平地机差速锁控制系统及工作方法与流程

本发明属于差速锁控制，具体涉及车辆牵引模式识别领域，尤其涉及一种平地机差速锁控制系统及工作方法。

背景技术：

1、当前，国产平地机在针对国内工程作业时，地面平整度高，然而，随着国产设备大量出口至海外大型露天矿山、洲际基建项目、规模化农牧场及高寒地区，作业环境发生了变化：海外作业面多为未经处理的硬质岩土、压实红土、冻土层或砂石基层。场地内随机分布着由残留坑、风化冲沟及重型设备车辙。不同于国内的平整路面，此类场景具有“坑洼分布密度高、单侧车轮交替过坑频次高”的特征。

2、此类坑洼的核心属性为“路径扰动”。由于坑体基底坚硬，轮胎始终保持良好的接地附着状态，无实质性牵引力流失。轮速差的产生并非源于摩擦系数的变化（如打滑），而是源于单侧车轮陷入凹陷后，实际滚动周长（弧长）与平地路径长度的几何差值。这是一种正常的物理运动现象，而非危险工况。

3、现有的差速锁控制系统普遍基于“轮速差阈值+时间窗口”的简单逻辑，每当单侧车轮落入坑洼，瞬时轮速差极易触发电磁阀动作，导致差速锁频繁执行“接合－分离－接合”的循环。频繁的机械接合产生大量的热负荷，导致差速锁部分结构温度急剧升高，加速齿套、齿轮及轴承等部件的磨损。

4、若为了抑制误触发而放大标定阈值，会导致车辆在遭遇真实打滑时，差速锁无法快速响应，丧失脱困能力；若维持原标定，则在粗放式平整作业中机构寿命骤减。

5、综上所述，现有的差速锁控制策略缺乏对非铺装路面“路径扰动”特征的识别能力，无法区分“无害的路径轮速差”与“有害的打滑轮速差”，已成为制约平地机适应海外高强度粗放作业场景的技术瓶颈。

技术实现思路

1、本公开实施例至少提供平地机差速锁控制系统及工作方法。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种平地机差速锁控制系统，包括：用于采集至少一个平地机后轮进入凹陷区的轮速差数据的数据采集模块、用于驱动差速锁的执行器模块和设置在车头前端的路面采集模块，以及与所述数据采集模块、执行器模块和所述路面采集模块通信连接的控制模块；

3、所述控制模块根据所述路面采集模块采集的路面数据，识别出路面上的所有打滑位置；当平地机行驶至对应的打滑位置时，所述控制模块将实际轮速差数据曲线与系统内置的理论轮速差数据曲线进行对比；

4、若所述实际轮速差数据曲线与所述理论轮速差数据曲线满足预设匹配条件，所述控制模块判定平地机在当前打滑位置为正常行驶，控制所述执行器模块保持待机状态；

5、若所述实际轮速差数据曲线与所述理论轮速差数据曲线满足预设异常判定条件，所述控制模块判定平地机在当前打滑位置为打滑行驶，控制所述执行器模块启动差速锁。

6、在一种可选的实施方式中，当所述实际轮速差数据曲线同时满足以下预设匹配条件：

7、在所述实际轮速差数据曲线的起点位置：所述实际轮速差数据曲线起点时刻相对所述理论轮速差数据曲线起点时刻的时刻偏差处于预设时间误差区间内，且该时刻对应的轮速差数据差值处于预设幅值误差区间内；

8、在所述实际轮速差数据曲线的终点位置：所述实际轮速差数据曲线终点时刻相对所述理论轮速差数据曲线终点时刻的时刻偏差处于预设时间误差区间内，且该时刻对应的轮速差数据差值处于预设幅值误差区间内；

9、所述实际轮速差数据曲线本身：在所述实际轮速差数据曲线对应的起点时刻至终点时刻之间，所述实际轮速差数据曲线呈单峰形态，且具有唯一一个峰值点，且所述峰值点与所述理论轮速差数据曲线的峰值点的偏差处于预设误差区间内；

10、由起点依次经过峰值点到达终点的过程中，所述实际轮速差数据曲线在各相邻采样点之间连续且无突变，则判定平地机在当前疑似打滑位置正常行驶；

11、在一种可选的实施方式中，若所述实际轮速差数据曲线与理论轮速差数据曲线满足预设异常判定条件，则判定平地机在当前疑似打滑位置为打滑行驶的方法包括：

12、若由起点依次经过峰值点到达终点的过程中，所述实际轮速差数据曲线在各相邻采样点之间出现非连续或突变，则判定平地机在当前疑似打滑位置打滑行驶。

13、在一种可选的实施方式中，所述理论轮速差数据曲线的起点时刻，由控制模块根据平地机实时行驶速度、车辆当前位置与所述打滑位置的起点的距离计算得到；

14、所述理论轮速差数据曲线的终点时刻，由控制模块根据平地机实时行驶速度、车辆当前位置与所述打滑位置的终点的距离计算得到；

15、在一种可选的实施方式中，所述峰值点为所述实际轮速差数据曲线对应的起点时刻与终点时刻的时段内有且仅有一个最大的轮速差数据。

16、在一种可选的实施方式中，所述路面采集模块包括至少一个安装于平地机车头前端最高点位置的视觉传感器；

17、在一种可选的实施方式中，所述控制模块内设置有平地机的行驶路线，所述视觉传感器仅分析从当前位置行进至换向位置的路面。

18、在一种可选的实施方式中，当控制模块判定为打滑行驶、且平地机仍处于当前打滑位置内时，若所述实际轮速差数据曲线的轮速差数据与所述理论轮速差数据曲线对应位置的轮速差数据差值处于预设误差区间内，且该状态维持预设时长后，则判定所述实际轮速差数据曲线与所述理论轮速差数据曲线满足预设匹配条件，所述控制模块驱动执行器模块解除差速锁。

19、在一种可选的实施方式中，当控制模块判定为正常行驶、且平地机仍处于当前打滑位置内时，若所述实际轮速差数据曲线的轮速差数据与所述理论轮速差数据曲线对应位置的轮速差数据差值超出预设误差区间，且该状态维持预设时长后，所述控制模块驱动执行器模块启动差速锁。

20、第二方面，本公开实施例还提供了一种平地机差速锁控制系统的工作方法，

21、步骤 1、采集平地机前进方向的路面数据，基于路面数据识别出路面所有打滑位置；

22、步骤 2、实时采集平地机轮速差数据；

23、步骤 3、将实际轮速差数据曲线与预先存储的理论轮速差数据曲线进行比对；

24、步骤 4、当两条曲线满足预设匹配条件时，判定平地机正常行驶，保持差速锁待机不动作；

25、步骤 5、当两条曲线满足预设异常判定条件时，判定平地机打滑行驶，执行差速锁锁止操作。

26、本发明的有益效果是，通过车头前端的路面采集模块结合平地机折线作业路径，前置识别行驶路线内的坑洼形貌，基于坑洼特征生成所述理论轮速差数据曲线，平地机在作业时，实时采集轮速差数据生成实际轮速差数据曲线，所述控制模块通过比对两个曲线从而精准区分 “无害的路径轮速差” 与 “有害的打滑轮速差” ，彻底避免了传统纯轮速差触发策略将坑洼无害扰动误判为打滑，造成差速锁频繁误锁的缺陷。在保障复杂路面通过安全性的前提下，大幅减少差速锁不必要的锁止动作，降低传动系统磨损与轮胎损耗。

1.一种平地机差速锁控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的平地机差速锁控制系统，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的平地机差速锁控制系统，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的平地机差速锁控制系统，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的平地机差速锁控制系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的平地机差速锁控制系统，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的平地机差速锁控制系统，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的平地机差速锁控制系统，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的平地机差速锁控制系统，其特征在于，

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的平地机差速锁控制系统的工作方法，其特征在于，包括如下：