[發明專利]一種基于電助力的多輪轉向系統及控制方法在審

申請號：	201711059118.1	申請日：	2017-11-01
公開（公告）號：	CN107826164A	公開（公告）日：	2018-03-23
發明（設計）人：	王東亮;王成玲;張勇;李玉;劉富強	申請（專利權）人：	中國北方車輛研究所
主分類號：	B62D5/04	分類號：	B62D5/04;B62D7/14
代理公司：	濟南智圓行方專利代理事務所(普通合伙企業)37231	代理人：	于志波
地址：	100072***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于助力輪轉系統控制方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及輪式車輛轉向技術領域，適用于采用獨立懸架的分布式電驅動多軸車輛。

背景技術

分布式電驅動車輛可以通過差速實現轉向，但存在高速穩定性差，控制精度低，輪胎磨損嚴重等問題。目前，多軸車輛一般采用液壓式和電控液壓式多輪轉向系統，如專利“CN201721498 U一種大型專用運輸車輛多輪轉向裝置”采用液壓缸和電液比例閥的形式，專利“CN 203427870 U一種多模式多輪轉向裝置”采用電控液壓的形式。以上方案存在液壓管路復雜，桿系較多，空間占用大等問題。

對于電助力的方式，專利CN203186409U也是采用電助力的形式，但是專利CN203186409U存在多輪獨立轉向、專利CN203186409U未提及行走驅動與轉向驅動間的匹配等缺陷。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明設計一種采用電助力的形式，以電動轉向器為核心執行部件，具有結構簡單，空間占用少的特點，可實現多種靈活的轉向形式，提升車輛的轉向機動性。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于電助力的多輪轉向系統，包括前橋和其它橋，前橋采用橋轉向形式，即左右輪通過主橫拉桿連接，其他橋采用輪獨立轉向形式，每個轉向車輪裝有獨立轉向單元，各橋之間無桿系連接；前橋轉向單元和其它橋轉向單元分別設置獨立的電動轉向器。

作為優選，所述前橋轉向單元包括第一節臂、第一副橫拉桿、第一搖臂、主橫拉桿、電動轉向器、立軸、第二搖臂、第二副橫拉桿、第二節臂；第一節臂通過螺栓與輪邊轉向節相連，第一副橫拉桿兩端通過球頭銷與第一節臂和第一搖臂相連，第一搖臂通過花鍵與電動轉向器的輸出軸相連，主橫拉桿通過球頭銷與第一搖臂和第二搖臂相連，立軸的一端通過花鍵與第二搖臂相連，立軸的另一端安裝在車體附座上。

作為優選，其它橋轉向單元采用獨立轉向形式，每個轉向車輪裝有獨立轉向單元，獨立轉向單元主要包括節臂、副橫拉桿、搖臂和電動轉向器，節臂通過螺栓與輪邊轉向節相連，副橫拉桿兩端通過球頭銷與節臂和搖臂相連，搖臂通過花鍵與電動轉向器的輸出軸相連。

作為優選，所述其它橋包括后橋。

作為優選，所述其它橋包括后橋和中橋。

作為優選，包括轉向控制器，轉向控制器通過總線接受上位機發出的轉向指令，或通過方向盤輸入轉向指令，轉向控制器根據控制策略，控制伺服電機驅動器，伺服電機驅動器驅動轉向伺服電機，經減速機構減速增距后驅動搖臂轉動，搖臂經主橫拉桿、副拉桿、轉向節臂，最終推動車輪，實現轉向。

作為優選，包括如下步驟:

步驟一、故障檢測，檢測系統是否存在故障，如果存在故障，系統中斷向下執行并將故障代碼上傳至上位計算機，如果無故障，程序向下執行；

步驟二、轉向指令及車輛狀態讀取，系統讀取方向盤或是上位機發出的轉角指令，同時由總線讀取車輛運行狀態信息；

步驟三、模式判別，依據控制策略，選擇轉向模式，基于轉向模式，向各轉向單元發送對應的轉角指令；

步驟四、命令執行及狀態反饋，各轉向單元由電動轉向器執行轉角命令，同時絕對角度傳感器檢測實際的轉角值，并將該轉角值反饋，形成閉環。

作為優選，所述多輪轉向系統應用于兩軸車輛，采取如下策略：

轉向控制器通過總線接受上位機發出的轉向指令，轉角φ，或通過方向盤輸入轉角指令φ，轉向控制器依據控制策略向各轉向單元發出轉角指令，前橋轉向器轉角為φ_f,后輪轉向器轉角為φ_lr，后輪轉向器轉角為φ_rr,轉向控制器根據如下數據判斷是否達到目標值，即完成轉向過程：

原地轉向模式：此時各轉向角為0，由驅動電機差速實現轉向。