CN114852166B - 转向系统及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转向系统及工程车辆。转向系统包括电比例泵、转向模块、控制阀组、控制器、油箱和第一获取单元；所述电比例泵的进油口与所述油箱连接，所述电比例泵的出油口与所述控制阀组连接，所述控制阀组与所述转向模块连接；所述第一获取单元用于获取工程车辆的目标转向数据，所述控制器用于根据所述目标转向数据对所述电比例泵和所述控制阀组进行控制。转向系统使得精确控制转向模块的动作成为可能，可以提高对转向系统控制的可靠性，在此基础上，可以降低转向系统工作过程中的能耗，特别是可以避免转向系统工程过程中产生较大的溢流量，且能够降低故障率。

Description

转向系统及工程车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种转向系统及工程车辆。

背景技术

在工程车辆中，为了供给转向系统所需要的液压油，齿轮泵往往进行高转速作业，从而确保在转向时能够快速响应，满足转向需求。但是，这种转向系统可靠性低，例如，实际使用时，其需要长期高压溢流，会使得液压元器件故障率高。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决如何提高转向系统的可靠性的问题。

为至少在一定程度上解决上述问题的至少一个方面，第一方面，本发明提供一种转向系统，包括电比例泵、转向模块、控制阀组、控制器、油箱和第一获取单元；

所述电比例泵的进油口与所述油箱连接，所述电比例泵的出油口与所述控制阀组连接，所述控制阀组与所述转向模块连接；所述第一获取单元用于获取工程车辆的目标转向数据，所述控制器用于根据所述目标转向数据对所述电比例泵和所述控制阀组进行控制。

如此，可以通过第一获取单元获取工程车辆的目标转向数据，从而控制器可以据此确定转向模块的动作策略，进而可以根据动作策略需要确定对电比例泵和控制阀组的控制策略，使得精确控制转向模块的动作成为可能，使得精确匹配转向系统动作的需求压力和流量成为可能，可以在一定程度上实现电比例泵和控制阀组的协同控制，可以提高对转向系统控制的可靠性，在此基础上，可以降低转向系统工作过程中的能耗，特别是可以避免转向系统工程过程中产生较大的溢流量，能够降低故障率。

可选地，所述转向模块包括至少一个转向油缸和至少一个对中油缸，每一所述转向油缸和所述对中油缸均对应于车桥设置，以驱动对应的所述车桥上的至少两个车轮动作，所述控制阀组分别与所述转向油缸和所述对中油缸连接。

如此，对应于同一车桥上的车轮而言，可以通过控制阀组对转向油缸的动作控制实现对车轮的转向控制，可以通过控制阀组对对中油缸的动作控制实现对车轮的对中控制，能够兼顾转向需求和对中需求，且可控性高。

可选地，所述控制阀组包括用于控制所述转向油缸动作的第一换向阀和用于控制所述对中油缸动作的第二换向阀；所述控制器具体用于：

根据所述目标转向数据确定各所述车轮的目标转向角；

根据各所述车轮的所述目标转向角确定对应的各所述转向油缸和各所述对中油缸的动作策略；

根据所述动作策略对所述电比例泵进行压力和排量控制，并对各所述第一换向阀和各所述第二换向阀进行控制。

如此，可以通过第一换向阀和第二换向阀分别实现对转向油缸和对中油缸的动作控制，依据各车轮的目标转向角，可以分别得出各转向油缸和对中油缸的动作策略(例如动作时间和动作幅度)，从而依据此动作策略可以得出整个转向系统的压力和排量需求，从而可以对所述电比例泵进行压力和排量的匹配控制，并且，据此动作策略对各所述第一换向阀和各所述第二换向阀进行控制，确保协同控制，避免因控制不同步导致的精度问题和能量损失，提高转向系统的可靠性。

可选地，所述第一换向阀和所述第二换向阀均为电比例换向阀；所述控制器具体用于：

根据所述动作策略对各所述第一换向阀和所述第二换向阀的电磁铁的通电时间和通电电流值中至少之一进行控制。

如此，第一换向阀和所述第二换向阀均为电比例换向阀，可以通过对电磁铁的通电时间和通电电流值的控制实现对各车轮的转向角度以及转向速度的控制，有助于快速、稳定可靠地实现转向。

可选地，转向系统还包括第二获取单元，所述第二获取单元用于获取所述工程车辆的实际转向数据，所述控制器还用于根据所述实际转向数据和所述目标转向数据对所述控制阀组进行调整控制。

如此，可以通过第二获取单元获取工程车辆的实际转向数据，并依据实际转向数据和目标转向数据判断转向是否到位，进而可以据此进一步调整控制器对电比例泵和控制阀组的控制策略，提高对转向系统的控制精度，降低转向系统工作过程中的液压系统发热量，可靠性和稳定性高，实用性强。

可选地，所述目标转向数据包括各车轮的目标转向角，所述实际转向数据包括各所述车轮的实际转向角；

所述控制器还用于：根据各所述车轮的实际转向角和目标转向角生成所述工程车辆的转向完成度，当所述转向完成度小于预设值时，增大所述控制阀组的进口端压力。

如此，当转向系统长时间使用的泄漏压力损失造成转向完成度小于预设值时，增大所述控制阀组的进口端压力，可以补偿压力损失，修复并提高转向精度。

可选地，转向系统还还包括比例溢流阀和压力检测元件，所述比例溢流阀的进油口与所述控制阀组的进油口相连通，所述比例溢流阀的出油口与所述油箱连通，所述控制器与所述比例溢流阀通信连接；

所述压力检测元件设置于所述控制阀组的进油油路上，所述压力检测元件与所述控制器通信连接。

如此，将比例溢流阀设置于控制阀组的进油油路上，可以使得流入控制阀组的液压油的压力保持相对稳定，从而提高控制阀组的控制稳定性，进而确保车轮的转向稳定，避免因压力波动导致工程车辆转向的实际转向数据与目标转向数据误差过大，能够在一定程度上提高工程车辆的转向精度；并且，比例溢流阀可通过电信号改变阀进口压力，从而可以根据需要调整控制阀组的输入压力，不同工况，其输入压力可以不同，并保持相对稳定，可以在一定程度上对控制阀组进行保护；与此同时，可以通过压力检测元件实现对控制阀组的进油口的压力的实时检测，控制器可以根据压力检测元件的检测数据得到控制阀组的实际压力和需求压力的差距，为调整控制策略提供数据基础。

可选地，所述第一获取单元包括第一角度传感器，所述第一角度传感器用于设置于工程车辆的转向操纵机构处，以获取所述转向操纵机构的操纵数据。

如此，可以通过第一角度传感器获取转向操纵机构的操纵数据，从而据此可以得出转向操纵机构所对应的车轮的目标转向数据，具体而言，得出车轮的目标转向角，为对各车轮的控制提高可靠的数据基础。

可选地，所述控制阀组还包括梭阀和压力补偿阀；

所述第一换向阀的进油口与所述电比例泵连通，所述第一换向阀的回油口与所述油箱连通，所述第一换向阀的两个工作油口分别与所述转向油缸连通；

所述压力补偿阀设置于所述第一换向阀的进油油路上，所述梭阀的两个进油口分别与所述第一换向阀的工作油口连通，所述梭阀的出油口与所述压力补偿阀的反馈油口连通。

如此，可以通过第一换向阀的换向实现对转向油缸的动作切换，通过梭阀将第一换向阀的两个工作油口中的较大压力值反馈至压力补偿阀，不管第一换向阀处于何种控制位置，均可以通过压力补偿阀调整第一换向阀的前后压差，例如在一定时间内保持第一换向阀的前后压差恒定，为控制器控制第一换向阀的动作从而控制流量提供了结构基础，从而可以确保对各车轮的转向控制精度。例如，前后压差恒定的情况下，可以实现对车轮转向的精确控制，可以根据需要调整转向速度，例如可以根据负载调整第一换向阀的开口，从而调整车轮的转向速度。

第二方面，本发明提供一种工程车辆，包括如上第一方面所述的转向系统。

如此，本发明的工程车辆，通过对转向系统进行改进，转向系统的控制精度得以提升，既可以用于各车轮转向一致的控制，也可以用于各车轮转向不一致的控制，可以提高车辆的转向效率，降低故障率。

附图说明

图1为本发明的实施例中转向系统的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明的另一实施例中转向系统的第二换向阀同时控制多个中位油缸的结构示意图。

附图标记说明：

1-电比例泵，2-转向油缸，3-对中油缸，41-第一换向阀，42-梭阀，43-压力补偿阀，44-第二换向阀，45-第一液控单向阀，46-第二液控单向阀，47-节流阀，5-控制器，6-油箱，71-第一获取单元，72-第二获取单元，721-第二角度传感器，8-比例溢流阀，9-压力检测元件，10-转向机构。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”、“一些实施方式”、“示例性地”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。这样，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种转向系统，包括电比例泵1、转向模块、控制阀组、控制器5、油箱6和第一获取单元71；

所述电比例泵1的进油口与所述油箱6连接，所述电比例泵1的出油口与所述控制阀组连接，所述控制阀组与所述转向模块连接；所述第一获取单元71用于获取工程车辆的目标转向数据，所述控制器5用于根据所述目标转向数据对所述电比例泵1和所述控制阀组进行控制。

通信连接可以是电连接等连接方式，此处不再详细说明。

其中，转向模块用于与工程车辆的转向机构10连接，其作为液压执行机构动作并实现工程车辆的转向动作，后续将以转向模块包括转向油缸2和对中油缸3为例说明本发明的内容，但是，在本违反本发明的技术构思的情况下，其也可以适用于其他情况，例如，转向模块仅包括转向油缸2的情况。

示例性地，第一获取单元71可以包括触摸屏等人机交互装置，可以获取驾驶员的目标转向意图。例如，在自动驾驶工程车辆中，第一获取单元71可以根据道路情况获取工程车辆的目标转向数据。后续会示例性说明。

示例性地，控制器5根据目标转向数据在预设数据库中查找与目标转向数据对应的电比例泵1和控制阀组的控制参数，然后根据控制参数对电比例泵1进和控制阀组进行控制。上述控制参数包括可以电比例泵1的控制参数、第一换向阀41(后文描述)的控制参数、第二换向阀44(后文描述)的控制参数，以及比例溢流阀8后文描述)的控制参数。以第一换向阀41的控制参数为例，其可以包括动作时机(电磁铁通电的起始时间，切换控制位的方式以及切换控制位的时机)以及电磁铁的通电电流值(用于调整换向阀的开度)等。上述控制参数可以是根据时间的推进实时变化的，此处不再详细说明。另外，目标转向数据也可以是实时变化的也可以是预设的固定值，此处不再详细说明。

如此，可以通过第一获取单元71获取工程车辆的目标转向数据，从而控制器5可以据此确定转向模块的动作策略，进而可以根据动作策略需要确定对电比例泵1和控制阀组的控制策略，使得精确控制转向模块的动作成为可能，使得精确匹配转向系统动作的需求压力和流量成为可能，可以在一定程度上实现电比例泵和控制阀组的协同控制，可以提高对转向系统控制的可靠性，在此基础上，可以降低转向系统工作过程中的能耗，特别是可以避免转向系统工程过程中产生较大的溢流量，且能够降低故障率。例如，可以根据实际的转向需求(即目标转向数据)匹配相应的电比例泵1控制参数，从而电比例泵1的排量和输出压力等参数可以接近转向动作所需要的值，可以降低转向系统工作过程中的能耗，避免转向过程中产生较大的溢流量，避免长时间高压高温导致的各部件的损耗，能够降低故障率。

需要说明的是，传统的转向系统，其控制精度低，转向精度难以保证，从而故障率高，另外，控制精度低，只能依靠较高的溢流值确保转向系统的工作，从而部分液压元器件长期处于高温高压的状态，极易损坏，故障率高，特别地，当前市场全球化的趋势中，维护极为不便。

如图1所示，可选地，所述转向模块包括至少一个转向油缸2和至少一个对中油缸3，每一所述转向油缸2和所述对中油缸3均对应于车桥设置，以驱动对应的所述车桥上的至少两个车轮动作，所述控制阀组分别与所述转向油缸2和所述对中油缸3连接。

具体地，转向油缸2和对中油缸3用于分别与工程车辆的转向机构10连接，转向油缸2通过伸缩运动驱动工程车辆的车轮转向。对中油缸3在转向油缸2进行伸缩运动时保持随动状态(即自由伸缩)，并在需要时保持中位状态，从而保持转向机构10的姿态不变，进而使得工程车辆的车轮到达到中位状态，此状态特别适用于工程车辆的后车桥对应的车轮，例如，在工程车辆高速行驶时，转向系统对应于后车桥设置的对中油缸3保持对中状态，对应于前车桥设置的对中油缸3保持随动状态，避免侧翻。转向油缸2、对中油缸3、以及转向机构10均可以采用相关的现有技术，此处不再详细说明。

需要说明的是，控制阀组一般包括各类阀例如换向阀、单向阀、节流阀47等，并且，一般形成有两部分，一部分用于控制对中油缸3，另一部分用于控制转向油缸2，其可以采用相关的现有技术，后续会进行说明。

如此，对应于同一车桥上的车轮而言，可以通过控制阀组对转向油缸2的动作控制实现对车轮的转向控制，可以通过控制阀组对对中油缸3的动作控制实现对车轮的对中控制，能够兼顾转向需求和对中需求，且可控性高。

如图1所示，可选地，转向系统还包括第二获取单元72，第二获取单元72用于获取工程车辆的实际转向数据，控制器5与第二获取单元72通信连接，所述控制器5还用于根据所述实际转向数据和所述目标转向数据对所述控制阀组进行调整控制。

第二获取单元72可以是直接或间接获取工程车辆的实际转向数据。示例性地，第二获取单元72用于获取转向油缸2的活塞杆的伸缩位置，从而可以根据伸缩位置确定工程车辆的实际转向数据。

如图2所示，示例性地，第二获取单元72也可以包括第二角度传感器721，第二角度传感器721用于设置于工程车辆的转向机构10处，以获取工程车辆的车轮的实际转向角。例如第二角度传感器721设置用于检测转向机构10的转动连接的两个部件(例如两个杆件)之间的夹角，从而推测得知车轮的实际转向角。

如此，可以通过第二获取单元72获取工程车辆的实际转向数据，并依据实际转向数据和目标转向数据判断转向是否到位，进而可以据此进一步调整控制器5对电比例泵1和控制阀组的控制策略，提高对转向系统的控制精度，可靠性和稳定性高，实用性强。

可选地，第一获取单元71包括第一角度传感器，第一角度传感器用于设置于工程车辆的转向操纵机构处，以获取转向操纵机构的操纵数据。

转向操纵机构一般包括方向盘和与方向盘连接的转向轴，第一角度传感器可以设置于转向轴的一端，从而可以检测转向轴的转动角度，从而据此推测得知用户操纵方向盘的动作所对应的目标转向数据。示例性地，转向操纵机构仅用于操纵前车桥所对应的车轮的转向，或者，用于操纵所有车轮的一致转向，也就是说，所有车轮的转向角度一致。

如此，可以通过第一角度传感器获取转向操纵机构的操纵数据，从而控制器5据此可以得出转向操纵机构所对应的车轮的目标转向数据，具体而言，得出车轮的目标转向角，为对各车轮的控制提高可靠的数据基础。

如图1和图2所示，所述控制阀组包括用于控制所述转向油缸2动作的第一换向阀41和用于控制所述对中油缸3动作的第二换向阀44；所述根据所述目标转向数据对所述电比例泵1和所述控制阀组进行控制，具体包括：

根据所述目标转向数据确定各所述车轮的目标转向角；

根据各所述车轮的所述目标转向角确定对应的各所述转向油缸2和各所述对中油缸3的动作策略；

根据所述动作策略对所述电比例泵1进行压力和排量控制，并对各所述第一换向阀41和各所述第二换向阀44进行控制。

需要说明的是，工程车辆可以包括多个转向机构10，其中，各转向机构10的动作可以一致也可以不一致，例如，工程车辆可以包括前车桥处的转向机构和后车桥处的转向机构，转向系统在前车桥和后车桥处的转向油缸的动作可以一致也可以不一致。

如图1所示，对应于同一个车桥而言，示出了转向油缸2设置为两个，对中油缸3设置为一个的情况。一般来说，车桥上的两个车轮的转向动作始终一致，此时，不管该车桥上的车轮对应设置有几个转向油缸2，其对应设置一个第一换向阀41即可。相应地，在工程车辆行驶过程中，转向动作始终一致的车轮所对应的转向油缸2均可以采用一个第一换向阀41控制，转向动作不一致的车轮所对应的转向油缸2采用不同第一换向阀41控制。第二换向阀44的设置情况与此类似。

具体地，确定各所述转向油缸2和各所述对中油缸3的动作策略后，能够得知转向系统在各时刻的压力和流量需求，并且，相应地，为实现各所述转向油缸2和各所述对中油缸3的动作策略，所述第一换向阀41和各所述第二换向阀44的控制策略也能够得出。

如此，可以通过第一换向阀41和第二换向阀44分别实现对转向油缸2和对中油缸3的动作控制，依据各车轮的目标转向角，可以分别得出各转向油缸2和对中油缸3的动作策略(例如动作时间和动作幅度)，从而依据此动作策略可以得出整个转向系统的压力和排量需求，从而可以对所述电比例泵1进行压力和排量的匹配控制，并且，据此动作策略对各所述第一换向阀41和各所述第二换向阀44进行控制(还可以包括其他阀，例如后文描述的压力补偿阀43)，确保协同控制，避免因控制不同步导致的精度问题和能量损失，提高转向系统的可靠性。

进一步地，所述第一换向阀41和所述第二换向阀44均为电比例换向阀；所述对各所述第一换向阀41和所述第二换向阀44进行控制，包括：

根据所述动作策略对各所述第一换向阀41和所述第二换向阀44的电磁铁的通电时间和通电电流值中至少之一进行控制。

电磁铁的通电电流值可以用于调整电比例换向阀的阀口开口大小，通电时间可以用于调整通过换向阀的液压油的量。

如此，第一换向阀41和所述第二换向阀44均为电比例换向阀，可以通过对电磁铁的通电时间和通电电流值的控制实现对各车轮的转向角度以及转向速度的控制，有助于快速、稳定可靠地实现转向。

为了进一步降低故障率，可选地，所述目标转向数据包括各车轮的目标转向角，所述实际转向数据包括各所述车轮的实际转向角；

所述控制器5还用于：根据各所述车轮的实际转向角和目标转向角生成所述工程车辆的转向完成度，当所述转向完成度小于预设值时，增大所述控制阀组的进口端压力。

也就是说，对于任意目标转向角而言，其所对应的控制参数，均具有一个与之对应的实际转向角，转向完成度用于反映工程车辆的转向完成情况。对于仅单个车桥对应的车轮转向而言，转向完成度可以是车轮的实际转向角和目标转向角的比值。

示例性地，对于对个车桥对应的车轮转向而言，可以是，所有车轮的实际转向角的总和/所有车轮的目标转向角的总和，当然，其不局限于此，例如可以采用各种过滤算法来处理数据后再生产这种完成度，实际转向角和目标转向角均指示车轮相对于初始位置所转过的角度，对于无需转向的车轮可以排除，此处不再详细说明。

增大所述控制阀组的进口端压力可以是通过调整电比例泵1的输出压力，和/或，通过调整后文描述的比例溢流阀8的进油口压力实现。

如此，当转向系统(例如转向油缸2、对中油缸3、控制阀组)长时间使用的泄漏压力损失造成转向完成度小于预设值时，增大所述控制阀组的进口端压力，可以补偿压力损失，修复并提高转向精度。

如图1所示，可选地，转向系统还包括比例溢流阀8，比例溢流阀8的进油口与控制阀组的进油口相连通，比例溢流阀8的出油口与油箱6连通，比例溢流阀8与控制器5通信连接。

也就是说，比例溢流阀8设置于控制阀组的进油油路上。

如此，将比例溢流阀8设置于控制阀组的进油油路上，可以使得流入控制阀组的液压油的压力保持相对稳定，从而提高控制阀组的控制稳定性，进而确保车轮的转向稳定，避免因压力波动导致工程车辆转向的实际转向数据与目标转向数据误差过大，能够在一定程度上提高工程车辆的转向精度；并且，比例溢流阀8可通过电信号改变阀进口压力，从而可以根据需要调整控制阀组的输入压力，不同工况，其输入压力可以不同，并保持相对稳定，可以在一定程度上对控制阀组进行保护。

如图1所示，可选地，控制阀组包括第一换向阀41、梭阀42和压力补偿阀43；

第一换向阀41的进油口与电比例泵1连通，第一换向阀41的回油口与油箱6连通，第一换向阀41的两个工作油口分别与转向油缸2连通；

压力补偿阀43设置于第一换向阀41的进油油路上，梭阀42的两个进油口分别与第一换向阀41的工作油口连通，梭阀42的出油口与压力补偿阀43的反馈油口连通。

如图1所示，对于与任一车桥对应设置的转向机构10而言，转向系统可以对应设置一个或多个转向油缸2，一个或多个转向油缸2通过伸缩运动驱动转向机构10从而驱动与车桥对应的车轮的转动。当转向油缸2的数量为多个时，多个转向油缸2的动作可以是一个做伸出运动，一个做缩回运动，其不作为限制。为便于连接，后文中如无特殊说明，有关转向油缸2有杆腔和无杆腔进油出油的描述均针对单个转向油缸2的情况而言，后续不再详细说明。

此时，(图中位于下方的)转向油缸2的有杆腔与第一换向阀41的第一个工作油口(例如位于左侧的工作油口，可以参考图1中的A1口)连通，无杆腔与第一换向阀41的第二个工作油口(例如位于右侧的工作油口，可以参考图1中的B1口)连通，第一换向阀41具有能够切换的第一控制位、第二控制位和第三控制位，第一控制位(左位)时，转向油缸2的无杆腔经第一换向阀41的第二个工作油口与电比例阀的出油口连通，转向油缸2的有杆腔经第一换向阀41的第一个工作油口与油箱6连通，从而实现车轮的第一转向动作(例如左转)；第二控制位(中位)时，转向油缸2的有杆腔和无杆腔可以均被封堵，第三控制位(右位)时，转向油缸2的无杆腔经第一换向阀41与油箱6连通，转向油缸2的有杆腔经第一换向阀41与电比例阀的出油口连通，从而实现车轮的第二转向动作(例如右转)。示例性地，第一换向阀41可以是O型三位四通电磁比例换向阀，压力补偿阀43可以是电液比例定差减压阀，当然其也可以是能够实现上述功能的其它阀或者阀的组合，此处不再详细说明。

如此，可以通过第一换向阀41的换向实现对转向油缸2的动作切换，通过梭阀42将第一换向阀的两个工作油口中的较大压力值反馈至压力补偿阀43，不管第一换向阀处于何种控制位置，均可以通过压力补偿阀43调整第一换向阀的前后压差，例如在一定时间内保持第一换向阀的前后压差恒定，为控制器控制第一换向阀的动作从而控制流量提供了结构基础，从而可以确保对各车轮的转向控制精度。例如，前后压差恒定的情况下，可以实现对车轮转向的精确控制(特别是配合第二获取单元的情况下)，可以根据需要调整转向速度，例如可以根据负载调整第一换向阀的开口，从而调整车轮的转向速度。

如图1和图2所示，进一步地，控制阀组还包括第二换向阀44和第一液控单向阀45；第二换向阀44的进油口与电比例泵1连通，第二换向阀44的回油口与油箱6连通，第二换向阀44的第一个工作油口(左侧)与第一液控单向阀45的(正向)进油口连通，第二换向阀44的第二个工作油口(右侧)与第一液控单向阀45的液压控制油口连通，第一液控单向阀45的(正向)出油口分别与对中油缸3的有杆腔和无杆腔连通，对中油缸3的中间腔与油箱6连通，控制器与第二换向阀44通信连接。第二换向阀44具有能够切换的第四控制位和第五控制位，第二换向阀44可以是二位四通换向阀。

第五控制位(右位)时，电比例泵1依次经第二换向阀44和第一液控单向阀45后分别与对中油缸3的有杆腔和无杆腔连通，对中油缸3的中间腔与油箱连通，此时，对中油缸3可以保持转向机构10在对中状态的位置锁止。当第二换向阀44的DT1电磁铁得电时，其由第五控制位切换至第四控制位(左位)，此时，第二换向阀44的第二个工作油口与进油口连通，第一个工作油口与回油口连通，也就是说，电比例泵1经第二换向阀44的第二个工作油口与第一液控单向阀45的液压控制油口连通，从而第一液控单向阀45双向导通，此时，对中油缸3的有杆腔、无杆腔和无杆腔均与油箱6连通，也就是说，此时，对中油缸3处于随动状态，其不会对转向机构10形成锁止，此时，第一换向阀41可以动作，从而实现车轮的转向。

进一步地，控制阀组还可以包括第二液控单向阀46，第二液控单向阀46的(正向)进油口与油箱6连通，第二液控单向阀46的(正向)出油口与第二换向阀44的工作油口连通(可以是第二换向阀44的每个工作油口均对应设置第二液控单向阀46)，第二液控单向阀46的液压控制油口与第一换向阀41的第一个工作油口连通。

当第二换向阀44处于第五控制位时，第一换向阀41处于第二控制位。第二液控单向阀46的液压控制油口依次经第二换向阀44的第一个工作油口、第二换向阀44的进油口与电比例泵1连通，从而第二液控单向阀46双向导通，此时，转向油缸2的有杆腔和无杆腔经第二液控单向阀46均与油箱6连通，从而在对中油缸3进行对中时，转向油缸2保持随动状态。

当然，应当理解的是，第一换向阀41处于第二控制位时，转向油缸2的有杆腔和无杆腔连通至油箱的方式不局限于此，其还可以是其它的方式，例如，第二控制位时，第一换向阀41两个工作油口均与回油口连通，此处不再详细说明。

如此，可以在第一换向阀41切换至第五控制位，第二换向阀44切换至第二控制位时，使得第二液控单向阀46双向导通，从而可以将转向油缸2的有杆腔和无杆腔均与油箱6连通，从而使得转向油缸2处于随动状态，对中油缸3可以进行对中动作，动作关联性高，实用性强。

进一步地，在第一液控单向阀45和/或第二液控单向阀46的液压控制油路上可以设置节流阀47，从而可以避免液压油对液压控制油口的冲击，能够起到一定的缓冲作用，进而使第一液控单向阀45和/或第二液控单向阀46双向导通时更加柔和，避免或减小液压冲击。

可选地，转向系统还包括压力检测元件9，压力检测元件9设置于控制阀组的进油油路上，压力检测元件9与控制器5通信连接。

具体地，压力检测元件9位于电比例泵1的出油口和控制阀组的进油口之间。

如此，可以通过压力检测元件9实现对控制阀组的进油口的压力的实时检测，控制器5可以根据压力检测元件9的检测数据得到控制阀组的实际压力和需求压力的差距，控制器5可以根据实际需要对电比例和比例溢流阀8进行调整，从而实现对控制阀组的进油口的压力的精确控制。

另外，转向系统还可以包括其他的相关部件，例如，还可以包括高压过滤器，通过高压过滤器对电比例泵1的出油口流出的液压油进行过滤，此处不再详细说明。

工程车辆可能需要在狭小的空间内实现换向或腾挪，而往往在狭小空间内的换向或腾挪的精度难以保证，从而容易与外部环境例如墙壁等发生碰撞。特别地，较长的多车桥工程车辆的转向更加复杂，往往依靠驾驶员的经验判断转向情况，更容易发生碰撞，对于多车桥工程车辆的转向而言，对各车桥(例如前车桥和后车桥，前车桥和后车桥的数量均可以设置为多个)所对应的车轮组进行差异化控制，有利于快速实现工程车辆在狭小的空间内实现换向或腾挪，但往往因转向系统的控制精度问题而难以实现，甚至由此引发各种事故。而本发明的工程车辆，通过对转向系统进行改进，转向系统的控制精度得以提升，既可以用于各车轮转向一致的控制，也可以用于各车轮转向不一致的控制，可以提高车辆的转向效率，此处不再详细说明。

进一步地，所述根据所述目标转向数据确定电比例泵1和控制阀组的控制参数，包括：

获取所述工程车辆的环境信息；

根据所述环境信息和所述目标转向数据确定电比例泵1和控制阀组的控制参数(也即控制策略)。

具体地，转向系统还包括环境信息检测器件，环境信息检测器件可以包括距离检测传感器、图像传感器等，从而可以根据环境信息生成工程车辆和环境的模型，进一步依据工程车辆的动力学信息和目标转向数据生成上述控制参数。

如此，本发明的转向控制方法，有利于对多车桥工程车辆的各车桥所对应的车轮的转向进行差异化精确控制，从而利于工程车辆在狭小的空间内快速实现转向。

进一步地，第一获取单元71可以既包括环境信息检测器件和第一角度检测传感器，如此，转向系统的转向控制可以在尊重架设员转向意图的基础上，实现快速转向。

进一步地，转向系统还可以包括人机交互装置，其用于显示转向工程车辆的转向策略图像信息。例如，显示环境图像和工程车辆在环境图像中转向的模拟和实际数据。

可选地，所述根据所述目标转向数据对所述电比例泵1和所述控制阀组进行控制，包括：

当所述工程车辆的速度高于预设速度(例如60km/h)时，控制所述控制阀组并保持后车桥对应的中位油缸处于中位，转向油缸保持随动状态。

如此，可以避免工程车辆侧翻，此处不再详细说明。

另外，图3示出了工程车辆的后车桥包括两个车桥的情况，通过同一个第二换向阀44可以实现对多个对中油缸进行控制的方案，其中，Y1、Y2、Y3、Y4均表示电磁铁，K1、K2、K3和K4分别表示Y1、Y2、Y3、Y4电磁铁对应的控制端口。下表示例性示出了后车桥对应的转向得电逻辑，其中“+”表示得电，“-”表示失电。

本发明的另一实施例提供一种工程车辆，工程车辆包括如上所述的转向系统。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变动与修改，这些变动与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种转向系统，其特征在于，包括电比例泵(1)、转向模块、控制阀组、控制器(5)、油箱(6)、第一获取单元(71)、第二获取单元(72)和比例溢流阀(8)；

所述电比例泵(1)的进油口与所述油箱(6)连接，所述电比例泵(1)的出油口与所述控制阀组连接，所述控制阀组与所述转向模块连接；所述比例溢流阀(8)的进油口与所述控制阀组的进油口相连通，所述比例溢流阀(8)的出油口与所述油箱(6)连通，所述控制器(5)与所述电比例泵(1)、所述比例溢流阀(8)、所述第一获取单元(71)和所述第二获取单元(72)通信连接；

所述第一获取单元(71)用于获取工程车辆的目标转向数据，所述控制器(5)用于根据所述目标转向数据对所述电比例泵(1)和所述控制阀组进行控制；

所述第二获取单元(72)用于获取所述工程车辆的实际转向数据；所述目标转向数据包括各车轮的目标转向角，所述实际转向数据包括各所述车轮的实际转向角；

所述控制器(5)还用于：根据各所述车轮的实际转向角和目标转向角生成所述工程车辆的转向完成度，当所述转向完成度小于预设值时，增大所述控制阀组的进口端压力；其中，通过增大所述比例溢流阀(8)的开启压力来增大所述控制阀组的进口端压力，或者，通过增大所述比例溢流阀(8)的开启压力且增大所述电比例泵(1)的输出压力来增大所述控制阀组的进口端压力。

2.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述转向模块包括至少一个转向油缸(2)和至少一个对中油缸(3)，每一所述转向油缸(2)和所述对中油缸(3)均对应于车桥设置，以驱动对应的所述车桥上的至少两个车轮动作，所述控制阀组分别与所述转向油缸(2)和所述对中油缸(3)连接。

3.根据权利要求2所述的转向系统，其特征在于，所述控制阀组包括用于控制所述转向油缸(2)动作的第一换向阀(41)和用于控制所述对中油缸(3)动作的第二换向阀(44)；所述控制器(5)用于：

根据所述目标转向数据确定各所述车轮的目标转向角；

根据各所述车轮的所述目标转向角确定对应的各所述转向油缸(2)和各所述对中油缸(3)的动作策略；

根据所述动作策略对所述电比例泵(1)进行压力和排量控制，并对各所述第一换向阀(41)和各所述第二换向阀(44)进行控制。

4.根据权利要求3所述的转向系统，其特征在于，所述第一换向阀(41)和所述第二换向阀(44)均为电比例换向阀；所述控制器(5)具体用于：

根据所述动作策略对各所述第一换向阀(41)和所述第二换向阀(44)的电磁铁的通电时间和通电电流值中至少之一进行控制。

5.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于，还包括压力检测元件(9)；

所述压力检测元件(9)设置于所述控制阀组的进油油路上，所述压力检测元件(9)与所述控制器(5)通信连接。

6.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述第一获取单元(71)包括第一角度传感器，所述第一角度传感器用于设置于工程车辆的转向操纵机构处，以获取所述转向操纵机构的操纵数据。

7.根据权利要求3所述的转向系统，其特征在于，所述控制阀组还包括梭阀(42)和压力补偿阀(43)；

所述第一换向阀(41)的进油口与所述电比例泵(1)连通，所述第一换向阀(41)的回油口与所述油箱(6)连通，所述第一换向阀(41)的两个工作油口分别与所述转向油缸(2)连通；

所述压力补偿阀(43)设置于所述第一换向阀(41)的进油油路上，所述梭阀(42)的两个进油口分别与所述第一换向阀(41)的工作油口连通，所述梭阀(42)的出油口与所述压力补偿阀(43)的反馈油口连通。

8.一种工程车辆，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的转向系统。

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