CN112572327B - 一种网联式智能线控底盘域控制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网联式智能线控底盘域控制装置及其控制方法，包括：底盘车架、电子控制主动悬架系统、环境感知系统、驾驶员信息采集系统、底盘域控制器、四个单轮控制器、备用无线通讯装置、电池系统、线控驱动装置、线控制动装置、线控转向装置；本发明中的线控底盘通过域控制器的整合，使得线控底盘域内分散的车辆硬件之间可以实现信息互联与资源共享，并将功能控制都集中在域控制器里处理，保证数据处理结果的最优化。与传统分布式架构相比，本发明将很多核心功能模块集中于域控制器内，从而降低了对底层ECU的要求，只需要执行域控制器的命令，通过数据交互接口的标准化，可以让这些零部件变成标准零件，降低了开发成本。
Description
技术领域
本发明属于汽车线控底盘域控制技术领域，尤其涉及一种网联式智能线控底盘域控制装置及其控制方法。
背景技术
随着无人驾驶技术和电动汽车技术的发展和成熟，线控底盘成为了汽车底盘发展的趋势，与传统的汽车底盘相比，线控底盘电气化程度高，能够实现对车辆路径精准的控制，在行车安全等方面表现出了优势。同时伴随着轮毂电机技术与电池技术的发展成熟，针对电动车的线控底盘成为研究热点，目前线控底盘多采用分布式的多控制器协调控制的方案，这种分布式的控制方案存在来自不同供应商控制器的难以协调、不同系统间控制存在滞后等问题。这种滞后性和不协调性将影响车辆在行驶过程中的安全性和乘员舒适性。针对这些问题，目前已经有的技术解决方案是采用域控制器对底盘域进行集中控制，如中国发明专利申请号为CN201910994939.7中所提供的电动车线控底盘方案，但是其仍有一些问题：
1、现有大多底盘域控制器未将动力系统包含在内，而是采用独立的动力域控制器进行控制，存在动力系统与底盘系统在控制时难以协调的问题。
2、现有域控制器在安全冗余设计方面通常只考虑了控制器自身的冗余设计，缺乏对总线受到物理损害的安全冗余设计。
3、把每个车轮的转向、制动、驱动交由不同控制器控制，协调性和乘员体验较差。
4、现有线控底盘解决方案的网联化、智能化程度较低，难以适应未来智能网联车辆的要求。
发明内容
针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种网联式智能线控底盘域控制装置及其控制方法，以解决现有技术中车辆底盘不同控制器控制转向、制动、驱动时协调性差、动力系统与底盘协同度不高、缺乏通信物理安全冗余设计及网联化智能化程度较低的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种网联式智能线控底盘域控制装置，包括：底盘车架、电子控制主动悬架系统、环境感知系统、驾驶员信息采集系统、底盘域控制器、四个单轮控制器、备用无线通讯装置、电池系统、线控驱动装置、线控制动装置、线控转向装置；
底盘车架，承载线控底盘的各个组成部分；
电子控制主动悬架系统，设置于车轮轮毂内，用于调节悬架系统的刚度以及车身的高度；
环境感知系统，包括设置在车辆上用于采集当前路况信息的传感器；
驾驶员信息采集系统，用于采集驾驶员的操作信息；
底盘域控制器，位于底盘车架的中央，接收上述驾驶员信息采集系统和环境感知系统采集到的数据，并与四个单轮控制器通讯，发送底盘域控制器指令信号给四个单轮控制器和电池系统；
四个单轮控制器分布在底盘车架的四个角，并与对应车轮的线控驱动装置、线控制动装置、线控转向装置相连，控制对应车轮的驱动、制动、转向状态；
备用无线通讯装置，包括：四个与底盘域控制器连接的信号发射装置和与四个单轮控制器连接的信号接收器，用于底盘域控制器和单轮控制器通讯；
电池系统，包括主电池系统和备用电池系统，在主电池系统出现故障时，备用电池系统提供电力；
线控驱动装置实时控制各车轮的扭矩，在不同工况下实现前驱、后驱及四驱的不同驱动方式的切换；通过控制不同车轮的转速实现差速辅助转向，制动能量回收；
线控制动装置用于提供制动力，接收单轮控制器命令在不同工况下执行不同制动模式；
线控转向装置用于完成线控底盘的转向动作。
进一步地，所述电子控制主悬架系统根据不同的路面条件、载荷、车速的信息来调节悬架系统的刚度以及车身的高度，使车辆行驶平稳性和操纵稳定性在不同条件下达到最优组合。
进一步地，所述四个单轮控制器通过通讯接口以Flex Ray总线的方式进行通讯，在总线遭到破坏时，四个单轮控制器和底盘域控制器通过蓝牙方式进行无线通讯。
进一步地，所述四个信号发射接收装置采用不同频率的电波频率进行通讯，CAN总线通讯失效时，作为备用通讯手段确保车辆不失控。
进一步地，所述底盘域控制器包括：车辆底盘线控模块，电池智能管理模块，通讯模块；底盘域控制器通过传感器接口阵列与驾驶员信息采集系统和环境感知系统的传感器相连，接收传感器采集的信息；
车辆底盘线控模块包括驾驶员操作参数修正单元和四轮理想运动参数计算单元，驾驶员操作参数修正单元根据环境感知系统和驾驶员信息采集系统采集到的信息以及理想驾驶员模型对驾驶员当前的操作参数进行修正；四轮理想运动参数计算单元根据修正后的理想驾驶员操作参数计算当前四个车轮的理想运动参数；理想运动参数包括：驱动电机电压、车轮转向角度、制动器电流；
电池智能管理模块根据计算出的四个车轮的理想运动参数以及当前电池状态对电池系统向不同车轮电机的输出功率进行分配，同时对电池温度、电压、电流进行监测，当电池温度异常时对电池输出功率进行调控；
通讯模块包括：总线通讯单元和无线通讯单元，总线通讯单元用于底盘域控制器与四个单轮控制器、底盘域控制器与电池系统的网络通讯；无线通讯单元用于底盘域控制器与四个单轮控制器的无线通讯。
正常状态下四个车轮的执行命令信息通过总线通讯传递，在总线通讯故障时，切换为无线通讯进行执行命令信息传递。
进一步地，所述环境感知系统包括：摄像头、毫米波雷达、高精度GPS。
进一步地，所述驾驶员信息采集系统包括：方向盘转矩转角传感器、制动踏板开度传感器、油门踏板开度传感器。
进一步地，所述线控驱动装置为单轴外转子轮毂电机，车轮轮毂与底盘车架通过立柱连接，驱动电机的外转子固定在轮毂内侧中心，立柱的中心处设有通孔，驱动电机中心轴从立柱的通孔中穿过，中心轴和通孔通过键连接。
进一步地，所述线控制动装置为电磁制动器，电磁制动器包含：环形电磁制动器衔铁与电磁制动器线圈；环形电磁制动器衔铁安装在驱动电机转子壳体上，并与驱动电机的中心轴同轴，电磁制动器线圈固定在立柱上，且位于环形电磁制动器衔铁与立柱之间；
进一步地，所述线控转向装置为转向电机，转向电机包含：转向电机定件和转向电机动件，转向电机定件安装在电机安装板上，转向电机动件的输出端与转向横拉杆的一端连接，转向横拉杆的另一端通过球头铰链连接转向节臂，转向节臂固定在立柱的一侧。
当车辆处于极限工况时，线控转向装置执行单轮控制器指令实现稳定控制；当需要对转向路感进行修正时，执行底盘控制器指令进行转向路感修正。
本发明的一种网联式智能线控底盘域控制装置的控制方法，步骤如下：
1)采集真实驾驶员操作信息和道路环境信息并输入到底盘域控制器中；
2)底盘域控制器根据道路环境信息对真实驾驶员操作参数进行修正：当真实驾驶员操作参数在根据理想驾驶员模型计算出的合理范围内，则不对真实驾驶员操作参数修正；当真实驾驶员操作参数未在根据理想驾驶员模型计算出的合理范围内，则修正后驾驶员操作参数为根据理想驾驶员模型计算得出的理想驾驶员操作参数；
3)根据修正后的驾驶员操作参数计算每个车轮的理想运动参数，包括：驱动电机电压、车轮转向角度、制动器电流；并将其传递给电池智能管理模块，电池智能管理模块结合当前电池工作状态计算出输出功率参数；
4)底盘域控制器根据计算出的参数输出控制指令给各个单轮控制器及电池系统；
5)四个单轮控制器和电池系统执行上述控制指令，完成车辆底盘控制。
进一步地，所述理想驾驶员模型为基于预瞄最优曲率理论和神经网络控制理论，综合考虑驾驶安全性和乘员舒适性进行多目标优化后建立的数学模型，能够模拟真实驾驶员在复杂路况的操作，包含理想驾驶员操作参数的计算公式和约束条件；其根据环境感知系统采集到的实时道路环境信息：道路曲率、路面附着系数、障碍物距离计算当前理想的驾驶员操作参数包括方向盘理想转角、制动踏板理想开度、加速踏板理想开度和驾驶员操作的合理范围。
本发明的有益效果：
1)底盘域控制器包含电池管理模块，能够实现对动力输出更加精细的控制，在消除动力系统与底盘系统的不协调性的同时实现对电池能量的节能化管理，实现车辆增加续航的效果。
2)设置了蓝牙无线通讯作为总线通讯的安全冗余设计，可以实现在总线遭到破坏时仍能保持对车辆底盘的控制，保证了底盘系统的安全性。
3)每个车轮对应一个单轮控制器，对车轮的驱动、制动、转向进行耦合控制，避免了不同控制器分别控制驱动、制动、转向时存在的不协调性，实现乘员舒适性的提升。
4)本发明中的线控底盘通过域控制器的整合，使得线控底盘域内分散的车辆硬件之间可以实现信息互联与资源共享，并将功能控制都集中在域控制器里处理，保证数据处理结果的最优化。与传统分布式架构相比，本发明将很多核心功能模块集中于域控制器内，从而降低了对底层ECU的要求，只需要执行域控制器的命令，通过数据交互接口的标准化，可以让这些零部件变成标准零件，降低了开发成本。
5)本发明中的线控底盘域控制器软件支持与云计算结合实现OTA升级，且硬件和传感器可更换和进行功能扩展。在数据安全方面，相较于分布式架构，域控制的架构将一些关键系统保护起来，减小关键系统受到攻击的可能性。同时本发明所述线控底盘可以支持L3级别以上的无人驾驶。
附图说明
图1是线控底盘的结构示意图。
图2是根据本发明一个实施例的线控底盘控制流程图。
图3是底盘域控制器与线控底盘的连接关系图。
图4是无线通讯模块的工作流程图。
图5是本发明方法的原理图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
本发明将车辆底盘控制与电池的控制集成到侧重计算的底盘域控制器中进行控制，并把每个车轮的驱动、制动、转向交由一个侧重的执行命令的单轮控制器，以消除动力系统与底盘控制以及不同控制器控制驱动、制动、转向的不协调问题。同时在底盘上增加了备用无线通讯装置的通信安全冗余设计，能够保证总线通讯失效的紧急情况下控制的有效性。在底盘域控制器上增加OTA升级模块，使得整个底盘域控制器可实现远程的软件算法升级，提升了线控底盘的智能化网联化程度，适应未来车辆底盘的发展要求。
实施例一：
如图1、图3所示，本发明的网联式智能线控底盘域控制装置包括：底盘车架1、电子控制主悬架系统2、环境感知系统3、驾驶员信息采集系统4、底盘域控制器5、四个单轮控制器6、备用无线通讯装置7、电池系统8、线控驱动装置9、线控制动装置10、线控转向装置11；
所述环境感知系统3用于采集道路环境信息，道路环境信息包括：道路曲率、道路宽度、道路附着系数、障碍物距离、周围车速等。
环境感知系统3包括：摄像头、测距雷达、GPS；通过摄像头和测距雷达可以采集车辆周围的道路环境信息；所述测距雷达优选为毫米波测距雷达，所述摄像机优选为高清摄像头。
环境感知系统3还可以包括湿度温度传感器，用于判断当前的天气情况。
如图2，以车辆转弯工况为例，首先环境感知系统3和驾驶员信息采集系统4将采集到的道路曲率半径r和驾驶员实际方向盘转角θs输入底盘域控制器5；
底盘域控制器5中的驾驶员操作参数修正单元根据理想驾驶员模型对真实驾驶员操作参数进行修正：计算理想驾驶员操作参数，即理想方向盘转角θsr，并判断真实驾驶员操作参数是否在合理范围内，若判断输入的真实驾驶员参数在合理范围内，则输出到四轮理想运动参数计算单元的驾驶员操作参数为θs，若不在合理范围内，则输出到四轮理想运动参数计算单元的驾驶员操作参数为θsr，其中：
式中，k1为修正系数，k2为车辆稳定性系数，vx为车辆纵向系数，r为道路曲率半径。
判断真实驾驶员操作参数是否在合理范围时，依据||θs|-|θsr||≤Δθ；其中，Δθ为合理范围参数。
四轮理想参数计算单元接收修正后的驾驶员操作参数后，计算各车轮的理想运动参数，并将计算结果传递给电池智能管理模块，电池智能管理模块计算分配给每个车轮执行机构(即线控驱动装置9、线控制动装置10、线控转向装置11)的功率参数。
底盘域控制器5将计算后的结果以控制指令的形式输出到电池系统8以及单轮控制器6，包括：给四个单轮控制器的驱动电机的电压、制动器的电流、转向电机的转角，及给电池系统的输出到每个车轮电机的功率；单轮控制器6控制每个车轮的线控驱动装置9、线控制动装置10、线控转向装置11完成执行动作，电池系统8在域控制器5的控制下为线控驱动装置9、线控制动装置10、线控转向装置11供电，实现动力与底盘的协调控制。
电池系统，用于向各个执行机构供电，其包括主电池系统和备用电池系统，在主电池系统出现故障时，备用电池系统提供电力；所述主电池系统优选为三元锂电池组，备用电池系统优选为磷酸铁锂电池组；
线控驱动装置包括四个轮毂电机，实时控制各车轮的扭矩，在不同工况下实现前驱、后驱及四驱的不同驱动方式的切换；通过控制不同车轮的转速实现差速辅助转向，制动能量回收；所述线控驱动装置优选为单轴外转子轮毂电机。
线控制动装置用于提供制动力，接收单轮控制器命令在不同工况下执行不同制动模式；所述线控制动装置优选为电磁制动器。
线控转向装置用于执行底盘域控制器的转向命令，完成转向，所述线控转向装置主要包括转向电机；所述转向电机优选为直线伺服电机。
实施例二
在上述实施例底盘域控制器5向四个单轮控制器输出控制命令的过程中，存在可能因故障总线通讯失效的情况，在此情况下，底盘域控制器5和单轮控制器6通过备用无线通讯装置7进行通讯。
备用无线通讯装置7采用蓝牙传输协议，包括连接在底盘域控制器和单轮控制器上的蓝牙收发单元。
如图4，底盘域控制器5与单轮控制器6的总线间的PWM波信号传输被底盘域控制器5所监控，当总线通讯失效，即PWM波信号传输中断时，进行通讯的切换：输出信号经由蓝牙收发单元转换为蓝牙信号，通过与底盘域控制器5和相连的蓝牙收发单元发出执行命令，为了避免信号相互干涉四个蓝牙收发单元使用不同频段无线电波通讯。
更进一步的，本发明提出利用上述底盘实现的三个具体功能：
1)OTA升级：本发明实施例的域控制器5包含OTA升级模块，当车辆接入数据网络后，若云服务器存在域控制器算法更新或补丁，域控制器5通过车载电脑向驾驶员发出更新请求，若驾驶员选择更新，则域控制器5在车辆接入网络时会自动更新算法；实现底盘模块化OTA升级。
进一步地，域控制器5向驾驶员发出更新请求的方式还可通过手机APP或者智能手环实现。
2)车轮能量智能分配功能：在车辆行驶过程中，域控制器5中的电池管理模块根据每个车轮的运动参数以及此时车辆电池的状态信息计算出此时四个车轮能量的最优分配比例，将计算结果以控制命令的形式发送到电池系统，控制电池按照计算结果调整输入每个车轮线控驱动装置9、线控制动装置10、线控转向装置11的电流和电压，完成对车轮能量分配的最优化，减小电能浪费。
3)车路协同功能：首先在车辆行驶过程中，所述底盘中环境感知传感器模块与路侧信息基础设施进行信息通讯，获取当前道路车流量、道路限速、周边车辆时速等信息。车辆底盘域控制器可根据交换的信息判断当前道路情况，采用对应的行驶模式，对车速、方向盘角度进行调整。同时将本车辆目前车速、行驶目的地等信息反馈到路侧的信息基础设施，交管数据中心可以根据收集的数据掌握不同道路实时的交通情况，对行驶车辆提出路线优化建议。此外，借助于OTA升级功能，对底盘域控制器进行升级，能够实现更加深度的车路协同。
实施例三
参照图5所示，本发明的一种网联式智能线控底盘域控制装置的控制方法，步骤如下：
1)驾驶员信息采集系统和环境感知系统采集真实驾驶员操作信息和道路环境信息并输入到底盘域控制器中；驾驶员操作信息包括驾驶员对车辆驾驶操控信息：方向盘转角、加速踏板开度，制动踏板开度等；道路环境信息主要包括当前道路路况信息：道路曲率、道路附着系数、周边车辆速度等。
驾驶员输入还可增加生物信息输入模块，通过语音识别、面部识别等生物信息采集技术录入驾驶员信息，对驾驶员的情绪、语音进行监测。
2)底盘域控制器根据道路环境信息对真实驾驶员操作参数进行修正：当真实驾驶员操作参数在根据理想驾驶员模型计算出的合理范围内，则不对真实驾驶员操作参数修正；当真实驾驶员操作参数未在根据理想驾驶员模型计算出的合理范围内，则修正后驾驶员操作参数为根据理想驾驶员模型计算得出的理想驾驶员操作参数；
可在驾驶员模型中加入表征驾驶员情绪的参数，在对驾驶员操作参数进行修正时考虑驾驶员情绪对驾驶员操作的影响。
3)根据修正后的驾驶员操作参数计算每个车轮的理想运动参数：基于自适应分解的多目标粒子群算法，围绕转向路感、能耗、乘员舒适性等指标计算理想运动参数，包括：驱动电机电压、车轮转向角度、制动器电流；并将其传递给动力电池智能管理模块，动力电池智能管理模块结合当前电池工作状态计算出输出功率参数；
计算理想运动参数时，将几种典型工况如城市通勤工况、越野工况、侧方停车工况的控制算法独立成为不同模式，并可由驾驶员自己选择以何种模式进行驾驶。
4)底盘域控制器根据计算出的参数输出控制指令给各个单轮控制器及电池系统；
5)四个单轮控制器和电池系统执行上述控制指令，完成车辆底盘控制。
其中，所述理想驾驶员模型为基于预瞄最优曲率理论和神经网络控制理论，综合考虑驾驶安全性和乘员舒适性进行多目标优化后建立的数学模型，能够模拟真实驾驶员在复杂路况的操作，包含理想驾驶员操作参数的计算公式和约束条件；其根据环境感知系统采集到的实时道路环境信息：道路曲率、路面附着系数、障碍物距离计算当前理想的驾驶员操作参数包括方向盘理想转角、制动踏板理想开度、加速踏板理想开度和驾驶员操作的合理范围。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种网联式智能线控底盘域控制装置，其特征在于，包括：底盘车架、电子控制主动悬架系统、环境感知系统、驾驶员信息采集系统、底盘域控制器、四个单轮控制器、备用无线通讯装置、电池系统、线控驱动装置、线控制动装置、线控转向装置；
底盘车架，承载线控底盘的各个组成部分；
电子控制主动悬架系统，设置于车轮轮毂内，用于调节悬架系统的刚度以及车身的高度；
环境感知系统，包括设置在车辆上用于采集当前路况信息的传感器；
驾驶员信息采集系统，用于采集驾驶员的操作信息；
底盘域控制器，位于底盘车架的中央，接收上述驾驶员信息采集系统和环境感知系统采集到的数据，并与四个单轮控制器通讯，发送底盘域控制器指令信号给四个单轮控制器和电池系统；
四个单轮控制器分布在底盘车架的四个角，并与对应车轮的线控驱动装置、线控制动装置、线控转向装置相连，控制对应车轮的驱动、制动、转向状态；
备用无线通讯装置，包括：四个与底盘域控制器连接的信号发射装置和与四个单轮控制器连接的信号接收器，用于底盘域控制器和单轮控制器通讯；
电池系统，包括主电池系统和备用电池系统，在主电池系统出现故障时，备用电池系统提供电力；
线控驱动装置实时控制各车轮的扭矩，在不同工况下实现前驱、后驱及四驱的不同驱动方式的切换；通过控制不同车轮的转速实现差速辅助转向，制动能量回收；
线控制动装置用于提供制动力，接收单轮控制器命令在不同工况下执行不同制动模式；
线控转向装置用于完成线控底盘的转向动作；
所述底盘域控制器包括：车辆底盘线控模块，电池智能管理模块，通讯模块；底盘域控制器通过传感器接口阵列与驾驶员信息采集系统和环境感知系统的传感器相连，接收传感器采集的信息；
车辆底盘线控模块包括驾驶员操作参数修正单元和四轮理想运动参数计算单元，驾驶员操作参数修正单元根据环境感知系统和驾驶员信息采集系统采集到的信息以及理想驾驶员模型对驾驶员当前的操作参数进行修正；四轮理想运动参数计算单元根据修正后的理想驾驶员操作参数计算当前四个车轮的理想运动参数；理想运动参数包括：驱动电机电压、车轮转向角度、制动器电流；
电池智能管理模块根据计算出的四个车轮的理想运动参数以及当前电池状态对电池系统向不同车轮电机的输出功率进行分配，同时对电池温度、电压、电流进行监测，当电池温度异常时对电池输出功率进行调控；
通讯模块包括：总线通讯单元和无线通讯单元，总线通讯单元用于底盘域控制器与四个单轮控制器、底盘域控制器与电池系统的网络通讯；无线通讯单元用于底盘域控制器与四个单轮控制器的无线通讯。
2.根据权利要求1所述的网联式智能线控底盘域控制装置，其特征在于，所述电子控制主动悬架系统根据不同的路面条件、载荷、车速的信息来调节悬架系统的刚度以及车身的高度，使车辆行驶平稳性和操纵稳定性在不同条件下达到最优组合。
3.根据权利要求1所述的网联式智能线控底盘域控制装置，其特征在于，所述四个单轮控制器通过通讯接口以Flex Ray总线的方式进行通讯，在总线遭到破坏时，四个单轮控制器和底盘域控制器通过蓝牙方式进行无线通讯。
4.根据权利要求1所述的网联式智能线控底盘域控制装置，其特征在于，所述四个信号发射装置、四个信号接收器采用不同频率的电波频率进行通讯，CAN总线通讯失效时，作为备用通讯手段确保车辆不失控。
5.根据权利要求1所述的网联式智能线控底盘域控制装置，其特征在于，所述线控驱动装置为单轴外转子轮毂电机，车轮轮毂与底盘车架通过立柱连接，驱动电机的外转子固定在轮毂内侧中心，立柱的中心处设有通孔，驱动电机中心轴从立柱的通孔中穿过，中心轴和通孔通过键连接。
6.根据权利要求1所述的网联式智能线控底盘域控制装置，其特征在于，所述线控制动装置为电磁制动器，电磁制动器包含：环形电磁制动器衔铁与电磁制动器线圈；环形电磁制动器衔铁安装在驱动电机转子壳体上，并与驱动电机的中心轴同轴，电磁制动器线圈固定在立柱上，且位于环形电磁制动器衔铁与立柱之间。
7.根据权利要求1所述的网联式智能线控底盘域控制装置，其特征在于，所述线控转向装置为转向电机，转向电机包含：转向电机定件和转向电机动件，转向电机定件安装在电机安装板上，转向电机动件的输出端与转向横拉杆的一端连接，转向横拉杆的另一端通过球头铰链连接转向节臂，转向节臂固定在立柱的一侧。
8.一种网联式智能线控底盘域控制装置的控制方法，基于权利要求1-7中任意一项所述的装置，其特征在于，步骤如下：
1）采集真实驾驶员操作信息和道路环境信息并输入到底盘域控制器中；
2）底盘域控制器根据道路环境信息对真实驾驶员操作参数进行修正：当真实驾驶员操作参数在根据理想驾驶员模型计算出的合理范围内，则不对真实驾驶员操作参数修正；当真实驾驶员操作参数未在根据理想驾驶员模型计算出的合理范围内，则修正后驾驶员操作参数为根据理想驾驶员模型计算得出的理想驾驶员操作参数；
3）根据修正后的驾驶员操作参数计算每个车轮的理想运动参数，包括：驱动电机电压、车轮转向角度、制动器电流；并将其传递给电池智能管理模块，电池智能管理模块结合当前电池工作状态计算出输出功率参数；
4）底盘域控制器根据计算出的参数输出控制指令给各个单轮控制器及电池系统；
5）四个单轮控制器和电池系统执行上述控制指令，完成车辆底盘控制。
9.根据权利要求8所述的网联式智能线控底盘域控制装置的控制方法，其特征在于，所述理想驾驶员模型为基于预瞄最优曲率理论和神经网络控制理论，综合考虑驾驶安全性和乘员舒适性进行多目标优化后建立的数学模型，能够模拟真实驾驶员在复杂路况的操作，包含理想驾驶员操作参数的计算公式和约束条件；其根据环境感知系统采集到的实时道路环境信息：道路曲率、路面附着系数、障碍物距离计算当前理想的驾驶员操作参数包括方向盘理想转角、制动踏板理想开度、加速踏板理想开度和驾驶员操作的合理范围。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN108445403A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-08-24 | 东莞中山大学研究院 | 电池及电池管理系统测试方法及系统 |
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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| CN109541987A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-03-29 | 同济大学 | 一种具有冗余结构的即插即用型智能汽车域控制器及方法 |
| CN112084698A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-12-15 | 南京航空航天大学 | 一种汽车智能线控底盘系统及其不确定优化方法 |
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