CN108502017A - 一种具有转向灵敏度可调的装载机线控转向系统 - Google Patents
一种具有转向灵敏度可调的装载机线控转向系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108502017A CN108502017A CN201810269996.4A CN201810269996A CN108502017A CN 108502017 A CN108502017 A CN 108502017A CN 201810269996 A CN201810269996 A CN 201810269996A CN 108502017 A CN108502017 A CN 108502017A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steering
- loading machine
- control
- pressure
- sensitivity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/09—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by means for actuating valves
- B62D5/091—Hydraulic steer-by-wire systems, e.g. the valve being actuated by an electric motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，包括流量放大阀、转向泵、卸载阀、油箱、控制泵、位移传感器、压力传感器、三通比例减压阀、转向油缸、转角传感器、方向盘、力反馈电机、电控单元ECU，电控单元ECU接收电子方向盘转角传感器输出的信号控制三通比例减压阀的输出压力去控制流量放大阀，最终控制转向油缸的行程，形成闭环位置控制系统，根据装载机的不同工况调整控制参数以实现不同的转向灵敏度。同时电控单元ECU接收压力传感器的反馈信号控制力反馈电机，调整控制参数以实现为驾驶员提供合适的路感；本发明具有转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，根据装载机不同工况选择不同转向灵敏度，力反馈电机为驾驶员提供合适路感。
Description
技术领域
本发明涉及一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，属于工程机械驾驶技术领域。
背景技术
转向系统是装载机最为重要的系统之一，它直接影响整机的安全性、作业效率、燃油消耗和司机的劳动强度，传统的转向系统为机械或液压连接，存在转向灵敏度不可调节，没有路感等问题。传统装载机的液压转向系统设计好以后，其转向器也随之确定，转向时从一个极限位置到另一个极限位置的方向盘所需要的转动圈数也是固定的。如果转动圈数过少，当装载机在转场时需要高速行驶，方向盘转动一个较小的角度会导致车辆转向角度较大的变化，给车辆的安全行驶带来隐患；如果方向盘转动圈数过多，由于装载机的作业特点，在它进行装载作业时，驾驶员需要频繁的大角度的转向才能完成工作，这时导致操作者的劳动强度很大。因此导致了提高装载机作业效率与高速行走稳定性之间的矛盾。同时，传统转向系统在设计时为了降低驾驶员的劳动强度，方向盘上都没有路感，这也为装载机高速行驶时带来了不安全因素。
发明内容
为了解决上述传统装载机转向系统存在的问题，本发明提出一种具有转向灵敏度可调的线控转向系统，以解决提高装载机作业效率与高速行走稳定性之间的矛盾，并为驾驶员提供合适的路感，同时为装载机的遥控操作及无人驾驶提供解决方案。
为解决上述技术问题，本发明提供一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，包括流量放大阀、转向泵、卸载阀、油箱、控制泵、位移传感器、压力传感器、三通比例减压阀、转向油缸、转角传感器、方向盘、力反馈电机、电控单元ECU，其特征在于电控单元ECU接收电子方向盘转角传感器输出的信号控制三通比例减压阀的输出压力去控制流量放大阀，最终控制转向油缸的行程，形成闭环位置控制系统，根据装载机的不同工况调整控制参数以实现不同的转向灵敏度。同时电控单元ECU接收压力传感器的反馈信号控制力反馈电机，调整控制参数以实现为驾驶员提供合适的路感。
前述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述转向泵出油口连接流量放大阀进油口，流量放大阀出油口a、b分别接转向油缸。
前述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述两个三通比例减压阀的出油口分别接流量放大阀的两个控制油口a、b。
前述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述一个小排量的控制泵出口分别接两个三通比例减压阀的进油口。
前述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述位移传感器固定在转向油缸上。
前述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述两个压力传感器分别连接到两个转向油缸相应的管路中。
前述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述方向盘下方安装转角传感器。
前述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述方向盘下方安装力反馈电机。
前述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述位移传感器、转角传感器、两个压力传感器的信号通过信号线连接到电控单元ECU，作为系统的输入信号。
前述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述电控单元ECU通过信号线连接两个三通比例减压阀，控制三通比例减压阀的输出压力。
本发明所达到的有益效果：在本系统中，取消了原有的方向盘和全液压转向器，取而代之的是具有力反馈特性的电子方向盘和三通比例减压阀。方向盘下端连接有转角传感器，驾驶员转动方向盘带动其下的转角传感器转动，电控单元ECU检测转向油缸上固定的位移传感器的反馈值与方向盘转角传感器的输入值之间的差值是否为零。如果差值为零，电控单元ECU没有输出控制三通比例减压阀，两个三通比例减压阀输出压力为零，流量放大阀的两个控制口没有压力，流量放大阀主阀芯在弹簧的作用下保持在中间位置，此时转向油缸得不到压力油，因此保持在现有位置不动，车辆保持原来的行驶状态。转向泵输出的油液全部从PF口流入工作系统。
如果位移传感器6的反馈值与方向盘转角传感器的输入值之间的差值不为零，ECU输出信号控制两个三通比例减压阀其中的一个。假设差值为正时控制左边的三通比例减压阀，该阀输出压力的大小与控制信号是比例关系，其输出的压力油进入流量放大阀的控制油口b，再通过流量放大阀主阀芯上的计量小孔经油道从控制油口a流出，经过右边的三通比例减压阀（此时没有控制信号）回油口返回油箱。主阀芯在该压力的作用下克服主阀芯的弹簧力向左移动，且该压力随比例减压阀控制信号的增大而增大，也就是流量放大阀主阀芯的位移随着控制控制信号的增大而增大，而主阀芯的位移决定了通过流量放大阀的流量，即最终控制转向油缸的运动速度。主阀芯向左移以后，来自转向油泵的压力油，经P口及主阀芯，从右转向出口B进入右转向油缸的无杆腔，同时也进入左转向油缸的有杆腔，右转向油缸外伸，左转向油缸回缩，使车辆向左转向。
同时，在转向过程中，由于转向油缸需克服转向阻力导致油缸内压力升高，压力传感器输出电压也随之升高，ECU接收两个压力传感器反馈电压值的大小输出相应的控制电流控制力反馈电机转动的方向和输出力矩的大小，当停止转向后，转向油缸中的压力降到接近为零，此时力反馈电机的控制电流也变为零；如果在正常行驶过程中，驾驶员没有转动方向盘，轮胎遇到障碍物时会导致转向油缸相应的腔中压力发生变化，使压力传感器的输出电压发生变化，最终导致力反馈电机的控制电流也发生变化，从而使驾驶员能够有合适的路感。
转向灵敏度和路感强弱的调整通过改变ECU中控制软件的相关参数实现。
本发明根据装载机不同作业工况对转向系统的要求设计了一种转向灵敏度可调的装载机线控系统，能够解决提高装载机作业效率与高速行走稳定性之间的矛盾。在装载机进行装载作业时，将转向模式切换为工作模式，操作者可以小幅度转动方向盘实现装载机大角度转向,降低了操作者的劳动强度；在高速行驶时将转向模式切换为行驶模式，方向盘行程变大，更有利于操作者对高速行驶装载机的方向控制，保证安全驾驶。同时在方向盘中设置力反馈装置，驾驶员可以根据选择是否需要路感，以及路感的强弱。而且本发明为装载机的遥控操作及无人驾驶提供了切实可行的解决方案。
附图说明
图1为本发明一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统的组成原理图。
图2为本发明一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统的工作原理方框图。
其中：1-流量放大阀；2-转向泵；3-卸载阀；4-油箱；5-控制泵；6-位移传感器；7-压力传感器；8-三通比例减压阀；9-转向油缸；10-转角传感器；11-方向盘；12-力反馈电机；13-电控单元ECU。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
根据图1所示，一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，包括流量放大阀1、转向泵2、卸载阀3、油箱4、控制泵5、位移传感器6、压力传感器7、三通比例减压阀8、转向油缸9、转角传感器10、方向盘11、力反馈电机12、电控单元ECU13，电控单元ECU13接收电子方向盘转角传感器10输出的信号控制三通比例减压阀8的输出压力去控制流量放大阀1，最终控制转向油缸9的行程，形成闭环位置控制系统，根据装载机的不同工况调整控制参数以实现不同的转向灵敏度。同时电控单元ECU13接收压力传感器7的反馈信号控制力反馈电机12，调整控制参数以实现为驾驶员提供合适的路感。
优选地，所述转向泵2出油口连接流量放大阀1进油口，流量放大阀1出油口a、b分别接转向油缸9。
优选地，所述两个三通比例减压阀的出油口分别接流量放大阀的两个控制油口a、b。
优选地，所述一个小排量的控制泵6出口分别接两个三通比例减压阀8的进油口。
优选地，所述位移传感器6固定在转向油缸9上。
优选地，所述两个压力传感器7分别连接到两个转向油缸9相应的管路中。
优选地，所述方向盘11下方安装转角传感器10。
优选地，所述方向盘11下方安装力反馈电机12。
优选地，所述位移传感器6、转角传感器10、两个压力传感器7的信号通过信号线连接到电控单元ECU13，作为系统的输入信号。
优选地，所述电控单元ECU13通过信号线连接两个三通比例减压阀8，控制三通比例减压阀8的输出压力。
在本系统中，取消了原有的方向盘和全液压转向器，取而代之的是具有力反馈特性的电子方向盘和三通比例减压阀8。方向盘11下端连接有转角传感器10，驾驶员转动方向盘11带动其下的转角传感器10转动，电控单元ECU13检测转向油缸9上固定的位移传感器6的反馈值与方向盘转角传感器的输入值之间的差值是否为零。如果差值为零，电控单元ECU没有输出控制三通比例减压阀，两个三通比例减压阀输出压力为零，流量放大阀1的两个控制口没有压力，流量放大阀主阀芯在弹簧的作用下保持在中间位置，此时转向油缸得不到压力油，因此保持在现有位置不动，车辆保持原来的行驶状态。转向泵2输出的油液全部从PF口流入工作系统。
如果位移传感器6的反馈值与方向盘转角传感器的输入值之间的差值不为零，ECU输出信号控制两个三通比例减压阀其中的一个。假设差值为正时控制左边的三通比例减压阀，该阀输出压力的大小与控制信号是比例关系，其输出的压力油进入流量放大阀的控制油口b，再通过流量放大阀主阀芯上的计量小孔经油道从控制油口a流出，经过右边的三通比例减压阀（此时没有控制信号）回油口返回油箱。主阀芯在该压力的作用下克服主阀芯的弹簧力向左移动，且该压力随比例减压阀控制信号的增大而增大，也就是流量放大阀主阀芯的位移随着控制控制信号的增大而增大，而主阀芯的位移决定了通过流量放大阀的流量，即最终控制转向油缸的运动速度。主阀芯向左移以后，来自转向油泵的压力油，经P口及主阀芯，从右转向出口B进入右转向油缸的无杆腔，同时也进入左转向油缸的有杆腔，右转向油缸外伸，左转向油缸回缩，使车辆向左转向。
同时，在转向过程中，由于转向油缸需克服转向阻力导致油缸内压力升高，压力传感器7输出电压也随之升高，电控单元ECU接收两个压力传感器反馈电压值的大小输出相应的控制电流控制力反馈电机12转动的方向和输出力矩的大小，当停止转向后，转向油缸中的压力降到接近为零，此时力反馈电机的控制电流也变为零；如果在正常行驶过程中，驾驶员没有转动方向盘，轮胎遇到障碍物时会导致转向油缸相应的腔中压力发生变化，使压力传感器的输出电压发生变化，最终导致力反馈电机的控制电流也发生变化，从而使驾驶员能够有合适的路感。
转向灵敏度和路感强弱的调整通过改变电控单元ECU中控制软件的相关参数实现。
本发明根据装载机不同作业工况对转向系统的要求设计了一种转向灵敏度可调的装载机线控系统，能够解决提高装载机作业效率与高速行走稳定性之间的矛盾。在装载机进行装载作业时，将转向模式切换为工作模式，操作者可以小幅度转动方向盘实现装载机大角度转向,降低了操作者的劳动强度；在高速行驶时将转向模式切换为行驶模式，方向盘行程变大，更有利于操作者对高速行驶装载机的方向控制，保证安全驾驶。同时在方向盘中设置力反馈装置，驾驶员可以根据选择是否需要路感，以及路感的强弱。而且本发明为装载机的遥控操作及无人驾驶提供了切实可行的解决方案。
参见图2，驾驶员转动方向盘11带动其下的转角传感器10转动，其输出信号发送到电控单元ECU13，同时电控单元ECU13检测转向油缸9上固定的位移传感器6的反馈值，将二者做差，并根据差值信号控制三通比例减压阀8的输出压力，此压力控制流量放大阀1主阀芯的位移，从而控制两个转向油缸9的运动，最终形成一个位置闭环控制系统，当转角传感器10与位移传感器6二者的差值为零时，三通比例减压阀8输出压力为零，转向过程结束。通过调整控制系统中比例因子P的大小来调整装载机在不同工况下的转向灵敏度；同时，电控单元ECU13接收安装于转向油缸9上的两个压力传感器7的反馈信号，根据这两个信号控制安装于方向盘11下的力反馈电机12转动的转动方向和输出力矩的大小，路感的强弱通过调整控制系统中比例系数P1的大小实现，当不需要路感时，将P1设为0。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，包括流量放大阀、转向泵、卸载阀、油箱、控制泵、位移传感器、压力传感器、三通比例减压阀、转向油缸、转角传感器、方向盘、力反馈电机、电控单元ECU，其特征在于电控单元ECU接收电子方向盘转角传感器输出的信号控制三通比例减压阀的输出压力去控制流量放大阀，最终控制转向油缸的行程，形成闭环位置控制系统，根据装载机的不同工况调整控制参数以实现不同的转向灵敏度，同时电控单元ECU接收压力传感器的反馈信号控制力反馈电机，调整控制参数以实现为驾驶员提供合适的路感。
2.如权利要求1所述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述转向泵出油口连接流量放大阀进油口，流量放大阀出油口A、B分别接转向油缸。
3.如权利要求1所述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述两个三通比例减压阀的出油口分别接流量放大阀的两个控制油口a、b。
4.如权利要求1所述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述一个小排量的控制泵出口分别接两个三通比例减压阀的进油口。
5.如权利要求1所述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述位移传感器固定在转向油缸上。
6.如权利要求1所述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述两个压力传感器分别连接到两个转向油缸相应的管路中。
7.如权利要求1所述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述方向盘下方安装转角传感器。
8.如权利要求1所述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述方向盘下方安装力反馈电机。
9.如权利要求1所述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述位移传感器、转角传感器、两个压力传感器的信号通过信号线连接到电控单元ECU，作为系统的输入信号。
10.如权利要求1所述的一种转向灵敏度可调的装载机线控转向系统，其特征在于，所述电控单元ECU通过信号线连接两个三通比例减压阀，控制三通比例减压阀的输出压力。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810269996.4A CN108502017A (zh) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 一种具有转向灵敏度可调的装载机线控转向系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810269996.4A CN108502017A (zh) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 一种具有转向灵敏度可调的装载机线控转向系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108502017A true CN108502017A (zh) | 2018-09-07 |
Family
ID=63379218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810269996.4A Pending CN108502017A (zh) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 一种具有转向灵敏度可调的装载机线控转向系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108502017A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111559424A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-21 | 山推工程机械股份有限公司 | 一种数字线控转向系统及其控制方法和设备 |
| CN111923995A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-11-13 | 南京天航智能装备研究院有限公司 | 一种电液智能多冗余线控转向系统及其自适应控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101626940A (zh) * | 2007-01-25 | 2010-01-13 | 日立建机株式会社 | 施工车辆用转向装置 |
| CN102030033A (zh) * | 2010-12-15 | 2011-04-27 | 吉林大学 | 转向灵敏度可调的电控工程车辆动力转向系统 |
| CN202827716U (zh) * | 2012-09-12 | 2013-03-27 | 上海宝冶集团有限公司 | 用于遥控装载机的转向电液控制系统 |
-
2018
- 2018-03-29 CN CN201810269996.4A patent/CN108502017A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101626940A (zh) * | 2007-01-25 | 2010-01-13 | 日立建机株式会社 | 施工车辆用转向装置 |
| CN102030033A (zh) * | 2010-12-15 | 2011-04-27 | 吉林大学 | 转向灵敏度可调的电控工程车辆动力转向系统 |
| CN202827716U (zh) * | 2012-09-12 | 2013-03-27 | 上海宝冶集团有限公司 | 用于遥控装载机的转向电液控制系统 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111559424A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-21 | 山推工程机械股份有限公司 | 一种数字线控转向系统及其控制方法和设备 |
| CN111923995A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-11-13 | 南京天航智能装备研究院有限公司 | 一种电液智能多冗余线控转向系统及其自适应控制方法 |
| CN111923995B (zh) * | 2020-07-07 | 2022-06-24 | 南京天航智能装备研究院有限公司 | 一种电液智能多冗余线控转向系统及其自适应控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102372022B (zh) | 多轴车辆电液伺服转向系统、转向控制方法和多轴车辆 | |
| CN1133019C (zh) | 具有瞬时接通流量放大作用的动态负载信号流体控制器 | |
| CN108327783B (zh) | 一种自动转向控制装置、自动转向控制系统及控制方法 | |
| JP4553319B2 (ja) | 車輪の摩擦を制御する流体移送回路 | |
| JP2002206637A (ja) | 電子式駆動制御装置 | |
| CN110539796B (zh) | 车辆转向控制方法及系统 | |
| CN108502017A (zh) | 一种具有转向灵敏度可调的装载机线控转向系统 | |
| CN112208630B (zh) | 一种差速液压联合转向控制方法、系统及工程车辆 | |
| US5078226A (en) | Power steering apparatus for a vehicle with yaw control | |
| JPH0822677B2 (ja) | パワーステアリング機構の流体流量制御装置 | |
| CN103359164B (zh) | 用于线控转向车辆的方向盘装置 | |
| CN105216861A (zh) | 拖拉机静液压转向系统 | |
| JPH02279414A (ja) | ソレノイド駆動装置及びこれを使用した能動型サスペンション制御装置 | |
| JP4500604B2 (ja) | パワーステアリング装置 | |
| CN208855710U (zh) | 一种双助力转向系统结构装置 | |
| US20190270480A1 (en) | Apparatus and method for turning steerable vehicle wheels | |
| CN103085866B (zh) | 一种全液压驱动车辆的防滑控制方法 | |
| CN108087362A (zh) | 开放式液压流体流动回路设备和控制液压回路的方法 | |
| CN110905870B (zh) | 负载敏感液压系统 | |
| CN110435759B (zh) | 车辆、转向系统及转向阀 | |
| JP6346406B6 (ja) | 油圧パワーステアリングシステム、それを搭載した車両、及び油圧パワーステアリングシステムの制御方法 | |
| CN111086558B (zh) | 液压助力转向系统、控制方法和工程车辆 | |
| WO2014047874A1 (zh) | 比例转向阀、比例转向液压回路、比例转向系统及车辆 | |
| WO2021047650A1 (zh) | 机动车辆及其转向行走控制系统及方法 | |
| CN213974165U (zh) | 一种电动飞机牵引车转向系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180907 |