汽车后轮转向电控液压系统及其控制方法_2

文档序号:9777261阅读:来源:国知局
向控制的方法,
[0019]当选择后轮转向模式时,所述上位控制器15根据接收到的模式信号、方向盘转角信号以及车速信号,计算出后轮转向液压缸活塞杆的目标位移值,并将此目标位移值以及所选模式输出给执行控制器14,执行控制器14根据所选模式、目标位移值先后执行解锁功能、对中功能和转向功能:执行控制器14首先控制三位四通换向阀5移到中间的h位,将锁死腔E与解锁腔D都接通油箱I,在弹簧Mll的作用下,锁死销MlO将上移退出活塞杆M5环形凸台的凹槽,实现解锁;接着执行控制器14控制二位三通换向阀4接通斜通位,让对中油腔C与油箱连通,实现转向时对中功能不起作用;最后执行控制器14将目标位移值与由位移传感器11测量得到的实际位移进行对比,进过内部PID控制算法,输出PWM波控制伺服比例阀3的放大器,进而实现活塞杆M5在伺服比例阀3的控制下的伸出与缩回,实现位移伺服跟踪,完成伺服转向功能;
[0020]当选择后轮锁死模式时,先让转向功能处于自由随动状态,接着执行对中功能,最后执行锁死功能:首先,执行控制器14控制伺服比例阀3,使其处于h位,即将左转油腔A和右转油腔B都接通油箱,使转向功能处于自由随动状态,不起作用;然后执行控制器14控制二位三通换向阀4,使其处于直通位,S卩,使对中油腔C与高压油接通,在高压油的作用下,左浮动活塞M8和右浮动活塞M9带动活塞杆M5,使活塞杆M5向中间位置移动,实现对中功能;最后,当位移传感器11检测到活塞杆M5已经处于中位后,执行控制器14控制三位四通换向阀5由原来的h位切换到直通位,使解锁油腔D接通油箱I,而锁死油腔E接通高压油,在高压油的作用下,锁死销MlO伸入到活塞杆M5的环形凹槽内,实现活塞杆M5运动的机械锁死,当锁死功能完全后,上位控制器15检测位移传感器11的值和油压传感器10的值是否都处于设定范围,如果是,则上位控制器15关闭油栗2,仅采用蓄能器9为对中功能和锁死功能进行压力补偿;当检测到油压传感器10测量的值低于预设值后,上位控制器15再次启动油栗2,为蓄能器9补压。
[0021](三)有益效果
[0022]本发明设计的汽车后轮转向电控液压系统,具有安全可靠性高、结构简单、节能的特点;在液压缸中集成了机械对中功能和机械锁死功能,保证了对中位置精确、锁死可靠,具有很高的安全可靠性。该系统的液压缸将转向功能、对中功能、锁死功能集成为一体,可直接替换后桥横拉,同时将系统中液压控制阀集成为一个液压模块,使得整个系统结构简单,安装方便;该系统增加了蓄能器,在长时间的后轮锁死模式下,可由控制器关闭油栗,采用蓄能器提供对中和锁死油压,大大降低的能耗;该系统采用上位控制器和执行控制器组成的分层控制模式,由执行控制器、液压控制阀和液压缸组成的系统可以实现模块化,独立安装到多轴车辆的每一轴中,以实现多轴车辆的全轮转向模式。上位控制器为可编程单片机,可实现多轮转向模式。
【附图说明】
[0023]图1为后轮锁死模式下本发明实施例的系统整体结构示意图;
[0024]图2为后轮锁死模式下本发明实施例的系统中控制阀集成子系统结构示意图;
[0025]图3后轮锁死模式下的本发明实施例的系统中液压缸整体结构示意图;
[0026]图4后轮锁死模式下的本发明实施例的系统中液压缸局部结构示意图;
[0027]图5后轮转向模式下的本发明实施例的系统中液压缸局部结构示意图。
[0028]其中,Ml—左缸体、M2—右缸体、M3—左端盖、M4—右端盖、M5—活塞杆、M6—活塞、M7 一中间端盖、M8—左浮动活塞、M9—右浮动活塞、MlO—锁死销、M11 —弹貪、Ml 2—锁死腔端盖;Pl—左转油口、P2—右转油口、P3—对中油口、P4—锁死油口、P5—解锁油口; A—左转油腔、B—右转油腔、C 一对中油腔、D—解锁油腔、E—锁死油腔;
[0029]I 一油箱、2—油栗、3—伺服比例阀、4 一二位三通换向阀、5—三位四通换向阀、6—液压缸、7—单向阀、8—溢流阀、9 一蓄能器、10—油压传感器、11 一位移传感器、12—方向盘转角传感器;13—模式选择开关、14 一执行控制器、15—上位控制器、16—显示设备。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0031]如图1、图2所示,本发明的汽车后轮转向电控液压系统包括:油箱1、油栗2、伺服比例阀3、二位三通换向阀4、三位四通换向阀5、液压缸6、单向阀7、溢流阀8、蓄能器9、油压传感器10、位移传感器11、方向盘转角传感器12、模式选择开关13、执行控制器14、上位控制器
15、显示设备16。
[0032 ] 如图3所示,液压缸6包括:左缸体Ml、右缸体M2、左端盖M3、右端盖M4、活塞杆M5、活塞M6、中间端盖M7、左浮动活塞M8、右浮动活塞M9、锁死销(锁死活塞)MlO、弹簧Ml 1、锁死腔端盖Ml 2等。其中,左缸体Ml的右端面与中间端盖M7的左端面焊接在一起,右缸体M2的左端面与中间端盖M7的右端面焊接在一起,从而形成一个缸体,同时,在左端盖M3、右端盖M4、中间端盖M7及相应的密封作用下,将整个液压缸分割成左侧的具有转向功能的转向缸和右侧的具有对中功能的对中缸。另外,在对中缸中间位置径向开设与锁死活塞MlO相配合的通孔,在锁死腔端盖M12及密封的作用下,形成了具有机械锁死功能的锁死缸。转向缸由左缸体Ml、中间端盖M2、左端盖M3、活塞M6及活塞杆M5组成,形成左转油腔A和右转油腔B。通过对左转油腔A或右转油腔B通高压油可实现转向功能。对中缸由右缸体M2、中间端盖M7、右端盖M4、左浮动活塞M8、右浮动活塞M9及活塞杆M5组成,形成对中油腔C。当向对中油腔C通高压油,左浮动活塞M8和右浮动活塞M9在高压油的作用下将带动活塞杆环形凸台向对中缸缸体中间位置移动,最终在右缸体环形凸台的限位下,将活塞杆M5推到对中缸中间位置,即实现对中功能。锁死缸由锁死销M10、弹簧M11、锁死腔端盖M12及右缸体M2组成,形成锁死油腔E。当锁死油腔E通高压油,锁死销MlO将下移伸入到活塞杆环形凸台的凹槽内,实现活塞杆M5运动的锁死,如图4所示。另一方面,左浮动活塞M8、右浮动活塞M9、右缸体M2,锁死销MlO及活塞杆M5组成了解锁油腔D,当解锁油腔D通高压油,锁死销MlO将上移退出活塞杆环形凸台的凹槽,实现活塞杆运动的解锁。另外,当锁死油腔E和解锁油腔D都接通油箱I,在弹簧Mll的作用下锁死销MlO处于解锁状态,如图5所示。
[0033]机械连接:液压缸6整体替代后桥横拉杆,实现活塞杆直线位移与车轮转角的机械传递;位移传感器11与液压缸6的活塞杆M7固接实现同轴运动,用于测量活塞杆M6的位移。
[0034]伺服比例阀3为四位四通电磁阀,具有阀芯位移反馈,配有放大器。该阀具有体积小、功率大、精度高、响应速度快、对油液的过滤精度要求低、无零位死区等优点。
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