[發明專利]一種大客車液壓主動轉向系統及控制方法

有效

• 申請號: 201710260227.3
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107010107B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 趙萬忠;周小川;欒眾楷;王春燕
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D5/06
• 分類號: B62D5/06;B62D5/04;B62D6/00;B62D101/00;B62D137/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種大客車液壓主動轉向系統的控制方法，基于大客車液壓主動轉向系統，系統包括：機械轉向模塊、液壓助力模塊、液壓主動轉向模塊、主控制模塊及傳感器模塊；

所述的機械轉向模塊包括依次連接的方向盤、轉向軸、循環球轉向器、搖臂、轉向直拉桿、轉向節臂、轉向梯形及車輪，方向盤上產生的力矩經轉向搖臂、轉向直拉桿、轉向節臂、轉向梯形輸出至車輪；

所述的液壓助力模塊包括依次連接的助力電機、助力液壓泵、助力轉閥、助力動力缸、第一回油管路及儲油罐，液壓油經助力液壓泵進入助力轉閥，液壓油在助力轉閥作用下再進入助力動力缸，推動循環球轉向器進行液壓助力，助力力矩依次傳遞給轉向搖臂和轉向直拉桿，液壓油通過第一回油管路返回儲油罐；

所述的液壓主動轉向模塊包括依次連接的主動轉向電機、主動轉向液壓泵、電磁閥、主動轉向動力缸、第二回油管路以及與上述液壓助力模塊共用的儲油罐；液壓油在主動轉向液壓泵作用下流經電磁閥，進入主動轉向動力缸并推動轉向直拉桿運動；轉向直拉桿伸出動力缸的部分與轉向節臂相連，帶動轉向節臂和轉向梯形運動，最終實現車輪的轉向；

所述的傳感器模塊包括轉矩傳感器、方向盤轉角傳感器、車速傳感器及橫擺角速度傳感器，分別輸出的轉矩信號a、轉角信號b、速度信號c、橫擺角速度信號d共同傳遞給主控制模塊；

所述的主控制模塊包括預期轉速計算模塊、轉速PID調節器、電流PID調節器，主控制模塊對接收到的數據信號計算，分別得到助力電機控制信號f、主動轉向電機控制信號e，并將助力電機控制信號f傳送給助力電機，將主動轉向電機控制信號e傳送給主動轉向電機，從而控制車輛液壓助力大小及附加液壓補償的大小，實現對車輛轉向助力和主動轉向的控制；

其特征在于，該方法采用電機雙閉環控制，外環為轉速調節環，內環為電流調節環；包括如下步驟：

(1)通過方向盤輸入駕駛員施加的轉向力矩；

(2)預期轉速計算模塊分別接收轉矩傳感器輸出的轉矩信號a、方向盤轉角傳感器輸出的轉角信號b、車速傳感器輸出的速度信號c、橫擺角速度傳感器輸出的橫擺角速度信號d，并根據當前車輛工況對所需的助力進行運算，得到助力電機的第一期望轉速和主動轉向電機的第二期望轉速；

(3)外環調節采用轉速PID調節器，轉速PID調節器的輸入為第一期望轉速和第二期望轉速，此外助力電機和主動轉向電機轉速信號的第一真實值和第二真實值反饋至轉速PID調節器輸入端，轉速PID調節器根據反饋結果進行調節，消除系統目標轉速與實際轉速的跟蹤誤差，并輸出電流信號；

(4)內環調節采用電流PID調節器，電流PID調節器的輸入為轉速PID調節器輸出的電流信號，同時助力電機、主動轉向電機控制電流的第三真實值和第四真實值反饋至電流PID調節器的輸入端，電流PID調節器根據反饋結果進行調節，以消除系統目標信號與實際信號的跟蹤誤差；

(5)電流PID調節器輸出助力電機控制信號f和主動轉向電機控制信號e，經逆變器后分別作用于助力電機、主動轉向電機，并帶動助力液壓泵和主動轉向液壓泵工作，分別對助力動力缸和主動轉向動力缸進行壓力調節，分別控制循環球轉向器和轉向直拉桿的助力，將總助力值輸出至轉向梯形，最后作用于車輪，從而完成預期的轉向助力要求。