對中油缸控制系統和方法、電液控制轉向系統及工程車輛與流程

本發明涉及多軸工程車輛的轉向控制技術領域，具體地，涉及一種對中油缸控制系統、一種對中油缸控制方法、一種電液控制轉向系統和一種工程車輛。

背景技術：

目前，工程車輛朝著重載方向發展，隨著車身的增長及車軸數的增加，必須依靠多橋轉向來滿足車輛靈活性。而電液控制后軸轉向因其能靈活實現車輛多種轉向模式而得到越來越廣泛的應用。另一方面，轉向系統對車輛安全至關重要，需要滿足高速穩定性，尤其是車輛高速行駛時后軸需要防止擺動。

現有技術的電液控制轉向系統中，一橋的轉向角度信號傳遞給控制器，通過計算得到該轉向橋的目標轉向角度，并和各橋的實時轉向角度信號進行比較，由控制器發出指令控制轉向閥，進而控制轉向。比如，利勃海爾公司的專利(DE10245618A1)即采用負載敏感電液比例轉向系統，該轉向系統能滿足車輛低速轉向靈活性要求。同時為滿足高速穩定性要求，車輛在高速行駛時，后軸由對中油缸鎖定在中位，保持直行。從某種角度上講，對中油缸控制系統對車輛安全性更為關鍵。例如，利勃海爾公司專利(DE10245618A1)就采用從車輪驅動系統的分動箱取力的油泵向對中油缸控制系統單獨供油，旨在保障對中油缸控制系統的可靠性，進而保障車輛轉向系統安全性。

但是，雖然對中油缸有獨立的油泵向對中油缸控制系統供油，但是仍有故障會影響其可靠性，如油泵的取力系統失效、油泵內泄等，將會直接影響對中油缸控制系統的正常工作；另外，油泵從分動箱取力，即車輛必須保證一定的車速，油泵才能提供足夠的流量來滿足對中油缸的工作需求，這也限制了如車輛故障時切換為對中油缸模式時的響應速度。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種對中油缸控制系統，該對中油缸控制系統能夠顯著地提升對中油缸的可靠性和響應速度。

為了實現上述目的，本發明提供一種對中油缸控制系統，包括通過油路連接的對中油缸和對中油泵模塊以及用于后軸轉向控制油路的變量泵模塊，所述對中油缸通過進油路和所述對中油泵模塊連通，并且所述變量泵模塊的出油路連接于所述對中油缸，其中，所述變量泵模塊在第一工作狀態下不向所述對中油缸供油，在所述對中油泵模塊無法向所述對中油缸供油時，所述變量泵模塊處在第二工作狀態并向所述對中油缸供油。

通過上述技術方案，由于變量泵模塊能夠在對中油泵模塊無法向對中油缸供油(例如，對中油泵出現內泄嚴重、取力不足或取力系統出現故障、或者車速較低)時，所述變量泵模塊處在第二工作狀態并向所述對中油缸供油，例如，提高對中油缸控制系統沉冗度、提升車輛轉向安全性和車速較慢時對中油缸切換的響應速度。

進一步地，所述對中油缸和所述對中油泵模塊之間的進油路上設置有第一單向閥，所述變量泵模塊的出油路連接于所述進油路的位于所述第一單向閥下游的油路段上。

這樣，由于用于后軸轉向控制油路的變量泵模塊的出油路連接于進油路的位于第一單向閥下游的油路段上，這樣，在對中油泵模塊不足以向對中油缸供油(例如，對中油泵出現內泄嚴重、取力不足或取力系統出現故障、或者車速較低)時，變量泵模塊將處于第二工作狀態，以向對中油缸供油，而第一單向閥則可以阻擋變量泵的供油反向流向對中油泵模塊，以保證變量泵向對中油缸的供油效果，例如，提高對中油缸控制系統沉冗度、提升車輛轉向安全性和車速較慢時對中油缸切換的響應速度。

進一步地，所述變量泵模塊的所述出油路設置有第二單向閥，所述第二單向閥的壓力差大于自身預設值時開啟，以允許所述變量泵模塊向所述對中油缸供油。

進一步地，所述對中油泵模塊包括對中油泵和對中卸荷閥，其中，所述第一單向閥位于所述對中卸荷閥的下游，所述進油路的位于所述對中卸荷閥和所述第一單向閥之間的油路段上設置有蓄能器。

進一步地，所述變量泵模塊包括有壓力切斷閥，其中，在所述第二工作狀態下，所述壓力切斷閥控制所述變量泵模塊的變量泵的輸出壓力。

另外，本發明提供一種電液控制轉向系統，包括后軸轉向控制系統和對中油缸控制系統，所述對中油缸控制系統為以上任一所述的對中油缸控制系統，其中，所述變量泵模塊形成為所述后軸轉向控制系統的變量泵模塊。

這樣，如上所述的，在該電液控制轉向系統中，當對中油泵模塊不足以向對中油缸供油(例如，對中油泵出現內泄嚴重、取力不足或取力系統出現故障、或者車速較低)時，變量泵模塊將處于第二工作狀態，以向對中油缸供油，而第一單向閥則可以阻擋變量泵的供油反向流向對中油泵模塊，以保證變量泵向對中油缸的供油效果，例如，提高對中油缸控制系統沉冗度、提升車輛轉向安全性和車速較慢時對中油缸切換的響應速度。

進一步地，所述后軸轉向控制系統包括換向閥，其中，所述換向閥在第一位置時能夠接通所述后軸轉向控制系統的轉向負載油路，使得所述變量泵模塊處于第一工作狀態；所述換向閥在第二位置時能夠斷開所述后軸轉向控制系統的轉向負載油路，使得所述變量泵模塊處于第二工作狀態。

更進一步地，所述對中油缸和所述對中油泵模塊之間的進油路上設置有第一單向閥，所述換向閥與所述進油路的位于所述對中油泵模塊和所述第一單向閥之間的油路段連通，其中，所述對中油泵模塊的油路壓力降低時，所述換向閥從第一位置切換到所述第二位置。

可選擇地，或者更進一步地，所述后軸轉向控制系統的轉向負載油路包括梭閥和所述變量泵模塊包括的負載敏感閥，所述換向閥設置在所述負載敏感閥和所述梭閥之間。

另外，本發明提供一種工程車輛，所述工程車輛為多軸工程車輛，所述多軸工程車輛設置有上述任一所述的電液控制轉向系統。

這樣，如上所述的，該多軸工程車輛的轉向安全性和可靠性得到顯著提升。

最后，本發明提供一種對中油缸控制方法，該對中油缸控制方法包括用于后軸轉向控制油路的變量泵在所需時能夠向后軸的對中油缸供油。這樣，在對中油泵模塊不足以向對中油缸供油(例如，對中油泵出現內泄嚴重、取力不足或取力系統出現故障、或者車速較低)時，變量泵模塊的變量泵將處于第二工作狀態，以向對中油缸供油來提供對中油缸所需的壓力油，從而能夠提高對中油缸控制系統沉冗度、提升車輛轉向安全性和車速較慢時對中油缸切換的響應速度。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明提供的對中油缸控制系統的示意圖；

圖2是本發明提供的電液控制轉向系統的示意圖；

圖3是圖2中的后軸轉向控制系統中，變量泵模塊處于第一工作狀態的示意圖。

附圖標記說明

1-對中油缸，2-對中油泵模塊，3-變量泵模塊，4-進油路，5-第一單向閥，6-出油路，7-第二單向閥，8-對中油泵，9-對中卸荷閥，10-蓄能器，11-壓力切斷閥，12-變量泵，13-負載敏感閥，14-梭閥，15-換向閥。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

如圖1所示，本發明的對中油缸控制系統包括通過油路連接的對中油缸1和對中油泵模塊2以及用于后軸轉向控制油路的變量泵模塊3，對中油缸1通過進油路4和對中油泵模塊2連通，并且變量泵模塊3的出油路6連接于對中油缸1，其中，變量泵模塊3在第一工作狀態下不向對中油缸1供油，在對中油泵模塊2無法向對中油缸1供油時，變量泵模塊3處在第二工作狀態并向對中油缸1供油。

通過上述技術方案，由于變量泵模塊3能夠在對中油泵模塊2無法向對中油缸供油1(例如，對中油泵出現內泄嚴重、取力不足或取力系統出現故障、或者車速較低)時，變量泵模塊3處在第二工作狀態并向對中油缸1供油，例如，提高對中油缸控制系統沉冗度、提升車輛轉向安全性和車速較慢時對中油缸切換的響應速度。

進一步地，如圖1所示的，對中油缸1和對中油泵模塊2之間的進油路4上設置有第一單向閥5，變量泵模塊3的出油路6連接于進油路4的位于第一單向閥5下游的油路段上，其中，變量泵模塊3在第一工作狀態下不向對中油缸1供油，變量泵模塊3在第二工作狀態下向對中油缸1供油。

這樣，由于用于后軸轉向控制油路的變量泵模塊3的出油路6連接于對中油缸控制系統的進油路4的位于第一單向閥5下游的油路段上，這樣，在對中油泵模塊2不足以向對中油缸1供油(例如，對中油泵8出現內泄嚴重、取力不足或取力系統出現故障、或者車速較低)時，變量泵模塊3將處于第二工作狀態，以向對中油缸1供油，而第一單向閥5則可以阻擋變量泵12的供油反向流向對中油泵模塊2，以保證變量泵12向對中油缸1的供油效果，例如，提高對中油缸控制系統沉冗度、提升車輛轉向安全性和車速較慢時對中油缸切換的響應速度。

當然，本發明的對中油缸控制系統中，變量泵模塊3可以具有兩條出油路，其中，在第一工作狀態下使用第一條出油路以控制車輛轉向，而在第二工作狀態下使用第二條以向對中油缸1供油。

或者，為了簡化管路連接，降低成本，優選地，變量泵模塊3具有一條出油路6，也就是，不論是第一工作狀態，還是第二工作狀態，變量泵模塊3的供油都從出油路6供給，此時，如圖1和2所示的，變量泵模塊3的出油路6設置有第二單向閥7，第二單向閥7的壓力差大于自身預設值時開啟，以允許變量泵模塊3向對中油缸1供油。這樣，如圖1所示的，對中油泵模塊2正常工作時，其向對中油缸1根據所需輸送高壓油，維持對中油缸1對中所需的壓力，同時，變量泵模塊3處于第一工作狀態，以根據轉向負載而實時地通過出油路6供給車輛轉向所需的壓力油，此時，第二單向閥7兩側的壓力油的壓力差不足以開啟第二單向閥7，由于第二單向閥7的阻擋，對中油缸控制系統和后軸轉向控制系統相互隔離正常運行而不相互影響。

可選擇地，或者進一步地，為了進一步提升對中油泵模塊2的穩定性和使用壽命，優選地，如圖1所示的，對中油泵模塊2包括對中油泵8和對中卸荷閥9，其中，第一單向閥5位于對中卸荷閥9的下游，其中，進油路4的位于對中卸荷閥9和第一單向閥5之間的油路段上設置有蓄能器10，這樣，車輛以較高的速度行駛時，或者對中油泵8正常工作時，通過對中卸荷閥9向對中油缸1供油，此時，在蓄能器10的保壓作用下，優選地在第二單向閥7的輔助截止作用下(變量泵模塊3在第一工作狀態下，進油路4和第一條出油路6不連通)，對中油缸1的進油路4中維持一定的高壓，以應對對中油缸1中位模式切換時的響應速度，此時，在對中卸荷閥9的作用下，對中油泵8能夠連續回油進行卸荷，這將能夠大大減少對中油泵8的持續工作時間，有助于對中油泵8的可靠性和使用壽命的顯著提升。

另外，如圖1和2所示的，變量泵模塊3包括有壓力切斷閥11，其中，在第二工作狀態下，壓力切斷閥11控制變量泵模塊3的變量泵12的輸出壓力，比如，在第二工作狀態下，對中油泵模塊2不足以向對中油缸1供油(例如，對中油泵8出現內泄嚴重、取力不足或取力系統出現故障、或者車速較低)時，壓力切斷閥11將提升變量泵12的輸出壓力，例如，促使第二單向閥7開啟，以向對中油缸1供油。

另外，在以上任一的基礎上，本發明提供一種電液控制轉向系統，如圖2所示的，該電液控制轉向系統包括后軸轉向控制系統和對中油缸控制系統，其中，對中油缸控制系統為上述任一所述的對中油缸控制系統，其中，變量泵模塊3形成為后軸轉向控制系統的變量泵模塊。

這樣，在對中油泵模塊2不足以向對中油缸1供油(例如，對中油泵8出現內泄嚴重、取力不足或取力系統出現故障、或者車速較低)時，變量泵模塊3將處于第二工作狀態，以向對中油缸1供油，而第一單向閥5則可以阻擋變量泵12的供油反向流向對中油泵模塊2，以保證變量泵12向對中油缸1的供油效果，例如，提高對中油缸控制系統沉冗度、提升車輛轉向安全性和車速較慢時對中油缸切換的響應速度。當然，變量泵模塊3將處于第一工作狀態時，對中油缸控制系統和后軸轉向控制系統相互正常運行，優選地而并不相互影響。

進一步地，如圖2所示的，后軸轉向控制系統包括換向閥15，其中，換向閥15在第一位置時能夠接通后軸轉向控制系統的轉向負載油路，使得變量泵模塊3處于第一工作狀態；換向閥15在第二位置時能夠斷開后軸轉向控制系統的轉向負載油路，使得變量泵模塊3處于第二工作狀態。轉向負載油路可以參考圖3所示的，此時，轉向負載油路可以根據實時的轉向負載來準確地控制變量泵模塊3的變量泵12的排量，以實時可靠地控制轉向。

更進一步地，如圖2所示的，為了能夠根據進油路4的實時狀態來實時控制換向閥15的位置，優選地，對中油缸1和對中油泵模塊2之間的進油路4上設置有第一單向閥5，換向閥15與進油路4的位于對中油泵模塊2和第一單向閥5之間的油路段連通，其中，對中油泵模塊2的油路壓力降低時，換向閥15從第一位置切換到第二位置。這樣，換向閥15可以根據進油路4內的油路壓力準確及時地從第一位置切換到第二位置，以使得變量泵模塊3能夠及時有效地從第一工作狀態切換到第二工作狀態。

可選擇地，或者進一步地，如圖2和3所示的，后軸轉向控制系統的轉向負載油路包括梭閥14和變量泵模塊3包括的負載敏感閥13，其中，換向閥15設置在負載敏感閥13和梭閥14之間。這樣，換向閥15在第一位置時，將負載敏感閥13和梭閥14連通以控制調節處于第一工作狀態下的變量泵模塊3的變量泵12的排量，換向閥15在第二位置時，則將負載敏感閥13和梭閥14斷開，此時，變量泵模塊3從第一工作狀態切換到第二工作狀態，而在第二工作狀態，壓力切斷閥11控制變量泵模塊3的變量泵12的輸出壓力。

換向閥15可以為兩位三通閥。

另外，本發明提供一種工程車輛，所述工程車輛為多軸工程車輛，所述多軸工程車輛設置有上述任一所述的電液控制轉向系統。這樣，如上所述的，該多軸工程車輛的轉向安全性和可靠性得到顯著提升。

最后，本發明提供一種對中油缸控制方法，該對中油缸控制方法包括用于后軸轉向控制油路的變量泵在所需時能夠向后軸的對中油缸供油。這樣，在對中油泵模塊不足以向對中油缸供油(例如，對中油泵出現內泄嚴重、取力不足或取力系統出現故障、或者車速較低)時，變量泵模塊的變量泵將處于第二工作狀態，以向對中油缸供油來提供對中油缸所需的壓力油，從而能夠提高對中油缸控制系統沉冗度、提升車輛轉向安全性和車速較慢時對中油缸切換的響應速度。

以下結合圖2，詳細說明本發明的一種優選實施方式中電液控制轉向系統的工作原理：

后軸轉向控制系統：

兩位三通閥(換向閥15)10右位(第一位置)時，將梭閥15和負載敏感閥13接通，后軸轉向控制系統運行在負載敏感模式，負載敏感閥13控制口處壓力來自于梭閥14的輸出，后軸轉向控制系統如圖3所示，此時，變量泵12通常由發動機取力，為后軸轉向控制系統提供油源，每個轉向軸的轉向由各軸的比例閥組控制。通過梭閥14將各軸轉向負載的較大者反饋至負載敏感閥13的控制口，通過負載敏感閥13的作用，變量泵12的輸出壓力永遠比各軸轉向的最大負載值高出一定壓力差(由于負載敏感閥13的一部分壓力)，此壓力差由負載敏感閥13設定。

對中油缸控制系統：

對中油泵8通常由分動箱取力，該對中油泵8只在車輛行駛過程中工作，以向對中油缸1供油。對中油缸的控制閥失電時，后軸鎖定在中位；對中油缸的控制閥得電時，對中油缸處于浮動狀態。

車輛行駛時，對中油泵8正常工作，通過對中卸荷閥9向對中油缸1供油，對中卸荷閥9的A口連接有蓄能器10，及第一單向閥5。在蓄能器10的保壓作用下，及第二單向閥7的截止作用下，對中油缸1的進油路4中維持一定的高壓，以應對中位油缸模式切換時的響應速度，此時在對中卸荷閥9的作用下，對中油泵8連接回油進行卸荷。這能大大減少對中油泵8的持續工作時間，對其可靠性、使用壽命有益。此時由于該對中油缸控制系統維持高壓，并作用在兩位三通閥以使其維持右位，如前所述，后軸轉向控制系統運行在負載敏感模式，也就是，在車輛高速行駛時，對中油缸8正常工作以根據所需向對中油缸1供油，而后軸轉向控制系統在實時負載下實時控制轉向，這樣，兩個系統油源各自供油，互不干涉。

當對中油泵8出現內泄嚴重或取力不足或者取力系統出現故障或者車輛行駛速度較慢時，對中油泵8供油不足而不能向對中油缸1提供足夠維持其高壓的油液。此時對中卸荷閥9的A口，第一單向閥5和蓄能器10的連接油路不能維持高壓，這勢必影響對中油缸模式切換的正常工作。此時兩位三通閥由于自身彈簧而復位以工作在左位(第二位置)，此時負載敏感閥13控制口處壓力來自于變量泵12自身輸出口壓力，在負載敏感閥13的彈簧復位作用下其一直處于右位工作，此時負載敏感閥13失去對變量泵12的排量調節作用，變量泵12的輸出壓力完全由壓力切斷閥11控制，使得后軸轉向控制系統運行在壓力切斷模式，如圖1所示，當然，壓力切斷閥11能夠對變量泵12進行過載壓力保護，此時變量泵12可以通過第二單向閥7向對中油缸1供油，第一單向閥5的截止作用保證了其供油效果，例如提高對中油缸控制系統沉冗度、提升車輛轉向安全性和車速較慢時對中油缸切換的響應速度。

以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。