[发明专利]多轴车辆电液伺服转向系统、转向控制方法和多轴车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种多轴车辆的转向系统和转向控制方法，本发明还涉及一种具有该电液伺服转向系统的多轴车辆。

背景技术

车辆转向系统对于车辆行驶的安全性、机动性和操纵稳定性都有直接的关系。

随着重型汽车的发展，整车负载越来越大，这就需增加车桥数量，车身也越来越长。为了减小最小转向半径和行驶阻力，同时减少轮胎磨损，一方面要增加转向桥数量，另一方面要求各转向车轮，在转向时相互协调。

传统多轴车辆采用的是液压助力杆系传动转向系统，占用了车架布置空间，而且杆系易变形，车辆高速行驶时有可能存在摆动现象且稳定性差。近年来，随着电液技术的迅速发展，在多轴车辆上采用电液控制转向系统已有应用，但一般的电液比例电磁阀由于响应频率的限制，使得转向时误差较大，尤其是动态误差较大，这极大地影响了转向性能和轮胎寿命。

有鉴于此，亟待开发出一种新的转向系统，对多轴转向系统中的各性能参数提出更高的要求，以确保车辆行驶的安全性、机动性和操纵稳定性。

发明内容

本发明目的在于提供一种多轴车辆的转向系统，该转向系统结构布置简单、安全可靠、操纵稳定性好，本发明的另一目的在于提供一种多轴车辆的转向控制方法。本发明的目的还在于提供一种具有所述转向系统的多轴车辆。

为此，本发明一方面提供了一种用于多轴车辆的电液伺服转向系统，该多轴车俩包括第一桥和在后各转向桥，该电液伺服转向系统包括：液压转向系统，其包括提供油源的变量泵、至少安装于所述在后各转向桥上的转向助力油缸、在所述变量泵和转向助力油缸之间的主油路上设置的用于控制油路走向和流量调节的伺服比例阀，电子控制系统，用于根据第一桥的转角信号和转向模式计算出在后各转向桥所需的目标转角，并且向所述在后各转向桥的所述伺服比例阀输出与所述目标转角相对应的指令信号，同时根据所述在后各转向桥反馈的转角信号实时调节所述指令信号。

进一步地，上述液压转向系统还包括在主油路上设置的液控单向阀，其中，液控单向阀的液控管路上设置有电磁阀，电磁阀与电子控制系统信号连接。

进一步地，上述液压转向系统还包括在主油路上设置的精密滤油器。

进一步地，上述电子控制系统包括：与在后各转向桥的伺服比例阀信号连接并形成闭环控制的下位控制器，与各下位控制器信号连接、用于根据第一桥转角和转向模式计算在后各转向桥的目标转角的上位控制器，以及用于检测各转向桥的转角信号的多个角位移传感器。

进一步地，上述上位控制器还用于根据角位移传感器反馈的转角信号进行车辆状态显示和/或故障报警。

进一步地，上述上位控制器为可编程逻辑控制器。

根据本发明的另一方面，还提供了一种具有上述电液伺服转向系统的多轴车辆。

本发明还提供了一种多轴车辆的转向控制方法，其包括以下步骤：检测车辆第一桥和在后各转向桥的转角，并将第一桥的转角信号传送给上位控制器，其中，在后各转向桥设有用于控制转向助力油缸的伺服比例阀和用于控制伺服比例阀的下位控制器；上位控制器根据转向模式和第一桥的转角信号计算在后各转向桥所需的目标转角，并且将相应的目标转角控制信号输出至各下位控制器；以及各下位控制器根据上位控制器的目标转角控制信号向相应的伺服比例阀发送指令信号，并且根据转向桥反馈的转角信号实时调节指令信号。

进一步地，上述上位控制器为可编程逻辑控制器或单片机，下位控制器的响应频率与伺服控制阀的响应频率相适配。

进一步地，上述方法还包括将转向桥反馈的转角信号用于车辆状态显示和/或故障报警的步骤。

与一般的杆系连接和电液转向方案相比，本发明的转向系统结构布置简化，用伺服比例阀来实现转向控制，未加入压差补偿阀和分流阀等，用尽量少的元器件实现了高性能，使得系统相对安全可靠；采用伺服比例阀，具有响应速度快的巨大优势，易于实现精确控制；另外，采用变量泵既满足发动机怠速时的流量要求又相对节能。

与一般的电子控制系统相比，本发明优选采用两级控制器的电子控制系统，伺服比例阀和下位控制器形成一个小闭环，高频响应的下位控制器配合伺服比例阀保证了精度，上位控制器例如可编程逻辑控制器(或称为PLC或PLC控制器)进行主要的计算工作，并将与目标转角相对应的指令信号发送给各下位控制器(或称为单轴闭环控制器)。

根据本发明多轴车辆的电液伺服转向系统，多种转向模式可灵活运用，可操作性强，转向模式方便扩展。

除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。