[发明专利]一种铰接转向分布式电驱动转向控制方法、系统及装载机

权利要求书

1.一种铰接转向分布式电驱动转向控制方法，其特征在于，包括稳态模式和瞬态模式：

当转向处于稳态模式时，转向手柄开度为0，铰接转向油缸锁死不动作，具体步骤如下：

根据当前车速和车架转角计算四车轮的稳态目标轮速，

通过稳态目标轮速与反馈轮速闭环控制，计算各驱动轮稳态转向差动转矩，

纵向行驶转矩分量叠加稳态转向差动转矩得到各驱动轮输出转矩；

当转向处于瞬态模式时，转向手柄开度不为0，铰接转向油缸动作，具体步骤如下：

根据转向手柄开度变化率计算前后车架期望转向角速度增量：

计算转向手柄开度变化率：

式中△Y：转向手柄开度变化；Y₀：转向手柄开度初始值；Y_n：N个程序周期后手柄开度值；T：单个程序周期；

计算下一程序周期驾驶员期望的转向角速度增量：

式中ω_max为转向手柄开度最大时对应的转向角速度，Y_max为转向手柄最大开度值；

将期望角速度增量叠加到前后车架当前转向角速度得到下一程序周期期望转向角速度：

式中ω₁’为前车架期望转向角速度，ω₂’为后车架期望转向角速度，ω₁为前车架转向角速度，ω₂为后车架转向角速度；

根据前车架和后车架期望转向角速度计算车辆瞬态差速分量，

稳态目标轮速和瞬态差速分量矢量叠加得到瞬态目标轮速，

瞬态目标轮速与反馈轮速闭环控制，输出驱动轮目标转矩，

纵向行驶转矩分量叠加瞬态转向差动转矩得到各驱动轮输出转矩。

2.根据权利要求1所述的一种铰接转向分布式电驱动转向控制方法，其特征在于，所述转向处于稳态模式时，根据当前车速和车架转角计算四车轮的稳态目标轮速的具体步骤如下：

由铰接转向过程中的几何关系可以推导出四个车轮的转向半径，

R₁＝R₃＝L·cot(α/2)-B/2

R₂＝R₄＝L·cot(α/2)+B/2

各车轮与铰接中心绕转向中心的角速度相同，则

最终得出转向过程中四个车轮的稳态目标轮速：

式中n是车辆的行驶速度，n₁是左前电驱动轮的稳态轮速，n₂是右前电驱动轮的稳态轮速，n₃是左后电驱动轮的稳态轮速，n₄是右后电驱动轮的稳态轮速，α是前后车架间转角，B是轮距，L是铰接中心与前桥轴线/后桥轴线之间的距离，R₁是左前轮转向半径，R₂是右前轮转向半径，R₃是左后轮转向半径，R₄是右后轮转向半径，R₀是铰接中心与几何转向中心之间的距离。

3.根据权利要求2所述的一种铰接转向分布式电驱动转向控制方法，其特征在于，所述根据前车架和后车架期望转向角速度计算车辆瞬态差速分量的具体步骤如下：

假设车辆前进左转，根据车架的几何参数和后车架(11)期望转向角速度计算车轮绕铰接中心转动的线速度：

计算线速度在车轮纵向行驶方向的瞬态速度变化分量：

式中B是轮距，r是轮胎半径。

4.根据权利要求3所述的一种铰接转向分布式电驱动转向控制方法，其特征在于，所述稳态目标轮速和瞬态差速分量矢量叠加得到瞬态目标轮速的具体步骤如下：

将稳态目标速度与瞬态速度变化分量叠加得到瞬态目标轮速：

采用通用的方法可以得到其他各车轮的瞬态目标轮速：

式中n₁’是左前电驱动轮的瞬态轮速，n₂’是右前电驱动轮的瞬态轮速，n₃’是左后电驱动轮的瞬态轮速，n₄’是右后电驱动轮的瞬态轮速。