CN105253193A

CN105253193A - 多轴载重汽车后组转向自动控制装置

Info

Publication number: CN105253193A
Application number: CN201510662224.3A
Authority: CN
Inventors: 吴峰; 张平平; 贾阳; 王新郧
Original assignee: Special Vehicle Technology Center of Hubei Aerospace Technology Research Institute
Current assignee: Special Vehicle Technology Center of Hubei Aerospace Technology Research Institute
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2016-01-20

Abstract

本发明提供一种多轴载重汽车后组转向自动控制装置，其包括：前组转角传感器，用于采集前组转角数据；后组转角传感器，用于采集后组转角数据；后组转角控制单元，用于调整后组的转角；主控制器，用于根据所述前传传感器采集的前组转角数据计算得到后组预期转角，将所述后组转角传感器采集的后组转角数据与所述后组预期转角比较得到后组转角调整差值，按照所述后组转角调整差值控制所述后组转角控制单元自动进行相应转角的调整，可以避免手工控制模式的误操作，有效减小车轮转角误差，减轻轮胎磨损程度，保证车辆底盘行驶安全性。

Description

多轴载重汽车后组转向自动控制装置

技术领域

本发明涉及多轴载重汽车技术领域，特别是涉及一种多轴载重汽车后组转向自动控制装置。

背景技术

多轴载重汽车是指轴数较多的载重汽车，例如在5轴以上的多轴重型载重汽车，目前，在部分5轴以上(包括5轴)的载重汽车的车辆底盘中，采用的是分组转向技术，所述分组转向技术是指将汽车的1、2桥车轮作为前组转向轮，汽车的后2桥车轮作为后组转向轮，通过分组转向技术已成为提高多轴载重汽车的车辆底盘转向灵活性及操纵稳定性的有效手段，现有技术实现分组转向控制通常包括前组转向和前、后组同时转向两种状态，而这两种状态之间的切换目前均采用的是手动控制的模式，但是手动控制模式会增加驾驶员的驾驶负担，容易产生误操纵。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种多轴载重汽车后组转向自动控制装置，以避免手工控制模式的误操作，有效减小车轮转角误差，减轻轮胎磨损程度，保证车辆底盘行驶安全性。

本发明提供的一种多轴载重汽车后组转向自动控制装置，其包括：

前组转角传感器，用于采集前组转角数据；

后组转角传感器，用于采集后组转角数据；

后组转角控制单元，用于调整后组的转角；

主控制器，用于根据所述前传传感器采集的前组转角数据计算得到后组预期转角，将所述后组转角传感器采集的后组转角数据与所述后组预期转角比较得到后组转角调整差值，按照所述后组转角调整差值控制所述后组转角控制单元自动进行相应转角的调整。

其中，所述后组转角控制单元包括：后组转向电磁比例阀和后组转向液压方向阀。

其中，前组转角传感器包括：前组转角信号采集单元和前组转角信号输出单元。

其中，前组转角信号输出单元包括以下至少一项：

前组增量信号输出单元和前组并口格雷码信号输出单元。

其中，后组转角传感器包括：后组转角信号采集单元和后组转角信号输出单元。

其中，后组转角信号输出单元包括以下至少一项：

后组增量信号输出单元和后组并口格雷码信号输出单元。

另外，还包括：车速传感器，用于检测车速数据；

所述主控制器根据所述车速数据控制在车速高于第一预定值时关闭后组转向自动操作。

其中，所述主控制器还根据所述车速数据控制在车速低于第二预定值时启动后组转向自动操作。

另外，还包括：状态指示单元，用于根据主控制器控制指示后组转向状态。

另外，还包括：故障指示单元，用于根据主控制器控制指示故障状态。

根据本发明提供的多轴载重汽车后组转向自动控制装置，其包括：前组转角传感器，用于采集前组转角数据；后组转角传感器，用于采集后组转角数据；后组转角控制单元，用于调整后组的转角；主控制器，用于根据所述前传传感器采集的前组转角数据计算得到后组预期转角，将所述后组转角传感器采集的后组转角数据与所述后组预期转角比较得到后组转角调整差值，按照所述后组转角调整差值控制所述后组转角控制单元自动进行相应转角的调整，可以避免手工控制模式的误操作，有效减小车轮转角误差，减轻轮胎磨损程度，保证车辆底盘行驶安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明多轴载重汽车后组转向自动控制装置的一个具体实施例整体框图；

图2是根据本发明多轴载重汽车后组转向自动控制装置的一个具体实施例电路组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，该图是根据本申请多轴载重汽车后组转向自动控制装置的一个具体实施例整体框图，本实施例中多轴载重汽车后组转向自动控制装置主要包括：前组转角传感器1、后组转角传感器2、后组转角控制单元3和主控制器4，其中

本实施例的前组转角传感器1主要用于采集前组转角数据，具体实现时，前组转角传感器1可采用各种具体实现形式的转角传感器，例如基于陀螺原理的转角传感器或者其他类型的，这里不作具体限定；

本实施例中后组转角传感器2主要用于采集后组转角数据，与前述前组转角传感器1类似，具体实现时，后组转角传感器2同样可采用各种具体实现形式的转角传感器，这里不作具体限定；

本实施例中后组转角控制单元3主要用于调整后组的转角，具体实现时，转角的控制可采用各种机械结构、电子结构以及机电机构实现，这里不作具体限定；

上述前组转角传感器1、后组转角传感器2和后组转角控制单元3均与主控制器4相连并受其控制。

本实施例中主控制器4主要用于根据所述前传传感器采集的前组转角数据计算得到后组预期转角，将所述后组转角传感器采集的后组转角数据与所述后组预期转角比较得到后组转角调整差值，按照所述后组转角调整差值控制所述后组转角控制单元自动进行相应转角的调整，即当后组实际转角和其理论转角超出误差范围时，主控制器通过后组转角控制单元3调节后组的实际转角，以保证后组的车轮沿前组的车轮轨迹运动，进而可有效减小车轮转角误差，减轻轮胎磨损程度，保证车辆底盘行驶安全性。

实施例二

参考图2，该图是根据本发明多轴载重汽车后组转向自动控制装置的一个具体实施例电路组成示意图。

本实施例中多轴载重汽车后组转向自动控制装置同样包括：前组转角传感器1、后组转角传感器2、后组转角控制单元3和主控制器4，另外，本实施例还包括车速传感器5、状态指示单元6、故障指示单元7，其中

作为前组转角传感器1的一个可选的具体实施例，本实施例中前组转角传感器1包括有前组转角信号采集单元和前组转角信号输出单元，其中前组转角信号采集单元实现前组转角信号的采集，前组转角信号输出单元则是将前组转角信号采集单元采集到的前组转角信号进行处理转换为输出信号，例如，若需要输出信号为增量信号，前组转角信号输出单元可以采用前组增量信号输出单元将采集的前组转角信号转换为增量信号输出，另外，若需要输出信号为并口格雷码信号，前组转角信号输出单元可以采用前组并口格雷码信号输出单元将采集的前组转角信号转换为并口格雷码信号输出，本申请中前组转角信号输出单元可包括前组增量信号输出单元和前组并口格雷码信号输出单元中其中一个也可以两个均包括，或者也可以其他的信号输出单元，这里不做具体限定。

同样的，作为后组转角传感器2的一个可选的具体实施例，本实施例中后组转角传感器2包括有后组转角信号采集单元和后组转角信号输出单元，其中后组转角信号采集单元用于实现后组转角信号的采集，后组转角信号输出单元则是将后组转角信号采集单元采集到的后组转角信号进行处理转换为输出信号，例如，若需要输出信号为增量信号，后组转角信号输出单元可以采用后组增量信号输出单元将采集的后组转角信号转换为增量信号输出，另外，若需要输出信号为并口格雷码信号，后组转角信号输出单元可以采用后组并口格雷码信号输出单元将采集的后组转角信号转换为并口格雷码信号输出，本申请中后组转角信号输出单元可包括后组增量信号输出单元和后组并口格雷码信号输出单元中其中一个也可以两个均包括，或者也可以是其他的信号输出单元，这里不做具体限定。

需要说明的，具体实现时，若前组转角传感器1和后组转角传感器2都输出增量信号和并口格雷码信号给主控制器4，本实施例中主控制器4可将增量信号和并口格雷码信号中进行冗余备份，即一类信号作为主信号，另一类信号备用，例如将增量信号作为主信号，将并口格雷码信号作为冗余备用，当其中一类信号不能使用时，则用备用信号进行控制，从而可有效提高控制的安全性。

另外，作为后组转角控制单元3的一个可选的具体实施例，后组转角控制单元3可包括：后组转向电磁比例阀31和后组转向液压方向阀32，其中本实施例的后组转向液压方向阀32是采用液压方式对后组的车轮进行液压控制转向，而后组转向电磁比例阀31是采用脉冲宽度调制(PWM，PulseWidthModulation)方式即调整占空比的方式输出调整信号给后组转向液压方向阀32从而实现后组的转角控制，即通过脉冲宽度调制使得后组的车轮按给定的条件及一定的规律进行转动。

另外，为了对驾驶员进行有效的提示，本实施例中状态指示单元6用于根据主控制器控制指示后组转向状态，当系统处于非正常工作状态时，本实施例的故障指示单元7可根据主控制器控制指示故障状态，例如以故障灯的形式可以对系统故障进行提示以利于快速诊断。

需要说明的，本实施例还包括车速传感器5，车速传感器5主要用于检测车速数据，所述车速数据可以是当前的车速，也可以是当前车辆的加速度，而与车速传感器5配合的控制器4还根据所述车速数据控制在车速高于第一预定值时关闭后组转向自动操作，其中第一预定值可根据实际测试确定，例如，第一预定值可以是各种道路的安全驾驶速度最高值，另外，例如当该多轴载重汽车位于高速路段中时，控制器4下发锁定指令，通过后组转向电磁比例阀31和后组转向液压方向阀32执行，将后组转向轮在后组转向液压方向阀的机械液压的作用下锁定，具体实现时，也可以虚锁定，即主控制器中将后组转向自动控制的功能锁定，只有检测到该后组转向自动控制的功能的状态为有效时，才能启动后组转向自动操作。

另外，本实施例中通过车速传感器检测的车速数据，与车速传感器5配合的控制器4还可根据所述车速数据控制在车速低于第二预定值时启动后组转向自动操作，即在低速时减轻车辆轮胎磨损程度，其中第二预定值可以根据实际情况设定，这里不作具体限定。

下面说明上述实施例的后组转向控制过程：

首先，主控制器读取车速传感器信号，当主控制器检测到车速大于第一预定值，例如整车处于高速公路时，控制将后组转向自动操作锁定，即发出控制指令给后组转向液压方向阀，使后组转向轮在机械的后组转向液压方向阀的作用下对中并锁止；当车辆低于第二预定值时，例如车辆处于低速区域时，则控制启动后组转向自动操作，即后组转向轮进入自动转向控制模式，此时，主控制器通过前组转角传感器获取前组实际转角，通过后组转角传感器获取后组实际转角，然后根据前、后组转角的控制规律，计算出后组理论转角，然后根据后组实际转角和后组理论转角之间的差值，通过改变后组转向电磁比例阀的PWM占空比的方式，控制后组转向液压方向阀对后组车轮的实际转角进行相应调整从而实现了后组转角的闭环控制。

在上述所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。

Claims

1.一种多轴载重汽车后组转向自动控制装置，其特征在于，包括：

前组转角传感器，用于采集前组转角数据；

后组转角传感器，用于采集后组转角数据；

后组转角控制单元，用于调整后组的转角；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述后组转角控制单元包括：后组转向电磁比例阀和后组转向液压方向阀。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，前组转角传感器包括：前组转角信号采集单元和前组转角信号输出单元。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，前组转角信号输出单元包括以下至少一项：

前组增量信号输出单元和前组并口格雷码信号输出单元。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，后组转角传感器包括：后组转角信号采集单元和后组转角信号输出单元。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，后组转角信号输出单元包括以下至少一项：

后组增量信号输出单元和后组并口格雷码信号输出单元。

7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，还包括：车速传感器，用于检测车速数据；

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述主控制器还根据所述车速数据控制在车速低于第二预定值时启动后组转向自动操作。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：状态指示单元，用于根据主控制器控制指示后组转向状态。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：故障指示单元，用于根据主控制器控制指示故障状态。