[發(fā)明專利]一種電動(dòng)汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110618449.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113320591B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬金麟;魏晗;張厚忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D5/04
• 分類號(hào): B62D5/04;B62D15/02;B62D7/20;B60W30/08;B60W40/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種電動(dòng)汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的控制方法，包括前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、道路識(shí)別傳感器、中央控制器、行車(chē)電腦、速度傳感器和后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，所述前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括方向盤(pán)（1）、前輪轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)（2）、前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（11a）和前輪角度傳感器（4）； 所述后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括后輪轉(zhuǎn)向控制器（7）、后輪轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)（8）、后輪轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)（9）、后輪角度傳感器（10）和后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（11b）；所述道路識(shí)別傳感器（3）安裝在汽車(chē)前杠上，將識(shí)別的道路信息通過(guò)車(chē)內(nèi)信號(hào)線傳輸?shù)街醒肟刂破鳎?）；所述速度傳感器（12）安裝在汽車(chē)底盤(pán)中部，通過(guò)車(chē)內(nèi)信號(hào)線將測(cè)量到車(chē)輛的速度信號(hào)傳輸?shù)街醒肟刂破鳎?）；中央控制器（5）與行車(chē)電腦（6）之間信號(hào)連接，中央控制器（5）將分析處理后的信號(hào)反饋顯示到行車(chē)電腦（6），其特征在于，

S1，道路識(shí)別傳感器（3）和速度傳感器（12）實(shí)時(shí)將道路信息及車(chē)輛的速度信號(hào)傳輸?shù)街醒肟刂破鳎?）并反饋到行車(chē)電腦（6）；在行車(chē)電腦（6）中設(shè)置車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)方程，表示為：

式中：分別為前輪側(cè)向力、后輪側(cè)向力，為車(chē)身質(zhì)量，為車(chē)速，為路面摩擦參數(shù)，為前后輪側(cè)向力傳遞系數(shù)，分別為前輪轉(zhuǎn)角、后輪轉(zhuǎn)角，均為滑移角度調(diào)整系數(shù)；

S2，需要轉(zhuǎn)向時(shí)況，由轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)（1）通過(guò)前輪轉(zhuǎn)向助力（2）、前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（11a）及前輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

S3，前輪角度傳感器（4）將前輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度傳輸?shù)街醒肟刂破鳎?），中央控制器（5）根據(jù)接收的前輪角度信號(hào)、車(chē)輛的速度信號(hào)、道路信息計(jì)算出需要的控制信號(hào)；推算出后輪需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，為目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，表示為：；

S4，中央控制器（5）根據(jù)速度信號(hào)確定后輪轉(zhuǎn)向的模式，模式具體分為低速轉(zhuǎn)動(dòng)模式、中速保持模式和高速轉(zhuǎn)動(dòng)模式；

當(dāng)車(chē)速小于20km/h時(shí)，執(zhí)行低速轉(zhuǎn)動(dòng)模式；具體地，后輪轉(zhuǎn)向控制器（7）根據(jù)中央控制器（5）計(jì)算的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)（8）工作，后輪轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)（8）帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)（9）、后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（11b）工作，使得后輪沿車(chē)輛前行方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度；即后輪與前輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；

當(dāng)車(chē)速處于20km/h-80km/h之間時(shí)，執(zhí)行中速保持模式；具體地，后輪轉(zhuǎn)向控制器（7）根據(jù)中央控制器（5）計(jì)算的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)（8）工作，后輪轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)（8）帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)（9）、后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（11b）工作，使得后輪保持跟行車(chē)方向一致；

當(dāng)車(chē)速大于80km/h時(shí)，執(zhí)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)模式；具體地，后輪轉(zhuǎn)向控制器（7）根據(jù)中央控制器（5）計(jì)算的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)（8）工作，后輪轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)（8）帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)（9）、后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（11b）工作，使得后輪沿車(chē)輛前行方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度；即后輪與前輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同；

S5，利用后輪角度傳感器（10）采集經(jīng)S4轉(zhuǎn)向后的后輪實(shí)際轉(zhuǎn)向角度,并將后輪實(shí)際轉(zhuǎn)向角度，傳輸?shù)街醒肟刂破鳎?）；

S6，將實(shí)際轉(zhuǎn)向角度與目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行比較，根據(jù)兩者之間的角度差值，中央控制器（5）對(duì)后輪的轉(zhuǎn)向角度進(jìn)行微調(diào)，保證行車(chē)穩(wěn)定性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述方向盤(pán)（1）傳動(dòng)連接前輪轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)（2），前輪轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)（2）傳動(dòng)連接轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，所述前輪角度傳感器（4）安裝在左前輪內(nèi)側(cè)，通過(guò)車(chē)內(nèi)信號(hào)線連接中央控制器并傳輸測(cè)量到的轉(zhuǎn)向角度信號(hào)，所述道路識(shí)別傳感器安裝在汽車(chē)前杠上，將識(shí)別的道路信息通過(guò)車(chē)內(nèi)信號(hào)線傳輸?shù)街醒肟刂破鳌?/p>

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，道路識(shí)別傳感器（3）是由毫米波雷達(dá)、激光探頭和高清攝像頭的組合；通過(guò)毫米波雷達(dá)用于獲得道路的曲直信息以及是否有障礙物；激光探頭用于獲得道路的曲直信息并和毫米波雷達(dá)進(jìn)行綜合判定；高清攝像頭用于獲得道路的路面材質(zhì)和道路標(biāo)線及標(biāo)志信息；所述道路信息具體為道路材質(zhì)、道路標(biāo)線、路邊標(biāo)識(shí)、道路曲直和是否有障礙物。