本發(fā)明涉及一種液壓傳動(dòng)控制裝置，尤其是一種全液壓后輪轉(zhuǎn)向精確定位控制系統(tǒng)，同時(shí)還涉及相應(yīng)的定位控制方法，屬于車輛液壓傳動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

工程車輛常采用后輪轉(zhuǎn)向，由于駕駛員在操縱時(shí)難以直觀感受車輪的朝向，而只能通過(guò)觀察方向盤(pán)的位置狀態(tài)推測(cè)當(dāng)前車輪的方向，因此方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角之間的精確對(duì)應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)尤為重要。

據(jù)申請(qǐng)人了解，長(zhǎng)期以來(lái)現(xiàn)有技術(shù)中，后輪轉(zhuǎn)向功能的實(shí)現(xiàn)基本都是由方向盤(pán)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向器閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而打開(kāi)相應(yīng)油路，使液壓油從油源經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向器打開(kāi)的通道進(jìn)入轉(zhuǎn)向液壓缸，再由液壓缸伸縮帶動(dòng)車輪偏轉(zhuǎn)的。

這種開(kāi)環(huán)控制的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于液壓油的壓縮、泄漏等原因，實(shí)際是無(wú)法實(shí)現(xiàn)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角精確對(duì)應(yīng)的。

另外，在全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，當(dāng)車輪偏轉(zhuǎn)至其極限位置（俗稱打死）、車輪轉(zhuǎn)角不再變化時(shí)，如繼續(xù)扭轉(zhuǎn)，方向盤(pán)仍然可能轉(zhuǎn)動(dòng)，尤其是長(zhǎng)期運(yùn)行后。這種過(guò)量轉(zhuǎn)動(dòng)直接破壞了車輪轉(zhuǎn)角與方向盤(pán)轉(zhuǎn)角之間的既定對(duì)應(yīng)關(guān)系，在車輪回正過(guò)程中，車輪朝向與規(guī)定的方向盤(pán)位置狀態(tài)有可能不再對(duì)應(yīng)，從而妨礙駕駛員對(duì)工程車輛行進(jìn)方向的判斷，存在一定的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的首要目的在于：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種可以確保車輛方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角精確對(duì)應(yīng)的全液壓后輪轉(zhuǎn)向精確定位控制系統(tǒng)，同時(shí)給出相應(yīng)的定位控制方法。

本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于：提出一種可以消除方向盤(pán)過(guò)量轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)車輪操控影響的全液壓后輪轉(zhuǎn)向精確定位方法。

為了達(dá)到以上首要目的，本發(fā)明的全液壓后輪轉(zhuǎn)向精確定位控制系統(tǒng)包括方向盤(pán)經(jīng)液壓轉(zhuǎn)向器并通過(guò)轉(zhuǎn)向液壓缸驅(qū)動(dòng)的車輪以及智能配油補(bǔ)償控制電路，其特征在于，所述方向盤(pán)和車輪分別裝有方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和車輪轉(zhuǎn)角傳感器，所述液壓轉(zhuǎn)向器的油源端經(jīng)補(bǔ)償電磁閥接液壓轉(zhuǎn)向器的進(jìn)油口，所述方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和車輪轉(zhuǎn)角傳感器的信號(hào)輸出端接所述智能配油補(bǔ)償控制電路的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端，所述智能配油補(bǔ)償控制電路的控制信號(hào)輸出端接所述補(bǔ)償電磁閥的受控端，所述智能配油補(bǔ)償控制電路含有

測(cè)量建函裝置——用以根據(jù)出廠運(yùn)行實(shí)測(cè)的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角，建立其比例函數(shù)關(guān)系；

實(shí)測(cè)接收裝置——用以接收運(yùn)行后方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得的方向盤(pán)操控轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得的車輪實(shí)際轉(zhuǎn)角；

轉(zhuǎn)角分析裝置——用以根據(jù)接收到的方向盤(pán)操控轉(zhuǎn)角按比例函數(shù)得出車輪理論轉(zhuǎn)角，并以車輪理論轉(zhuǎn)角減去同時(shí)測(cè)得的車輪實(shí)際轉(zhuǎn)角，如差值大于預(yù)設(shè)的閾值則啟動(dòng)補(bǔ)償控制裝置，否則返回啟動(dòng)實(shí)測(cè)接收裝置；

補(bǔ)償控制裝置——用以輸出補(bǔ)償電磁閥打開(kāi)控制信號(hào)，直至測(cè)得的實(shí)際車輪轉(zhuǎn)角達(dá)到理論車輪轉(zhuǎn)角。

相應(yīng)的，本發(fā)明的全液壓后輪轉(zhuǎn)向精確定位控制方法在包括方向盤(pán)經(jīng)液壓轉(zhuǎn)向器并通過(guò)轉(zhuǎn)向液壓缸驅(qū)動(dòng)的車輪以及智能配油補(bǔ)償控制電路的系統(tǒng)中，所述方向盤(pán)和車輪分別裝有方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和車輪轉(zhuǎn)角傳感器，所述液壓轉(zhuǎn)向器的油源端經(jīng)補(bǔ)償電磁閥接液壓轉(zhuǎn)向器，所述方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器和車輪轉(zhuǎn)角傳感器的信號(hào)輸出端接所述智能配油補(bǔ)償控制電路的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端，所述智能配油補(bǔ)償控制電路的控制信號(hào)輸出端接所述補(bǔ)償電磁閥的受控端，所述智能配油補(bǔ)償控制電路按以下步驟運(yùn)行

測(cè)量建函步驟——根據(jù)出廠運(yùn)行實(shí)測(cè)的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與對(duì)應(yīng)的車輪轉(zhuǎn)角關(guān)系，建立比例函數(shù)；

實(shí)測(cè)接收步驟——接收運(yùn)行后方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得的方向盤(pán)操控轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得的車輪實(shí)際轉(zhuǎn)角；

轉(zhuǎn)角分析步驟——根據(jù)接收到的方向盤(pán)操控轉(zhuǎn)角按比例函數(shù)得出車輪理論轉(zhuǎn)角，并以車輪理論轉(zhuǎn)角減去同時(shí)測(cè)得的車輪實(shí)際轉(zhuǎn)角，如差值大于預(yù)設(shè)的閾值則進(jìn)行以下的補(bǔ)償控制步驟，否則返回上面實(shí)測(cè)接收步驟；

補(bǔ)償控制步驟——輸出補(bǔ)償電磁閥打開(kāi)控制信號(hào)，直至測(cè)得的實(shí)際車輪轉(zhuǎn)角達(dá)到理論車輪轉(zhuǎn)角。

這樣，當(dāng)由于轉(zhuǎn)向器長(zhǎng)期運(yùn)行磨損導(dǎo)致的內(nèi)泄漏使得車輪轉(zhuǎn)角與方向盤(pán)轉(zhuǎn)角不再如出廠時(shí)那樣基本符合比例函數(shù)關(guān)系時(shí)，本發(fā)明將借助閉環(huán)控制的補(bǔ)償電磁閥自動(dòng)補(bǔ)償與內(nèi)泄漏相當(dāng)?shù)挠土浚瑥亩ㄟ^(guò)補(bǔ)償使車輪轉(zhuǎn)角與方向盤(pán)轉(zhuǎn)角依然保持出廠時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而保證轉(zhuǎn)向定位精度，消除安全隱患。

為了達(dá)到進(jìn)一步的目的，本發(fā)明的方法中，出廠運(yùn)行實(shí)測(cè)的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角包括最大轉(zhuǎn)角，在實(shí)測(cè)接收步驟之后緊接（轉(zhuǎn)角分析步驟之前）

過(guò)量判斷步驟——將接收到的方向盤(pán)操控轉(zhuǎn)角減去最大轉(zhuǎn)角，如差值小于零，則進(jìn)行轉(zhuǎn)角分析步驟，否則以差值修正方向盤(pán)操控轉(zhuǎn)角，再進(jìn)行轉(zhuǎn)角分析步驟。

這樣即可消除方向盤(pán)過(guò)量轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)車輪操控的影響，確保車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。

圖2為圖1實(shí)施例的智能配油補(bǔ)償控制電路運(yùn)行流程圖。

圖3-圖9為圖1實(shí)施例的智能配油補(bǔ)償控制電路原理圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

本實(shí)施例為一種叉車后輪的全液壓后輪轉(zhuǎn)向精確定位控制系統(tǒng)，其基本構(gòu)成如圖1所示，方向盤(pán)1經(jīng)液壓轉(zhuǎn)向器4并通過(guò)轉(zhuǎn)向液壓缸5驅(qū)動(dòng)車輪6，方向盤(pán)1和車輪6分別裝有方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器8和車輪轉(zhuǎn)角傳感器7。液壓轉(zhuǎn)向器4的油源端2由進(jìn)油口P經(jīng)補(bǔ)償電磁閥3（常態(tài)關(guān)閉）再接入液壓轉(zhuǎn)向器4內(nèi)。

液壓轉(zhuǎn)向器的典型機(jī)械結(jié)構(gòu)可以參見(jiàn)CN201110195256.9 、CN201320401810.9的中國(guó)專利申請(qǐng)文獻(xiàn)，其殼體具有進(jìn)油口P和分別與轉(zhuǎn)向液壓缸5兩端連通的左、右輸油口L、R，殼體一端制有流道的內(nèi)孔中裝有閥套，閥套內(nèi)裝有延伸出轉(zhuǎn)向輸入軸的閥芯，轉(zhuǎn)向輸入軸的端頭通過(guò)花鍵與方向盤(pán)1連接，從而構(gòu)成圖1中在方向盤(pán)1操控作用下切換轉(zhuǎn)向器4內(nèi)部流道的配流閥組件4-1。閥芯的內(nèi)孔中穿裝與閥套形成周向約束的聯(lián)動(dòng)軸，殼體的另一端與擺線針輪副4-2的定子固連，聯(lián)動(dòng)軸的另一端通過(guò)外花鍵與擺線針輪副的轉(zhuǎn)子的內(nèi)花鍵傳動(dòng)嚙合，擺線針輪副4-2又稱計(jì)量馬達(dá)，可以通過(guò)控制轉(zhuǎn)向液壓缸5的油量將方向盤(pán)的操控作用力放大。

方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器8和車輪轉(zhuǎn)角傳感器7的信號(hào)輸出端接智能配油補(bǔ)償控制電路（即控制器）9的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端，而智能配油補(bǔ)償控制電路9的控制信號(hào)輸出端接補(bǔ)償電磁閥3的受控端。補(bǔ)償電磁閥3具有打開(kāi)和關(guān)閉位置，當(dāng)處于打開(kāi)位置時(shí)，除保持液壓轉(zhuǎn)向器原有的液壓油路外，還形成了經(jīng)配流閥組件4-1后分別與轉(zhuǎn)向液壓缸5兩端直接連通的配油補(bǔ)償流道。

智能配油補(bǔ)償控制電路9如圖3-圖9所示，主要由作為信號(hào)輸入端的FB9432S信號(hào)采集模塊（圖8）、STC11F60XE單片機(jī)主控芯片（圖4）、以及作為控制輸出端的電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊（圖7）構(gòu)成。

信號(hào)采集模塊的數(shù)字信號(hào)輸出端5、7、8、9腳分別接主控芯片的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入腳21-24，可以將轉(zhuǎn)角傳感器輸出至端子排J6的正弦電壓轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行解碼，將交變電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，再發(fā)送給STC11F60XE。STC11F60XE為含有微處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM、4個(gè)8位并行I/O口、串行口UART、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及中斷系統(tǒng)的單片機(jī)，可以對(duì)預(yù)置數(shù)據(jù)、輸入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后輸出適當(dāng)時(shí)長(zhǎng)的控制信號(hào)。電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊由通過(guò)光電隔離器件與主控芯片控制輸出腳P3.2耦合連接的兩串聯(lián)三極管功率放大器件構(gòu)成，該功率放大器件的輸出通過(guò)端子排J7的2個(gè)接線端子分別與補(bǔ)償電磁閥的兩根電源線連接。由于電磁閥線圈屬于感性負(fù)載，會(huì)形成感應(yīng)電壓，為避免對(duì)其它元器件形成反向沖擊，該模塊還設(shè)置了兩并聯(lián)續(xù)流二極管。

此外，配油補(bǔ)償控制電路還含有提供所需電壓的供電模塊（圖3）、可以與外部電腦通信的MAX232數(shù)據(jù)通信模塊（圖5）、以及作為人與機(jī)器交換信息接口的人機(jī)交互模塊（圖6）。

工作時(shí)，智能配油補(bǔ)償控制電路9根據(jù)圖2所示的邏輯步驟運(yùn)行：

測(cè)量建函步驟——根據(jù)出廠運(yùn)行實(shí)測(cè)的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與對(duì)應(yīng)的車輪轉(zhuǎn)角關(guān)系，建立比例函數(shù)；

實(shí)測(cè)接收步驟——接收運(yùn)行后方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得的方向盤(pán)操控轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得的車輪實(shí)際轉(zhuǎn)角；

過(guò)量判斷步驟——將接收到的方向盤(pán)操控轉(zhuǎn)角減去最大轉(zhuǎn)角，如差值小于零，則進(jìn)行如下轉(zhuǎn)角分析步驟，否則以差值修正方向盤(pán)操控轉(zhuǎn)角，再進(jìn)行如下轉(zhuǎn)角分析步驟；

轉(zhuǎn)角分析步驟——根據(jù)接收到的方向盤(pán)操控轉(zhuǎn)角按比例函數(shù)得出車輪理論轉(zhuǎn)角，并以車輪理論轉(zhuǎn)角減去同時(shí)測(cè)得的車輪實(shí)際轉(zhuǎn)角，如差值大于預(yù)設(shè)的閾值則進(jìn)行以下的補(bǔ)償控制步驟，否則補(bǔ)償電磁閥保持關(guān)閉返回上面實(shí)測(cè)接收步驟；

補(bǔ)償控制步驟——輸出補(bǔ)償電磁閥打開(kāi)控制信號(hào)，直至測(cè)得的實(shí)際車輪轉(zhuǎn)角達(dá)到理論車輪轉(zhuǎn)角。

試驗(yàn)表明，采用本實(shí)施例的轉(zhuǎn)向器后，通過(guò)設(shè)定車輛方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與車輪轉(zhuǎn)角之間的函數(shù)關(guān)系，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)角度信息，一旦內(nèi)泄漏引起的車輪轉(zhuǎn)角超過(guò)允許誤差后，智能配油補(bǔ)償控制電路打開(kāi)補(bǔ)償電磁閥為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油路定量補(bǔ)充液壓油，而轉(zhuǎn)向器原有油路提供轉(zhuǎn)向所需的主要輸出流量，因此能夠通過(guò)閉環(huán)控制，消除因內(nèi)泄漏而造成的轉(zhuǎn)向器配油不足，同時(shí)消除方向盤(pán)過(guò)量轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)車輪操控的影響，保證了轉(zhuǎn)向器的配油精度，從而可以長(zhǎng)期保持車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向精度。