[發明專利]一種四輪轂電機驅動無人電動拖拉機控制系統

在審

• 申請號: 202010842802.2
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111923749A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 周祥;張丹楓;楊大芳;王鵬;蔡玉丹;王云飛;黃勝操;李保忠;李小帥
• 申請（專利權）人: 洛陽智能農業裝備研究院有限公司
• 主分類號: B60L50/60
• 分類號: B60L50/60;B60L15/20;B62D5/04;A01B63/02;B60W60/00;B60W30/08;B60K11/02;B60L3/04;B60Q5/00
• 代理公司: 洛陽啟越專利代理事務所(普通合伙) 41154
• 代理人: 吳楠

1.一種四輪轂電機驅動無人電動拖拉機控制系統，其特征在于：包括整車控制系統、無人駕駛系統、動力電池系統、輪轂電機驅動系統、制動系統、轉向系統、PTO動力輸出系統、懸掛升降系統、避障系統、散熱系統、液壓系統和故障監測及保護系統，所述整車控制系統為整車主控制單元，所述無人駕駛系統用于自主進行路徑規劃及車輛姿態糾偏，所述動力電池系統作為整車動力來源，所述輪轂電機驅動系統用于控制輪轂電機，實現四輪獨立驅動，所述制動系統實現四輪獨立行車制動和駐車制動，所述轉向系統用于控制車輪的轉向角度和轉向方式，所述PTO動力輸出系統用于控制電機的轉速和轉矩，所述懸掛升降系統用于實現農具的升降，所述散熱系統用于降低整車執行部件的發熱量，所述液壓系統用于給整車提供液壓動力，所述故障監測及保護系統用于檢測故障信息并采取相應的保護措施，所述整車控制系統包括整車控制器、低壓繼電器模塊、數字量輸出模塊、模擬量采集模塊，所述無人駕駛系統包括無人駕駛控制器、毫米波雷達、前后視覺相機和導航儀，所述動力電池系統包括動力鋰電池組、高壓箱、DC/DC模塊和電池管理系統，所述輪轂電機驅動系統包括四個帶行星減速器的輪轂驅動電機及四個對應的電機控制器，所述制動系統包括制動電機及其電機控制器、在四個輪轂上獨立安裝的制動電磁閥和制動比例閥及液壓制動執行機構，所述轉向系統包括轉向電機及其電機控制器、在前橋和后橋上獨立安裝的轉向比例閥、液壓轉向執行機構及角度傳感器，所述懸掛升降系統包括升降電機及其電機控制器、液壓升降執行機構及電控升降控制器，所述散熱系統包括散熱控制器、電機散熱模塊、油散熱模塊及多路溫度傳感器。

2.根據權利要求1所述的四輪轂電機驅動無人電動拖拉機控制系統，其特征在于：所述轉向系統的具體操作步驟如下：

S1)：打開鑰匙開關，然后進入到步驟2；

S2)：整車其它系統低壓上電，然后進入到步驟3；

S3)：整車控制器通過CAN通信得到整車各個系統的自檢狀態，如果自檢狀態正常進入到步驟5，否則進入到步驟4；

S4)：進行停車檢修；

S5)：整車控制器通過CAN向動力電池系統發送高壓上電指令，然后進入到步驟6；

S6)：整車控制器通過CAN通信向輪轂電機驅動系統中的四個輪轂電機控制器發送目標轉速指令，然后進入到步驟7；

S7)：無人駕駛系統自主規劃作業路徑，通過CAN向整車控制器實時發送動作指令，然后進入到步驟8；

S8)：整車控制器是否接受到轉向請求，如果是進入到步驟10，如果否則進入到步驟9；

S9)：執行直線行走模式；

S10)：執行轉彎行走模式，然后進入到步驟11；

S11)：整車控制器結合前后橋轉向角度傳感器的反饋值形成轉向閉環控制，實時調節控制前后橋轉向比例閥，分配前后橋轉向角度，然后進入到步驟12；

S12)：整車控制器將目標車速請求結合前后橋轉向角度，根據四輪行車轉向動力學模型分別轉化為四個輪轂電機目標轉速，通過CAN通信發送給四個輪轂電機控制器，實現四輪驅動轉彎行走，然后進入到步驟13；

S13)：轉向結束。

3.根據權利要求1所述的四輪轂電機驅動無人電動拖拉機控制系統，其特征在于：所述制動系統的具體操作步驟如下：

S14)：無人駕駛系統發出制動請求，然后進入步驟15；

S15)：整車控制器接收到無人駕駛系統的制動請求，然后進入到步驟16；

S16)：將四個輪轂電機目標轉速降為0，然后進入到步驟17；

S17)：通過CAN通信發送給四個輪轂電機控制器，同時根據車輛四個輪轂當前的運行狀態，自適應分配剎車力矩，然后進入到步驟18；

S18)：整車控制器控制相應的制動電磁閥和制動比例閥實現四輪行車制動，然后進入到步驟19；

S19)：制動指令完成。