[發明專利]全矢量控制底盤結構、全矢量控制汽車的控制方法和裝置

有效

• 申請號: 202010677513.1
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111775721B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 李亮;朱正;王翔宇;平先堯;李全通;朱晨曦;羅俊鑫;陳松
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60G17/0165;B62D5/04;B60K7/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張萌

1.一種全矢量控制汽車的控制方法，其特征在于，基于全矢量控制底盤結構，所述結構包括：全矢量線控底盤域控制器和電動輪控制單元，每個車輪對應一個所述電動輪控制單元，每個所述電動輪控制單元包括驅動控制單元、制動控制單元、轉向控制單元和懸架調節單元；所述全矢量線控底盤域控制器控制每個所述電動輪控制單元對相應的所述車輪進行驅動控制、制動控制、轉向控制和懸架調節；所述全矢量線控底盤域控制器，控制與前輪連接的兩個離合器打開，以使所述前輪分布式驅動；或者，所述全矢量線控底盤域控制器，控制與前輪連接的兩個離合器閉合，以使所述前輪集中式驅動；所述方法包括：

獲取道路交通環境信息和駕駛員控制指令，確定當前行駛工況；

根據所述當前行駛工況確定控制模式，所述控制模式包括直線行駛模式、轉向模式和越障模式：

基于每種所述控制模式和所述當前行駛工況確定對每個車輪的控制指令；

根據所述控制指令對每個所述車輪進行橫向、縱向和垂向的三維度作用力控制；

基于每種所述控制模式和所述當前行駛工況確定對每個所述車輪的控制指令的步驟，包括：

根據直線行駛情況為相應數量的所述車輪分配轉矩，以使所述車輪進行制動或驅動，所述直線行駛情況包括正常直線行駛和異常直線行駛；

根據轉向情況控制后輪與前輪采取任意角度轉向、采取同相位轉向方式進行高速換道和采取逆相位轉向方式進行低速轉彎；

根據越障情況控制車身產生反側傾力矩和懸架調節；

其中，當駕駛員方向盤無顯著轉角輸入、左右道路路面不平度判斷幾乎一致時，采用直線行駛模式，控制4個車輪輪轂電機輸入；

若正常直線行駛，則車輛在前后車軸之間的轉矩分配后，將后輪的轉矩平均分配給左右兩個輪轂電機；

若異常直線行駛，當汽車行駛路面兩側干濕不均勻時，則通過電機控制器調整其輸出轉矩的大小；

當方向盤有顯著轉角輸入，左右道路路面不平度判斷幾乎一致時，采用轉向模式，并根據車速以及駕駛意圖判斷具體轉向模式：切換高速換道；低速轉彎以及360度轉向；

若高速換道，則當汽車在高速時，后部車輪與前部車輪采取同相位轉向，根據方向盤到后輪轉向的時間，以及轉彎時車身姿態和車身方向，跟蹤目標行駛路線；

若低速轉彎，則當汽車在預設狹窄空間低速轉彎時，基于轉彎半徑采用逆相位轉向；

若360度轉向，則當汽車需要側方停車或者原地轉向時，控制車輪360度內任意角度轉向；

判斷道路前方是否有突起及左右車輪道路路面不平度的不同；若有，則切換越障模式；

若單側側傾，當檢測到運載模塊發生側傾運動時，則控制一側油氣彈簧產生主動作動力，產生反側傾力矩；當檢測到核沖擊波來臨時，則降低車身高度，同時控制另一側油氣彈簧產生相應的主動作動力；

若雙側抬高，當道路前方有預設尺寸障礙物時，則通過主動懸架提高車輛底盤；

獲取道路交通環境信息和駕駛員控制指令，確定當前行駛工況的步驟，包括：

獲取道路交通環境信息和駕駛員控制指令；

對所述道路交通環境信息和所述駕駛員控制指令進行信號調理；

根據調理信號確定當前行駛工況。

2.根據權利要求1所述的全矢量控制汽車的控制方法，其特征在于，根據所述控制指令對每個所述車輪進行橫向、縱向和垂向的三維度作用力控制的步驟，包括：

基于所述控制指令控制相應的執行機構對每個所述車輪進行橫向、縱向和垂向的三維度作用力控制操作。

3.根據權利要求2所述的全矢量控制汽車的控制方法，其特征在于，基于所述控制指令控制相應的執行機構對每個所述車輪進行橫向、縱向和垂向的三維度作用力控制操作的步驟，包括：

通過輪轂電機控制所述車輪的驅動轉矩，利用電機和液壓的線控制動系統控制所述車輪的制動轉矩，進行縱向力的控制；

利用電機和減速器的線控轉向系統控制所述車輪的轉角，進行橫向力的控制；

利用磁流變主動懸架控制所述車輪與車身的阻尼，進行垂向力的控制。