[发明专利]一种履带式无人驾驶车辆柴油机电子控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种履带式无人驾驶车辆柴油机电子控制系统及方法。所述电子控制系统包括：直线电磁铁、柴油机运行参数采集器、AMT控制器、车辆行驶信息传感器、上位机、整车控制器和电控单元。本发明可实现柴油机的数字调速，在履带式无人驾驶车辆的不同工况下实现了发动机的匹配优化控制，从而在车辆直驶达到了更高的速度跟随精度；在换挡过程减小了离合器磨损；在转向过程提供了足够的功率。

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，尤其是一种履带式无人驾驶车辆柴油机电子控制系统及方法。

背景技术

无人驾驶技术作为当今无人车的前沿技术受到了各国学者的广泛关注。基于重型履带车辆装备的无人驾驶改造成为目前的热点。其中履带车辆的运动控制是导航控制体系结构中操纵控制层的关键技术，而柴油机的控制是该层的必要研究内容。

目前柴油机的线控主要关注在柴油机本身单方面性能的提升，没有将整车作为一个整体考量，导致在无人驾驶过程中，柴油机与变速箱匹配性能较差，不同工况切换过程没有区分，从而导致无人驾驶车辆动力性不足，可靠性较差。

而且原有调速器是驾驶员通过改变油门踏板位置，每一个油门踏板位置对应一定的曲轴转速范围。实际的供油量不是根据油门踏板，而是由调速器根据当前柴油机的负载自动调节。任何油门踏板位置下供油齿杆可由最大位置变到相当于柴油机空转的最小供油位置。调速器轴安装在喷油泵凸轮轴上，与凸轮轴一同作旋转运动，旋转产生离心力，使飞锤向外飞开。飞锤的离心力与转速的平方成正比，所以，转速越高飞锤的离心力也越大。如果利用飞锤的离心力推动调速套筒向调速器后端移动，压缩调速弹簧，直到调速弹簧的弹力与飞锤离心力相等时，通过杠杆机构与调速套筒相连的喷油泵油量调节拉杆保持在某一平衡位置不变，供油量一定，柴油机将以此时的转速稳定运转。传统柴油机械式调速机构存在如下缺陷：1.由于机械式调速器缺乏积分作用，导致其调节结果不能弥补外界条件的变化；2.由于转速偏差信号的测取以及放大均由机械实现，所以不可避免的产生零件间摩擦力大，控制精度低等问题；3.机械式调速器较大的时间常数导致柴油机对转速变化响应较慢，齿杆位置不能及时地进行调节，导致转速波动较大，控制精度较低，不能够实现复杂的调控。此种调速器需通过驾驶员通过改变油门踏板位置，并不适用于无人驾驶车辆装备。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种履带式无人驾驶车辆柴油机电子控制系统及方法，用以解决现有技术中，履带式无人驾驶车辆柴油机与变速箱匹配性能较差，不同工况切换过程没有区分，从而导致无人驾驶车辆动力性不足，可靠性较差的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种履带式无人驾驶车辆柴油机电子控制系统，包括：直线电磁铁、柴油机运行参数采集器、AMT控制器、车辆行驶信息采集器、上位机、整车控制器和电控单元；

所述柴油机运行参数采集器向所述电控单元发送采集的柴油机运行过程参数信息；所述AMT控制器向所述电控单元发送AMT信息；所述车辆行驶信息采集器采集车辆行驶参数信息，并发送至电控单元；所述上位机向所述整车控制器输出规划参数；所述整车控制器将所述规划参数处理后得到车辆的期望车速与期望转角，输送到所述电控单元；所述电控单元通过输入的数据，判断识别当前柴油机的工况，对柴油机转速采用PID增量式闭环控制、对齿杆位置采用积分分离式PID闭环控制后，输出控制信号控制直线电磁铁推动喷油泵供油齿杆移动，改变直列喷油泵供油量从而改变柴油机的转速和输出功率。

进一步地，所述柴油机运行参数采集器包括电磁式转速传感器、冷却水温传感器、机油压力传感器、供油齿杆位移传感器，转速处理电路、信号调理电路和单片机；

所述电磁式转速传感器，采集离合器主动盘触发轮与传感器之间的间隙周期性变化，得到近似正弦波的电压信号，输出到所述转速处理电路；

所述转速处理电路将电磁式转速传感器的电压信号处理为标准的方波信号，输出至单片机；