商用車后輪轉向控制方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及汽車轉向控制技術領域，尤其設及一種商用車后輪轉向控制方法及其 裝置。
【背景技術】
[0002] 四輪轉向車輛除了傳統的W前輪為轉向輪外，后兩輪也是轉向輪。四輪轉向作為 汽車底盤控制領域的革命性技術，能極大改善汽車的操縱穩定性和機動性。目前，四輪轉向 技術已經運用到一些小型車輛上，但對于商用車領域國內卻少有設足。四輪轉向技術對于 提高商用車的機動性和操縱穩定性具有非常重要的意義，尤其是在特種商用車領域。
[0003] 但是，現有的四輪轉向技術在低速控制時，其靈活性和機動性都有待提高。
【發明內容】
[0004] 本發明的主要目的在于提供一種商用車后輪轉向控制方法及其裝置，旨在提高其 低速時的機動性和靈活性。 陽〇化]為實現上述目的，本發明提供一種商用車后輪轉向控制方法，包括W下步驟：
[0006] 當接收到用戶發出的轉向信號時，獲取車身的當前傾角值和當前車速值；
[0007] 判斷當前車速值是否小于安全車速闊值；
[0008]如當前傾角值小于安全傾角闊值且當前車速值小于安全車速闊值，則獲取方向盤 角度信號，根據獲取的方向盤角度信號通過前饋加PID的控制算法計算目標后輪轉角值 后，根據所述目標后輪轉角值控制執行機構進行后輪轉向；
[0009]如當前車速值大于或等于安全車速闊值，則鎖定商用車的后輪使其無法轉向。
[0010] 優選地，所述獲取方向盤角度信號，根據獲取的方向盤角度信號通過前饋加PID 的控制算法計算目標后輪轉角值后，根據所述目標后輪轉角值控制執行機構進行后輪轉向 的步驟具體包括：
[0011] 獲取當前方向盤角度值、方向盤角速度值、方向盤角加速度值W及當前后輪轉角 值；
[0012] 根據所述方向盤角度值、方向盤角速度值、方向盤角加速度值W及當前后輪轉角 值，通過前饋加PID的控制算法計算得到目標后輪轉角值，根據方向盤角度值和當前后輪 轉角值計算目標調整差值e;
[OOU]當em。,^e^Gmi。時，保持當前后輪的轉向角度，其中，emi。為負數且Gmgx為正數；[0014]當|b|《|e|且|b|〉emax時，提示用戶當前工作異常； 陽〇1引當e<6mm或e〉emax且IbI〉IeI時，根據所述目標后輪轉角值調整后輪的轉向，并 執行所述獲取當前方向盤角度值、方向盤角速度值、方向盤角加速度值W及當前后輪轉角 值的步驟。
[0016] 優選地，在所述判斷當前車速值是否大于安全車速闊值的步驟之前還包括：
[0017] 判斷用于測量車身的當前傾角值、當前車速值、方向盤角度值、方向盤角速度值和 方向盤角加速度值的所有傳感器是否正常工作；
[0018] 若所有傳感器均正常工作，則執行所述判斷當前車速值是否大于安全車速闊值的 步驟；
[0019] 若存在傳感器工作異常，則發出傳感器工作錯誤警報W提示用戶。
[0020] 優選地，所述傳感器還包括用于測量液壓壓力的傳感器。
[0021] 優選地，所述鎖定商用車的后輪使其無法轉向的步驟之后還包括：
[0022] 發出當前車速超速警報W提示用戶。
[0023] 本發明進一步提出一種商用車后輪轉向控制裝置，包括：
[0024] 獲取模塊，用于當接收到用戶發出的轉向信號時，獲取車身的當前傾角值和當前 車速值； 陽0巧]車速判斷模塊，用于判斷當前車速值是否小于安全車速闊值；
[00%] 后輪轉向計算和控制模塊，用于在當前傾角值小于安全傾角闊值且當前車速值小 于安全車速闊值時，獲取方向盤角度信號，根據獲取的方向盤角度信號通過前饋加PID的 控制算法計算目標后輪轉角值后，根據所述目標后輪轉角值控制執行機構進行后輪轉向；
[0027] 后輪鎖定模塊，用于在當前車速值大于或等于安全車速闊值時，鎖定商用車的后 輪使其無法轉向。
[0028] 優選地，所述后輪轉向計算和控制模塊包括：
[0029] 獲取單元，用于獲取當前方向盤角度值、方向盤角速度值、方向盤角加速度值W及 當前后輪轉角值；
[0030] 計算單元，用于根據所述方向盤角度值、方向盤角速度值、方向盤角加速度值W及 當前后輪轉角值通過前饋加PID的控制算法計算得到目標后輪轉角值，并根據方向盤角度 值和當前后輪轉角值計算目標調整差值e;
[0031] 提示單元，用于當|b|《|e|且|b|〉emax時，提示用戶當前工作異常； 陽03引調整單元，用于當6<6。1。或e〉em。,且|b|〉|e|時，根據所述目標后輪轉角值調整 后輪的轉向；
[0033]控制單元，用于當em。,^e^Gmi。時，保持當前后輪的轉向角度，其中，Gmi。為負數 且emgx為正數。 陽034] 優選地，商用車后輪轉向控制裝置還包括：
[0035] 傳感器工作判斷模塊，用于判斷用于測量車身的當前傾角值、當前車速值、方向盤 角度值、方向盤角速度值和方向盤角加速度值的所有傳感器是否正常工作；
[0036] 車速判斷模塊還用于當所有傳感器均正常工作時，判斷當前車速值是否大于安全 車速闊值；
[0037] 所述提示單元還用于在傳感器工作異常時，發出傳感器工作錯誤警報W提示用 戶。
[0038] 優選地，所述傳感器還包括用于測量液壓壓力的傳感器。
[0039] 優選地，所述提示單元還用于在鎖定商用車的后輪使其無法轉向后，發出當前車 速超速警報W提示用戶。
[0040] 本發明提出的商用車后輪轉向控制方法，在車速低于安全車速闊值時，才進行后 輪轉向，從而保證了商用車在低速行駛時的機動性和靈活性。另外，根據方向盤角度值、方 向盤角速度值、方向盤角加速度值W及當前后輪轉角值，通過前饋加PID的控制算法計算 得到目標后輪轉角值，使用足夠多的數據信號來輔助后輪轉向工作，保證了控制的精確和 可靠性。另外，使用PID控制算法減少了控制器的運算強度，同時系統也具有較強的適應 性、魯棒性和抗干擾能力。
【附圖說明】
[0041] 圖1為本發明商用車后輪轉向控制方法第一實施例的流程示意圖；
[0042] 圖2為圖1所示的步驟S30的細化流程示意圖；
[0043] 圖3為本發明商用車后輪轉向控制方法第二實施例的流程示意圖； W44]圖4為本發明商用車后輪轉向控制方法第立實施例的流程示意圖；
[0045] 圖5為本發明商用車后輪轉向控制裝置優選實施例的結構示意圖；
[0046]圖6為圖5所示的后輪轉向計算和控制模塊的結構示意圖。
[0047] 本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0048] 應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0049] 參照圖1，圖1為本發明商用車后輪轉向控制方法第一實施例的流程示意圖。
[0050] 本發明提出的商用車后輪轉向控制方法的第一實施例。本實施例中，商用車后輪 轉向控制方法，包括W下步驟：
[0051] 步驟S10,當接收到用戶發出的轉向信號時，獲取車身的當前傾角值和當前車速 值；
[0052] 轉向信號包括有同側轉向信號和異側轉向信號。通過=軸傾角傳感器獲取車身的 當前傾角值，通過車速測量傳感器可獲取當前車速值。
[0053] 用戶通過按鍵可分別選擇兩種工作模式，即同側轉向模式及異側轉向模式。當用 戶選擇模式后，相應產生轉向信號。對中模式下僅前輪可轉向。
[0054] 步驟S20,判斷當前車速值是否小于安全車速闊值；如當前傾角值小于安全傾角 闊值且當前車速值小于安全車速闊值，則執行步驟S30 ;如當前車速值大于或等于安全車 速闊值，則執行步驟S40。
[0055]商用車一般載有貨物，為防止車身在四輪轉向過程中出現傾倒，對車身傾角的檢 查非常有必要。
[0056] 步驟S30,獲取方向盤角度信號，根據獲取的方向盤角度信號通過前饋加PID的控 制算法計算目標后輪轉角值后，根據所述目標后輪轉角值控制執行機構（主要是電磁閥和 電機）進行后輪轉向；
[0057] 具體地，參照圖2,步驟S30包括：
[0058] 步驟S301，獲取當前方向盤角度值、方向盤角速度值、方向盤角加速度值W及當前 后輪轉角值； 陽059] 步驟S302,根據所述方向盤角度值、方向盤角速度值、方向盤角加速度值（方向盤 轉角傳感器來采集方向盤的角度值、角速度值W及角加速度值），W及當前后輪轉角值（通 過光編碼器獲取伺服電機的轉角，再推算獲得后輪轉角值），通過前饋加PID的控制算法計 算得到目標后輪轉角值（計算得到的目標后輪轉角值用于生成控制執行機構的信號，如電 機的轉向、轉角W及轉速），根據方向盤角度值和當前后輪轉角值計算目標調整差值e; 柳6〇]當IbI《IeI且IbI〉6max時，執行步驟S303 ;當emax含e含emi。時，執行步驟S304 ; 當e< 6mi。或e〉e。。、且IbI〉IeI時，執行步驟S305,并返回執行步驟S301。
[0061] 步驟S303,提示用戶當前工作異常；
[0062] 步驟S304,保持當前后輪的轉向角度；
[0063] 步驟S305,根據所述目標后輪轉角值調整后輪的轉向。
[0064] 本實施例中，具體通過W下公式計算得到目標后輪轉角值： 柳尉首先計算目標調整差值e= 0 1。體0- 0wti(1) 陽066] 其中，01。為方向盤角度值，K0為比例系數，0。。11為當前后輪轉角值（即通過后 輪角度傳感器實際測得的值）。
[0067]e經過比例單元（P)、積分單元（I)和微分單元做后得到U，具體計算公式如下：
[0068]
W例其中，T巧積分常數，TD為微分常數，KP為比例系數。 陽070] 最后計算目標后輪轉角值目。。。二u+a。體。+ 〇體。(3)； 陽〇7U 公式（3)中，aU為方向盤角加速度值，〇為方向盤角度值，K。和K。為比例常數。
[0072] 經過上述算法得出的目標后輪轉角值與實際測得的當前后輪轉角值有差距，因 此，上述算法會不停的循環計算（算法結束的條件為em。,^e^emm，即為，W避免目標調整 差值e的不斷震蕩）。 陽07；3]當emgx含e含emi。時，emi。為負數e為正數，停止調整后輪的轉向值（e可正可 負）。
[0074]當|b|《|e|且|b|〉emgx時化可正可負），說明此時方向盤角度值與當前后輪轉 角值差距很大，轉向過程發生異常。
[007引當6<6。1。或e〉em。,且|b|〉|e|時，說明后輪未轉向到位，因此，需要根據目標后輪 轉角值調整后輪的轉向，直到em。