用于主动地确定作业车辆的转向限位角的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明整体涉及作业车辆，更具体地，本发明涉及用于主动确定作业车辆的前轮胎的转向限位角的系统和方法，该作业车辆具有悬挂式前轴或任何其它合适的前轴组件。
【背景技术】
[0002]诸如牵引车和其它农业车辆的作业车辆通常包括悬架系统，该悬架系统被构造成用以衰减由于不平场地条件所导致的振动。悬架系统通常包括:车轴，其被构造成用以在其每个端部上支撑一个或多个车轮；以及车轴承载体，其在车轴和作业车辆的框架或底盘之间延伸。车轴承载体通常可以被构造成用以相对于框架绕侧向轴线转动，以便于车轴的竖向运动。此外，车轴可以被构造成用以绕车轴承载体枢转，以便使得车轴能够绕大致纵向轴线摆动。此外，悬架系统还可以包括与车轴联接的致动缸，这些致动缸被构造成用以衰减车轴的竖向运动和摆动运动，由此提高行驶品质，减少操作者疲劳，并且减少某些作业车辆部件上的磨损。
[0003]某些作业车辆还包括转向组件，该转向组件被构造成用以使每个车轮相对于车轴在一定范围的转向角内转动，并由此使相关的轮胎相对于车轴在一定范围的转向角内转动。为了在轮胎转动时防止定位在轮胎附近的各部件(例如引擎罩、发动机、框架等)的接触和/或损坏，常规的转向组件通常包括机械止挡件，该机械止挡件限制轮胎的转向角以及车轴的摆动运动。因此，包括这种机械止挡件的作业车辆的转向性能通常受到很大的限制。此外，机械止挡件必须由操作者手动地调节，以适应作业车辆的前端构造中的变化(例如当较大的轮胎安装到车辆上时和/或当调节车辆的轮胎胎面宽度时)。遗憾的是，必须调节止挡件的方式可能是令人迷惑的，这引起不正确的调节，由此当在车辆转向期间轮胎接触和/或刮擦附近的车辆部件时导致附近的车辆部件的损坏。此外，不正确地调节止挡件的定位的故障还可能导致无效的车辆操作。
[0004]因此，在技术上将欢迎用于主动地确定作业车辆的转向限位角的改进的系统和方法，其允许优化车辆的转向性能，同时防止对附近车辆部件造成损坏。
【发明内容】
[0005]本发明的各方面和优点将在以下的描述中部分地说明，或者可以从说明书中是明显的，或者可以通过实施本发明而得以获悉。
[0006]在一个方面中，本发明涉及用于主动地确定与作业车辆的前轴相关联的轮胎的转向限位角的方法。该方法可以大致包括:接收与轮胎的轮胎参数相关联的输入；和监测前轴的悬架行进距离。悬架行进距离可以与轮胎相对于作业车辆的至少一个引擎罩相关部件的竖向位置相关联。该方法还可以包括监测前轴的摆角。摆角可以与轮胎相对于至少一个引擎罩相关部件的竖向位置或水平位置中的至少一个相关联。此外，该方法可以包括:基于前轴的悬架行进距离和摆角确定轮胎的最大容许转向角，其中最大容许转向角对应于当轮胎处于最大转向角时使得在轮胎和至少一个引擎罩相关部件之间保持有间隙的转向角。
[0007]在另一方面中，本发明涉及用于主动地确定与作业车辆的前轴相关联的轮胎的转向限位角的系统。该系统大致可以包括控制器，该控制器具有处理器和相关的存储器。该存储器可以包括计算机可读指令，这些计算机可读指令在由处理器执行时将控制器构造成接收与轮胎的轮胎参数相关联的输入并且监测前轴的悬架行进距离。悬架行进距离可以与轮胎相对于作业车辆的至少一个引擎罩相关部件的竖向位置相关联。控制器还可以被构造成用以监测前轴的摆角。摆角可以与轮胎相对于至少一个引擎罩相关部件的竖向位置或水平位置中的至少一个相关联。此外，控制器可以被构造成用以基于前轴的悬架行进距离和摆角确定轮胎的最大容许转向角。最大容许转向角可以对应于当轮胎处于最大转向角时使得在轮胎和至少一个引擎罩相关部件之间保持有间隙的转向角。
[0008]参考以下的说明书和所附的权利要求，将会更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。被并入本文中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
【附图说明】
[0009]参考附图，在说明书中描述了针对本领域普通技术人员的本发明的完全和全部公开，包括其最佳模式，其中:
[0010]图1示出了根据本发明各方面的作业车辆的一个实施例的侧视图；
[0011]图2示出了根据本发明各方面的安装在图1所示的作业车辆的引擎罩下方的悬架系统的一个实施例的前透视图；
[0012]图3示出了图2所示的悬架系统的俯视图；
[0013]图4示出了图2所示的悬架系统的前视图；
[0014]图5示出了根据本发明各方面的用于主动地确定作业车辆的转向限位角的系统的一个实施例的示意图；
[0015]图6示出了根据本发明各方面的用于主动地确定作业车辆的转向限位角的方法的一个实施例的流程图；
[0016]图7示出了根据本发明各方面的作业车辆的前轴和前轮胎的示意性前视图，具体示出了前轮胎相对于作业车辆的弓I擎罩相关部件的定位；
[0017]图8示出了图7所示的车辆部件的示意性俯视图，具体示出了由于这些部件的相对定位而导致前轮胎接触引擎罩相关部件所处的转向角；
[0018]图9示出了图7所示的车辆部件的另一个示意性前视图，具体示出了在前轴的悬架行进距离已经改变之后前轮胎相对于引擎罩相关部件的定位；
[0019]图10示出了图9所示的车辆部件的示意性俯视图，具体示出了由于这些部件的相对定位而能够获得的转向角的例子；
[0020]图11示出了图7所示的车辆部件的另一个示意性前视图，具体示出了在前轴的摆角已经改变之后前轮胎相对于引擎罩相关部件的定位；以及
[0021]图12示出了图11所示的车辆部件的示意性俯视图，具体示出了由于这些部件的相对定位而导致前轮胎接触引擎罩相关部件所处的转向角。
【具体实施方式】
[0022]现在，将详细参照本发明的实施例，在附图中示出了这些实施例的一个或多个实例。每个例子都提供为解释本发明，而非限制本发明。事实上，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明范围或精神的前提下对本发明作出各种修改和变化。例如，示出为或描述为一个实施例的一部分的特征可以用于另一个实施例，从而又得到另一个实施例。因而，拟由本发明涵盖这些修改和变更，只要这些修改和变更落入后附的权利要求书及其等同物的范围即可。
[0023]整体上，本发明涉及用于主动地确定作业车辆的转向限位角的系统和方法。具体地，在若干实施例中，作业车辆的控制器可以被构造成用以主动地监测与车辆的前轴相关联的一个或多个车轴相关参数。例如，如下所述，控制器可以被构造成用以在作业车辆进行操作时连续地监测前轴的悬架行进距离和摆角。基于这些监测的参数，连同接收到的与一个或多个固定轮胎参数(例如轮胎尺寸和/或轮胎胎面宽度)相关联的输入一起，控制器可以被构造成用以确定最大容许转向角，车辆的前轮胎可以在不接触作业车辆的引擎罩相关部件(例如车辆的引擎罩和/或引擎罩下方部件)的情况下转动到该最大容许转向角。于是，控制器可以被构造成用以控制作业车辆的转向组件的操作，以防止前轮胎转动超过所确定的前轮胎的最大容许转向角。
[0024]应当理解，在若干实施例中，控制器还可以被构造成用以监测作业车辆的一个或多个车辆参数，例如车辆的地面速度。例如，缓慢的地面速度可能提供的指示是，车辆正在进行作业(例如场地作业)，其中优化的转向是期望的，而较高的地面速度(例如在道路运输期间)可能提供的指示是，优化的转向不是关键的。因此，通过监测地面速度，控制器可以被构造成用以调整其对于各种车辆部件的控制。
[0025]另外，在若干实施例中，控制器还可以被构造成用以主动地控制车辆的悬架缸，以限制前轴的悬架行进距离和/或摆角，从而防止轮胎和任何相邻的引擎罩相关部件之间的接触。例如，当作业车辆处于转向过程中时，其前轮胎可以处于比基于当前的前轴的悬架行进距离和摆角确定的最大容许转向角小的转向角。然而，如果悬架行进距离和/或摆角中的指定变化将引起前轮胎接触任何相邻的引擎罩相关部件，那么控制器可以被构造成用以通过主动控制悬架缸的操作而限制和/或调节前轴的悬架行进距离和/或摆角，以防止这样的接触。
[0026]现在参考附图，图1示出了根据本发明各方面的作业车辆10的一个实施例的侧视图。如图所示，作业车辆10被构造成农业牵引车。然而，在其它实施例中，作业车辆1