一种车辆主动安全驾驶转向系统的制作方法

本发明涉及车辆工程技术领域，具体涉及一种车辆主动安全驾驶转向系统。

背景技术：

无人驾驶车辆是汽车行业未来的重要发展方向之一，近年来在车辆技术领域备受关注。无人驾驶车辆集视觉感知、人工智能、规划控制等多学科技术于一体，它不仅在搜救、救援、侦察等危险任务中具有重要的应用价值，而且对于缓解交通拥挤、提高交通安全等方面都有很大的现实意义和发展潜力。目前，世界上许多国家都在大力研究无人驾驶技术，极大地推动了无人驾驶技术的发展。

车辆转向一般通过转向泵由油箱内吸油，再通过换向阀和转向器控制转向油缸进油来完成。在无人驾驶技术中，自动转向装置是无人驾驶车辆非常重要的部分，它能够自主地控制车辆转向角，使得车辆按照期望轨迹行驶。

因此，无人驾驶车辆的转向准确性和可靠性十分关键，也是无人驾驶技术的关键。现有技术的无人驾驶转向系统存在以下缺陷：

1、无法根据转向油缸的实时工况来调节转向泵的功率，从而导致了多余流量进入转向器内部，造成流量损失，不符合节能减排要求；

2、仅仅通过单一转向机构来控制转向器，无紧急备用转向机构，在转向机构失灵时，无法快速通过备用机构来保证车辆正常行驶，安全性和稳定性不高；

3、无人驾驶系统无法快速在手动驾驶和自动驾驶间切换，无法保证手动驾驶的优先级。

因此，开发一种新型的车辆驾驶转向系统十分必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供开发一种车辆主动安全驾驶转向系统，该转向系统能够根据转向油缸的实时工况了调节转向泵的输出流量，同时能够自由在手动转向和自动转向间切换，并且设置有两套可自动切换的自动转向机构，互为保护，保证无人驾驶转向的安全。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种车辆主动安全驾驶转向系统，包括泵机构、第一比例换向阀、第一转向机构、第二转向机构和转向油缸，所述第一比例换向阀设置有进油口p、出油口ce、ef和控制油口ls，所述泵机构出油口连接至所述进油口p，所述出油口cf、ef分别连接至第一转向机构和第二转向机构，所述出油口cf还通过先导油路连接至所述控制油口ls推动阀芯从而增大进油口p与出油口ef间液路开启比例；所述第一转向机构设有进油口p1、回油口t1以及工作油口r1、l1，所述进油口p1与所述出油口cf连接，所述回油口t1连接至油箱，且回油口t1还通过先导油路连接至所述第一比例换向阀的控制油口ls推动阀芯从而增大进油口p与出油口cf间开启比例，所述回油口t1和出油口cf比较液压大小从而控制所述第一比例换向阀阀芯位置，所述工作油口r1、l1连接至所述转向油缸；所述第二转向机构设有进油口p2、回油口t2以及工作油口r2、l2，所述进油口p2与所述出油口ef连接，所述回油口t2连接至油箱，所述工作油口r2、l2连接至所述转向油缸。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明第一比例换向阀设置有控制油口ls，第一转向机构的回油口t1以及第一比例换向阀的出油口ce均通过先导油路连接至控制油口ls，回油口t1液压代表转向油缸实时工况，出油口ce液压代表进入第一转向机构内部油路液压，两者比较调整第一比例换向阀阀芯位置，从而保证出油口ce和回油口t1液压平衡，根据实时工况调整进入第一转向机构内部油液流量，减少流量浪功率费，节能环保；

2、本发明当第一转向机构失灵时，回油口t1无液压，出油口ce液压通过控制油口ls推动阀芯，打开进油口p和出油口ef间液路，从而开启第二转向机构；若此时第一转向机构复原，转向油缸内油液经过第一转向机构的回油口t1回油，从而通过控制油口ls推动阀芯，打开进油口p与出油口cf间液路，完成第一转向机构和第二转向机构的快速切换，保证转向系统工作稳定，车辆行驶安全。

进一步的，所述第一转向机构包括换向器、转阀和驱动电机，所述进油口p1、回油口t1以及工作油口r1、l1均设置在所述换向器上，所述转阀与车辆方向盘联动用于控制换向器开启比例，所述驱动电机用于电动控制所述换向器开启比例，所述工作油口r1、l1还通过溢流阀连接至所述回油口t1。

通过采用上述方案，转阀与车辆方向盘联动，用于手动控制换向器开启比例，从而完成手动转向；驱动电机用于电动控制换向器开启比例，通过控制电信号来完成自动转向，两者可以快速进行切换，实现手自一体转向。

进一步的，所述第二转向机构包括第二比例换向阀以及用于控制第二比例换向阀开启比例的电比例线圈，所述进油口p2、回油口t2以及工作油口r2、l2均设置在所述第二比例换向阀上，所述工作油口r2、l2通过液压锁连接至所述转向油缸，所述回油口t2连接至油箱。

通过采用上述方案，第二转向机构通过电信号控制电比例线圈，从而控制第二比例换向阀的开启比例，完成自动转向，液压锁用于避免第一转向机构工作时，转向油缸内油液经过第二转向机构流出，影响控制油口ls调节阀芯位置的准确性。

进一步的，所述第二转向机构还包括安全阀和稳压阀，所述稳压阀两端连接所述进油口p2和油箱，且稳压阀设有控制口ls1,所述安全阀连接所述回油口t2和所述控制口ls1。

通过采用上述方案，当回油口t2油液过大，需要及时降低进油口p2液压，避免转向油缸内部压力过高造成安全隐患，回油口t2通过安全阀控制稳压阀开启，进油口p2直接通过稳压阀回到油箱，保证设备安全运行。

进一步的，所述第二转向机构还包括梭阀，所述梭阀的两进油口分别连接工作油口r2、l2，出油口连接至所述控制口ls1。

通过采用上述方案，梭阀比较工作油口r2、l2液压，出油口液压代表油缸内实时液压，出油口连接至控制口ls1，从而实时控制稳压阀的开启比例，从而控制进油口p2的液压，保证进油口p2液压与油缸内实时液压匹配。

进一步的，所述泵机构包括并联设置的主泵和电动驱动泵，所述主泵和电动驱动泵的出油口均与所述进油口p连接，且主泵和电动驱动泵与进油口p间均设有单向阀。

通过采用上述方案，设置有主泵和电动驱动泵双泵并联，在转向系统在主泵故障时，及时通过电动驱动泵保证转向系统正常运行，提高安全性和稳定性，单向阀防止双泵时油液倒流。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明的实施例的结构示意图。

图中所示：

1、主泵；

2、电动驱动泵；

3、单向阀；

4、第一比例换向阀；

5、换向器；

6、转阀；

7、驱动电机；

8、第二比例换向阀；

9、电比例线圈；

10、液压锁；

11、转向油缸；

12、安全阀；

13、稳压阀；

14、油箱；

15、泄压阀；

16、溢流阀；

17、梭阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

此外，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

图1是本发明的实施例的结构示意图。

如图1所示，本实施例提供的一种车辆主动安全驾驶转向系统，包括泵机构、第一比例换向阀4、第一转向机构、第二转向机构和转向油缸11。

第一比例换向阀4设置有进油口p、出油口ce、ef和控制油口ls。

泵机构包括并联设置的主泵1和电动驱动泵2，主泵1和电动驱动泵2的出油口均与进油口p连接，且主泵1和电动驱动泵2与进油口p间均设有单向阀3。在转向系统在主泵1故障时，及时通过电动驱动泵2保证转向系统正常运行，提高安全性和稳定性，单向阀3防止双泵时油液倒流。

出油口cf、ef分别连接至第一转向机构和第二转向机构，出油口cf还通过先导油路连接至控制油口ls推动阀芯从而增大进油口p与出油口ef间液路开启比例，控制油口ls通过泄压阀15连接至油箱14。

第一转向机构包括换向器5、转阀6和驱动电机7，换向器5设有进油口p1、回油口t1以及工作油口r1、l1，进油口p1与出油口cf连接，回油口t1连接至油箱14，且回油口t1还通过先导油路连接至第一比例换向阀4的控制油口ls推动阀芯从而增大进油口p与出油口cf间液路开启比例，回油口t1和出油口cf比较液压大小从而控制第一比例换向阀4阀芯位置，工作油口r1、l1连接至转向油缸11。

转阀6与车辆方向盘联动用于控制换向器5开启比例，驱动电机7用于电动控制换向器5开启比例，工作油口r1、l1通过溢流阀16连接至回油口t1。

转阀6与车辆方向盘联动，用于手动控制换向器5开启比例，从而完成手动转向；驱动电机7用于电动控制换向器5开启比例，通过控制电信号来完成自动转向，两者可以快速进行切换，实现手自一体转向。

第二转向机构包括第二比例换向阀8以及用于控制第二比例换向阀8开启比例的电比例线圈9。

第二比例换向阀8设有进油口p2、回油口t2以及工作油口r2、l2，进油口p2与出油口ef连接，回油口t2连接至油箱14，工作油口r2、l2通过液压锁10连接至转向油缸11。第二转向机构通过电信号控制电比例线圈9，从而控制第二比例换向阀8的开启比例，完成自动转向，液压锁10用于避免第一转向机构工作时，转向油缸11内油液经过第二转向机构流出，影响控制油口ls调节阀芯位置的准确性。

第二转向机构还包括安全阀12和稳压阀13，稳压阀13两端连接进油口p2和油箱14，且稳压阀13设有控制口ls1,安全阀12连接回油口t2和控制口ls1。

当回油口t2油液过大，需要及时降低进油口p2液压，避免转向油缸11内部压力过高造成安全隐患，回油口t2通过安全阀12控制稳压阀13开启，进油口p2直接通过稳压阀13回到油箱14，保证设备安全运行。

第二转向机构还包括梭阀17，梭阀17的两进油口分别连接工作油口r2、l2，出油口连接至控制口ls1。

梭阀17比较工作油口r2、l2液压，出油口液压代表油缸内实时液压，出油口连接至控制口ls1，实时控制稳压阀的开启比例，从而控制进油口p2的液压，保证进油口p2液压与油缸内实时液压匹配。

本发明第一比例换向阀4设置有控制油口ls，第一转向机构的回油口t1以及第一比例换向阀4的出油口ce均通过先导油路连接至控制油口ls，回油口t1液压代表转向油缸11实时工况，出油口ce液压代表进入第一转向机构内部油液流量，两者比较调整第一比例换向阀4阀芯位置，从而保证出油口ce和回油口t1液压平衡，根据实时工况调整进入第一转向机构内部油液流量，减少流量浪功率费，节能环保；

本发明当第一转向机构失灵时，回油口t1无液压，出油口ce液压通过控制油口ls推动阀芯，从而打开进油口p和出油口ef间液路，从而开启第二转向机构；若此时第一转向机构复原，转向油缸11内油液经过第一转向机构的回油口t1回油，从而通过控制油口ls推动阀芯，打开进油口p与出油口cf间液路，完成第一转向机构和第二转向机构的快速切换，保证转向系统工作稳定，车辆行驶安全。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。