多模式转向电控系统的网络化及安全性设计

　　由于多轴越野车车桥数量相对较多且载荷较大,会导致多轴特种越野车的机动能力下降,操作难度加大,不同车辆的协同能力下降,因此有必要采用多模式全轮转向技术来提高多轴特种越野车操作的灵活性,使其具有更高的通过性和机动性.目前特种车辆技术中心的多轴重型越野车多轴分组转向技术研究已经实现了车辆的前组独立转向、前后组同步转向,解决了五轴特种越野车的弯道通过性问题,并成功地应用于某10×8特种越野车.由于该多轴分组转向的电控部分比较简单,仅通过相关电磁阀控制前后组转向联动缸、后组对中缸工作与否来实现前组独立转向和前后组同步转向功能,对于同轨迹转向和斜行转向则无法实现.因此为了实现多模式转向功能,必须从后组电控转向的研究方向入手,提升转向系统的电控功能.考虑到前后组转向不是机械连接,因此该电控系统必须保证车辆转向的安全性.

　　该项研究的目的是实现前组转向、前后组反向转向、前后组同轨迹转向、斜行转向多种转向模式在多轴特种越野车上的集成,提高多轴特种越野车在狭小空间的机动能力,进一步提高多轴特种越野车的弯道通过性,同时保证转向系统的使用安全性.实现方案为:在前、后转向组中设置控制装置. 4种转向模式采用同一套转向装置,只是控制装置的控制规律不同.在一桥左轮和最后一桥左轮上设置转角传感器,控制器将采集的一桥转角按控制规律计算后得到最后一桥左轮控制目标值,然后与最后一桥左轮的采集值比较,用差值对最后一桥左轮的转角进行闭环控制.所有信号通过CAN网络进行传递以保证系统的可靠性[1].根据上述方案对该转向电控系统进行了深入研究,最终以CAN总线为基础实现了转向电控系统的网络化设计和安全性设计,并在原理样机上实现了功能验证,结果表明多模式转向电控系统的网络化及安全性设计正确可行.

　　1　电控功能要求及转向液压系统构成

　　1. 1　电控功能要求

　　①前组转向功能,即车辆转向时仅前组转向,后组不转向.

　　②前后组反向转向控制功能,即车辆转向时,后组转角与前组转角大小相等方向相反.

　　③前后组同轨迹转向控制功能,即车辆转向时,后组转角按照某一特定规律,根据前组转角值进行转向.

　　④斜行转向,即车辆转向时,后组转角与前组转角大小相等方向相同.

　　⑤实时显示转角信息;

　　⑥具有故障应急处理功能(安全性设计);

　　⑦具有信息共享功能,以便与其它系统实现数据共享.

　　1. 2　转向液压系统构成

　　多模式全轮转向液压系统原理图见图1,当只需要前组转向(前组转向模式)时,电磁阀1DT和3DT不通电,使后组转向卸压并让对中缸工作,使后组始终处于对中状态;当需要后组转向时,电磁阀1DT和3DT同时通电,并根据转向模式(前后组反向转向模式、前后组同轨迹转向模式或斜行转向模式)和前组转角值通过比例阀对后组转角实现闭环控制.电控系统为了实现后3种转向模式,首先要对前组转角进行数据采集,再根据人机交互要求选择的转向模式对后组转角进行计算,最后利用后组转角计算值对后组转角进行闭环控制.