车辆后桥电控转向轮随动控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供的车辆后桥电控转向轮随动控制系统，用于控制驱动各后桥转向轮转动的电液比例阀，包括第一检测装置和控制器；其中，所述第一检测装置用于检测跟随对象的实际转角值；所述控制器包括计算单元、判断单元、存储单元和输出单元；所述计算单元用于根据跟随对象的实际转角值计算其转角变化量；并根据判断单元获得的判断结果，将控制相应被控对象的控制参量增加一预设调整参量，以修正驱动控制信号；所述判断单元用于判断该转角变化量是否在预设死区范围内，若否，则输出判断结果至计算单元；所述存储单元用于存储所述预设调整参量；所述输出单元用于输出控制信号。本实用新型专利技术有效解决了传统控制方法中随动控制参量较小，后桥转向轮随动启动滞后的问题。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工程机械的自动控制领域，具体涉及车辆后桥电控转向轮随动控 制系统。技术背景 目前，工程车辆随着承载要求的不断提高呈大型化发展的趋势。现有的大型工程车辆底盘的转向系统具有多组前桥和多组后桥，其中，各组前桥 依靠机械结构刚性连接，前桥的转向操作由驾驶者操纵方向盘直接控制；各组后桥与前桥 之间无机械连接，其采用电液比例闭环控制方法来控制后桥转向轮的转向动作。请参见图1，该图是现有车辆底盘的后桥转向轮随动转向示意图。如图1所示，传感器10检测到前桥(第一桥)的转角并输入至PLC控制器，控制 器中的计算单元根据各后桥转向轮与第一桥之间的转角关系计算得出各后桥转向轮的当 前目标转角，该转角关系如下式所示r/ * tan β β i=arctan -——，式中，β i-相应后桥转向轮的当前目标转角，Li-相应后桥至瞬时转向中心之间的距离，P1-第一桥车轮的当前转角，L-第一桥至瞬时转向中心 之间的距离。控制器根据各后桥转向轮的当前目标转角和各后桥传感器(40、50、60和70)检测 的各后桥转向轮实际转角比较后的结果，依某种控制参量来控制驱动各桥对应的电液比例 阀，从而调节相应转向液压油路的流量和流向，驱动相应后桥转向轮的转角趋向当前目标角。τ J * tan 61众所周知，后桥距转向中心越近，相应的Li值越小；由ρ^可知，在相同的第一桥车轮转角的前提下，后桥距转向中心越近，其随动转向控制的当前目标转角β (i) 越小。而实际上，受控制系统本身的控制器件和执行元件的精度和性能的限制，各后桥均存 在控制死区。下面以图1所示工程车辆底盘为例进行具体分析，如，第一桥右轮转动1°时(β 1 =1° )，第 4、5、6 和 7 桥分别需转动 0. 12°、-0.12°、-0.49°、-0.72° (β4 = 0. 12°、 β 5 = -0. 12°、β 6 = -0. 49°、β 7 = -0. 72° )。显然，由于第4、5桥距转向中心较近， 故，第1桥的转角由转向关系对应到第4、5桥的目标转角是急剧缩小的(β 1 = 1°对应β 4 =0.12°、β5 = -0. 12° )。若因液压阀等执行器件的动作速度和性能等原因，第4、5、6 和7桥转角的控制死区为0.3° ；则依据现有控制方法，第1桥车轮需分别转动了约3°、 3°、0.6°和0.42°时相应的后桥转向轮才开始随动跟随转向动作，也就是说，现有控制方 法存在后桥随动启动滞后的问题。特别是，第4、5桥车轮启动随动转向时，第1桥已转动了 约3° ；以传统的定参数PID作为随动控制策略，跟随动作启动时目标值与实际值间的差值 即偏差很小(即比死区0.3°稍大)，经PID运算后获得的对应输出控制量也较小，从而导致随动启动时的动作速度较慢，后桥转向轮转角相对与第1桥车轮转角的启动滞后现象非 常明显。上述分析可知，传统的车辆底盘车轮转向随动控制方法存在后桥转向轮的随动转 向启动滞后的问题，且启动后跟随速度较慢，无法确保较好的随动转向控制动作启动时的 快速性，从而导致前后桥转向轮转向动作的同步性较差。有鉴于此，亟待研制开发出一种可有效提高后桥转向轮随动跟随启动性能的车辆 后桥电控转向轮随动控制系统，以确保行车效率及安全可靠性。
技术实现思路
针对上述缺陷，本技术解决的技术问题在于，提供一种车辆后桥电控转向轮 随动控制系统，以有效提高后桥随动跟随启动性能。本技术提供的车辆后桥电控转向轮随动控制系统，用于控制驱动各后桥转向 轮转动的电液比例阀，包括第一检测装置和控制器；其中，所述第一检测装置用于检测跟随 对象的实际转角值；所述控制器包括计算单元、判断单元、存储单元和输出单元；所述计算 单元用于根据跟随对象的实际转角值计算其转角变化量；并根据判断单元获得的判断结 果，将控制相应被控对象的控制参量增加一预设调整参量，以修正驱动控制信号；所述判断 单元用于判断该转角变化量是否在预设死区范围内，若否，则输出判断结果至计算单元；所 述存储单元用于存储所述预设调整参量；所述输出单元用于输出控制信号。优选地，所述控制系统中的控制参量采用PID算法计算获得。优选地，还包括用于检测当前车速的第二检测装置；且所述判断单元还用于判断 车速是否在第一预设车速范围内，若是，则选择与第一预设车速范围相对应的预设死区范 围用于转角变化量的判断，以及选择与第一预设车速范围相对应的预设调整参量，用于修 正驱动控制信号；所述存储单元还用于存储一控制参数查询表，该查询表用于记录第一预 设车速范围、与该范围相对应的预设死区范围和预设调整参量。优选地，所述第一预设车速范围为小于50Km/h大于30Km/h，其对应的预设死区范 围为小于0.35°。优选地，当车速不在第一预设车速范围内时，所述判断单元还用于判断车速是否 在第二预设车速范围内，若是，则选择与第二预设车速范围相对应的预设死区范围用于转 角 变化量的判断，以及选择与第二预设车速范围相对应的预设调整参量，用于修正驱动控 制信号；所述存储单元中存储的所述控制参数查询表，还用于记录第二预设车速范围、与该 范围相对应的预设死区范围和预设调整参量。优选地，所述第二预设车速范围为小于30Km/h，其对应的预设死区范围为小于 0. 2°。优选地，所述第一预设车速范围对应的预设调整参量小于所述第二预设车速范围 对应的预设调整参量。优选地，还包括用于检测各被控对象的实际偏转角度的第三检测装置；所述计算 单元还用于计算所述修正后的驱动控制信号所对应的目标值与实际转角之间的差值；所述 判断单元还用于判断所述被控对象的随动偏差是否小于一阈值，若是，则停止被控对象的 随动转向动作；所述存储单元还用于存储所述阈值。本技术提供的车辆后桥电控转向轮随动控制系统进行了优化设计，在控制过 程中，一旦检测到随动对象的转角变化超出某一预设范围，则在原PID控制参量的基础上 增加一预设调整参量，以修正驱动控制信号；即，在第一桥车轮刚刚转动一定角度时，相应 后桥转向轮就开始以较快的动作速度进行转向动作。与现有闭环随动控制方法相比，本实 用新型具有下述有益效果首先，本技术有效 解决了传统控制方法中随动控制参量较小，后桥转向轮随 动启动滞后的问题。其次，基于各桥车轮的启动滞后问题得到了有效的解决，进一步提高了各桥间动 作的同步性能。再次，提高了底盘的转向性能，可减少因转向不同步导致的轮胎磨损，进而降低了 设备的维护成本。第四，优选方案中，根据当前车速确定相应的预设调整参量。对于中高速行驶、低 速行驶及高速行驶等不同工况，采取不同的控制策略。比如，车速高于50km/h时，后桥转向 锁定不转向(车辆直行锁定)；车速低于50km/h时调整控制参量，且介于30km/h 50km/ h的之间时的预设调整参量小于车速小于30km/h时的预设调整参量，该预设调整量随车速 的增加而相应地减小。这样，使得车辆既在低速时具有良好的转向灵活性，同时又在高速时 亦具有较好操纵稳定性，避免在高速时转向过程中后桥发生甩尾现象。本技术适用于多桥轮式底盘，特别适用于大型工程机械的多桥轮式底盘。附图说明图1是现有车辆底盘的后桥转向轮随动转向示意图；图2是具体实施方式中所述车辆后桥电控转向轮随动控本文档来自技高网...

【技术保护点】
车辆后桥电控转向轮随动控制系统，用于控制驱动各后桥转向轮转动的电液比例阀，其特征在于，包括：第一检测装置，用于检测跟随对象的实际转角值；和控制器，包括：计算单元，用于根据跟随对象的实际转角值计算其转角变化量；并根据判断单元获得的判断结果，将控制相应被控对象的控制参量增加一预设调整参量，以修正驱动控制信号；判断单元，用于判断该转角变化量是否在预设死区范围内，若否，则输出判断结果至计算单元；存储单元，用于存储所述预设调整参量；和输出单元，用于输出控制信号。

【技术特征摘要】
车辆后桥电控转向轮随动控制系统，用于控制驱动各后桥转向轮转动的电液比例阀，其特征在于，包括第一检测装置，用于检测跟随对象的实际转角值；和控制器，包括计算单元，用于根据跟随对象的实际转角值计算其转角变化量；并根据判断单元获得的判断结果，将控制相应被控对象的控制参量增加一预设调整参量，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹纯新，刘权，黎鑫溢，郭纪梅，郭堃，
申请(专利权)人：长沙中联重工科技发展股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]