[發明專利]具有主動姿態調節能力的分布式獨立驅動車輛控制系統

有效

• 申請號: 201810107125.2
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108327714B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 趙雪軒;李博鑫;施炯明;鄭鋼鐵
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B60W30/02
• 分類號: B60W30/02;B60W10/22;B60W40/10;B60W40/105;B60W40/107;B60W40/109;B60W40/11;B60W40/114;B60W10/08;B60G17/0195
• 代理公司: 11201 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 黃德海

本發明公開了一種具有主動姿態調節能力的分布式獨立驅動車輛控制系統，包括：多個傳感器，用于檢測當前路面參數和當前車輛參數；信息感知系統，用于根據當前路面參數和當前車輛參數得到路面信息和車輛信息；執行器，用于輸出給具有主動姿態調節能力的分布式獨立驅動車輛；次級控制器，用于根據車輪力矩信號與懸掛行程信號控制執行器驅動車輛；整車控制系統，用于接收駕駛員或智能決策系統輸入的決策指令，并根據決策指令、獲取路面信息和車輛信息得到車輪力矩信號與懸掛行程信號，以控制次級控制器控制執行器驅動車輛。該系統增加了車輛的垂向姿態控制能力，大大提高了車輛的姿態穩定性，有效提高了車輛的運動穩定性。

技術領域

本發明涉及車輛控制系統技術領域，特別涉及一種具有主動姿態調節能力的分布式獨立驅動車輛控制系統。

背景技術

傳統車輛一般采用被動懸架系統，不具有對車輛姿態的主動調節能力。車輛主動姿態調節能力能夠使車輛在行駛過程中保持相對穩定的車體平臺，對軍用及民用車輛都具有重要作用。對于軍用裝甲車輛，主動車姿調節功能能夠增大火力打擊系統的覆蓋范圍，提高打擊精度，使裝甲車輛在作戰中更加靈活，并且便于人員的上下車。對于民用車輛，主動車姿調節功能能夠同時優化和協調車輛的駕乘舒適性和行駛穩定性。通過對車輛姿態的主動調節，能夠在起伏路面下調節底盤的離地間隙，提高車輛的通過能力；在一般路面下，調整質心高度，提高車輛穩定性；在通過側傾破路面時，調節兩側的懸架長度，提高車輛通過側傾破路面的能力。

傳統車輛一般采用前驅或后驅系統，不具有對每個車輪的分布式獨立驅動能力。分布式獨立驅動系統能夠使車輛在行駛過程中保持較高的運動學穩定性，使車輛具有較強的通過能力，優化驅動效率，適合應對復雜的路況。

相關技術對車輛姿態主動調節技術的開發還比較欠缺，對分布式獨立驅動車輛控制系統的設計未考慮到車姿(車輛垂向)的控制。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的目的在于提出一種具有主動姿態調節能力的分布式獨立驅動車輛控制系統，該系統增加了車輛的垂向姿態控制能力，大大提高了車輛的姿態穩定性，有效提高了車輛的運動穩定性。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種具有主動姿態調節能力的分布式獨立驅動車輛控制系統，包括：多個傳感器，用于檢測當前路面參數和當前車輛參數；信息感知系統，用于根據所述當前路面參數和所述當前車輛參數得到路面信息和車輛信息；執行器，用于輸出給具有主動姿態調節能力的分布式獨立驅動車輛；次級控制器，用于根據車輪力矩信號與懸掛行程信號控制所述執行器驅動所述車輛；整車控制系統，用于接收駕駛員或智能決策系統輸入的決策指令，并根據所述決策指令、所述獲取路面信息和車輛信息得到所述車輪力矩信號與所述懸掛行程信號，以控制所述次級控制器控制所述執行器驅動所述車輛。

本發明實施例的具有主動姿態調節能力的分布式獨立驅動車輛控制系統，能夠對各輪的車輪力矩輸出進行獨立控制，并采用了可對車輛姿態進行主動調節的懸掛系統，各懸掛的行程可進行獨立的調節，從而不僅增加了車輛的垂向姿態控制能力，而且大大提高了車輛的姿態穩定性，有效提高了車輛的運動穩定性。

另外，根據本發明上述實施例的具有主動姿態調節能力的分布式獨立驅動車輛控制系統還可以具有以下附加的技術特征：

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述整車控制系統包括：整車控制單元，用于從所述決策指令獲取外界對整車控制系統的決策指令輸入；姿態控制單元，用于將整車期望狀態通過車輛姿態模型解算為各懸掛行程；運動學控制單元，用于將所述整車期望車輛狀態通過車輛運動學模型解算為各輪運動狀態；動力學控制單元，用于通過建立目標函數和約束條件，將各輪運動狀態目標和各懸掛行程目標轉化為各輪縱向、橫向、垂向力的力矩優化分配。