CN104015788A - 工程车辆及其电液转向系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工程车辆及其电液转向系统，其中，该工程车辆电液转向系统包括：传感器、动力耦合器、控制器、电机、液压动力转向器、液压泵及油箱；液压泵的进油口连接油箱，液压泵的出油口连接液压动力转向器的工作油口，液压动力转向器的回油口连接油箱；电机的输出端与动力耦合器的输入端连接，动力耦合器的输出端与液压动力转向器连接；控制器与传感器及电机信号连接；控制器包括：接收模块；与接收模块信号连接的第一处理模块，用于在工程车辆的车速大于第一预设阈值，且根据所述感测结果确定转向盘的转矩小于第二预设阈值时，控制电机的转向以使工程车辆转向回正。本发明提供的工程车辆电液转向系统能实现转向时的自动回正。

Description

工程车辆及其电液转向系统
技术领域
本发明涉及工程车辆领域，特别涉及一种工程车辆及其电液转向系统。
背景技术
在追求转向轻便性和操作稳定性的工程车辆时代，目前的工程车辆基本都采用转向助力系统。采用动力转向可以减小驾驶员手动转向力矩，改善工程车辆的转向轻便性，因此其在商用车、中高级轿车和轻型车上得到了广泛的应用。传统的动力转向系统多采用固定放大倍数的液压动力转向，缺点是不能实现工程车辆在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。为了克服以上的缺点而研制出了电子控制液压动力转向系(Electric Hydraulic Power Steering，EHPS)，使工程车辆在各种车速下都能得到满意的转向助力。
EHPS是将电机与液压泵相连，由控制器实时根据角度传感器和车速传感器等信号计算出合适的电机转速，并调节电机达到该合适车速；在电机带动下液压泵将高压油输出到方向机，方向机根据转向需求进行转向。由于液压泵用电机驱动，故其输出压力可调，可以得到适应各车速的转向助力。
现有车辆存在通过设置车桥后倾角实现车辆的转向回正，然而车桥后倾角不太适用于工程车辆，尤其是不适用大吨位的工程车辆；同时已有EHPS并未考虑车辆的转向回正性能，在车辆转弯过程中若驾驶员松开方向盘，车辆会继续转弯而不会自动回正，非常危险。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种工程车辆及其电液转向系统，以实现车辆转向时的自动回正。
一方面，本发明提供了一种工程车辆电液转向系统，包括：传感器、动力耦合器、控制器、电机、液压动力转向器、液压泵及油箱；所述液压泵的进油口连接所述油箱，所述液压泵的出油口连接所述液压动力转向器的工作油口，所述液压动力转向器的回油口连接所述油箱；所述电机的输出端与所述动力耦合器的输入端连接，所述动力耦合器的输出端与所述液压动力转向器连接；所述控制器与所述传感器及电机信号连接；所述控制器包括：接收模块，用于接收所述传感器的感测结果；与所述接收模块信号连接的第一处理模块，用于在所述工程车辆的车速大于第一预设阈值，且根据所述传感器的感测结果确定转向盘的转矩小于第二预设阈值时，控制所述电机的转向以使所述工程车辆转向回正。
进一步地，所述控制器包括：第二处理模块，用于根据所述感测结果控制所述电机的转速及转向，以使所述动力耦合器为所述液压动力转向器产生辅助转向动力。
进一步地，所述的工程车辆电液转向系统还包括用于感测所述工程车辆车速的车速传感器，所述车速传感器与所述控制器信号连接。
进一步地，所述传感器为用于感测转向盘的转向和转矩的转矩传感器，或者为用于感测所述液压泵流量的流量传感器。
进一步地，所述的工程车辆电液转向系统还包括离合器，所述离合器的控制端连接所述控制器，所述离合器的输入端连接所述电机，所述离合器的输出端连接所述动力耦合器。
进一步地，所述的工程车辆电液转向系统还包括角转向器；所述转矩传感器设置在所述角转向器的输出轴上。
进一步地，所述角转向器的输出轴及所述液压动力转向器的输入轴同轴设置。
进一步地，所述动力耦合器设置在所述液压动力转向器的输入轴上。
另一方面，本发明提供了一种工程车辆，设置有所述的工程车辆电液转向系统。
进一步地，所述的工程车辆为起重机。
本发明工程车辆电液转向系统通过设置第一处理模块，在所述工程车辆的车速大于第一预设阈值，且根据所述传感器的感测结果确定转向盘的转矩小于第二预设阈值时，控制所述电机的转向以使所述工程车辆转向回正，从而改善工程车辆操纵的稳定性和舒适性。
该工程车辆具有上述工程车辆电液转向系统，也具有相应的技术效果，不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的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为本发明实施例提供的工程车辆电液转向系统的结构示意图，其中，为便于理解还示出了转向盘。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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。
图1为本发明实施例提供的工程车辆电液转向系统的结构示意图；如图1所示，本实施例工程车辆电液转向系统可以包括：所述工程车辆电液转向系统包括：传感器、动力耦合器4(用于将转向盘1的转矩和电机6的转矩进行耦合，同时用于对电机6的转速进行降速)、控制器5、电机6、液压动力转向器7、液压泵8及油箱9；所述液压泵8的进油口连接所述油箱9，所述液压泵8的出油口连接所述液压动力转向器7的工作油口，所述液压动力转向器7的回油口连接所述油箱9；所述电机6的输出端与所述动力耦合器4的输入端连接，所述动力耦合器4的输出端与所述液压动力转向器7连接；所述控制器5与所述转矩传感器3及电机6信号连接。
其中，所述控制器5包括：接收模块(图中未示出)，用于接收所述传感器的感测结果；与所述接收模块信号连接的第一处理模块(图中未示出)，用于在所述工程车辆的车速大于第一预设阈值，且根据所述传感器的感测结果确定转向盘1的转矩小于第二预设阈值时，控制所述电机6的转向以使所述工程车辆转向回正。
优选地，所述控制器5还可以包括：
第二处理模块(图中未示出)，用于根据所述感测结果控制所述电机6的转速及转向，以使所述动力耦合器4为所述液压动力转向器7产生辅助转向动力。通过在控制器5中设置第二处理模块，可以实现对电机6的控制，进而通过动力耦合器4驱动液压动力转向器转向，能提高转向轻便性。
可以理解的是，第一处理模块及第二处理模块分别对应于控制器5的两个功能，其中第一处理模块用于通过调整电机6的转向(当然根据需要也可以调整电机6的转速)实现工程车辆转向时的自动回正；而第二处理模块用于通过调整电机6的转向及转速实现工程车辆转向时助力。二者可能都是对电机6的输出进行控制，但是调整的依据不一样，为两个不同的功能模块。
具体操作时，上述工程车辆车速信息可以由工程车辆已有的控制中心或车速感测装置提供，也可以单独设置用于感测所述工程车辆车速的车速传感器，所述车速传感器与所述控制器5信号连接。此外，所述的工程车辆电液转向系统还包括离合器10，所述离合器10的控制端连接所述控制器5，所述离合器10的输入端连接所述电机6，所述离合器10的输出端连接所述动力耦合器4。
本实施例中以传感器为用于感测所述转向盘1的转向以及转矩的转矩传感器3为例进行解释说明，在其他实施例中，该传感器还可以是用于感测所述液压泵8流量的流量传感器(图中未示出)，控制器5根据该流量传感器的感测结果及预设的液压泵8的流量与所述转向盘1的转向以及转矩的对应关系，即可确定所述转向盘1实时的转向以及转矩。
优选地，所述的工程车辆电液转向系统还包括角转向器2；所述转矩传感器3设置在所述角转向器2的输出轴上；所述角转向器2的输出轴及所述液压动力转向器7的输入轴同轴设置；所述动力耦合器4设置在所述液压动力转向器7的输入轴上。由于从角转向器2到液压动力转向器7是一根贯穿轴，即使离合器10断开，也不影响正常转向。
上述工程车辆电液转向系统的工作原理简述如下：驾驶员在操纵转向盘1进行转向时，转矩传感器3检测到转向盘1的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到控制器5，控制器5根据工程车辆的车速、转矩传感器3检测到的转距及转动方向等，向电机6的控制器发出指令(可以是图1所示的电压及电流信号)，使电机6输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力；工程车辆不转向时，控制器5不向电机6的控制器发出指令，电机6不工作；同时，在所述工程车辆的车速大于第一预设阈值(其大小可以根据实际测试及需要设置，可以参考一般工程车辆转弯时的速度大小)，且所述转矩传感器3感测的转矩小于第二预设阈值时(其大小可以根据实际测试及需要设置，可以参考一般工程车辆转弯时驾驶员松开转向盘1时的转矩)，控制所述电机6的转向以使所述工程车辆转向回正，通过调试确定上述第一预设阈值第二预设阈值，可以得到最佳的回正性，从而改善工程车辆操纵的稳定性和舒适性。此外，在路面颠簸时，即使驾驶员没有旋转转向盘1，转矩传感器3也有可能感测到转矩，从而使控制器5根据该转矩控制电机6的输出以助力转向，此时驾驶员握在转向盘1上的手可以感觉到转向力，从而获知路况，即本实施例电液转向系统还具有“路感好”的特点。
本实施例通过设置第一处理模块，在所述工程车辆的车速大于第一预设阈值，且所述转矩传感器3感测的转矩小于第二预设阈值时，控制所述电机6的转向以使所述工程车辆转向回正，从而改善工程车辆操纵的稳定性和舒适性；优选地，通过在控制器5中设置第二处理模块，可以实现对电机6的控制，进而通过动力耦合器4驱动液压动力转向器转向，能提高转向轻便性，且具有“路感好”的特点；此外，本实施例在工程车辆上实施简单，成本低，性能可靠。
本发明还提供一种工程车辆，设置有所述的工程车辆电液转向系统。具体地，该工程车辆可以是起重机，特别是不具有车桥后倾角的大吨位起重机。该工程车辆具有上述工程车辆电液转向系统相应的技术效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种工程车辆电液转向系统，其特征在于，包括：传感器、动力耦合器(4)、控制器(5)、电机(6)、液压动力转向器(7)、液压泵(8)及油箱(9)；
所述液压泵(8)的进油口连接所述油箱(9)，所述液压泵(8)的出油口连接所述液压动力转向器(7)的工作油口，所述液压动力转向器(7)的回油口连接所述油箱(9)；所述电机(6)的输出端与所述动力耦合器(4)的输入端连接，所述动力耦合器(4)的输出端与所述液压动力转向器(7)连接；
所述控制器(5)与所述传感器及电机(6)信号连接；
所述控制器(5)包括：
接收模块，用于接收所述传感器的感测结果；
与所述接收模块信号连接的第一处理模块，用于在所述工程车辆的车速大于第一预设阈值，且根据所述传感器(3)的感测结果确定转向盘(1)的转矩小于第二预设阈值时，控制所述电机(6)的转向以使所述工程车辆转向回正。
2.根据权利要求1所述的工程车辆电液转向系统，其特征在于，所述控制器(5)还包括：
第二处理模块，用于根据所述感测结果控制所述电机(6)的转速及转向，以使所述动力耦合器(4)为所述液压动力转向器(7)产生辅助转向动力。
3.根据权利要求2所述的工程车辆电液转向系统，其特征在于，还包括用于感测所述工程车辆车速的车速传感器，所述车速传感器与所述控制器(5)信号连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的工程车辆电液转向系统，其特征在于，所述传感器为用于感测转向盘(1)的转向和转矩的转矩传感器(3)，或者为用于感测所述液压泵(8)流量的流量传感器。
5.根据权利要求4所述的工程车辆电液转向系统，其特征在于，还包括离合器(10)，所述离合器(10)的控制端连接所述控制器(5)，所述离合器(10)的输入端连接所述电机(6)，所述离合器(10)的输出端连接所述动力耦合器(4)。
6.根据权利要求5所述的工程车辆电液转向系统，其特征在于，还包括角转向器(2)；所述转矩传感器(3)设置在所述角转向器(2)的输出轴上。
7.根据权利要求6所述的工程车辆电液转向系统，其特征在于，所述角转向器(2)的输出轴及所述液压动力转向器(7)的输入轴同轴设置。
8.根据权利要求7所述的工程车辆电液转向系统，其特征在于，所述动力耦合器(4)设置在所述液压动力转向器(7)的输入轴上。
9.一种工程车辆，其特征在于，设置有如权利要求1-8中任一项所述的工程车辆电液转向系统。
10.根据权利要求9所述的工程车辆，其特征在于，所述工程车辆为起重机。
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