一种底盘多模式调高控制系统及控制方法与流程

本发明涉及一种车辆姿态控制系统及控制方法，特别是涉及一种车辆底盘控制系统及控制方法。

背景技术：

特种运载车辆平台满载和空载时整车质量差别较大，对底盘的悬架高度、车桥姿态等控制状态要求较高，要求满足对车辆底盘状态转换平顺性、转换过程操稳性、车辆行驶安全性和底盘通过性，使得在公路运输和铁路运输的多工况模式下都能在最佳车架高度状态下行驶和工作。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种底盘多模式调高控制系统及控制方法，用于解决现有底盘控制无法适应高负载多轴运载平台在多种工作模式时高效控制的技术问题。

本发明的底盘多模式调高控制系统，包括hmi模块、控制器、调高执行机构和传感装置，其中：

hmi模块，用于接收底盘的工况状态信息以图文形式显示，提供人机交互界面输入控制指令；

控制器，用于接收控制指令根据内置控制逻辑形成调高执行机构的控制数据，接收调高执行机构的状态数据和相关传感器数据形成底盘的工况状态信息；

调高执行机构，用于根据控制数据调整相应的油气悬架行程，改变油气悬架支撑位置的底盘高度；

传感装置，用于采集调高执行机构和底盘的高度数据和压力数据，实时发送控制器。

所述调高执行机构包括控制阀组、液压油路和油气悬架，其中：

液压油路，用于形成油气悬架的液力传导通道；

控制阀组，用于接收控制数据形成的功率信号，形成相应液力传导通道中液压油的流入、流出和保持；

油气悬架，用于支撑底盘，随液力传导通道中的液力大小改变行程。

所述传感装置包括压力传感器、角度传感器和传动杆系机构，其中：

压力传感器，用于采集油气悬架支撑位置的压力变化；可以有效检测底盘负荷状态。

角度传感器，用于采集传动杆系机构的变化角度；

传动杆系机构，用于连接底盘与油气悬架横臂的传动结构，形成可测量的角度变化。

所述hmi模块与控制器通过can总线数据连接，控制器通过can总线数据连接控制阀组的控制端，控制器通过can总线数据连接传感装置的输出端。

所述控制阀组包括第一阀组、第二阀组和第三阀组，其中：

第一阀组包括控制底盘的前部车桥右侧油气悬架的液压油路的阀块，包括升高阀块s1和下降阀块y1，以及前部车桥左侧油气悬架的液压油路的阀块，包括升高阀块s2和下降阀块y2；

第二阀组包括控制底盘的后部车桥右侧油气悬架的液压油路的阀块，包括升高阀块s3和下降阀块y3，以及后部车桥左侧油气悬架的液压油路的阀块，包括升高阀块s4和下降阀块y4；

第三阀组包括油源控制阀块t1，用于保证调高执行机构正常工作时的压力和流量。

所述控制阀组还包括在车桥同侧的油气悬架的串通管路中设置备用控制阀t2，用于当调高执行机构失效时，通过外接油源进行手动调高。

底盘多模式调高控制系统的控制方法，包括：

通过hmi模块，启动自动调节过程；

控制器根据预置策略形成平衡位置数据；

控制器同时向底盘左前、右前、左后、右后各支撑位置的油气悬架发送控制数据调节油气悬架行程；

判断过程：判断各支撑位置与平衡位置差异：

个点操作过程：当支撑位置低于平衡位置时，根据个点操作方法，升高车架直至达到平衡位置，关闭相应升高阀；当支撑位置高于平衡位置时，根据个点操作方法，降低车架直至达到平衡位置，关闭相应下降阀；

顺序调节过程：控制器通过传感装置输出状态判断先到达平衡位置的油气悬架，通过hmi模块发出提示信号，并关闭相应升高下降阀，保持油压；然后按照右前、右后、左后、左前的方位顺序，参考个点操作方法使油气悬架逐一调节至平衡位置；

当判断底盘的右前、右后、左后、左前方位都达到平衡位置时，结束自动调节过程，当判断未达到平衡位置时，重新开始判断过程、个点操作过程和顺序调节过程。

本发明的底盘多模式调高控制系统及控制方法，以控制系统为核心，通过采集各个关键位置传感器的信号，实时得到底盘的高度状态，通过相应的控制算法，向控制阀组输出控制信号，控制相应位置的油气悬架进油或回油，将底盘高度自动调整至预定的工作状态；也可通过分步调高功能，根据使用需求任意调整发射平台的姿态；系统设有备用接口，可通过外界动力油源实现调高。提高了特种车底盘的机动能力和安全性，保证特种车底盘在任何载荷下都具有良好的平顺性、操稳性、行驶安全性和通过性，都能在最佳车架高度状态下行驶和工作，同时能够满足铁路运输的要求。

附图说明

图1为本发明底盘多模式调高控制系统的架构示意图。

图2为本发明底盘多模式调高控制系统的控制电路示意图。

图3为本发明底盘多模式调高控制系统的调高执行机构结构示意图。

图4为本发明底盘多模式调高控制系统的控制过程示意图。

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详细说明。

如图1所示，本实施例的底盘多模式调高控制系统包括hmi模块、控制器、调高执行机构和传感装置，其中：

hmi模块，用于接收底盘的工况状态信息以图文形式显示，提供人机交互界面输入控制指令；作为人机交互界面，主要用来显示调高过程中底盘及调高系统自身的状态信息(底盘高度、载荷状态、各调高点压力等)和接受操作指令，如调高方式(自动调高或分步调高)、调高目标状态(公路行驶或铁路运输)等信息。

控制器，用于接收控制指令根据内置控制逻辑形成调高执行机构的控制数据，接收调高执行机构的状态数据和相关传感器数据形成底盘的工况状态信息；

调高执行机构，用于根据控制数据调整相应的油气悬架行程，改变油气悬架支撑位置的底盘高度；

传感装置，用于采集调高执行机构和底盘的高度数据和压力数据，实时发送控制器。

本实施例的底盘多模式调高控制系统利用控制器预置自动调高、分布调高和后被调高等多种控制策略，可以针对通用和特定的行驶状态或运输状态形成油气悬架的可靠控制，并实时监控所有油气悬架的独立工况和油气悬架制成的底盘的工况状态。

本实施例中，调高执行机构包括控制阀组、液压油路和油气悬架，其中：

液压油路，用于形成油气悬架的液力传导通道；

控制阀组，用于接收控制数据形成的功率信号，形成相应液力传导通道中液压油的流入、流出和保持；

油气悬架，用于支撑底盘，随液力传导通道中的液力大小改变行程。

本实施例中，传感装置包括压力传感器、角度传感器和传动杆系机构，其中：

压力传感器，用于采集油气悬架支撑位置的压力变化；可以有效检测底盘负荷状态。

角度传感器，用于采集传动杆系机构的变化角度；传动杆系机构角度的变化对应调高过程中各个油气悬架横臂与车架之间的角度值，通过角度测量可以形成底盘车架的高度信息。

传动杆系机构，用于连接底盘与油气悬架横臂的传动结构，形成可测量的角度变化。

本实施例的底盘多模式调高控制系统在保证底盘平顺性的基础上，提高了底盘调高的精度和效率，减小了环境因素对调高的影响，简化了调高操作，缩短了调高时间，能够适应多种载荷和特定工况的需要，提高了发射平台公路和铁路的机动能力和安全性。在满足功能要求的同时推动了底盘信息化水平，同时也带动了底盘专业能力的提升。

如图2所示，本实施例中，hmi模块与控制器通过can总线数据连接，控制器通过can总线数据连接各阀的控制端，控制器通过can总线数据连接传感器的输出端。

控制器内部采用can总线协议进行通讯，并具备自我诊断功能，能够对传感器的供电、数据，电气线路的短路、断路，can总线通讯状态等故障状态进行诊断。将处理好的各类数据打包，根据实际模拟需求，在can总线中回放，实现正常、异常等流程的模拟。

如图3所示，调高执行机构的控制阀组包括第一阀组、第二阀组和第三阀组，第一阀组包括控制底盘的前部车桥右侧油气悬架的液压油路的阀块(升高阀块s1和下降阀块y1)，以及前部车桥左侧油气悬架的液压油路的阀块(升高阀块s2和下降阀块y2)；第二阀组包括控制底盘的后部车桥右侧油气悬架的液压油路的阀块(升高阀块s3和下降阀块y3)，以及后部车桥左侧油气悬架的液压油路的阀块(升高阀块s4和下降阀块y4)；第三阀组包括油源控制阀块t1，用于保证调高执行机构正常工作时的压力和流量。

应用中，底盘升高时，底盘液压系统的高压油经控制阀组后进入油气悬架，油气悬架伸长；底盘降低时，油气悬架缩短，油液经控制阀组后回油箱。

在车桥同侧的油气悬架的串通管路中设置备用控制阀t2，用于当调高执行机构失效时，通过外接油源进行手动调高。

如图4所示，本实施例的底盘多模式调高控制系统的控制方法，采用自动调高的过程包括：

通过hmi模块，启动自动调节过程；

控制器根据预置策略形成平衡位置数据；

控制器同时向底盘左前、右前、左后、右后各支撑位置的油气悬架发送控制数据调节油气悬架行程；

判断过程：判断各支撑位置与平衡位置差异：

个点操作过程：当支撑位置低于平衡位置时，根据个点操作方法，升高车架直至达到平衡位置，关闭相应升高阀；当支撑位置高于平衡位置时，根据个点操作方法，降低车架直至达到平衡位置，关闭相应下降阀；

顺序调节过程：控制器通过传感装置输出状态判断先到达平衡位置的油气悬架，通过hmi模块发出提示信号，并关闭相应升高下降阀，保持油压；然后按照右前、右后、左后、左前的方位顺序，参考个点操作方法使油气悬架逐一调节至平衡位置；

当判断底盘的右前、右后、左后、左前方位都达到平衡位置时，结束自动调节过程，当判断未达到平衡位置时，重新开始判断过程、个点操作过程和顺序调节过程。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。