农用轮式拖拉机液压转向控制系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及农用机械技术领域，公开了一种农用轮式拖拉机液压转向控制系统与方法，以提高转向的灵敏性和操作稳定性，降低转向的劳动强度。本发明专利技术系统包括：中控ECU，用于根据电信号连接的转角传感器、转矩传感器及角度传感器的输入信息控制双动力线控液压转向组件提供匹配的助力，该双动力线控液压转向组件包括：活塞的传动输出与转向车轮关联的液压油缸，连接有左右两条单向循环的油路，各条油路上分别部署有液压泵、单向阀和油压传感器，且还设置有位移传感器以采集该活塞根据该两条油路所应变的左右位移信息；且各该液压泵、油压传感器及位移传感器与该中控ECU电信号连接以形成车轮转角的闭环控制链路。

Hydraulic steering control system and method for agricultural wheeled tractor

The invention relates to the technical field of agricultural machinery, and discloses a hydraulic steering control system and method for agricultural wheeled tractors, in order to improve the steering sensitivity and operation stability and reduce the steering labor intensity. The system of the invention comprises a central control ECU for controlling the matching power of a dual-power wire-controlled hydraulic steering assembly according to the input information of an angle sensor, a torque sensor and an angle sensor connected by an electric signal. The dual-power wire-controlled hydraulic steering assembly comprises a hydraulic cylinder associated with the driving output of the piston and the steering wheel. A hydraulic pump, a one-way valve and an oil pressure sensor are respectively arranged on each oil path, and a displacement sensor is arranged to collect the displacement information of the piston according to the strain of the two oil paths, and the hydraulic pump, the oil pressure sensor and the displacement sensor communicate with the ECU. The number is connected to form a closed loop control link of the wheel angle.

【技术实现步骤摘要】
农用轮式拖拉机液压转向控制系统与方法
本专利技术涉及农用机械
，尤其涉及一种农用轮式拖拉机液压转向控制系统与方法。
技术介绍
农用轮式拖拉机工作环境比较恶劣，尤其是中小功率的农用轮式拖拉机，常常需要改变作业环境。对于轮式拖拉机而言，滚动阻力大，转向沉重，容易使操作者感到驾驶疲劳，带来安全隐患。因此，设计一种适合农用轮式拖拉机转向控制系统，提高转向灵敏性和操作稳定性，降低转向的劳动强度，尤为重要。
技术实现思路
本专利技术目的在于公开一种农用轮式拖拉机液压转向控制系统与方法，以提高转向的灵敏性和操作稳定性，降低转向的劳动强度。为实现上述目的，本专利技术公开了一种农用轮式拖拉机液压转向控制系统，包括：部署在转向柱上的转角传感器和转矩传感器，用于采集方向盘所传递的转向力矩信号和转角信号；所述转向柱与所述方向盘物理连接；部署在车轮上的角度传感器，用于采集车轮的实际角度变化信息；中控ECU，用于根据电信号连接的所述转角传感器、转矩传感器及角度传感器的输入信息控制双动力线控液压转向组件提供匹配的助力，所述双动力线控液压转向组件包括：活塞的传动输出与转向车轮关联的液压油缸，连接有左右两条单向循环的油路，各条油路上分别部署有液压泵、单向阀和油压传感器，且还设置有位移传感器以采集所述活塞根据所述两条油路所应变的左右位移信息；且各所述液压泵、油压传感器及位移传感器与所述中控ECU电信号连接以形成车轮转角的闭环控制链路。优选地，本专利技术中控ECU还电信号连接有路感电机，所述路感电机电信号连接有液压马达，所述液压马达经中间件与所述方向盘关联，以形成路感闭环控制链路实现按比例将地面作用力反向传递给操作方向盘的驾驶员。优选地，本专利技术转向车轮包括左右两个，且左右两所述转向车轮之间连接有转向横拉杆；对应的，上述中控ECU还进一步用于：根据所述转角传感器、转矩传感器及角度传感器的输入信息判断是否驱动所述两条油路同时工作或仅驱动单条油路工作，以及在所述两条油路同时提供转向助力时，分配两条油路所提供的助力大小一致以避免所述转向横拉杆发生干涉。进一步地，本专利技术上述中控ECU还用于在判断当前行驶路线为直线行驶的微偏时，以转向助力泵替代所述双动力线控液压转向组件提供转向的助力作用于所述转向柱上。与上述系统对应的，本专利技术还公开一种农用轮式拖拉机液压转向控制方法，包括：中控ECU根据电信号连接的转角传感器、转矩传感器及角度传感器的输入信息控制双动力线控液压转向组件提供匹配的助力；以及在提供助力的过程中，所述中控ECU根据电信号连接的液压泵、油压传感器及位移传感器以形成车轮转角的闭环控制。同理，优选地，上述中控ECU根据电信号连接的路感闭环控制链路实现按比例将地面作用力反向传递给操作方向盘的驾驶员。又或者，上述中控ECU根据所述转角传感器、转矩传感器及角度传感器的输入信息判断是否驱动所述双动力线控液压转向组件中的两条油路同时工作或仅驱动单条油路工作，以及在所述两条油路同时提供转向助力时，分配两条油路所提供的助力大小一致以避免连接两个转向车轮的转向横拉杆发生干涉。又或者，本专利技术中控ECU在判断当前行驶路线为直线行驶的微偏时，以转向助力泵替代所述双动力线控液压转向组件提供转向的助力作用于转向柱上。本专利技术具有以下有益效果：在转向过程中，基于双动力线控液压转向组件形成车轮转角的闭环控制链路并提供匹配的助力，提高了转向的灵敏性和操作稳定性，降低了转向的劳动强度。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例公开的农用轮式拖拉机的部分结构示意图；图2是本专利技术实施例公开的路感控制部分的信号传递示意图；图3是本专利技术实施例公开的中控ECU的部分控制流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1本实施例公开一种农用轮式拖拉机液压转向控制系统。参照图1，本实施例公开的农用轮式拖拉机液压转向控制系统包括：方向盘1、转向轴2、转向万向节3、联轴器4、转矩传感器5、转角传感器6、路感电机7、液压马达8、伺服阀9、第一液压油箱10、转向横拉杆11、位移传感器(又称“转向油缸位移传感器”)12、液压油缸(又称“转向油缸”)13、液压转向拉杆14、轮胎15、角度传感器16、油压传感器17、单向阀18、液压泵19、中控ECU(又称“中控系统ECU”)20、转向助力泵21、第二液压油箱22。其中，转角传感器和转矩传感器部署在转向柱上，用于采集方向盘所传递的转向力矩信号和转角信号；转向柱与方向盘物理连接；角度传感器部署在车轮上，用于采集车轮的实际角度变化信息；中控ECU，用于根据电信号连接的转角传感器、转矩传感器及角度传感器的输入信息控制双动力线控液压转向组件提供匹配的助力，双动力线控液压转向组件包括：活塞的传动输出与转向车轮关联的液压油缸，连接有左右两条单向循环的油路，各条油路上分别部署有液压泵、单向阀和油压传感器，且还设置有位移传感器以采集活塞根据两条油路所应变的左右位移信息；且各液压泵、油压传感器及位移传感器与中控ECU电信号连接以形成车轮转角的闭环控制链路。优选地，如图1所示，液压油缸还连接有伺服阀以控制流量并确保系统的安全，且活塞的传动输出经液压转向拉杆与转向车轮关联。本实施例系统除形成一轮转角的闭环控制链路之外，中控ECU还电信号连接有路感电机，路感电机电信号连接有液压马达，液压马达经中间件(如图1所示，其具体包括：与转向柱物理连接的转向万向节，以及与液压马达物理连接的联轴器，且转向万向节与联轴器物理连接)与方向盘关联，以形成路感闭环控制链路实现按比例将地面作用力反向传递给操作方向盘的驾驶员。其中，参照图1、图2及图3，本实施例两闭环控制链路的工作原理如下：当轮式拖拉机驾驶员在操作拖拉机作业时候，转动方向盘，方向盘带动转向轴同步工作，转向轴在转向助力泵的辅助作用下，转向轻便。转向轴工作时，将通过转向万向节连接转向联轴器，联轴器下方有转矩传感器和转角传感器，转矩传感器可以检测到方向盘的转向力矩信号，转角传感器可以检测到方向盘的转角信号，与此同时，中控ECU接收到转矩传感器和转角传感器的信号，以及连同车轮实际转向角度传感器的信号并通过中控系统ECU向路感电机发出控制信号，此时路感电机接收到反馈信号，并按一定比例输出扭矩，以给驾驶员对应的路面作业路感。与此同时，中控ECU根据转角传感器、转矩传感器及角度传感器的输入信息判断是否驱动两条油路同时工作或仅驱动单条油路工作。其中，当两条油路同时工作时，相当于产生一堆一拉的合力，而在单条油路单独工作时，另一条油路不提供助力。液压油缸的活塞左右移动由双液压泵实现，左右双液压泵受控于中控ECU以实现两条油路分别单独单向循环工作。例如：当右液压泵被中控ECU驱动工作时，液压泵从第一液压油箱中吸出液压油，并将液压油由低压转向高压，高压的液压油经单向阀进入液压油缸的右端，从而实现转向；在此过程中，油压传感器同步监控液压泵输出油压高低，由于单向阀只能单向工作，即单向阀的作用，使右液压泵至转向油缸具有单向联通作用，右液压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农用轮式拖拉机液压转向控制系统，其特征在于，包括：部署在转向柱上的转角传感器和转矩传感器，用于采集方向盘所传递的转向力矩信号和转角信号；所述转向柱与所述方向盘物理连接；部署在车轮上的角度传感器，用于采集车轮的实际角度变化信息；中控ECU，用于根据电信号连接的所述转角传感器、转矩传感器及角度传感器的输入信息控制双动力线控液压转向组件提供匹配的助力，所述双动力线控液压转向组件包括：活塞的传动输出与转向车轮关联的液压油缸，连接有左右两条单向循环的油路，各条油路上分别部署有液压泵、单向阀和油压传感器，且还设置有位移传感器以采集所述活塞根据所述两条油路所应变的左右位移信息；且各所述液压泵、油压传感器及位移传感器与所述中控ECU电信号连接以形成车轮转角的闭环控制链路。

【技术特征摘要】
1.一种农用轮式拖拉机液压转向控制系统，其特征在于，包括：部署在转向柱上的转角传感器和转矩传感器，用于采集方向盘所传递的转向力矩信号和转角信号；所述转向柱与所述方向盘物理连接；部署在车轮上的角度传感器，用于采集车轮的实际角度变化信息；中控ECU，用于根据电信号连接的所述转角传感器、转矩传感器及角度传感器的输入信息控制双动力线控液压转向组件提供匹配的助力，所述双动力线控液压转向组件包括：活塞的传动输出与转向车轮关联的液压油缸，连接有左右两条单向循环的油路，各条油路上分别部署有液压泵、单向阀和油压传感器，且还设置有位移传感器以采集所述活塞根据所述两条油路所应变的左右位移信息；且各所述液压泵、油压传感器及位移传感器与所述中控ECU电信号连接以形成车轮转角的闭环控制链路。2.根据权利要求1所述的农用轮式拖拉机液压转向控制系统，其特征在于，所述中控ECU还电信号连接有路感电机，所述路感电机电信号连接有液压马达，所述液压马达经中间件与所述方向盘关联，以形成路感闭环控制链路实现按比例将地面作用力反向传递给操作方向盘的驾驶员。3.根据权利要求2所述的农用轮式拖拉机液压转向控制系统，其特征在于，所述中间件包括：与所述转向柱物理连接的转向万向节，以及与所述液压马达物理连接的联轴器，且所述转向万向节与所述联轴器物理连接。4.根据权利要求1所述的农用轮式拖拉机液压转向控制系统，其特征在于，所述液压油缸还连接有伺服阀。5.根据权利要求1至4任一所述的农用轮式拖拉机液压转向控制系统，其特征在于，所述转向车轮包括左右两个，且左右两所述转向车轮之间连接有转向横拉杆；以及所述中控ECU还用于：根据所述转角传感器、转矩传感器及角度传感器的输入信息判断是否驱动所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭才望，孙松林，蒋蘋，谢方平，唐琦军，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43