【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及四轮独立转向控制，尤其是一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法。
技术介绍
1、目前四轮独立驱动转向技术发展迅速，其通过四个转向电机独立控制四个轮胎转动，实现移动平台的多种转向模式，包括前轮转向、后轮转向、四轮转向和原地转向等。通过对各种转向模式的选择切换，在相应的环境中实现移动平台更加灵活的运动，同时大大提高了空间利用率。四个转向电机独立控制的转向系统相较于传统转向系统摒弃了复杂的机械结构，简化了底盘结构与布局，提高了传动效率。
2、然而，对于多种转向模式切换基本都要求平台处于静止或极低速状态下。在此状态下切换转向模式需要较大的转向力矩，导致轮胎加剧磨损，降低轮胎使用寿命。此外，静止或极低速状态大大限制了平台的灵活性以及行驶过程中的安全性。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，能提升四轮独立驱动车辆的灵活性以及行驶过程中的安全性。
2、本专利技术采用以下技术方案。
3、一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，所述平台为四轮独立驱动类型车辆；
4、所述方法用于设定平台在运动状态下进行转向模式切换须满足的前提条件和切换策略；具体为：
5、首先，整车控制器通过传感器信号对当前平台进行状态辨识，从纵向、侧倾、横摆三个方面衡量安全性能，根据纵向速度、横向载荷转移率、横摆角速度来判断平台是否可进行模式切换；若当前状态不满足切换条件，则维持现有转向模式继续行驶；>
6、其次，当前状态满足切换条件时，整车控制器按照当前状态解算转弯半径，并基于恒定转弯半径原理与不定转弯半径原理，解算主动轮与从动轮角度关系以及目标转向模式下的主动轮期望轮胎转角；
7、最终，由主动轮与从动轮角度关系结算得到从动轮期望轮胎转角，用于执行转向模式切换。
8、所述方法包括以下步骤：
9、步骤s1：根据当前纵向速度、横向载荷转移率、横摆角速度来判断平台是否可进行模式切换；
10、步骤s2：整车控制器通过传感器信号对当前平台进行状态辨识，当前状态不满足切换条件时，维持现有转向模式继续行驶。当前状态满足切换条件时，整车控制器按照当前状态解算转弯半径，并基于恒定转弯半径原理与不定转弯半径原理，解算主动轮与从动轮角度关系，以及解算目标期望的转向模式下的主动轮期望轮胎转角；
11、步骤s3：由步骤s2得到的主动轮与从动轮角度关系，解算得到从动轮期望轮胎转角，实现四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换。
12、所述步骤s1具体包括以下步骤：
13、步骤s11：设计纵向车速为转向模式切换的首要切换条件，保证在转向过程中的安全性；设切换过程中纵向车速阈值为vmax，则纵向车速需满足的条件以公式表述为
14、vx≤vmax 公式一；
15、公式一中，vx为纵向车速；
16、步骤s12：通过平台左右两侧轮胎所受到的垂直载荷fl、fr计算得到横向载荷转移率ltr，作为衡量侧倾稳定性的指标，即
17、
18、在转向模式切换过程中，设计应满足的条件以公式表述为
19、|ltr|≤0.80 公式三；
20、步骤s13：将横摆角速度是为横摆稳定性的评价指标，且忽略质心侧偏角，若路面的附着条件会影响横摆角速度，则设计平台的侧向加速度ay小于轮胎与路面之间相互作用产生的最大加速度，表示为：
21、
22、公式四中为质心侧偏角，其为可忽略值，r为横摆角速度，μ为路面摩擦系数，g为重力加速度；
23、若切换过程中会加剧横摆不稳定性，则横摆角速度应满足的条件以公式表述为
24、
25、公式五中，λ为修正系数。
26、所述平台左右两侧轮胎所受到的垂直载荷fl、fr无法通过传感器直接获得，所述s12步骤具体包括以下步骤：
27、步骤s121：根据车辆侧倾原理简化平台质心处的力矩平衡方程，简化后的方程以公式表述如下：
28、
29、公式六中，h为平台质心高度，φ为侧倾角，b为轮距；
30、步骤s122：根据质心处垂直方向的受力关系得到：
31、mg＝fl+fr 公式七；
32、在切换过程中横向载荷偏移率ltr要满足的条件以公式表示如下：
33、
34、步骤s2包括以下步骤；
35、步骤s21：整车控制器通过传感器信号对当前平台进行状态辨识，当前状态不满足切换条件时，维持现有转向模式继续行驶；
36、步骤s22：当前状态满足切换条件时，整车控制器按照当前状态解算当前转弯半径；
37、所述转向模式包括前轮转向模式、后轮转向模式、四轮转向模式、斜行模式和原地转向模式；
38、其中，四轮转向模式为低速四轮转向模式，在不同速度下前后轮转角需满足不同的对应关系；
39、原地转向模式用于周围环境极为狭窄的区域，其在静止状态下进行切换；
40、斜行模式的转向中心位于无穷远处，其转向半径为无限大，以采用不定转向半径的方法进行切换。
41、根据阿克曼原理和前轮转向车轮转角与转向半径关系，有以下公式若当前转向模式为前轮转向时，得
42、
43、公式九中，δfl为左前轮转角，lf、lr分别为前后轴到平台质心距离；
44、若当前转向模式为后轮转向时，得：
45、
46、公式十中，δrl为左后轮转角；
47、若当前转向模式为四轮转向，且切换过程中有纵向速度，得：
48、
49、公式十一中，k为后轮转角与前轮转角之比，在低速四轮转向中，前轮转角大于后轮转角；
50、步骤s23：所述切换方法中，前轮转向模式、后轮转向模式、四轮转向模式均为定转弯半径的转向模式，以左前轮为主动轮，平台逆时针转动为正方向，车轮逆时针转角为正；根据切换转向模式后的转向半径与切换前相等的原则，平台的瞬时转向中心在以质心为圆心，以切换前的转向半径为半径的圆弧上移动；从动轮与主动轮之间的关系以公式表述如下：
51、
52、
53、
54、公式十二中，b为平台左后轮到瞬时转向中心的距离；
55、主动轮当前转角δfl与转向半径r之间存在如下关系：
56、
57、由此推导出b的表达式为：
58、
59、 公式十六；
60、步骤s24：在转向模式切换过程中，通过定转向半径原理，获得每个模式下主动轮的目标角度；具体为：
61、当前轮转向为目标转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：所述平台为四轮独立驱动类型车辆；
2.根据权利要求1所述的一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：所述平台左右两侧轮胎所受到的垂直载荷Fl、Fr无法通过传感器直接获得，所述S12步骤具体包括以下步骤：
5.根据权利要求3所述的一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：步骤S2包括以下步骤；
6.根据权利要求5所述的一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：步骤S3具体为：根据阿克曼转向定理和定转向半径的约束条件，其他车轮与左前轮之间的关系以公式表述为：
7.根据权利要求1所述的一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：所述四轮独立驱动转向移动平台通过四个转向电机独立控
...【技术特征摘要】
1.一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：所述平台为四轮独立驱动类型车辆；
2.根据权利要求1所述的一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：所述步骤s1具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种四轮独立驱动转向移动平台转向模式切换方法，其特征在于：所述平台左右两侧轮胎所受到的垂直载荷fl、fr无法通过传感器直接获得，所述s12步骤具...
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