CN102826119A - 护栏清洗车的四轮独立转向控制方法 - Google Patents

Abstract

护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，所述护栏清洗车的车体（5）中间部位具有纵向贯通的护栏通道，包括：实时地检测车体上的第一位置和第二位置与所述护栏（11）相距的第一横向距离（S1）和第二横向距离（S2），并实时地比较各个距离之间的大小；控制护栏清洗车转向，直至当第一横向距离（S1）=第二横向距离（S2）且第一横向距离与固定横向距离（S）之间的差值的绝对值≤预设偏差值（△S）停止转向调节。本发明的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法在护栏通过护栏清洗车的护栏通道进行清洗时，能够使得护栏在护栏清洗车的护栏通道内始终保持适当的距离和位置，从而确保护栏能够得到有效地清洗，并保证护栏清洗车的正常行驶状态。

Description

护栏清洗车的四轮独立转向控制方法

技术领域

本发明涉及一种四轮转向车辆的转向控制方法，具体地，涉及一种护栏清洗车在清洗作业过程中的四轮独立转向控制方法，其中所述护栏清洗车的中间部位具有沿该护栏清洗车的纵向贯通的护栏通道，从而在清洗作业过程中使得待清洗的护栏从该护栏通道通过以进行清洗。

背景技术

护栏清洗车主要用于清洗道路护栏上的沉积物、灰尘冲刷。传统的护栏清洗车通常由汽车二类底盘改装而成，其转向系统是底盘自带的，清洗工作装置安装在底盘上并位于车体的一侧，通过操控底盘的转向来控制和调节清洗工作装置与护栏的距离。

具体地，图1显示现有技术的护栏清洗车，其护栏清洗工作装置包括相对安装的清洗辊1，清洗辊1分为左右两组清洗辊，护栏2被夹在左右两组清洗辊1之间，清洗辊1上具有布条等织物，清洗辊1有驱动装置驱动其旋转并带动清洗辊1上的织物对护栏2进行接触，配合水的作用产生清洗效果。

现有的清洗工作装置是安装在底盘车的左侧或右侧，清洗作业时工作装置从护栏清洗车的左侧或右侧伸出对护栏进行清洗，护栏清洗车完全占用主行车道，且行驶速度较慢，对在该车道行驶通行的车辆造成阻塞，降低了道路通行效率，因此清洗作业需要避开车流高峰期，这制约了设备的作业效率。

为了解决这个问题，最近已经提出了一种护栏清洗车，该护栏清洗车设计为中间部位具有沿纵向贯通的护栏通道，并且护栏清洗装置（例如清洗辊）布置在护栏通道的两侧，从而在进行清洗作业时，使得待清洗的护栏处于该护栏通道内，通过驾驶护栏清洗车向前行驶，使得护栏的各部分依次地从护栏通道内通过并经由清洗辊进行清洗。由于沿护栏清洗车的纵向贯通的护栏通道处于护栏清洗车的中间部位，因此在进行清洗作业时，护栏从护栏清洗车的中间部位沿纵向通过护栏清洗车，因此护栏清洗车只需分别占用护栏两侧车道的一部分，而两侧车道未被占用的部分仍然可以通过往来的行驶车辆，从而有利于缓解交通堵塞，提高护栏清洗车的设备利用率。

但是，在上述护栏清洗车中，当护栏通过护栏清洗车的护栏通道时，由于驾驶员不能清楚地观测到护栏2在纵向贯通的护栏通道内的状况，例如护栏的两侧分别距离护栏通道两侧的清洗辊1的距离，这使得护栏常常不能得到有效地清洗，尤其是在护栏清洗车的行驶方向存在偏离而不能及时进行转向调节的情况下，甚至可能使得护栏2卡在护栏清洗车的护栏通道，从而不但不能进行有效地清洗工作，而且会导致较为严重的行驶故障。

有鉴于此，需要提供一种能够解决上述问题的护栏清洗车的转向控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，该四轮独立转向控制方法能够使得中间部位具有纵向贯通的护栏通道的护栏清洗车在清洗作业过程中，使得护栏在护栏清洗车的护栏通道内相对于护栏通道纵向中心竖直平面始终保持适当的距离和位置，从而确保护栏能够得到有效地清洗，并保证护栏清洗车的正常行驶状态，

为了解决上述技术问题，本发明提供一种护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，所述护栏清洗车的车体中间部位具有纵向贯通的护栏通道，该护栏通道的两侧设有间隔的相对于护栏通道纵向中心竖直平面对称的至少一对左侧清洗装置和右侧清洗装置，以在待清洗的护栏在所述护栏通道内通过该左侧清洗装置和右侧清洗装置之间时进行清洗，其中，所述四轮独立转向控制方法包括：在所述护栏清洗车清洗作业过程中，实时地检测所述车体上的第一位置和第二位置沿所述护栏清洗车的横向方向分别与所述护栏相距的第一横向距离和第二横向距离，并实时地比较所述第一横向距离、第二横向距离和固定横向距离之间的大小；其中所述第一位置和第二位置处于所述车体的同一侧且沿所述护栏清洗车的纵向方向相互间隔，该第一位置和第二位置与所述护栏通道纵向中心竖直平面沿护栏清洗车的横向方向的距离均为固定横向距离；当所述第一横向距离≠所述第二横向距离，或者当所述第一横向距离=所述第二横向距离且所述第一横向距离与所述固定横向距离之间的差值的绝对值>预设偏差值时，控制所述护栏清洗车转向，直至当所述第一横向距离=所述第二横向距离且所述第一横向距离与所述固定横向距离之间的差值的绝对值≤预设偏差值停止转向调节。

优选地，通过实时地分别比较所述第一横向距离与所述固定横向距离的大小以及所述第二横向距离与所述固定横向距离的大小，确定所述第一位置和第二位置相对于所述护栏通道纵向中心竖直平面偏离的方位，从而确定所述护栏清洗车的前车轮和/或后车轮进行转向调节的转向方向。

优选地，当所述第一横向距离=所述第二横向距离且所述第一横向距离与所述固定横向距离之间的差值的绝对值>预设偏差值时，控制所述护栏清洗车的前侧车轮和后侧车轮朝向相同的转向方向以相同的转向角转向。

优选地，当所述第一横向距离≠所述第二横向距离时，首先通过控制所述护栏清洗车的前侧车轮转向、后侧车轮转向或前后侧车轮同时转向而将所述护栏清洗车调节为所述第一横向距离=所述第二横向距离；然后在所述第一横向距离与所述固定横向距离之间的差值的绝对值>所述预设偏差值时，控制所述护栏清洗车的前侧车轮和后侧车轮朝向相同的转向方向以相同的转向角转向。

优选地，当所述第一横向距离≠所述第二横向距离，首先通过控制所述护栏清洗车的前侧车轮转向而将所述护栏清洗车调节为所述第一横向距离=所述第二横向距离，其中，所述护栏清洗车的前侧左车轮以第一转向角α转向，前侧右车轮以第二转向角β转向，所述第一转向角α和第二转向角β分别以下列公式计算： $\cot \mathrm{\α}=\frac{K}{\mathrm{nL}}+\frac{L}{|S_1-S_2|};$ $\cot \mathrm{\β}=\frac{K}{\mathrm{nL}}+\frac{L}{|S_1-S_2|}-\frac{K}{L};$ 其中，所述第一位置和第二位置分别位于所述车体的左侧，并且所述第一位置处于通过所述前侧左车轮和前侧右车轮的中心轴线的竖直平面上，所述第二位置处于通过所述护栏清洗车的后侧前车轮和后侧右侧轮的中心轴线的竖直平面内；L为所述护栏清洗车的轴距；K为所述护栏清洗车的轮距；K/n为所述第二位置与所述左侧后车轮之间沿所述护栏清洗车横向方向的距离；S₁为所述第一横向距离，S₂为所述第二横向距离。

优选地，所述第一位置和第二位置上分别安装有第一位置传感器和第二位置传感器，以实时地检测所述第一横向距离和第二横向距离。

具体选择地，所述第一位置传感器和第二位置传感器为光电距离传感器或电磁波距离传感器。

优选地，所述第一位置传感器和第二位置传感器将检测的所述第一横向距离和第二横向距离信号实时地传输到控制器，通过所述控制器实时地比较所述第一横向距离、第二横向距离和固定横向距离之间的大小，并通过该控制器控制所述护栏清洗车进行转向调节。

具体地，所述控制器分别控制所述护栏清洗车的各个车轮各自的转向节所连接的伸缩驱动装置，而分别控制所述护栏清洗车的各个车轮进行转向。

优选地，所述伸缩驱动装置为具有液压伸缩控制回路的转向驱动液压缸，所述液压伸缩控制回路上设置有连接于所述控制器的用于控制液压油流量的电液比例阀或电液伺服阀。

通过本发明的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，当护栏通过护栏清洗车的护栏通道进行清洗时，使得护栏在护栏清洗车的护栏通道内相对于护栏通道纵向中心竖直平面始终保持适当的距离和位置，从而确保护栏能够得到有效地清洗，并保证护栏清洗车的正常行驶状态，这使得中间部位具有纵向护栏通道的护栏清洗车能够有效地应用到护栏清洗作业中，使得护栏清洗车只需分别占用护栏两侧车道的一部分，而两侧车道未被占用的部分仍然可以通过往来的行驶车辆，从而有利于缓解交通堵塞，提高护栏清洗车的设备利用率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是现有技术的护栏清洗车的俯视示意图。

图2是中间部位具有纵向贯通的护栏通道的护栏清洗车正在进行护栏清洗作业的状态示意图，其中护栏清洗车相对于护栏处于正常清洗区域范围内。

图3是护栏清洗车在清洗作业过程中朝向护栏右侧偏移超过允许范围而进行转向控制的状态示意图。

图4是护栏清洗车相对于护栏发生偏转而进行转向控制的状态示意图。

图5是本发明具体实施方式的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法的流程框图，其中仅是为清楚显示而进行了图框显示，但是各个方框之间的操作步骤在实际调节过程中并不存在严格的时间顺序。

附图标记说明：

1左侧清洗装置；                2右侧清洗装置；

3第一位置传感器；            4第二位置传感器；

5车体；                      6转向驱动液压缸；

7左侧前车轮；                8右侧前车轮；

9左侧后车轮；                10右侧后车轮；

11护栏；                     12护栏通道纵向中心竖直平面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

正如上文所述，本发明的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法主要用于特定类型的护栏清洗车的转向控制，具体地，所述护栏清洗车的车体中间部位具有沿护栏清洗车的纵向贯通的护栏通道，从而在清洗作业过程中使得待清洗的护栏从该护栏通道通过以进行清洗。这种具有纵向贯通的护栏通道的护栏清洗车的优点在于在护栏清洗作业过程中只需分别占用护栏两侧车道的一部分，而两侧车道未被占用的部分仍然可以通过往来的行驶车辆，从而有利于缓解交通堵塞，提高护栏清洗车的设备利用率。

这种具有纵向护栏通道的护栏清洗车可以具有各种具体的结构形式，最典型地可以为本申请人开发的跨行式护栏清洗车，简略而言，这种跨行式护栏清洗车包括车体以及安装在该车体上的用于夹持并清洗护栏的相对的护栏清洗装置（例如清洗辊组），其中，所述车体包括左侧车体部和右侧车体部，例如左侧车体部安装为能够相对于右侧车体部旋转或升降以改变该左侧车体部的高度位置（一般旋转安装结构主要是通过左、右侧车体部的铰接和相应的伸缩驱动装置实现，而采用升降安装结构主要是通过左、右侧车体部上的导轨结构以及升降驱动装置实现，纵向护栏通道一般可以形成在左侧车体部的朝向右侧车体部的纵向边缘区域），左侧前车轮与左侧车体部彼此独立运动，左侧前车轮安装为能够升降并能够运动到护栏清洗车的横向宽度之外的位置上，并且相对的清洗辊组分别安装为处于纵向护栏通道的两侧。这种跨行式护栏清洗车更具体的细节结构由于与本发明的技术构思不相关，在此对其更详细结构和使用方法不再赘述。该跨行式护栏清洗车的主要特点在于能够使得护栏清洗车的左侧前轮和左侧车体从护栏的一侧运动到护栏的另一侧，并使得护栏位于纵向护栏通道内，这在道路上的两段护栏之间具有绿岛等妨碍护栏清洗车行驶的情形时特别适用。

当然，具有纵向护栏通道的护栏清洗车并不局限于上述跨行式护栏清洗车的形式，例如，护栏清洗车的车体分为左右两个车体部分，该左右两个车体部分均为固定车体部分并通过倒置的U形梁相互连接，从而在左右两个车体部分之间自然形成纵向护栏通道，在进行清洗作业时直接使得护栏清洗车的纵向护栏通道对准护栏而驾驶护栏清洗车向前行驶，从而使得护栏从纵向护栏通道通过以进行清洗，但是这种左右车体部分固定的护栏清洗车在使用上具有一定的局限性，即主要适用于连续的护栏清洗，如果两段护栏之间具有绿化带往往无法适用。但是，在此需要说明的是，无论护栏清洗车的具体结构形式如何变型，只要其中间部位具有纵向护栏通道以在进行护栏清洗作业时使得护栏通过纵向护栏通道，则其均属于本发明的四轮独立转向控制方法所能够适用的护栏清洗车，相应地也就属于本发明的保护范围。

另外，参见图2所示，上述护栏清洗车的车体5的中间部位由于存在纵向护栏通道，在清洗作业时需要使得护栏11从该纵向护栏通道内通过，因此这种护栏清洗车的底盘不存在整体式车桥或车轴，各个车轮均通过独立悬架支撑车体5。为了方便清洗作业过程中的调节，这种护栏清洗车主要采用四轮独立转向（在此情形下驱动轮的驱动装置（如驱动电机）一般需要集成到作为驱动轮的车轮上以在该车轮转向运动时跟随该车轮运动），在通过独立悬架安装的车轮布置结构中，各个车轮的轮毂安装到转向节上，通过液压缸、气压缸或电动推杆等伸缩驱动装置推拉转向节的转向节臂，从而实现相应车轮的转向，也就是说，每个车轮上均通过伸缩驱动装置推拉转向节的转向节臂实现转向驱动，所述伸缩驱动装置一般可以采用液压缸、气压缸或电动推杆等，优选地，所述伸缩驱动装置采用液压缸，即图2示意性显示的转向驱动液压缸6，这主要是可以通过控制液压油的进油量而相对精确地控制转向驱动液压缸6的活塞杆的伸出行程或缩回行程，当然采用其它伸缩驱动装置，例如电动推杆等也能实现伸缩行程控制，例如通过控制电动推杆的电机转动的转数等，但是总体而言采用转向驱动液压缸6控制更为便利。有关四轮独立转向的结构在一些车辆（例如叉车等）上应用已经比较广泛，在此不再赘述。

以下重点描述本发明的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，如上所述，所述护栏清洗车为四轮转向，并且车体5的中间部位具有沿该护栏清洗车的纵向贯通的护栏通道，从而在清洗作业过程中使得待清洗的护栏从该护栏通道通过以进行清洗。

预先说明的是，在以下的描述中所使用的一些方位词，例如“左”、“右”、“前”、“后”等均是按照护栏清洗车的通常方位所具有的含义，具体地例如驾驶员坐在车内驾驶时其所观测的方位，例如左前轮、右前轮、前方、后方等。

参见图2和图3所示，护栏通道的两侧相对布置有左侧清洗装置1和右侧清洗装置2，该左侧清洗装置1和右侧清洗装置2相对于护栏通道纵向中心竖直平面12左右对称布置，该护栏通道纵向中心竖直平面12为沿护栏清洗车纵向方向的竖直虚拟平面，一般可以在护栏通道横向宽度的居中位置取一个纵向竖直平面作为护栏通道纵向中心竖直平面，在清洗作业过程中，随着护栏清洗车向前行驶，护栏11沿护栏清洗车的纵向从护栏通道通过，并经过左侧清洗装置1与右侧清洗装置2之间的间隔以进行清洗。在清洗作业时需保持好护栏11在护栏通道内的位置，即保持好车体5与护栏11间的合理工作距离，防止在护栏通道内发生车体5与护栏11的碰撞，这是通过控制转向系统来实现的，通过采用本发明的四轮独立转向控制方法，可以有效地防止护栏11与车体5发生碰撞、卡死等现象，顺利地使得护栏11通过护栏清洗车的护栏通道，实现护栏的清洗。

具体地，护栏清洗车在进行清洗作业时，护栏11在护栏通道内应当保持在合适的正常工作位置，以适于进行清洗工作并确保护栏清洗车平顺地向前行驶，参见图2所示，左侧清洗装置1与右侧清洗装置2左右对称布置在护栏通道的两侧，当左侧清洗装置1与右侧清洗装置2之间的护栏通道纵向中心竖直平面12处于护栏11上时属于最为理想的状况，当然并不局限于此，可以设定一定一个预设偏离值△S，当护栏通道纵向中心竖直平面12偏离护栏不超过该预设偏离值△S时，护栏清洗车均可以对护栏进行清洗并向前正常行驶。但是，随着护栏清洗车向前行驶，护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏的位置有可能会出现偏离，当偏离值不在上述预设偏离值△S时会影响清洗作业，为了防止这种情况发生，需要实时监控护栏通道纵向中心竖直平面与护栏11间的距离，并通过控制车轮的转向来调节清洗工作装置与护栏11的间距。

因此，本发明的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法的主要技术构思为：该四轮独立转向控制方法针对特定类型的护栏清洗车，即所述护栏清洗车的车体5中间部位具有纵向贯通的护栏通道，该护栏通道的两侧设有间隔的相对于护栏通道纵向中心竖直平面12对称的至少一对左侧清洗装置1和右侧清洗装置2，以在待清洗的护栏11在护栏通道内通过该左侧清洗装置1和右侧清洗装置2之间时进行清洗，其中，所述四轮独立转向控制方法包括：在护栏清洗车清洗作业过程中，实时地检测车体5上的第一位置和第二位置沿所述护栏清洗车的横向方向分别与护栏11相距的第一横向距离S1和第二横向距离S2，并实时地比较所述第一横向距离S1、第二横向距离S2和固定横向距离S之间的大小；其中所述第一位置和第二位置处于车体5的同一侧且沿护栏清洗车的纵向方向相互间隔，该第一位置和第二位置与所述护栏通道纵向中心竖直平面12沿护栏清洗车的横向方向的距离均为固定横向距离S；当所述第一横向距离S1≠所述第二横向距离S2，或者当所述第一横向距离S1=所述第二横向距离S2且所述第一横向距离S1与所述固定横向距离S之间的差值的绝对值>预设偏差值△S时，控制所述护栏清洗车转向，直至当第一横向距离S1=所述第二横向距离S2且所述第一横向距离S1与所述固定横向距离S之间的差值的绝对值≤预设偏差值△S停止转向调节。

以下将更详细地描述本发明的技术方案，为了检测第一横向距离和第二横向距离的方便，在第一位置和第二位置上安装有第一位置传感3和第二位置传感器4。这一般可以通过位置传感器来进行测量，优选地采用光电距离传感器、电磁波距离传感器等进行检测，例如在采用公知的光电距离传感器或电磁波距离传感器的情形下，由于护栏通道的宽度是确定的，左侧清洗装置1（例如左侧转向辊）和右侧清洗装置2（例如右侧转向辊）相对于护栏通道的位置也是确定的，当光电距离传感器或电磁波距离传感器安装后其位置是固定的，因此光电距离传感器的位置与护栏通道纵向中心竖直平面12之间沿护栏清洗车横向方向的距离为固定横向距离S，在此情形下，光电距离传感器或电磁波距离传感器通过向护栏11发射并接收由护栏表面反射的光束或电磁波，从而测得所述位置传感器（例如光电距离传感器、电磁波距离传感器）距离护栏11沿护栏清洗车横向方向的距离，由于护栏11的厚度较小，该距离一般可以直接采用，当然更精确地，所述位置传感器测得的距离也可以进一步加上护栏11的一半厚度，在此情形下，所述位置传感器可以将测得的距离传输到控制器，控制器将该距离与位置传感器与护栏通道纵向中心竖直平面12之间的固定横向距离S比较，当该距离与S之间的偏差值大于预设偏差值△S时需要进行转向控制。在图2所示的位置传感器的布置中，本发明可以设置沿车体5的纵向设置相互间隔的第一位置传感器3和第二位置传感器4，该第一位置传感器3和第二位置传感器4沿护栏清洗车的纵向处于同一条直线上。优选地，为了下文理论分析的方便，使得第一位置传感器3的安装位置处在通过所述前侧左车轮7和前侧右车轮8的中心轴线的竖直平面上，第二位置传感器4的安装位置处在通过后侧前车轮9和后侧右侧轮10的中心轴线的竖直平面内，因此第一位置传感器3和第二位置传感器4沿护栏清洗车纵向的前后间距等于护栏清洗车的轴距L。其中，通过第一位置传感器3检测到的该第一位置传感器3与护栏11之间沿护栏清洗车的横向方向的距离为第一横向距离S1，通过第二位置传感器4检测到的该第二位置传感器4与护栏11之间沿护栏清洗车横向方向的距离为第二横向距离S2。

在此情形下，清洗作业时，护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11之间的距离是通过第一位置传感器3和第二位置传感器4来监测，清洗装置中线中心线12偏离护栏11的距离主要有两种情况：第一，护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11平行偏离，此时优选地可以控制护栏清洗车的四轮以相同的转向角转向并驱动护栏清洗车行驶（即所谓护栏清洗车的“蟹行”运动形式）来调节护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11之间的偏差值，使得该偏差值小于预设偏差值△S，从而确保清洗工作和护栏清洗车的正常行驶。第二，护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11之间形成有夹角，此时可以通过控制前轮转向、后轮转向或前后轮转向来使得S1等于S2，即先使得护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11平行，然后通过控制护栏清洗车的四轮以相同的转向角转向并驱动护栏清洗车行驶（即所谓的“蟹行”运动形式）来调节护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11之间的偏差值，使得该偏差值小于预设偏差值△S，从而确保清洗工作和护栏清洗车的正常行驶。

具体地，参见如下分析：

（1）当S1=S2并且该S1、S2与S的偏差值小于预设偏差值△S时，表明护栏清洗车的护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11平行，并且清洗工作装置中心线12与护栏的距离偏差值处于正常工作的范围内，清洗工作装置能正常清洗，并且护栏清洗车能够正常行驶，此时不需控制车轮的转向；

（2）当S1=S2，并且S1、S2与S的偏差值的绝对值大于预设偏差值△S时，表明清洗工作装置纵向中心线12平行于护栏11偏向护栏11的一侧，此时需要控制转向系统安照蟹行的控制策略进行转向，即四个车轮（左侧前车轮7、右侧前车轮8、左侧后车轮9和右侧后车轮10）按照朝向相同的方向以相同的转向角度转向并行驶，并且实时地检测S1和S2，直至S1和S2与S的偏差值的绝对值≤预设偏差值△S停止调节，然后使得四个转向轮回正进行正常的行驶和清洗工作。具体地，显然可以通过分别比较所述第一横向距离S1与固定横向距离S的大小以及所述第二横向距离S2与所述固定横向距离S的大小，确定第一位置和第二位置相对于所述护栏通道纵向中心竖直平面12偏离的方位，从而确定护栏清洗车的前车轮7，8和/或后车轮9，10需要转向调节时的转向方向，也就是可以通过比较S1、S2与S的大小来判断护栏偏向于护栏通道纵向中心竖直平面12的哪一侧，例如参见图3所示，第一位置传感器3和第二位置传感器4安装在车体5的左侧情形下，即位于车体5上的护栏通道的左侧，此时如果S1＜S，说明护栏11偏离到护栏通道纵向中心竖直平面12的左侧（也就是护栏通道纵向中心竖直平面偏离到护栏11的右侧，这反映了车体5相对于护栏11向右侧偏离过度），此时需要使得护栏通道纵向中心竖直平面12朝向护栏11调整，即使得护栏清洗车的四轮朝向左侧转向，即四个车轮朝向左侧以相同的转向角度转向并行驶，并且实时地检测S1和S2，直至S1和S2与S的偏差值的绝对值预设偏差值△S停止调节，在此情形下，护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11又会运动到重合或者在预设偏差值△S内，达到清洗工作装置与护栏间的合理距离。作为另一种情形，与图3所示的情形相反，此时如果S1>S，说明护栏11偏离到护栏通道纵向中心竖直平面12的右侧（也就是护栏通道纵向中心竖直平面偏离到护栏11的左侧，这反映了车体5相对于护栏11向左侧偏离过度），此时需要使得护栏通道纵向中心竖直平面12朝向护栏11调整，即使得护栏清洗车的四轮朝向右侧转向，即四个车轮朝向右侧以相同的转向角度转向并行驶，并且实时地检测S1和S2，直至S1和S2与S的偏差值的绝对值预设偏差值△S停止调节，在此情形下，护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11又会运动到重合或者在预设偏差值△S内，达到清洗工作装置与护栏间的合理距离。

（3）当S1≠S2时，参见图4所示，表明护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11之间成一个夹角θ，

(式中：L为第一位置传感器3与第二位置传感器4沿护栏清洗车纵向的间距，在图4所示的情形下即为护栏清洗车的前后轴距)，此时可以在车辆行驶过程中首先通过前轮转向、后轮转向或四轮转向进行控制，并在护栏清洗车转向行驶过程中实时地检测S1和S2，在使得护栏清洗车调节到S1=S2的情形之下，然后再判断S1、S2与S的偏差值的绝对值是否大于预设偏差值△S，如果大于预设偏差值△S，则通过上述情形（2）所述的蟹行方式进行转向调节，如果小于预设偏差值△S，则无需进行调整。

在实际操作中，在将护栏清洗车由S1≠S2调节到S1=S2的情形属于将车辆从偏斜状态通过转向调节到相对于护栏11的直行状态，该操作可以由驾驶员或控制器通过前轮转向、后轮转向或前后轮同时转向（即四轮转向）实现，通过判断S1与S2的大小可以判断出护栏清洗车相对于护栏11的偏斜状态，例如参见图3所示，在上述的第一位置传感器3和第二位置传感器分别安装在车体5的左侧的情形下，如果S1>S2，需要使得前侧车轮（即前侧左车轮7和前侧右车轮8）向右转向和/或后侧车轮（即后侧左车轮9和后侧右车轮10）向左转向，从而使得护栏通道纵向中心竖直平面12随同车体产生偏转，并偏转到与护栏11平行的位置；如果S1＜S2，需要使得前侧车轮向左转向和/或后侧车轮向右转向，从而使得护栏通道纵向中心竖直平面12偏转到与护栏11平行的位置。

为了帮助本领域技术人员理解，以下参照图3进行理论分析，但是在此需要说明的是，使得护栏清洗车从相对于护栏的偏斜状态通过转向调节到相对于护栏11的直行状态，完全可以由驾驶员或控制器根据护栏清洗车相对于护栏11的偏斜状态采用前轮和后轮组合调节的方式调节到使得护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11平行的状态，这使得前轮和后轮的各自的转向角度可以具有多种，而并不局限于下述为帮助理解而仅通过前轮转向的方式进行控制的情形。具体地，例如在图3所示的情形中，当S1>S2时，采用前轮向右转向先使得S1=S2，然后再通过上述情形（2）中描述的蟹行转向模式进行调节。例如，设定左侧前车轮7的转向角为α，转弯半径R_α，右侧前车轮8的转向角为β,转弯半径R_β，在左侧前车轮7的转向角为α、右侧前车轮8的转向角为β的情形下，在护栏清洗车转向行驶过程中，第一位置传感器3和第二位置传感器4的连线随同车体5的转角为δ，转弯半径R_δ，公知地，车辆转向时，所有车轮的轴线相交于一点O，该交点O为车辆的转向中心，根据图3的几何关系（其中A、B、C、D仅是便于描述左右轮距而标示的参考点，实际车辆中左右轮距、轴距L等是已知的，E，F也是为便于描述而标示的第一位置传感器与第二位置传感器的位置点），得出以下式子：

$\cot \mathrm{\α}=\frac{\left|\mathrm{oD}\right|}{\left|\mathrm{AD}\right|}=\frac{\left|\mathrm{oD}\right|}{L}---\left(1\right)$

$\cot \mathrm{\β}=\frac{\left|\mathrm{oC}\right|}{\left|\mathrm{BC}\right|}=\frac{|\mathrm{oD}-|\mathrm{CD}\left|\right|}{L}---\left(2\right)$

$\cot \mathrm{\δ}=\frac{\left|\mathrm{oF}\right|}{\left|\mathrm{EF}\right|}=\frac{\left|\mathrm{oF}\right|}{L}---\left(3\right)$

从图3中得出R_α>R_δ>R_β则α>δ>β，此时若使得δ=θ时，即第一位置传感器3向左转过角度θ时，护栏通道纵向中心竖直平面12能与护栏11平行，此时可以根据几何关系计算前侧左车轮转向角α和前侧右车轮转向角β，即它们的关系如下：

令δ=θ，则 $\cot \mathrm{\δ}=\frac{\left|\mathrm{oF}\right|}{\left|\mathrm{EF}\right|}=\frac{\left|\mathrm{oF}\right|}{L}=\frac{L}{|S_1-S_2|}$

式 $\left(1\right)-\left(2\right)=\cot \mathrm{\α}-\cot \mathrm{\β}=\frac{\left|\mathrm{oD}\right|}{L}-\frac{\left|\mathrm{oD}\right|-\left|\mathrm{CD}\right|}{L}=\frac{\left|\mathrm{CD}\right|}{L}=\frac{K}{L}$

式 $\left(1\right)-\left(3\right)=\cot \mathrm{\α}-\cot \mathrm{\δ}=\frac{\left|\mathrm{oD}\right|}{L}-\frac{\left|\mathrm{oC}\right|-\left|\mathrm{CF}\right|}{L}=\frac{\left|\mathrm{FD}\right|}{L}=\frac{K}{\mathrm{nL}}$

$\cot \mathrm{\α}=\frac{\left|\mathrm{FD}\right|}{L}+\cot \mathrm{\δ}=\frac{K}{\mathrm{nL}}+\frac{L}{|S_1-S_2|}$

$\cot \mathrm{\β}=\cot \mathrm{\α}-\frac{\left|\mathrm{CD}\right|}{L}=\frac{K}{\mathrm{nL}}+\frac{L}{|S_1-S_2|}-\frac{K}{L}$

式中：L为护栏清洗车轴距，K为护栏清洗车轮距，其中FD=K/n为第二位置传感器4与左侧后车轮9之间沿护栏清洗车横向方向的距离（具体可以取为第二位置传感器4的安装位置到左侧后车轮9轮宽的中分平面的垂直距离），这在第二位置传感器S1安装后就是已知的，即K/n；S1为第一位置传感器3检测到的第一位置传感器3与护栏4之间沿护栏清洗车横向方向的距离，S2为第二位置传感器4检测到第二位置传感器4与护栏4之间的沿护栏清洗车横向方向的距离。从而可以根据上述公式计算出前侧左前轮7和前侧右前轮8的转向角，进而把转向角信号给控制器，控制器控制上述伸缩驱动装置（例如转向驱动液压缸6）驱动左侧前车轮7以转向角α转向，右侧前车轮8以转向角β转向，并驱动护栏清洗车行驶，通过第一位置传感器3和第二位置传感器4实时检测S1和S2，直至S1=S2，从而将调节护栏通道纵向中心竖直平面12调节与护栏11平行，然后将前侧左前轮7和前侧右前轮8回正，之后再根据上述情形（2）所描述的蟹行控制行驶来调节护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11间合理的距离。在此附加说明的是，控制器控制伸缩驱动装置驱动车轮（例如前侧左前轮7）转动转向角α，这可以通过控制伸缩驱动装置的伸缩行程来实现，例如在伸缩驱动装置为转向驱动液压缸6的情形下，一般通过控制供给到转向驱动液压缸6的液压油量来控制转向驱动液压缸的伸缩行程大小，这可以在转向驱动液压缸6的伸缩液压控制回路中进行流量控制而实现，优选地可以采用电液比例阀或电液伺服阀实现精确控制（一般是通过控制向转向驱动液压缸6供油的工作油路的通流开度的大小来实现流量控制），这种通过流量控制而控制液压缸伸缩行程的液压控制形式在液压领域属于比较成熟的技术，在此不再赘述。

在此需要强调的是，上述理论分析仅是为帮助本领域技术人员更深刻地理解本发明的控制方法所作的一种静态分析，其可以能够在相对短的时间内更为有效地将护栏通道纵向中心竖直平面12调整到与护栏11平行的状态，但是将护栏清洗车从相对于护栏的偏斜状态通过转向调节到相对于护栏11的直行状态，实际上属于一种动态调整过程，只要通过比较S1与S2的大小判断出护栏清洗车相对于护栏11的偏斜状态，明确了前侧车轮和后侧车轮需要针对性调整的转向方向，完全可以由驾驶员或控制器根据通过前轮转向、后轮转向或前后轮同时转向调节到使得护栏通道纵向中心竖直平面12与护栏11平行的状态，这使得前轮和后轮的各自的转向角度可以具有多种，在同一次调整过程中前车轮和/或后车轮的各自的转向角也是可以变化的，只要通过第一位置传感器3和第二位置传感器实时地检测S1和S2，直至S1＝S2而并不局限于上述为帮助理解而仅通过前轮转向的方式进行控制的情形。

由上描述可以看出，本发明优点在于：通过本发明的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，当护栏通过护栏清洗车的护栏通道进行清洗时，使得护栏在护栏清洗车的护栏通道内相对于护栏通道纵向中心竖直平面始终保持适当的距离和位置，从而确保护栏能够得到有效地清洗，并保证护栏清洗车的正常行驶状态，这使得中间部位具有纵向护栏通道的护栏清洗车能够有效地应用到护栏清洗作业中，使得护栏清洗车只需分别占用护栏两侧车道的一部分，而两侧车道未被占用的部分仍然可以通过往来的行驶车辆，从而有利于缓解交通堵塞，提高护栏清洗车的设备利用率。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，所述护栏清洗车的车体（5）中间部位具有纵向贯通的护栏通道，该护栏通道的两侧设有间隔的相对于护栏通道纵向中心竖直平面（12）对称的至少一对左侧清洗装置（1）和右侧清洗装置（2），以在待清洗的护栏（11）在所述护栏通道内通过该左侧清洗装置（1）和右侧清洗装置（2）之间时进行清洗，其中，所述四轮独立转向控制方法包括：

在所述护栏清洗车清洗作业过程中，实时地检测所述车体（5）上的第一位置和第二位置沿所述护栏清洗车的横向方向分别与所述护栏（11）相距的第一横向距离（S1）和第二横向距离（S2），并实时地比较所述第一横向距离（S1）、第二横向距离（S2）和固定横向距离（S）之间的大小；其中所述第一位置和第二位置处于所述车体（5）的同一侧且沿所述护栏清洗车的纵向方向相互间隔，该第一位置和第二位置与所述护栏通道纵向中心竖直平面（12）沿护栏清洗车的横向方向的距离均为固定横向距离（S）；

当所述第一横向距离（S1）≠所述第二横向距离（S2），或者当所述第一横向距离（S1）=所述第二横向距离（S2）且所述第一横向距离（S1）与所述固定横向距离（S）之间的差值的绝对值>预设偏差值（△S）时，控制所述护栏清洗车转向，直至当所述第一横向距离（S1）=所述第二横向距离（S2）且所述第一横向距离（S1）与所述固定横向距离（S）之间的差值的绝对值≤预设偏差值（△S）停止转向调节。

2.根据权利要求1所述的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，其中，通过实时地分别比较所述第一横向距离（S1）与所述固定横向距离（S）的大小以及所述第二横向距离（S2）与所述固定横向距离（S）的大小，确定所述第一位置和第二位置相对于所述护栏通道纵向中心竖直平面（12）偏离的方位，从而确定所述护栏清洗车的前车轮（7，8）和/或后车轮（9，10）进行转向调节的转向方向。

3.根据权利要求1所述的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，其中，当所述第一横向距离（S1）=所述第二横向距离（S2）且所述第一横向距离（S1）与所述固定横向距离（S）之间的差值的绝对值>预设偏差值（△S）时，控制所述护栏清洗车的前侧车轮（7，8）和后侧车轮（9，10）朝向相同的转向方向以相同的转向角转向。

4.根据权利要求1所述的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，其中，当所述第一横向距离（S1）≠所述第二横向距离（S2）时，首先通过控制所述护栏清洗车的前侧车轮转向、后侧车轮转向或前后侧车轮同时转向而将所述护栏清洗车调节为所述第一横向距离（S1）=所述第二横向距离（S2）；然后在所述第一横向距离（S1）与所述固定横向距离（S）之间的差值的绝对值>所述预设偏差值（△S）时，控制所述护栏清洗车的前侧车轮（7，8）和后侧车轮（9，10）朝向相同的转向方向以相同的转向角转向。

5.根据权利要求4所述的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，其中，当所述第一横向距离（S1）≠所述第二横向距离（S2），首先通过控制所述护栏清洗车的前侧车轮转向而将所述护栏清洗车调节为所述第一横向距离（S1）=所述第二横向距离（S2），其中，所述护栏清洗车的前侧左车轮（7）以第一转向角α转向，前侧右车轮以第二转向角β转向，所述第一转向角α和第二转向角β分别以下列公式计算：

$\cot \mathrm{\α}=\frac{K}{\mathrm{nL}}+\frac{L}{|S_1-S_2|};$

$\cot \mathrm{\β}=\frac{K}{\mathrm{nL}}+\frac{L}{|S_1-S_2|}-\frac{K}{L};$

其中，所述第一位置和第二位置分别位于所述车体（5）的左侧，并且所述第一位置处于通过所述前侧左车轮（7）和前侧右车轮（8）的中心轴线的竖直平面上，所述第二位置处于通过所述护栏清洗车的后侧前车轮（9）和后侧右侧轮（10）的中心轴线的竖直平面内；L为所述护栏清洗车的轴距；K为所述护栏清洗车的轮距；K/n为所述第二位置与所述左侧后车轮（9）之间沿所述护栏清洗车横向方向的距离；S₁为所述第一横向距离（S1），S₂为所述第二横向距离（S2）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，其中，所述第一位置和第二位置上分别安装有第一位置传感器（3）和第二位置传感器（4），以实时地检测所述第一横向距离（S1）和第二横向距离（S2）。

7.根据权利要求6所述的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，其中，所述第一位置传感器（3）和第二位置传感器（4）为光电距离传感器或电磁波距离传感器。

8.根据权利要求6所述的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，其中，所述第一位置传感器（3）和第二位置传感器（4）将检测的所述第一横向距离（S1）和第二横向距离（S2）信号实时地传输到控制器，通过所述控制器实时地比较所述第一横向距离（S1）、第二横向距离（S2）和固定横向距离（S）之间的大小，并通过该控制器控制所述护栏清洗车进行转向调节。

9.根据权利要求8所述的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，其中，所述控制器分别控制所述护栏清洗车的各个车轮各自的转向节所连接的伸缩驱动装置，而分别控制所述护栏清洗车的各个车轮进行转向。

10.根据权利要求9所述的护栏清洗车的四轮独立转向控制方法，其中，所述伸缩驱动装置为具有液压伸缩控制回路的转向驱动液压缸（6），所述液压伸缩控制回路上设置有连接于所述控制器的用于控制液压油流量的电液比例阀或电液伺服阀。

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