CN216546357U - 一种具有冗余安全的电控液压转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有冗余安全的电控液压转向系统，所述电控液压转向系统用于控制后桥转向，车辆前桥采用机械液压传动转向；所述电控液压转向系统包括通过液压管路依次连接的后桥液压动力源、后桥转向执行机构、安全阀组、电液比例阀及后桥转向执行机构、前桥角度传感器、前桥冗余角度传感器、压力传感器及冗余压力传感器，采用前桥冗余角度传感器，可以保证当前桥角度传感器出现故障转时，电控液压转向系统仍可正常工作保证行车安全；所述安全阀组可以避免因阀系异常或液压系统多余物引起的无法建压，通过手动切换回路，以保证电控液压系统动力源仍可向电液比例阀供油，实现电控液压转向系统的正常工作。

Description

一种具有冗余安全的电控液压转向系统

【技术领域】

本实用新型涉及车辆转向技术领域，具体涉及一种具有冗余安全的电控液压转向系统。

【背景技术】

目前由于多轴重型、超重型车辆的特殊性，兼顾低速行驶时的通过性及高速行驶时的稳定性，通常采用前后分组转向，而前后分组转向一般是前桥采用机械液压传动转向，后桥采用电控液压主动转向。

电控液压主动转向系统涉及机械结构、液压系统执行机构、电气元器件及控制器等多个子系统及零部件，任何一个子系统或零部件存在故障或失效时，电控液压转向系统均不能正常发挥功能。一般电控液压转向系统在关键零部件为单点故障模式，当前桥传感器出现故障或压力传感器、液压阀等检测信号出现故障时，系统无法正常工作，影响整车通过性及行车安全。

【实用新型内容】

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种具有冗余安全的电控液压转向系统，以解决目前电控液压转向系统中单点故障引起的整个系统失效或部分失效，提高电控液压转向系统的可靠性及安全性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有冗余安全的电控液压转向系统，所述电控液压转向系统设置在车辆后桥上，所述车辆前桥采用机械液压传动式转向系统；所述具有冗余安全的电控液压转向系统包括后桥液压动力源、后桥转向执行机构及连接在后桥液压动力源与后桥转向执行机构之间的电液比例阀，所述电液比例阀与后桥液压动力源之间设置有安全阀组，所述安全阀组包括并联的主安全阀与备份安全阀，所述主安全阀与备份安全阀分别与电液比例阀连接。

优选地，所述安全阀组中还设置有转向工作电磁阀，所述转向工作电磁阀为两位两通电磁阀分别与主安全阀和备份安全阀并联，且其进油端通过进油管路与后桥液压动力源的出油口连接，回油端通过回油管路与液压油箱连接，用于切换油路，根据驾驶员的操作实现前桥转向或前、后桥同时转向。

优选地，所述主安全阀和备份安全阀均包括一个进油口、一个出油口和一个回油口；所述主安全阀的进油口通过液压管路与后桥液压动力源的出油口连接，出油口通过液压管路与电液比例阀的进油口连接，回油口通过回油管路与液压油箱连接；所述备份安全阀的进油口通过液压管路与后桥液压动力源的出油口连接，出油口通过液压管路与电液比例阀的进油口连接，回油口通过回油管路与液压油箱连接。

优选地，所述主安全阀的回油管路上设置有第一节流阀，使得当主安全阀出现故障时，可以手动关闭第一节流阀，从而切换至备份安全阀。

优选地，所述转向工作电磁阀的进油管路上设置有第二节流阀，使得当转向工作电磁阀故障时，可以通过手动关闭第二截止阀，保证后桥正常转向。

优选地，所述具有冗余安全的电控液压转向系统还包括角度传感器，所述角度传感器分为前桥角度传感器、前桥冗余角度传感器及后桥角度传感器，所述前桥角度传感器及前桥冗余角度传感器分别对称设置在前桥的左右两侧，后桥角度传感器设置在后桥上。

优选地，所述系统还包括压力传感器及冗余压力传感器，所述压力传感器及冗余压力传感器分别设置在安全阀组与电液比例阀之间，用于检测系统压力。

优选地，所述系统还包括车载控制器，所述车载控制器分别与前桥角度传感器及前桥冗余角度传感器、后桥角度传感器及后桥电液比例阀电连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述具有冗余安全的电控液压转向系统采用前桥冗余角度传感器，可以解决当前桥角度传感器出现故障时，电控转向液压系统仍可正常工作，提高电控液压转向系统的可靠性；

本实用新型所述具有冗余安全的电控液压转向系统采用前桥冗余角度传感器作为输入信号的备份，可以避免前桥角度传感器松脱及自动偏转，引起的后桥电控液压转向系统自动偏转问题，保证行车安全；

本实用新型所述具有冗余安全的电控液压转向系统采用带备份安全阀的阀组，可以避免因阀系异常或液压系统多余物引起的无法建压，通过手动切换回路，以保证后桥液压动力源仍可向电液比例阀供油，实现电控液压转向系统的正常工作；

本实用新型所述具有冗余安全的电控液压转向系统采用压力传感器与冗余压力传感器的组合，可以避免压力传感器故障时引起的电控液压系统失效或功能丧失，仍可保证电控液压转向系统正常工作。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述具有冗余安全的电控液压转向系统的结构示意图；

图2是本实用新型所述液压转向系统的原理图；

图3是本实用新型所述安全阀组的结构示意图；

其中，1-液压油箱；2-后桥液压动力源；3-安全阀组；301-主安全阀；302-备份安全阀；303-转向工作电磁阀；304-第一节流阀；305-第二节流阀；4-电液比例阀；5-后桥执行机构；6-压力传感器；7-冗余压力传感器。

【具体实施方式】

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例以五轴车辆为例，所述一、二桥采用机械液压传动式转向(其具体转向系统属于现有技术，再此不再赘述，可参照专利CN206954303U特种汽车底盘双模式转向系统中的前桥转向)，四、五桥采用本申请所述的电控液压转向，下称一、二桥为前桥，四、五桥为后桥。

本实用新型提供了一种具有冗余安全的电控液压转向系统，所述电控液压转向系统设置在车辆后桥上，所述车辆前桥采用机械液压传动式转向系统；如图1所示，所述液压系统包括通过液压管路依次连接的液压油箱1、后桥液压动力源2、电液比例阀4及后桥转向执行机构5，所述电液比例阀4与后桥液压动力源2之间设置有安全阀组3，如图3所示，所述安全阀组3包括并联的主安全阀301与备份安全阀302，所述主安全阀301与备份安全阀302分别与电液比例阀4连接。

如图3所示，所述安全阀组中还设置有转向工作电磁阀303，所述转向工作电磁阀303为两位两通电磁阀分别与主安全阀301和备份安全阀302并联，且其进油端通过进油管路与后桥液压动力源2的出油口连接，回油端通过回油管路与液压油箱连接，用于切换油路，根据驾驶员的操作实现前桥转向或前、后桥同时转向。

作为优选，所述主安全阀301和备份安全阀302均包括一个进油口、一个出油口和一个回油口；所述主安全阀301的进油口通过液压管路与后桥液压动力源2的出油口连接，出油口通过液压管路与电液比例阀4的进油口连接，回油口通过回油管路与液压油箱1连接；所述备份安全阀302的进油口通过液压管路与后桥液压动力源2的出油口连接，出油口通过液压管路与电液比例阀4的进油口连接，回油口通过回油管路与液压油箱1连接。

作为优选，所述主安全阀301的回油管路上设置有第一手动节流阀304，使得当主安全阀出现故障时，可以手动关闭第一节流阀304，从而切换至备份安全阀。

作为优选，所述转向工作电磁阀303的进油管路上设置有第二节流阀305，使得当转向工作电磁阀303故障时，可以通过手动关闭第二截止阀，保证后桥正常转向。

如图2所示，本实用新型所述具有冗余安全的电控液压转向系统还包括角度传感器，所述角度传感器分为前桥角度传感器、前桥冗余角度传感器及后桥角度传感器，所述前桥角度传感器及前桥冗余角度传感器分别设置在一桥的左右两侧，后桥角度传感器分别设置在四、五桥上；

如图1所示，所述系统还包括压力传感器6及冗余压力传感器7，所述压力传感器6及冗余压力传感器7分别设置在安全阀组3与电液比例阀4之间的管路上，用于检测系统压力。

作为优选，所述系统还包括车载控制器，所述车载控制器分别与前桥角度传感器及前桥冗余角度传感器、后桥角度传感器及后桥电液比例阀4电连接，车载控制器采集前桥角度传感器或前桥冗余角度传感器的信号，根据前桥的转向角度计算出后桥转向角度，控制电液比例阀的开度，控制后桥转向执行机构的动作，实现后桥转向。

作为优选，车载控制器根据前桥角度传感器与前桥冗余角度传感器传输的两路角度信号，计算两路角度信号的差值，当差值过大或出现跳变、零飘时，车载控制器即判断前桥角度传感器故障，车载控制器自动切换至采集前桥冗余角度传感器。

本实用新型所述具有冗余安全的电控液压转向系统的工作原理：

如图3所示，当后桥不转向时，转向工作电磁阀断电，由后桥液压动力源产生的液压油经过转向工作电磁阀303卸荷回油；

当后桥转向时，转向工作电磁阀得电，系统建压，由后桥液压动力源产生的液压油经主安全阀301进入电液比例阀4，通过主安全阀301保证系统安全，当系统压力超过主安全阀301设定压力时，系统压力油通过主安全阀回液压油箱，保证系统安全。

后桥转向，主安全阀301出现故障、无法建压时，手动关闭主安全阀301回油管路上的第一节流阀304，备份安全阀302工作，由后桥液压动力源产生的液压油经备份安全阀302进入电液比例阀4，通过备份安全阀302保证系统安全，当系统压力超过备份安全阀302的设定压力时，系统压力油通过备份安全阀回液压油箱，保证系统安全。

当转向工作电磁阀出现故障、卡滞时，可通过手动关闭转向工作电磁阀管路上的第二节流阀305，可使电控液压系统正常工作。

当车载控制器监测到压力传感器6的信号丢失或异常时，直接切换至冗余压力传感器7，作为电控液压系统的压力信号输入。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有冗余安全的电控液压转向系统，所述电控液压转向系统设置在车辆后桥上，所述车辆前桥采用机械液压传动转向；其特征在于，所述具有冗余安全的电控液压转向系统包括通过液压管路依次连接的后桥液压动力源、后桥转向执行机构、电液比例阀后桥转向执行机构，所述电液比例阀与后桥液压动力源之间设置有安全阀组，所述安全阀组包括并联的主安全阀与备份安全阀，所述主安全阀与备份安全阀分别与电液比例阀连接。

2.根据权利要求1所述的电控液压转向系统，其特征在于，所述安全阀组中还设置有转向工作电磁阀，分别与主安全阀和备份安全阀并联，且其进油端通过进油管路与后桥液压动力源的出油口连接，回油端通过回油管路与液压油箱连接。

3.根据权利要求2所述的电控液压转向系统，其特征在于，所述主安全阀和备份安全阀均包括一个进油口、一个出油口和一个回油口；所述主安全阀和备份安全阀的进油口分别通过液压管路与液压油箱连接，出油口分别通过液压管路与电磁比例阀连接，回油口分别通过回油管路与液压油箱连接。

4.根据权利要求3所述的电控液压转向系统，其特征在于，所述主安全阀的回油管路上设置有第一节流阀。

5.根据权利要求4所述的电控液压转向系统，其特征在于，所述转向工作电磁阀的进油管路上设置有第二节流阀。

6.根据权利要求1所述的电控液压转向系统，其特征在于，所述系统还包括角度传感器，所述角度传感器分为前桥角度传感器、前桥冗余角度传感器及后桥角度传感器，所述前桥角度传感器及前桥冗余角度传感器分别设置在前桥的左右两侧，后桥角度传感器设置在后桥上。

7.根据权利要求6所述的电控液压转向系统，其特征在于，所述系统还包括压力传感器及冗余压力传感器，所述压力传感器及冗余压力传感器分别设置在安全阀组与电液比例阀之间的液压管路上。

8.根据权利要求7所述的电控液压转向系统，其特征在于，所述系统还包括车载控制器，所述车载控制器分别与前桥角度传感器及前桥冗余角度传感器、后桥角度传感器及后桥电液比例阀电连接。

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