【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿用卡车控制，具体为一种宽体矿用自卸车的线控转向系统与控制方法。
技术介绍
1、非公路宽体自卸车是在露天矿山为完成岩石土方剥离与矿石运输任务而使用的一种重型自卸车，其工作特点为运程短、承载重，常用大型电铲或液压铲进行装载，往返于采掘点和卸矿点。中国矿用自卸车行业起源于20世纪70年代初,2000年以后，随着中国矿山重型自卸车的需求量的快速需求及增长，自卸车工程机械制造商纷纷投入矿用自卸车市场。目前国内生产的主流车型主要集中在有效载荷百吨以下。随着国内千万吨级以上大型露天矿山的扩建及环保绿色的要求，使得百吨以上的大吨位、超大吨位矿用自卸车的需求量正在不断增加。
2、另外一方面，矿区道路多为临时性路面，装卸场点面积窄小，又频繁转弯与倒车，山区上下坡多，急转弯多，为保持机动灵活，对大吨位和超大吨位矿用自卸车来说，就要力求减小转弯半径，减少倒车次数，以很好地适应复杂路面的使用要求，提高运输效率。同时，在智能化迅速发展的今天，智慧线控转向系统也是实现矿区智能驾驶、无人驾驶最重要也最难攻克的一项课题。
3、本专利技术在此环境背景下应运而生,本专利技术的控制策略是将前后桥双转向系统通过线性控制的方式应用于100～200吨级和200～300吨级宽体矿上：即有效的解决了大吨位车辆灵活性，又为无人驾驶在智慧矿山领域落地提供了关键技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种宽体矿用自卸车的线控转向系统与控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的目前宽体大吨位车辆
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种宽体矿用自卸车的线控转向系统，包括：整车控制器、方向盘角度传感器、前桥车轮角度传感器、后桥车轮角度传感器、液压系统和转向控制阀，所述整车控制器接收驾驶员通过方向盘角度传感器传达的驾驶意图，同时接收安装于前后车轮的角度传感器的模拟信号，内部转化为电信号，计算出对应的实际转向角度，并通过pid调节转向控制阀的开度，通过液压油路来控制转向油缸，使得前轮和后轮按照对应的角度转动，以达到前后轮协同，实现相应的转向功能。
3、作为一种优选的技术方案，宽体矿用自卸车的后桥设有两位三通的液压阀，液压阀阀接两个油缸，后桥与车架靠回转支撑结构连接，所述两个油缸分别设置在所述回转支撑结构的两侧，油缸抵接轴承就可以实现转动，进而实现了后轮的独立转向。
4、作为一种优选的技术方案，前桥车轮角度传感器和后桥车轮角度传感器均为非接触式角度传感器，所述非接触式角度传感器包括装于车身的磁块端和安装于转向桥上的传感器本体，通过机械耦合，其车桥在转动时识别到转动角度，并通过电信号发给整车控制器。
5、一种宽体矿用自卸车的线控转向控制方法，包括以下步骤：
6、步骤s1：整车控制器接收由传感器发来的电信号在内部进行一系列预处理后得到传感器实际角度值；
7、步骤s2：结合车辆状态、方向盘角度、车身对应角度计算出前后桥目标值角度；
8、步骤s3：根据目标值角度和实际角度反馈值进行pid控制运算；
9、步骤s4：整车控制器根据pid输出值结合转向电磁阀输入特性计算出pwm值并输出控制给前后桥转向电磁阀，控制左右转向。
10、作为一种优选的技术方案，步骤s1中的预处理包括滤波、数据类型转换、ad转换。
11、作为一种优选的技术方案，步骤s3中根据如下规则进行pid控制运算：
12、1)根据方向盘转角计算查询角度对应表得到一桥所需的转向角，根据所述前桥车轮角度传感器的值经过数据处理后得到一桥实际转向角度，计算二者差值，差值为正则左转电磁阀，差值为负则右转电磁阀；
13、2)根据方向盘转角计算查询角度对应表得到四桥所需的转向角，根据所述后桥车轮角度传感器的值经过数据处理后得到四桥实际转向角度，计算二者差值，差值为正则左转电磁阀，差值为负则右转电磁阀。
14、作为一种优选的技术方案，角度对应表通过事先的标定进行确定。
15、作为一种优选的技术方案，整车控制器内预设有容错算法来提高整个系统的冗余度，当部分装置故障时，通过实时数据采样，定位故障类型与位置，通过整合剩余正常工作的装置，互相协同工作，从而达到正常工作状态。。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1)线控转向系统有效地实现了转向系统和方向盘两者之间的同步，从而使得驾驶员对于汽车的控制更加的灵敏；线控转向系统取消了方向盘与转向轮之间的机械结构，使转向系统质量得到减轻，有利于整车轻量化；线控转向系统只需要在转向的时候进行工作，不仅有效增加了传动效率，而且还使得燃油更加的经济、环保最重要的是该线控转向系统采用前后桥转向，大大减小了转弯半径。
18、2)通过传感器采集目标转角和实际转角关系并对信号进行处理，并根据对应关系控制执行元件，使用这种常规的传感器可以做到是现有市场较为成熟的产品，且便于后期维护，但与传统转向系统不同，该专利技术的控制策略还具有以下优点：对传感器的信号滤波处理以达到提高精度效果；传感器故障诊断和故障处理；根据实车左右能转多少度和宽体矿卡方向盘转动角度圈数可进行标定；车辆在上电时可以根据车轮实时位置对方向盘当前位置进行标定；转动角度超过车身最大角度之后冗余处理。
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1.一种宽体矿用自卸车的线控转向系统，其特征在于，包括：整车控制器、方向盘角度传感器、前桥车轮角度传感器、后桥车轮角度传感器、液压系统和转向控制阀，所述整车控制器接收驾驶员通过方向盘角度传感器传达的驾驶意图，同时接收安装于前后车轮的角度传感器的模拟信号，内部转化为电信号，计算出对应的实际转向角度，并通过PID调节转向控制阀的开度，通过液压油路来控制转向油缸，使得前轮和后轮按照对应的角度转动，以达到前后轮协同，实现相应的转向功能。
2.根据权利要求1所述的一种宽体矿用自卸车的线控转向系统，其特征在于，宽体矿用自卸车的后桥设有两位三通的液压阀，液压阀阀接两个油缸，后桥与车架靠回转支撑结构连接，所述两个油缸分别设置在所述回转支撑结构的两侧，油缸抵接轴承就可以实现转动，进而实现了后轮的独立转向。
3.根据权利要求1所述的一种宽体矿用自卸车的线控转向系统，其特征在于，前桥车轮角度传感器和后桥车轮角度传感器均为非接触式角度传感器，所述非接触式角度传感器包括装于车身的磁块端和安装于转向桥上的传感器本体，通过机械耦合，其车桥在转动时识别到转动角度，并通过电信号发给整车控制
4.一种宽体矿用自卸车的线控转向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种宽体矿用自卸车的线控转向控制方法，其特征在于，所述步骤S1中的预处理包括滤波、数据类型转换、AD转换。
6.根据权利要求4所述的一种宽体矿用自卸车的线控转向控制方法，其特征在于，所述步骤S3中根据如下规则进行PID控制运算：
7.根据权利要求4所述的一种宽体矿用自卸车的线控转向控制方法，其特征在于，所述角度对应表通过事先的标定进行确定。
8.根据权利要求4所述的一种宽体矿用自卸车的线控转向控制方法，其特征在于，所述：整车控制器内预设有容错算法来提高整个系统的冗余度，当部分装置故障时，通过实时数据采样，定位故障类型与位置，通过整合剩余正常工作的装置，互相协同工作，从而达到正常工作状态。
...【技术特征摘要】
1.一种宽体矿用自卸车的线控转向系统，其特征在于，包括：整车控制器、方向盘角度传感器、前桥车轮角度传感器、后桥车轮角度传感器、液压系统和转向控制阀，所述整车控制器接收驾驶员通过方向盘角度传感器传达的驾驶意图，同时接收安装于前后车轮的角度传感器的模拟信号，内部转化为电信号，计算出对应的实际转向角度，并通过pid调节转向控制阀的开度，通过液压油路来控制转向油缸，使得前轮和后轮按照对应的角度转动，以达到前后轮协同，实现相应的转向功能。
2.根据权利要求1所述的一种宽体矿用自卸车的线控转向系统，其特征在于，宽体矿用自卸车的后桥设有两位三通的液压阀，液压阀阀接两个油缸，后桥与车架靠回转支撑结构连接，所述两个油缸分别设置在所述回转支撑结构的两侧，油缸抵接轴承就可以实现转动，进而实现了后轮的独立转向。
3.根据权利要求1所述的一种宽体矿用自卸车的线控转向系统，其特征在于，前桥车轮角度传感器和后桥车轮角度传感器均为非接触式角度传感器，所述非接触式角度传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：冉润泽，张华坤，李可瑞，周懿，
申请(专利权)人：厦门铱钼智汇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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