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申请/专利权人：河南科技大学

摘要：本发明公开了一种新一代乘用车载内外集成制动系统，包括有外制动系统总成、内制动系统总成、集成控制系统、车身车架总成和传感器总成，其中外制动系统总成、内制动系统总成、集成控制系统和传感器总成均装配在车身车架总成上，外制动系统总成、内制动系统总成和传感器总成均与集成控制系统相连接，传感器总成还与内制动系统总成相连接，传感器总成能够把采集的数据实时传输给内制动系统总成和集成控制系统，集成控制系统控制外制动系统总成和内制动系统总成的工作。有益效果：通过集成控制系统及传感器总成的合理匹配，实现车载内外制动系统中各总成间的协同运行及集成控制。

主权项：1.一种新一代乘用车载内外集成制动系统，包括有外制动系统总成、内制动系统总成、集成控制系统、车身车架总成和传感器总成，其中外制动系统总成、内制动系统总成、集成控制系统和传感器总成均装配在车身车架总成上，外制动系统总成、内制动系统总成和传感器总成均与集成控制系统相连接，传感器总成还与内制动系统总成相连接，传感器总成能够把采集的数据实时传输给内制动系统总成和集成控制系统，集成控制系统控制外制动系统总成和内制动系统总成的工作，其特征在于：所述的外制动系统总成包括有数个外气囊、外气囊控制器、外抓地系统总成控制器、真空泵控制器和外抓地系统总成，其中数个外气囊分别位于车身车架总成左右纵梁前段及发动机舱前端，外气囊控制器位于发动机舱内并与数个外气囊电连接，外气囊控制器控制数个外气囊的启动，外抓地系统总成分别与外抓地系统总成控制器及真空泵控制器电连接，外抓地系统总成控制器及真空泵控制器控制外抓地系统总成的工作，外抓地系统总成均布于于车身车架总成的底部后横轴的后方，外抓地系统总成与车身车架总成通过磁力阀固定连接，外气囊控制器、外抓地系统总成控制器和真空泵控制器均与集成控制系统相连接，集成控制系统控制外气囊控制器、外抓地系统总成控制器和真空泵控制器的工作；外抓地系统总成包括有磁力阀、真空泵、送缆电机、缆绞器、平衡旋翼总成、空气推进器、磁力贴板、抽气管路、抓地器、惯性仪和超声波传感器，其中磁力阀、送缆电机、空气推进器和超声波传感器分别与外抓地系统总成控制器电连接，超声波传感器能够把采集的数据实时传输给外抓地系统总成控制器，外抓地系统总成控制器控制磁力阀、送缆电机和空气推进器的工作，磁力阀位于车身车架总成的下后方，磁力阀与车身车架总成刚性连接，磁力阀通过磁力与磁力贴板相吸合，真空泵与真空泵控制器电连接，真空泵控制器控制真空泵的工作，真空泵、送缆电机及缆绞器分别位于车身车架总成的下后方，真空泵及缆绞器分别与车身车架总成刚性连接，送缆电机的电机外壳与缆绞器外壳刚性连接，送缆电机的电机输出轴与缆绞器的缆绳轴刚性连接，送缆电机控制缆绞器的工作，磁力贴板及空气推进器分别与平衡旋翼总成中的抓地上盖板刚性连接，抽气管路与平衡旋翼总成中的抓地下盖板刚性连接，并通过气道与真空泵的进气口连接，数个抓地器均布于抓地下盖板下方，并分别与抽气管路刚性连接，惯性仪与平衡旋翼总成中的抓地壳体刚性连接，用于实时测量外抓地系统总成的姿态，数个超声波传感器分别同轴固定于平衡旋翼总成中的数个旋翼圈下方；平衡旋翼总成包括有旋翼、旋翼圈、旋翼电机、抓地上盖板、旋翼驱动器、旋翼连接板、抓地下盖板、旋翼控制器和抓地壳体，旋翼电机与旋翼驱动器电连接，旋翼驱动器与旋翼控制器电连接，旋翼控制器控制旋翼驱动器驱使旋翼电机进行工作，旋翼控制器与外抓地系统总成控制器电连接，外抓地系统总成控制器控制旋翼控制器的工作，旋翼驱动器与抓地壳体刚性连接，旋翼控制器与抓地下盖板刚性连接，抓地上盖板和抓地下盖板分别与抓地壳体刚性连接，抓地下盖板通过数个旋翼连接板分别与旋翼圈刚性连接，旋翼电机的定子部分与旋翼圈同轴刚性连接，旋翼电机的转子部分与旋翼同轴刚性连接；内制动系统总成包括有内气囊控制器、内气囊、内制动轮缸、内主动制动控制器和液压控制单元，其中内气囊控制器与内气囊电连接，内气囊控制器控制内气囊的开启，内气囊控制器分别与集成控制系统和传感器总成相连接，集成控制系统控制内气囊控制器的工作，内主动制动控制器与液压控制单元电连接，内主动制动控制器控制液压控制单元的工作，液压控制单元通过液压管路与内制动轮缸刚性连接，液压控制单元控制内制动轮缸的工作，内主动制动控制器分别与集成控制系统和传感器总成相连接，集成控制系统控制内主动制动控制器的工作；集成控制系统包括有交通态势评估模块、制动模式仲裁模块、内气囊释放逻辑模块、内制动系统使能逻辑模块、外制动系统使能逻辑模块和外制动系统返回逻辑模块，交通态势评估模块估计车辆周围交通参与物的运动意图，并通过预测车辆周围交通残余物与本车未来运动轨迹的纵侧向距离评估交通态势危险等级，交通态势评估模块接收传感器总成输出的环境感知信息和制动模式仲裁模块输出的系统触发指令序列后，将车辆当前所处的交通态势输出至制动模式仲裁模块，制动模式仲裁模块经过计算后，将系统触发指令序列分别传输至交通态势评估模块、内气囊释放逻辑模块、内制动系统使能逻辑模块、外制动系统使能逻辑模块和外制动系统返回逻辑模块，内制动系统使能逻辑模块同时接收传感器总成输出的环境感知信息和制动模式仲裁模块的系统触发指令序列，经过计算后将触发信号输出至内制动系统总成中的内主动制动控制器，内气囊释放逻辑模块接收制动模式仲裁模块的系统触发指令序列，经过计算后将触发信号输出至内气囊控制器，外制动系统使能逻辑模块接收制动模式仲裁模块的系统触发指令序列，经过计算后将触发信号序列分别输出至外气囊控制器和真空泵控制器，外制动系统返回逻辑模块接收制动模式仲裁模块的系统触发指令序列，经过计算后将触发信号输出至外制动系统总成中；真空泵控制器包括抽气使能逻辑模块和真空泵控制模块，抽气使能逻辑模块接收到外制动系统使能逻辑模块的系统触发指令序列后，将控制指令输出至真空泵控制模块，真空泵控制模块接收到抽气使能逻辑模块的控制指令后输出控制指令控制真空泵，真空泵在下一时刻将控制结果反馈至真空泵控制模块中；外抓地系统总成控制器包括旋翼姿态控制模块、推进控制模块、系统离合模块和送缆控制模块，旋翼姿态控制模块包括旋翼动力学数学模型和PID控制模块，系统离合模块接收外制动系统使能逻辑模块的系统触发指令序列后，将控制指令分别输出至旋翼姿态控制模块、推进控制模块、送缆控制模块和磁力阀中，磁力阀在下一时刻将状态信号反馈至系统离合模块，旋翼姿态控制模块接收到系统离合模块的控制指令后输出控制指令控制平衡旋翼总成，平衡旋翼总成在下一时刻将状态信号反馈回旋翼姿态控制模块，旋翼姿态控制模块在下一时刻将控制结果反馈至系统离合模块中，送缆控制模块接收到系统离合模块的控制指令后输出控制指令控制送缆电机，送缆电机在下一时刻将状态信号反馈回送缆控制模块，送缆控制模块在下一时刻将控制结果反馈至系统离合模块中，推进控制模块接收到系统离合模块的控制指令后输出控制指令控制空气推进器，空气推进器在下一时刻将状态信号反馈回推进控制模块，推进控制模块在下一时刻将控制结果反馈至系统离合模块中；旋翼姿态控制模块中的旋翼动力学数学模型如下式所示： 式中，xe、ye和ze分别为机体坐标系下的旋翼位移矢量，m为平衡旋翼总成、空气推进器、磁力贴板、抽气管路、抓地器、惯性仪及超声波传感器的质量之和，θy、θr和θp分别为侧倾角、横摆角和俯仰角，U1、U2、U3和U4分别为垂直方向控制量、横摆控制量、俯仰控制量和侧偏控制量，kr和kf分别为旋翼的升力系数和空气阻力系数，Ix、Iy和Iz分别为绕机体坐标系坐标轴的转动惯量，Ir为各个旋翼的转动惯量，Ω为旋翼转速的代数和，l为旋翼的转轴到质心的距离，g为重力加速度；控制量U1、U2、U3和U4分别通过PID控制模块实现跟随控制，PID控制模块的输入为各控制量期的控制偏差，输出为期望的旋翼电机扭矩值。

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