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摘要:发明提供了一种智能电驱动重载车辆的多域协同稳定性控制系统与方法,其搭建了由智驾域、底盘域、VCU三部分组成的控制架构,并由智驾域预测前方路况并以此为依据进行轨迹规划,根据车辆状态对车辆状态进行稳定性分析并确定安全边界,底盘域对车辆四轮的力矩进行重新分配和对车辆行驶实时状态进行轨迹重规划判断,并用AMPC方法对规划的轨迹进行车辆动力学跟踪,最终通过VCU控制执行相应力矩与转向,从而实现了适用于矿用自卸车等智能电驱动重载车辆的多域协同稳定性控制系统及安全边界计算,有效提高了车辆的稳定性。
主权项:1.智能电驱动重载车辆的多域协同稳定性控制系统,其特征在于:由多种类传感器、底盘域控制器、自动驾驶域控制器组成;其中,多种类传感器用于采集车辆行驶过程中的各种传感信号;自动驾驶域控制器控制器具体由路面附着系数估计模块、路况预测模块、横摆角速度模块、轨迹规划模块、安全边界分析模块、行驶状态预测模块组成;其中,路面附着系数估计模块用于基于加速度信号,前轮转角信号,车轮角速度信号和车轮扭矩信号进行综合计算,并输出路面附着系数估计值;路况预测模块用于对摄像头信号进行图像识别来预测前方路面附着系数,并与路面附着系数估计模块得到的路面附着系数估计值进行时空融合,得到可靠的路面附着系数;横摆角速度模块用于基于侧向加速度和车速计算输出车辆横摆角速度;轨迹规划模块根据车辆实时位姿、实时路况信息进行轨迹规划;安全边界分析模块用于将路面附着系数、车辆横摆角速度和多种类传感器获取的传感信号融合,计算得到包括横摆角速度与质心侧偏角的车辆动力学边界,以分析车辆当前的稳定性状态;行驶状态预测模块用于根据当前的稳定性状态与其他自车信息,预测后续一段时间的车辆稳定性状态;底盘域控制器具体由转向控制模块、速度控制模块、驾驶轨迹重规划模块、轨迹跟踪模块组成;其中,转向控制模块和速度控制模块用于根据行驶状态预测模块预测的的车辆稳定性状态对车辆的转向和速度进行控制,分别输出车辆可以稳定行驶的转向和速度边界值;行驶轨迹重新规划模块用于根据路况预测模块提供的路面附着系数、行驶状态预测模块预测的车辆稳定性状态、转向和速度边界值,判断是否需要轨迹重新规划;轨迹跟踪模块用于执行AMPC算法对轨迹进行跟踪控制,输出车辆的各轮的力矩信号和转向信号。
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