一种用于定轴独驱车辆的差动转向控制方法技术

本发明专利技术提出一种用于定轴独驱车辆的差动转向控制方法，属于车辆动力学控制的领域。本发明专利技术用于定轴独驱车辆的转向控制，所述定轴独驱车辆是指无转向机构、由轮毂电机驱动的轮式车辆；该方法首先建立差动转向坐标系，并结合驾驶员直行需求，考虑电机实时工作能力计算得到左右两侧车轮转向转矩；具体包括：信号输入预处理；差动转向转矩计算；信号输出处理。本发明专利技术选择直接控制车轮转矩，避免形成转速闭环，使得转向控制更为直接有效；本发明专利技术能实现符合驾驶员意图的定轴独驱车辆转向功能，提高定轴独驱车辆的机动性。

A differential steering control method for a fixed axis single drive vehicle

The invention provides a differential steering control method for a fixed axis single drive vehicle, which belongs to the field of vehicle dynamics control. Fixed axis drive vehicle steering control only for the invention, the fixed axis drive vehicle only refers to the non steering mechanism, a wheeled vehicle driven by in wheel motor; the method firstly establishes differential steering coordinate system, and according to the direct demand, considering the real-time working capability of the motor was calculated on the left and right wheel steering torque; concrete including: input signal pretreatment; differential steering torque calculation; signal processing. The invention directly controls the wheel torque, avoids the formation of the closed loop of the speed, and makes the steering control more direct and effective. The invention can achieve the steering function of the fixed axle single drive vehicle meeting the driver's intention, and improves the mobility of the fixed axle single drive vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种用于定轴独驱车辆的差动转向控制方法
本专利技术属于车辆动力学控制领域，特别涉及一种用于定轴独驱车辆的差动转向控制方法。
技术介绍
为了提高车辆在特定区域的通过性并满足运输过程中对存储空间的要求，设计时需要减小车辆转弯半径与车身尺寸。为实现该目的目前国内外多采用无转向机构的轮式车辆，该类车辆以其高机动性、高通过性和良好的操纵性及地域适应性逐渐成为研究热点。差动转向是无转向机构车辆基本转向形式，即依靠两侧车轮形成的转矩差，克服地面产生的转向阻力矩，从而实现车辆转向。无转向机构车辆的转向原理区别于传统车辆转向原理，目前还未建立起完整的理论体系。国际上主要有美国、南非、加拿大等国家的研究人员关注无转向机构车辆。美国学者所设计的无转向机构车辆被广泛用于开辟路线与清理废墟等复杂工况，转向依靠其两侧车轮形成的转速差。南非学者所设计的无转向机构车辆，车身尺寸小，通过控制两侧车轮的转速实现转向，其转向灵活，操作简便，转向耗能小。我国无转向机构车辆多用于军用车辆(如坦克)，其控制领域起步较晚，技术指标尚不能满足设计需求。综上所述，针对定轴独驱车辆的转向控制方法主要集中在速差转向，即控制两侧车轮转速差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于定轴独驱车辆的差动转向控制方法，所述定轴独驱车辆为无转向机构、由轮毂电机驱动的轮式车辆，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：1)信号输入预处理：对通过整车控制单元与驾驶员指令获取的共计5N+2个信号分类组合为N+2个数据矢量，各信号及各数据矢量将用于差动转向转矩计算；所述5N+2个信号及其构成的数据矢量分别为：1个方向盘转角信号，1个挡位信号，由N个轮毂驱动电机实时转速信号构成的实时转速矢量n，由N个轮毂驱动电机实时转矩信号构成的实时转矩矢量T，由N个轮毂驱动电机直行需求转矩信号构成的直行需求转矩矢量Ta，由N个轮毂驱动电机实时最大正向转矩信号构成的最大正向转矩矢量

【技术特征摘要】
1.一种用于定轴独驱车辆的差动转向控制方法，所述定轴独驱车辆为无转向机构、由轮毂电机驱动的轮式车辆，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：1)信号输入预处理：对通过整车控制单元与驾驶员指令获取的共计5N+2个信号分类组合为N+2个数据矢量，各信号及各数据矢量将用于差动转向转矩计算；所述5N+2个信号及其构成的数据矢量分别为：1个方向盘转角信号，1个挡位信号，由N个轮毂驱动电机实时转速信号构成的实时转速矢量n，由N个轮毂驱动电机实时转矩信号构成的实时转矩矢量T，由N个轮毂驱动电机直行需求转矩信号构成的直行需求转矩矢量Ta，由N个轮毂驱动电机实时最大正向转矩信号构成的最大正向转矩矢量由N个轮毂驱动电机实时最大反向转矩信号构成的最大反向转矩矢量所述各信号的有效范围由产生相应信号的物理对象的属性确定；2)差动转向转矩计算，具体包括以下步骤：2.1)定义差动转向坐标系，包含车辆坐标系OXY与方向盘转角坐标系oxy；并定义步骤1)中除挡位信号外的其他信号所对应的物理量在所述差动转向坐标系中的正负，也即确定各数据矢量在该差动转向坐标系中的正负；2.2)将步骤1)确定的方向盘转角的有效范围在所定义的方向盘转角坐标系中划分三个区域，所述三个区域为防抖余量区：α≤δ，保持区：δ<α≤αk以及增强区：αk<α≤αL；其中，α表示方向盘转角在方向盘转角坐标系中的绝对转角，即α＝|θ|；δ表示方向盘防抖余量，根据驾驶员操作特性确定；αk表示方向盘加速保持区转角，依据实际车辆转向性能设计要求确定；αL表示方向盘正极限转角，依据车辆方向盘机械结构确定；2.3)依据轮毂驱动电机直行需求转矩矢量Ta的符号与方向盘转角绝对转角所处区域，采用三线性差动转矩计算方法，分别计算正保持转向转矩矢量负增强转向转矩矢量负保持转向转矩矢量以及正增强转向转矩矢量如式(1)、(2)、(3)和式(4)所示；

【专利技术属性】
技术研发人员：连小珉，陈浩，徐达，杜鹏，江燕华，
申请(专利权)人：清华大学，北京汽车研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11