CN106741164A - 一种冷再生机电子转向控制系统 - Google Patents

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周鑫
卜令臣
张陈
吕高级
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Abstract

本发明公开了一种冷再生机电子转向控制系统，包括电子转向方向盘、电控手柄、控制器、转向比例阀、转向油缸和转向油缸位移传感器；所述电子转向方向盘或电控手柄向控制器输入指示信号；所述控制器向转向比例阀输出控制信号，控制转向油缸动作；所述转向油缸带动前左转向轮、前右转向轮转向。本发明电子转向方向盘和电控手柄并存，当电子转向方向盘出现故障时，可快速切换至电控手柄模式，实现了冗余控制。

Description

一种冷再生机电子转向控制系统
技术领域
本发明涉及一种冷再生机转向系统，具体是一种冷再生机电子转向控制系统。
背景技术
路面冷再生机是公路与城市道路养护作业的专用机械设备。传统的液压转向系统需要将油路通到方向盘下面的转向器中，而这个空间实际上比较狭小，油路布置非常困难，也给后续维护带来诸多不便，一旦出现故障时，需要维修后才能继续作业，影响工作做效率。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种冷再生机电子转向控制系统，电子转向方向盘和电控手柄并存，当电子转向方向盘出现故障时，可快速切换至电控手柄模式，实现了冗余控制，提高产品设计安全性和转向功能的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种冷再生机电子转向控制系统，包括电子转向方向盘、电控手柄、控制器、转向比例阀、转向油缸和转向油缸位移传感器；所述电子转向方向盘或电控手柄向控制器输入指示信号；所述控制器向转向比例阀输出控制信号，控制转向油缸动作；所述转向油缸带动前左转向轮、前右转向轮转向。
本发明进一步的，所述控制器连接有显示器，控制器通过显示器选择与设定电子转向方向盘转向模式或电控手柄转向模式。
本发明进一步的，所述控制器有主控制器和附属控制器。当主控制器故障时，可将主控制器的程序移植到附属控制器，并由附属控制器做为临时主控制器，实现应急环境下的转向等动作。
本发明进一步的，所述转向比例阀设有两个转向比例阀1与转向比例阀2，互为备用。当系统检测转向比例阀I故障时，可快速切换至转向比例阀II，保证正常转向。
本发明进一步的，所述电子转向方向盘包括方向盘、转向角位移传感器和路感反馈装置；所述转向角位移传感器采集驾驶员的转向数据信号，并传递给车辆上的控制器，控制器综合分析信号做出判断后，反馈给路感反馈装置反馈力矩并作用于方向盘上。从而让驾驶员能够感知该阻力矩，模拟路感。
本发明进一步的，所述反馈力矩与车速成正比。
本发明进一步的，电子转向方向盘转向模式下，转向比例阀脉宽占空比与车速成反比小；电控手柄控制模式下，转向比例阀的电流值与车速成反比。
本发明进一步的，所述电控手柄为自复位手柄，电控手柄的行程线性与转向比例阀开度成正比。
本发明进一步的，所述转向油缸内安装转向油缸位移传感器，控制器实时采集转向油缸的位移值转化为转向轮的转向角度，参与转向模式的闭环控制。
本发明进一步的，所述转向油缸通过机械连杆带动前左转向轮、前右转向轮。实现左右转向轮动作的一致性。
本发明电子转向方向盘和电控手柄并存，当电子转向方向盘出现故障时，可快速切换至电控手柄模式，实现了冗余控制。控制系统含两个控制器，主控制器和附属控制器，整车主要功能都集成在该控制器，当主控制器故障时，可将主控制器的程序移植到附属控制器，并由附属控制器做为临时主控制器，实现应急环境下的转向等动作。转向比例阀I与转向比例阀II互为备用，当系统检测转向比例阀I故障时，可快速切换至转向比例阀II，保证正常转向。该电子转向控制系统的应用，能够极大的提高产品设计安全性和转向功能的可靠性。
附图说明
图1为本发明系统原理控制图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明一种冷再生机电子转向控制系统，包括电子转向方向盘、电控手柄、控制器、转向比例阀、转向油缸和转向油缸位移传感器；所述电子转向方向盘或电控手柄向控制器输入指示信号；所述控制器向转向比例阀输出控制信号，控制转向油缸动作；所述转向油缸带动前左转向轮、前右转向轮转向。电子转向方向盘与电控手柄并存，当电子转向方向盘转向模式出现故障时，可快速切换至电控手柄转向模式，实现了冗余控制。控制器连接有显示器，控制器通过显示器选择与设定电子转向方向盘转向模式或电控手柄转向模式。
其中控制器有主控制器和附属控制器。当主控制器故障时，可将主控制器的程序移植到附属控制器，并由附属控制器做为临时主控制器，实现应急环境下的转向等动作。
在电子转向方向盘模式下，前轮转向角度区间为-30°—+30°，方向盘左转2.5圈，右转2.5圈，即转向轮1°对应方向盘转动30°（转向角传动比为30），油缸的行程与方向盘的转向角度线性对应。电子转向方向盘模式下，程序设计只有当发动机启动时，转向控制单元内的锁止机构打开，此时方可转动方向盘，断电或只上电时方向盘均不能动作，避免了车启动的瞬间前轮转向。
转向比例阀设有两个转向比例阀1与转向比例阀2，互为备用。当系统检测转向比例阀1故障时，可快速切换至转向比例阀2，保证正常转向。
电子转向方向盘包括方向盘、转向角位移传感器和路感反馈装置；所述转向角位移传感器采集驾驶员的转向数据信号，并传递给车辆上的控制器，控制器综合分析信号做出判断后，反馈给路感反馈装置反馈力矩并作用于方向盘上。从而让驾驶员能够感知该阻力矩，模拟路感。
电子转向方向盘模式下，根据车速不同，驾驶员感知的反馈力矩不同。反馈力矩与车速成正比。低速时，控制器设定一个小力矩值N1，路感反馈装置接收到该数据后输出相应的力矩值，让驾驶员感知低速转向时的“轻便性”；中速时，力矩值N2；高速时，力矩值N3，让驾驶员感知高速转向时的“沉重性”，防止高速误转向。
电子转向方向盘模式下，根据车速的不同，设置转向比例阀的开度大小。低速时，占空比的起调点为80%，；中速时，占空比的起调点为50%；高速时，占空比的起调点为20%。当车速较低时，脉宽占空比的起点比较高，转向比较轻便，转向盘的角速度提升范围有限；当车速较高时，脉宽占空比的起点比较低，转向出现沉重性，这时转向盘角速度变化对脉宽占空比的影响显著，驾驶员需要比较大的转向速度才能获得低速时同样的转向响应，能够避免高速时方向盘打飘。
电控手柄控制模式下，根据车速的不同，设置转向比例阀的最大开度，系数为0——100%。低速时，按照当前比例阀电流值的100%输出；中速时，按照当前比例阀电流值的70%输出；高速时，按照当前比例阀电流值的40%输出。（可根据速度多分几段）。
电控手柄为自复位手柄，电控手柄的行程线性与转向比例阀开度成正比。假设手柄左推很小的行程，转向比例阀有微小的开度，当手柄推至最大位置时，转向比例阀全开，以最大转向速度转向。
转向油缸内安装转向油缸位移传感器，控制器实时采集转向油缸的位移值转化为转向轮的转向角度，参与转向模式的闭环控制。
转向油缸通过机械连杆带动前左转向轮、前右转向轮。实现左右转向轮动作的一致性。
本发明在工作过程中，系统默认工作在电子转向方向盘模式下（可通过显示器快速切换至电控手柄转向模式），整车启动后，驾驶员方可操作方向盘，方向盘旋转30°对应转向轮旋转1°，方向盘最大左转2.5圈，右转2.5圈（可通过显示器设定），前轮转向角度区间为-30°—+30°。方向盘转向角位移传感器采集驾驶员的转向数据（方向盘的方向、幅度、速度），将信号传递给车辆上的控制器，控制器综合分析信号做出判断后，反馈给路感反馈装置反馈力矩并作用于方向盘上，从而让驾驶员能够感知该阻力矩，模拟路感。根据车速不同，驾驶员感知的反馈力矩不同，系统所设置转向比例阀的开度大小也不同，从而能够让驾驶员感知低速转向时的“轻便性”以及高速转向时的“沉重性”，防止高速误转向。
当然，上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

Claims (10)

1.一种冷再生机电子转向控制系统，包括电子转向方向盘、电控手柄、控制器、转向比例阀、转向油缸和转向油缸位移传感器；所述电子转向方向盘或电控手柄向控制器输入指示信号；所述控制器向转向比例阀输出控制信号，控制转向油缸动作；所述转向油缸带动前左转向轮、前右转向轮转向。
2.根据权利要求1所述的冷再生机电子转向控制系统，其特征在于，所述控制器连接有显示器，控制器通过显示器选择与设定电子转向方向盘转向模式或电控手柄转向模式。
3.根据权利要求1所述的冷再生机电子转向控制系统，其特征在于，所述控制器有主控制器和附属控制器。
4.根据权利要求1所述的冷再生机电子转向控制系统，其特征在于，所述转向比例阀设有两个转向比例阀1与转向比例阀2，互为备用。
5.根据权利要求1所述的冷再生机电子转向控制系统，其特征在于，所述电子转向方向盘包括方向盘、转向角位移传感器和路感反馈装置；所述转向角位移传感器采集驾驶员的转向数据信号，并传递给车辆上的控制器，控制器综合分析信号做出判断后，反馈给路感反馈装置反馈力矩并作用于方向盘上。
6.根据权利要求5所述的冷再生机电子转向控制系统，其特征在于，所述反馈力矩与车速成正比。
7.根据权利要求2所述的冷再生机电子转向控制系统，其特征在于，电子转向方向盘转向模式下，转向比例阀脉宽占空比与车速成反比小；电控手柄控制模式下，转向比例阀的电流值与车速成反比。
8.根据权利要求1所述的冷再生机电子转向控制系统，其特征在于，所述电控手柄为自复位手柄，电控手柄的行程线性与转向比例阀开度成正比。
9.根据权利要求1所述的冷再生机电子转向控制系统，其特征在于，所述转向油缸内安装转向油缸位移传感器，控制器实时采集转向油缸的位移值转化为转向轮的转向角度，参与转向模式的闭环控制。
10.根据权利要求1所述的冷再生机电子转向控制系统，其特征在于，所述转向油缸通过机械连杆带动前左转向轮、前右转向轮。
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