CN117799692B - 一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铰接车辆线控液压转向技术领域，具体涉及一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统；包括操纵杆、转向控制器和转向执行机构；转向控制器包括信号解析模块和铰接角闭环控制单元；信号解析模块用于对操纵杆输入的转向信息进行解析，并输出目标铰接角；铰接角闭环控制单元用于对目标铰接角和铰接式转向车辆的反馈铰接角进行整体闭环控制；铰接角闭环控制单元通过控制变量泵改变排量方向和排量大小实现对左右并联油缸压力和方向的控制，从而调节铰接式转向车辆的铰接角的位置与速度；本发明在传统转向执行机构铰接车的基础上实现了变排量闭式液压直驱回路，无需换向机构、结构简单、工作效率高、降低系统能耗损失。
Description
技术领域
本发明属于铰接车辆线控液压转向技术领域，具体涉及一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统。
背景技术
铰接车辆作为一种重要的工程机械，相比轮式转向车辆具有良好的机动性和适用性，其结构简单、作业效率高，通常用于狭窄道路、复杂地形以及需要高机动性的场合。然而，由于铰接车辆的结构特点，其转向控制存在一定的难题。
转向系统作为铰接转向车辆的重要执行机构，其性能直接决定着整车的转向精度和操控性，然而传统的液压转向系统存在两点明显的不足：首先，传统液压转向系统油压较高，容易渗油，能量利用效率偏低；其次，传统液压转向系统存在明显的非线性特性，无法有效保证响应速度和精度。
因此，针对传统液压转向铰接车能量利用率低、转向精度和跟随性差的问题，提出了一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统。
发明内容
本发明为了解决传统液压转向铰接车能量利用率低、转向精度和跟随性差的问题。
本发明提供了如下技术方案：一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统，搭载于铰接式转向车辆，包括操纵杆、转向控制器和转向执行机构；
转向执行机构是闭式液压直驱回路，包括定速电机、变量泵、左右并联油缸、补油泵、油箱、第一溢流阀、第一先导式单向阀以及第二先导式单向阀；左右并联油缸包括左侧油缸和右侧油缸，左侧油缸的有杆腔与右侧油缸的无杆腔通过第一并联回路连接，左侧油缸的无杆腔与右侧油缸的有杆腔通过第二并联回路连接；定速电机用于驱动变量泵和补油泵，变量泵的吸油口和回油口分别与左右并联油缸的第一并联回路和第二并联回路连接形成闭式液压直驱回路；补油泵的吸油口与油箱连接、排油口连接第一溢流阀后分为第一支路和第二支路，第一支路经第一先导式单向阀连接变量泵的排油口侧油路，第二支路经第二先导式单向阀连接变量泵的吸油口侧油路；
操纵杆用于输入转向信息，转向控制器根据转向信息控制液压转向执行机构动作产生转向力矩使铰接式转向车辆转向。
进一步地，转向执行机构还包括第二溢流阀和第三溢流阀，第二溢流阀接入变量泵的排油口侧油路中，第三溢流阀接入变量泵的吸油口侧油路中。
一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统，转向控制器包括信号解析模块和铰接角闭环控制单元；
信号解析模块用于对操纵杆输入的转向信息进行解析，并输出目标铰接角；
铰接角闭环控制单元用于对目标铰接角和铰接式转向车辆的反馈铰接角进行整体闭环控制；
铰接角闭环控制单元通过控制变量泵改变排量方向和排量大小实现对左右并联油缸压力和方向的控制，从而调节铰接式转向车辆的铰接角的位置与速度。
进一步地，铰接角闭环控制单元包括转向位置控制模块和液压控制模块，转向位置控制模块根据目标铰接角和反馈铰接角/>计算出铰接式转向车辆所需的转向力偶矩，液压控制模块根据转向力偶矩/>输出当前状态所需的变量泵的排量方向/>和排量大小/>，转向控制器将排量方向/>和排量大小/>发送到转向执行机构，实现对铰接式转向车辆的铰接角的闭环控制。
进一步地，定速电机的转速和转动方向保持不变，力矩大小和力矩方向根据工况改变，定速电机具有驱动状态和发电状态两种工作状态；
驱动状态下，定速电机驱动变量泵使左右并联油缸控制铰接式转向车辆转向，定速电机的转动方向与力矩方向相同，定速电机功率为正；
发电状态下，铰接式转向车辆的铰接角跟随制动过程中铰接式转向车辆的惯性作用带动左右并联油缸动作，左右并联油缸由从动件变为主动件，左右并联油缸两侧高低压切换，左右并联油缸通过变量泵驱动定速电机转动，定速电机的转动方向与力矩方向相反，定速电机功率为负。
进一步地，变量泵为四象限工作模式；铰接角闭环控制单元调节变量泵的排量方向和排量大小，切换左右并联油缸两侧高低压以及左右并联油缸的主从关系；从而实现变量泵的排量方向与压力的四象限关系；
铰接式转向车辆向一侧转向时，变量泵处于第一象限，定速电机处于驱动状态，通过电能提供动力给变量泵，变量泵的排量方向为正，压力/>为正，从而驱动左右并联油缸进行转向动作；铰接式转向车辆的铰接角跟随制动过程中铰接式转向车辆的惯性作用带动左右并联油缸动作；变量泵处于第四象限，左右并联油缸由从动件变为主动件，左右并联油缸通过油液带动变量泵转动，变量泵的排量方向/>不变，压力/>改变为负，变量泵带动定速电机转动，定速电机处于发电状态，将转动的机械能转化为电能，返回到储能装置中；
车辆向另一侧转向时，定速电机的转动方向保持不变，变量泵处于第三象限，定速电机处于驱动状态，通过电能提供动力给变量泵，变量泵的排量方向为负，压力/>为负，从而驱动左右并联油缸进行转向动作；铰接式转向车辆的铰接角跟随制动过程中铰接式转向车辆的惯性作用带动左右并联油缸动作；变量泵处于第二象限，左右并联油缸由从动件变为主动件，左右并联油缸通过油液带动变量泵转动，变量泵的排量方向/>不变，压力/>改变为正，变量泵带动定速电机转动，定速电机处于发电状态，将转动的机械能转化为电能，返回到储能装置中。
进一步地，转向力偶矩采用/>算法得到，计算过程为：
式中：是/>算法控制参数，/>为当前目标铰接角/>与当前反馈铰接角/>的偏差，/>为上一次目标铰接角与反馈铰接角的偏差，/>为上上次目标铰接角与反馈铰接角的偏差。
进一步地，转向力偶矩分配到液压控制模块，由以下代数式计算闭式液压直驱回路的目标油压/>：
式中：、/>分别为左侧油缸对铰接式转向车辆的铰接角的力矩和右侧油缸对铰接式转向车辆的铰接角的力矩，/>、/>、分别为左侧油缸产生的力和右侧油缸产生的力，/>、分别为左侧油缸产生的力臂和右侧油缸产生的力臂，/>、/>分别为左侧油缸高压端油腔内的油压和右侧油缸高压端油腔内的油压，其关系为/>，/>、/>分别为左侧油缸低压端油腔内的油压和右侧油缸低压端油腔内的油压，其关系为/>，/>、/>分别为左右并联油缸中单个油缸的有杆腔截面积和无杆腔截面积，/>和/>分别为左侧油缸和右侧油缸的摩擦阻力；由此可推得目标油压/>：
。
进一步地，液压控制模块将转向力偶矩分配到变量泵，通过控制变量泵的排量大小进而控制左右并联油缸的流量及油压；采用基于等速趋近律的滑模控制算法进行计算，滑模面/>：/>；
式中：为闭式液压直驱回路的进油油路实际油压；
由于定速电机存在驱动与发电两种状态，即变量泵的压力与排量方向存在同向与反向两种状态，则左右并联油缸中单个油缸进油腔的流量可由下式表示：
式中，为单个油缸的进油腔截面积，/>选择单个油缸的有杆腔截面积/>或者无杆腔截面积/>；/>和/>分别为油缸的行程和速度，/>为油液弹性模量，/>为进油油路实际油压的一阶导数，/>为定速电机转速，/>为单个油缸进油腔供油需要的变量泵排量；
则根据等速趋近律：
式中：为滑模运动的趋近速率，/>，由此，单个油缸进油腔供油需要的变量泵排量/>可表示为：
最终变量泵的需求排量等于左侧油缸进油腔供油需要的变量泵排量/>与右侧油缸进油腔供油需要的变量泵排量/>的和。
进一步地，变量泵的排量方向定义如下所示：
式中：为目标铰接角，/>为反馈铰接角；
1、0、-1分别对应车辆向左转向、保持、向右转向三种状态。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
本发明在传统转向执行机构铰接车的基础上实现了变排量闭式液压直驱回路，无需换向机构、结构简单、工作效率高、降低系统能耗损失。
本发明拥有四象限工作状态，能回收转向执行机构停止驱动后车辆的横向摆动动能，将动能回收并储存起来供后续使用，实现能量的再利用，提高能源利用效率。
本发明采用高效的闭式液压直驱回路，可以实现左右并联油缸的更快响应和更短启动，提高转向的随动性能与响应速度。
附图说明
图1为一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统的控制流程图；
图2为转向执行机构的结构图；
图3为转向执行机构的四象限图。
图中：1-定速电机；2-变量泵；3-补油泵；4-第一溢流阀；5-油箱；6-第一先导式单向阀；7-第二先导式单向阀；8-第二溢流阀；9-第三溢流阀；10-左右并联油缸；11-车辆。
具体实施方式
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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
如图2所示：一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统，搭载于铰接式转向车辆，包括操纵杆、转向控制器和转向执行机构。
转向执行机构是闭式液压直驱回路，包括定速电机1、变量泵2、左右并联油缸10、补油泵3、油箱5、第一溢流阀4、第一先导式单向阀6以及第二先导式单向阀7；左右并联油缸10包括左侧油缸和右侧油缸，左侧油缸的有杆腔与右侧油缸的无杆腔通过第一并联回路连接，左侧油缸的无杆腔与右侧油缸的有杆腔通过第二并联回路连接；定速电机1用于驱动变量泵2和补油泵3，变量泵2的吸油口和回油口分别与左右并联油缸10的第一并联回路和第二并联回路连接形成闭式液压直驱回路；补油泵3的吸油口与油箱5连接、排油口连接第一溢流阀4后分为第一支路和第二支路，第一支路经第一先导式单向阀6连接变量泵2的排油口侧油路，第二支路经第二先导式单向阀7连接变量泵的吸油口侧油路。
第一溢流阀4可以调节补油泵压力，补油泵3可以通过第一先导式单向阀6和第二先导式单向阀7向闭式液压回路中补充油液，保证排空。
操纵杆用于输入转向信息，驾驶员根据路况通过操纵杆输入转向信息，转向控制器根据转向信息控制液压转向执行机构动作产生转向力矩使铰接式转向车辆转向。
转向执行机构还包括第二溢流阀8和第三溢流阀9，第二溢流阀8接入变量泵2的排油口侧油路中，第三溢流阀9接入变量泵2的吸油口侧油路中。第二溢流阀8和第三溢流阀9可防止闭式液压回路过压，同时在流动方向不变情况下，闭式液压回路可以根据工况切换高低压以及主从关系。
当变量泵2控制油液流向为顺时针时，左右并联油缸10中左侧油缸的有杆腔与右侧油缸的无杆腔处于高压状态，左侧油缸的无杆腔与右侧油缸的有杆腔处于低压状态，所以左侧油缸压缩，右侧油缸回弹，使得铰接式转向车辆的铰接角逆时针旋转。反之，当变量泵2控制油液流向为逆时针时，左侧油缸的有杆腔与右侧油缸的无杆腔处于低压状态，左侧油缸的无杆腔与右侧油缸的有杆腔处于高压状态，所以左侧油缸回弹，右侧油缸压缩，使得铰接式转向车辆的铰接角顺时针旋转。相比于串联的形式，并联油缸能够同时得到足够的油液流体供给，可以同时产生更大的推力或力矩输出，从而具有更大的功率密度。
具体地，定速电机选用永磁同步电机，额定转速1500rpm，额定功率30KW；变量泵选用力士乐的A4VSG 40 EP/11R型，变量泵的排量为40cm³/rev，额定压力为35MPa，采用电控比例控制方式；补油泵选用可调排量最大28 cm³/rev，压力可调范围28Mpa；第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀选用DBDS20K10/40型，第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀的可调范围最高40Mpa；第一先导式单向阀、第二先导式单向阀选用可调范围最高40Mpa。
如图1所示：转向控制器包括信号解析模块和铰接角闭环控制单元；
信号解析模块用于对操纵杆输入的转向信息进行解析，并输出目标铰接角；
铰接角闭环控制单元用于对目标铰接角和铰接式转向车辆的反馈铰接角进行整体闭环控制；
铰接角闭环控制单元通过控制变量泵改变排量方向和排量大小实现对左右并联油缸压力和方向的控制，从而调节铰接式转向车辆的铰接角的位置与速度。
铰接角闭环控制单元包括转向位置控制模块和液压控制模块，转向位置控制模块根据目标铰接角和反馈铰接角/>计算出铰接式转向车辆所需的转向力偶矩/>，液压控制模块根据转向力偶矩/>输出当前状态所需的变量泵的排量方向/>和排量大小/>，转向控制器将排量方向/>和排量大小/>发送到转向执行机构，实现对铰接式转向车辆的铰接角的闭环控制。
定速电机的转速和转动方向保持不变，力矩大小和力矩方向根据工况改变，定速电机具有驱动状态和发电状态两种工作状态；
驱动状态下，定速电机驱动变量泵使左右并联油缸控制铰接式转向车辆转向，定速电机的转动方向与力矩方向相同，定速电机功率为正；
发电状态下，铰接式转向车辆的铰接角跟随制动过程中铰接式转向车辆的惯性作用带动左右并联油缸动作，左右并联油缸由从动件变为主动件，左右并联油缸两侧高低压切换，左右并联油缸通过变量泵驱动定速电机转动，定速电机的转动方向与力矩方向相反，定速电机功率为负。
如图3所示：变量泵为四象限工作模式；铰接角闭环控制单元调节变量泵的排量方向和排量大小，切换左右并联油缸两侧高低压以及左右并联油缸的主从关系；从而实现变量泵的排量方向与压力的四象限关系。转向执行机构在提供转向动力的同时，实现能量的回收和再利用。
铰接式转向车辆向一侧转向时，变量泵处于第一象限，定速电机处于驱动状态，通过电能提供动力给变量泵，变量泵的排量方向为正，压力/>为正，从而驱动左右并联油缸进行转向动作；铰接式转向车辆的铰接角跟随制动过程中铰接式转向车辆的惯性作用带动左右并联油缸动作；变量泵处于第四象限，左右并联油缸由从动件变为主动件，左右并联油缸通过油液带动变量泵转动，变量泵的排量方向/>不变，压力/>改变为负，变量泵带动定速电机转动，定速电机处于发电状态，将转动的机械能转化为电能，返回到储能装置中。
车辆向另一侧转向时，定速电机的转动方向保持不变，变量泵处于第三象限，定速电机处于驱动状态，通过电能提供动力给变量泵，变量泵的排量方向为负，压力/>为负，从而驱动左右并联油缸进行转向动作；铰接式转向车辆的铰接角跟随制动过程中铰接式转向车辆的惯性作用带动左右并联油缸动作；变量泵处于第二象限，左右并联油缸由从动件变为主动件，左右并联油缸通过油液带动变量泵转动，变量泵的排量方向/>不变，压力/>改变为正，变量泵带动定速电机转动，定速电机处于发电状态，将转动的机械能转化为电能，返回到储能装置中。
转向位置控制模块根据目标铰接角和反馈铰接角/>计算出铰接式转向车辆所需的转向力偶矩/>，液压控制模块根据转向力偶矩/>输出当前状态所需的变量泵的排量方向/>和排量大小/>，转向控制器最终将排量方向/>和排量大小/>发送到转向执行机构，实现对铰接角的闭环控制。
转向力偶矩采用/>算法得到，计算过程为：
式中：是/>算法控制参数，/>为当前目标铰接角/>与当前反馈铰接角/>的偏差，/>为上一次目标铰接角与反馈铰接角的偏差，/>为上上次目标铰接角与反馈铰接角的偏差。
转向力偶矩分配到液压控制模块，由以下代数式计算闭式液压直驱回路的目标油压/>：
式中：、/>分别为左侧油缸对铰接式转向车辆的铰接角的力矩和右侧油缸对铰接式转向车辆的铰接角的力矩，/>、/>、分别为左侧油缸产生的力和右侧油缸产生的力，/>、分别为左侧油缸产生的力臂和右侧油缸产生的力臂，/>、/>分别为左侧油缸高压端油腔内的油压和右侧油缸高压端油腔内的油压，其关系为/>，/>、/>分别为左侧油缸低压端油腔内的油压和右侧油缸低压端油腔内的油压，其关系为/>，/>、/>分别为左右并联油缸中单个油缸的有杆腔截面积和无杆腔截面积，/>和/>分别为左侧油缸和右侧油缸的摩擦阻力；由此可推得目标油压/>：
。
液压控制模块将转向力偶矩分配到变量泵，通过控制变量泵的排量大小进而控制左右并联油缸的流量及油压；采用基于等速趋近律的滑模控制算法进行计算，滑模面：/>；
式中：为闭式液压直驱回路的进油油路实际油压；
转向执行机构理想状态下，理想状态是忽略闭式液压直驱回路的油液渗漏及其它元件的影响，由于定速电机存在驱动与发电两种状态，即变量泵的压力与排量方向存在同向与反向两种状态，则左右并联油缸中单个油缸进油腔的流量可由下式表示：
式中，为单个油缸的进油腔截面积，/>选择单个油缸的有杆腔截面积/>或者无杆腔截面积/>；/>和/>分别为油缸的行程和速度，/>为油液弹性模量，/>为进油油路实际油压的一阶导数，/>为定速电机转速，/>为单个油缸进油腔供油需要的变量泵排量；
则根据等速趋近律：
式中：为滑模运动的趋近速率，/>，由此，单个油缸进油腔供油需要的变量泵排量/>可表示为：
最终变量泵的需求排量等于左侧油缸进油腔供油需要的变量泵排量/>与右侧油缸进油腔供油需要的变量泵排量/>的和。
变量泵的排量方向定义如下所示：
式中：为目标铰接角，/>为反馈铰接角；
1、0、-1分别对应车辆向左转向、保持、向右转向三种状态。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统，其特征在于：搭载于铰接式转向车辆，包括操纵杆、转向控制器和转向执行机构；
转向执行机构是闭式液压直驱回路，包括定速电机（1）、变量泵（2）、左右并联油缸（10）、补油泵（3）、油箱（5）、第一溢流阀（4）、第一先导式单向阀（6）以及第二先导式单向阀（7）；左右并联油缸（10）包括左侧油缸和右侧油缸，左侧油缸的有杆腔与右侧油缸的无杆腔通过第一并联回路连接，左侧油缸的无杆腔与右侧油缸的有杆腔通过第二并联回路连接；定速电机（1）用于驱动变量泵（2）和补油泵（3），变量泵（2）的吸油口和回油口分别与左右并联油缸（10）的第一并联回路和第二并联回路连接形成闭式液压直驱回路；补油泵（3）的吸油口与油箱（5）连接、排油口连接第一溢流阀（4）后分为第一支路和第二支路，第一支路经第一先导式单向阀（6）连接变量泵（2）的排油口侧油路，第二支路经第二先导式单向阀（7）连接变量泵的吸油口侧油路；
操纵杆用于输入转向信息，转向控制器根据转向信息控制液压转向执行机构动作产生转向力矩使铰接式转向车辆转向；
转向控制器包括信号解析模块和铰接角闭环控制单元；
信号解析模块用于对操纵杆输入的转向信息进行解析，并输出目标铰接角；
铰接角闭环控制单元用于对目标铰接角和铰接式转向车辆的反馈铰接角进行整体闭环控制；
铰接角闭环控制单元通过控制变量泵改变排量方向和排量大小实现对左右并联油缸压力和方向的控制，从而调节铰接式转向车辆的铰接角的位置与速度；
铰接角闭环控制单元包括转向位置控制模块和液压控制模块，转向位置控制模块根据目标铰接角和反馈铰接角/>计算出铰接式转向车辆所需的转向力偶矩/>，液压控制模块根据转向力偶矩/>输出当前状态所需的变量泵的排量方向/>和排量大小/>，转向控制器将排量方向/>和排量大小/>发送到转向执行机构，实现对铰接式转向车辆的铰接角的闭环控制；
转向力偶矩采用/>算法得到，计算过程为：
式中：是/>算法控制参数，/>为当前目标铰接角/>与当前反馈铰接角/>的偏差，/>为上一次目标铰接角与反馈铰接角的偏差，/>为上上次目标铰接角与反馈铰接角的偏差。
2.根据权利要求1所述的一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统，其特征在于：转向执行机构还包括第二溢流阀（8）和第三溢流阀（9），第二溢流阀（8）接入变量泵（2）的排油口侧油路中，第三溢流阀（9）接入变量泵（2）的吸油口侧油路中。
3.根据权利要求1所述的一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统，其特征在于：定速电机的转速和转动方向保持不变，力矩大小和力矩方向根据工况改变，定速电机具有驱动状态和发电状态两种工作状态；
驱动状态下，定速电机驱动变量泵使左右并联油缸控制铰接式转向车辆转向，定速电机的转动方向与力矩方向相同，定速电机功率为正；
发电状态下，铰接式转向车辆的铰接角跟随制动过程中铰接式转向车辆的惯性作用带动左右并联油缸动作，左右并联油缸由从动件变为主动件，左右并联油缸两侧高低压切换，左右并联油缸通过变量泵驱动定速电机转动，定速电机的转动方向与力矩方向相反，定速电机功率为负。
4.根据权利要求3所述的一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统，其特征在于：变量泵为四象限工作模式；铰接角闭环控制单元调节变量泵的排量方向和排量大小，切换左右并联油缸两侧高低压以及左右并联油缸的主从关系；从而实现变量泵的排量方向与压力的四象限关系；
铰接式转向车辆向一侧转向时，变量泵处于第一象限，定速电机处于驱动状态，通过电能提供动力给变量泵，变量泵的排量方向为正，压力/>为正，从而驱动左右并联油缸进行转向动作；铰接式转向车辆的铰接角跟随制动过程中铰接式转向车辆的惯性作用带动左右并联油缸动作；变量泵处于第四象限，左右并联油缸由从动件变为主动件，左右并联油缸通过油液带动变量泵转动，变量泵的排量方向/>不变，压力/>改变为负，变量泵带动定速电机转动，定速电机处于发电状态，将转动的机械能转化为电能，返回到储能装置中；
车辆向另一侧转向时，定速电机的转动方向保持不变，变量泵处于第三象限，定速电机处于驱动状态，通过电能提供动力给变量泵，变量泵的排量方向为负，压力/>为负，从而驱动左右并联油缸进行转向动作；铰接式转向车辆的铰接角跟随制动过程中铰接式转向车辆的惯性作用带动左右并联油缸动作；变量泵处于第二象限，左右并联油缸由从动件变为主动件，左右并联油缸通过油液带动变量泵转动，变量泵的排量方向/>不变，压力/>改变为正，变量泵带动定速电机转动，定速电机处于发电状态，将转动的机械能转化为电能，返回到储能装置中。
5.根据权利要求4所述的一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统，其特征在于：转向力偶矩分配到液压控制模块，由以下代数式计算闭式液压直驱回路的目标油压/>：
式中：、/>分别为左侧油缸对铰接式转向车辆的铰接角的力矩和右侧油缸对铰接式转向车辆的铰接角的力矩，/>、/>、分别为左侧油缸产生的力和右侧油缸产生的力，/>、/>分别为左侧油缸产生的力臂和右侧油缸产生的力臂，/>、/>分别为左侧油缸高压端油腔内的油压和右侧油缸高压端油腔内的油压，其关系为/>，/>、/>分别为左侧油缸低压端油腔内的油压和右侧油缸低压端油腔内的油压，其关系为/>，/>、/>分别为左右并联油缸中单个油缸的有杆腔截面积和无杆腔截面积，/>和/>分别为左侧油缸和右侧油缸的摩擦阻力；由此可推得目标油压/>：
。
6.根据权利要求5所述的一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统，其特征在于：液压控制模块将转向力偶矩分配到变量泵，通过控制变量泵的排量大小进而控制左右并联油缸的流量及油压；采用基于等速趋近律的滑模控制算法进行计算，滑模面/>：/>；
式中：为闭式液压直驱回路的进油油路实际油压；
由于定速电机存在驱动与发电两种状态，即变量泵的压力与排量方向存在同向与反向两种状态，则左右并联油缸中单个油缸进油腔的流量可由下式表示：
式中，为单个油缸的进油腔截面积，/>选择单个油缸的有杆腔截面积/>或者无杆腔截面积/>；/>和/>分别为油缸的行程和速度，/>为油液弹性模量，/>为进油油路实际油压的一阶导数，/>为定速电机转速，/>为单个油缸进油腔供油需要的变量泵排量；
则根据等速趋近律：
式中：为滑模运动的趋近速率，/>，由此，单个油缸进油腔供油需要的变量泵排量可表示为：
最终变量泵的需求排量等于左侧油缸进油腔供油需要的变量泵排量/>与右侧油缸进油腔供油需要的变量泵排量/>的和。
7.根据权利要求6所述的一种变排量闭式液压直驱回路的铰接车辆动力转向系统，其特征在于：变量泵的排量方向定义如下所示：
式中：为目标铰接角，/>为反馈铰接角；
1、0、-1分别对应车辆向左转向、保持、向右转向三种状态。
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