本文設(shè)計(jì)一種具有定速巡航功能的平地機(jī)控制系統(tǒng)和控制方法，屬于平地機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

平地機(jī)主要用于平整路面及大壩等刮整坡面的施工，其施工質(zhì)量和施工效率相比普通施工工藝有極大優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵因素是一體化操作，即集合所有功能的CAN線雙手柄操作；而車輛行駛控制系統(tǒng)的優(yōu)劣是衡量平地機(jī)性能好壞的關(guān)鍵指標(biāo)之一，機(jī)器在施工過程中要靠車輛的定速巡航控制系統(tǒng)使車輛在一個(gè)較為平穩(wěn)的速度下工作，以此來降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)增加地面的平整性與施工的效率性。

以往，平地機(jī)的行駛控制系統(tǒng)都為腳油門拉線式控發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，再通過變速箱的檔位切換，最終實(shí)現(xiàn)車速的控制，這種方式多采用人為的控制方式來保證車輛行駛速度的平穩(wěn)和車輛施工的進(jìn)程；此種控制方式下，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及車速的掌控精度較低，操作人員在操作鏟刀動(dòng)作時(shí)，還需要實(shí)時(shí)關(guān)注腳油門的大小、變速箱的檔位，往往影響施工的質(zhì)量和效率，且給施工人員帶來較大的負(fù)擔(dān)。

當(dāng)今，商用汽車行業(yè)的采用的油門控制方式是扭矩控制，定速功能恒定的是車輛的行駛速度，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不是固定的，并且對(duì)車輛變速箱檔位不進(jìn)行限制控制，控制方法及裝置標(biāo)準(zhǔn)化較強(qiáng)，但不符合平地機(jī)的工作環(huán)境特點(diǎn)及要求。其他具有定速巡航功能的車輛，往往采用的是機(jī)械式或半機(jī)械式控制方式，對(duì)于平地機(jī)的使用來說，操作上不夠靈活，且不符合平地機(jī)的施工狀況。

平地機(jī)采用的是發(fā)動(dòng)機(jī)定速控制的方式來實(shí)現(xiàn)，在一定程度上保證液壓系統(tǒng)及工作裝置工作的穩(wěn)定性。并且在定速巡航過程中控制鎖定檔位，保證在外負(fù)載較大的工況下，車輛驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種具有定速巡航功能的平地機(jī)控制系統(tǒng)和控制方法，采用CAN總線來控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及變速箱檔位，使車輛的行駛速度較為平穩(wěn)，使施工質(zhì)量和施工效率得到提高，同時(shí)減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種具有定速巡航功能的平地機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、觸控顯示器、CAN總線手柄、電控變速箱、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)、油門踏板、剎車信號(hào)和定速巡航組合按鍵；

當(dāng)控制器接收到CAN總線手柄通過CAN總線傳送的換檔信號(hào)，向電控變速箱發(fā)送檔位信號(hào)，并通過電控變速箱與平地機(jī)后橋的連接實(shí)現(xiàn)平地機(jī)按檔位信號(hào)對(duì)應(yīng)的速度行駛；

剎車信號(hào)、油門踏板和定速巡航組合按鍵與控制器輸入端口相連，控制器采集輸入端口數(shù)據(jù)來判斷是否進(jìn)入定速巡航模式和當(dāng)前的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，根據(jù)判斷結(jié)果確定是否通過CAN總線向電噴發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)送定速信號(hào)進(jìn)入定速巡航模式。

定速巡航組合按鍵包括啟動(dòng)組合按鍵盤電源的定速巡航總開關(guān)、發(fā)送定速信號(hào)的定速巡航開關(guān)和油門恢復(fù)開關(guān)。

一種平地機(jī)定速巡航的控制方法，其特征在于，控制器接收到CAN總線手柄通過CAN總線傳送的換檔信號(hào)，向電控變速箱發(fā)送檔位信號(hào)，并通過電控變速箱與平地機(jī)后橋的連接實(shí)現(xiàn)平地機(jī)按檔位信號(hào)對(duì)應(yīng)的速度行駛；

當(dāng)控制器采集輸入端口處剎車信號(hào)、油門踏板和定速巡航組合按鍵發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)來判斷是否進(jìn)入巡航模式和當(dāng)前的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，根據(jù)判斷結(jié)果確定是否通過CAN總線向電噴發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)送定速信號(hào)進(jìn)入定速巡航模式。

調(diào)整車速的步驟為：通過油門踏板控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將車輛調(diào)整到目標(biāo)車速，油門踏板與控制器輸入口相連接，控制器采集的油門踏板的電壓值與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)；控制器計(jì)算出電噴發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速通過CAN總線命令控制電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速；

Enging_RPM=K * Input_Valve。 ①

式中Enging_RPM 代表電噴發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速，K=電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大值或最小值/ 電壓輸入最大值或最小值，Input_Valve為控制器檢測(cè)到的油門踏板輸入的電壓值。

啟動(dòng)定速的步驟為：操作定速巡航開關(guān)存儲(chǔ)當(dāng)前速度狀態(tài)信息，控制器與電噴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU通訊維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速，并控制油門鎖定指示燈亮指示鎖定狀態(tài)，使駕駛?cè)藛T明確當(dāng)前行駛的模式狀態(tài)。

定速巡航模式啟、閉的步驟為：

通過定速巡航開關(guān)開啟或退出巡航模式，定速巡航開關(guān)與控制器輸入端口相連，控制器檢測(cè)到定速巡航開關(guān)的電位變化后，進(jìn)入或退出定速巡航模式，定速巡航模式下按照存儲(chǔ)的當(dāng)前速度狀態(tài)信息，由控制器與電噴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU通訊維持發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速；

退出定速巡航模式后，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)切換為由油門踏板控制的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速。

控制檔位的步驟為：正常模式下，CAN總線手柄按照通信協(xié)議向控制器發(fā)送目標(biāo)檔位信息，并由控制器根據(jù)收到的目標(biāo)檔位信息向電控變速箱發(fā)送對(duì)應(yīng)的目標(biāo)檔位，由電控變速箱按照目標(biāo)檔位對(duì)應(yīng)的速度實(shí)現(xiàn)控制平地機(jī)的行駛速度；

在定速巡航模式下，平地機(jī)的行駛速度不隨限制檔位的變化進(jìn)行增減。

定速巡航模式下的速度微調(diào)步驟為：控制器接收到定速巡航開關(guān)發(fā)送的相應(yīng)定速信號(hào)后，輸出控制信號(hào)控制電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以固定梯度上升；控制器接收到油門恢復(fù)開關(guān)發(fā)送的相應(yīng)信號(hào)后，控制電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以固定梯度下降，以此來實(shí)現(xiàn)車速的定速增減。

定速巡航模式的暫停步驟為：按下制動(dòng)踏板的信號(hào)發(fā)送至控制器，控制器輸入端口電位發(fā)生改變，控制器退出定速巡航模式，并將電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)榈∷贍顟B(tài)；CAN總線停止定速控制，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速按照公式①進(jìn)行控制；

定速巡航模式的恢復(fù)步驟為：按油門恢復(fù)開關(guān)產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)傳輸至控制器，控制器根據(jù)收到的觸發(fā)信號(hào)執(zhí)行恢復(fù)巡航，控制電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)到之前存儲(chǔ)的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)定速巡航狀態(tài)。

定速巡航時(shí)的加速行駛步驟：根據(jù)公式①由當(dāng)前的轉(zhuǎn)速計(jì)算出對(duì)應(yīng)的油門踏板輸入電壓值，當(dāng)踩油門踏板超過設(shè)定轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電壓值時(shí)，由油門踏板按照公式①控制電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，低于設(shè)定轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電壓值時(shí)，又切換為定速巡航模式，CAN總線控制轉(zhuǎn)速并維持在設(shè)定轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

操作人員在操作鏟刀動(dòng)作時(shí)，不需要實(shí)時(shí)關(guān)注腳油門的大小、變速箱的檔位，從而提高施工的質(zhì)量和效率，給施工人員減輕負(fù)擔(dān)。

采用的是發(fā)動(dòng)機(jī)定速控制的方式來實(shí)現(xiàn)，在一定程度上保證液壓系統(tǒng)及工作裝置工作的穩(wěn)定性。

在定速巡航過程中控制鎖定檔位，保證在外負(fù)載較大的工況下，車輛驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的控制系統(tǒng)框圖。

圖2是本發(fā)明定速巡航組合按鍵示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明

如圖1和圖2所示，本平地機(jī)的控制系統(tǒng)，包括控制器、觸控顯示器、CAN總線、電控變速箱、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)、油門踏板、剎車信號(hào)和定速巡航組合按鍵；定速巡航組合按鍵包括啟動(dòng)組合按鍵盤電源的定速巡航總開關(guān)1、發(fā)送定速信號(hào)的定速巡航開關(guān)2和油門恢復(fù)開關(guān)3。剎車信號(hào)、油門踏板和定速巡航組合按鍵與控制器輸入端口相連，控制器采集輸入口數(shù)據(jù)來判斷是否進(jìn)入巡航模式和當(dāng)前的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，然后通過總線向電噴發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)送定速信號(hào)；控制器接收到CAN總線的換檔信號(hào)，向變速箱發(fā)送檔位信號(hào)，并最終通過變速箱與車輛后橋的連接實(shí)現(xiàn)車輛行駛功能，通過觸控顯示器對(duì)各個(gè)狀態(tài)及標(biāo)志位進(jìn)行顯示。

本平地機(jī)定速巡航的控制方法，該方法的具體步驟是：

1)模式開啟：開啟定速巡航總開關(guān)1，通過定速巡航開關(guān)2開啟巡航模式，定速巡航開關(guān)2與控制器輸入端口相連，控制器檢測(cè)到相應(yīng)的電位變化后，認(rèn)為進(jìn)入巡航模式。

2)控制檔位：CAN總線手柄通過CAN總線，按照通信協(xié)議向控制器發(fā)送目標(biāo)檔位信息，并由控制器向電控變速箱發(fā)送目標(biāo)檔位，由電控變速箱實(shí)現(xiàn)最終檔位的結(jié)合，在定速巡航模式下限制檔位增減。

3)調(diào)整車速：通過油門踏板控制電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將車輛調(diào)整到目標(biāo)車速，油門踏板與控制器輸入口相連接，并將油門踏板電壓的變化區(qū)間與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一一對(duì)應(yīng)。控制器將計(jì)算出的轉(zhuǎn)速通過總線命令控制電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。

Enging_RPM=K * Input_Valve ①

式中Enging_RPM 代表電噴發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速，K=發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大值（最小值）/ 電壓輸入最大值（最小值），Input_Valve為控制器檢測(cè)到的油門踏板輸入的電壓值。

4)啟動(dòng)定速：操作定速巡航開關(guān)2存儲(chǔ)當(dāng)前定速狀態(tài)信息，控制器與電噴發(fā)動(dòng)機(jī)ECU通訊維持當(dāng)前轉(zhuǎn)速，并輸出油門鎖定指示燈亮指示鎖定狀態(tài)到觸控顯示器進(jìn)行顯示。

5)定速巡航的速度微調(diào)：短按定速巡航開關(guān)2，控制器接收到相應(yīng)信號(hào)后，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以固定梯度上升；短按油門恢復(fù)按鈕，控制器接收到相應(yīng)信號(hào)后，將電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以固定梯度下降，以此來實(shí)現(xiàn)車速的定速增減。

6)定速巡航的暫停與恢復(fù)：按下制動(dòng)踏板，控制器輸入端口電位發(fā)生改變，控制器將退出定速巡航模式，并將電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速緩慢變?yōu)榈∷贍顟B(tài)?？偩€停止定速控制，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將按照公式①進(jìn)行控制。如想恢復(fù)原來設(shè)定的定速巡航模式，可以按油門恢復(fù)開關(guān)3按鈕自動(dòng)恢復(fù)存儲(chǔ)的定速巡航狀態(tài).

7)加速行駛：根據(jù)公式①可由當(dāng)前的轉(zhuǎn)速計(jì)算出對(duì)應(yīng)的油門踏板輸入電壓值，當(dāng)駕駛員踩油門踏板超過設(shè)定轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電壓值時(shí)，由油門踏板按照公式①控制電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，低于設(shè)定轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電壓值時(shí)，又切換為巡航模式，總線控制轉(zhuǎn)速并維持在設(shè)定轉(zhuǎn)速。

8)巡航模式退出：將定速巡航開關(guān)2打到OFF位置時(shí)，退出定速巡航模式，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)切換為油門踏板控制的方式，并按照公式①進(jìn)行控制。