CN110550104B - 一种车辆转向系统 - Google Patents

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Abstract

一种车辆转向系统,其包括:第一推动模块和第二推动模块,第一推动模块用于调节第一车轮的转角,第二推动模块用于调节第二车轮的转角,第一车轮与第二车轮位于同一转向轴的两侧;转向控制装置,其与第一推动模块和第二推动模块连接,用于根据确定出的第一车轮的期望转角和第二车轮的期望转角分别生成第一转向控制信号和第二转向控制信号,并将第一转向控制信号和第二转向控制信号分别发送至第一推动模块和第二推动模块,从而使得第一推动模块与第二推动模块能够相对独立地调节第一车轮和第二车轮的转角。本系统可以使得车辆的车轮在转向时各个车轮围绕相同的瞬时转向中心做纯滚动,这样也就可以有效避免磨胎问题的产生。

Description

一种车辆转向系统
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域,具体地说,涉及一种车辆转向系统。
背景技术
随着城市的规模的扩大,日益增加的交通需求制约了城市的发展。目前,大量的城市交通解决方案倾向于提高公共交通出行时的比例,减少载客量较小的私家车的需求,提高通行效率,减少城市拥堵。城市公共交通主要包含汽车(公交车)和城市轨道交通系统。
现有的车辆转向系统通常采用梯形机构来实现对车轮转角的调节,根据阿克曼转向原理,车辆可以通过梯形机构来保证汽车转弯行驶时所有车轮围绕相同瞬时转向中心,从而在不同的圆周上做无滑动纯滚动。
然而,实际转向过程中,梯形机构仍然会使得同一转向轴两侧的车轮的实际转角与根据阿克曼转向原理所得到的理论值之间存在差异,进而使得车辆在转向时车轮出现磨胎的问题。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种车辆转向系统,所述系统包括:
第一推动模块和第二推动模块,所述第一推动模块用于调节第一车轮的转角,所述第二推动模块用于调节第二车轮的转角,所述第一车轮与第二车轮位于同一转向轴的两侧;
转向控制装置,其与所述第一推动模块和第二推动模块连接,用于根据确定出的第一车轮的期望转角和第二车轮的期望转角分别生成第一转向控制信号和第二转向控制信号,并将所述第一转向控制信号和第二转向控制信号分别发送至所述第一推动模块和第二推动模块,从而使得所述第一推动模块与第二推动模块能够相对独立地调节所述第一车轮和第二车轮的转角。
根据本发明的一个实施例,所述第一推动模块包括:
推动机构,其与所述转向控制装置连接,用于根据所述第一转向控制信号输出相应的推动力;
转向连杆机构,其与所述推动机构和第一车轮所对应的主销连接,用于将所述推动机构输出的推动力传递到所述主销,从而推动所述第一车轮偏转。
根据本发明的一个实施例,所述推动机构为液压推动机构。
根据本发明的一个实施例,所述第二推动模块与第一第一推动模块的结构相同。
根据本发明的一个实施例,所述转向控制装置配置为执行以下步骤:
步骤a、获取第一转向轴的转角;
步骤b、根据所述第一转向轴的转角确定各个转向轴的期望转角;
步骤c、根据所述各个转向轴的期望转角分别确定对应车轮的期望转角,并根据所述各个车轮的期望转角生成相应的转向控制信号。
根据本发明的一个实施例,在所述步骤c中,所述转向控制装置配置为根据如下步骤确定车轮的期望转角:
根据所述各个转向轴的期望转角确定车厢中轴线转向半径;
基于所述车厢中轴线转向半径以及转向轴长度,根据所述各个转向轴的期望转角分别确定对应车轮的期望转角。
根据本发明的一个实施例,在所述步骤c中,所述转向控制装置配置为根据如下表达式确定所述转向半径:
Figure GDA0002660665150000021
其中,Rv1表示转向半径,L1表示第一转向轴与第二转向轴之间的间距,δ1表示第一转向轴的期望转角,δ2表示第二转向轴的期望转角。
根据本发明的一个实施例,在所述步骤c中,所述转向控制装置配置为根据如下表达式确定所述各个转向轴两侧车轮的期望转角:
Figure GDA0002660665150000022
Figure GDA0002660665150000023
Figure GDA0002660665150000024
Figure GDA0002660665150000031
其中,Rv1表示转向半径,δ1表示第一转向轴的期望转角,δ2表示第二转向轴的期望转角,W表示转向轴长度,δ11和δ12分别表示第一转向轴两侧车轮的期望转角,δ21和δ22分别表示第二转向轴两侧车轮的期望转角。
根据本发明的一个实施例,如果车厢为三轴车厢,所述转向控制装置配置为根据如下表达式确定同一车厢中第三个转向轴两侧车轮的期望转角:
Figure GDA0002660665150000032
Figure GDA0002660665150000033
其中,δ′3表示同一车厢中第三个转向轴的期望转角,δ′31和δ′32分别表示同一车厢中第三个转向轴两侧车轮的期望转角。
根据本发明的一个实施例,所述第一转向轴为主动转向轴,所述转向控制装置配置为根据所述主动转向轴的转角,利用预设转向轴关系模型确定所述车辆中各个转向轴的期望转角。
根据本发明的一个实施例,所述预设转向轴关系模型为:
δ2=-δ1
Figure GDA0002660665150000034
Figure GDA0002660665150000035
其中,δ1表示第一转向轴的期望转角,δ2表示第二转向轴的期望转角,δ3表示第三转向轴的期望转角,δ4表示第四转向轴的期望转角,δv2g1表示第二节车厢与铰接角之间的角度,L2表示第三转向轴与第四转向轴的间距,L2g表示第三转向轴与铰接点的间距,R4表示第四转向轴的转向半径。
相较于现有的车辆转向系统,本发明所提供的车辆转向系统通过第一推动模块和第二推动模块可以独立地对同一转向轴上的两个车轮的转角进行控制。同时,本系统能够结合智轨列车轨迹跟随控制算法,可以使得车辆的车轮在转向时各个车轮围绕相同的瞬时转向中心做纯滚动,这样也就可以有效避免磨胎问题的产生。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍:
图1是传统梯形机构的结构示意图;
图2是传统梯形机构的简化平面模型运动示意图;
图3是传统梯形机构的简化平面模型的几何关系示意图;
图4是根据本发明一个实施例的车辆转向系统的结构示意图;
图5是根据本发明一个实施例的车辆转向系统中第一推动模块和第二推动模块的结构示意图;
图6是根据本发明一个实施例的转向控制装置生成转向控制信号的实现流程示意图;
图7是根据本发明一个实施例的中心虚拟轮与内外轮之间的关系示意图;
图8和图9是根据本发明一个实施例的车辆在等半径转向过程中各个转向轴的关系示意图;
图10是根据本发明一个实施例的车辆在转向时各个转向轴的几何关系示意图;
图11是根据本发明一个实施例的具有三个转向轴的车厢中各个转向轴的几何关系示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
同时,在以下说明中,出于解释的目的而阐述了许多具体细节,以提供对本发明实施例的彻底理解。然而,对本领域的技术人员来说显而易见的是,本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
另外,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1示出了传统梯形机构的结构示意图,根据该梯形机构的结构和运动特性,可以构建得到如图2所示的梯形机构的简化平面模型运动示意图。
如图1和图2所示,AB为主销间距(长度为W),AD和BC均为梯形臂长(二者长度均为r),CD为转向梯形横拉杆(长度为s)。∠DAB表示梯形底角,其角度为α。
当车辆直线行驶时,转向梯形的形态为ABCD。而当车辆转向时,转向梯形则会处于新的形态ABC′D′。根据几何关系,可以得到左右轮转角δ11和δ12存在如下函数关系:
δ12=f(r,s,δ11)=arccos[(d2+r2-s2)/(2×r×d)]+arcsin(sin(α-δ11))×r/d-α (1)
根据阿克曼转向原理,车辆利用梯形机构来保证汽车转弯行驶时,所有车轮围绕相同瞬时转向中心,在不同的圆周上做无滑动纯滚动。如图3所示,设车轴中心虚拟车轮转角为δ1。左侧车轮的转角δ11和右侧车轮的转角δ12将会存在如下关系:
Figure GDA0002660665150000051
即:
Figure GDA0002660665150000052
其中,L表示两个转向轴之间的间距。
车辆转向的理想状态是所有车轮做纯滚动,但是对于实际设计制成的梯形机构来说,左侧车轮的转角δ11和右侧车轮的转角δ12存在特定的运动关系曲线。在不同的δ11时,δ12的实际值和根据阿克曼原理的理论值时是有差异的。并且,对于多轴转向的智轨列车来说,如果需要保证一节车厢4个车轮δ11、δ12、δ21、δ22在转弯时同瞬心,传统的梯形机构更加难以实现,这样就会出现磨胎的问题。
针对现有技术中所存在的问题,本发明提供了一种新的车辆转向系统,该系统通过改变转向梯形机构的结构,同时结合智轨列车轨迹跟随控制算法,来使得车辆在转弯时各车轮围绕相同的瞬时转向中心做纯滚动。
图4示出了本实施例所提供的车辆转向系统的结构示意图。
如图4所示,本实施例所提供的车辆转向系统优选地包括:第一推动模块401、第二推动模块402以及转向控制模块403。其中,第一推动模块401用于调节转向轴中第一车轮404的转角,而第二推动模块402则用于调节转向轴中第二车轮405的转角。第一车轮404与第二车轮405位于同一转向轴的两侧,例如,第一车轮404位于转向轴的左侧,第二车轮405位于转向轴的右侧。
转向控制装置403与第一推动模块401和第二推动模块402连接,其能够根据确定出的第一车轮的转角和第二车轮的期望转角分别生成第一转向控制信号和第二转向控制信号。转向控制装置403会将上述第一转向控制信号和第二转向控制信号分别发送至第一推动模块401和第二推动模块402,从而使得第一推动模块401与第二推动模块402能够相对独立地调节第一车轮和第二车轮的转角。
图5示出了本实施例所提供的车辆转向系统中第一推动模块和第二推动模块的结构示意图。本实施例中,由于第一推动模块401与第二推动模块402的结构相同,因此为了描述的方便,以下仅以第一推动模块401为例来进行说明。
如图5所示,本实施例中,第一推动模块401优选地包括推动机构501和转向连杆机构502。其中,推动机构501与转向控制装置403连接,其能够根据转向控制装置403所传输来的第一转向控制信号输出相应的推动力。转向连杆机构502与推动机构501和第一车轮所对应的主销连接,其能够将推动机构501所输出的推动力传递到主销,从而推动第一车轮偏转。
本实施例中,推动机构501优选地采用液压推动机构来实现。当然,在本发明的其他实施例中,根据实际需要,推动机构501还可以采用其他合理设备(例如电子推动机构)来实现,本发明不限于此。
本实施例中,转向控制装置403能够根据实际需要生成相应的转向控制信号,以通过该转向控制信号控制推动模块使得车轮产生所需要的转角。图6示出了本实施例中转向控制装置403生成转向控制信号的实现流程示意图。
如图6所示,本实施例中,转向控制装置403在生成转向控制信号时,首先会在步骤S601中获取第一转向轴的转角。本实施例中,该第一转向轴优选地为主动转向轴,转向控制装置403在步骤S601中可以通过相应的角度传感器来获取第一转向轴的转角。
在得到第一转向轴的转角后,转向控制装置403会在步骤S602中根据第一转向轴的转角确定其他各个转向轴的期望转角。在得到车辆各个转向轴的期望转角后,转向控制装置403会在步骤S603中根据各个转向轴的期望转角分别确定对应车轮的期望转角。
在得到各个车轮的期望转角后,转向控制装置403会在步骤S604中根据各个车轮的期望转角来生成相应的转向控制信号,以控制相应的推动模块使得各个车轮的偏转角度达到其所需要的角度(即期望角度)。
由于车辆在转向过程中速度较低,因此可以不考虑车辆运行过程中车轮转向角度与车轮轮心速度之间的侧偏角,即车辆的运动方向仅由车辆的转向角度来确定。
当车辆在转向过程中车辆没有受到其它外力作用时,其双轮模型可以简化为单轮模型来模拟得到铰接车辆的运行轨迹。同时,考虑车辆的转向轴同时转动,因此可以得到如图7所示的中心虚拟轮与内外轮之间的关系(即转向轴的转角与转向轴两侧车轮的转角之间的关系)。
根据图7,可以得到:
cot(δ11)×L1f=cot(δ1)×L1f+W/2 (4)
cot(δ12)×L1f=cot(δ1)×L1f-W/2 (5)
cot(δ21)×L1r=cot(δ2)×L1r+W/2 (6)
cot(δ22)×L1r=cot(δ2)×L1r-W/2 (7)
其中,δ11和δ12分别表示第一转向轴两侧车轮的期望转角,δ1表示第一转向轴的期望转角,L1f表示车辆旋转中心与前轮的垂直距离,L1r表示车辆旋转中心与后轮的垂直距离,W表示转向轴的长度,δ2表示第二转向轴的期望转角,δ21和δ22分别表示第二转向轴两侧车轮的期望转角。
考虑车辆的运行轨迹时,只需要考虑车辆虚拟中心轮的期望转角(即转向轴的期望转角),随后根据表达式(4)至表达式(7)也就可以计算得到各转向轴内外轮的期望转角。
根据图7,中心虚拟轮与内外轮之间的关系(即转向轴的转角与转向轴两侧车轮的转角之间的关系)还可以表示为:
Figure GDA0002660665150000071
Figure GDA0002660665150000072
Figure GDA0002660665150000081
Figure GDA0002660665150000082
Figure GDA0002660665150000083
其中,Rv1表示车厢中轴线转向半径,L1表示第一转向轴与第二转向轴之间的距离。
因此,根据实际需要,本发明所提供的方法还可以根据表达式(8)至表达式(12)来确定各个转向轴两侧车轮的期望转角。
如图8和图9所示,为了确保车辆在转向时,各车轮沿着相同轨道轨迹前进,必须保证车辆的各转向轴的轨迹均在同一个圆上,这样根据几何关系也就可以利用各个转向轴的期望转角来推导出不同时刻车辆的期望转角的关系。
具体地,当车辆直线行驶时,各轴向轴的轨迹均处于同一直线上(即各个转向轴的中点处于同一直线上),此时各个转向轴的期望转角均为零,各个转向轴两侧车轮的期望转角也均为零。即,对于图9来说,存在:
δi=0(i=1,2,...) (13)
其中,δi表示第i个转向轴的期望转角。
而当车辆曲线行驶时,如图10所示,如果第一转向轴为主动转向轴,那么第二转向轴的期望转角轴的期望转角将会跟随第一转向轴的期望转角(由于第一转向轴为主动转向轴,因此其期望转角也就为实际转角)而变化。而为了确保车辆运行的轨迹(即第一转向轴的转向半径R1等于第二转向轴的转向半径R2),则必须有:
δ2=-δ1 (14)
当车辆曲线运行时,由于第一节车厢的牵引作用,位于第二节车厢的第四转向轴的转向过程与两车厢之间的铰接盘相关,铰接盘的转角变化会影响第四转向轴的转角变化。
本实施例中,为了方便理解,可以在铰接点处增加一虚拟车轴,那么根据图10中铰接点G1处的关系图可知:
δv1g1=β1v2g1 (15)
其中,δv1g1表示第一节车厢与铰接角之间的角度,β1表示第一节车厢与第二节车厢之间的角度,δv2g1表示第二节车厢与铰接角之间的角度。
根据几何关系,δv1g1存在:
Figure GDA0002660665150000091
其中,L1g表示第二转向轴与铰接点的间距,L1表示第一转向轴与第二转向轴的间距。
由于铰接角转角的影响,不能保证第三转向轴和第四转向轴的转弯半径均与第一转向轴和第二转向轴相同。本实施例中,在实际车辆控制的过程中,优选地首先保证第四转向轴的转向半径R4与第二转向轴的转向半径R2相同,即存在:
Figure GDA0002660665150000092
而根据图10所示的几何关系,可以根据如下表达式确定出第四转向轴的期望转角δ4
Figure GDA0002660665150000093
其中,L2g第三转向轴与铰接点的间距。
根据铰接角G1与第四转向轴的期望转角δ4也就可以确定出第二节车厢的姿态,进而确定出车辆运行时第三转向轴的期望转角,即存在:
Figure GDA0002660665150000094
而如果铰接式车辆的车辆节数大于两节,那么根据相同的原理也可以确定出车辆转向时车辆其余车辆的各个转向轴的期望转角。
本发明所提供的转向控制模块正是基于上述分析结果来实现车辆的轨迹跟随。
如图6所示,本实施例所提供的转向控制模块在确定各个转向轴的期望转角的过程中,优选地会在步骤S601中获取主动转向轴的转角。本实施例中,优选地将第一转向轴配置为主动转向轴,这样第一转向轴的转角也即主动转向轴的转角。
在得到主动转向轴的转角后,转向控制模块会在步骤S602中根据主动转向轴的转角,利用预设转向轴关系模型确定车辆中各个转向轴的期望转角。
具体的,本实施例中,根据上述分析可知,当车辆转向时,为了确保车辆运行的轨迹(即第一转向轴的转向半径R1等于第二转向轴的转向半径R2),第二转向轴的期望转角与第一转向轴的转角的关系如表达式(14)所示。因此,本实施例中,该方法在步骤S402中基于表达式(14)也就可以根据主动转向轴的转角δ1确定出第二转向轴的期望转角δ2
同理,本实施例中,该方法在步骤S402中还可以根据表达式(15)至表达式(19)来确定出第三转向轴的期望转角δ3和第四转向轴的期望转角δ4
在实际运行过程中,由于车辆运动过程并不一直沿着稳态圆周运行,因此在运动过程中,后一转向轴为了保证能够准确地跟随前一转向轴前进,就需要考虑两转向轴之间的距离,这样也就需要对跟随轴的转动做延时处理。因此,本实施例中,该方法在步骤S602中对所得到的车辆中相应转向轴的期望转角进行延时处理,从而得到相应转向轴在各个时刻的期望转角。
具体地,根据表达式(14)可知,本实施例中,当主动转向轴(即第一转向轴)产生转角时,第二转向轴的期望转角需要与第一转向轴的转角相等且方向相反。
考虑到车辆运行速度和车辆长度,实际转向过程中,第二转向轴的转角需要满足:
Figure GDA0002660665150000101
其中,δ2(t+T)和
Figure GDA0002660665150000102
均表示第二转向轴在t+T时刻的转角,δ1(t)表示第一转向轴在t时刻的转角。
其中,T表示延时时长。本实施例中,延时时长T可以根据如下表达式确定:
Figure GDA0002660665150000103
其中,S表示第二转向轴与第一转向轴之间的距离,v表示车速。本实施例中,S与v均与第一转向轴的期望转角δ1和第二转向轴的期望转角δ2相关。
近似构造近似函数使得:
Figure GDA0002660665150000104
最终可以得到如下表达式:
Figure GDA0002660665150000105
其中,δ2(t)表示第二转向轴在t时刻的期望转角,v1表示第一转向轴所在所在车厢在t时刻的速度,f0(v1)表示与速度v1相关的延时参数,δ1(t)表示第一转向轴在t时刻的转角,fi(v1)表示与速度v1相关的i阶延时函数,Δt表示采样步长,n表示参照数。
需要指出的是,在本发明的不同实施例中,参照数n的具体取值可以根据实际需要配置为不同的合理值,本发明不限于此。
本实施例中,该方法优选地根据表达式(23)来确定第二转向轴在各个时刻的期望转角。
同样,第四转向轴的转角变化也需要添加延时函数,以使得第四转向轴的转角能够沿既定轨迹前进。本实施例中,由于第四转向轴与第一转向轴不在同一车厢上,因此第四转向轴的期望转角优选地对铰接角G1作延时,具体可以得到如下表达式:
Figure GDA0002660665150000111
其中,δ4(t)表示第四转向轴在t时刻的期望转角,v2表示第四转向轴所在所在车厢在t时刻的速度,f0(v2)表示与速度v2相关的延时参数,fi(v2)表示与速度v2相关的i阶延时函数,δv2g1(t)表示第二节车厢与铰接角之间的角度,L2表示第三转向轴与第四转向轴的间距,L2g表示第三转向轴与铰接点的间距,n表示参照数。
基于上述原理,本实施例中,该方法优选地根据表达式(24)来确定第四转向轴在各个时刻的期望转角。同理可以求出第三转向轴的各个时刻的期望转角。
需要指出的是,在本发明的其他实施例中,如果车辆所包含的车厢的节数大于两节,依然可以根据表达式(23)和(24)来确定出车辆的延时过程和最终转角的形式,从而确保各车厢的车轴均沿同一轨迹前进。
在得到各个转向轴的转角后,本实施例所提供的轨迹跟随方法也就可以在步骤S603中根据各个转向轴的期望转角分别确定各个转向轴两侧车轮的期望转角。
本实施例中,在确定某一车厢中转向轴两侧车轮的期望转角时,该方法首先会获取该车厢中轴线转向半径以及转向轴长度,随后在根据车厢中轴线转向半径以及转向轴长度,并结合该车厢中各个转向轴的期望转角确定各个转向轴两侧车轮的期望转角。
具体地,本实施例中,转向控制装置优选地配置为根据如下表达式确定转向半径:
Figure GDA0002660665150000121
其中,Rv1表示转向半径,L1表示第一轴向轴向轴与第二转向轴转向轴之间的间距,δ1表示第一转向轴的转角,δ2表示第二转向轴的转角。
根据图7所示的几何关系,在确定出转向半径Rv1后,转向控制装置优选地配置为根据如下表达式确定所述各个转向轴两侧车轮的期望转角:
Figure GDA0002660665150000122
Figure GDA0002660665150000123
Figure GDA0002660665150000124
Figure GDA0002660665150000125
其中,L1表示第一转向轴与第二转向轴之间的间距,δ1表示第一转向轴的期望转角,δ2表示第二转向轴的期望转角,W表示转向轴长度,δ11和δ12分别表示第一转向轴两侧车轮的期望转角,δ21和δ22分别表示第二转向轴两侧车轮的期望转角。
而如图11所示,如果车厢为三轴车厢(即一车厢内包含了三组车轮),那么转向控制装置则优选根据如下表达式确定该车厢中第三个转向轴两侧车轮的期望转角:
Figure GDA0002660665150000126
Figure GDA0002660665150000127
其中,δ′3表示车厢中第三个转向轴的期望转角,δ′31和δ′32分别表示第三个转向轴两侧车轮的期望转角。
从上述描述中可以看出,相较于现有的车辆转向系统,本发明所提供的车辆转向系统通过第一推动模块和第二推动模块可以独立地对同一转向轴上的两个车轮的转角进行控制。同时,本系统能够结合智轨列车轨迹跟随控制算法,可以使得车辆的车轮在转向时各个车轮围绕相同的瞬时转向中心做纯滚动,这样也就可以有效避免磨胎问题的产生。
应该理解的是,本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤,而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是,在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理,但对于本领域的技术人员来说,在不背离本发明的原理和思想的情况下,明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此,本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (9)

1.一种车辆转向系统,其特征在于,所述系统包括:
第一推动模块和第二推动模块,所述第一推动模块用于调节第一车轮的转角,所述第二推动模块用于调节第二车轮的转角,所述第一车轮与第二车轮位于同一转向轴的两侧;
转向控制装置,其与所述第一推动模块和第二推动模块连接,用于根据确定出的第一车轮的期望转角和第二车轮的期望转角分别生成第一转向控制信号和第二转向控制信号,并将所述第一转向控制信号和第二转向控制信号分别发送至所述第一推动模块和第二推动模块,从而使得所述第一推动模块与第二推动模块能够相对独立地调节所述第一车轮和第二车轮的转角;
所述转向控制装置配置为执行以下步骤:
步骤a、获取第一转向轴的转角;
步骤b、根据所述第一转向轴的转角确定各个转向轴的期望转角;
步骤c、根据所述各个转向轴的期望转角分别确定对应车轮的期望转角,并根据所述各个车轮的期望转角生成相应的转向控制信号;
在所述步骤c中,所述转向控制装置配置为根据如下步骤确定车轮的期望转角:
根据所述各个转向轴的期望转角确定车厢中轴线转向半径;
基于所述车厢中轴线转向半径以及转向轴长度,根据所述各个转向轴的期望转角分别确定对应车轮的期望转角。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一推动模块包括:
推动机构,其与所述转向控制装置连接,用于根据所述第一转向控制信号输出相应的推动力;
转向连杆机构,其与所述推动机构和第一车轮所对应的主销连接,用于将所述推动机构输出的推动力传递到所述主销,从而推动所述第一车轮偏转。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述推动机构为液压推动机构。
4.如权利要求2或3所述的系统,其特征在于,所述第二推动模块与第一推动模块的结构相同。
5.如权利要求1所述的系统,其特征在于,在所述步骤c中,所述转向控制装置配置为根据如下表达式确定所述转向半径:
Figure 289629DEST_PATH_IMAGE001
其中,Rv1表示转向半径,L1表示第一转向轴与第二转向轴之间的间距,δ 1表示第一转向轴的期望转角,δ 2表示第二转向轴的期望转角。
6.如权利要求1或5所述的系统,其特征在于,在所述步骤c中,所述转向控制装置配置为根据如下表达式确定所述各个转向轴两侧车轮的期望转角:
Figure 574636DEST_PATH_IMAGE002
Figure 744717DEST_PATH_IMAGE003
Figure 454047DEST_PATH_IMAGE004
Figure 607948DEST_PATH_IMAGE005
其中,
Figure 959295DEST_PATH_IMAGE006
表示转向半径,
Figure 593670DEST_PATH_IMAGE007
表示第一转向轴的期望转角,
Figure 736550DEST_PATH_IMAGE008
表示第二转向轴的期望转角,
Figure 377747DEST_PATH_IMAGE009
表示转向轴长度,
Figure 470468DEST_PATH_IMAGE010
Figure 615142DEST_PATH_IMAGE011
分别表示第一转向轴两侧车轮的期望转角,
Figure 400695DEST_PATH_IMAGE012
Figure 529188DEST_PATH_IMAGE013
分别表示第二转向轴两侧车轮的期望转角。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,如果车厢为三轴车厢,所述转向控制装置配置为根据如下表达式确定同一车厢中第三个转向轴两侧车轮的期望转角:
Figure 823336DEST_PATH_IMAGE014
Figure 25778DEST_PATH_IMAGE015
其中,
Figure 247812DEST_PATH_IMAGE016
表示同一车厢中第三个转向轴的期望转角,
Figure 332443DEST_PATH_IMAGE017
Figure 298125DEST_PATH_IMAGE018
分别表示同一车厢中第三个转向轴两侧车轮的期望转角。
8.如权利要求1、2、3、5、7中任一项所述的系统,其特征在于,所述第一转向轴为主动转向轴,所述转向控制装置配置为根据所述主动转向轴的转角,利用预设转向轴关系模型确定所述车辆中各个转向轴的期望转角。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述预设转向轴关系模型为:
Figure 823915DEST_PATH_IMAGE019
Figure 544746DEST_PATH_IMAGE020
Figure DEST_PATH_IMAGE021
其中,
Figure 317006DEST_PATH_IMAGE007
表示第一转向轴的期望转角,
Figure 555220DEST_PATH_IMAGE022
表示第二转向轴的期望转角,
Figure 794572DEST_PATH_IMAGE023
表示第三转向轴的期望转角,
Figure 827250DEST_PATH_IMAGE024
表示第四转向轴的期望转角,
Figure 152052DEST_PATH_IMAGE025
表示第二节车厢与铰接角之间的角度,
Figure 459536DEST_PATH_IMAGE026
表示第三转向轴与第四转向轴的间距,
Figure 287815DEST_PATH_IMAGE027
表示第三转向轴与铰接点的间距,
Figure 881607DEST_PATH_IMAGE028
表示第四转向轴的转向半径。
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