一种轮式机械液压行驶系统的控制装置及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种轮式机械液压行驶系统的控制装置及方法。
【背景技术】
[0002]静压驱动广泛应用于移动机械，如图所示图1，由于其行驶驱动系统中，发动转速、主栗排量、行驶阀开度，行走马达排量等参数的变化都会引起行驶速度的变化，其输入是一个多变量的系统，因控制的参数多，因此传统的静压驱动行驶系统其一般的控制方式是行驶前固定发动机油门等参数仅靠调节行驶阀开度来控制行驶速度。传统的液压行驶系统如图2所示，液压脚踏(60)控制行走控制阀(10)，而第一电磁阀(9)控制行驶方向是前进还是后退，由于这种行驶方式在机器行驶过程中行走控制阀(10)不一定在最大行程位置，特别是在最大行程位置以下时都会存在节流的问题，并且发动机转速与行走控制阀(10)对应的关系不时实时匹配的。在复杂的路况当中，驾驶员需要根据不同的路况情况采取不同的控制方式或及时快速地调整控制策略，而现有控制方法无法满足这些需求导致了驾驶员长时间驾驶后容易出现疲劳、高油耗、低性能、无法根据需求来调节，包括行驶启动冲击、巡航行驶、爬坡行驶、不同需求的倒车方式等等，因此为了改善上述的确定需要实现液控到电控的控制方式的转变，实现更加灵活、快速的控制响应与适应不同的路面行驶工况，达到舒适、节能、更好的驾驶感受和个性需求，急需提出一种轮式机械液压行驶系统的新的控制装置及方法。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是为了避免上述在发动机高速时低速行驶所带来的能量损失或发动机低速时行驶速度加不起来这种操纵感差、冲击大、控制灵活性差的问题，提供了一种轮式机械液压行驶系统的控制装置及方法。
[0004]一种轮式机械液压行驶系统的控制装置，包括行程检测机构、速度检测机构、压力检测机构、输入机构、电磁阀组以及控制单元；
[0005]所述行程检测机构与控制单元连接，获取加速踏板行程信号传输到控制单元；
[0006]所述速度检测机构与控制单元连接，获取轮式机械行驶速度并传输到控制单元；
[0007]所述压力检测机构与控制单元连接，行走制动阀的制动压力并输入到控制单元；
[0008]所述电磁阀组至少包括三个电磁阀，第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀，所述第一电磁阀设置于行走控制阀的先导控制油路上，所述第二电磁阀设置于液压马达排量调节机构的先导控制油路上，所述第三电磁阀与液压栗的开度调节机构相连；电磁阀组受控于所述控制单元；
[0009]所述控制单元依据输入机构输入的轮式液压行驶模式，利用实时采集的加速踏板行程信号、发动机转速与轮式机械行驶速度，对照预先设定的加速板行程-发动机转速-液压栗开度的最佳匹配关系表，对第三电磁阀进行控制实时改变液压栗开度。
[0010]还包括节流单元，所述节流单元包括第一节流装置(27)、第二节流装置(29)、第三节流装置(36)及第四节流装置(37);
[0011]所述第一节流装置(27)和第三节流装置(36)分别设置在行走控制阀(10)的两个进油口上，所述第二节流装置(29)和第四节流装置(37)分别设置在行走控制阀(10)的两个回油口上，且第三节流装置(36)与第一单向阀(32)串联，第四节流装置(37)于第二单向阀
(33)串联。
[0012]—种轮式机械液压行驶系统的控制方法，采用所述的控制装置，对轮式机械液压行驶系统进行如下控制:
[0013]I)当加速踏板低于阀值SI行程时，控制单元输出结果为默认值，发动机转速不调整，具体SI阀值根据踏板行程与输出信号的特性曲线来确定；
[0014]2)加速控制
[0015]当加速踏板行程S大于阀值SI且增量大于阀值Sm时，加速踏板行程增加时，加速踏板行程从Si增加到Si+1，控制单兀调整发动机转速为Ni+1，发动机Ni+Ι与踏板行程Si + Ι对应，发动机转速Ni经过一段时间Ta后，控制单元控制第三电磁阀的电流逐步增加到与发动机转速Ni + Ι对应的Ii + Ι电流值，不同的加速踏板行程一一映射到不同的发动机转速稳定值，即(Si+1)-(N i+l)-(I i+1)一一映射，该映射关系根据实际调试得到最佳匹配值，加速踏板行程S1、发动机转速N1、电磁阀电流Ii的最优值确定根据加速踏板的行程与输出信号的特性曲线、发动机外特性曲线、液压栗的压力-流量特性曲线来确定静态的匹配值，在此基础上对机器进行调试并根据发动机转速的掉速率来确定是否达到最佳匹配点，掉速率一般控制在10%以内；
[0016]3)减速控制
[0017]当加速踏板行程S大于阀值SI且行程减少量的绝对值大于阀值Sm时，加速踏板行程从Si减少到S1-1，踏板检测机构把检测值S1-1输入控制单元，控制单元控制第三比例阀的电流逐步减少到与S 1-1对应的I 1-1电流值，I 1-1经过一段时间T C后，控制单元控制油门控制单元使发动机对应控制单元对应的N1-1与S1-1对应，S卩(S1-1)-(I1-1)-(N1-1)——映射，其映射关系根据实际调试得到最佳匹配值，加速踏板行程S1、发动机转速N1、电磁阀电流Ii的最优值确定根据加速踏板的行程与输出信号的特性曲线、发动机外特性曲线、液压栗的压力-流量特性曲线来确定静态的匹配值，在此基础上对机器进行调试并根据发动机转速的掉速率来确定是否达到最佳匹配点，掉速率一般控制在10%以内；
[0018]4)发动机-栗稳定匹配控制
[0019]当加速踏板行程S大于阀值SI，加速踏板行程保持在Si值并且加速踏板行程增减量绝对值小于阀值Sn，对应相映射的发动机转速Ni控制在一定的范围，如果发动机的转速下降率大于Kp阀值时，对应的I i相应地做减小到I1-1，如果发动机转速N1-1恢复到Ni，对应的I1-1相应地增加到Ii，保持加速踏板行程-发动机转速-栗功率电流的稳定的动态匹配，其映射关系根据实际调试得到最佳匹配值，加速踏板行程S1、发动机转速N1、电磁阀电流Ii的最优值确定根据加速踏板的行程与输出信号的特性曲线、发动机外特性曲线、液压栗的压力-流量特性曲线来确定静态的匹配值，在此基础上对机器进行调试并根据发动机转速的掉速率来确定是否达到最佳匹配点，掉速率一般控制在10%以内。
[0020]巡航行驶控制方法的具体控制步骤如下:
[0021 ] I)启动巡航行驶:行驶速度为Vi时，手动选择选择巡航行驶后，当加速踏板行程S大于设定阈值SI且行驶速度Vi>Vtl时，Vtl为巡航速度阀值，控制单元记忆当前所在发动机转速Ni并控制其稳定，控制单元同步控制第三电磁阀电流值Ii保持与Ni对应；
[0022]2)稳定巡航行驶
[0023]当行驶速度超过巡航速度Vi的超过最大阀值Vml，控制单元控制发动机转速Ni保持稳定不变，控制单元同步控制第三比例阀值I i根据发动机转速N i变化率比例降低；当行驶速度低于巡航速度Vi小于最小阀值Vm2，控制单元控制发动机转速Ni根据目标差值相应增加发动机转速与对应的第三比例阀值I i的大小，使轮式机械行驶速度稳定在Vi的最大阀值与最小阀值之间；
[0024]3)取消巡航行驶:巡航行驶过程中，当操作手的操纵加速行程踏板恢复到SI以下，在Td时间内又使加速踏板行程增加到S2以上，控制单元判断为取消巡航行驶，或者当制动控制阀移动使制动压力升高并大于Pil后，取消巡航行驶，发动机切换到加减速控制行驶模式。
[0025]爬坡行驶模式时，具体控制过程如下:
[0026]I)启动爬坡，手动控制输入机构选择爬坡模式后，控制单元控制第二电磁阀(12)开启，使其置于导通位，排量调节阀(35)下位工作，使行走马达的工作排量处于最大排量的工作位置；
[0027]2)取消爬坡，当输入机构(18)控制处于前进模式的取消爬坡行驶时，控制单元控制第二电磁阀(12)关闭，使其置于截