CN102935861A - 多桥车辆及其转向控制系统和转向控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

多桥车辆及其转向控制系统和转向控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种多桥车辆及其转向控制系统和转向控制方法。

背景技术

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。

1、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。

发明内容

本发明旨在提供一种多桥车辆及其转向控制系统和转向控制方法，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，根据本发明的一个方面，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-1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-1梭阀的第一输入端与第N-2梭阀的输出端连接，第N-1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-1梭阀的输出端连接。

根据本发明的另一个方面，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。

根据本发明的另一个方面，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。

应用本发明的技术方案，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发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的多桥车辆的转向控制系统的示意图；

图2A是本发明实施例的2个后转向桥车辆的转向控制系统中的压力控制装置的结构图；

图2B是本发明实施例的N个后转向桥车辆的转向控制系统中的压力控制装置的结构图；

图3是根据本发明实施例的多桥车辆的转向控制系统的控制方法的示意图；

图4是本发明实施例的一种优选多桥车辆的转向控制系统的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种优选多桥车辆的转向控制系统的控制逻辑示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例中的多桥车辆包括第一桥、多个后转向桥、转向控制系统和发动机102，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103，控制器103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103发出指令控制转向阀，从而实现驱动转向。发动机102作为转向控制系统的动力源。

图1是根据本发明实施例的多桥车辆的转向控制系统的示意图，如图1所示，多桥车辆的转向控制系统包括：变量泵101，用于在发动机102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321、322等，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，以上多个后转向桥的液压油路与主压力油路分别连接；控制器103，与发动机102、变量泵101以及多个转向阀组321、322等分别连接，用于获取发动机102的转速信号并计算多个后转向桥转向需要的目标液压流量，并向多个转向阀组321、322等分别发送与目标液压流量对应的指令信号，根据上述转速信号和上述转向阀组的指令信号计算变量泵101的控制信号，向变量泵101发送该控制信号，从而控制变量泵101的排量。以上指令信号是指对转向阀组进行控制的信号，控制信号是指对变量泵排量进行控制的信号。

利用上述多桥车辆的转向控制系统，控制器103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101的液压排量，从而变量泵101排量不是根据负载变化的反馈进行响应，而是控制器103利用计算值直接控制，与控制转向阀同步进行，消除了变量泵101排量的变化永远滞后于液压控制阀控制的问题，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。

控制器103获取各后转向桥转向角度信号可以通过多个转向角度测量装置进行，并通过后转向桥液压油路中的转向阀组控制后转向桥。在这种情况下，本发明实施例的多桥车辆的转向控制系统还可以设置：多个转向角度测量装置，与第一桥和多个后转向桥分别连接，用于分别测量第一桥的转向角度信号和各后转向桥的转向角度信号；上述控制器103，与多个转向测量装置和多个转向阀组321、322等分别连接，从而利用转向测量装置获取第一桥的转向角度信号和各后转向桥的转向角度信号，根据第一桥的转向角度计算各后转向桥的目标角度，按照目标角度和各后转向桥的转向角度信号向多个转向阀组发送控制指令信号，并根据控制指令信号计算多个后转向桥转向需要的目标液压流量。

具体地，每个转向阀组可以包括：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103连接。三位五通电液比例阀可以直接改变相应液压油路中的液压流量和方向，从而改变对应轮胎的转向方向和转向速度。该三位五通阀具体包括：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；第一工作油口和第二工作油口分别连接后转向桥驱动油缸的有杆腔和无杆腔。

每个转向阀组还可以包括：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。从而进一步提高了转向阀组的工作可靠性。

优选地，每个转向阀组还可以包括单向阀，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。

对于多个转向后桥，不同后桥的转向角度和速度存在，所以不同转向桥的液压管理的压力是不一致的，为保证转向的需要，需要在转向控制系统提供最大的压力。因此，本实施例的多桥车辆的转向控制系统还可以包括：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转向液压系统的压力。从而保证了转向控制系统提供的压力可以满足各转向桥的压力需求。

优选地，上述压力控制装置可以包括：多个梭阀，其输入端分别与三位五通电液比例阀的出油口连接，用于获取多个后转向桥的液压最大负载；溢流阀，设置在后转向桥的液压油路中，其控制端与多个梭阀的输出端连接，用于按照液压最大负载控制转向液压系统的压力。

图2A和图2B分别示出了本发明实施例的多桥车辆的转向控制系统中2个后转向桥和N个后转向桥的压力控制装置的结构图。在图中所示的三位五通阀三位五通阀具体包括：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；第一工作油口和第二工作油口分别连接后转向桥驱动油缸的有杆腔和无杆腔。

在图2A中，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，梭阀351的第一输入端与第一转向阀组321的三位五通阀的中间油口连接，梭阀351的第二输入端与第一转向阀组322的三位五通阀的中间油口连接；溢流阀360，旁接在液压系统的主油路中，溢流阀360的控制端与所述梭阀351的输出端连接。从而梭阀通过控制端可以得到两个后转向桥液压油路较大的压力，从而将整个液压系统的压力始终维持在一定值，该定值既可以满足后转向桥转向的需求，又可以避免液压系统的压力过大造成能量消耗。

在图2B中，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-1个梭阀，其中，第一梭阀351的第一输入端与第一转向阀组321的三位五通阀的中间油口连接，第一梭阀351的第二输入端与第一转向阀组322的三位五通阀的中间油口连接，第N-1梭阀的第一输入端与第N-2梭阀的输出端连接，第N-1梭阀的第二输入端与第N转向阀组的三位五通阀的中间油口连接；溢流阀360，旁接在液压的主油路中，溢流阀360的控制端与第N-1梭阀的输出端连接。以上结构相当于N-1个梭阀级联连接，从而第N-1梭阀的输出端的压力相当于N个转向阀组的压力最大值。溢流阀360将整个液压系统的压力始终维持在一定值，该定值既可以满足后转向桥转向的需求，又可以避免液压系统的压力过大造成能量消耗。

需要指明的是，以上第一、第二……第N-1、第N的编号仅为说明部件之间的连接关系，并不存在结构安装上的先后关系。

控制变量泵101排量的方式可以具体为通过用与该变量泵101连接电磁阀进行。本实施例的多桥车辆的转向控制系统还可以包括：电比例阀，与变量泵101连接，电比例阀的控制端与控制器103连接；控制器103还用于通过向电比例阀发送排量控制信号来控制变量泵101的排量。从而控制器103利用向电比例阀的控制端发送相应的电流信号来控制变量泵101的排量。

本发明实施例还提供了一种多桥车辆，包括转向控制系统，该转向控制系统为上述实施例中任一种的转向控制系统。进一步地，多个后转向桥的数量为3个，包括第一后转向桥、第二后转向桥、第三后转向桥，每个后转向桥由一组转向阀组控制，其中，第一后转向桥对应的第一转向阀组包括第一电液比例阀、第一压力补偿阀、第一单向阀；第二后转向桥对应的第二转向阀组包括第二电液比例阀、第二压力补偿阀、第二单向阀；第三后转向桥对应的第三转向阀组包括第三电液比例阀、第三压力补偿阀、第三单向阀；控制器向三个电液比例阀发送相应的电流指令信号。

本发明实施例还提供了一种多桥车辆的转向控制系统的控制方法，该多桥车辆的转向控制系统的控制方法可以应用于以上实施例的多桥车辆的转向控制系统，对上述多桥车辆的转向控制系统进行转向控制。图3是根据本发明实施例的多桥车辆的转向控制系统的控制方法的示意图，该多桥车辆的转向控制系统的控制方法包括：

步骤S21，获取发动机的转速信号以及第一桥和后转向桥的实时转向角度信号；

步骤S23，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；

步骤S25，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；

步骤S27，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。

其中，步骤S23可以具体包括：获取多桥车辆第一桥的转向角度信号和多桥车辆的各后转向桥的转向角度信号；根据第一桥的转向角度计算各后转向桥的目标角度；按照目标角度和各后转向桥的转向角度信号向后转向桥转的转向阀组发送控制指令信号；根据控制指令信号计算多个后转向桥转向需要的目标液压流量。

步骤S25利用目标角度与当前的转向角度信息，输出控制转向阀组的指令信号。该指令信号与目标液压流量相对应，在转向阀组包括上述三位五通电液比例阀的情况下，以上控制指令信号可以为向三位五通电液比例阀控制端发送的电流信号。

步骤S27具体可以包括：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。该步骤将目标液压流量的总和以及流量余量之和作为变量泵101的目标排量值；按照目标排量直控制变量泵101。

利用以上步骤可以使变量泵101始终满足各转向阀组的流量需求，而又不至于造成流量浪费，在不进行转向动作时，通过步骤S25可以使变量泵101输出上述流量余值大小的流量，维持多桥车辆转向桥可以迅速启动。

以下分别对一个具有三个后转向桥的转向液压系统进行详细说明，图4是本发明实施例的一种优选多桥车辆的转向控制系统的示意图，如图3所示，该多桥车辆具有三个后转向桥：第一后转向桥311、第二后转向桥312、第三后转向桥313。每个后转向桥的液压驱动由一组转向阀组控制，以第一后转向桥311的液压回路为例，第一后转向桥311对应的第一转向阀组包括第一电液比例阀321、第一压力补偿阀331、第一单向阀341，其中第一电液比例阀321为三位五通电液比例阀，用于控制第一后转向桥311的液压回路的流量和流向，从而改变第一后转向桥311的轮胎转向方向和转向速度，该第一电液比例阀321的控制端与控制器103连接，用于接收控制器103发送的电流控制信号I₂₁。第一压力补偿阀331，连接在第一电液比例阀321的进出口之间，保证了第一电液比例阀321进出口的压差，第一单向阀341，与第一电液比例阀321的进油口连接，用于保持第一电液比例阀321的进油口的液压流向。对应地，第二后转向桥312的第二转向阀组包括：第二电液比例阀322、第二压力补偿阀332、第二单向阀342；第三后转向桥313的第三转向阀组包括：第三电液比例阀323、第三压力补偿阀333、第三单向阀343。控制器103向第二电液比例阀322和第三电液比例阀323发送的电流控制信号分别为I₂₂、I₂₃。这样通过控制器103对三个三位五通电液比例阀即可发送相应的电流信号，就可以实现对转向角度和转向速度的控制。变量泵101的排量也由控制器103同时控制。以上三位五通电液比例阀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；第一工作油口和第二工作油口分别连接后转向桥驱动油缸的有杆腔和无杆腔。

图5是根据本发明实施例的一种优选多桥车辆的转向控制系统的控制逻辑示意图。如图所示，控制器103接收第一桥及以及第一后桥311、第二后桥312、第三后桥313的转向角度信号，经过计算后，向第一电液比例阀321、第二电液比例阀322、第三电液比例阀323分别发送相应的电流控制信号I₂₁、I₂₂、I₂₃，从而分别控制第一后桥311、第二后桥312、第三后桥313进行转向。控制器103同时接收发动机102的转速信号N，根据上述的电流控制信号I₂₁、I₂₂、I₂₃和发动机102转速信号确定并向控制变量泵101的电比例阀301发送指令信号I₁₀₁，以控制变量泵101的排量。

变量泵101的排量大小应该可以刚好满足各转向阀组的流量需求之和，在本优选实施例中变量泵101的排量可以为在各转向阀组的流量需求之和的基础上增加一定的余量，从而变量泵101的电比例阀301的指令信号I₁₀₁按照下式进行计算：I₁₀₁=f(I₂₁+I₂₂+I₂₃,N)+ΔI(N)，在式中，f(I₂₁+I₂₂+I₂₃,N)表示在发动机102转速为N的情况下，电流控制信号I₂₁、I₂₂、I₂₃对应的液压流量与变量泵101控制信号的函数关系，ΔI(N)为余量值。从公式中可以看出，当不进行转向时，控制器103向第一后桥311、第二后桥312、第三后桥313发出的电流控制信号I₂₁、I₂₂、I₂₃均为零，此时，I₁₀₁为等于ΔI(N)为一个很小的值，变量泵101输出一个极小的流量。由于变量泵101的排量变化不是根据负载变化后而进行的响应，变量泵101排量和电液比例阀都是由控制器103同时发出指令进行控制，因此消除了变量泵101排量变化和电液比例阀之间的延迟，同时也消除了负载反馈管路过长带来的控制系统不稳定问题。

本优选实施例的多桥车辆的转向控制系统还可以包括由第一梭阀351、第二梭阀352以及溢流阀360组成的压力控制装置，其中第一梭阀351的第一输入口与第一电液比例阀321的中间油口连接，第一梭阀351的第二输入口与第二电液比例阀322的中间油口连接，第一梭阀351的输出端连接第二梭阀352的第一输入口，第二梭阀352的第二输入口与第三电液比例阀323的出口连接，第二梭阀352的输出连接溢流阀360的控制口，从而第一梭阀351和第二梭阀352组成梭阀网络，将转向系统最高负载反馈给溢流阀360的控制口，这样系统压力将始终比转向系统最高负载高出一定余量，既保证了系统正常工作，又不至于有过多压力损失。

该系统还可以包括蓄能器370，减压阀380，第四单向阀390，以及内置于变量泵101的第三梭阀102，通过这些元件的连接，再加上外控油源，可使得第三梭阀102输出端总能维持一定的压力值，此压力值保证了变量泵101的电比例排量控制功能正常工作，其中，外控油源经过第四单向阀390以及减压阀380向蓄能器370处供油，使蓄能器370存储一定的压力，从而为变量泵的排量控制提供了工作条件，提高了变量泵的可靠性。

本优选实施例的转向控制系统在不转向时，变量泵101仅输出一个极小的流量；转向时，系统的压力始终比最高负载高出一定余量，变量泵101输出流量也比转向需要的流量多出一定余量，压力和流量都刚好满足系统正常的工作需求，又不会造成过多浪费。而且，由于变量泵101的排量变化不是根据负载变化后而进行的响应，而是由控制器103同时发出指令控制变量泵101排量变化和电液比例阀，因此消除了油泵排量变化相对于电液比例阀的延迟，系统响应更快；相对于负载反馈系统来说，也消除了负载反馈管路过长带来的控制系统不稳定问题。

应用本发明的技术方案，多桥车辆的液压转向控制系统，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。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一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。

2.根据权利要求1所述的多桥车辆的转向控制系统，其特征在于，每个所述转向阀组包括：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，所述三位五通电液比例阀的控制端与所述控制器连接。

3.根据权利要求1所述的多桥车辆的转向控制系统，其特征在于，每个所述转向阀组还包括：压力补偿阀，与该转向阀组的三位五通电液比例阀连接，用于保持所述三位五通电液比例阀的进油口与出油口的压差稳定。

4.根据权利要求1所述的多桥车辆的转向控制系统，其特征在于，每个所述转向阀组还包括：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，用于保持所述三位五通电液比例阀的进油口的流向。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的多桥车辆的转向控制系统，其特征在于，还包括压力控制装置，用于获取所述多个后转向桥的液压最大负载，并根据所述液压最大负载控制所述主压力油路的压力。

6.根据权利要求5所述的多桥车辆的转向控制系统，其特征在于，所述后转向桥的数量和所述转向阀组的数量均为2个，所述压力控制装置包括溢流阀和梭阀，其中，

所述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所述进油口与所述中间油口接通，该三位五通电液比例阀的中位位置内所述回油口与所述中间油口接通；

所述梭阀的第一输入端与第一转向阀组的所述三位五通阀的中间油口连接，所述梭阀的第二输入端与第二转向阀组的所述三位五通阀的中间油口连接；

所述溢流阀，旁接在所述主压力油路中，所述溢流阀的控制端与所述梭阀的输出端连接。

7.根据权利要求5所述的多桥车辆的转向控制系统，其特征在于，所述后转向桥的数量和所述转向阀组的数量均为N，N为大于2的正整数，所述压力控制装置包括溢流阀和N-1个梭阀，其中，

所述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所述进油口与所述中间油口接通，该三位五通电液比例阀的中位位置内所述回油口与所述中间油口接通；

第一梭阀的第一输入端与第一转向阀组的所述三位五通电液比例阀的中间油口连接，所述第一梭阀的第二输入端与第二转向阀组的所述三位五通电液比例阀的中间油口连接，第N-1梭阀的第一输入端与第N-2梭阀的输出端连接，所述第N-1梭阀的第二输入端与第N转向阀组的所述三位五通电液比例阀的中间油口连接；

溢流阀，旁接在所述主压力油路中，所述溢流阀的控制端与所述第N-1梭阀的输出端连接。

8.一种多桥车辆的转向控制方法，所述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，所述第一桥由所述多桥车辆的方向机控制，所述多个转向阀组分别与所述多个后转向桥连接，所述多个后转向桥的液压油路与主压力油路分别连接，其特征在于，包括：

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。

9.根据权利要求8所述的多桥车辆的转向控制方法，其特征在于，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包括：

由所述指令信号确定所述目标液压流量的总和；

由所述转速信号确定流量余量；

将所述目标液压流量的总和以及所述流量余量相加得到的加和作为所述变量泵的目标排量值，并确定所述目标排量值对应的控制信号。

10.一种多桥车辆，包括转向控制系统，其特征在于，所述转向控制系统为根据权利要求1至7中任意一项所述的转向控制系统。

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