[实用新型]一种工程机械转向控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种工程机械转向控制系统。

背景技术

在某些危险环境中的特种施工作业领域，常需要工程作业装备具备遥控转向作业功能，为保障工程作业装备的装配调试及日常维护、转运移车以及在作业故障情形下，紧急安全撤离作业现场，同时在正常工作情况下，也需要工程作业装备具备人工手动操作转向作业功能。

目前，已有针对工程机械施工作业装备的手动/遥控转向控制系统，但多数采用液压流量放大转向控制系统，转向频响低且成本高昂。如专利号为200710195132.4的中国专利实用新型了一种工程机械轮式液压底盘转向控制系统，但该控制系统仅能实现手动转向功能；专利号为201510035562.4的中国专利公开了一种电动转向控制装置，但该控制装置成本高且为纯电控转向，同样仅能实现手动转向功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有的转向控制方法不能实现手动转向功能和电控转向功能同时兼备的问题，提供一种新型的工程机械转向控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型的方案包括一种工程机械电控转向控制系统，包括方向盘、电控转向电机和用于控制转向的转向控制器；所述方向盘通过方向盘转轴连接到转向系统；所述电控转向电机的输出轴通过离合器及电控转向传动机构与方向盘轴连接；所述离合器的分离和吸合分别可以实现手动转向和电控转向的切换；所述转向控制器的输入端通过信号连接到用于检测转向角度的角度传感器，转向控制器的输出端通过信号连接到电控转向电机。

进一步的，所述转向系统采用液压助力，包括液压转向器、转向泵和转向油缸；所述转向泵的进油口连接油箱，所述转向泵的出油口连接液压转向器的P口，液压转向器的T口与油箱相连，形成液压回路，所述液压转向器的工作油口与转向油缸的油口连接，所述方向盘转轴与液压转向器的芯轴固连。

进一步的，所述电控转向传动机构采用同轴传动、平行轴传动、相交轴传动或空间交错轴传动中的一种。

在本实用新型中，所述角度传感器设置在方向盘转轴上或电控转向传动机构或电控转向电机上。

在本实用新型中，所述转向控制器采用可编程逻辑控制器或程序控制器。

结合上述电控转向系统，本实用新型还可公开了一种匹配的工程机械转向控制方法，包括如下控制步骤：

1)检测转向模式控制指令，通过离合器的吸合和分离执行手动转向或电控转向的模式切换动作；

2)在电控转向模式中，由转向控制器将当前转向位置角度与目标转向位置角度进行比较，所述目标转向位置角度为控制器读取的目标转向位置值，所述当前转向位置角度由角度传感器检测方向盘转轴的实时角度值，并依据当前角度误差Δ的数值属性控制电控转向电机，执行相应的转向动作，其中，所述当前角度误差Δ＝当前转向位置角度-目标转向位置角度。

进一步的，所述当前角度误差Δ的数值属性为：判断当前角度误差Δ的绝对值|Δ|<ε或者|Δ|>ε，以及当前角度误差Δ<0或者Δ>0；当所述角度误差绝对值|Δ|<ε时，电控转向无动作，保持方向不变；|Δ|>ε时，则分为两种情况，当所述角度误差Δ>ε时，电控转向电机带动方向盘转轴往右转或往左转；当所述角度误差Δ<-ε时，电控转向电机带动方向盘转轴往左转或往右转；所述额定角度误差ε为一个预先设定的大于零的固定值。

具体的，转向控制器检测转向模式控制指令，并控制离合器执行的吸合动作或者分离动作；当离合器吸合时，转向控制系统处于电控转向模式，方向盘处于随动状态，通过电控转向；所述离合器分离时，转向控制系统处于手动转向模式，方向盘可人工转动并改变车辆行驶方向，在离合器分离时，电控转向电机无论转动与否均不能改变车辆的行驶方向；

当转向控制系统处于电控转向模式，且离合器处于吸合状态，由转向控制器读取外部设备输入的目标转向位置控制指令以及角度传感器检测的方向盘当前转向位置角度数据，并比较判断当前方向转向角度位置与目标转向位置角度的角度误差Δ，依据角度误差Δ的数值属性控制电控转向电机执行动作。

在本实用新型的控制系统中，方向盘及方向盘转轴用以实现手动转向；电控转向传动机构、电控转向电机及角度传感器用以实现电控转向；离合器用以实现两种转向模式的切换。本实用新型所用元器件少成本低，不但能够实现手动转向和电控转向同时共存和切换，有效满足工程车辆特种施工作业功能要求，而且能够在不改变工程车辆原有转向机构的前提下，实现电控转向快速改造。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。