[發(fā)明專利]一種提高爬坡能力的驅(qū)動(dòng)力控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110672382.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113232654B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱紀(jì)洪;劉兆沛;楊佳利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W30/18
• 分類號(hào): B60W30/18;B60W40/00
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

本發(fā)明提供了一種提高爬坡能力的驅(qū)動(dòng)力控制方法，屬于車(chē)輛控制技術(shù)領(lǐng)域。爬坡能力是車(chē)輛機(jī)動(dòng)性能一個(gè)重要指標(biāo)，尤其是對(duì)于大角度斜坡的通過(guò)能力。在爬坡過(guò)程中，由于受力情況發(fā)生改變，車(chē)輛各輪與地面之間的作用力產(chǎn)生差異，導(dǎo)致各輪的抓地力不同。為提高車(chē)輛的爬坡行駛能力，本發(fā)明提供了一種控制方法，實(shí)時(shí)估計(jì)當(dāng)前坡度信息，根據(jù)坡度大小解算各輪抓地力的比例大小，然后按抓地力比例調(diào)整各輪的驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力與抓地力大小的匹配，提升爬坡驅(qū)動(dòng)力控制效能，具有爬坡能力強(qiáng)，控制效果好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車(chē)輛控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高爬坡能力的驅(qū)動(dòng)力控制方法。

背景技術(shù)

爬坡控制性能是衡量車(chē)輛行駛性能的一個(gè)重要指標(biāo)，尤其是對(duì)于無(wú)人自主行駛車(chē)輛必須依靠魯棒性強(qiáng)、控制效果好的控制方法。由于受力情況的變化，車(chē)輛在爬坡?tīng)顟B(tài)下前邊輪子所受支撐力大小與后邊輪子所受支撐力大小產(chǎn)生差異，導(dǎo)致輪子之間的抓地力不同，尤其是在大坡度情況下，此時(shí)若僅通過(guò)增加驅(qū)動(dòng)力的方式提高車(chē)輛的爬坡能力，一方面有可能導(dǎo)致前輪打滑、后輪驅(qū)動(dòng)力不足等問(wèn)題，難以有效爬坡，甚至產(chǎn)生溜車(chē)危險(xiǎn)；另一方面造成前輪驅(qū)動(dòng)控制能力無(wú)法有效利用，造成控制能量浪費(fèi)，控制效能下降。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高爬坡能力的驅(qū)動(dòng)力控制方法，以提高爬坡行駛過(guò)程中的控制性能。

一種提高爬坡能力的驅(qū)動(dòng)力控制方法，其特征在于，至少包含以下步驟：

S1.用于實(shí)施所述提高爬坡能力的驅(qū)動(dòng)力控制方法的系統(tǒng)，其至少包含k個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)軸，每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸含有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，k≥2，假設(shè)k個(gè)驅(qū)動(dòng)軸位于同一平面內(nèi)，根據(jù)車(chē)體當(dāng)前的俯仰角姿態(tài)信息、車(chē)體自身的俯仰調(diào)整角，估計(jì)車(chē)體當(dāng)前的坡度并判斷其數(shù)值是否在可接受范圍之內(nèi)；

S2.根據(jù)車(chē)體當(dāng)前的坡度估計(jì)值按照靜止平衡狀態(tài)建立車(chē)體所受力和力矩的平衡方程，同時(shí)根據(jù)作用力之間的約束關(guān)系求解k個(gè)驅(qū)動(dòng)軸所受法向力

S3.對(duì)k個(gè)驅(qū)動(dòng)軸所受法向力進(jìn)行歸一化處理，得到k個(gè)驅(qū)動(dòng)軸所受法向力的比例系數(shù)[R₁,R₂,…,R_k]，即其中i＝1,2,..,k；

S4.根據(jù)車(chē)體行駛所需驅(qū)動(dòng)力總控制量T_cmd和上述k個(gè)驅(qū)動(dòng)軸所受法向力的比例系數(shù)[R₁,R₂,…,R_k]計(jì)算得到各驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)力控制量即并將其作為各驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)力控制指令，實(shí)現(xiàn)爬坡控制。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案即可有效地提高車(chē)輛爬坡行駛能力，解決傳統(tǒng)控制效能低、控制效果差的問(wèn)題。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)估計(jì)車(chē)輛當(dāng)前坡度的大小，解算得到各輪的抓地力比例關(guān)系，然后按比例關(guān)系計(jì)算每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸所需的驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)力與抓地力的匹配，解決了爬坡過(guò)程中前輪驅(qū)動(dòng)力控制量過(guò)剩的問(wèn)題，提高了控制效能，同時(shí)保證了后輪驅(qū)動(dòng)力控制量的大小，提高爬坡行駛能力和控制性能。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明的算法流程圖。

圖2：爬坡過(guò)程受力分析示例。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，此處所說(shuō)明的方案只用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，為本申請(qǐng)的一部分，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明方案的限定。