多桥车辆及其转向控制系统和转向控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种多桥车辆及其转向控制系统和转向控制方法。该多桥车辆的转向控制系统包括：变量泵，用于在发动机的驱动下通过主压力油路向转向控制系统供给油源；多个转向阀组，分别设置在各后转向桥的液压油路中，每个转向阀组用于控制对应的后转向桥的液压油路的流量和方向，其中，多个后转向桥的液压油路与主压力油路分别连接；控制器，用于获取发动机的转速信号以及第一桥和多个后转向桥的实时转向角度信号，计算多个后转向桥的目标转向角度，确定多个转向阀组的目标液压流量，并向多个转向阀组分别发送与目标液压流量对应的指令信号，根据发动机的转速信号和指令信号计算变量泵的控制信号，以控制变量泵的排量，并减小了转向的延迟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种。
技术介绍
大型工程车辆目前朝着多桥多模式转向方向发展，传统的液压助力杆系连接的转向模式已经遇到瓶颈，而电液控制转向系统得到越来越广泛的应用。电液控制转向在模式切换方面有着巨大的优势。电液转向控制系统实现方式一般是第一桥由方向机控制，使用杆系连接转向，第 一桥的转向角度信号传递给控制器，控制器通过计算得到各转向桥的目标转向角度，和获取的各桥实时转向角度信号进行比较，由控制器发出指令控制转向阀，从而实现驱动转向。转向阀一般是电液比例换向阀或伺服比例阀，阀芯的开度决定了通过转向阀的流量，进而决定转向的速度。电液控制转向也是一种随动转向系统，仍然需要第一桥先转向，再根据第一桥的转向角度经过控制器的计算、比较，再由电液控制阀控制各后桥的转向，这会造成后桥转向较前桥有一定程度的延迟。延迟太长，一方面会影响到行驶安全性，一方面前后桥转向角度的不协调将加剧轮胎磨损，出现这种情况会严重影响车辆的正常行驶。而转向液压系统的油源提供的流量则是影响延迟的主要因素。从油源角度看，包括定量泵系统、恒压泵系统以及负载反馈系统。这些系统各有优缺点。I、定量泵系统油源相对稳定，从安全性考虑，定量泵的排量需要满足极限转向工况流量需求，但是这种极限转向工况的出现几率很小，大部分转向的情况不需要很大液压油流量，因此出现了液压油流量大部分时间损失严重的问题。2、恒压泵系统相对于定量泵系统，其系统流量根据负载需求而变化，流量损失小，为了满足各种工况要求，恒压泵设定压力一般较高，但是大部分时间转向负载并不高，因此大部分情况下液压系统压力损失较大；3、负载反馈系统相对来说，能够解决压力、流量与转向实际需求相匹配，从节能角度考虑是最优的，但是负载反馈技术应用于车辆转向系统存在的问题有(1)工程车辆中转向桥通常距离油源较远，当负载离油源较远时，细长的负载压力反馈管道可能会引起控制系统的不稳定。(2)对于恒压泵系统和负载反馈系统来说，由于变量泵排量总是根据负载变化而进行响应，进而做相应的变化，因此只有控制阀动作后，负载才会发生变化，进而变量泵的排量再发生变化，这就使得变量泵排量的变化永远滞后于控制阀的控制，而滞后成为造成转向延迟的主要因素之一。现有技术中转向控制系统的负载反馈技术使转向延迟时间长的问题，目前尚未提出有效的解决方案
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种，以解决现有技术中电液转向系统的负载反馈技术使转向延迟时间长的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种多桥车辆的转向控制系统。以上多桥车辆包括第一桥、多个后转向桥和发动机，其中，第一桥由多桥车辆的方向机控制，上述多桥车辆的转向控制系统包括变量泵，用于在发动机的驱动下通过主压力油路向转向控制系统供给油源；多个转向阀组，分别设置在各后转向桥的液压油路中，每个转向阀组用于控制对应的后转向桥的液压油路的流量和方向，其中，多个后转向桥的液压油路与主压力油路分别连接；控制器，与发动机、变量泵以及多个转向阀组分别连接，用于获取发动机的转速信号以及第一桥和多个后转向桥的实时转向角度信号，根据第一桥的实时转向角度信号计算多个后转向桥的目标转向角度，由多个后转向桥的实时转向角度信号和目标转向角度分别确定多个转向阀组的目标液压流量，并向多个转向阀组分别发送与目标液压流量对应的指令信号，根据发动机的转速信号和指令信号计算变量泵的控制信号，并向变量泵发送控制信号，以控制变量泵的排量。 进一步地，每个转向阀组包括三位五通电液比例阀，用于控制对应的后转向桥的液压油路的流量和方向，以改变对应轮胎的转向方向和转向速度，三位五通电液比例阀的控制端与控制器连接。进一步地，每个转向阀组还包括压力补偿阀，与该转向阀组的三位五通电液比例阀连接，用于保持三位五通电液比例阀的进油口与出油口的压差稳定。进一步地，每个转向阀组还包括单向阀，与该转向阀组的三位五通电液比例阀的进油口连接，用于保持三位五通电液比例阀的进油口的流向。进一步地，上述转向控制系统还包括压力控制装置，用于获取多个后转向桥的液压最大负载，并根据液压最大负载控制主压力油路的压力。进一步地，后转向桥的数量和转向阀组的数量均为2个，压力控制装置包括溢流阀和梭阀，其中，三位五通电液比例阀包括进油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口和中间油口，该三位五通电液比例阀的左位和右位位置内进油口与中间油口接通，该三位五通电液比例阀的中位位置内回油口与中间油口接通；梭阀的第一输入端与第一转向阀组的三位五通阀的中间油口连接，梭阀的第二输入端与第二转向阀组的三位五通阀的中间油口连接；溢流阀，旁接在主压力油路中，溢流阀的控制端与梭阀的输出端连接。进一步地，后转向桥的数量和转向阀组的数量均为N，N为大于2的正整数，压力控制装置包括溢流阀和N-I个梭阀，其中，三位五通电液比例阀包括进油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口和中间油口，该三位五通电液比例阀的左位和右位位置内进油口与中间油口接通，该三位五通电液比例阀的中位位置内回油口与中间油口接通；第一梭阀的第一输入端与第一转向阀组的三位五通电液比例阀的中间油口连接，第一梭阀的第二输入端与第二转向阀组的三位五通电液比例阀的中间油口连接，第N-I梭阀的第一输入端与第N-2梭阀的输出端连接，第N-I梭阀的第二输入端与第N转向阀组的三位五通电液比例阀的中间油口连接；溢流阀，旁接在主压力油路中，溢流阀的控制端与第N-I梭阀的输出端连接。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种多桥车辆的转向控制方法。本方法控制的多桥车辆包括第一桥、多个后转向桥、多个转向阀组和发动机，其中，第一桥由多桥车辆的方向机控制，多个转向阀组分别与多个后转向桥连接，多个后转向桥的液压油路与主压力油路分别连接，该多桥车辆的转向控制方法包括获取发动机的转速信号以及第一桥和多个后转向桥的实时转向角度信号；根据第一桥的实时转向角度信号计算多个后转向桥的目标转向角度；由多个后转向桥的实时转向角度信号和目标转向角度分别确定多个转向阀组的目标液压流量，并向多个转向阀组分别发送与目标液压流量对应的指令信号；根据发动机的转速信号和指令信号计算变量泵的控制信号，并向变量泵发送控制信号，以控制变量泵的排量。进一步地，根据发动机的转速信号和指令信号计算变量泵的控制信号包括由指令信号确定目标液压流量的总和；由转速信号确定流量余量；将目标液压流量的总和以及流量余量相加得到的加和作为变量泵的目标排量值，并确定目标排量值对应的控制信号。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种多桥车辆。该多桥车辆包括转向控制系统，该转向控制系统为上述的任意一种转向控制系统。应用本专利技术的技术方案，多桥车辆的转向控制系统中控制器可以根据转向系统的液压负载需求计算对应的目标液压流量，并由目标液压流量直接控制变量泵的液压排量，从而变量泵排量不是根据负载变化的反馈进行响应，而是控制器利用计算值直接控制，可与控制转向阀同步进行，消除了变量泵排量的变化永远滞后于控制阀的控制的问题，减小了转向的延迟。此外，由于不需使用液压反馈管道，也消除了细长的负载压力反馈管道可能会引起控制系统的不稳定。附图说明构成本申请的一部分的说明书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，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多桥车辆的转向控制系统，所述多桥车辆包括第一桥、多个后转向桥和发动机，其中，所述第一桥由所述多桥车辆的方向机控制，其特征在于，所述多桥车辆的转向控制系统包括：变量泵，用于在所述发动机的驱动下通过主压力油路向所述转向控制系统供给油源；多个转向阀组，分别设置在各所述后转向桥的液压油路中，每个所述转向阀组用于控制对应的后转向桥的液压油路的流量和方向，其中，所述多个后转向桥的液压油路与所述主压力油路分别连接；控制器，与所述发动机、所述变量泵以及所述多个转向阀组分别连接，用于获取所述发动机的转速信号以及所述第一桥和所述多个后转向桥的实时转向角度信号，根据所述第一桥的实时转向角度信号计算所述多个后转向桥的目标转向角度，由所述多个后转向桥的实时转向角度信号和目标转向角度分别确定所述多个转向阀组的目标液压流量，并向所述多个转向阀组分别发送与所述目标液压流量对应的指令信号，根据所述发动机的转速信号和所述指令信号计算所述变量泵的控制信号，并向所述变量泵发送所述控制信号，以控制所述变量泵的排量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭堃，李英智，刘建华，郭纪梅，刘伟，张松林，李雄，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：