【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能驾驶，具体涉及一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法和装置。
技术介绍
1、据了解，现有码头集卡无人驾驶车辆基本都是在传统车上进行的改制，传统的驾驶室和转向控制系统都得以保留，所以在自动驾驶的时候即可以和传统汽车的操作模式一致，对方向盘进行控制带动对转向轮的控制，进而控制车辆的转向，在行驶过程种随时控制车轮转角的大小和转向轮的转向角速度，以满足在自动驾驶时对车轮的转向控制。
2、无人集卡自动驾驶车辆取消了驾驶室，并能实现全轮转向，而且转向模式分为了蟹行、四驱、前轴、后轴转向模式；各个车轮结合不同的转向模式转动不一样的角度，来实现所需要车辆的转向要求。但是该种车辆没有相应的机械结构来使各转向车轮同步，所以需要用电控来对该转向系统的控制模式和控制精度进行控制，以实现无人驾驶车辆的对转向系统的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有技术所存在的问题，提出一种无人驾驶的码头无人集装箱运输车的车轮转角控制方法和装置。
2、为了达到以上目的，本专利技术提供一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，包括以下步骤：
3、转向ecu接收iecu的车轮转向模式和角度指令，将指令分解为集装箱运输车各轴的目标角度；
4、根据集装箱运输车各轴的目标角度以及装箱运输车的当前各轴角度，转向ecu通过各轴的液压系统和相应的机械系统控制各个轴的车轮按照一定角速度转到所需的角度；
5、安装在转向轴主销上的角度传感器将其所采集的
6、本专利技术的转向ecu通过接收到iecu的车轮转向模式和角度大小指令，通过算法按转向模式要求把角度分解换算到车辆各轴，并通过液压系统的控制逻辑结合一定的机械结构来实现转向车轮的转向，以满足车辆行驶过程中的实时转向要求。
7、本专利技术进一步的采用如下技术方案：
8、进一步的，所述转向ecu接收到iecu发送的转向角度和转向模式后，确定集装箱运输车各轴的目标角度，将目标角度与当前的轴实际角度对比，转向ecu控制液压系统中转向电磁阀的开度，转向电磁阀控制转向油缸推动车轮转动的速度，实现相应的转向；所述当前的车轴角度是指转向轴的当量转角，转向轴的当量角度是指该转向轴左、右两侧车轮实际角度之和的平均值，即转向轴当量角度＝(左侧车轮实际角度+右侧车轮实际角度)/2。所述iecu与转向ecu之间的信息交互，转向ecu与轴传感器之间的信息交互通过can信号连接。
9、进一步的，所述集装箱运输车包括前轴和后轴，前轴、后轴各两个，分别记为轴1、轴2、轴3、轴4；所述iecu发送的车轮转向模式和角度指令中，前轴角度为θ1，后轴角度为θ2，车轮转向模式分为前轴转向、后轴转向、蟹行和四驱转向四种模式；ecu分解后的前轴、后轴目标角度值分别为δ1、δ2、δ3、δ4，前轴、后轴目标角度值计算方式如下：
10、前轴转向、蟹行、四驱转向模式下，δ1＝θ1；后轴转向模式下，δ1＝0；
11、蟹行模式下，δ2＝θ1；前轴转向、后轴转向、四驱转向模式下，
12、蟹行模式下，δ3＝θ1；前轴转向、后轴转向、四驱转向模式下，
13、
14、式中，l1是指轴1与轴2的距离，l2是指轴2与轴3的距离，l3是指轴3与轴4的距离；δ1、δ2、δ3、δ4是四个转向轴的转向角度；
15、前轴转向模式下，δ4＝0，蟹行模式下，δ4＝θ1，后轴转向、四驱转向模式下，δ4＝θ2。
16、进一步的，在蟹行模式下，前轴、后轴的目标角度δ1、δ2、δ3、δ4大小和方向一致，四个轴的车轮处于平行状态，暂时车辆不以一个圆心行驶；前轴转向、后轴转向和四驱转向模式下，四个轴的目标角度值要保证四个轴满足车轮以同一圆心o行驶，符合阿克曼转向圆的要求.
17、进一步的，所述轴1、轴2、轴3、轴4的左右两侧分别装有一车轮，第i个轴的轴转向实际角度为δi′，目标角度为δi，且i＝1、2、3、4，第i个轴左右两侧安装的车轮所对应的实际角度值为δil和δir，那么，δi′＝(δil+δir)/2；
18、每个轴的两侧位于转向轴主销处分别安装有转角编码器，用来测量轴左、右车轮的实际角度值δil和δir；
19、将第i个轴的实际角度δi′与目标角度δi进行比较，当二者之间的偏差绝对值大于预设值时，启动转向电磁阀进行转向，否则不启动转向电磁阀。
20、进一步的，在转向过程中，通过转向电磁阀的开度控制车轮转角角速度，以保证车轮以一个圆心o行驶，进而保证四个轴的角度都满足阿克曼转向圆的要求。
21、进一步的，在车辆四轴角度为0时启动四驱转向，设轴1的角速度为v1，轴2的角度为v2，那么v2＝(δ2/δ1)*v1，轴3的角速度与轴2的角速度相同，轴4的角速度与轴1的角速度相同。在实际转向过程中，ecu通过角速度的反馈及时修正转向电磁阀的电流大小，进而实现车轮转角角速度的控制。
22、本专利技术采用ecu对四个轴车轮角度的控制换算逻辑，实时计算目标角度和实际角度的偏差，通过模糊pid算法，随时修正转向电磁阀的开度控制，以控制液压流量来控制转角速度以实现同时达到目标角度。
23、本专利技术还提供一种无人集装箱运输车的车轮转角控制装置，包括转向ecu、iecu、转角编码器、转向液压系统和转向机械系统，所述转向ecu与iecu通讯连接，所述转角编码器安装在集装箱运输车的转向轴主销位置上，所述转角编码器与转向ecu通讯连接，所述转向液压系统和转向机械系统均安装在集装箱运输车的转向轴上，所述转向ecu通过转向液压系统与转向机械系统连接。
24、进一步的，所述集装箱运输车设有四个转向轴，每个转向轴的左、右两侧分别安装一车轮，所述转向轴上位于主销处设有用来采集车轮角度的转角编码器。
25、进一步的，所述转向液压系统包括转向电磁阀和转向油缸，所述转向电磁阀的输入端连接转向ecu，输出端连接转向油缸；所述转向机械系统包括转向横拉杆、转向臂，所述转向横拉杆安装在集装箱运输车的轴上，所述转向横拉杆的左、右两侧分别连接转向臂，所述转向臂与车轮连接，所述转向油缸的伸缩端通过转向节与车轮连接，车轮的转向靠转向油缸伸缩和拉伸来推动车轮转动，油缸的推动靠转向液压油。转向横拉杆的用途是通过连接左右转向臂连接汽车同一个轴上的两个车轮，一可以使两个车轮转动同步，二可以保证轴的前束，也是保障汽车安全行驶的重要部件。车辆上每个轴都有一根横拉杆，结构都类似。
26、本专利技术的优点是可以精确的控制每个转向轴的车轮转动角度，使车辆行驶过程中，各车轮角度符合车辆转动的阿克曼原理，减少轮胎磨损。提高车辆行驶方向的控制精度。
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1.一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，所述转向ECU接收到IECU发送的转向角度和转向模式后，确定集装箱运输车各轴的目标角度，将目标角度与当前的轴角度对比，转向ECU控制液压系统中转向电磁阀的开度，转向电磁阀控制转向油缸推动车轮转动的速度，实现相应的转向；所述IECU与转向ECU之间的信息交互，转向ECU与轴传感器之间的信息交互通过CAN信号连接。
3.根据权利要求2所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，所述集装箱运输车包括前轴和后轴，前轴、后轴各两个，分别记为轴1、轴2、轴3、轴4；所述IECU发送的车轮转向模式和角度指令中，前轴角度为θ1，后轴角度为θ2，车轮转向模式分为前轴转向、后轴转向、蟹行和四驱转向四种模式；ECU分解后的前轴、后轴目标角度值分别为δ1、δ2、δ3、δ4，前轴、后轴目标角度值计算方式如下：
4.根据权利要求3所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，在蟹行模式下，前轴、后轴的目标角
5.根据权利要求4所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，所述轴1、轴2、轴3、轴4的左右两侧分别装有一车轮，第i个轴的轴转向实际角度为δi′，目标角度为δi，且i＝1、2、3、4，第i个轴左右两侧安装的车轮所对应的实际角度值为δiL和δiR，那么，δi′＝(δiL+δiR)/2；
6.根据权利要求5所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，在转向过程中，通过转向电磁阀的开度控制车轮转角角速度，以保证车轮以一个圆心O行驶，进而保证四个轴的角度都满足阿克曼转向圆的要求。
7.根据权利要求6所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，在车辆四轴角度为0时启动四驱转向，设轴1的角速度为V1，轴2的角度为V2，那么V2＝(δ2/δ1)*V1，轴3的角速度与轴2的角速度相同，轴4的角速度与轴1的角速度相同。
8.一种无人集装箱运输车的车轮转角控制装置，其特征在于：包括转向ECU、IECU、转角编码器、转向液压系统和转向机械系统，所述转向ECU与IECU通讯连接，所述转角编码器安装在集装箱运输车的转向轴主销位置上，所述转角编码器与转向ECU通讯连接，所述转向液压系统和转向机械系统均安装在集装箱运输车的转向轴上，所述转向ECU通过转向液压系统与转向机械系统连接。
9.根据权利要求8所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制装置，其特征在于：所述集装箱运输车设有四个转向轴，每个转向轴的左、右两侧分别安装一车轮，所述转向轴上位于主销处设有用来采集车轮角度的转角编码器。
10.根据权利要求8所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制装置，其特征在于：所述转向液压系统包括转向电磁阀和转向油缸，所述转向电磁阀的输入端连接转向ECU，输出端连接转向油缸；所述转向机械系统包括转向横拉杆、转向臂，所述转向横拉杆安装在集装箱运输车的轴上，所述转向横拉杆的左、右两侧分别连接转向臂，所述转向臂与车轮连接，所述转向油缸的伸缩端通过转向节与车轮连接。
...【技术特征摘要】
1.一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，所述转向ecu接收到iecu发送的转向角度和转向模式后，确定集装箱运输车各轴的目标角度，将目标角度与当前的轴角度对比，转向ecu控制液压系统中转向电磁阀的开度，转向电磁阀控制转向油缸推动车轮转动的速度，实现相应的转向；所述iecu与转向ecu之间的信息交互，转向ecu与轴传感器之间的信息交互通过can信号连接。
3.根据权利要求2所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，所述集装箱运输车包括前轴和后轴，前轴、后轴各两个，分别记为轴1、轴2、轴3、轴4；所述iecu发送的车轮转向模式和角度指令中，前轴角度为θ1，后轴角度为θ2，车轮转向模式分为前轴转向、后轴转向、蟹行和四驱转向四种模式；ecu分解后的前轴、后轴目标角度值分别为δ1、δ2、δ3、δ4，前轴、后轴目标角度值计算方式如下：
4.根据权利要求3所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，在蟹行模式下，前轴、后轴的目标角度δ1、δ2、δ3、δ4大小和方向一致，四个轴的车轮处于平行状态；前轴转向、后轴转向和四驱转向模式下，四个轴的目标角度值要保证四个轴满足车轮以同一圆心o行驶，符合阿克曼转向圆的要求。
5.根据权利要求4所述一种无人集装箱运输车的车轮转角控制方法，其特征在于，所述轴1、轴2、轴3、轴4的左右两侧分别装有一车轮，第i个轴的轴转向实际角度为δi′，目标角度为δi，且i＝1、2、3、4，第i个轴左右两侧安装的车轮所对应的实际角度值为δil和δir，那么，δi′...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭光绪，毛向阳，
申请(专利权)人：上海友道智途科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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