一种电液控制的转向系统的制作方法

本发明涉及汽车控制技术领域，具体地涉及一种电液控制的转向系统。

背景技术：

为了适应智能化进程的发展，满足人们对智能化产品的需求，车辆的转向系统逐渐实现智能自动化。

在常规转向系统中，主要是通过液压转向器实现对车辆的转向控制，具体地是通过人为手动调整方向盘来实现的，并且传统的转向系统利用机械传动部件。人为控制转向，由于各种人为原因，如疲劳驾驶、酒驾等，从而使人对车辆的控制会存在一定的反应时间，因此操作会存在延迟，从而导致转向控制不精确。同时，人为控制车辆运行，在面对一些特殊情况时，反应不及时，安全性低。

因此，为了减少交通事故的发生，降低事故风险，需要提供一种智能化、无人化、能够实现转向的自动控制的转向系统。

技术实现要素：

针对至少一些如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种电液控制的转向系统。该电液控制的转向系统的控制端采用电信号输入，能够实现切换远程手动控制或本地程序的自动电控，从而实现了转向系统的智能化。该电液控制的转向系统利用角度传感器的闭环控制系统，实现了车辆转向的精密控制。同时，通过手动和自动结合的控制方式，有效避免了人为操作的延迟误差，提高了转向系统的控制精度，有效保证了车辆转向的安全性和可靠性。

为此，根据本发明，提供了一种电液控制的转向系统，包括：液路控制装置，所述液路控制装置包括：用于提供液压油的液压泵；用于控制车辆后轮进行转向的后桥转向油缸和用于控制车辆前轮进行转向的前桥转向油缸；电比例换向阀，用于控制液压油流向所述后桥转向油缸或所述前桥转向油缸；用于切换工作模式的切换阀(3)，调节所述切换阀能够使车辆进行手动控制；以及角度测量装置，其包括用于测量车轮的转向角的角度传感器，所述角度传感器固定连接在车辆的后桥和/或前桥上；其中，所述角度测量装置通过所述角度传感器测量所述车轮的实际转向角，所述电比例换向阀根据所述车轮的实际转向角与目标转向角之间的关系，来控制液压油的流向，以控制所述后桥转向油缸和所述前桥转向油缸的运动，从而实现车轮转向的自动控制。

在一个优选的实施例中，在所述电比例换向阀与所述后桥转向油缸和所述前桥转向油缸之间分别设有第一电磁换向阀和第二电磁换向阀，其分别用于控制所述后桥转向油缸和所述前桥转向油缸中液压油的流向，以控制所述后桥转向油缸和所述前桥转向油缸的运动方向。

在一个优选的实施例中，在所述电比例换向阀与所述第一电磁换向阀和第二电磁换向阀之间设有液压锁，所述液压锁仅能使液压油从所述电比例换向阀流向所述第一电磁换向阀或第二电磁换向阀。

在一个优选的实施例中，在所述电比例换向阀与所述第一电磁换向阀和第二电磁换向阀之间还设有用于溢流稳压的溢流阀和用于补油的单向阀。

在一个优选的实施例中，所述角度测量装置还包括与所述车轮及所述角度传感器连接的连杆机构。

在一个优选的实施例中，所述连杆机构包括与所述角度传感器连接的第一连杆、与所述车轮固定连接的第二连杆以及连接所述第一连杆与所述第二连杆的连架杆。

在一个优选的实施例中，所述第一连杆与所述角度传感器的转轴固定连接。

在一个优选的实施例中，所述第一连杆两端的转轴之间的距离与所述第二连杆上两端的转轴之间的距离相等，所述连架杆两端的转轴距离与所述车轮的转轴到所述角度传感器的转轴的距离相等。

在一个优选的实施例中，所述液路控制装置还包括液压转向器，调节所述切换阀，能够使车辆通过所述液压转向器进行手动控制。

在一个优选的实施例中，在所述切换阀与所述电比例换向阀之间设有两个支路，在所述两个支路中分别设有用于控制油压的卸荷阀和安全阀。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行说明。

图1显示了根据本发明的电液控制的转向系统的示意图。

图2显示了根据本发明的电液控制的转向系统中的角度测量装置的安装示意图。

图3显示了根据本发明的电液控制的转向系统中的角度测量装置的角度测量原理图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行介绍。

图1显示了根据本发明的电液控制的转向系统的示意图。转向系统包括液路控制装置100，液路控制装置100通过液压控制实现对车辆转向的自动控制。如图1所示，液路控制装置100包括液压泵1，液压泵1用于从油箱中抽取液压油提供给液路控制装置100的油路。液路控制装置100还包括液压转向器4，液压泵1与液压转向器4通过油路管线连接。在液压泵1与液压转向器4之间设有切换阀3，切换阀3用于切换工作模式以选择手动控制或自动控制。调节切换阀3能够使车辆采用液压转向器4进行手动控制。

上述液压转向器4是本领域常见的液压转向器，因此，这里不再赘述。

根据本发明，液路控制装置100还包括连接在油路管线中的电比例换向阀6。电比例换向阀6用于控制油路管线中的液压油的流向。电比例换向阀6采用三位四通的电磁换向阀。电比例换向阀6的控制信号来自于角度传感器(角度传感器将在下文中进行详细描述)反馈车轮实际转向角与目标转向角的差值，并根据差值的正负和大小关系来闭环控制电比例换向阀6，通过对阀芯的进行左右移动或者中间态的控制，从而对液压油进行流向的控制。当电比例换向阀6右边的线圈得电时，电比例换向阀6的阀芯左移则液压油从左边油路进油，从右边油路回油。电比例换向阀6不得电时中间态，此时，电比例换向阀6不进油也不出油。当电比例换向阀6左边的线圈得电时，电比例换向阀6的阀芯右移则液压油从右边油路进油，从左边油路回油。

需要说明的是，本发明中使用的方向性用语或限定词“左”、“右”均是针对所参照的附图而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。

在本实施例中，在切换阀3和电比例换向阀6之间还通过油路管线连接有两个支路，该两个支路与油箱连通。在该两个支路中分别设有卸荷阀2和安全阀5，紧急情况下，卸荷阀2和安全阀5能够及时控制油液管路中液压油的压力，从而有效保证油液管路的安全，提高了转向系统的安全性能。

如图1所示，液路控制装置100还包括后桥转向油缸10和前桥转向油缸13。后桥转向油缸10用于控制车辆后轮进行转向，前桥转向油缸13用于控制车辆前轮进行转向。通过控制后桥转向油缸10或前桥转向油缸13的运动方向来控制车轮的转向。根据本发明，在后桥转向油缸10和前桥转向油缸13与电比例换向阀6之间分别设有第一电磁换向阀11和第二电磁换向阀12，第一电磁换向阀11和第二电磁换向阀12用于控制液压油流入后桥转向油缸10或前桥转向油缸13的流向，从而控制车轮的转向。在本实施例中，第一电磁换向阀11三位四通的电磁换向阀，第二电磁换向阀12采用两位四通的电磁换向阀。

根据本发明，在电比例换向阀6与后桥转向油缸10及前桥转向油缸13之间设有液压锁7。液压锁7构造成仅能使油液管路中的液压油从电比例换向阀6流向第一电磁换向阀11和第二电磁换向阀12。因此。当液压转向器工作，输出的液压油就能够直接输送到第一电磁换向阀11和第二电磁换向阀12以控制后桥转向油缸10和前桥转向油缸13的运动，而不会流到电比例换向阀6。油液管路中的液压油从电比例换向阀6流出后，经过液压锁7单向流向电磁换向阀11和电磁换向阀12。在本实施例中，在电比例换向阀6与第一电磁换向阀11和第二电磁换向阀12之间设有两个支路，在这两个支路中分别设有溢流阀8和单向阀9。溢流阀8能够起到溢流稳压的作用，单向阀9用于补油以补充油液管路中的油压。

下面简述后桥转向油缸10和前桥转向油缸13的工作过程。其中，第一电磁换向阀11用于调整流入后桥转向油缸10的液压油的流向，以控制后桥转向油缸10的运动方向。当第一电磁换向阀11的左侧线圈得电时，阀芯右移，阀芯内通过的油路平行。当第一电磁换向阀11的右侧线圈得电时，则阀芯左移，阀芯内通过的油路交叉。

第二电磁换向阀12用于控制流入前桥转向油缸13的液压油的流向，以控制前桥转向油缸13的运动方向。当第二电磁换向阀12不得电，液压油可通过第二电磁阀12驱动前桥转向油缸13运动，此时油缸具体运动方向由电比例换向阀6控制。当第二电磁阀12得电，液压油将不通过第二电磁阀12，则前桥转向油缸13工作。当电比例换向阀6右侧线圈得电时，此时，控制第二电磁换向阀12不得电，则可驱动前桥转向油缸13向右伸出。控制第一电磁换向阀11右侧线圈得电，则驱动后桥转向油缸10向左伸出。控制第一电磁换向阀11左侧线圈得电，则驱动后桥转向油缸10向右伸出。当电比例换向阀6左侧线圈得电时，如果此时控制第二电磁换向阀12不得电，则可驱动前桥转向油缸13向左伸出。控制第一电磁换向阀11右侧线圈得电，则驱动后桥转向油缸10向右伸出。控制第一电磁换向阀11左侧线圈得电，则驱动后桥转向油缸10向左伸出。由此，通过后桥转向油缸10的左右运动能够控制后桥车轮进行转向。通过前桥转向油缸13的左右运动能够控制前桥车轮进行转向。根据本发明，通过后桥转向油缸10和前桥转向油缸13控制前后桥车轮的摆动方向的不同组合，从而实现车轮的不同转向。

图2显示了根据本发明的电液控制的转向系统中的角度测量装置200的安装示意图。如图2所示，角度测量装置200包括角度传感器210。角度传感器210用于测量车轮240的实际转向角。角度传感器210通过底座211固定安装到车辆的前桥220(或后桥)上。

根据本发明，角度测量装置200还包括与车轮及角度传感器210连接的连杆机构230。如图2所示，连杆机构230包括第一连杆231、第二连杆232以及连接第一连杆231与第二连杆232的连架杆233。第一连杆231的一端与角度传感器200的转轴固定连接，第一连杆231的另一端与连架杆233的一端通过转轴形成转动连接。第二连杆232的一端与车轮固定连接，第二连杆232的另一端与连架杆233通过转轴形成转动连接。

图3显示了角度测量装置200的角度测量原理图。如图3所示，a、b、c、d为连杆机构230的各个转轴，x指示车辆行驶的方向。在本实施例中，第一连杆231两端的转轴之间的距离lcd与第二连杆232两端的转轴lab之间的距离设置为相等，连架杆两端的转轴距离lbc与车轮240的转轴到角度传感器的转轴lad的距离设置为相等。由此，连杆机构230的各相邻转轴的连线形成了平行四边形。由于车轮240的纵向端面e与第一连杆231始终平行。记车轮240的纵向端面e与x的夹角为θ1，记第一连杆231两端的转轴的连线cd与x的夹角为θ2。由于第一连杆231与角度传感器210的传动轴固定连接，因此能够通过角度传感器210测得车轮240的转向角，即θ1＝θ2。由此，通过角度传感器210能够精确测得车轮240的实际转向角。

根据本发明的电液控制的转向系统100的控制端采用电信号输入，其能够实现切换远程手动控制或本地程序的自动电控，从而实现了转向系统的智能化。该电液控制的转向系统利用角度传感器210的闭环控制系统，实现了车辆转向的精密控制。同时，通过手动和自动结合的控制方式，有效避免了人为操作的延迟误差，提高了转向系统的控制精度，有效保证了车辆转向的安全性和可靠性。此外，车轮240与角度传感器210之间采用连杆机构230连接，从而通过角度传感器210能够准确测得车轮的转向角，有效提高了转向系统对车辆转向控制的精密性。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。