驱动轴扭矩传感器、后驱动轴扭矩传感器和中央控制单元，其中，发动机产生的动力能通过离合器传递至减速器的输入端，减速器的输出端用于将动力传递到分动箱，分动箱的前动力输出轴和后动力输出轴分别通过前电控摩擦片式离合器和后电控摩擦片式离合器将动力传递到前桥驱动轴和后桥驱动轴，前桥驱动轴和后桥驱动轴分别与前轴差速器和后轴差速器连接，前轴差速器用于通过左前轮传动轴和右前轮传动轴将动力分别传递到左前轮和右前轮，后轴差速器用于通过左后轮传动轴和右后轮传动轴，将动力分别传递到左后轮和右后轮，所述车轮转速传感器用于检测各个车轮的转速，前驱动轴扭矩传感器和后驱动轴扭矩传感器用于检测前后桥驱动轴的扭矩，中央控制单元用于根据各个车轮的转速和前后桥驱动轴的扭矩判断当前行进状态是否出现车轮打滑，并根据是否出现车轮打滑的判断结果控制前电控摩擦片式离合器、后电控摩擦片式离合器、四个轮子的车轮电控刹车器的工作状态实现对各个车轮输出扭矩的控制。

本发明的底盘传动系统机械结构包发动机、离合器、减速器、前桥、后桥、分动箱、差速器、车轮组成。将发动机的动力通过离合器和减速器传动到分动箱，分动箱可将动力分配给前后驱动轴，在前桥驱动轴和后桥驱动轴上分别加装了行程可控的电控摩擦片式离合器，控制前驱动轴和后驱动轴的动力传递，分别在四个车轮上加装一个电控刹车器，其作用是车轮在空转造成打滑时给其一定的制动力来阻止车轮空转而出现的打滑情况，提升底盘在复杂水田环境中的牵引力，保证底盘正常行走。

本发明的有益效果：

本发明将传动轴扭矩和四个车轮速度检测数据进行分析对比，得出行走工况状态；动力控制输出器根据微处理器数据融合计算结果和智能决策方案，对驱动轴和车轮的输出动力进行调整，输出动力控制信号；控制执行单元由车轮电控刹车器和驱动轴电控离合器组成，接收动力输出控制器的控制信号，通过车轮上的电控刹车片控制车轮的转速，调整车轮的扭矩，通过前后传动轴上的电控摩擦式离合器来控制前后动力扭矩的输出比例。通过底盘行走过程中，车轮和驱动轴传感器上采集的工况信息，通过多传感器融合计算，判断底盘所处的当前状态，自动控制前后驱动轴和车轮的扭矩和转速，从而达到优化动力分配，提高底盘牵引力的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的底盘自适应动力分配控制系统运行流程图；

图3为单轮打滑状态下各车轮转速变化图；