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原文传递用于低速重载车辆的全液压同步转向系统及其控制方法

专利名称：	用于低速重载车辆的全液压同步转向系统及其控制方法
摘要：	本发明公开了一种用于低速重载车辆的全液压同步转向系统及其控制方法，包括转向控制机构与转向执行机构；通过确定方向盘转角与后轮转角之间的期望转向曲线，当转向误差超过允许误差时，控制器控制补油电磁阀和泄油电磁阀的通断以调节进入转向油缸的油量，确保转向误差在允许误差范围内，实现同步转向。本发明能提高低速重载车辆的同步转向能力，改变转向比，从而提高安全性与驾驶员的方向感。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	合肥工业大学
发明人：	夏光;石鹏;张洋;许立平;赵名卓;高军;杨猛;汪韶杰;孙保群
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910190247.7
公开号：	CN109747708A
代理机构：	安徽省合肥新安专利代理有限责任公司
代理人：	陆丽莉;何梅生
分类号：	B62D5/06(2006.01);B;B62;B62D;B62D5
申请人地址：	230009 安徽省合肥市包河区屯溪路193号
主权项：	1.一种用于低速重载车辆的全液压同步转向系统，其特征是由转向控制机构和转向执行机构构成；所述转向控制机构包括：方向盘、控制器、方向盘转角传感器和后轮转角传感器；所述转向执行机构包括：油箱(1)、油泵(2)、负载敏感电磁阀(3)、泄油电磁阀(4)、补油电磁阀(5)、左右换向阀(6)、转向油缸(7)、液压转向泵(8)和泄油节流阀(13)；所述方向盘转角传感器设置在方向盘的传动轴上，所述方向盘转角传感器随方向盘转动，用于采集方向盘转角信号；所述后轮转角传感器设置在所述转向油缸(7)中左工作腔内的左活塞杆的外伸段上，用于采集后轮转角信号；所述左右换向阀(6)的出油口与液压转向泵(8)相连、进油口通过主油路及补油电磁阀(5)与所述负载敏感电磁阀(3)相连；所述液压转向泵(8)通过转向管柱与所述方向盘相连；所述负载敏感电磁阀(3)设置在主油路上，且位于主油路的分支与所述油泵(2)中间；所述泄油电磁阀(4)的两端分别与所述负载敏感电磁阀(3)的出油口和油箱(1)相连；所述泄油节流阀(13)的两端分别与所述油箱(1)和泄油电磁阀(4)的出油口相连；所述补油电磁阀(5)的两端分别与所述负载敏感电磁阀(3)的出油口和液压转向泵(8)的出油口相连；转向工作时，所述负载敏感电磁阀(3)打开，所述油泵(2)向所述液压转向泵(8)供油，所述控制器根据所采集到的方向盘转角信号和后轮转角信号，对所述转向油缸(7)进行补油或泄油操作，以实现所述方向盘转角与后轮转角的同步转向；无转向需求时，所述负载敏感电磁阀(3)关闭，使得所述液压转向泵(8)关闭，油液通过所述负载敏感电磁阀(3)的EF口供给其它液压回路使用。 2.根据权利要求1所述的全液压同步转向系统，其特征是：所述负载敏感电磁阀(3)是两位三通高速开关电磁阀，并根据所述方向盘转角信号执行动作，中位时A口常闭，EF口接通，且EF口连接其它液压回路；所述泄油电磁阀(4)和补油电磁阀(5)均为两位两通高速开关电磁阀，中位时常闭，并根据控制器的指令执行开闭动作。 3.根据权利要求1所述的全液压同步转向系统，其特征是：所述左右换向阀(6)中装有可调速节流阀，用于调节所述主油路以及补、泄油的流量大小，且所述左右换向阀(6)的动作受方向盘转角信号控制；所述泄油节流阀(13)是可调速节流阀，用于控制泄油流量大小，并根据控制器的指令执行调节动作。 4.根据权利要求1所述的全液压同步转向系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法按照以下步骤进行：步骤1、确定方向盘转角α与后轮转角β之间的期望转向曲线γ；步骤2、当前方向盘转角值α1输入至期望转向曲线γ，得到当前方向盘转角值α1对应的期望后轮转角值β1；步骤3、采集实际后轮转角值β2，并计算转向误差\|Δβ\|＝\|β2-β1\|；步骤4、判断转向油缸的供油状态；步骤5、根据转向油缸的供油状态执行转向误差补偿控制。 5.根据权利要求4所述的全液压同步转向系统的控制方法，其特征在于：步骤1中所述期望转向曲线γ是按照以下方法确定：步骤1.1、利用式(1)确定方向盘转角α与转向油缸推杆的行程L之间的关系曲线γ1：式(1)中：q0为液压转向泵理论单圈排量；D为转向油缸(7)的外直径；d为转向油缸(7)的内直径；步骤1.2、根据转向油缸推杆与转向节臂、转向立柱参数之间的特性关系，得到转向油缸推杆的行程L与后轮转角β的转向曲线γ2，并根据所述转向曲线γ2，确定方向盘转角α与后轮转角β之间的期望转向曲线γ。 6.根据权利要求4所述的全液压同步转向系统的控制方法，其特征在于：步骤1中所述期望转向曲线γ还可以按照以下方法确定：步骤1.1、所述补油电磁阀(5)全开、泄油电磁阀(4)全闭，转动方向盘并采集方向盘转角与后轮转角值，得到方向盘转角α与后轮转角β之间全补油转向曲线γ3；步骤1.2、所述补油电磁阀(5)全闭、泄油电磁阀(4)全开，转动方向盘并采集方向盘转角与后轮转角值，得到方向盘转角α与后轮转角β之间全泄油转向曲线γ4；步骤1.3、以所述全补油转向曲线γ3与全泄油转向曲线γ4所形成的上下界限范围内的任一条曲线，作为方向盘转角α与后轮转角β之间的期望转向曲线γ。 7.根据权利要求4所述的全液压同步转向系统的控制方法，其特征在于：步骤4中所述转向油缸供油状态判断按照以下方法进行：当\|Δβ\|＞Δβ界且Δβ＜0时，转向油缸为补油状态；当\|Δβ\|＞Δβ界且Δβ＞0时，转向油缸为泄油状态；当\|Δβ\|≤Δβ界时，转向油缸为平衡状态；其中Δβ界是允许误差。 8.根据权利要求4所述的全液压同步转向系统的控制方法，其特征在于：步骤5中所述转向误差补偿控制按照以下方法进行：当转向油缸处于补油状态时，补油电磁阀(5)打开、泄油电磁阀(4)关闭，对转向油缸进行补油；当转向油缸处于平衡状态时，补油电磁阀(5)关闭、泄油电磁阀(4)关闭，不对转向油缸控制；当转向油缸处于泄油状态时，补油电磁阀(5)关闭、泄油电磁阀(4)打开，对转向油缸进行泄油。
所属类别：	发明专利