[发明专利]一种车辆差动协同转向系统的控制方法

权利要求书

1.一种兼具铰接转向和转向梯形转向的全轮独立驱动铰接车辆差动协同转向系统的控制方法，其特征在于，所述兼具铰接转向和转向梯形转向的全轮独立驱动铰接车辆差动协同转向系统包括：

通过连接轴铰接连接的前车体和后车体，在所述前车体上设置有前驱动轮，在所述后车体上设置有中驱动轮和后驱动轮；

液压转向系统，其设置在所述前车体和后车体之间，用于驱动转向；

信号采集模块，其设置在驱动轮处，用于检测驱动轮转向信息；

差动协同转向系统控制器，其与信号采集模块连接，用于接收所述信号采集模块的检测数据，并作出控制决策；

多个驱动轮电机，其分别与所述驱动轮连接，用于驱动所述驱动轮独立转动；

驱动轮电机控制器，其与所述差动协同转向系统控制器和驱动轮电机连接，用于接收所述差动协同转向系统控制器的控制决策，并控制所述驱动轮独立驱动；

具体包括如下步骤：

步骤1：按照采样周期采集车速V、转向梯形液压缸的活塞杆的位移X_f、铰接转向液压缸的活塞杆的位移X、方向盘转角Φ_ω和方向盘转动角速度确定差动协同转向系统的工作状态；

步骤2：当差动协同转向系统不工作时，车辆按照原行驶工况行驶；

当差动转向系统工作时，采集方向盘转角信号和铰接转向操纵杆位移信号，确定液压转向系统的转向工况；

步骤3：当液压转向系统处于转向梯形转向工况时：

根据踏板信号获得总驱动转矩T_t，并分配到前轴得到前轴转矩

根据车速V、方向盘转角Φ_ω确定差动转向工作权重系数初始值k_c，并对差动转向工作权重系数k进行在线寻优，所述在线寻优的目标函数为：

式中，P为在线寻优的瞬时功率，λ为驱动轮电机的工作效率，n₁为左前驱动轮电机的输出转速，n₂为右前驱动轮电机的输出转速，k为前驱动轮轮轴的差动转向工作权重系数，A_fpi为第i个转向梯形液压缸的活塞面积；x_fpi为第i个转向梯形液压缸的活塞杆位移；C_ftpi为第i个转向梯形液压缸的总泄漏系数，且C_ftpi＝C_fipi+C_fepi，C_fipi为第i个转向梯形液压缸的内部泄漏系数，C_fepi为第i个转向梯形液压缸的外部泄漏系数；P_fLi为第i个转向梯形液压缸的负载压力，且P_fLi＝P_fii+P_foi，P_fii为第i个转向梯形液压缸的进油腔压力，P_foi为第i个转向梯形液压缸的回油腔压力，η_fi为第i个转向梯形液压缸的工作效率，c₁，c₂为优化边界系数；

根据在线寻优得到的差动转向工作权重系数k输出左前驱动轮和右前驱动轮的驱动转矩T₁,T₂：

当液压转向系统处于铰接转向工况时：

根据踏板信号获得总驱动转矩T_t；

根据车速V、铰接转向操纵杆的位移信号X_c确定差动转向工作权重系数初始值k_c，并对差动转向工作权重系数k₁,k₂,k₃进行在线寻优，所述在线寻优的目标函数为：

c₁k_c≤k₁≤c₂k_c，c₁k_c≤k₂≤c₂k_c，c₁k_c≤k₃≤c₂k_c；

式中，P为在线寻优的瞬时功率，λ为驱动轮电机的工作效率，n₁为左前驱动轮电机的输出转速，n₂为右前驱动轮电机的输出转速，n₃为左中驱动轮电机的输出转速，n₄为右中驱动轮电机的输出转速，n₅为左后驱动轮电机的输出转速，n₆为右后驱动轮电机的输出转速，k₁,k₂,k₃分别为前驱动轮轮轴、中驱动轮轮轴、后驱动轮轮轴的差动转向工作权重系数，A_pi为第i个铰接转向液压缸的活塞面积；x_pi为第i个铰接转向液压缸的活塞杆位移；C_tpi为第i个铰接转向液压缸的总泄漏系数，且C_tpi＝C_ipi+C_epi，C_ipi为第i个铰接转向液压缸的内部泄漏系数，C_epi为第i个铰接转向液压缸的外部泄漏系数；P_Li为第i个铰接转向液压缸的负载压力，且P_Li＝P_ii+P_oi，P_ii为第i个铰接转向液压缸的进油腔压力，P_oi为第i个铰接转向液压缸的回油腔压力，η_i为第i个铰接转向液压缸的工作效率，c₁，c₂为优化边界系数；

根据在线寻优得到的差动转向工作权重系数k₁,k₂,k₃输出左前驱动轮、右前驱动轮、左中驱动轮、右中驱动轮、左后驱动轮和右后驱动轮的驱动转矩T₁,T₂,T₃,T₄,T₅,T₆：