[發(fā)明專利]一種工程機(jī)械及其轉(zhuǎn)向控制方法、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210069223.4
• 申請(qǐng)日: 2012-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN102556156A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓爾樑;王宏宇;肖育波;何漢清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濰柴動(dòng)力股份有限公司
• 主分類號(hào): B62D6/00
• 分類號(hào): B62D6/00;B62D5/04;B62D11/04;B62D137/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波;逯長(zhǎng)明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于工程機(jī)械的轉(zhuǎn)向控制方法和轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種包括上述轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的工程機(jī)械。

背景技術(shù)

隨著全球能源和環(huán)境問題的日益突出，開發(fā)低能耗、低排放的工程機(jī)械產(chǎn)品成為當(dāng)前機(jī)械行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。混合動(dòng)力、純電動(dòng)的工程機(jī)械技術(shù)迅速得到發(fā)展和應(yīng)用。

傳統(tǒng)的工程機(jī)械采用一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，以履帶式推土機(jī)為例，當(dāng)履帶式推土機(jī)的工作環(huán)境和行走環(huán)境惡劣(例如路面崎嶇不平)，且履帶式推土機(jī)需要轉(zhuǎn)向時(shí)，因?yàn)槁膸Р豢善D(zhuǎn)，要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向就必須依靠轉(zhuǎn)向液壓馬達(dá)等裝置提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力，使兩側(cè)履帶產(chǎn)生速差實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。傳動(dòng)系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向差速系統(tǒng)集成在一起，使得其結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。

采用雙電動(dòng)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，可以不用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和差速機(jī)構(gòu)，大大降低了成本，具有很好的應(yīng)用前景。

然而，由于缺少了差速機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方案的直線行駛控制和轉(zhuǎn)向控制難度非常大，安全風(fēng)險(xiǎn)也很高，如何實(shí)現(xiàn)行駛方向的精確控制，是雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的瓶頸技術(shù)。

有鑒于此，亟待針對(duì)工程機(jī)械提出一種新的轉(zhuǎn)向控制方法，使得工程機(jī)械能夠準(zhǔn)確地按照駕駛員指示的方向行駛，提高行駛穩(wěn)定性和安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為提供一種用于工程機(jī)械的轉(zhuǎn)向控制方法和轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，使得該工程機(jī)械能夠準(zhǔn)確地按照駕駛員指示的方向行駛，提高工程機(jī)械的行駛穩(wěn)定性和安全性。此外，本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題為提供一種包括上述轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的工程機(jī)械。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種工程機(jī)械的轉(zhuǎn)向控制方法，所述工程機(jī)械包括驅(qū)動(dòng)內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪、外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的內(nèi)側(cè)電機(jī)和外側(cè)電機(jī)，所述轉(zhuǎn)向控制方法包括如下步驟：

1)判斷所述工程機(jī)械是否需要轉(zhuǎn)向，若是，進(jìn)入步驟2)；若不是，進(jìn)入步驟3)；

2)判斷所述內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪、所述外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的當(dāng)前轉(zhuǎn)速是否均小于預(yù)設(shè)值；若是，則進(jìn)入步驟4)；若不是，則進(jìn)入步驟5)；

3)保持所述內(nèi)側(cè)電機(jī)、所述外側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一致；

4)輸入第一請(qǐng)求轉(zhuǎn)向半徑和第一請(qǐng)求負(fù)荷度，獲取并輸出內(nèi)側(cè)電機(jī)的第一扭矩和外側(cè)電機(jī)的第一扭矩，以及內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)器的扭矩和外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)器的扭矩；

5)輸入第二請(qǐng)求轉(zhuǎn)向半徑和第二請(qǐng)求負(fù)荷度，根據(jù)所述第二請(qǐng)求轉(zhuǎn)向半徑獲取并輸出所述內(nèi)側(cè)電機(jī)的第二扭矩，根據(jù)所述第二請(qǐng)求轉(zhuǎn)向半徑和所述第二請(qǐng)求負(fù)荷度獲取并輸出所述外側(cè)電機(jī)的第二扭矩。

優(yōu)選地，所述步驟3)具體為：

31)檢測(cè)所述內(nèi)側(cè)電機(jī)、所述外側(cè)電機(jī)中的低速電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速和當(dāng)前負(fù)荷度，獲取并輸出所述低速電機(jī)的扭矩；

32)控制所述內(nèi)側(cè)電機(jī)、所述外側(cè)電機(jī)中的高速電機(jī)，使所述高速電機(jī)的轉(zhuǎn)速與所述低速電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持一致。

優(yōu)選地，所述步驟4)具體為：

41)輸入所述第一請(qǐng)求半徑，根據(jù)所述第一請(qǐng)求轉(zhuǎn)向半徑獲取所述內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪、所述外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的當(dāng)前狀態(tài)；

42)輸入所述第一請(qǐng)求負(fù)荷度，根據(jù)所述第一請(qǐng)求負(fù)荷度、所述內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的當(dāng)前狀態(tài)和所述外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的當(dāng)前狀態(tài)獲取并輸出所述內(nèi)側(cè)電機(jī)的第一扭矩和所述外側(cè)電機(jī)的第一扭矩，以及所述內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)器的扭矩和所述外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)器的扭矩。

優(yōu)選地，所述步驟5)具體為：

51)輸入第二請(qǐng)求轉(zhuǎn)向半徑，根據(jù)所述第二請(qǐng)求轉(zhuǎn)向半徑獲取目標(biāo)轉(zhuǎn)向半徑；

52)根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向半徑獲取所述內(nèi)側(cè)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和所述外側(cè)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速；

53)根據(jù)所述內(nèi)側(cè)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速獲取所述內(nèi)側(cè)電機(jī)的最終目標(biāo)轉(zhuǎn)速，采用閉環(huán)控制算法獲取并輸出內(nèi)側(cè)電機(jī)的第二扭矩；

輸入第二請(qǐng)求負(fù)荷度，根據(jù)外側(cè)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和所述第二請(qǐng)求負(fù)荷度確定外側(cè)電機(jī)的目標(biāo)負(fù)荷度，并根據(jù)所述外側(cè)電機(jī)的目標(biāo)負(fù)荷度獲取并輸出所述外側(cè)電機(jī)的第二扭矩。

優(yōu)選地，所述步驟51)具體為：

首先，檢測(cè)所述工程機(jī)械的當(dāng)前車速，獲取所述當(dāng)前車速下允許的最小轉(zhuǎn)向半徑；

然后，將所述第二請(qǐng)求轉(zhuǎn)向半徑、所述最小轉(zhuǎn)向半徑中較大的一者確定為所述目標(biāo)轉(zhuǎn)向半徑。

優(yōu)選地，所述步驟52)通過如下方式獲取所述內(nèi)側(cè)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速、所述外側(cè)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速：

外側(cè)電機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速＝控制基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速；

內(nèi)側(cè)目標(biāo)轉(zhuǎn)速＝k*控制基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速*(目標(biāo)轉(zhuǎn)向半徑-輪距/2)/(目標(biāo)轉(zhuǎn)向半徑+輪距/2)；

其中，k為與滑移率、路面等相關(guān)的修正系數(shù)；控制基準(zhǔn)轉(zhuǎn)速為檢測(cè)獲取的外側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速。