[发明专利]车桥转向系统及其控制方法、工程车辆

说明书

技术领域

本发明涉及车辆转向控制系统，具体而言，涉及一种车桥转向系统及其控制方法、工程车辆。

背景技术

工程车辆目前朝着多轴重载方向发展，车辆对转向系统提出更高要求：一方面转向系统与车辆安全息息相关，安全性、可靠性，驾驶舒适性一直是转向系统追求的目标；另一方面由于工程车辆不同的行驶状态，不同的作业空间则要求转向系统具有多模式切换功能。

目前应用于工程车辆的转向型式主要有杆系连接液压助力式转向和电液控制转向。

杆系转向在多轴车辆中应用时，各轴转向通过杆系刚性连接，保持一定的转向关系，为了实现蟹行转向，前轴和后轴之间的连杆一般具有脱锁机构，脱锁后，后轴可以自由转向，配合前桥实现蟹行，锁定后即回到正常转向。

电液控制转向在多轴车辆中应用时，通过各转向轴的角度传感器经由控制器计算，进而控制各后轴的电液控制阀进行转向，由于各轴的转向角度是通过控制器计算得来，可以轻松实现多模式转向。

杆系转向可靠性高，转向没有延迟，加入脱锁机构后能够实现蟹行，基本可以实现车辆作业空间需求，但其公路行驶时转向模式单一，由于后桥转向，车辆高速时存在甩尾现象，有安全隐患。另由于杆系机械间隙存在后桥偏摆现象，使得转向操纵稳定性差。

电液转向可以灵活切换转向模式，通常随车速升高逐渐减少转向轴数量，能使得转向操纵稳定性好些。但是电液转向也存在诸多缺点，控制系统复杂，控制元件多，使得其可靠性较低，转向延迟现象明显，造成前后转向不协调，存在磨胎问题，并有安全隐患，因此目前并没有大范围使用。

多桥重载车辆无论使用杆系转向还是电液转向方式，目前普遍存在行驶时转向回正力差的问题，这严重影响驾驶舒适性，使得驾驶员在直线行驶时需要经常修正方向，易驾驶疲劳。

发明内容

本发明旨在提供一种车桥转向系统及其控制方法、工程车辆，以解决现有技术中杆系转向模式单一，操纵稳定性差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种车桥转向系统，包括前桥杆系、后桥杆系和转向脱锁机构，其中前桥杆系和后桥杆系固定连接在车架体上，转向脱锁机构连接在前桥杆系和后桥杆系之间，具有使前桥杆系与后桥杆系锁定形成联动的第一工作位置和使前桥杆系与后桥杆系脱锁的第二工作位置；车桥转向系统还包括：对正油缸，对正油缸的第一端铰接在车架体上，第二端与后桥杆系连接；对正油缸具有为后桥杆系提供锁紧力的第一工作状态、为转向机构提供回正力的第二工作状态以及不参与转向控制的闲置状态。

进一步地，对正油缸包括通过活塞隔离开的第一工作腔和第二工作腔，第一工作腔内设置有第一活塞杆，第二工作腔内设置有第二活塞杆，第一活塞杆和第二活塞杆分别可滑动地设置在对正油缸内，第一活塞杆连接至车架体，第二活塞杆连接至后桥杆系。

进一步地，第一工作腔通过第一换向阀分别连接至压力油源和回油箱，第二工作腔通过第二换向阀连接至高压气源；或第一工作腔通过第一换向阀连接至高压气源，第二工作腔通过第二换向阀分别连接至压力油源和回油箱。

进一步地，对正油缸还包括固定隔板，固定隔板固定设置在对正油缸中部，并将对正油缸的缸筒均分为第一封闭腔室和第二封闭腔室；活塞包括第一活塞和第二活塞，第一活塞可滑动地设置在第一封闭腔室内，并将第一封闭腔室分隔为第一工作腔与第三工作腔，第一活塞杆固定设置在第一活塞上；第二活塞可滑动地设置在第二封闭腔室内，并将第二封闭腔室分隔为第二工作腔与第四工作腔，第二活塞杆固定设置在第二活塞上；第三工作腔与第四工作腔分别位于固定隔板的两侧。

进一步地，第一工作腔和第四工作腔通过第一换向阀可选择地连接至压力油源和回油箱。

进一步地，第二工作腔和第三工作腔通过第二换向阀可选择地连接至高压气源。

进一步地，第一换向阀和压力油源之间设置有防止压力油回流的单向阀。

根据本发明的另一方面，提供了一种车桥转向控制方法，使用的车桥转向系统包括前桥杆系、后桥杆系、转向脱锁机构和对正油缸，对正油缸具有为后桥杆系提供锁紧力的第一工作状态、为转向机构提供回正力的第二工作状态以及不参与转向控制的闲置状态，转向控制方法包括：调节转向脱锁机构，使前桥杆系和后桥杆系处于所需转向模式下的连接状态；调节对正油缸的工作状态，使对正油缸的工作状态对应于所需的转向模式；控制前桥杆系和后桥杆系的转向动作，完成转向。