[发明专利]非接触式转向限位的比例控制系统及比例控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及大型铰接转向车辆（如铰接式矿卡、轮式装载机等）的基于位移传感技术和变量液压技术的非接触式转向限位的比例控制系统及比例控制方法。

背景技术

对于大型、重型铰接转向车辆，当整车转向至最大转向角位置时，有3种主要原因会导致前后铰接装置的较大冲击：（1）车身质量惯性大；（2）操作者的路感及转向手感误差导致转向盘或者转向手柄（joystick）过度操作；（3）转向液压系统没能及时节流调速（及时溢流或者转向泵的流量没能及时快速调低）。这种转向终点的巨大冲击力对车身结构可靠性、液压系统可靠性、甚至整车的寿命和可靠性，驾乘人员舒适性造成了很大影响。目前重型铰接转向车辆的终点限位技术有较大缺点和不足，探索新的转向及限位控制方法已经成为必要。

1）纯机械式的橡胶阻尼缓冲限位技术，是目前国内、国际普遍采用的铰接转向限位技术。主要由转向限位橡胶块、焊接式刚性转向限位支座、转向油缸、转向液压系统组成。其原理是：车辆转向到极限位置（最大转向角）时，限位橡胶块首先与转向限位支座接触，利用限位橡胶块的阻尼吸能缓冲特性，延长缓冲碰撞时间，减小转向极限位置的冲击力。剩余没有被限位橡胶块吸收的转向能量再通过限位支座的刚性冲击最终消除。其优点是结构简单、成本低廉，可靠性高，其技术不足主要有：

（1）转向限位橡胶块的阻尼吸能能力有限，导致转向终点的冲击力很大；

（2）转向限位橡胶块的安装精度、刚性限位座的焊接加工精度要求高；

（3）由于转向终点位置的冲击比较大，转向液压系统因压力流量突然变化可靠性下降、车辆因时常激烈振动可靠性下降、驾驶室操作人员的不适等现象。

（4）限位橡胶块阻尼缓冲性能对环境温度敏感，温度过低或过高时易失效。

（5）在重型、大型铰接式车辆上限位橡胶块体积比较大，上述缺点表现的更加明显。

2）机械顶杆切断阀式的转向缓冲限位技术，目前国、内外个别铰接转向车辆采用的转向转向限位技术。主要由液压切断阀、限位座、管路系统组成。其原理是在流量放大阀、转向器、转向油缸之间串联接入两个切断阀，在最大转向角位置时，切断进入转向油缸大小腔的液压油，从而实现转向极限位置的缓冲。其优点是切断迅速、减震效果较好、环境适应性较强。其技术不足主要有：

（1）切断阀是开关原理，切断瞬间，液压系统内部压力冲击还是比较大；

（2）对切断阀和限位块（杆）的安装制造精度要求较高，调校难度大；

（3）是接触式的，部件之间冲击大，易失效。

3）开关电磁切断阀式的转向缓冲限位技术：目前国、内外铰接转向车辆极少使用。其结构、原理、技术特点与机械顶杆式切断阀的转向缓冲限位技术类似。不同点是将机械液压顶杆改为电磁感应式，为非接触式的，限位部件本身不易损坏失效。其技术不足是：

（1）电磁开关对应的是点切断控制；

（2）车架由于转向惯性超过这个点位后，切断缓冲功能失效。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供了一种适用于铰接转向车辆的基于位移传感技术与变量液压技术的非接触式转向限位的比例控制系统及比例控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种非接触式转向限位的比例控制系统，是在铰接转向车辆上应用的基于位移传感技术与变量液压技术的非接触式转向限位的比例控制系统，包括液压油箱、电比例变量转向泵、LS流量放大阀模块、LS转向器模块、正反转意图传感器总成、方向盘转速传感器、电比例溢流阀模块、转向油缸、位移传感器总成和控制器；

所述的液压油箱、电比例变量转向泵、LS流量放大阀模块、电比例溢流阀模块、转向油缸通过液压油管依次连接，形成液压油回路；所述的LS转向器模块通过液压油管分别与LS流量放大阀模块、转向油缸相连接；

所述的正反转意图传感器总成和方向盘转速传感器安装在LS转向器模块上；所述的电比例变量转向泵的输出管路上设有泵口压力传感器；所述的LS流量放大阀模块的LS口输出管路上设有LS口压力传感器；

所述的泵口压力传感器、LS口压力传感器、正反转意图传感器总成、方向盘转速传感器、电比例溢流阀模块、位移传感器总成的电路接线端子分别与控制器上相应的接口相连接；

所述的位移传感器总成采用角位移传感器总成或线位移传感器总成；