一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统和方法，包括转向泵(1)和转向油缸(9)，还包括角度传感器(2)、安全切换阀(4)、转向比例阀(5)；所述角度传感器(2)集成安装在转向器中，用于检测方向盘的转角；所述转向比例阀(5)内置有第一位移传感器，第一位移传感器用于检测阀芯位移；当角度传感器(2)或第一位移传感器检测的数据超过阈值时，安全切换阀(4)关闭，退出自动驾驶模式。本申请通过在常规的全液压转向系统增加了多个传感器检测系统的参数，实现多传感器数据融合，构成冗余系统，保证自动驾驶的安全性。保证自动驾驶的安全性。保证自动驾驶的安全性。

A full hydraulic steer by wire system and method for vehicle automatic driving

【技术实现步骤摘要】
一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统和方法


[0001]本专利技术涉及自动驾驶
，特别涉及一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统和方法。

技术介绍

[0002]目前井下运输车辆转向系统均为全液压转向系统，通过转向器和方向盘连接驱动转向动作，需要人工驾驶。由于井下环境恶劣，工作时长久，容易导致驾驶人员疲劳、造成事故。随着自动驾驶技术的不断成熟，可用于自动驾驶的线控转向系统可以解放工人双手，实现自动或者远程驾驶，将工人从恶劣的井下环境中解放出来。
[0003]目前自动驾驶的线控转向系统的技术方案：主要是在之前的转向柱上安装电机，通过控制电机转动从而带动方向盘转动，实现转向动作。该方案需配专用的电机控制器，同时转向电机控制精度不高，容易造成车辆的跑偏等隐患；且传感器反馈信号比较单一，缺少必要的冗余控制，传感器失效后，产生不必要的安全隐患。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中运输车辆自动驾驶时线控转向安全性较低的问题，本专利技术提出一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统和方法，通过在常规的全液压转向系统增加了转角传感器、转速传感器以及位移传感器，实现多传感器数据融合，构成冗余系统，保证自动驾驶的安全性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统，包括转向泵1、转向器和转向油缸9，还包括角度传感器2、安全切换阀4、转向比例阀5；
[0007]所述角度传感器2集成安装在所述转向器中，用于检测方向盘的转角；所述转向比例阀5内置有第一位移传感器，所述第一位移传感器用于检测所述转向比例阀5的阀芯位移；
[0008]所述转向泵1与所述转向器连通，所述转向器还与所述转向油缸9连通；
[0009]所述转向泵1还通过所述安全切换阀4与所述转向比例阀5连通，所述转向比例阀5与所述转向油缸9连通；
[0010]当所述角度传感器2检测的转角或所述第一位移传感器检测的阀芯位移超过对应阈值时，所述安全切换阀4关闭；所述转向泵1中的液压油通过所述转向器进入所述转向油缸9。
[0011]优选地，还包括压力补偿阀3和梭阀6；
[0012]所述转向比例阀5的压力控制端通过所述梭阀6与所述压力补偿阀3连接；所述压力补偿阀3用于使所述转向比例阀5进出口压力保持恒定。
[0013]优选地，还包括流量放大器7，所述流量放大器7安装在所述转向器/所述转向比例阀5和所述转向泵1之间，将所述转向器/所述转向比例阀5提供的先导油的流量进行放大。
[0014]优选地，所述转向油缸9的入口还安装有缓冲阀组8。
[0015]优选地，所述转向油缸9的入口还安装有压力传感器10。
[0016]优选地，还包括轮速传感器，用于采集车速数据并和转向速度进行耦合控制：当车速超过规定速度阈值时，减小所述转向比例阀5的开度。
[0017]优选地，所述转向油缸9内置有第二位移传感器；所述第二位移传感器用于检测所述转向油缸9的位移。
[0018]本专利技术还提供一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向方法，包括以下步骤：
[0019]S1：VCU检测各传感器的数据，判断系统是否有故障，若系统无故障则进入自动驾驶模式；若系统有故障，则退出自动驾驶模式，并反馈相应的传感器故障；
[0020]S2：VCU将根据转向油缸中第二位移传感器的检测数据计算得到当前第二车轮转角与预设的第一车轮转角进行比对，若第二车轮转角和第一车轮转角不相同，则按照第一车轮转角进行转向操作；
[0021]S3：当需要进行转向操作时，VCU控制所述安全切换阀4导通，然后控制所述转向比例阀5的开度，从而控制转向的方向和速度。
[0022]优选地，判断系统是否有故障的方法为：
[0023]通过所述转向比例阀5内置的第一位移传感器数据计算出流量数据，推算出油缸的位移，标记为第一数据；油缸内置的第二位移传感器检测的油缸的位移标记为第二数据，将第一数据和第二数据进行比对，若比对结果在阈值范围内，判定为系统无故障；若比对结果超过阈值范围，判定为系统有故障；
[0024]或者，所述转向比例阀5中第一位移传感器处于零位，但所述角度传感器2的数据变化超过设定的阈值，判定为系统故障；
[0025]或者，所述压力传感器10采集的压力数据超过预设压力阈值，判定为系统故障。
[0026]优选地，还包括S4：VCU将轮速传感器采集的车速数据和转向速度进行耦合控制：当车速超过规定速度阈值时，减小所述转向比例阀5的开度。
[0027]综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0028]1.本申请通过在常规的全液压转向系统增加了角度传感器、转速传感器以及位移传感器，实现多传感器数据融合，构成冗余系统，保证自动驾驶的安全性。
[0029]2.通过增加安全切换阀，该阀的控制信号在整个控制逻辑中具有最高优先级，只有该阀在正常导通的状态(系统无故障)下，方能进入自动驾驶状态，该阀断电后不管是否给转向比例阀信号，自动驾驶均会自动退出，从而提高安全性。
附图说明：
[0030]图1为根据本专利技术示例性实施例的一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统示意图。
[0031]图2为根据本专利技术示例性实施例的手动和自动驾驶模式下油液流向示意图。
[0032]图3为根据本专利技术示例性实施例的一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向方法示意图。
具体实施方式
[0033]下面结合实施例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0034]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0035]如图1所示，本专利技术提供一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统，在常规的全液压转向系统的基础上进行重新设计，可同时实现手动和自动驾驶，两种模式互补干扰；避免在自动驾驶出现故障时能进行人工驾驶，避免长时间停机。
[0036]本实施例中，一种井下运输车辆自动驾驶线控转向系统包括转向泵1、角度传感器2、压力补偿阀3、安全切换阀4、转向比例阀5(也可采用伺服阀、比例多路阀)、梭阀6、流量放大器7、缓冲阀组8、转向油缸9、压力传感器10。
[0037]本实施例中，转向泵1为系统提供相应的压力能。
[0038]本实施例中，角度传感器2集成按照在转向器上。本专利技术通过在原有转向器上设计新的转向花键套，新的花键套上集成了角度传感器2，从而和转向柱配合；角度传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统，包括转向泵(1)、转向器和转向油缸(9)，其特征在于，还包括角度传感器(2)、安全切换阀(4)、转向比例阀(5)；所述角度传感器(2)集成安装在所述转向器中，用于检测方向盘的转角；所述转向比例阀(5)内置有第一位移传感器，所述第一位移传感器用于检测所述转向比例阀(5)的阀芯位移；所述转向泵(1)与所述转向器连通，所述转向器还与所述转向油缸(9)连通；所述转向泵(1)还通过所述安全切换阀(4)与所述转向比例阀(5)连通，所述转向比例阀(5)与所述转向油缸(9)连通；当所述角度传感器(2)检测的转角或所述第一位移传感器检测的阀芯位移超过对应阈值时，所述安全切换阀(4)关闭；所述转向泵(1)中的液压油通过所述转向器进入所述转向油缸(9)。2.如权利要求1所述的一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统，其特征在于，还包括压力补偿阀(3)和梭阀(6)；所述转向比例阀(5)的压力控制端通过所述梭阀(6)与所述压力补偿阀(3)连接；所述压力补偿阀(3)用于使所述转向比例阀(5)进出口压力保持恒定。3.如权利要求1所述的一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统，其特征在于，还包括流量放大器(7)，所述流量放大器(7)安装在所述转向器/所述转向比例阀(5)和所述转向泵(1)之间，将所述转向器/所述转向比例阀(5)提供的先导油的流量进行放大。4.如权利要求1所述的一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统，其特征在于，所述转向油缸(9)的入口还安装有缓冲阀组(8)。5.如权利要求1所述的一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统，其特征在于，所述转向油缸(9)的入口还安装有压力传感器(10)。6.如权利要求1所述的一种用于车辆自动驾驶全液压线控转向系统，其特征在于，还包括轮速传感器，用于采集车速数据并和转向速度进行耦合控制：当车速超过规...

【专利技术属性】
技术研发人员：向杰，
申请(专利权)人：新驱动重庆智能汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：