[發明專利]一種鉸接轉向分布式電驅動轉向控制方法、系統及裝載機

有效

• 申請號: 202110279993.0
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113147896B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 李懷義;徐曉萌;姚亞敏
• 申請（專利權）人: 江蘇匯智高端工程機械創新中心有限公司;江蘇徐工工程機械研究院有限公司
• 主分類號: B62D12/00
• 分類號: B62D12/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 許婉靜

1.一種鉸接轉向分布式電驅動轉向控制方法，其特征在于，包括穩態模式和瞬態模式：

當轉向處于穩態模式時，轉向手柄開度為0，鉸接轉向油缸鎖死不動作，具體步驟如下：

根據當前車速和車架轉角計算四車輪的穩態目標輪速，

通過穩態目標輪速與反饋輪速閉環控制，計算各驅動輪穩態轉向差動轉矩，

縱向行駛轉矩分量疊加穩態轉向差動轉矩得到各驅動輪輸出轉矩；

當轉向處于瞬態模式時，轉向手柄開度不為0，鉸接轉向油缸動作，具體步驟如下：

根據轉向手柄開度變化率計算前后車架期望轉向角速度增量：

計算轉向手柄開度變化率：

式中△Y：轉向手柄開度變化；Y₀：轉向手柄開度初始值；Y_n：N個程序周期后手柄開度值；T：單個程序周期；

計算下一程序周期駕駛員期望的轉向角速度增量：

式中ω_max為轉向手柄開度最大時對應的轉向角速度，Y_max為轉向手柄最大開度值；

將期望角速度增量疊加到前后車架當前轉向角速度得到下一程序周期期望轉向角速度：

式中ω₁’為前車架期望轉向角速度，ω₂’為后車架期望轉向角速度，ω₁為前車架轉向角速度，ω₂為后車架轉向角速度；

根據前車架和后車架期望轉向角速度計算車輛瞬態差速分量，

穩態目標輪速和瞬態差速分量矢量疊加得到瞬態目標輪速，

瞬態目標輪速與反饋輪速閉環控制，輸出驅動輪目標轉矩，

縱向行駛轉矩分量疊加瞬態轉向差動轉矩得到各驅動輪輸出轉矩。

2.根據權利要求1所述的一種鉸接轉向分布式電驅動轉向控制方法，其特征在于，所述轉向處于穩態模式時，根據當前車速和車架轉角計算四車輪的穩態目標輪速的具體步驟如下：

由鉸接轉向過程中的幾何關系可以推導出四個車輪的轉向半徑，

R₁＝R₃＝L·cot(α/2)-B/2

R₂＝R₄＝L·cot(α/2)+B/2

各車輪與鉸接中心繞轉向中心的角速度相同，則

最終得出轉向過程中四個車輪的穩態目標輪速：

式中n是車輛的行駛速度，n₁是左前電驅動輪的穩態輪速，n₂是右前電驅動輪的穩態輪速，n₃是左后電驅動輪的穩態輪速，n₄是右后電驅動輪的穩態輪速，α是前后車架間轉角，B是輪距，L是鉸接中心與前橋軸線/后橋軸線之間的距離，R₁是左前輪轉向半徑，R₂是右前輪轉向半徑，R₃是左后輪轉向半徑，R₄是右后輪轉向半徑，R₀是鉸接中心與幾何轉向中心之間的距離。

3.根據權利要求2所述的一種鉸接轉向分布式電驅動轉向控制方法，其特征在于，所述根據前車架和后車架期望轉向角速度計算車輛瞬態差速分量的具體步驟如下：

假設車輛前進左轉，根據車架的幾何參數和后車架(11)期望轉向角速度計算車輪繞鉸接中心轉動的線速度：

計算線速度在車輪縱向行駛方向的瞬態速度變化分量：

式中B是輪距，r是輪胎半徑。

4.根據權利要求3所述的一種鉸接轉向分布式電驅動轉向控制方法，其特征在于，所述穩態目標輪速和瞬態差速分量矢量疊加得到瞬態目標輪速的具體步驟如下：

將穩態目標速度與瞬態速度變化分量疊加得到瞬態目標輪速：

采用通用的方法可以得到其他各車輪的瞬態目標輪速：

式中n₁’是左前電驅動輪的瞬態輪速，n₂’是右前電驅動輪的瞬態輪速，n₃’是左后電驅動輪的瞬態輪速，n₄’是右后電驅動輪的瞬態輪速。