CN111942392A

CN111942392A - 一种电动拖拉机多模式控制系统及方法

Info

Publication number: CN111942392A
Application number: CN202010842204.5A
Authority: CN
Inventors: 赵晓男; 万忠政; 张丹枫; 刘亚闪; 刘亮; 黄胜操; 李保忠; 赵玉珍
Original assignee: Luoyang Intelligent Agricultural Equipment Research Institute Co Ltd
Current assignee: Luoyang Intelligent Agricultural Equipment Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2020-11-17

Abstract

本发明公开了一种电动拖拉机多模式控制系统及方法，包括远程控制系统、无人驾驶系统、整车电控系统、液压系统、变速箱系统、主电机系统、主电池系统和其它系统，远程控制系统及无人驾驶系统负责远程切换控制模式，整车电控系统用于执行远程控制系统及无人驾驶系统发出的切换命令，液压系统负责为变速箱系统提供液压动力，主电机系统负责整车的驱动，主电池系统为整车的动力源，给主电机系统提供动力，本电动拖拉机多模式控制系统及方法实现多模式控制的远程及无人化控制，有效避免了多挡位控制的弊端，减少对变速箱的损坏，大大提高了使用便利性。

Description

一种电动拖拉机多模式控制系统及方法

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体为一种电动拖拉机多模式控制系统及方法。

背景技术

随着我国农业机械的快速发展，人们对农业机械的各方面性能的要求不断地增强。拖拉机在我国现代农业的发展中占据着至关重要的位置，农作物的耕种管收都离不开它。随着现代化进程的日益推进，拖拉机由传统的小型小马力四轮拖拉机逐渐升级为大型的大马力拖拉机，尤其是我国农业发展模式正在由家庭联产承包责任制向大农场的方向发展，大型大马力多功能拖拉机将成为趋势，而大马力多功能势必带来更多的技术要求和限制，比如增加个PTO功能就至少要增加3个挡位，最多挡位可达到80个。

现有的传统拖拉机仍然采用挡位来控制拖拉机的前进、后退、梨耕、旋耕等工况的速度，但这种控制方法有很多缺点和问题：1.需要人工操作；2.挡位过多，容易误操作；3.操作频繁且复杂，尤其是挡位很多的时候，对司机的操作技术水平较高；4.操作有顿挫感，万一操作不当，容易损坏变速箱。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种电动拖拉机多模式控制系统及方法，实现多模式控制的远程及无人化控制，有效避免了多挡位控制的弊端，减少对变速箱的损坏，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动拖拉机多模式控制系统，包括远程控制系统、无人驾驶系统、整车电控系统、液压系统、变速箱系统、主电机系统、主电池系统和其它系统，远程控制系统及无人驾驶系统负责远程切换控制模式，整车电控系统用于执行远程控制系统及无人驾驶系统发出的切换命令，液压系统负责为变速箱系统提供液压动力，主电机系统负责整车的驱动，主电池系统为整车的动力源，给主电机系统提供动力。

作为本发明的一种优选技术方案，所述无人驾驶系统包括RTK、卫星导航模块和5G模块，通过5G信号规划路径，然后通过卫星导航模块进行作业或转场。

作为本发明的一种优选技术方案，所述整车电控系统包括无线接收模块、信号处理模块和动作执行模块，三者之间通过CAN通信。

作为本发明的一种优选技术方案，所述变速箱系统包括前箱、后箱和PTO箱，前箱负责前动力电机的换挡变速，后箱负责后动力电机的换挡变速，PTO箱负责PTO的动力变速。

作为本发明的一种优选技术方案，所述前箱、后箱和PTO箱内均设有挡位控制电磁阀、挡位油压传感器、油温传感器和转速传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主电机系统包括前、后电机，前电机为155马力，负责前驱，后电机为250马力，负责后驱和PTO动力输出。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主电池系统采用六个磷酸铁锂电池包。

作为本发明的一种优选技术方案，所述其它系统包括转向系统、制动系统、声光系统、网联系统、辅助液压系统、提升和液压输出系统和供电系统。

一种电动拖拉机多模式控制方法，包括以下步骤：

S1)：开启控制屏幕，然后进入到步骤2；

S2)：选择控制模式，然后进入到步骤3；

S3)：检测是否为无人模式，如果是进入到步骤4，如果否进入到步骤5；

S4)：通过无人驾驶系统进行路径规划，然后进入到步骤6；

S5)：选择远程控制模式，然后进入到步骤6；

S6)：工作模式选择确定，然后进入到步骤7；

S7)：根据工作进行判断，然后进入到步骤8；

S8)：电磁阀执行相应动作，然后进入到步骤9；

S9)：传感器进行实时监测，然后进入到步骤10；

S10)：监测位置是否有异常，如果有进入到步骤11，如果没有进入到步骤12；

S11)：故障处理流程；

S12)：进入相应的工作模式；然后进入到步骤13；

S13)：执行工作命令。

作为本发明的一种优选技术方案，所述工作模式包括低速旋耕模式、高速旋耕模式、同步旋耕模式、犁耕模式、低速转运模式和高速转运模式，低速旋耕模式为前后电机工作，前箱低挡-后箱空挡-PTO箱低挡；高速旋耕模式为前后电机工作，前箱高挡-后箱空挡-PTO箱高挡；同步旋耕模式为前后电机工作，前箱高挡-后箱低挡-PTO箱高挡；犁耕模式为前后电机工作，前箱高挡-后箱低挡-PTO箱空挡；低速转运模式为前电机不工作、后电机工作，前箱空挡-后箱低挡-PTO箱空挡；高速转运模式为前电机不工作、后电机工作，前箱空挡-后箱高挡-PTO箱空挡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本电动拖拉机多模式控制系统及方法将多种挡位组合简化为六种工作模式，采用远程控制和无人驾驶控制两种控制方式，对工作模式进行精确的控制，避免了挡位过多出现误操作的现象，同时通过电控模式切换挡位减小了人为换挡对变速箱造成的损坏。

附图说明

图1为本发明控制系统示意图；

图2为本发明的控制流程图；

图3为本发明工作模式示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种电动拖拉机多模式控制系统，包括远程控制系统、无人驾驶系统、整车电控系统、液压系统、变速箱系统、主电机系统、主电池系统和其它系统，远程控制系统及无人驾驶系统负责远程切换控制模式，无人驾驶系统包括RTK、卫星导航模块和5G模块，通过5G信号规划路径，然后通过卫星导航模块进行作业或转场，整车电控系统用于执行远程控制系统及无人驾驶系统发出的切换命令，整车电控系统包括无线接收模块、信号处理模块和动作执行模块，三者之间通过CAN通信，变速箱系统包括前箱、后箱和PTO箱，前箱负责前动力电机的换挡变速，后箱负责后动力电机的换挡变速，PTO箱负责PTO的动力变速，前箱、后箱和PTO箱内均设有挡位控制电磁阀、挡位油压传感器、油温传感器和转速传感器，液压系统负责为变速箱系统提供液压动力，主电机系统负责整车的驱动，主电机系统包括前、后电机，前电机为155马力，负责前驱，后电机为250马力，负责后驱和PTO动力输出，主电池系统为整车的动力源，给主电机系统提供动力，主电池系统采用六个磷酸铁锂电池包，其它系统包括转向系统、制动系统、声光系统、网联系统、辅助液压系统、提升和液压输出系统和供电系统，一种电动拖拉机多模式控制方法，包括以下步骤：

S1)：开启控制屏幕，然后进入到步骤2；

S2)：选择控制模式，然后进入到步骤3；

S4)：通过无人驾驶系统进行路径规划，然后进入到步骤6；

S5)：选择远程控制模式，然后进入到步骤6；

S6)：工作模式选择确定，然后进入到步骤7；

S7)：根据工作进行判断，然后进入到步骤8；

S8)：电磁阀执行相应动作，然后进入到步骤9；

S9)：传感器进行实时监测，然后进入到步骤10；

S11)：故障处理流程；

S12)：进入相应的工作模式；然后进入到步骤13；

S13)：执行工作命令。

工作模式包括低速旋耕模式、高速旋耕模式、同步旋耕模式、犁耕模式、低速转运模式和高速转运模式，低速旋耕模式为前后电机工作，前箱低挡-后箱空挡-PTO箱低挡；高速旋耕模式为前后电机工作，前箱高挡-后箱空挡-PTO箱高挡；同步旋耕模式为前后电机工作，前箱高挡-后箱低挡-PTO箱高挡；犁耕模式为前后电机工作，前箱高挡-后箱低挡-PTO箱空挡；低速转运模式为前电机不工作、后电机工作，前箱空挡-后箱低挡-PTO箱空挡；高速转运模式为前电机不工作、后电机工作，前箱空挡-后箱高挡-PTO箱空挡。

如果选择无人驾驶模式，需要预先进行路径规划，然后再设定工作模式，且工作模式设定有无人驾驶系统自动完成，远程控制设定模式是根据驾驶人员远程设定，然后通过无线方式下发给整车电控系统，整车电控系统根据设定的工作模式，判断并执行相应需要处理的电磁阀。

比如设定了低速旋耕模式，则整车电控系统会先执行离合电磁阀，然后执行前箱挡位电磁阀至低挡，后箱挡位电磁阀为空挡，PTO挡位电磁阀为低挡，执行完成后，变速箱系统的挡位传感器会实时的监测挡位是否到位，本系统采用的是液压换挡，且按照流程程序控制相应液压电磁阀的通断，减小了人为操作的随机性误操作的可能，所以安全可靠，即使有异常，传感器实时监测，并通过CAN总线上报给整车电控系统，整车电控系统进入相应的故障处理流程。

由于本系统采用液压换挡，相比机械换挡容易磨损具有较好的优势，除了上述的挡位传感器，变速箱系统中还装有油温传感器和转速传感器，如果发生异常，传感器信息会第一时间上传整车电控系统进行处理，安全可靠，使得操作更为准确。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种电动拖拉机多模式控制系统，其特征在于：包括远程控制系统、无人驾驶系统、整车电控系统、液压系统、变速箱系统、主电机系统、主电池系统和其它系统，远程控制系统及无人驾驶系统负责远程切换控制模式，整车电控系统用于执行远程控制系统及无人驾驶系统发出的切换命令，液压系统负责为变速箱系统提供液压动力，主电机系统负责整车的驱动，主电池系统为整车的动力源，给主电机系统提供动力。

2.根据权利要求1所述的一种电动拖拉机多模式控制系统，其特征在于：所述无人驾驶系统包括RTK、卫星导航模块和5G模块，通过5G信号规划路径，然后通过卫星导航模块进行作业或转场。

3.根据权利要求1所述的一种电动拖拉机多模式控制系统，其特征在于：所述整车电控系统包括无线接收模块、信号处理模块和动作执行模块，三者之间通过CAN通信。

4.根据权利要求1所述的一种电动拖拉机多模式控制系统，其特征在于：所述变速箱系统包括前箱、后箱和PTO箱，前箱负责前动力电机的换挡变速，后箱负责后动力电机的换挡变速，PTO箱负责PTO的动力变速。

5.根据权利要求4所述的一种电动拖拉机多模式控制系统，其特征在于：所述前箱、后箱和PTO箱内均设有挡位控制电磁阀、挡位油压传感器、油温传感器和转速传感器。

6.根据权利要求1所述的一种电动拖拉机多模式控制系统，其特征在于：所述主电机系统包括前、后电机，前电机为155马力，负责前驱，后电机为250马力，负责后驱和PTO动力输出。

7.根据权利要求1所述的一种电动拖拉机多模式控制系统，其特征在于：所述主电池系统采用六个磷酸铁锂电池包。

8.根据权利要求1所述的一种电动拖拉机多模式控制系统，其特征在于：所述其它系统包括转向系统、制动系统、声光系统、网联系统、辅助液压系统、提升和液压输出系统和供电系统。

9.一种如权利要求1-8任一所述的电动拖拉机多模式控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1)：开启控制屏幕，然后进入到步骤2；

S2)：选择控制模式，然后进入到步骤3；

S4)：通过无人驾驶系统进行路径规划，然后进入到步骤6；

S5)：选择远程控制模式，然后进入到步骤6；

S6)：工作模式选择确定，然后进入到步骤7；

S7)：根据工作进行判断，然后进入到步骤8；

S8)：电磁阀执行相应动作，然后进入到步骤9；

S9)：传感器进行实时监测，然后进入到步骤10；

S11)：故障处理流程；

S12)：进入相应的工作模式；然后进入到步骤13；

S13)：执行工作命令。

10.根据权利要求9所述的电动拖拉机多模式控制方法，其特征在于：所述工作模式包括低速旋耕模式、高速旋耕模式、同步旋耕模式、犁耕模式、低速转运模式和高速转运模式，低速旋耕模式为前后电机工作，前箱低挡-后箱空挡-PTO箱低挡；高速旋耕模式为前后电机工作，前箱高挡-后箱空挡-PTO箱高挡；同步旋耕模式为前后电机工作，前箱高挡-后箱低挡-PTO箱高挡；犁耕模式为前后电机工作，前箱高挡-后箱低挡-PTO箱空挡；低速转运模式为前电机不工作、后电机工作，前箱空挡-后箱低挡-PTO箱空挡；高速转运模式为前电机不工作、后电机工作，前箱空挡-后箱高挡-PTO箱空挡。