[發(fā)明專利]一種用于車輛的滑移轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010173462.9
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN111267949B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊海;薛卡;張偉康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司
• 主分類號(hào): B62D5/04
• 分類號(hào): B62D5/04;B60L15/20;B60L15/32;B60W30/045
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 俞翠華

1.一種用于車輛的滑移轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于：包括信號(hào)采集單元和控制器，所述控制器包括分別與所述信號(hào)采集單元相連的直線糾偏控制層、原地轉(zhuǎn)向控制層和轉(zhuǎn)向控制層；

所述控制器基于所述信號(hào)采集單元中的相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷出車輛所處的工況，并基于車輛所處的工況，調(diào)用與該工況對(duì)應(yīng)的直線糾偏控制層、原地轉(zhuǎn)向控制層或轉(zhuǎn)向控制層，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)車輛中驅(qū)動(dòng)各車輪的電機(jī)的力矩值，完成車輛的滑移轉(zhuǎn)向控制；

所述轉(zhuǎn)向控制層包括順次相連的初始力矩分配層和橫擺角速度控制層；

當(dāng)車輛處于轉(zhuǎn)向行駛工況時(shí)，則控制器控制所述轉(zhuǎn)向控制層處于工作狀態(tài)；

所述初始力矩分配層基于從信號(hào)采集單元中獲取到的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出左右側(cè)車輪的初始力矩分配值，并基于所述左右側(cè)車輪的初始力矩分配值調(diào)節(jié)各電機(jī)的初始轉(zhuǎn)矩值；所述橫擺角速度控制層基于從信號(hào)采集單元中獲取到的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出參考的橫擺角速度值，并將所述參考的橫擺角速度值與從信號(hào)采集單元中獲取到的橫擺角速度信號(hào)作閉環(huán)，使用PID控制器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)各車輪的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩值；

所述橫擺角速度控制層首先計(jì)算出參考的橫擺角速度ω_{z_r}，與滑移轉(zhuǎn)向系數(shù)K乘積得到期望的橫擺角速度ω_{z_d}，將期望的橫擺角速度ω_{z_d}與實(shí)際的橫擺角速度ω_{z_fb}作差設(shè)計(jì)PID控制器，利用PID控制器調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)各車輪的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩值，所述滑移轉(zhuǎn)向系數(shù)K是基于模糊控制器得到，所述模糊控制器的輸入變量為車輛的車速v和各車輪的滑轉(zhuǎn)率信號(hào)s′_i，輸出變量為滑移轉(zhuǎn)向系數(shù)K。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于車輛的滑移轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于：所述信號(hào)采集單元中的相關(guān)數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)向手柄信號(hào)和原地轉(zhuǎn)向開關(guān)信號(hào)；

當(dāng)所述轉(zhuǎn)向手柄信號(hào)η＝0，原地轉(zhuǎn)向開關(guān)信號(hào)ρ＝0，則判斷車輛處于直線行駛工況；

當(dāng)所述轉(zhuǎn)向手柄信號(hào)η＝0，原地轉(zhuǎn)向開關(guān)信號(hào)ρ≠0，則判斷車輛處于原地轉(zhuǎn)向行駛工況；

當(dāng)所述轉(zhuǎn)向手柄信號(hào)η≠0，原地轉(zhuǎn)向開關(guān)信號(hào)ρ＝0，則判斷車輛處于轉(zhuǎn)向行駛工況。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于車輛的滑移轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)車輛處于直線行駛工況時(shí)，則控制器控制所述直線糾偏控制層處于工作狀態(tài)，所述直線糾偏控制層從信號(hào)采集單元中獲取車輛的實(shí)時(shí)橫擺角速度，并將獲取到的實(shí)時(shí)橫擺角速度與理想的橫擺角速度作閉環(huán)控制，利用PID控制器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)各車輪的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種用于車輛的滑移轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于：所述用于車輛的滑移轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括與所述直線糾偏控制層和轉(zhuǎn)向控制層相連的第一驅(qū)動(dòng)防滑控制層；

所述第一驅(qū)動(dòng)防滑控制層基于從信號(hào)采集單元中獲取到的各車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)，計(jì)算出車輪邊緣的線速度；然后基于公式計(jì)算出各車輪滑轉(zhuǎn)率，其中，v_i是第i個(gè)車輪的縱向線速度，s′_i是第i個(gè)車輪的滑轉(zhuǎn)率，v是車輛的縱向線速度；最后將各車輪滑轉(zhuǎn)率與參考滑轉(zhuǎn)率作閉環(huán)控制，利用PID控制器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)各車輪的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于車輛的滑移轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)車輛處于原地轉(zhuǎn)向行駛工況時(shí)，則控制器控制所述原地轉(zhuǎn)向控制層處于工作狀態(tài)，所述原地轉(zhuǎn)向控制層按照左右側(cè)電機(jī)力矩分配大小相等且方向相反的原則，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)各車輪的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于車輛的滑移轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于：所述用于車輛的滑移轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括與所述原地轉(zhuǎn)向控制層相連的第二驅(qū)動(dòng)防滑控制層；

所述第二驅(qū)動(dòng)防滑控制層首先從信號(hào)采集單元中獲取到的各車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將所述轉(zhuǎn)速信號(hào)的絕對(duì)值后取平均作為參考輪速n_j；然后基于公式計(jì)算各車輪的滑轉(zhuǎn)率，其中，n_i是第i個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速，n_j是所有車輪的平均轉(zhuǎn)速，s_i是第i個(gè)車輪的滑轉(zhuǎn)率；最后將各車輪滑轉(zhuǎn)率與參考滑轉(zhuǎn)率作閉環(huán)控制，利用PID控制器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)各車輪的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩值。