CN115476918A - 一种大吨位装载机转向控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大吨位装载机转向控制方法及系统，采用四轮独立驱动方式，每个轮边分别设置有电机驱动总成驱动轮胎行走，四个轮边能够独立进行驱动；转向控制方法包括：响应于驾驶员通过操作手柄动作给出转向需求，监测手柄角度和转向液压系统压力；控制器根据手柄角度控制转向液压系统向转向油缸输出对应的流量和整机转向角速度；响应于手柄方向上有响应且转向液压系统压力达到设定最大压力值，控制转向液压系统保持最大压力输出，同时控制四个电机驱动总成分别输出电驱动力矩且四个电驱动力矩具有差值，电驱动力矩与液压转向力矩之和不低于负载的瞬时转向阻力矩，实现整机以对应于手柄角度的转向角速度进行转向。

Description

一种大吨位装载机转向控制方法及系统

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，涉及一种大吨位装载机转向控制方法及系统，具体涉及一种四轮独立驱动装载机的转向控制方法及系统。

背景技术

大吨位装载机(额定载荷在12吨及以上，满载质量超过60吨以上)现有的转向系统多为手柄转向系统，即通过手柄向左或向后的角度控制转向系统，进而控制车架转向的角速度，实现精确的转向。

但是在整机超载的时候，容易出现转向系统持续溢流导致整机没有转向，同时出现转向沉重，甚至在某一角度时，手柄转向角度无法控制整机转向的现象，即整机在这一角度(该角度＜极限角度)时，手柄在该方向继续转向的时候，整机不再响应转向，或者转向速度明显与驾驶员期望的目标值不匹配的现象；即此时，在该方向上，转向失灵了，并且，转向并没有到极限位置。

现有技术的解决方案是，提高转向系统的压力，或者重新布局转向铰点以增加转向系统的转向力臂等来解决该问题。提高转向系统的压力，意味着需要重新匹配和选型更大容量的油缸、更大尺寸的液压阀、和排量及压力更大的液压泵等，同时系统的各种管路也需要升级，成本偏高；而通过布局新的转向铰点，以增大转向力臂等，需要改变现有的车架结构和焊接工装等，综合成本更高，通用性差。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种大吨位装载机转向控制方法及系统。

本发明采用四轮独立驱动方式，即每个轮边有轮边电机总成驱动轮胎行走，四个轮边可以独立进行驱动，当手柄有角度时，控制器根据手柄的角度值，向转向泵和对应的电磁阀发送信号，转向泵输出流量和压力，电磁阀接通后，控制主阀响应，进而控制转向缸实现对应的转向。

当车架转向到一定的角位移β时，即出现转向系统能提供的转向力矩M1与负载的转向阻力矩M2相等(等于M3)的临界状态，此时转向系统的压力达到最大，此时，如果驾驶员需要在该方向上继续转向，即将手柄继续向该方向进行拨动，理论上接下来，M1持续减小，而M2继续增大，车架的转向角度β＜θ≤45°，而实际上，转向系统会持续溢流，而转向角度θ并没有增加，即此时转向角度θ保持在β的位置，因为，车架此时无法转动，因为此时的负载阻力矩过大而超过了转向系统在该角度能提供的最大力矩，此时本发明的控制器读取车架角度传感器S的信号，以及泵出口的压力信号P，以及手柄的角度信号，当发现手柄有信号输入，而S无信号响应(车架角度没有变化)，且压力P达到最大时，控制器控制电源向四个轮边总成输出电功率，输出的电功率的结果是，四个轮边进行差速行走，以补偿负载的阻力矩，即此时液压系统的最大输出功率与控制器输出的电功率之和大于等于负载的阻力消耗的功率。或者理解为电驱动四个轮边的驱动力矩与液压系统的最大力矩之和等于负载的阻力矩，从而实现整机转向，随着转向角度θ的增加，液压系统的最大力矩M1持续减小，而负载阻力矩M2持续增加，两者的差值△M不断增大，电驱动力矩也在不断增大，确保在转向行程的极限角度内，手柄输出角度，车架一直有角度θ响应，并且驾驶员察觉不到电驱动力矩的响应，感觉不到液压系统在溢流，感觉转向很正常，即感觉到此时的转向感觉与液压系统没有溢流时的感觉是相同的，即转向角速度是与手柄角度对应的。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种装载机转向控制方法，包括：采用四轮独立驱动方式，每个轮边分别设置有电机驱动总成驱动轮胎行走，四个轮边能够独立进行驱动；转向控制方法包括：

响应于驾驶员通过操作手柄动作给出转向需求，监测手柄角度和转向液压系统压力；其中，所述手柄角度包括手柄角度大小和方向；

控制器根据手柄角度控制转向液压系统向转向油缸输出对应的流量和整机转向角速度；

响应于手柄方向上有响应且转向液压系统压力达到设定最大压力值，控制转向液压系统保持最大压力输出，同时控制四个电机驱动总成分别输出电驱动力矩且四个电驱动力矩具有差值，电驱动力矩与液压转向力矩之和不低于负载的瞬时转向阻力矩，实现整机以对应于手柄角度的转向角速度进行转向。

在一些实施例中，所述的装载机转向控制方法，包括：

响应于驾驶员通过操作手柄动作给出转向需求，获取手柄角度和电控泵出口压力P，其中，所述手柄角度包括手柄角度α和手柄方向；

响应于手柄角度α不为零，且电控泵出口压力P小于设定最大压力值，控制器向电磁阀输出与α及手柄方向对应的电信号，向电控泵输出与α对应的电信号；

响应于手柄角度α不为零，电控泵出口压力P达到设定最大压力值，液压系统开始溢流；

发出指令控制电控泵出口压力P保持在设定最大压力值，且电控泵保持当前的流量输出，同时控制电机驱动总成输出电驱动力矩，所述电驱动力矩与液压转向力矩M1之和不低于负载的瞬时转向阻力矩M2，直至整机以对应于手柄角度α的转向角速度进行转向。

在一些实施例中，所述的装载机转向控制方法，包括：响应于手柄角度α为零，控制电控泵输出流量为0，电磁阀断电。

在一些实施例中，在转向控制过程中，还包括：获取整机转向角度θ，响应于整机转向角度θ达到极限值，提示驾驶员整机转向至极限位置。

第二方面，提供一种装载机转向控制系统，包括控制器，所述控制器包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作，以执行根据第一方面所述的装载机转向控制方法。

在一些实施例中，所述的装载机转向控制系统，还包括：手柄、四轮独立电机驱动总成、转向油缸和转向液压系统；

手柄，被配置为：驾驶员通过操作手柄动作给出转向需求，输入手柄角度，并发送给所述控制器；

压力传感器，被配置为采集转向液压系统压力，并发送给所述控制器；

整机转向角度传感器，被配置为采集整机转向角度，并发送给所述控制器；

转向液压系统，被配置为接收所述控制器发出的指令，输出对应的液压转向力矩；

电机驱动总成，被配置为接收所述控制器发出的指令，输出电驱动力矩。

在一些实施例中，所述转向液压系统包括电控泵、主溢流阀、多路阀和先导阀组；

电控泵的控制端与所述控制器信号连接，电控泵通过多路阀给转向油缸供油，电控泵出口并联主溢流阀，先导阀组的b口接电控泵出口，先导阀组的a口回油，先导阀组的c口接多路阀的其中一个控制油口，先导阀组的d口接多路阀的另一控制油口，先导阀组的f端子、e端子与所述控制器信号连接，用于通过先导阀组控制多路阀的工作位切换以及阀芯开度。

进一步地，所述先导阀组包括：换向阀、第一电磁阀、第二电磁阀、先导溢流阀；

先导阀组的b口一路连至换向阀的P2口，换向阀的A2口接先导阀组的c口、d口两者之一、换向阀的B2口接先导阀组的c口、d口两者之另一，换向阀T2口接a口；

先导阀组b口的另一路经先导溢流阀接回油；

第一电磁阀的D1口和第二电磁阀的D2口均连至b口；第一电磁阀的E1口和第二电磁阀的E2口均连至a口；

第一电磁阀的C1口连至换向阀的两个控制油口之一，第二电磁阀的C2口连至换向阀的两个控制油口之另一。

优选地，在一些实施例中，所述先导阀组还包括第一减压阀、第二减压阀，先导阀组的b口至换向阀的P2口之间串接有第一减压阀；先导阀组的b口至第一电磁阀的D1口、b口至第二电磁阀的D2口之间串接有第二减压阀。

优选地，在一些实施例中，所述先导阀组还包括节流阀，节流阀的进口连至先导阀组b口，节流阀的出口一路连至第二减压阀，另一路连至先导溢流阀。

在一些实施例中，所述转向液压系统还包括油箱，电控泵吸油口、主溢流阀出口、多路阀T1口，先导阀组的a口均连至油箱。

在一些实施例中，所述多路阀为三位四通阀。

第三方面，提供一种装载机，包括所述的装载机转向控制系统。

有益效果：本发明提供的一种大吨位装载机转向控制方法及系统，具有以下优点：1.成本低：整个转向控制系统的系统压力没有提高，油缸、转向阀块，液压泵等基本上不用升级为更大压力的系统匹配，成本相对低，而四轮独立驱动电机为未来的发展趋势，比传统的驱动桥和变速箱的成本要低，因此综合成本有所降低。即问题解决了，并且成本也降低了。

2.能量效率较高，节能显著。由于液压系统的压力，没有提高，超出的部分由电驱动力矩进行补偿，因此可以应用于更大吨位的装载机，压力越高，损失越大，液压系统的效率越低，而电驱动的效率要显著高于液压系统的效率，因此本发明的能量利用效率比同行的增大压力的方案，效率要高，节能效果显著。

3.整机的转向控制响应更为精确。采用本发明技术方案，在车架角度θ增加到＞β后，控制器检测到转向手柄的信号后，向整机内侧和外侧的驱动电机分别输出不同的驱动力矩，使整机的轮胎在油缸推力和驱动电机的驱动力矩共同作用下接近纯滚动模式，从而实现更为精确的转向控制。由于电的响应要高于液压系统的响应，因此转向方案更为灵敏和精确。

4.容易实现配套，控制器、驱动电机、油缸、泵及阀等相关件的制造技术成熟，加工方便、供应商配套成熟度高。

附图说明

图1为本发明实施例的大吨位装载机转向控制系统示意图；

图1中：1、手柄；2、前驱动；3、控制器；4、电源；5、传感器S；6、后驱动；7、先导阀；8、油缸总成；9、多路阀；10、主溢流阀；11、电控泵；12油箱。

2L：左前驱动；2R：右前驱动；6L：左后驱动；6R：右后驱动；每个驱动均包括相应的电机总成和轮胎。

图2为本发明实施例的先导阀组的原理图；

图2中：71，先导溢流阀；72，第一减压阀；73，第二减压阀；74，换向阀；75，第一电磁阀；76，第二电磁阀；77，节流阀。

图3为本发明实施例的液压系统能提供的最大转向力矩M1、负载阻力矩M2以及差值△M随转向角度θ的变化曲线图；

图4为本发明实施例大吨位装载机转向控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

一种大吨位装载机转向控制方法，包括：采用四轮独立驱动方式，每个轮边分别设置有电机驱动总成驱动轮胎行走，四个轮边能够独立进行驱动；转向控制方法包括：

响应于驾驶员通过操作手柄动作给出转向需求，监测手柄角度和转向液压系统压力；其中，所述手柄角度包括手柄角度大小和方向；

控制器根据手柄角度控制转向液压系统向转向油缸输出对应的流量和整机转向角速度；

响应于手柄方向上有响应且转向液压系统压力达到设定最大压力值，控制转向液压系统保持最大压力输出，同时控制四个电机驱动总成分别输出电驱动力矩且四个电驱动力矩具有差值，电驱动力矩与液压转向力矩之和不低于负载的瞬时转向阻力矩，实现整机以对应于手柄角度的转向角速度进行转向。

在一些实施例中，转向液压系统压力以电控泵出口压力P来监测。

在一些实施例中，所述的装载机转向控制方法，包括：

响应于驾驶员通过操作手柄动作给出转向控制需求，获取手柄角度和电控泵出口压力P，其中，所述手柄角度包括手柄角度α和手柄方向；

响应于手柄角度α不为零，且电控泵出口压力P小于设定最大压力值，根据手柄角度α和手柄方向发出指令控制向对应于手柄方向的电磁阀输出对应于手柄角度α的电流值，根据手柄角度α的大小控制向电控泵输出对应于手柄角度α的电流值；

响应于手柄角度α不为零，电控泵出口压力P达到设定最大压力值，液压系统开始溢流；

发出指令控制电控泵出口压力P保持在设定最大压力值，且电控泵保持当前的流量输出，同时控制电机驱动总成输出电驱动力矩，所述电驱动力矩与液压转向力矩M1之和不低于负载的转向阻力矩M2，直至整机以对应于手柄角度α的转向角速度进行转向。即四个驱动总成的总电驱动力矩≥△M，M2-M1＝△M。

响应于手柄角度α为零，发出指令控制电控泵输出流量为0，电磁阀断电，整机无转向动作或结束转向动作。

在一些实施例中，在转向控制过程中，还包括：获取整机转向角度θ信息，响应于整机转向角度θ达到极限值，发出指令提示驾驶员整机在该方向上已经转向至极限位置。

实施例2

一种大吨位装载机转向控制系统，包括控制器，所述控制器包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作，以执行实施例1所述的大吨位装载机转向控制方法。

在一些实施例中，所述的大吨位装载机转向控制系统，还包括：手柄1、四轮独立电机驱动总成、转向油缸8和转向液压系统；

手柄，被配置为通过驾驶员操作手柄动作给出转向需求，输入手柄角度，并发送给所述控制器；

压力传感器，被配置为采集转向液压系统压力，并发送给所述控制器；

整机转向角度传感器，被配置为采集整机转向角度，并发送给所述控制器；

转向液压系统，被配置为接收所述控制器发出的指令，输出对应的液压转向力矩；

电机驱动总成，被配置为接收所述控制器发出的指令，输出电驱动力矩。

在一些实施例中，所述转向液压系统包括电控泵、主溢流阀、多路阀和先导阀组；

电控泵的控制端与所述控制器信号连接，电控泵通过多路阀给转向油缸供油，电控泵出口并联主溢流阀，先导阀组的b口接电控泵出口，先导阀组的a口回油，先导阀组的c口接多路阀的其中一个控制油口，先导阀组的d口接多路阀的另一控制油口，先导阀组的f端子、e端子与所述控制器信号连接，用于通过先导阀组控制多路阀的工作位切换以及阀芯开度。

在一些实施例中，如图2所示，所述先导阀组包括：换向阀、第一电磁阀、第二电磁阀、先导溢流阀；

先导阀组的b口一路连至换向阀的P2口，换向阀的A2口接先导阀组的c口、d口两者之一、换向阀的B2口接先导阀组的c口、d口两者之另一，换向阀T2口接a口；

先导阀组的b口的另一路经先导溢流阀接回油；

第一电磁阀的D1口和第二电磁阀的D2口均连至b口；第一电磁阀的E1口和第二电磁阀的E2口均连至a口；

第一电磁阀的C1口连至换向阀的两个控制油口之一，第二电磁阀的C2口连至换向阀的两个控制油口之另一。

在一些实施例中，所述先导阀组还包括第一减压阀、第二减压阀，先导阀组的b口至换向阀的P2口之间串接有第一减压阀；先导阀组的b口至第一电磁阀的D1口、b口至第二电磁阀的D2口之间串接有第二减压阀。

进一步地，所述先导阀组还包括节流阀，节流阀的进口连至先导阀组b口，节流阀的出口一路连至第二减压阀，另一路连至先导溢流阀。

在一些实施例中，所述转向液压系统还包括油箱，电控泵吸油口、主溢流阀出口、多路阀T1口，先导阀组的a口均连至油箱。

在一些实施例中，所述多路阀9为三位四通阀，具有中位和两个工作位，当所述多路阀9处于中位时，不能通过多路阀9给转向油缸8供油；当所述多路阀9处于两个工作位时，电控泵11分别通过多路阀9向转向油缸8的其中一个油口供油，转向油缸8的另一个油口通过多路阀9连接回油箱12。

为了实现上述功能，整个功率分配控制系统需要进行油路连接、电路连接。

液压系统油路连接：

如图1所示，油源经电控泵11连至多路阀9的P1口，并经A1口和B1口与转向油缸8连接，经T1口与油箱12连接；电控泵11出口并联一路主溢流阀10，主溢流阀10出口连接油箱12；

先导阀组7的a口接油箱，b口接电控泵11出口，c口和d口分别接多路阀9的控制油口，用于通过先导阀组7控制多路阀9的工作位切换以及阀芯开度(转向油缸8流量)。

所述多路阀9为三位四通阀，具有中位和两个工作位，当所述多路阀9处于中位时，不能通过多路阀9给转向油缸8供油；当所述多路阀9处于两个工作位时，电控泵11分别通过多路阀9向转向油缸8的其中一个油口供油，转向油缸8的另一个油口通过多路阀9连接回油箱12。

如图2所示，先导阀组7内部的油路：b口为输入口，经第一减压阀72，接换向阀74的P2口，换向阀74的A2口和B2口分别接c口和d口，换向阀T2口接a口；b口的另一路经节流阀77接第二减压阀73，第二减压阀73的出口同时接第一电磁阀75的D1口和第二电磁阀76的D2口，第一电磁阀75的E1口和第二电磁阀76的E2口同时接a口，第一电磁阀的C1口、第二电磁阀C2口分别各接换向阀74的一个控制油口；节流阀77的出口另一路接先导溢流阀71的入口，先导溢流阀71的出口接a口。

电路连接：控制器与手柄、电机驱动总成(2L，2R，6L，6R)、电源采用CAN通讯连接，与传感器S进行信号线连接，与电机驱动总成、电源还进行大功率硬线连接，与先导阀组的f端子、e端子以及电控泵采用接插件连接。

先导阀组的f端子、e端子分别连接第一电磁阀75和第二电磁阀76的电磁铁上的端子接口。

电机驱动总成：包括电机总成和轮胎，电机总成与轮胎采用机械连接，具体为电机总成通过多个螺栓连接轮辋，通过轮辋连接轮胎。

当手柄角度α在中位时，即α＝0时，多路阀9在中位，先导阀组的换向阀74在中位，第一电磁阀75和第二电磁阀76处于断电的状态，此时电控泵输出的排量为0，整个液压系统虽然充满油液，但是没有额外的流量和压力输入。

左转和右转的原理是完全等效的，下面以向左转向为例进行说明。

驾驶员将手柄向左拨动一个角度α，控制器读取手柄角度α以及向左的方向信号，向电控泵发送输出对应于α的流量和压力的指令，同时向先导阀组的第一电磁阀75发送对应于角度α的指令；

低压先导油路：第一电磁阀75右移至D1和C1口接通，压力油经电控泵，先导阀组的b口、节流阀、第二减压阀73、第一电磁阀D1和C1口，并推动换向阀阀芯74右移换向，换向阀74的P2口和A2口接通，T2口和B2口接通；换向阀74的另一端控制口经第二电磁阀C2口、E2口、a口接油箱进行回油。

中压先导油路：压力油经电控泵、先导阀组的b口、第一减压阀72、换向阀74的P2口、A2口、c口，并推动多路阀9阀芯右移换向，使主油路的P1口和A1口接通，T1口和B1口接通；多路阀9的另一路控制油经先导阀组7的d口，换向阀74的B2口、T2口、a口接油箱进行回油。

主油路：接通后，压力油经电控泵、多路阀P1口、A1口进入转向油缸，其中，左转向油缸缩短，右转向油缸伸长，实现整机向左转向，并且转向角度为θ；

整机的转向角度θ由传感器S实时监测并发送至控制器，手柄角度α(或拨动角度)最终控制的是转向油缸伸出的速度或者缩回的速度，即控制的是整机的转向角速度，并不直接控制角度θ，此时四个电机驱动总成在转向油缸的作用下，配合转向油缸进行转向，具体表现为外侧的电机驱动总成2R和6R之间的弧长相对变长，或者说相对弧度变大；而内侧的电机驱动总成2L、6L之间的弧长相对变短，或者相对弧度变短，即整机以对应于手柄角度α的角速度实现向左转向。此时控制器向驱动总成不输出具有差值的电驱动力矩，即内侧轮胎和外侧轮胎的转动，或者整机的转向角速度与电驱动力矩无关，整机转向角速度只与液压系统油缸伸出(或缩回)的速度有关。

即不溢流，不输出差值电驱动力矩；

随着θ的增大，整机能提供的最大转向力矩M1逐渐减小，而转向阻力矩M2逐渐增大，当θ＝β时，M1＝M2＝M3，即M1减小为M3，M2增大为M3；β为转向力矩和转向阻力矩相等的临界点。

当θ＞β时，理论上M1＜M3，而M2＞M3，M2-M1＝△M，此时具体表现为主溢流阀压力达到最大值P而溢流或者接近溢流的状态，手柄角度α继续增大时，整机便无法响应，即车架的转角θ与手柄角度α(向左)无法匹配或者无法继续响应，即此时继续向左拨动手柄，α继续增大，但是车架的转角θ保持在β的位置，而不会进一步增大。即此时驾驶员会感觉手柄无法控制整机继续向左转向，单纯靠液压系统，整机就实现不了继续向左转向。而此时控制器响应，控制电源开始放电，且经控制器转换调整后，向内侧电机驱动总成2L、6L输出较小的扭矩或者功率，而向外侧电机驱动总成2R、6R输出较多的，较大的扭矩或者功率；即由控制器向四个电机驱动总成输出的具有差值的总力矩与液压力矩之和完全能够克服此时的转向阻力矩。并且确保四个轮胎的转动接近于纯滚动状态，即总的电驱动力矩≥△M，并且随着θ继续增大，△M变大，总的电驱动力矩也随之增大，但是仍然有总的电驱动力矩≥△M；并且，整机此时仍然以对应于手柄角度α的角速度实现向左转向。即此时，每一个电机驱动总成的行驶驱动，同时受到液压油缸的力和电驱动力的同时作用。

即溢流时，输出具有差值的电驱动力矩。

需要说明的是，当液压系统溢流时，即可判定当前的整机转向角度θ＝β，而此时，只要手柄向左的角度α＞0，即手柄向左，且不在中位时，就意味着驾驶员需要向左转向，需要转向油缸继续以对应于α的速度伸长或缩短，以增加整机的转向角度，即需要θ继续增大，而仅仅靠液压系统提供的力矩无法满足，即θ会保持在β的位置，此时控制器就可以输出额外的电功率或电驱动力矩以满足θ继续增大，实现整机继续向左转向的目的。

下面进一步说明这种情况：当α＝α1时，液压系统开始溢流，此时整机转向角度θ＝β，当α继续向左增大时，即α＞α1时，控制器输出电驱动力矩，以实现整机转向；而如果此时驾驶员将手柄适当减小，向相反的方向(或者说往回)拨动一个很小的角度，即0＜α＜α1时，即手柄角度仍然是向左，只是角度减小了，对应的是，驾驶员需要整机转向的角速度减小了，但是角位移仍然是需要增加的，即θ是需要增加的，而θ的增大，仅仅靠液压系统是无法实现的，此时控制器仍然会输出电驱动力矩以实现整机转向。

本发明的整机向左转向或者向右转向的角度θ范围为：0≤θ≤45°；即从左极限到右极限的角度行程为90°，或者理解为±45°。

由于每次作业时，驾驶员超载的程度不同，因此临界值β是随着负载的阻力矩而变化的，例如：当物料是铁矿石铲装的时候，β＝25°；当物料是煤炭铲装的时候，β＝35°等等；

本发明的电源：包括可拆卸或固定的锂电池(或燃料电池)组、或固定的充电桩、或者是其他动力源带动发电机实时发电提供的可随整机移动的电源等。

第一电磁阀、第二电磁阀均为比例式电磁阀，控制器通过改变输出的电流值，可以调节电磁阀阀芯的开度；换向阀、多路阀均为液控比例式液压阀；

本发明的电控泵，控制器通过输出具体的电流值，调节泵的斜盘倾角，进而调节泵输出的排量。

本发明的向右转向原理与向左转向的原理是等效的，示例：当手柄从中位向右拨动一个角度α时，控制器接通第二电磁阀和电控泵，先导阀组的换向阀阀芯左移，多路阀的阀芯左移，至转向油路接通，实现左转向油缸伸长，油转向油缸缩短，整机实现向右转向。

下面以向左转向为例进一步说明本发明的控制方法：

步骤1：控制器检测手柄角度为0时，电控泵输出流量为0，电磁阀断电，多路阀在中位，整机无转向动作或结束转向动作；

步骤2：检测到手柄角度α＞0，控制器向电磁阀和电控泵输出对应于角度α的电流值，液压系统主油路接通，整机以对应于α的角速度转向，整机转向角度θ增大；并执行步骤3；

步骤3：检测液压系统的压力值，当达到设定值时，执行步骤4，否则执行步骤2；

步骤4：检测手柄角度α是否为0，当不为0时，执行步骤5，否则执行步骤1；

步骤5：检测整机转向角度θ是否达到极限值，当小于极限值时，执行步骤6，否则提示驾驶员整机在该方向上已经转向至极限位置；

步骤6：控制器通过电源向四个电机驱动总成输出具有差值的电驱动力矩，且液压系统压力保持在设定值，电驱动力矩与液压力矩之和不低于负载的瞬时阻力矩，整机以对应于α的角速度进行转向，并检测手柄角度，直至转向动作结束。

本发明向右转向的控制方法同理。

实施例3

一种装载机，包括实施例2所述的大吨位装载机转向控制系统。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种装载机转向控制方法，其特征在于，采用四轮独立驱动方式，每个轮边分别设置有电机驱动总成驱动轮胎行走，四个轮边能够独立进行驱动；转向控制方法包括：

响应于驾驶员通过操作手柄动作给出转向需求，监测手柄角度和转向液压系统压力；其中，所述手柄角度包括手柄角度大小和方向；

控制器根据手柄角度控制转向液压系统向转向油缸输出对应的流量和整机转向角速度；

响应于手柄方向上有响应且转向液压系统压力达到设定最大压力值，控制转向液压系统保持最大压力输出，同时控制四个电机驱动总成分别输出电驱动力矩且四个电驱动力矩具有差值，电驱动力矩与液压转向力矩之和不低于负载的瞬时转向阻力矩，实现整机以对应于手柄角度的转向角速度进行转向。

2.根据权利要求1所述的装载机转向控制方法，其特征在于，包括：

响应于驾驶员通过操作手柄动作给出转向需求，获取手柄角度和电控泵出口压力P，其中，所述手柄角度包括手柄角度α和手柄方向；

响应于手柄角度α不为零，且电控泵出口压力P小于设定最大压力值，控制器向电磁阀输出与α及手柄方向对应的电信号，向电控泵输出与α对应的电信号；

响应于手柄角度α不为零，电控泵出口压力P达到设定最大压力值，液压系统开始溢流；

发出指令控制电控泵出口压力P保持在设定最大压力值，同时控制电机驱动总成输出电驱动力矩，所述电驱动力矩与液压转向力矩M1之和不低于负载的瞬时转向阻力矩M2，直至整机以对应于手柄角度α的转向角速度进行转向。

3.根据权利要求1所述的装载机转向控制方法，其特征在于，包括：响应于手柄角度α为零，控制电控泵输出流量为0，电磁阀断电。

4.根据权利要求1或2所述的装载机转向控制方法，其特征在于，在转向控制过程中，还包括：获取整机转向角度θ，响应于整机转向角度θ达到极限值，提示驾驶员整机转向至极限位置。

5.一种装载机转向控制系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作，以执行根据权利要求1-4任一项所述的装载机转向控制方法。

6.根据权利要求5所述的装载机转向控制系统，其特征在于，还包括：手柄、四轮独立电机驱动总成、转向油缸和转向液压系统；

手柄，被配置为：驾驶员通过操作手柄动作给出转向需求，输入手柄角度，并发送给所述控制器；

压力传感器，被配置为采集转向液压系统压力，并发送给所述控制器；

整机转向角度传感器，被配置为采集整机转向角度，并发送给所述控制器；

转向液压系统，被配置为接收所述控制器发出的指令，输出对应的液压转向力矩；

电机驱动总成，被配置为接收所述控制器发出的指令，输出电驱动力矩。

7.根据权利要求6所述的装载机转向控制系统，其特征在于，所述转向液压系统包括电控泵、主溢流阀、多路阀和先导阀组；

电控泵的控制端与所述控制器信号连接，电控泵通过多路阀给转向油缸供油，电控泵出口并联主溢流阀，先导阀组的b口接电控泵出口，先导阀组的a口回油，先导阀组的c口接多路阀的其中一个控制油口，先导阀组的d口接多路阀的另一控制油口，先导阀组的f端子、e端子与所述控制器信号连接，用于通过先导阀组控制多路阀的工作位切换以及阀芯开度。

8.根据权利要求7所述的装载机转向控制系统，其特征在于，所述先导阀组包括：换向阀、第一电磁阀、第二电磁阀、先导溢流阀；

先导阀组的b口一路连至换向阀的P2口，换向阀的A2口接先导阀组的c口、d口两者之一、换向阀的B2口接先导阀组的c口、d口两者之另一，换向阀T2口接a口；

先导阀组b口的另一路经先导溢流阀接回油；

第一电磁阀的D1口和第二电磁阀的D2口均连至b口；第一电磁阀的E1口和第二电磁阀的E2口均连至a口；

第一电磁阀的C1口连至换向阀的两个控制油口之一，第二电磁阀的C2口连至换向阀的两个控制油口之另一。

9.根据权利要求8所述的装载机转向控制系统，其特征在于，所述先导阀组还包括第一减压阀、第二减压阀，先导阀组的b口至换向阀的P2口之间串接有第一减压阀；先导阀组的b口至第一电磁阀的D1口、b口至第二电磁阀的D2口之间串接有第二减压阀。

10.根据权利要求9所述的装载机转向控制系统，其特征在于，所述先导阀组还包括节流阀，节流阀的进口连至先导阀组b口，节流阀的出口一路连至第二减压阀，另一路连至先导溢流阀。

11.根据权利要求8所述的装载机转向控制系统，其特征在于，所述转向液压系统还包括油箱，电控泵吸油口、主溢流阀出口、多路阀T1口，先导阀组的a口均连至油箱。

12.根据权利要求7所述的装载机转向控制系统，其特征在于，所述多路阀为三位四通阀。

13.一种装载机，其特征在于，包括权利要求5-12任一项所述的装载机转向控制系统。

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