一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109733404A(43)申请公布日2019.05.10(21)申请号201910041971.3(22)申请日2019.01.16(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术产业开发区高创园A座313室(72)发明人谭迪王中阳(51)Int.Cl.B60W30/18(2012.01)B60W40/10(2012.01)B60L15/20(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法(57)摘要本发明公开了一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法，该系统主要包括：驾驶需求模块、整车行驶状态模块、道路条件与周围环境信号模块、决策规划模块、轨迹跟踪控制模块及包含轮毂电机在内的车辆动力学模块。其利用轮毂电机驱动车辆各车轮的转速/转矩均相互独立的技术优势，结合一定的车辆智能控制方法，在不增加轮毂驱动车辆冗余结构的基础上，通过控制各轮轮毂驱动系统的纵向力来实现车辆自主换道。CN109733404ACN109733404A权利要求书1/1页1.本发明公开了一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法，该系统主要包括驾驶需求模块、整车行驶状态模块、道路条件与周围环境信号模块、决策规划模块、轨迹跟踪控制模块、包含轮毂电机在内的车辆动力学模块。所述决策规划模块由换道决策模块和轨迹规划模块组成；所述轨迹跟踪模块由上层控制器和下层控制器组成。所述驾驶需求模块、整车行驶状态模块及外界道路条件与周围环境模块采集到的各种信号，传入换道决策模块，由换道决策模块根据换道决策规则进行换道决策。如决策不换道，则车辆保持当前车道行驶；如果决策换道，则由轨迹规划模块将根据设定的轨迹规划目标进行轨迹规划，并将规划得到的期望的车辆横摆角速度等信号传递给所述轨迹跟踪控制器，并由所述轨迹跟踪控制模块的上层控制器计算得到换道所期望的横摆力矩，同时将横摆力矩进信号传递给所述轨迹跟踪控制模块下层控制器，通过一定的力矩分配算法计算出达到所述横摆力矩要求每个轮毂电机驱动系统所需提供的纵向力，然后控制各轮毂电机驱动系统提供所需求的纵向力，实现智能换道。2.根据权利要求1所述的一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法，其特征在于：所述的轮毂驱动智能车辆可以是二驱轮毂驱动车辆，也可以是四驱轮毂驱动车辆；所述二驱轮毂驱动车辆可以是前驱型式，也可以是后驱型式。3.根据权利要求1所述的一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法，其特征在于：所述的换道决策模块可以是基于规则方法的换道决策模块，也可以是基于统计方法的换道决策模块。4.根据权利要求1所述的一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法，其特征在于：所述的轨迹规划模块可以是基于人工势场法、模糊逻辑算法、多项式法、模型预测规划法、触须算法等。5.根据权利要求1所述的一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法，其特征在于：所述的轨迹规划目标不是唯一的，可以根据车辆侧重的性能具体设定，其可以是表示车辆性能的单一目标函数，也可以是表示车辆性能的多目标函数。6.根据权利要求1所述的一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法，其特征在于：所述的纵向力为驱动力或制动力。2CN109733404A说明书1/3页一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法[0001]本发明涉及一种智能电动汽车换道控制系统及方法。尤其涉及一种轮毂驱动智能车辆换道控制系统及方法。背景技术[0002]作为下一代纯电驱动电动汽车的关键技术之一，轮毂电机驱动电动汽车因其在车辆总布置结构、底盘主动控制以及操控方便性方面的明显技术优势，受到业界的高度重视。另一方面，随着智能技术的逐渐完善，车辆通过外部传感器准确的感知环境，加上科学、合理的决策分析和产生安全可靠的换道轨迹，并利用稳定可靠的控制算法获得较好的跟随精度，使车辆自主换道的安全性比充满不确定因素的驾驶员更具优越性。[0003]对于传统汽车来说，驱动力要经离合器、变速器、传动轴及主减速器等传递，并通过差速器按一定比例分配给各车轮，这种机械传动的传动比关系是传统汽车动力学性能的约束之一。而对于轮毂电机驱动电动轮车辆，其动力学特性与传统汽车的动力学特性有很大不同，其取消了机械差速器，各车轮的转速/转矩均相互独立，这意味着各车轮的转速/转矩具有更大的控制自由度。同时，轮毂电机驱动电动汽车，将电机、减速机构、制动器等高度集成于车轮内，这种结构不仅可以提高传动效率，使得底盘的机械结构简单化，同时，也减少了整车质量，且布置更合理，为实现底盘的智能和电气化提供了可能。[0004]基于此，本发明结合轮毂驱动电动汽车底盘结构和智能驾驶两者的优势，提出了一种轮毂驱动电动汽车智能换道控制方法，此方法可以通过控制轮毂驱动系统纵向力(驱