本發(fā)明涉及車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種多模式轉(zhuǎn)向的多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前，為滿足商用車、重卡等多軸車輛在公路行駛和場(chǎng)地轉(zhuǎn)移等多種轉(zhuǎn)向工況，滿足車輛操縱穩(wěn)定性、彎道通過(guò)能力、機(jī)動(dòng)靈活性、行駛安全性等要求，業(yè)內(nèi)致力于多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多模式轉(zhuǎn)向，例如使多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)同時(shí)具備單組轉(zhuǎn)向、全輪轉(zhuǎn)向和斜行轉(zhuǎn)向的功能。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，為了使多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述的多模式轉(zhuǎn)向，需要對(duì)各車橋的轉(zhuǎn)向進(jìn)行獨(dú)立控制。具有多模式轉(zhuǎn)向的多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常是在各車橋上連接轉(zhuǎn)向油缸，每個(gè)轉(zhuǎn)向油缸具有獨(dú)立的控制油路，通過(guò)控制各車橋?qū)?yīng)的油缸來(lái)控制各車橋的轉(zhuǎn)向角。

3、但是，為了保證各車橋轉(zhuǎn)向的精確性，每個(gè)車輪對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向節(jié)處均需要安裝轉(zhuǎn)角傳感器來(lái)感應(yīng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向的閉環(huán)精確控制。由于轉(zhuǎn)角傳感器價(jià)格昂貴，對(duì)于軸數(shù)較多的車輛而言，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所需轉(zhuǎn)角傳感器數(shù)量較多，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的生產(chǎn)成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種多模式轉(zhuǎn)向的多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其控制方法，可以取消轉(zhuǎn)向節(jié)處的轉(zhuǎn)角傳感器，從而降低多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種多模式轉(zhuǎn)向的多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括控制組件和多組轉(zhuǎn)向組件，多組轉(zhuǎn)向組件分別與各車橋一一對(duì)應(yīng)安裝，各組轉(zhuǎn)向組件包括：轉(zhuǎn)向機(jī)，固定于車橋的殼體；直拉桿，其一端鉸接于所述轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂，另一端鉸接于所述車橋任意一側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的下節(jié)臂；橫拉桿，其兩端分別鉸接于所述車橋的兩個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)的上節(jié)臂；所述控制組件和各個(gè)所述轉(zhuǎn)向機(jī)連接，用于接收駕駛員的轉(zhuǎn)向指令并根據(jù)轉(zhuǎn)向指令得到各車橋的轉(zhuǎn)角，控制各車橋所述轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)至各自對(duì)應(yīng)的目標(biāo)角度。

3、通過(guò)采用上述實(shí)施方式，當(dāng)車輛需要轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員發(fā)出轉(zhuǎn)向指令，控制組件接收到轉(zhuǎn)向指令后，根據(jù)轉(zhuǎn)向指令得到各個(gè)車橋的轉(zhuǎn)角，然后控制各個(gè)車橋?qū)?yīng)的轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)至目標(biāo)角度。轉(zhuǎn)向垂臂通過(guò)其對(duì)應(yīng)的直拉桿帶動(dòng)其中一側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)的下節(jié)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，該側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的上節(jié)臂通過(guò)橫拉桿帶動(dòng)另外一側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)相同的角度。轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂在控制組件的控制下能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的精確控制，且由于直拉桿和橫拉桿均為剛性件，因此，在轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)角度得到精確控制時(shí)，轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度也同時(shí)得到了精確的控制。無(wú)需在轉(zhuǎn)向節(jié)處安裝轉(zhuǎn)角傳感器即可精確控制轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而降低了多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。

4、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)向機(jī)為電液轉(zhuǎn)向機(jī)，所述控制組件包括：控制單元，其電連接于各車橋的電液轉(zhuǎn)向機(jī)，用于接收駕駛員的轉(zhuǎn)向指令，并根據(jù)轉(zhuǎn)向指令得到各個(gè)車橋的轉(zhuǎn)角，向各車橋的電液轉(zhuǎn)向機(jī)發(fā)出相應(yīng)的轉(zhuǎn)角指令；液壓泵站，與控制單元電連接，其分配有多路液壓管路，多路液壓管路分別連接于各車橋電液轉(zhuǎn)向機(jī)進(jìn)油口的液壓油路。

5、通過(guò)采用上述實(shí)施方式，當(dāng)控制單元接收到駕駛員的轉(zhuǎn)向指令后，根據(jù)駕駛指令計(jì)算出各個(gè)車橋的轉(zhuǎn)角，然后控制單元向各個(gè)車橋的電液轉(zhuǎn)向機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)向指令，同時(shí)液壓泵站的通過(guò)各路液壓油路向各個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)提供液壓油，電液轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)至目標(biāo)角度。由于電液轉(zhuǎn)向機(jī)的控制精度較高，且電液轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向力矩較大，使得各個(gè)車橋的轉(zhuǎn)角能夠得到精確控制。

6、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，車橋的數(shù)量為n，n為偶數(shù)，且n≥2，所述液壓泵站包括n/2個(gè)液壓泵，每個(gè)所述液壓泵的出油口連通有分流閥，每個(gè)分流閥分流出兩個(gè)液壓油路，兩個(gè)液壓油路分別連通相鄰的兩個(gè)所述轉(zhuǎn)向機(jī)進(jìn)油口。

7、通過(guò)采用上述實(shí)施方式，對(duì)于偶數(shù)個(gè)車橋的情況，每相鄰的兩個(gè)車橋使用同一個(gè)液壓泵，從而減少了液壓泵的使用數(shù)量。且由于分流閥可以人為選擇分流的比例，調(diào)節(jié)分流閥分流出的兩個(gè)液壓油路流量的比例，能夠根據(jù)相鄰兩車橋轉(zhuǎn)角的比例來(lái)將分流閥的比例選擇為相應(yīng)比例，使得該相鄰兩車橋的轉(zhuǎn)向速度接近，從而較好的保持轉(zhuǎn)向過(guò)程中的轉(zhuǎn)角協(xié)調(diào)。

8、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，車橋的數(shù)量為n，n為奇數(shù)，且n≥3，所述液壓泵站包括((n-1)/2)+1個(gè)液壓泵，其中(n-1)/2個(gè)所述液壓泵的出油口均連通有分流閥，每個(gè)分流閥分流出兩個(gè)液壓油路，兩個(gè)液壓油路分別連通相鄰兩個(gè)所述轉(zhuǎn)向機(jī)進(jìn)油口，剩余一個(gè)所述液壓泵的出油口通過(guò)液壓油路連通剩余的一個(gè)所述轉(zhuǎn)向機(jī)的進(jìn)油口。

9、通過(guò)采用上述實(shí)施方式，能夠盡可能多的使相鄰兩個(gè)車橋共用一個(gè)液壓泵，從而減少液壓泵的使用數(shù)量。

10、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，車橋數(shù)量為n，且n≥2，所述液壓泵站包括n個(gè)液壓泵，n個(gè)所述液壓泵的出油口分別通過(guò)液壓油路連通n個(gè)所述轉(zhuǎn)向機(jī)的進(jìn)油口。

11、通過(guò)采用上述實(shí)施方式，每個(gè)車橋?qū)?yīng)一個(gè)液壓泵，使得各個(gè)車橋能夠根據(jù)實(shí)際需要選擇各自液壓泵對(duì)應(yīng)的流量，能夠較為精準(zhǔn)的控制各個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)所對(duì)應(yīng)的液壓油路的流量。

12、結(jié)合第一方面，在一種實(shí)施方式中，還包括多個(gè)助力油缸，和各車橋一一對(duì)應(yīng)安裝，各所述助力油缸并聯(lián)于其對(duì)應(yīng)的電液轉(zhuǎn)向機(jī)，所述助力油缸外殼的端部鉸接于車橋外殼，伸縮桿的端部鉸接于遠(yuǎn)離所述直拉桿的一側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的下節(jié)臂，所述電液轉(zhuǎn)向機(jī)轉(zhuǎn)向垂臂的擺動(dòng)方向和所述助力油缸的伸縮桿伸縮方向一致。

13、通過(guò)采用上述實(shí)施方式，當(dāng)轉(zhuǎn)向機(jī)通過(guò)直拉桿帶動(dòng)其中一側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的下節(jié)臂進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，助力油缸的伸縮桿能夠同步帶動(dòng)另一側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的下節(jié)臂進(jìn)行相同方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)車橋的轉(zhuǎn)向形成了助力，從而進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向性能。

14、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供了一種多模式轉(zhuǎn)向的多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制方法，其包括以下步驟：控制組件接收駕駛員的轉(zhuǎn)向指令；控制組件根據(jù)轉(zhuǎn)向指令得出各個(gè)車橋的轉(zhuǎn)角；控制組件根據(jù)各個(gè)車橋的轉(zhuǎn)角控制各車橋轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)至各自對(duì)應(yīng)的目標(biāo)角度；轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂通過(guò)其對(duì)應(yīng)的直拉桿帶動(dòng)其中一側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的下節(jié)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，該側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的上節(jié)臂通過(guò)橫拉桿帶動(dòng)另外一側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的上節(jié)臂轉(zhuǎn)動(dòng)相同角度。

15、結(jié)合第二方面，在一種實(shí)施方式中，當(dāng)駕駛員的轉(zhuǎn)向指令為單組轉(zhuǎn)向模式時(shí)，控制組件控制前橋各車橋轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)至各自對(duì)應(yīng)的目標(biāo)角度，且前橋各車橋的目標(biāo)角度之間符合阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系，后橋各車橋轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂不轉(zhuǎn)動(dòng)。

16、結(jié)合第二方面，在一種實(shí)施方式中，當(dāng)駕駛員的轉(zhuǎn)向指令為全輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，控制組件控制前橋的各轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)至各自對(duì)應(yīng)的第一目標(biāo)角度，且前橋各車橋的第一目標(biāo)角度之間符合阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系；控制組件控制后橋的各轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)至各自對(duì)應(yīng)的第二目標(biāo)角度，第二目標(biāo)角度和第一目標(biāo)角度方向相反，且后橋各車橋的第二目標(biāo)角度之間符合阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系。

17、結(jié)合第二方面，在一種實(shí)施方式中，當(dāng)駕駛員的轉(zhuǎn)向指令為斜行模式時(shí)，控制組件控制所有車橋的轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)至目標(biāo)角度，且各個(gè)車橋的目標(biāo)角度相同。

18、本技術(shù)實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果包括：

19、當(dāng)車輛需要轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員發(fā)出轉(zhuǎn)向指令，控制組件接收到轉(zhuǎn)向指令后，根據(jù)轉(zhuǎn)向指令得到各個(gè)車橋的轉(zhuǎn)角，然后向各個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)發(fā)出指令，使各個(gè)轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)至目標(biāo)角度。轉(zhuǎn)向垂臂通過(guò)其對(duì)應(yīng)的直拉桿帶動(dòng)其中一側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)的下節(jié)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，該側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的上節(jié)臂通過(guò)橫拉桿帶動(dòng)另外一側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)相同的角度。轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向垂臂在控制組件的控制下能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的精確控制，且由于直拉桿和橫拉桿均為剛性件，因此，在轉(zhuǎn)向垂臂轉(zhuǎn)動(dòng)角度得到精確控制時(shí)，轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度也同時(shí)得到了精確的控制。無(wú)需在轉(zhuǎn)向節(jié)處安裝轉(zhuǎn)角傳感器即可精確控制轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而降低了多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。