[發明專利]一種數字線控轉向系統及其控制方法和設備

有效

• 申請號: 202010412456.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111559424B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 朱耿寅;金軻;趙曉云;余麗艷;吳岳嶺;張乃健
• 申請（專利權）人: 山推工程機械股份有限公司
• 主分類號: B62D5/09
• 分類號: B62D5/09;B62D15/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明一種數字線控轉向系統，其特征在于，包括：角度傳感器用于采集方向盤的轉向角度信號；減速機構用于根據角度傳感器采集的轉向角度信號向力反饋電機傳遞方向盤的轉向力矩信號；第一壓力傳感器和第二壓力傳感器中其中一個用于采集數字流量換向閥的回油路上的第一壓力信號，另一個用于采集數字流量換向閥的出油路上的第二壓力信號，位移傳感器用于采集轉向油缸的活塞伸縮位移量信號；控制器用于根據A/D轉換器轉換之后的轉向角度信號和轉向力矩信號，作為輸入信號；以及A/D轉換器轉換之后的第一壓力信號、第二壓力信號和位移量信號，作為反饋信號；根據輸入信號和反饋信號確定步進電機的目標步數，以精確控制數字流量換向閥的開口大小。

技術領域

本發明實施例涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種數字線控轉向系統及其控制方法和設備。

背景技術

裝載機適用于公路、鐵路、港口、碼頭、煤炭、礦山、機場等工程機城市建設場所，它主要用來鏟、裝、卸、運等散狀物料，也可以對巖石和硬土進行輕度鏟掘，是國防工程、礦山建設、城鄉道路等建筑施工和水利建設等不可缺少的機械設備。

隨著我國的國際化合作建設事業的突飛猛進，以及海外工程機械制造商的競爭壓力，對工程機械的需求不單是數量多，而且對工程機械的技術水平也提出了相當高的要求。隨著現代電子技術、計算機技術、通訊技術、人工智能技術、和傳感器技術等高新技術相結合，傳統裝載機轉向液壓系統正向數字化方向發展。

目前，傳統的輪式裝載機行走、轉向都使用轉向器，轉向泵的高壓油經過轉向器進入轉向油缸來控制轉向油缸活塞的伸縮，實現裝載機鉸接點轉動，其存在的問題是，一般轉向器控制精度低，在實際操作中一部分高壓油溢流回油箱，造成了發動機能量的浪費。為了解決該問題，隨著裝載機轉向系統的更新換代又推出了一種流量放大技術，就是用小流量去控制大流量(通過轉向器的流量作用在電磁換向閥的先導閥芯來控制電磁閥的換向)，這種技術雖然在一定條件下降低了能耗，但是沒有從本質上解決問題。

發明內容

本發明提供一種數字線控轉向系統及其控制方法和設備，以實現功耗低、轉向精度高、管路布置比較簡單、噪音小、穩定性好等效果。

為實現上述目的，本發明一方面實施例提出了一種數字線控轉向系統，包括：

角度傳感器、減速機構、力反饋電機、A/D轉換器、控制器、步進電機、定量泵，數字流量換向閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和至少一個位移傳感器，所述數字流量換向閥的控制端與所述步進電機連接，一側端口與所述定量泵連接，另一側端口與轉向油缸連接；其中，所述角度傳感器用于采集方向盤的轉向角度信號；所述減速機構分別與所述角度傳感器和力反饋電機連接，用于根據所述角度傳感器采集的轉向角度信號向所述力反饋電機傳遞所述方向盤的轉向力矩信號；所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器中其中一個用于采集所述數字流量換向閥的回油路上的第一壓力信號，另一個用于采集所述數字流量換向閥的出油路上的第二壓力信號，所述位移傳感器用于采集所述轉向油缸的活塞伸縮位移量信號；所述控制器用于根據所述A/D轉換器轉換之后的所述轉向角度信號和所述轉向力矩信號，作為輸入信號；以及所述A/D轉換器轉換之后的所述第一壓力信號、所述第二壓力信號和所述位移量信號，作為反饋信號；根據所述輸入信號和所述反饋信號確定所述步進電機的目標步數，以確定所述數字流量換向閥的開口大小。

根據本發明實施例提出的數字線控轉向系統，可根據A/D轉換器轉換之后的轉向角度信號和轉向力矩信號，作為輸入信號；以及A/D轉換器轉換之后的第一壓力信號、第二壓力信號和位移量信號，作為反饋信號；并根據輸入信號和反饋信號確定步進電機的目標步數，以確定數字流量換向閥的開口大小，從而省去了轉向器，轉向泵的流量直接進入轉向缸，提高了泵的使用效率，合理的分配發動機功率，降低了能耗，提高了裝載機的操縱性能。

可選地，所述數字線控轉向系統，還包括：定壓差閥，用于補償所述數字流量換向閥的進出口的壓力值。