本發明涉及壓路機技術領域，尤其涉及一種壓路機控制系統及其控制方法。

背景技術：

目前行業內的單鋼輪壓路機分為機械式壓路機和液壓式壓路機，其中機械式壓路機的傳動系統由發動機、離合器、變速箱、傳動軸和驅動橋組成，發動機通過離合器與變速箱連接。整機換擋操作時均采用人工腳踏離合器的操縱形式，踩下離合踏板，使離合器中壓盤與摩擦盤分離，即分離發動機和變速箱，然后操作變速箱換擋，操作方式類似于手動擋汽車。

這種人工腳踏式離合器操縱的壓路機存在以下問題：1、人工踩踏離合器來切斷動力傳動，增加了駕駛員的勞動強度；2、人工操控動力傳遞和切斷，容易引發機械沖擊，影響操縱舒適性及作業質量；3、人工腳踏式離合器的操作方式所需的執行元件較多，故障點多，降低了整機可靠性。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種壓路機控制系統，以解決駕駛員勞動強度大、操作舒適性差及整機可靠性低的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種壓路機控制系統，包括：

動力傳動系統，其包括發動機、電磁離合器、電控變速箱、傳動軸和驅動橋，所述發動機通過所述電磁離合器與所述電控變速箱相連，所述電控變速箱與所述傳動軸相連，所述傳動軸與所述驅動橋相連；

自動換擋操縱系統，其包括行走手柄、擋位選擇器、壓力傳感器、自動模式開關、控制器、所述電磁離合器和所述電控變速箱，所述壓力傳感器用于檢測所述發動機的壓力值，所述行走手柄、擋位選擇器、壓力傳感器和自動模式開關均與所述控制器電連接，所述控制器分別與所述電磁離合器和電控變速箱電連接。

作為優選，所述電磁離合器包括：外殼、接近開關、N極電磁鐵、壓盤、S極電磁鐵、傳動軸和摩擦盤；

所述摩擦盤與所述發動機相連，所述傳動軸與所述電控變速箱相連，所述外殼內設置有與所述摩擦盤相連的S極電磁鐵和與所述壓盤相連的N極電磁鐵，所述壓盤位于所述S極電磁鐵與N極電磁鐵之間，所述接近開關設置于所述外殼上，用于感應所述壓盤的位置信號，所述接近開關與所述控制器電連接。

一種如上述壓路機控制系統的控制方法，包括人工換擋模式和自動換擋模式，具體如下：

1)當自動模式開關斷開時，整機處于人工換擋模式，切換擋位時，先推動行走手柄至前進擋位或后退擋位，再將擋位選擇器選擇在相應速度擋位，整車即按相應速度前進或后退；

2)當自動模式開關閉合時，整機處于自動換擋模式，控制器根據壓力傳感器檢測到的壓力值來判斷外部負載的大小，從而控制電控變速箱切換擋位。

作為優選，所述1)具體為：

發動機啟動，此時行走手柄在中位，擋位選擇器在0擋，電控變速箱默認在0擋，整機不動作；

切換1擋擋位時，先手動將行走手柄推至前進或后退擋位，觸發前進限位開關或后退限位開關，控制器控制電磁離合器分離發動機和電控變速箱，然后擋位選擇器選擇1擋位，控制器將前進1擋或后退1擋信號輸出給電控變速箱，然后控制器再控制電磁離合器將發動機與電控變速箱結合，整機即按1擋速度前進或后退；

切換2擋擋位和3擋擋位的方法同切換1擋擋位方法。

作為優選，所述2)具體為：

當壓力傳感器檢測到的壓力值在第一時間段內持續小于第一閾值時，則控制器會判定外部負載較小，因此控制器控制電控變速箱從自動1擋切換成2擋，如果此時已經是自動2擋則不做變化；反之，當壓力傳感器檢測到的壓力值在第一時間段內持續大于第一閾值時，則控制器會判定外部負載較大，因此控制器會控制電控變速箱從自動2擋切換成自動1擋，如果此時已經是自動1擋則不做變化。

作為優選，所述第一時間段為5-7s。

作為優選，所述第一閾值為14-16MPa。

本發明的有益效果：

本發明提供一種壓路機控制系統及其控制方法，包括動力傳動系統和自動換擋操作系統，通過自動模式開關的斷開和閉合，可實現人工換擋模式和自動換擋模式兩種功能，人工換擋模式下，行走手柄將前進或后退的方向信號傳遞給控制器，擋位選擇器將擋位信號輸入給控制器，控制器根據擋位信號控制發動機的啟動，換擋時無需踩踏式離合器，控制器根據輸入信號進行邏輯控制，控制電磁離合器與發動機動力系統分離或結合，并控制電控變速箱換擋，換擋過程平穩，操縱方便，有效降低了駕駛員勞動強度，提升整機可靠性；自動換擋模式下，控制器通過壓力傳感器傳遞的壓力數值進行計算，判斷現場整機作業負荷程度，根據負荷程度的大小進行1擋和2擋的自動切換，從而提高作業效率和作業可靠性。

附圖說明

圖1是本發明提供的壓路機控制系統的原理示意圖；

圖2是本發明提供的電磁離合器的結構示意圖；

圖3是本發明提供的人工換擋模式的電氣原理示意圖；

圖4是本發明提供的自動換擋模式的電氣原理示意圖。

圖中：

1-行走手柄；1a-前進擋位；1b-后退擋位；11-前進限位開關；12-后退限位開關；

2-擋位選擇器；2a-0擋位；2b-1擋位；2c-2擋位；2d-3擋位；2a’-自動0擋位；2b’-自動1擋位；2c’-自動2擋位；

3-壓力傳感器；4-自動模式開關；5-控制器；

6-電磁離合器；61-外殼；62-接近開關；63-N極電磁鐵；64-壓盤；65-S極電磁鐵；66-傳動軸；67-摩擦盤；

7-電控變速箱；7a-前進1擋；7b-前進2擋；7c-前進3擋；7d-后退1擋；7e-后退2擋；7f-后退3擋；7a’-自動前進1擋；7b’-自動前進2擋；7d’-自動后退1擋；7e’-自動后退2擋；

8-發動機；9-傳動軸；10-驅動橋。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

如圖1所示，本發明提供一種壓路機控制系統，包括動力傳動系統和自動換擋操作系統，其中：動力傳動系統包括電磁離合器6、電控變速箱7、發動機8、傳動軸9和驅動橋10，發動機8通過電磁離合器6與電控變速箱7相連，電控變速箱7與傳動軸9相連，傳動軸9與驅動橋10相連；自動換擋操縱系統包括行走手柄1、擋位選擇器2、壓力傳感器3、自動模式開關4、控制器5、上述電磁離合器6和上述電控變速箱7，行走手柄1、擋位選擇器2、壓力傳感器3和自動模式開關4均與控制器5電連接，控制器5分別與電磁離合器6和電控變速箱7電連接。

如圖2所示，電磁離合器6包括外殼61、接近開關62、N極電磁鐵63、壓盤64、S極電磁鐵65、傳動軸66和摩擦盤67；摩擦盤67通過摩擦力與發動機8的飛輪殼壓接在一起，傳動軸66與電控變速箱7相連，外殼61內設置有與摩擦盤67相連的S極電磁鐵65和與壓盤64相連的N極電磁鐵63，壓盤64位于S極電磁鐵65與N極電磁鐵63之間，接近開關62設置于外殼61上，以檢測壓盤64的位置，接近開關62與控制器5電連接。在不通電時，N極電磁鐵63和S極電磁鐵65分離，即發動機8傳遞的動力無法到達電控變速箱7上，此時接近開關62能感應到壓盤64的信號，通電時N極電磁鐵63和S極電磁鐵65結合，即發動機8傳遞的動力能夠到達電控變速箱7上，此時接近開關62無法感應到壓盤64的信號。電磁離合器6通過線圈的通斷電，利用電磁鐵吸力來控制離合器的接合與分離，繼而使得發動機8與電控變速箱7結合與分離。

如圖3-圖4所示，本發明還提供了一種上述壓路機控制系統的控制方法，包括人工換擋模式和自動換擋模式兩種功能，具體如下：

1)參見圖3，當自動模式開關4斷開時，整機處于人工換擋模式，行走手柄1具有前進擋位1a和后退擋位1b兩個驅動方向，擋位選擇器2包括對應發動機8啟動的0擋位2a以及分別對應正向驅動或反向驅動的1擋位2b、2擋位2c和3擋位2d，當行走手柄1處于前進擋位1a或后退擋位1b時，電磁離合器6根據所選擇的擋位進行功率輸出，相應的，電控變速箱7具有前進1擋7a、前進2擋7b、前進3擋7c、后退1擋7d、后退2擋7e和后退3擋7f這六種行駛速度和行駛方向的結合，具體控制方法如下：

發動機8啟動，此時行走手柄1在中位，擋位選擇器2在0擋位2a，電控變速箱7默認在0擋，整機不動作；

切換1擋擋位時，先手動將行走手柄1推至前進擋位1a或后退擋位1b，觸發前進限位開關11或后退限位開關12，控制器5控制電磁離合器6分離發動機8和電控變速箱7，然后擋位選擇器2選擇1擋位2b，控制器5將前進1擋7a或后退1擋7d信號輸出給電控變速箱7，然后控制器5再控制電磁離合器6將發動機8與電控變速箱7結合，整機即按1擋速度前進或后退；

切換2擋擋位和3擋擋位的方法同切換1擋擋位方法；

2)參見圖4，當自動模式開關4閉合時，整機處于自動換擋模式，行走手柄1具有前進擋位1a和后退擋位1b兩個驅動方向，擋位選擇器2包括對應發動機8啟動的自動0擋位2a’以及分別對應正向驅動或反向驅動的自動1擋位2b’和自動2擋位2c’，當行走手柄1處于前進擋位1a或后退擋位1b時，電磁離合器6根據所選擇的擋位進行功率輸出，相應的，電控變速箱7具有自動前進1擋7a’、自動前進2擋7b’、自動后退1擋7d’和自動后退2擋7e’這四種行駛速度和行駛方向的結合，由于3擋不合適壓實路面，故不做切換，在3擋模式下自動換擋模式不起作用，具體控制方法如下：

當壓力傳感器3檢測到的壓力值在第一時間段內持續小于第一閾值時，則控制器5會判定外部負載較小，因此控制器5控制電控變速箱7從自動前進1擋7a’自動切換成自動前進2擋7b’(或從自動后退1擋7d’自動切換成自動后退2擋7e’)，如果此時已經是自動前進2擋7b’(或自動后退2擋7e’)則不做變化；反之，當壓力傳感器3檢測到的壓力值在第一時間段內持續大于第一閾值時，則控制器5會判定外部負載較大，因此控制器5會控制電控變速箱7從自動前進2擋7b’自動切換成自動前進1擋7a’(或從自動后退2擋7e’自動切換成自動后退1擋7d’)，如果此時已經是自動前進1擋7a’(或自動后退1擋7d’)則不做變化，由于3擋不合適壓實路面，故不做切換，在3擋模式下自動換擋模式不起作用。

在本實施例中，第一時間段為5-7s，優選為6s；第一閾值為14-16Mpa，優選為15Mpa。

在人工換擋模式下，行走手柄1將前進和后退的信號傳遞給控制器5，擋位選擇器2將0擋、1擋、2擋、3擋的信號輸入給控制器5，控制器5根據擋位信號控制發動機8的啟動，換擋時無需踩踏式離合器，控制器5根據輸入信號進行邏輯控制，控制電磁離合器6與發動機8的動力系統分離或結合，并控制電控變速箱7換擋，換擋過程平穩，操縱方便，有效降低了駕駛員勞動強度，提升整機可靠性，能有效避免因駕駛員操作不當而造成的機械沖擊；另外，壓路機工作時是一邊行走一邊振動，因此行走速度對于壓路機施工來講是非常重要的，行走速度過慢，會影響施工效率，行走速度過快，會影響路面壓實程度，因此本系統在人工換擋模式的基礎上，還具備自動換擋模式，在自動換擋模式下，當壓路機在行走振動時，控制器5通過壓力傳感器3傳遞的壓力數值，進行計算判斷現場整機作業負荷程度，根據負荷程度的大小，控制器5可以進行1擋和2擋的自動切換，從而提高作業效率和作業可靠性。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為了清楚說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。