CN208306738U - 一种用于工程车辆的电液转向电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于工程车辆的电液转向电气控制系统，包括：主控制器以及与主控制器通信连接的线控转向装置和角度传感器。本实用新型相对于现有技术的有益效果在于：本实用新型采用电液控制系统，较传统的液压转向系统相比，无转向触发时转向电机无待速，转向末端无溢流，从而使转向系统更节能，噪音更低，通过试验对比其能量节约可达10％左右，一定程序上提高电动工程车辆的续航时间。本实用新型采用闭环控制方法，系统实时检测转向执行机构的位置从而具备较高的控制精，通过电气的方式触发转向，从转向液压齿轮泵到转向执行机构采用直连的方式，使系统的响应速度更快。

Description

一种用于工程车辆的电液转向电气控制系统

技术领域

本实用新型属于工程车辆转向系统领域，具体涉及一种用于工程车辆的电液转向电气控制系统。

背景技术

目前对于利用液压转向的工程车辆，其转向系统与起升系统共用一个大功率交流异步电机和大排量的齿轮液压泵通过优先阀和液压转向器实现转向控制，一方面，在转向过程中高压油通过优先阀和液压转向器优先供给转向系统，多余的流量直接回油箱，而且整个液压回路管路系统较长，系统的集成度不高，因此在转向过程中存在泵电机功率浪费、泵流量浪费、过程压力损失和流量损失及噪音大等问题，另一方面，传统的液压转向在转向末端靠机械限位存在转向极限位置溢流的现象，从而导致转向电流迅速增加，进而导致不必要的能耗浪费，这对电动工程车辆而言，这会在一定程度上降低车辆的续航能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有的工程车辆转向系统存在的电机功率浪费、泵流量浪费、转向终点溢流及噪音大，不必要的能耗损失等问题，在一定程度上提高电动工程车辆的续航能力，而设计了一种用于工程车辆的电液转向电气控制系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于工程车辆的电液转向电气控制系统，包括：

用于实时采集转角命令信号的线控转向装置，用于实时采集并获取所述工程车辆的转向执行装置当前的转角实际值的角度传感器，以及，用于控制和调整所述转向电机工作的主控制器。其中，所述主控制器分别与线控转向装置和角度传感器通信连接；所述线控转向装置设置在所述工程车辆的转向操作装置的底部，并与转向操作装置同步旋转；所述角度传感器设置在所述工程车辆的转向执行装置上；所述主控制器与所述工程车辆的转向电机通信和电气连接。

本实用新型相对于现有技术的有益效果在于：

1、本实用新型采用电液控制系统，较传统的液压转向系统相比，无转向触发时转向电机无待速，转向末端无溢流，从而使转向系统更节能，噪音更低，通过试验对比其能量节约可达10％左右，一定程序上提高电动工程车辆的续航时间。

2、本实用新型采用闭环控制，系统实时检测转向执行机构的位置从而具备较高的控制精，通过电气的方式触发转向，从转向液压齿轮泵到转向执行机构采用直连的方式，使系统的响应速度更快。

附图说明

图1为用于工程车辆的电液转向电气控制系统的整体结构示意图。

图2为用于工程车辆的电液转向电气控制系统的系统组成结构框图。

图3主控制器的电路原理图。

附图标记说明如下：1-转向操作装置、2-线控转向装置、31-信号线束、32-电气线束、4-主控制器、5-转向电机、51-速度编码器、52-温度传感器、6-转向液压齿轮泵、7-角度传感器、81-第一自动对中开关、82-第二自动对中开关、9-转向执行机构、10-CAN编程器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

如图1和图2所示，一种用于工程车辆的电液转向电气控制系统，包括：主控制器4以及与主控制器4通信连接的线控转向装置2和角度传感器7；其中，线控转向装置2设置在工程车辆的转向操作装置1的底部，并与转向操作装置1同步旋转；角度传感器7设置在工程车辆的转向执行装置9上。主控制器4与工程车辆的转向电机5通信和电气连接；具体的，主控制器4通过电气线束32与转向电机5电气连接，主控制器4通过信号线束31分别与转向电机5中内置的速度编码器51和温度传感器52通信连接。

线控转向装置2用于跟随转向操作装置1同步旋转，并实时向主控制器4发送转角命令信号。角度传感器7用于实时采集并获取转向执行装置9当前的转角实际值，并将转角实际值发送给主控制器4。主控制器4用于对转角命令信号进行识别和处理，获得相应的转角命令值，再根据转角命令值控制转向电机5的工作；主控制器4还用于实时读取转角实际值并结合转角命令值进行分析处理，再相应调整转向电机5的工作。

进一步的，主控制器4还可用于实时读取温度传感器52采集的电机温度值，并根据电机温度值进行判断，若电机温度高于预设的温度阈值，则控制转向电机5停止工作。在本实施例中，为了实现转向执行装置9的自动对中，控制系统中还包括：与主控制器4通信连接的第一自动对中开关81和第二自动对中开关82；第一自动对中开关81和第二自动对中开关82设置在转向操作装置1上。

主控制器4还用于根据第一自动对中开关81和第二自动对中开关82的通断情况进行判断：若第一自动对中开关81和第二自动对中开关82同时接通，主控制器4通过读取转角传感器7的转角实际值确定当前转向执行机构9偏向角度，据此控制转向电机5作相应动作，实现转向执行机构9的自动对中。

具体的，主控制器4为电转向控制器，选用型号为APS80M-40C-35P。线控转向装置2为三角波输出的信号发生装置和操作力反馈装置，选用型号为P360R180。主控制器4与其他元器件连接的电路原理图如图3所示。在实际使用中，引脚B+和引脚B-为主控制器4的直流输入端，为系统提供功率电源；CAN编程器10用于对主控制器4进行程序的烧录；发光二极管D用于对系统故障进行指示。

转向控制的具体工作原理如下：

当车辆转向时，转向操作装置1带动线控转向装置2输出转角命令信号至控制器4，控制器4对转角命令信号进行识别和处理，获得相应的转角命令值(即当前驾驶员向转向操作装置1输入的转向角度命令对应的数值)，再根据转角命令值控制转向电机5的工作，交流异步转向电机5再带动转向液压齿轮泵6工作把高压液压油输入到转向执行机构9，从而实现车辆转向。

在转向执行机构9转向过程中，控制器4实时读取角度传感器7的转向实际值(即当前转向执行机构9的实际转向角度对应的数值)，将转角实际值和转角命令值进行比较，若转角实际值大于转角命令值，控制器4控制转向电机5反转，即：使转角变小的方向；若转角实际值小于转角命令值，控制器4控制转向电机5正转，即：使转角变大的方向。自动对中工作原理如下：

所谓自动对中即不需要人为操纵转向装置，只需触发自动对中开关，就可以使转向执行机构9自动回到中位。其过程具体为，当同时触发第一自动对中开关81和第二自动对中开关82时，控制器4通过读取转角传感器7的转角实际值，比较转角实际值与预设的中位值的大小，进而判断转向执行机构9偏向，从而控制交流异步转向电机5作相应动作实现对转向液压齿轮泵6控制，进而使转向执行机构9自动对中。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于工程车辆的电液转向电气控制系统，其特征在于，包括：

用于实时采集转角命令信号的线控转向装置(2)，用于实时采集并获取所述工程车辆的转向执行装置(9)当前的转角实际值的角度传感器(7)，以及，用于控制和调整所述工程车辆的转向电机(5)工作的主控制器(4)；

其中，所述主控制器(4)分别与线控转向装置(2)和角度传感器(7)通信连接；所述线控转向装置(2)设置在所述工程车辆的转向操作装置(1)的底部，并与转向操作装置(1)同步旋转；所述角度传感器(7)设置在所述工程车辆的转向执行装置(9)上；所述主控制器(4)与所述工程车辆的转向电机(5)通信和电气连接。

2.根据权利要求1所述的电液转向电气控制系统，其特征在于，还包括：与所述主控制器(4)通信连接的第一自动对中开关(81)和第二自动对中开关(82)；所述第一自动对中开关(81)和第二自动对中开关(82)设置在所述转向操作装置(1)上。

3.根据权利要求1所述的电液转向电气控制系统，其特征在于：所述主控制器(4)为电转向控制器，选用型号为APS80M-40C-35P。

4.根据权利要求1所述的电液转向电气控制系统，其特征在于：所述线控转向装置(2)为三角波输出的信号发生装置和操作力反馈装置，选用型号为P360R180。