CN110001390B - 一种传动***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆技术领域技术领域，具体公开了一种传动***及其控制方法，该传动***包括发动机、液压泵、液压马达、离合器、主减速机构、差速器以及两个半轴总成，液压泵被配置为与发动机传动连接，液压马达的两个输出端口分别与液压泵的两个输出端口连接，液压马达和液压泵构成闭合回路，离合器的一端与液压马达连接，离合器的另一端与主减速机构的输入端连接，主减速机构的输出端与差速器连接，差速器分别与两个半轴总成连接，两个半轴总成分别用于带动前桥架两端的前车轮转动，相比现有技术，该传动***通过一个液压泵和一个液压马达即可驱动前车轮转动，可有效降低成本。传动***的控制方法适用于上述传动***。

Description

一种传动***及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及传动***及其控制方法。

背景技术

对于工程车辆，如平地机、推土机等均通过传动***牵引作业。

以平地机为例，平地机平整作业时铲刀一般与整机前进方向成一定角度以使铲刀前面的物料成滚动状态，减小铲刀作业阻力；铲刀前面物料对整机有一定的侧向力，为消除部分侧向力、减少前桥轮胎的侧滑现象，一般操纵前桥的轮胎倾斜抵消部分侧滑力。在狭窄作业场地，通过前车轮转向、前车轮倾斜可进一步减小转弯半径。在斜坡作业或刮边沟等工况，前车轮倾斜功能可使轮胎垂直水平面，增强作业稳定性，因此目前平地机前桥一般都包含前车轮转向、前车轮倾斜和前桥摆动三种复合功能。

同时工作装置靠机器行走的牵引力推动，在现有技术中，大部分平地机采用后桥车轮驱动，前桥仅具备转向功能没有驱动牵引力。平地机最大牵引力仅由后桥车轮负荷与附着系数所决定，因平地机前桥负荷一般占整机重量的30％左右，所以平地机有30％左右牵引力没有得到发挥。而在平地机精细平整作业工况时，对路面平整度要求较高，普通后车轮驱动在精细平整作业时可能会由于后车轮驱动力矩过大而在已平整路面上形成车辙，对路面平整度造成损坏，前车轮独立驱动模式则避免此种现象的发生，在前车轮独立驱动模式下，后车轮为空挡位置，整机由前车轮拖行，后车轮不会对路面平整过的路面造成损坏。

为满足平地机在不同工况下使用要求，现有技术中采用前车轮辅助驱动***及其控制方案，一种采用双泵双马达驱动方式，通过在前桥两端增加双低速大扭矩马达(或马达+减速机)和整机中增加液压泵实现前桥驱动，提高整机牵引力。双泵+双马达方案可以解决在某些情况下左右前车轮负荷不等时(如斜坡作业时)会造成左右马达转速不等从而很难保证平地机直线行驶问题，而且可通过调节控制双泵的排量来满足转弯时左右前车轮不同的流量与压力需求，但为实现车轮转弯、整机铰接转向时双泵不同排量控制，需要增加前车轮转向角度传感器和铰接转向角度传感器，此种成本相对较高且在直线行驶、差速、转向控制等方面比较复杂。

第二种采用单泵双马达方案，相对双泵+双马达方案成本较低，但由于马达采用并联方式，在左右前车轮负荷不等时会造成左右马达转速不等很难保证平地机直线行驶问题，同时在某侧前车轮附着系数较差，出现打滑时，容易造成打滑侧马达流量分配过多超速，而另外一侧车轮无驱动，从而导致驱动牵引力的丧失，而在转向时，转向内侧车轮转速低，车轮阻力较大，而转向外侧车轮转速快，车轮阻力较小，所需流量不同，由于左右马达并联，左右马达压力相同，造成转弯时左右前车轮较难实现差速，控制效果不理想、效率低，仅能实现全驱和后驱两种模式，而且全驱模式下不能根据工况需求调整超前率，从而导致循环功率损失大。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种传动***及其控制方法，以解决现有技术中工程车辆的传动***采用双泵双马达或者单泵双马达对前桥车轮进行驱动导致费用较高的问题。

一方面，本发明提供一种传动***，该传动***包括：

发动机、前驱机构和后驱机构；

所述后驱机构包括与所述发动机传动连接的变速箱，与所述变速箱的第一取力口连接的传动轴，以及与所述传动轴连接的驱动后桥，所述驱动后桥用于驱动后车轮转动；

所述前驱机构包括与所述变速箱的第二取力口连接的液压泵，与所述液压泵构成闭合回路的液压马达，一端与所述液压马达连接的离合器，与所述离合器的另一端连接的主减速机构，与所述主减速机构的输出端连接的差速器，以及均与所述差速器连接的两个半轴总成，两个所述半轴总成分别用于带动前桥架两端的前车轮转动。

作为传动***的优选方案，所述液压泵为变量泵，所述传动***还包括泵控制组件，所述泵控制组件用于控制所述变量泵的斜盘的倾斜角度，所述液压马达为变量马达，所述传动***还包括马达控制组件，所述马达控制组件用于控制所述变量马达的斜盘的倾斜角度。

作为传动***的优选方案，所述传动***还包括停车制动器，所述停车制动器用于阻止或允许所述传动轴与所述驱动后桥之间的动力传递。

另一方面，本发明提供一种传动***的控制方法，适用于任一上述方案中的的传动***，后车轮上设有通过油压驱动的刹车机构，包括：

选择行车模式，行车模式包括前驱模式、后驱模式和全驱模式；

若选择的是所述前驱模式，则判断是否满足前驱模式启动条件，若满足所述前驱模式启动条件则仅前驱机构与发动机传动连接；

所述前驱模式启动条件包括：判断整机是否处于停止状态，判断变速箱的档位是否处于中位，判断停车制动器是否释放，以及获取后车轮的制动压力Pb1并与预设于控制器内的预设制动压力Pb进行比较；

仅当整机处于停止状态、所述变速箱的档位处于中位、所述停车制动器释放以及Pb1＜Pb全部发生时满足所述前驱模式启动条件。

作为一种传动***的控制方法的优选方案，所述传动***的控制方法还包括；

设定前车轮转速；

所述控制器采用PID算法通过泵控制组件和马达控制组件将所述前车轮的转速调整至设定前车轮转速。

6.根据权利要求所述的传动***的控制方法，其特征在于，在判断是否满足前驱模式启动条件之前所述传动***的控制方法还包括：

采集液压泵和液压马达的闭合回路中低压侧的油压P1；

控制器比较P1和预设油压P的大小；

若P1＞P，则判断是否满足前驱模式启动条件。

作为一种传动***的控制方法的优选方案，若选择的是全驱模式，则判断是否满足全驱模式启动条件，若满足所述全驱模式启动条件则后驱机构和所述前驱机构均与所述发动机驱动连接；

所述全驱模式启动条件包括：判断所述停车制动器是否释放，判断所述变速箱的档位是否处于中位，获取所述后车轮的制动压力Pb2并与预设在所述控制器中的预设制动压力Pb’进行比较，以及获取所述前车轮的转速n1并与预设在所述控制器中的预设前车轮转速N进行比较；

仅当所述停车制动器释放，所述变速箱的档位未处于中位，Pb2＜Pb’，以及n1＜N全部发生时满足所述全驱模式启动条件。

作为一种传动***的控制方法的优选方案，若满足全驱模式启动条件，则判断整机行驶方向和档位方向是否相同；

若相同，则所述后驱机构和所述前驱机构均与所述发动机驱动连接；若不相同，则等待时间T1后，所述后驱机构和所述前驱机构均与所述发动机驱动连接。

作为一种传动***的控制方法的优选方案，当所述后驱机构和所述前驱机构均与所述发动机驱动连接后，所述传动***的控制方法还包括：

设定前车轮和后车轮的转速比S；

获取所述后车轮的转速n2，所述控制器采用PID算法通过泵控制组件和马达控制组件调节所述前车轮的转速至n3，n3＝S*n2。

作为一种传动***的控制方法的优选方案，当所述前车轮的转速调节至n3之后，所述传动***的控制方法还包括：

获取所述前车轮的转速n4；

判断n4是否等于0；

若n4持续等于0的时间T2大于或等于预设于所述控制器内的预设时间T，则由全驱模式转入后驱模式，此时所述发动机仅与所述后驱机构传动连接。

作为一种传动***的控制方法的优选方案，所述传动***的控制方法还包括：

若n4≠0或者T2＜T，则采集所述液压泵和所述液压马达的闭合回路中高压侧的油温t并与预设于所述控制器中的预设油温t1进行比较；

若t≥t1且S≥1；则调整所述前车轮和所述后车轮的转速比为S1，S1＜1；

获取所述后车轮的转速n5，控制器采用PID算法通过所述泵控制组件和所述马达控制组件控制所述前车轮的速度至n6，n6＝S1*n5。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种传动***，该传动***包括发动机、液压泵、液压马达、离合器、主减速机构、差速器以及两个半轴总成。液压泵被配置为与发动机传动连接，液压马达的两个输出端口分别与液压泵的两个输出端口连接，液压马达和液压泵构成闭合回路，离合器的一端与液压马达连接，离合器的另一端与主减速机构的输入端连接，主减速机构的输出端与差速器连接，差速器分别与两个半轴总成连接，两个半轴总成分别用于带动前桥架两端的前车轮转动。相比现有技术，该传动***通过一个液压泵和一个液压马达即可驱动前车轮转动，可有效降低成本。

附图说明

图1为本发明实施例中传动***的结构示意图；

图2为本发明实施例中传动***中液压***的结构示意图；

图3为本发明实施例中前桥的结构示意图一；

图4为本发明实施例中前桥的结构示意图二；

图5为本发明实施例中前桥的结构示意图三；

图6为本发明实施例中平地机的结构示意图；

图7为本发明实施例中传动***的控制方法的流程图一；

图8为本发明实施例中传动***的控制方法的流程图二；

图9为本发明实施例中传动***的控制方法的流程图三。

图中：

1、发动机；2、液压泵；3、液压马达；4、离合器；5、主减速机构；6、差速器；

7、半轴总成；71、差速器半轴；72、左十字轴；73、铰接叉；74、右十字轴；75、减速器半轴；

8、前桥架；9、轮边减速机构；10、变速箱；11、传动轴；12、驱动后桥；13、停车制动器；

14、第一电液伺服阀；141、第一控制端；142、第二控制端；15、第一变量油缸；

16、第二电液伺服阀；161、第三控制端；17、第二变量油缸；

18、冲洗阀；19、冲洗溢流阀；

20、补油泵；21、单向阀组件；22、补油溢流阀；23、过滤器；

24、第三电液伺服阀；241、第四控制端；

25、左倾斜架；26、右倾斜架；27、倾斜油缸；28、倾斜拉杆；29、左转向节；30、右转向节；31、左转向油缸；32、右转向油缸；33、转向拉杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1至图5，本实施例提供一种传动***，该传动***包括发动机1和前驱机构，前驱机构包括液压泵2、液压马达3、离合器4、主减速机构5、差速器6以及两个半轴总成7。液压泵2被配置为与发动机1传动连接，液压马达3和液压泵2构成闭合回路，离合器4的一端与液压马达3连接，离合器4的另一端与主减速机构5的输入端连接，差速器6与主减速机构5的输出端连接并分别与两个半轴总成7连接，两个半轴总成7分别用于带动前桥架8两端的前车轮转动。

本实施例中，发动机1转动将带动液压泵2转动，液压泵2驱动液压马达3转动，液压马达3将动力经离合器4输出至主减速机构5，经主减速机构5减速后，动力经差速器6传递至两个半轴总成7，两个半轴总成7驱动前车轮转动。离合器4则用于控制液压马达3和主减速机构5之间动力的传递或断开。从而，该传动***通过一个液压泵2和一个液压马达3即可驱动前车轮转动，可有效降低成本。

液压泵2为变量泵，传动***还包括泵控制组件，泵控制组件用于控制液压泵2的斜盘的倾斜角度，可实现对液压泵2排量的控制。泵控制组件包括第一电液伺服阀14和第一变量油缸15，第一电液伺服阀14用于控制第一变量油缸15的活塞杆移动，第一变量油缸15的活塞杆与变量泵的斜盘连接。

具体地，控制油由第一电液伺服阀14的进油口接入，第一电液伺服阀14的两个出油口分别和第一变量油缸15的第一腔和第二腔连接，第一变量油缸15的活塞杆与变量泵的斜盘连接。第一电液伺服阀14的两端分别设有第一控制端141和第二控制端142，第一控制端141和第二控制端142均为电磁继电器；第一电液伺服阀14包括三个工作位，分别为第一工作位、中位和第二工作位。当仅第一控制端141得电时，第一电液伺服阀14位于第一工作位，此时第一腔进油，第二腔泄油；当仅第二控制端142得电时，第一电液伺服阀14位于第二工作位，此时第一腔泄油，第二腔进油；当第一控制端141和第二控制端142均失电时，此时，第一腔和第二腔均泄油，第一电液伺服阀14位于中位，变量泵空载运行。当第一控制端141得电时，变量泵正转，当第二控制端142得电时，变量泵反转，从而在第一控制端141得电和第二控制端142得电之间进行切换，可实现变量泵泵油方向的改变；通过控制第一控制端141或者第二控制端142电流量的大小，能够控制经第一电液伺服阀14的进油口进入到变量活塞第一腔或者第二腔中液压油的流量，进而控制斜盘的倾斜幅度，实现对变量泵排量的调整。

需要注意的是，本实施例中，当仅第一控制端141得电时，液压泵2驱动液压马达3驱动前车轮向前转动，当仅第二控制端142得电时，液压泵2驱动液压马达3驱动前车轮向后转动。

液压马达3为变量马达，传动***还包括马达控制组件，马达控制组件用于控制液压马达3的斜盘的倾斜角度。马达控制组件包括第二电液伺服阀16和第二变量油缸17，第二电液伺服阀16用于控制第二变量油缸17的活塞杆伸出或回缩，第二变量油缸17的活塞杆与变量马达的斜盘连接。

第二电液伺服阀16和第二变量油缸17可以设置地分别和第一电液伺服阀14和第一变量油缸15的结构相同，本实施例中，第二电液伺服阀16和第二变量油缸17分别和第一电液伺服阀14和第一变量油缸15的结构不同。具体地，第二电液伺服阀16为两位三通阀，其包括A工作位和B工作位，第二变量油缸17上设有有杆腔和无杆腔，有杆腔内的活塞杆上套设有压簧，压簧处于压缩状态。有杆腔连接进油管路，无杆腔通过管路与第二电液伺服阀16的进油口连接，第二电液伺服阀16的两个出油口分别和油底壳以及有杆腔连通。第二电液伺服阀16上设有第三控制端161，第三控制端161为电磁继电器，第三控制端161用于控制第二电液伺服阀16的阀芯在A工作位和B工作位进行切换。当第三控制端161失电时，第二电液伺服阀16位于A工作位，此时第二变量油缸17的无杆腔连通油底壳，第二变量油缸17的活塞杆在压簧作用下由有杆腔方向向无杆腔方向运动，从而第二变量油缸17的活塞杆同时带动变量马达的斜盘转动，实现对变量马达排量的调节，在本实施例中，变量马达的排量呈变小趋势。当第三控制端161得电时，第二电液伺服阀16位于B工作位，第二变量油缸17的无杆腔和进油管路连通，由于无杆腔中液压油与活塞的作用面积大于有杆腔中液压油与活塞的作用面积，因而在压差的作用下，活塞向有杆腔一侧滑动并压缩压簧，第二变量油缸17的活塞杆同时带动变量马达的斜盘转动，实现对变量马达排量的调节，在本实施例中，变量马达的排量呈变大趋势。

本实施例中，变量泵的两个端口和变量马达的两个端口分别通过第一管路和第二管路连通，第一管路和第二管路之间还设置有冲洗阀18，以及与冲洗阀18连接的冲洗溢流阀19。冲洗阀18靠近变量马达，冲洗阀18的两个A口和B口分别和第一管路和第二管路连通，冲洗阀18的P口和冲洗溢流阀19连通，冲洗阀18为三位三通阀，冲洗阀18上设有两个信号油口，两个信号油口分别通过管路与第一管路和第二管路连通，在变量马达工作输出的过程中，第一管路和第二管路中的一个流通有高压液压油，另一个流通有低压液压油，在压差的作用下能够驱动冲洗阀18的阀芯运动，使低压油能够经过冲洗阀18和冲洗溢流阀19回流至油底壳。

第一管路和第二管路之间还设置有梭阀，梭阀的出油口通过进油管路和第二电液伺服阀16的进油口连接。

该传动***还包括与变量泵同轴设置的补油泵20，通过发动机1带动补油泵20转动，补油泵20的与油底壳连接，补油泵20分别通过两个单向阀组件21和第一管路和第二管路连通，当第一管路(或第二管路)中的液压油为低压液压油时，液压油经补油泵20和相应的***单向阀21被泵入到第一管路(或第二管路)。补油泵20还与过滤器23连接，过滤器23与第一电液伺服阀14的进油口连接，可通过过滤器23过滤液压油中的杂质，补油泵20还与补油溢流阀22连接，当补油管路中的油压较高时，液压油能够通过补油溢流阀22溢流至油底壳。

本实施例中离合器4可以为湿式离合器，离合器4与第三电液伺服阀24连接，通过第三电液伺服阀24控制液压油进入离合器4，进而控制离合器4的主动盘和从动盘通过摩擦结合，实现变量马达和主减速机构5之间的扭矩传递。第三电液伺服阀24为两位三通阀，第三电液伺服阀24的进油口通过管路与过滤器23连接，第三电液伺服阀24的两个出油口分别与离合器4和油底壳连接，第三电液伺服阀24上设有第四控制端241，第四控制端241为电磁继电器，当第四控制端241得电时，第三电液伺服阀24控制液压油能够进入到离合器4，当第四控制端241失电时，第三电液伺服阀24控制液压油进入到油底壳。

主减速机构5和离合器4均集成于前桥架8上。通过主减速机构5对变量马达输出的转速进行降速，主减速机构5包括相互啮合的主动斜齿轮和从动斜齿轮，主动斜齿轮和离合器4连接，从动斜齿轮与差速器6固接，通过从动斜齿轮带动差速器6的主动齿轮转动。差速器6为现有技术，在此对其结构不再赘述，通过设置差速器6便于前车轮转向。

请参见图3和图4，本实施例中，前桥架8上还设有两个轮边减速机构9，两个半轴总成7分别与两个轮边减速机构9的输入端连接，两个轮边减速机构9的输出端分别与前桥架8两端的车轮连接。通过设置轮边减速机构9，可以进一步增大对前车轮的驱动扭力。具体地，半轴总成7包括差速器半轴71、连接组件和减速器半轴75，连接组件包括左十字轴72、铰接叉73、右十字轴74，差速器半轴71的一端与差速器6连接，差速器半轴71的另一端与左十字轴72的一端铰接，左十字轴72的另一端与铰接叉73铰接，铰接叉73与右十字轴74的一端铰接，右十字轴74的另一端与减速器半轴75的一端铰接，减速器半轴75的另一端与轮边减速机构9的输入端连接。前桥架8上位于差速器6的两侧均安装有轴承和密封圈，差速器半轴71穿设于轴承和密封圈中。

轮边减速机构9包括内齿圈架、行星架总成以及太阳轮，内齿圈架通过螺栓与左转向节29或右转向节30固定连接，内齿圈架的内侧设置有内齿圈；行星架总成上的行星轮位于内齿圈中并与内齿圈啮合，太阳轮与行星轮啮合并与减速器半轴75通过花键连接。行星架总成外侧固设有轮边壳体，轮边壳体用于安装前车轮。优选的，减速器半轴75和太阳轮集成设置。

传动***还包括设置于前桥架8上的倾斜机构和转向机构，转向机构用于驱动所述前车轮转向，倾斜机构用于控制所述前车轮相对前桥架8倾斜，倾斜机构包括左倾斜架25、右倾斜架26、倾斜油缸27和倾斜拉杆28，转向机构包括左转向节29、右转向节30、左转向油缸3431、右转向油缸32以及转向拉杆33。左倾斜架25和右倾斜架26分别枢接于前桥架8两端，左倾斜架25和右倾斜架26均与倾斜拉杆28连接，倾斜油缸27安装于前桥架8上且用于驱动左倾斜架25或右倾斜架26相对前车架8转动，右转向节30枢接于右倾斜架26上，左转向节29枢接于左倾斜架25上，左转向节29和右转向节30分别与转向拉杆33的两端枢接，左转向节29还与左转向油缸3431的输出端铰接，左转向油缸3431的本体端与前桥架8铰接，右转向节30还与右转向油缸32的输出端铰接，右转向油缸32的本体端与前桥架8铰接。左转向节29和右转向节30还分别与两个轮边减速机构9连接。

本实施例中，倾斜拉杆28的两端分别与左倾斜架25和右倾斜架26球铰。左倾斜架25和右倾斜架26上均设有轴线在同一平面上的四个通孔，其中两个通孔沿竖直方向上下间隔设置，另外两个通孔沿前后方向间隔设置。左转向节29和左倾斜架25通过销轴枢接于上下方向的两个通孔，右转向节30和右倾斜架26通过销轴枢接于上下方向的两个通孔；左倾斜架25前后方向的两个通孔以及右倾斜架26前后方向的两个通孔均通过销轴与前车架8枢接。

本实施例通过左转向油缸3431以及右转向油缸32控制左转向节29和右转向节30带动前车轮转动，通过倾斜油缸27驱动左倾斜架25或者右倾斜架26并通过倾斜拉杆28带动两个转向节同步倾斜，并最终实现前桥架8两端的前车轮的同步倾斜，从而当该传动***用于平地机时，可消除铲刀前面物料对整机施加的部分侧向力、减少前车轮的侧滑现象；同时，在斜坡作业或刮边沟等工况下，通过控制前车轮倾斜，可使前车轮垂直于水平面，增强作业稳定性。

本实施例中，左转向节29和右转向节30上均设有轴承和密封圈，两个减速器半轴75分别穿设于对应的转向节上的轴承和密封圈并与对应的轮边减速机构9通过花键连接。

传动***还包括后驱机构，后驱机构包括变速箱10，与变速箱10的第一取力口连接的传动轴11，以及与传动轴11连接的驱动后桥12，驱动后桥12用于驱动后车轮转动，液压泵2与变速箱10的第二取力口连接。传动轴11和驱动后桥12的结合处设有停车制动器13，停车制动器13用于阻止或允许传动轴11和驱动后桥12之间的动力传递。驱动后桥12和停车制动器13均为现有技术，在此对其结构不再赘述，其中，驱动后桥12的具体结构按照申请号为CN201620360528.4的前期专利所公开的回转支承式平地机后驱动桥进行设置。

本实施例中，变速箱10不限于通过液力变矩器或弹性联轴器与发动机1直接连接，发动机1与变速箱10之间也可设置分动箱。相应地，液压泵2也不限于安装于变速箱10取力口，也可安装于分动箱取力口。

传动***还包括选择开关，选择开关可以用于选择驱动模式，驱动模式包括前驱模式、后驱模式和全驱模式。

在默认工作模式下，选择开关位于后驱模式位置，第四控制端241失电，控制离合器4结合的液压油通过第三电液伺服阀24泄油，离合器4在弹簧作用下使主动端和从动端脱开，变量马达与主减速机构5的传动断开，第一控制阀141和第二控制阀142同时失电，变量泵和变量马达空转，补油泵20向第一管路或第二管路中的低压侧提供补油，并对高压侧进行冲洗。发动机1的扭力通过变速箱10和传动轴11传动到驱动后桥12，进而驱动后车轮向前转动，形成后驱模式。

当选择开关选择前驱模式时，变速箱10挡于空挡，第四控制端241得电，补油泵20提供控制液压油通过第三电液伺服阀24流向离合器4，压缩离合器4的弹簧使主动端和从动端摩擦结合，从而变量马达与主减速机构5传动结合，第一控制端141和第三控制端161得电，变量马达的输出扭矩通过主减速机构5、差速器6、两个半轴总成7及两个轮边减速机构9分别传递到两个前车轮，形成前驱模式。当前车轮转向或因两前车轮负荷不等时如斜坡作业时会造成两个前车轮的转速不等，此时可通过差速器6自动实现两前车轮的差速。

当选择开关选择全驱模式时，第四控制端241得电，补油泵20提供的控制液压油通过第三电液伺服阀24流向离合器4，压缩离合器4的弹簧使主动端和从动端摩擦结合，从而变量马达与主减速机构5传动结合，第一控制端141和第三控制端161得电，发动机1动力的一部分通过变量泵转换，并经变量马达输出，该部分动力通过主减速机构5、差速器6、两个半轴总成7及两个轮边减速机构9分别传递到两个前车轮，发动机1动力另一部分通过变速箱10和传动轴11传动到驱动后桥12，进而驱动后车轮向前转动。当前车轮转向或因两前车轮负荷不等时如斜坡作业时会造成两个前车轮的转速不等，此时可通过差速器6自动实现两前车轮的差速。

需要注意的是，当选择开关选择前车轮驱动模式时或者选择全驱模式时，当需要倒车时，第一控制端141关闭，第二控制端142开启。

该传动***还包括前驱速度调整旋钮，通过前驱速度调整旋钮可调整前车轮的转速，具体地，通过控制器读取前驱速度调整旋钮选择设定前车轮转速值，控制器根据预先设置在控制器中的设定前车轮转速与第一控制端141和第三控制端161的电流值关系map，获取第一控制端141和第三控制端161的电流值，并控制第一控制端141和第三控制端161的电流值变更，使液压***的排量变化，实现对前车轮的转速的调整。

请参见图6，本实施例还提供一种平地机，包括上述方案中的传动***。

请参见图7至图9，本实施例还提供上述一种传动***的控制方法，该传动***的控制方法包括以下步骤：

S10：选择行车模式，行车模式包括前驱模式、后驱模式和全驱模式；

若选择的是前驱模式，则执行S20。

S20：判断是否满足前驱模式启动条件。

若满足前驱模式启动条件则执行S30；若不满足前驱模式启动条件则执行S100。

S30：仅前驱机构与发动机1传动连接。

S100：结束。

前驱模式启动条件包括：判断整机是否处于停止状态，判断变速箱10的档位是否处于中位，判断停车制动器13是否释放，以及获取后车轮的制动压力Pb1并与预设于控制器内的预设制动压力Pb进行比较。仅当整机处于停止状态、变速箱10的档位处于中位、停车制动器13释放以及Pb1＜Pb全部发生时满足前驱模式启动条件，当整机未处于停止状态、变速箱10的档位未处于中位、停车制动器13未释放以及Pb1≥Pb中的任一一个发生时，均执行步骤S100。

驾驶室中设有行车模式选择按钮，对应每种行车模式分别设有相应的按钮，驾驶员可以通过按钮选择行相应的行车模式。

在前驱模式下，仅前驱机构和发动机1传动连接，此时，由于变速箱10的档位处于中位，因而变速箱10与传动轴11之间无动力传递。因而，在选择前驱模式时，需要对变速箱10的档位进行确认。并且由于前驱模式启动时，意味着整机不能处于后驱模式和全驱模式下，在确保整机处于停止状态下才能够进入。其中，整机状态可以由设置于车身上的速度传感器测取整机的速度，并将检测的速度值输送至控制器，由控制器判断速度值是否等于0，若速度值等于0时，表明此时整机处于停止状态，若速度值不等于0，则表明此时整机处于运动状态。当判断变速箱10的档位是否处于中位时，可以通过安装在变速箱10档位杆上的第一位置传感器检测，具体地，可以在控制器中预设该第一位置传感器的位置与变速箱10档位的map，通过第一位置传感器检测档位杆的位置，并将代表档位杆位置的电信号输送至控制器，通过控制器将电信号转换为档位杆的位置，从map中获取档位杆的档位。

判断停车制动器13是否释放，可以通过控制器结合安装在停车制动杆上的第二位置传感器实现，具体地，可以在控制器中预设该第二位置传感器的位置与制动杆刹车位置的map，通过第二位置传感器检测制动杆的位置，并将代表制动杆位置的电信号输送至控制器，通过控制器将电信号转换为制动杆的位置，若map中存在该位置，则表明断停车制动器13未释放，若map中不存在该位置，则表明断停车制动器13已释放。预设制动压力Pb可以根据实际情况进行设置。

可以理解的是，后车轮上设有通过油压驱动的刹车机构。后车轮上的油压刹车机构为现有技术，在此不再赘述，获取后车轮的制动压力Pb1，可通过设置在刹车机构的液压油进油管路中的压力传感器测量，该压力传感器与控制器连接，从而可将测量数据传送给控制器。考虑到前驱模式仅为辅助驱动，如果制动压力Pb1≥Pb，此时开启前驱模式，整机将保持静止，或者前进速度特别慢，容易导致液压泵2和液压马达3负荷变大，并且容易导致液压泵2和液压马达3闭合回路中高压侧油温升高，对液压泵2和液压马达3产生不利影响，因而当前驱模式启动前，需要对制动油压进行检测，以保护前驱机构。

可选地，在S30之后还包括S40和S50。

S40：设定前车轮转速。

S50：控制器采用PID算法通过泵控制组件和马达控制组件将前车轮的转速调整至设定前车轮转速。

PID算法通过PID控制器实现，PID控制器为现有技术，对其具体结构不再赘述，其采用闭环自动控制理论，基于反馈的概念以减少控制的不确定性，反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关键的是被控变量的实际值，与期望值相比较，用这个偏差来纠正***的响应，执行调节控制。本实施例中，被控变量的实际值为前车轮的实际转速，期望值为设定前车轮转速，在控制过程中，通过测取前车轮的实际转速，并将测取的前车轮实际转速值与设定的前车轮转速比较，根据差值大小调整第一控制端141的电流大小，以及第三控制端161的电流大小，实现对前车轮实际转速的调整，通过连续不断的调整，使前车轮转速最终趋于或等于设定车轮转速。

可选地，若S10中选择的是前驱模式，则S10和S20之间还包括S11和S12：

S11：采集液压泵2和液压马达3的闭合回路中低压侧的油压P1。

S12：控制器比较P1和预设油压P的大小。

若P1＞P，则执行S20；若P1≤P，则执行S100。

如果低压侧的油压P1≤P，液压泵2和液压马达3的低压连接管路中容易存在空气，此时开启液压泵2和液压马达3容易导致其被气蚀。因此，当P1≤P控制器控制前驱模式不启动。预设油压P可以根据实际情况进行设置。

在S10中，若选择的是全驱模式，则执行S60。

S60：判断是否满足全驱模式启动条件。

若满足全驱模式启动条件则执行S70；若不满足全驱模式启动条件则执行S100。

S70：后驱机构和前驱机构均与发动机1驱动连接。

其中，全驱模式启动条件包括：判断停车制动器13是否释放，判断变速箱10的档位是否处于中位，获取后车轮的制动压力Pb2并与预设在控制器中的预设制动压力Pb’进行比较，以及获取前车轮的转速n1并与预设在控制器中的预设前车轮转速N进行比较。仅当停车制动器13释放，变速箱10的档位未处于中位，Pb2＜Pb’，以及n1＜N全部发生时满足全驱模式启动条件。当停车制动器13未释放，变速箱10的档位处于中位，Pb2≥Pb’，以及n1≥N中的任一一个发生时，不满足全驱模式启动条件，将执行S100。

全驱模式下，发动机同时与后驱机构以及前驱机构传动连接，由于前驱机构需要启动，因而在全驱模式启动前同样需要确保停车制动器13已经释放，并且后车轮制动压力Pb2需要小于Pb’。由于后驱机构同时需要启动，因而变速箱10的档位需要确保不能处于中位。考虑到前驱模式仅为辅助驱动，其能够驱动前车轮转动的最大速度远低于后驱机构能够驱动前车轮转动的最大速度，因而，需要对前车轮转速n1和预设前车轮转速N进行比较，预设前车轮转速N代表前驱机构能够驱动前车轮转动的最大速度或者代表前驱机构能够驱动前车轮转动的最大速度的x倍，1＜x≤1.2，当n1≥N时，此时进入全驱模式容易导致前驱机构受损。预设制动压力Pb’以及预设前车轮转速N均可以根据实际情况进行设置。档位方向是指该档位下整机最终的行驶方向。判断整机行驶方向和档位方向是否相同的方法为：预先在控制器内存储离合器4的档位位置和档位方向的map，控制器通过获取离合器4的档位位置，并通过第一位置传感器获取档位杆的档位位置，并根据档位位置和档位方向的map获取档位杆位置所代表的行驶方向，控制器通过设置在前车轮或后车轮上的转速传感器获取整机的转速值，并通过所获取的转速值的正负值获取整机的行驶方向，进而将整机的行驶方向和档位杆位置所代表的行驶方向进行比较。

可选地，若满足全驱模式启动条件，该传动***的控制方法还包括S61和S62。

S61：判断整机行驶方向和档位方向是否相同。

若整机行驶方向和档位方向相同，则执行S70；若整机行驶方向和档位方向不相同，则执行S62。

S62：等待时间T1后执行S70。

考虑到变速箱档位可能处于F档(前进挡)或者R档(倒挡)，并且整机的实际行驶方向也是不确定的，例如，相关技术中的平地机在保持三挡以下速度向前行驶时，可以直接挂倒挡，平地机会逐渐向前减速并向后倒车，因而需要确保整机的实际行驶方向需要和档位方向相同。这是由于前驱模式启动时，需要保证前车轮的实际转动方向与整机运动方向一致，否则，对于前驱机构而言，容易导致液压泵2和液压马达3闭合回路中高压侧油温升高，对液压泵2和液压马达3产生不利影响。

当整机行驶方向和档位方向不相同时，整机可能处于前行状态但是离合器4的档位处于R档的工况下，因而等待时间T1后，整机将行驶方向将和档位方向相匹配，保证前驱机构不会受损。时间T1可以根据整机的实际型号设置。优选的，S160包括：等待时间T1，并判断整机行驶方向和档位方向是否相同，若相同，则执行S150，若不相同则执行S160。如此设置可以避免T1设置不准确的问题。

可选地，S70之后，该传动***的控制方法还包括步骤S80和S90：

S80：设定前车轮和后车轮的转速比S。

S90：获取后车轮的转速n2，根据n3＝S*n2确定对应的前车轮的转速n3，控制器采用PID算法通过泵控制组件和马达控制组件控制前车轮速度至n3。

前车轮和后车轮的转速比也称之为超前率，S的值为0.98～1.2，通过设置超前率可以匹配平地机的多种工况。比如，当平地机的后车轮侧路面较前车轮侧路面松软时，控制S大于1，此时可以通过前车轮拖动后车轮向前运动，相应地可以防止后车轮将较松软的路面压塌。同理，当平地机的前车轮侧路面较后车轮侧路面松软时，控制S小于1，此时可以通过后车轮拖动前车轮向后运动，相应地可以防止前车轮将较松软的路面压塌。需要注意的是，在其他的实施例中，超前率也可以根据前车轮的转速调节后车轮的转速，相应地，在步骤S80中，除了通过驾驶员人为设定前车轮和后车轮的转速比S之外，还需要设置前车轮的目标转速，控制器采用PID算法通过泵控制组件和马达控制组件将前车轮的转速调整至目标转速，然后控制器根据前车轮的目标转速调节后车轮的目标转速，后车轮的目标转速等于前车轮的目标转速与S的商。

可选地，在S90之后，该传动***的控制方法还包括步骤S110～S160。

S110：获取前车轮的转速n4。

S120：判断n4是否等于0；若n4＝0；则执行S130。

S130：累计n4＝0的持续时间T2，并与预设时间T比较。

若T2≥T；则执行S140。

S140：由全驱模式转入后驱模式，此时发动机仅与后驱机构传动连接。

可通过设置在前车轮上的转速传感器测量前车轮的转速n4，控制器判断n4与0的大小，如果n4等于0，那么长时间持续下去将会导致液压泵2和液压马达3损坏，因而可通过持续累计时间T2来控制，如果T2＞T，那么通过退出全驱模式，转入后驱模式可以避免液压泵2和液压马达3损坏。可以理解的是，当累计时间T2＝T时，代表液压泵2和液压马达3有很大风险损坏，时间T可以根据实际情况，主要考虑整机的液压泵2和液压马达3型号进行设置。n4＝0的累计方法为，当控制器判断n4＝0时，与控制器连接的计时器启动，累计过程中，若n4≠0，则累计过程结束，并默认为时间T2＜T。若累计时间超过或等于T2，则控制器执行步骤S140.

可选地，步骤S130之后，该传动***的控制方法还包括S150至S210。

若n4≠0，或者T2＜T，则执行S170。

S150：采集液压泵2和液压马达3的闭合回路中高压侧的油温t。

S160：比较t和预设油温t1的大小。

若t＜t1；则执行S110；若t≥t1；则执行S170。

S170：判断S与1的大小。

若S≥1；则执行S180。

S180：调整前车轮和后车轮的转速比为S1，S1＜1。

S190：获取后车轮的转速n5，控制器采用PID算法通过泵控制组件和马达控制组件控制前车轮速度至n6，n6＝S1*n5，并重复S110。

当超前率大于1时，通过前车轮拖动后车轮运动，因而前驱机构中液压泵2和液压马达3的负荷较大，容易导致液压泵2和液压马达3的闭合回路中高压侧管路中的油温升高，然而油温升高容易导致液压泵2和液压马达3受损，因而需要实时关注液压泵2和液压马达3的闭合回路中高压侧管路中的油温，当油温大于或等于预设油温t1时，通过将超前率S的值调整至1以下，通过后车轮推动前车轮前行，来降低前驱机构中液压泵2和液压马达3的负荷，进而对前驱机构进行保护。

可选地，在步骤S170中，若S1＜1，则执行步骤140。

如果超前率S的值本身就小于1，并且t≥t1，那么表明，调整超前率S的值已经无法对油温进行调节，需要退出全驱模式并进入后驱模式。

在S10中，若选择的是后驱模式，则执行S200。

S200：发动机1仅与后驱机构传动连接。

具体地，控制器通过泵控制组件控制液压泵2停止，通过马达控制组件控制液压马达3停止，控制器控制离合器4使液压马达3和主减速机构5之间的动力传递断开。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种传动***的控制方法，传动***包括：发动机（1）、前驱机构和后驱机构；

所述后驱机构包括与所述发动机（1）传动连接的变速箱（10），与所述变速箱（10）的第一取力口连接的传动轴（11），以及与所述传动轴（11）连接的驱动后桥（12），所述驱动后桥（12）用于驱动后车轮转动；

所述前驱机构包括与所述变速箱（10）的第二取力口连接的液压泵（2），与所述液压泵（2）构成闭合回路的液压马达（3），一端与所述液压马达（3）连接的离合器（4），与所述离合器（4）的另一端连接的主减速机构（5），与所述主减速机构（5）的输出端连接的差速器（6），以及均与所述差速器（6）连接的两个半轴总成（7），两个所述半轴总成（7）分别用于带动前桥架（8）两端的前车轮转动；

所述液压泵（2）为变量泵，所述传动***还包括泵控制组件，所述泵控制组件用于控制所述变量泵的斜盘的倾斜角度，所述液压马达（3）为变量马达，所述传动***还包括马达控制组件，所述马达控制组件用于控制所述变量马达的斜盘的倾斜角度；

所述传动***还包括停车制动器（13），所述停车制动器（13）用于阻止或允许所述传动轴（11）与所述驱动后桥（12）之间的动力传递；

其特征在于，后车轮上设有通过油压驱动的刹车机构，所述传动***的控制方法包括：

选择行车模式，行车模式包括前驱模式、后驱模式和全驱模式；

若选择的是所述前驱模式，则判断是否满足前驱模式启动条件，若满足所述前驱模式启动条件则仅前驱机构与发动机（1）传动连接；

所述前驱模式启动条件包括：判断整机是否处于停止状态，判断变速箱（10）的档位是否处于中位，判断停车制动器（13）是否释放，以及获取后车轮的制动压力Pb1并与预设于控制器内的预设制动压力Pb进行比较；

仅当整机处于停止状态、所述变速箱（10）的档位处于中位、所述停车制动器（13）释放以及Pb1＜Pb全部发生时满足所述前驱模式启动条件。

2.根据权利要求1所述的传动***的控制方法，其特征在于，所述传动***的控制方法还包括；

设定前车轮转速；

所述控制器采用PID算法通过泵控制组件和马达控制组件将所述前车轮的转速调整至设定前车轮转速。

3.根据权利要求2所述的传动***的控制方法，其特征在于，在判断是否满足前驱模式启动条件之前所述传动***的控制方法还包括：

采集液压泵（2）和液压马达（3）的闭合回路中低压侧的油压P1；

控制器比较P1和预设油压P的大小；

若P1＞P，则判断是否满足前驱模式启动条件。

4.根据权利要求2所述的传动***的控制方法，其特征在于，若选择的是全驱模式，则判断是否满足全驱模式启动条件，若满足所述全驱模式启动条件则后驱机构和所述前驱机构均与所述发动机（1）驱动连接；

所述全驱模式启动条件包括：判断所述停车制动器（13）是否释放，判断所述变速箱（10）的档位是否处于中位，获取所述后车轮的制动压力Pb2并与预设在所述控制器中的预设制动压力Pb’进行比较，以及获取所述前车轮的转速n1并与预设在所述控制器中的预设前车轮转速N进行比较；

仅当所述停车制动器（13）释放，所述变速箱（10）的档位未处于中位，Pb2＜Pb’，以及n1＜N全部发生时满足所述全驱模式启动条件。

5.根据权利要求4所述的传动***的控制方法，其特征在于，若满足全驱模式启动条件，则判断整机行驶方向和档位方向是否相同；

若相同，则所述后驱机构和所述前驱机构均与所述发动机（1）驱动连接；若不相同，则等待时间T1后，所述后驱机构和所述前驱机构均与所述发动机（1）驱动连接。

6.根据权利要求5所述的传动***的控制方法，其特征在于，当所述后驱机构和所述前驱机构均与所述发动机（1）驱动连接后，所述传动***的控制方法还包括：

设定前车轮和后车轮的转速比S；

获取所述后车轮的转速n2，所述控制器采用PID算法通过泵控制组件和马达控制组件调节所述前车轮的转速至n3，n3=S*n2。

7.根据权利要求6所述的传动***的控制方法，其特征在于，当所述前车轮的转速调节至n3之后，所述传动***的控制方法还包括：

获取所述前车轮的转速n4；

判断n4是否等于0；

若n4持续等于0的时间T2大于或等于预设于所述控制器内的预设时间T，则由全驱模式转入后驱模式，此时所述发动机（1）仅与所述后驱机构传动连接。

8.根据权利要求7所述的传动***的控制方法，其特征在于，所述传动***的控制方法还包括：

若n4≠0或者T2＜T，则采集所述液压泵（2）和所述液压马达（3）的闭合回路中高压侧的油温t并与预设于所述控制器中的预设油温t1进行比较；

若t≥t1且S≥1；则调整所述前车轮和所述后车轮的转速比为S1，S1＜1；

获取所述后车轮的转速n5，控制器采用PID算法通过所述泵控制组件和所述马达控制组件控制所述前车轮的速度至n6，n6=S1*n5。