[发明专利]工程车辆的转向系统及转向方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程车辆控制技术领域，尤其涉及工程车辆的转向系统及转向方法。

背景技术

众所周知，车辆转向系统的正常工作，对于车辆行驶的安全性，机动性和操纵稳定性都至关重要。

随着重型工程车辆的发展，车身也越来越长，整车负载越来越大，车桥(也称车轴)数量越来越多或车桥轴距也越来越大。这给车辆转向系统提出更高要求：(1)各转向轴之间转向动作快慢和各转向轴之间的转角大小要协调；(2)转向系统稳定性和安全关联性；(3)多种场地转向模式能灵活应用；(4)转向系统高频响应的可靠性等等。

目前应用于工程车辆的转向控制方式主要有杆系连接转向控制、电液比例转向控制以及电液伺服转向控制等等。这几种转向控制方式分别有其优缺点，都已得到广泛应用。杆系连接转向控制可靠性高，协调性好，但杆系易变形，车辆高速行驶时有可能存在摆动现象且稳定性差，转向模式不够灵活。电液控制转向控制不存在杆系变形引起的稳定性问题，且转向模式十分灵活，但是可靠性较杆系连接转向控制低，存在延迟现象。其中，电液伺服转向控制较电液比例转向控制响应快，精度高，协调性好一些；而电液比例转向控制由于延迟较大，使得高速时稳定性差。此外，电液比例转向控制相对电液伺服转向控制而言，控制更简单直接，对环境要求低，更适合工程车辆使用环境；而电液伺服转向控制更复杂，对液压系统清洁度要求更高，可靠性较低。

由此可见，随着工程车辆往超长重载多轴方向发展，前述的几种转向控制方式已不能单独地适用于工程车辆中，否则会导致工程车辆的转向性能不佳。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供工程车辆的转向系统及转向方法，以提升工程车辆的转向性能。

具体地，本发明实施例提出的一种工程车辆的转向系统，包括多个转向轴、杆系连接转向控制系统、传感器、第一电液转向控制系统以及第二电液转向控制系统。其中，上述多个转向轴根据安装位置依次划分为第一转向轴组、第二转向轴组及第三转向轴组，第二转向轴组位于第一转向轴组与第三转向轴组之间。杆系连接转向控制系统控制第一转向轴组进行转向动作。传感器感测提供第一转向轴中的指定转向轴的转角信号。第一电液转向控制系统接收第一转向轴组中的指定转向轴的转角信号以计算第二转向轴组中各个转向轴的目标转角，并根据计算所得的第二转向轴组中各个转向轴的目标转角参考第二转向轴组中各个转向轴的转角信号控制第二转向轴组进行转向动作。第二电液转向控制系统，接收第一转向轴组中的指定转向轴的转角信号以计算第三转向轴组中各个转向轴的目标转角，并根据计算所得的第三转向轴组中各个转向轴的目标转角参考第三转向轴组中各个转向轴的转角信号控制第三转向轴组进行转向动作。再者，第一电液转向控制系统为电液比例转向控制系统与电液伺服转向控制系统中的一个，而第二电液转向控制系统为电液比例转向控制系统与电液伺服转向控制系统中的另一个。

在本发明实施例中，上述第一电液转向控制系统与第二电液转向控制系统还接收工程车辆的车速信号，第一电液转向控制系统计算第二转向轴组中各个转向轴的目标转角与第二电液转向控制系统计算第三转向轴组中各个转向轴的目标转角时进一步将车速信号作为考虑因素。此外，上述转向系统例如还包括转向模式控制器，根据车速信号决定是否分别使能第一电液转向控制系统与第二电液转向控制系统。

在本发明实施例中，上述杆系连接转向控制系统例如包括定量泵、方向机以及第一转向助力油缸组，其中，第一转向轴组中各个转向轴与方向机杆系连接，且方向机控制定量泵提供的液压油驱动第一转向助力油缸组以使第一转向轴组进行转向动作。

在本发明实施例中，上述第一电液转向控制系统例如为电液比例转向控制系统，其包括第一变量泵、第一控制器、第一传感器组、电液比例阀组以及第二转向助力油缸组，其中，第一变量泵经由电液比例阀组连接至第二转向助力油缸组，第一控制器接收第一转向轴组中的指定转向轴的转角信号以计算第二转向轴组中各个转向轴的目标角度后参考第一传感器组感测提供的第二转向轴组中各个转向轴的转角信号控制电液比例阀组驱动第二转向助力油缸组，以使第二转向轴组进行转向动作。