基于数据融合的车辆防滑控制系统与防滑控制方法.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CN107117150A(43)申请公布日2017.09.01(21)申请号201610105661.X(22)申请日2016.02.25(71)申请人南京理工大学地址210000江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人殷德军单丹凤张婷(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人王培松(51)Int.Cl.B60T8/1761(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称基于数据融合的车辆防滑控制系统与防滑控制方法(57)摘要本发明提供一种基于数据融合的车辆防滑控制系统，包括固定于车体的至少一加速度传感器和一角速度传感器。该控制系统，利用上述传感器与车轮之间的几何关系，基于力学原理计算出车轮着地点附近的对地近似加速度值A2，并利用该加速度值与车轮在着地点附近的实际圆周速度的加速度值A1的关系，来控制驱动车轮的扭矩输出，使得所有车轮在任何状态下都具有较好的防滑控制效果。CN107117150ACN107117150A权利要求书1/2页1.一种基于数据融合的车辆防滑控制方法，其特征在于，该方法包括：获取车辆的各车轮的转速(W1)，并计算各车轮转速对应的轮胎对地圆周速度的实际加速度(A1)；取得固定于车辆某一固定点(Pg)的传感器测量出的加速度(A0)和/或角速度(E0)；基于力学原理以及前述固定点(Pg)与各车轮的几何关系，利用所测量得到的加速度(A0)和/或角速度(E0)计算出各车轮相对于地面的近似加速度(A2)；在同一方向上，检查前述步骤得到的实际加速度(A1)与计算得到的近似加速度(A2)之间的差异；响应于实际加速度(A1)与计算得到的近似加速度(A2)之间的差异，控制调整电机和/或制动器扭矩输出值。2.根据权利要求1所述的基于数据融合的车辆防滑控制方法，其特征在于，前述方法更加包含：使用车轮转向角信息计算所述实际加速度(A1)和近似加速度(A2)在同一方向上的分量。3.根据权利要求1所述的基于数据融合的车辆防滑控制方法，其特征在于，前述方法中：使用至少一加速度传感器感知车辆纵向和侧向的加速度，以及使用至少一角速度传感器感知围绕车辆上下方向的角速度。4.根据权利要求1所述的基于数据融合的车辆防滑控制方法，其特征在于，前述方法中：使用轮速传感器和/或驱动车轮的电机转速传感器测量车轮转速(W1)。5.根据权利要求1所述的基于数据融合的车辆防滑控制方法，其特征在于，前述方法中：响应于实际加速度(A1)与计算得到的近似加速度(A2)之间的差异，基于开关控制、PID控制、滑模控制、模糊控制、最优控制之一来控制调整电机和/或制动器扭矩输出值。6.一种车辆防滑控制系统，其特征在于，包括：扭矩请求模块，用以接收上层控制器的信息，生成上层扭矩输出请求值(Tr)；电机控制器，接收扭矩调整模块发送的扭矩指令值(Tc)驱动电机输出扭矩从而驱动车轮旋转；车轮圆周加速度计算模块，用以基于取得的各车轮转速(W1)，根据有效轮胎半径计算各轮胎对地圆周速度的实际加速度(A1)；传感器数据融合模块，用以根据固定于车辆某一固定点(Pg)的传感器测量出的加速度(A0)和/或角速度(E0)，并基于力学原理以及车辆上某一固定点(Pg)与各车轮的几何关系，由所测量得到的加速度(A0)和/或角速度(E0)计算出各车轮相对于地面的近似加速度(A2)；加速度检查与增益控制模块，用以比较前述获得的近似加速度(A2)与实际加速度(A1)在相同特定方向上的数值，并将比较结果经由控制算法计算扭矩调整值(Tl)；扭矩调整模块，根据扭矩调整值(Tl)，对于上层扭矩输出请求值(Tr)的大小进行调节。7.根据权利要求6所述的车辆防滑控制系统，其特征在于，所述加速度检查与增益控制模块响应于实际加速度(A1)与计算得到的近似加速度(A2)之间的差异，控制输出扭矩调整值Tl的大小，使得扭矩调整模块根据该扭矩调整值Tl控制调整上层扭矩输出请求值(Tr)。8.根据权利要求6所述的车辆防滑控制系统，其特征在于，所述车轮圆周加速度计算模块还被设置用于根据车轮转向角信息计算实际加速度(A1)和近似加速度(A2)在同一方向2CN107117150A权利要求书2/2页上的分量。9.一种车辆防滑控制系统，其特征在于，包括：固定于车体上、用于采集车辆运行数据的传感器，具有至少一加速度传感器和一角速度传感器，该至少一加速度传感器用于感知车辆纵向和侧向的加速度，该至少一角速度传感器用于感知围绕车辆上下方向的角速度；防滑控制模块，用于根据前述至少一加速度传感器和一角速度传感器采集的车辆运行数据实施防滑控制，该防滑控制模块具有：扭矩请求模块，用以接收上层控制器的信息，生成上层扭矩输出请求值(Tr)；电机控制器，接收扭矩