CN108426722A - 一种液压自动转向系统标定方法 - Google Patents

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刘天
刘天一
马林
朱立强
朱捷
陈凡
曾迪晖
杨业
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Beijing Dingta Cre Control Technology Co
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Abstract

本发明公开了一种液压自动转向系统标定方法，其包括：步骤S1，测量电磁比例阀死区范围；步骤S2，电磁阀开度最大，测量转向车轮在液压缸作用下转动到极限位置的时间；步骤S3，让转向车轮在极限位置，测量车辆前进的速度和角速度的关系。本发明的方法可以检测液压自动转向系统的主要参数，校准转向控制器。

Description

一种液压自动转向系统标定方法
技术领域
本发明属于液压电子系统领域，尤其涉及液压自动转向系统的标定方案。
背景技术
在液压自动转向系统中，一般都是由电子控制器控制电磁阀的开度，液压油通过电磁阀后进入液压缸，推动液压缸活塞移动；液压缸带动车轮偏转，继而实现车辆转向。车辆转向时的角速度与转向车轮转角有关，也与车辆的前进速度有关。
为了控制车辆转向时更加精准，电子控制器需要获得车辆的液压自动转向系统的参数，尤其是阀门死区、油缸和车轮的动作速度、车辆转向的速度与车轮转角的关系等。
而现有的技术中，一般都是根据电磁阀的弹簧刚度、车辆的油缸截面积、车辆的车轮间距等参数，计算出液压自动转向系统的参数。然而有时候需要在一个未知参数的车辆上安装液压自动转向系统，此时无法准确获得液压自动转向系统的参数，无法有效的计算出液压自动转向系统的参数。
发明内容
针对现有技术在未知参数的车辆上无法有效计算出液压自动转向系统参数的问题，需要一种新的方案。
为此，本发明所要解决的问题是提供一种液压自动转向系统标定方法，用于有效测量出液压自动转向系统的参数供电子控制器使用。
为了解决上述问题，本发明提供的液压自动转向系统标定方法，其包括
步骤S1，测量电磁比例阀死区范围；
步骤S2，电磁阀开度最大，测量转向车轮在液压缸作用下转动到极限位置的时间；
步骤S3，让转向车轮在极限位置，测量车辆前进的速度和角速度的关系。
进一步的，在步骤S1中，从0开始逐渐增大电磁比例阀的线圈电流，记录车轮开始转动时的电流。
进一步的，在步骤S1中，从0开始逐渐增大电磁比例阀的线圈电压，记录车轮开始转动时的电压。
进一步的，在步骤S2中，用计时器记录转向车轮转动到极限位置的时间。
进一步的，在步骤S2中，用角度传感器测量转向车轮转动角度并记录，根据记录的角度传感器数据推算转向车轮转动到极限位置的时间。
进一步的，在步骤S3中，用车速传感器测量车辆前进的速度。
进一步的，在步骤S3中，用卫星导航系统测量车辆前进的速度。
进一步的，在步骤S3中，用陀螺仪测量车辆的角速度。
进一步的，在步骤S3中，让车辆行驶，构成一个圆形轨迹，测量圆形轨迹的半径或直径，计算车辆前进的速度和角速度的关系。
本发明提供的液压自动转向系统标定方案可以方便地测量一套液压自动转向系统的主要参数，供电子控制器用于改善液压自动转向系统的性能。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明的液压自动转向系统标定方法的流程图；
图2为本发明实例中涉及到的液压自动转向系统构成示意图；
图3为本发明实例中测量转向车轮转动到极限位置的时间的示意图；
图4为本发明实例中测量车辆前进的速度和角速度关系的示意图。
图中标号：10-电子控制器，11-电磁阀，12-液压缸，13-转向车轮，14-秒表，15-陀螺仪，16-卫星接收机及天线。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本方案通过对液压自动转向系统进行标定，由此来实现检测液压自动转向系统的主要参数，以校准转向控制器。
参见图1，其所示为本方案中对液压自动转向系统进行标定的流程图。
由图可知，本液压自动转向系统标定方法，主要包括如下三个步骤：
步骤S1，测量电磁比例阀死区范围；
步骤S2，测量转向车轮在液压缸作用下转动到极限位置的时间；
步骤S3，测量转向车轮在极限位置时车辆前进的速度和角速度的关系。
该标定方法在具体实施时，由于液压电磁阀在电信号的控制下开闭液压油路。在电信号较小的时候，液压电磁阀不动作，当电信号逐渐逐渐增大时，电磁阀动作。电磁阀动作后，液压油经过电磁阀注入液压缸，继而液压缸带动车轮转动。由此可通过观察车轮是否开始转动，可以判断电磁阀是否脱离死区。
据此，对于步骤S1中测量电磁比例阀死区范围，可以通过给电磁阀线圈施加一个从0开始逐渐增大的电流信号。当电流较小时，电磁阀处于死区，车轮不转动；逐渐增加电流大小，当电磁阀脱离死区时，车轮开始转动。由此记录车轮转动时的电流大小，就可以测得电磁阀死区范围。
作为替换方案，也可以通过给电磁阀线圈施加一个从0开始逐渐增大的电压信号。当电压较小时，电磁阀处于死区，车轮不转动。逐渐增加电压大小，当电磁阀脱离死区时，车轮开始转动。由此记录车轮转动时的电压大小，就可以测得电磁阀死区范围。
另外，需要指出的对于测量电磁比例阀死区范围的方案并不限于上述两种方案，还可采用其他可行方案。
对于不同的液压油路，转向车轮的转动速度是不同的。本方案通过步骤S2来标定转向车轮在液压缸作用下的转向速率。
对于步骤S2的方案，在具体实施时，首先让转向车轮转到一侧极限位置，然后电磁阀开度最大，使转向车轮向另一侧转动。用秒表计时。当车轮到达另一侧极限位置时，记录时间。
作为替换方案，还可以通过在转向轮上安装角度传感器。也是首先让转向车轮转到一侧极限位置，然后电磁阀开度最大，使转向车轮向另一侧转动。用角度传感器测量此过程中转向车轮转角，根据记录的转角数据可以得到转动消耗的时间。
对于测量转向车轮在液压缸作用下转动到极限位置的时间的方案，并不限于上述两种方案，还可采用其他可行方案。
对于步骤S3测量转向车轮在极限位置时车辆前进的速度和角速度的关系，本方案首先让转向车轮处在极限位置，然后车辆前进，获得车辆前进的速度和角速度的关系。
本方案可通过直接测量车辆的前进速度和角速度，由此来获得车辆前进的速度和角速度的关系
对于测量车辆的前进速度，可以用车速传感器直接测量车辆前进的速度。通过车速传感器测量驱动轮旋转的圈数，可以换算为车辆的速度。
作为替换方案，也可以用卫星导航系统测量车辆前进的速度。把卫星接收机的天线固定在车辆上，卫星接收机接收卫星导航系统的信号，计算出车辆前进的速度。
对于测量车辆的前进角速度，可通过陀螺仪来实现。可以把陀螺仪固定在车上，让陀螺仪的敏感轴指向车辆上方或下方，陀螺仪测量得到车辆转向的角速度。
除了直接测量车辆的速度和角速度，本方案还可根据车辆行驶轨迹直接推算车辆的速度和角速度的关系。
优选车辆的轨迹为圆形，测量其半径，或者直径。即让车辆行驶，构成一个圆形轨迹，测量圆形轨迹的半径或直径，计算车辆前进的速度和角速度的关系。
设测到的车辆轨迹半径为r。车辆角速度为ω，车辆速度为v，则有关系：
v＝ωr；
如果测到的车辆轨迹直径为d，则有关系：
据此构成的方案能够方便地测量一套液压自动转向系统的主要参数，供电子控制器用于改善液压自动转向系统的性能。从而可实现在一个未知参数的车辆上安装液压自动转向系统。
以下通过一具体应用实例来进一步的说明本方案。
参见图2，其所示为本实例涉及到的液压自动转向系统的组成示意图。
由图可知，该液压自动转向系统中，电子控制器10控制电磁阀11的开度。液压油通过电磁阀11后进入液压缸12，推动液压缸12活塞移动。液压缸12带动转向车轮13偏转，继而实现车辆转向。车辆转向时的角速度与转向车轮13转角有关，也与车辆的前进速度有关。
为了能够快速精确的检测该液压自动转向系统的主要参数，通过对该液压自动转向系统进行标定。标定过程如下：
首先，测量该液压自动转向系统中电磁比例阀11的死区范围。其具体的实施过程可参照上述方案。
接着，参见图3，首先让转向车轮13转到一侧极限位置，然后电磁阀开度最大，使转向车轮13向另一侧转动。用秒表14计时。当转向车轮13到达另一侧极限位置时，记录时间。由此测量转向车轮在液压缸作用下转动到极限位置的时间。
最后，参见图4，首先让转向车轮13处在极限位置，然后车辆前进。把陀螺仪15固定在车辆上，让陀螺仪15的敏感轴指向车辆上方或下方，陀螺仪15测量得到车辆转向的角速度。把卫星接收机及天线16固定在车辆上，卫星接收机及天线16接收卫星导航系统的信号，计算出车辆前进的速度。由此可得到车辆前进的速度和角速度的关系。
由此可见，基于本方案提供的标定方法能够快速精确的检测该液压自动转向系统的主要参数。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.液压自动转向系统标定方法，其特征在于，包括
步骤S1，测量电磁比例阀死区范围；
步骤S2，电磁阀开度最大，测量转向车轮在液压缸作用下转动到极限位置的时间；
步骤S3，让转向车轮在极限位置，测量车辆前进的速度和角速度的关系。
2.根据权利要求1所述的液压自动转向系统标定方法，其特征在于，在步骤S1中，从0开始逐渐增大电磁比例阀的线圈电流，记录车轮开始转动时的电流。
3.根据权利要求1所述的液压自动转向系统标定方法，其特征在于，在步骤S1中，从0开始逐渐增大电磁比例阀的线圈电压，记录车轮开始转动时的电压。
4.根据权利要求1所述的液压自动转向系统标定方法，其特征在于，在步骤S2中，用计时器记录转向车轮转动到极限位置的时间。
5.根据权利要求1所述的液压自动转向系统标定方法，其特征在于，在步骤S2中，用角度传感器测量转向车轮转动角度并记录，根据记录的角度传感器数据推算转向车轮转动到极限位置的时间。
6.根据权利要求1所述的液压自动转向系统标定方法，其特征在于，在步骤S3中，用车速传感器测量车辆前进的速度。
7.根据权利要求1所述的液压自动转向系统标定方法，其特征在于，在步骤S3中，用卫星导航系统测量车辆前进的速度。
8.根据权利要求1所述的液压自动转向系统标定方法，其特征在于，在步骤S3中，用陀螺仪测量车辆的角速度。
9.根据权利要求1所述的液压自动转向系统标定方法，其特征在于，在步骤S3中，让车辆行驶，构成一个圆形轨迹，测量圆形轨迹的半径或直径，由此推算车辆前进的速度和角速度的关系。
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