[發明專利]多軸車輛電液伺服轉向系統、轉向控制方法和多軸車輛

有效

• 申請號: 201010265429.5
• 申請日: 2010-08-26
• 公開（公告）號: CN102372022A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 詹純新;劉權;郭堃;黎鑫溢;李英智;郭紀梅;林小珍;張建軍
• 申請（專利權）人: 長沙中聯重工科技發展股份有限公司
• 主分類號: B62D5/04
• 分類號: B62D5/04;B62D5/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術領域

本發明涉及一種多軸車輛的轉向系統和轉向控制方法，本發明還涉及一種具有該電液伺服轉向系統的多軸車輛。

背景技術

車輛轉向系統對于車輛行駛的安全性、機動性和操縱穩定性都有直接的關系。

隨著重型汽車的發展，整車負載越來越大，這就需增加車橋數量，車身也越來越長。為了減小最小轉向半徑和行駛阻力，同時減少輪胎磨損，一方面要增加轉向橋數量，另一方面要求各轉向車輪，在轉向時相互協調。

傳統多軸車輛采用的是液壓助力桿系傳動轉向系統，占用了車架布置空間，而且桿系易變形，車輛高速行駛時有可能存在擺動現象且穩定性差。近年來，隨著電液技術的迅速發展，在多軸車輛上采用電液控制轉向系統已有應用，但一般的電液比例電磁閥由于響應頻率的限制，使得轉向時誤差較大，尤其是動態誤差較大，這極大地影響了轉向性能和輪胎壽命。

有鑒于此，亟待開發出一種新的轉向系統，對多軸轉向系統中的各性能參數提出更高的要求，以確保車輛行駛的安全性、機動性和操縱穩定性。

發明內容

本發明目的在于提供一種多軸車輛的轉向系統，該轉向系統結構布置簡單、安全可靠、操縱穩定性好，本發明的另一目的在于提供一種多軸車輛的轉向控制方法。本發明的目的還在于提供一種具有所述轉向系統的多軸車輛。

為此，本發明一方面提供了一種用于多軸車輛的電液伺服轉向系統，該多軸車倆包括第一橋和在后各轉向橋，該電液伺服轉向系統包括：液壓轉向系統，其包括提供油源的變量泵、至少安裝于所述在后各轉向橋上的轉向助力油缸、在所述變量泵和轉向助力油缸之間的主油路上設置的用于控制油路走向和流量調節的伺服比例閥，電子控制系統，用于根據第一橋的轉角信號和轉向模式計算出在后各轉向橋所需的目標轉角，并且向所述在后各轉向橋的所述伺服比例閥輸出與所述目標轉角相對應的指令信號，同時根據所述在后各轉向橋反饋的轉角信號實時調節所述指令信號。

進一步地，上述液壓轉向系統還包括在主油路上設置的液控單向閥，其中，液控單向閥的液控管路上設置有電磁閥，電磁閥與電子控制系統信號連接。

進一步地，上述液壓轉向系統還包括在主油路上設置的精密濾油器。

進一步地，上述電子控制系統包括：與在后各轉向橋的伺服比例閥信號連接并形成閉環控制的下位控制器，與各下位控制器信號連接、用于根據第一橋轉角和轉向模式計算在后各轉向橋的目標轉角的上位控制器，以及用于檢測各轉向橋的轉角信號的多個角位移傳感器。

進一步地，上述上位控制器還用于根據角位移傳感器反饋的轉角信號進行車輛狀態顯示和/或故障報警。

進一步地，上述上位控制器為可編程邏輯控制器。

根據本發明的另一方面，還提供了一種具有上述電液伺服轉向系統的多軸車輛。

本發明還提供了一種多軸車輛的轉向控制方法，其包括以下步驟：檢測車輛第一橋和在后各轉向橋的轉角，并將第一橋的轉角信號傳送給上位控制器，其中，在后各轉向橋設有用于控制轉向助力油缸的伺服比例閥和用于控制伺服比例閥的下位控制器；上位控制器根據轉向模式和第一橋的轉角信號計算在后各轉向橋所需的目標轉角，并且將相應的目標轉角控制信號輸出至各下位控制器；以及各下位控制器根據上位控制器的目標轉角控制信號向相應的伺服比例閥發送指令信號，并且根據轉向橋反饋的轉角信號實時調節指令信號。

進一步地，上述上位控制器為可編程邏輯控制器或單片機，下位控制器的響應頻率與伺服控制閥的響應頻率相適配。

進一步地，上述方法還包括將轉向橋反饋的轉角信號用于車輛狀態顯示和/或故障報警的步驟。

與一般的桿系連接和電液轉向方案相比，本發明的轉向系統結構布置簡化，用伺服比例閥來實現轉向控制，未加入壓差補償閥和分流閥等，用盡量少的元器件實現了高性能，使得系統相對安全可靠；采用伺服比例閥，具有響應速度快的巨大優勢，易于實現精確控制；另外，采用變量泵既滿足發動機怠速時的流量要求又相對節能。

與一般的電子控制系統相比，本發明優選采用兩級控制器的電子控制系統，伺服比例閥和下位控制器形成一個小閉環，高頻響應的下位控制器配合伺服比例閥保證了精度，上位控制器例如可編程邏輯控制器(或稱為PLC或PLC控制器)進行主要的計算工作，并將與目標轉角相對應的指令信號發送給各下位控制器(或稱為單軸閉環控制器)。

根據本發明多軸車輛的電液伺服轉向系統，多種轉向模式可靈活運用，可操作性強，轉向模式方便擴展。

除了上面所描述的目的、特征、和優點之外，本發明具有的其它目的、特征、和優點，將結合附圖作進一步詳細的說明。