CN116215154B - 一种线控底盘的姿态控制方法、控制系统及控制装置 - Google Patents

Abstract

一种线控底盘的姿态控制方法、控制系统及控制装置，涉及汽车智能底盘技术领域。本方案通过获取车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息后，根据上述信息确定车辆的行驶工况，然后判断该行驶工况是否需要进入姿态保护模式，当确定需要进入后，再确定需要的姿态保护工况类型，最后根据确定的姿态保护工况类型对车辆的底盘进行姿态保护。通过上述方案，可以实时检测四轮的姿态信息和连接点受力信息，然后通过底盘域控制器根据该信息判断车辆的行驶工况，并根据行驶工况实现对车身运行姿态的控制，使车身运行姿态时刻处于受控状态，进而实现搭配的车身在运行过程能够保持平稳。

Description

一种线控底盘的姿态控制方法、控制系统及控制装置

技术领域

本发明涉及汽车智能底盘技术领域，具体涉及一种线控底盘的姿态控制方法、控制系统及控制装置。

背景技术

随着汽车智能化的发展，车辆对于底盘系统的需求也逐渐增加，除了承载和行驶功能外，底盘系统还需要对车轮与地面间的相互作用具备认知、预判和控制的能力，并具备管理自身运行状态的能力。线控底盘技术作为一种新的智能化底盘技术，是底盘系统逐渐智能化必经的一个技术阶段。

目前，现有技术中对于线控底盘进行姿态优化的方式多是基于现有乘用车的整体车身进行姿态调节，其主要是依据传统乘用车上现有的轮速传感器、横摆角及横摆角速度传感器、车身高度传感器等多项传感器进行检测，从而得到输入数据，但是各传感器的布置和架构较为分散，需要通过不同的控制器接收后再集中到CAN总线上实现通讯，从而导致一致性和即时性不好的问题。而且由于现有传感器的安装布置限制，只能针对整车车身进行姿态检测，对于将底盘和车身座舱分别进行开发的线控底盘系统来说，无法保证线控底盘系统的运行姿态时刻处于受控状态，进而就容易导致车身在运行过程中无法保持姿态平稳。

发明内容

本发明提供的一种线控底盘的姿态控制方法、控制系统及控制装置，解决了现有技术中无法保证线控底盘系统在运行姿态时刻处于受控状态，进而导致车身在运行过程中无法保持姿态平稳的问题。

根据第一方面，一种实施例中提供一种线控底盘的姿态控制方法，包括：

获取车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息；所述车轮的空间位置信息包括同轴车轮之间的空间位置信息和/或同侧车轮之间的空间位置信息；所述车轮的动态位置信息包括车轮的速度信息以及加速度信息；所述车身与底盘连接点处的受力信息包括悬架与车身连接点处的受力信息；

根据所述车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况；所述车辆的行驶工况包括直线匀速行驶工况和其他工况；

判断所述车辆的行驶工况是否为其他工况，若是，则确定所述车辆的底盘进入姿态保护模式；

在所述车辆的底盘进入姿态保护模式后，根据所述其他工况确定所述底盘的姿态保护工况类型；所述底盘的姿态保护工况类型包括同轴补偿保护工况、同侧补偿保护工况和同轴同侧补偿保护工况；

根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护。

在一种实施方式中，所述其他工况包括坑洼路面行驶工况、过减速带行驶工况、倾侧行驶工况、失稳行驶工况、上下坡行驶工况以及载重不均匀行驶工况；所述根据所述车辆的行驶工况确定所述底盘的姿态保护工况类型，包括：

当所述车辆的行驶工况为过减速带行驶工况或上下坡行驶工况时，确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况；

当所述车辆的行驶工况为倾侧行驶工况时，确定所述底盘的姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况；

当所述车辆的行驶工况为坑洼路面行驶工况、失稳行驶工况或载重不均匀行驶工况时，确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况。

在一种实施方式中，所述确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况，包括：

获取同侧车轮之间的垂向位置的偏差值，得到两组同侧车轮之间的垂向位置的偏差值；

将两组所述同侧车轮之间的垂向位置的偏差值分别与第一阈值进行比较，当两组所述同侧车轮之间的垂向位置的偏差值均大于第一阈值，且两组所述同侧车轮之间的垂向位置的偏差值相同时，则确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况。

在一种实施方式中，所述确定所述底盘的姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况，包括：

获取所有同轴车轮之间的垂向位置的偏差值，得到至少两组同轴车轮之间的垂向位置的偏差值；

将至少两组所述同轴车轮之间的垂向位置的偏差值分别与第二阈值进行比较，当至少两组所述同轴车轮之间的垂向位置的偏差值均大于第二阈值，且至少两组所述同轴车轮之间的垂向位置的偏差值均相同时，则确定所述底盘的姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况。

在一种实施方式中，所述确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况，包括：

获取所述悬架与车身连接点处的受力信息；

若所述悬架与车身连接点处的受力信息产生不规则变化，则确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况；

或，

获取所有所述悬架与车身连接点处的受力信息；

将所有所述悬架与车身连接点处的受力信息进行比较，若所述悬架与车身连接点处的受力信息之间存在差异，且差异值大于预设值时，则确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况。

在一种实施方式中，所述根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护，包括：

当所述姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况时，根据所述同侧车轮之间的垂向位置的偏差值，对同轴车轮的悬架进行位移闭环控制；

当所述姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况时，根据所述同轴车轮之间的垂向位置的偏差值，对同侧车轮的悬架进行位移闭环控制；

当所述姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况时，获取进入行驶工况之前所有所述悬架与车身连接点处的受力信息，以及进入行驶工况之后所有所述悬架与车身连接点处的受力信息；分别对进入行驶工况之前的所述悬架与车身连接点处的受力信息与进入行驶工况之后的同一连接点处的受力信息作差，得到多个差值信号；对每个所述差值信号进行滤波处理，将滤波后的差值信号进行map转换，得到悬架补偿力；根据所述悬架补偿力对对应连接点处的悬架进行悬架力闭环控制。

在一种实施方式中，所述根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护之后，还包括：

对车辆的行驶工况进行检测，判断所述车辆的行驶工况是否变为直线匀速行驶工况；若是，则结束姿态保护模式；

否则，继续根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护，直到所述车辆的行驶工况变为直线匀速行驶工况。

根据第二方面，一种实施例中提供一种线控底盘的姿态控制系统，包括：

获取模块，用于获取车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息；所述车轮的空间位置信息包括同轴车轮之间的空间位置信息和/或同侧车轮之间的空间位置信息；所述车轮的动态位置信息包括车轮的速度信息以及加速度信息；

车辆行驶工况确定模块，用于根据所述车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况；所述车辆的行驶工况包括直线匀速行驶工况和其他工况；

判断模块，用于判断所述车辆的行驶工况是否为其他工况，若是，则确定所述车辆的底盘进入姿态保护模式；

姿态保护工况类型确定模块，用于在所述车辆的底盘进入姿态保护模式后，根据所述其他工况确定所述底盘的姿态保护工况类型；所述底盘的姿态保护工况类型包括同轴补偿保护工况、同侧补偿保护工况和同轴同侧补偿保护工况；

姿态保护模块，用于根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护。

根据第三方面，一种实施例中提供一种线控底盘的姿态控制装置，所述姿态控制装置采用上述的姿态控制系统，所述姿态控制装置包括底盘域控制器、姿态检测组件、力传感器、安装调距板、连接电路板以及固定装置；

所述姿态检测组件通过所述固定装置安装于靠近悬架的车架上，所述姿态检测组件用于检测车轮的空间位置信息以及车轮的动态位置信息；

所述安装调距板用于对所述姿态检测组件进行水平上和轴向上的位置调整；

所述力传感器安装在所述悬架和车身之间，用于检测所述车身与底盘连接点处的受力信息；

所述连接电路板分别电连接所述姿态检测组件和所述力传感器，用于对所述姿态检测组件和所述力传感器检测到的信息进行模数转换，并用于与所述底盘域控制器进行通讯；

所述底盘域控制器用于：

根据所述车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况；车辆的行驶工况包括直线匀速行驶工况和其他工况；

判断所述车辆的行驶工况是否为其他工况，若是，则确定所述车辆的底盘进入姿态保护模式；

在所述车辆的底盘进入姿态保护模式后，根据所述其他工况确定所述底盘的姿态保护工况类型；所述底盘的姿态保护工况类型包括同轴补偿保护工况、同侧补偿保护工况和同轴同侧补偿保护工况；

根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护。

在一种实施方式中，所述姿态检测组件包括横轴对射激光传感器、纵轴对射激光传感器以及姿态传感器；

所述横轴对射激光传感器用于检测同轴车轮之间的垂向位置信息；

所述纵轴对射激光传感器用于检测同侧车轮之间的垂向位置信息；

所述姿态传感器用于检测所述车轮的速度信息以及加速度信息。

据上述实施例的一种线控底盘的姿态控制方法/姿态控制系统/姿态控制装置，通过获取车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息后，根据车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况，然后判断该行驶工况是否需要进入姿态保护模式，当确定需要进入后，再确定需要的姿态保护工况类型，最后根据确定的姿态保护工况类型对车辆的底盘进行姿态保护。通过上述方案，可以实时检测四轮的姿态信息和连接点受力信息，然后通过底盘域控制器根据该信息判断车辆的行驶工况，并根据行驶工况实现对车身运行姿态的控制，使车身运行姿态时刻处于受控状态，进而实现搭配的车身在运行过程能够保持平稳。

附图说明

图1为本实施例提供的线控底盘的姿态控制方法的流程图一；

图2为本实施例提供的确定姿态保护工况类型的流程图一；

图3为本实施例提供的确定姿态保护工况类型的流程图二；

图4为本实施例提供的确定姿态保护工况类型的流程图三；

图5为本实施例提供的确定姿态保护工况类型的流程图四；

图6为本实施例提供的线控底盘的姿态控制方法的流程图二；

图7为本实施例提供的线控底盘的姿态控制系统的结构框图；

图8为本实施例提供的线控底盘的姿态控制装置的结构示意图。

附图标记：100、获取模块；200、车辆行驶工况确定模块；300、判断模块；400、姿态保护工况类型确定模块；500、姿态保护模块；1、安装调距板；2、固定装置；3、姿态检测组件；31、横轴对射激光传感器；32、姿态传感器；33、纵轴对射激光传感器；4、连接板；5、力传感器；6、底盘域控制器。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接。

现阶段车辆姿态控制中，大都是以被动适应和主动预制调整为主，在执行上主要依靠悬架和ESC（电子稳定控制系统）在横向和垂向上分别进行调节。例如，车辆在经过坑洼或不平整的路面时，主要依靠悬架的被动减震，车辆在转向时的过转向和欠转向会依靠ESC进行调节，车辆在冰雪路面的制动主要依靠ESC的ABS（防抱死制动系统）功能进行调节，这种功能相对分散的调节方式不利于底盘整体的姿态调节。对于姿态控制的检测部分，主要也是依据传统乘用车上现有的轮速传感器、横摆角及横摆角速度传感器、车身高度传感器等多项传感器进行检测，从而得到输入数据，但是各传感器的布置和架构较为分散，通过不同的控制器接收后再集中到CAN总线上实现通讯，易导致一致性和即时性不好的问题出现。而且由于现有传感器的安装布置限制，只能针对整车车身进行姿态检测，对于将底盘和车身座舱分别进行开发的线控底盘系统来说，无法将线控底盘系统单独作为一个单独产品进行开发的。因此，为了现有技术中存在的上述问题，提出了本申请的一种线控底盘的姿态控制方法、控制系统及控制装置，通过控制底盘和车身连接点的水平位置和受力，来实现对车身平稳运行的姿态调节。

如图1所示，本实施例中提供的一种线控底盘的姿态控制方法，包括如下步骤：

步骤100：通过获取模块获取车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息；车轮的空间位置信息包括同轴车轮之间的空间位置信息和/或同侧车轮之间的空间位置信息；车轮的动态位置信息包括车轮的速度信息以及加速度信息；车身与底盘连接点处的受力信息包括悬架与车身连接点处的受力信息。

其中，同轴车轮之间的空间位置信息通过横轴对射激光传感器进行检测得到，同侧车轮之间的空间位置信息通过纵轴对射激光传感器进行检测得到，车轮的动态位置信息通过姿态传感器检测得到，悬架与车身连接点处的受力信息通过力传感器检测得到。

步骤200：车辆行驶工况确定模块根据车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况；车辆的行驶工况包括直线匀速行驶工况和其他工况。

其中，根据线控底盘的需求和常用工况将其他工况包括坑洼路面行驶工况、过减速带行驶工况、倾侧行驶工况、失稳行驶工况、上下坡行驶工况以及载重不均匀行驶工况；当车辆的行驶工况为过减速带行驶工况或上下坡行驶工况时，确定底盘的姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况；当车辆的行驶工况为倾侧行驶工况时，确定底盘的姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况；当车辆的行驶工况为坑洼路面行驶工况、失稳行驶工况或者载重不均匀行驶工况时，确定底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况。

步骤300：通过判断模块判断车辆的行驶工况是否为其他工况，若是，则进入步骤400：确定车辆的底盘进入姿态保护模式，否则，执行步骤700：车辆正常行驶。

在车辆的底盘进入姿态保护模式后，执行步骤500：姿态保护工况类型确定模块根据其他工况确定底盘的姿态保护工况类型；底盘的姿态保护工况类型包括同轴补偿保护工况、同侧补偿保护工况和同轴同侧补偿保护工况。

步骤600：姿态保护模块根据确定的姿态保护工况类型对底盘进行姿态保护。

本实施例中，通过获取模块获取车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息后，由车辆行驶工况确定模块根据车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况，然后通过判断模块判断该行驶工况是否需要进入姿态保护模式，当确定需要进入后，再通过姿态保护工况类型确定模块确定需要的姿态保护工况类型，也即进入同轴补偿保护工况、同侧补偿保护工况或同轴同侧补偿保护工况，最后由姿态保护模块根据确定的姿态保护工况类型对车辆的底盘进行对应的姿态保护来限制其可能进行造成车身不稳定运行的操作，最终实现车身的平稳运行。本申请的上述方案，主要是通过对底盘和车身连接点进行限制，保证车身始终平稳运行，而这个限制是通过调节底盘的执行机构（也即底盘域控制器）进行的，和车身无关。事实上，底盘对于车身的载重、负荷分布、尺寸等等没有任何限制，不管底盘上搭建什么车身，都能保证车身稳定运行，而底盘的运行姿态则是需要依靠执行机构在保证不失稳的情况进行调节来满足车身稳定运行。

由于车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息这些数据传输之后需要经过滤波和处理才能进行判断是否需要姿态控制，在执行上很难即时，所以根据同轴保护和同侧保护工况的不同，由专用姿态传组件中的对射激光传感器的进行检测，来即时判断车身是否进入需要进行姿态保护的行驶工况。具体的判断方式如下：

具体的，如图2所示，对于同轴补偿保护工况的确定，也即对于过减速带行驶工况以及上下坡行驶工况的确定，通过如下步骤实现：

步骤510：获取同侧车轮之间的垂向位置的偏差值，得到两组同侧车轮之间的垂向位置的偏差值。

步骤511：将两组同侧车轮之间的垂向位置的偏差值分别与第一阈值进行比较。

步骤512：当两组同侧车轮之间的垂向位置的偏差值均大于第一阈值，且两组同侧车轮之间的垂向位置的偏差值相同时，则确定底盘的姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况。

具体的，检测位于同一侧的车轮的垂向位置信号，一般情况下，车辆有两组同侧车轮，每组同侧的车轮至少有两个，本实施例以同一侧有两个车轮为例，将两组位于同一侧的车轮的悬架垂向位置信号传递给底盘域控制器，通过底盘域控制器分别计算两组同一侧的车轮的悬架垂向位置之间的偏差值，然后将两组同一侧的车轮的悬架垂向位置之间的偏差值分别与第一阈值进行比较，当两组同一侧的车轮的悬架垂向位置之间的偏差值均大于第一阈值，且两组同一侧的车轮的悬架垂向位置之间的偏差值相差不大时，即可判断为车辆需要进入同轴补偿保护工况。

例如，过减速带时，前轴和后轴的车轮先后提高悬架垂向位置，前轴和后轴的纵轴对射激光传感器的对射激光产生偏移后断开，产生相应的电信号，该电信号通过连接电路板传递至底盘域控制器，底盘域控制器根据相应的信号和同轴垂向位置变化信息判断车辆进入过减速带行驶工况。又例如，在上下坡的时候，前轴和后轴车轮的垂向位置产生偏移，前轴和后轴的对射激光信号产生偏移，同时纵向车轮的速度与预期速度相比会偏大或偏小，根据以上信号判断车辆进入上下坡行驶工况。具体表现为：当检测到纵轴左侧对射激光信号A1处于Off状态，右侧纵轴对射激光信号B1处于Off状态，经连接电路板将左侧纵轴对射激光信号A1和右侧纵轴对射激光信号B1发送给底盘域控制器，底盘域控制器接收到信号后即时判断进入其他工况，同时底盘域控制器得到左前轮的垂向位置信号FLZ1和左后轮的垂向位置信号RLZ1的信号绝对差值Z1DV1，右前轮的垂向位置信号FRZ1和右后轮的垂向位置信号RRZ1的信号绝对差值Z1DV2，如果Z1DV1和Z1DV2均大于第一阈值，并且两值相差不大，则判断进入过减速带工况或上下坡行驶工况。

在一种实施方式中，如图3所示，对于同侧补偿保护工况的确定，也即对于倾侧行驶工况的确定，通过如下步骤实现：

步骤520：获取所有同轴车轮之间的垂向位置的偏差值，得到至少两组同轴车轮之间的垂向位置的偏差值。

步骤521：将至少两组同轴车轮之间的垂向位置的偏差值分别与第二阈值进行比较。

步骤522：当至少两组同轴车轮之间的垂向位置的偏差值均大于第二阈值，且至少两组同轴车轮之间的垂向位置的偏差值均相同时，则确定底盘的姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况。

具体的，检测位于同轴的车轮的垂向位置信号，一般情况下，车辆至少有两组同轴车轮，每组同轴的车轮有两个，本实施例以车辆有两组同轴车轮为例，将两组同轴的车轮的悬架垂向位置信号传递给底盘域控制器，通过底盘域控制器分别计算两组同轴的车轮的悬架垂向位置之间的偏差值，然后将两组同轴的车轮的悬架垂向位置之间的偏差值分别与第二阈值进行比较，当两组同轴的车轮的悬架垂向位置之间的偏差值均大于第二阈值，且两组同轴的车轮的悬架垂向位置之间的偏差值相差不大时，即可判断为车辆需要进入同侧补偿保护工况。其中，本实施例中的第二阈值可以和第一阈值相同，也可以大于或小于第一阈值，第一阈值和第二阈值的设置根据车辆的具体行驶参数确定，本实施例在此不做过多要求。

例如，在进行转弯时或者两侧路面高低不平时，由于速度过快的离心力或路面的相对垂向位置不同导致车身产生侧倾，单侧垂向的位移变化和两侧对射激光产生偏移后断开，产生相应电信号，该电信号通过连接电路板传递至底盘域控制器，底盘域控制器根据单侧垂向位置变化和相应信号判断进入倾侧行驶工况。具体表现为：当检测到前轴横轴对射激光信号A2处于Off状态，后轴横轴对射激光信号B2处于Off状态，经连接电路板将前轴对射激光信号A2和后轴对射激光信号B2发送给底盘域控制器，底盘域控制器接收到信号后即时判断进入其他工况，同时底盘域控制器得到左前轮的垂向位置信号FLZ1和右前轮的垂向位置信号RLZ1的信号绝对差值Z2DV1，右前轮的垂向位置信号FRZ1和右后轮的垂向位置信号RRZ1的信号绝对差值Z2DV2，如果Z2DV1和Z2DV2均大于第二阈值，并且两值相差不大，则作为判断进入过侧倾工况条件之一。同时，底盘域控制器得到左前轮的纵向加速度信号FLY3和右前轮的纵向加速度信号RLY3的信号绝对差值Y3DV1，右前轮的纵向加速度信号FRY3和右后轮的纵向加速度信号RRY3的信号绝对差值Y3DV2，如果Y3DV1和Y3DV2均大于设定阈值，并且两值相差不大，则作为判断进入过减速带侧倾条件之一。以上，满足任意一个条件，即可判断进入倾侧行驶工况。

在一种实施方式中，如图4所示，对于同轴同侧补偿保护工况的确定，也即对坑洼路面行驶工况、失稳行驶工况以及载重不均匀行驶工况的确定，通过如下步骤实现：

步骤530：获取悬架与车身连接点处的受力信息。

步骤531：若悬架与车身连接点处的受力信息产生不规则变化，则确定底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况。

或如图5所示，通过如下步骤确定步骤500中的底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况：

步骤532：获取所有悬架与车身连接点处的受力信息。

步骤533：将所有悬架与车身连接点处的受力信息进行比较。

步骤534：若悬架与车身连接点处的受力信息之间存在差异，且差异值大于预设值时，则确定底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况。

本实施例中，对于同轴同侧补偿保护工况的确定可以通过两种方式实现，第一种方式为：通过实时获取悬架与车身连接点处的受力信息并传递给底盘域控制器，通过底盘域控制器对该受力信息进行判断，若该连接点处的受力信息在一段时间内产生不规则变化，则确定底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况。例如，在坑洼路面行驶，由于四轮空间位置信号变化检测无法作为输入，所以只能根据四轮受力点的力的变化作为输入，当检测到四轮力传感器的信号产生不规则变化时，且纵向速度和预期速度产生偏差，则认为进入坑洼路面行驶工况。具体表现为：检测到多个对射激光信号在处在On和Off状态来回切换连续1s，或者其中偶然有单个信号处于Off状态，则判断进入路面坑洼行驶工况。

第二种方式为：获取所有悬架与车身连接点处的受力信息，并传递给底盘域控制器，通过底盘域控制器将所有悬架与车身连接点处的受力信息进行比较，若悬架与车身连接点处的受力信息之间存在差异，且差异值大于预设值时，则确定底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况。例如，针对连续运输过程中一端的负重被取下后，另一端负重导致车身左右或前后的载荷差异过大，对悬架产生冲击，在运输过程中可能使车身产生失稳或侧倾，在四轮垂向位置不变和速度均速的情况下检测四轮的受力情况，并将其传递给底盘域控制器，底盘域控制器根据四轮受力情况的差异大小，判断车辆进入载重不均匀行驶工况。又例如，在路面附着系数过低的路面行驶时，容易造成四轮垂向位置没变，但由于四轮无法依靠地面获得摩擦力，从而导致行驶无法集中，四轮受力点受力不同，最终造成打滑、转向失控、侧翻的现象，发生这种情况时，通过检测四轮横向、纵向的速度和加速度并传递给底盘域控制器，底盘域控制器将四轮横行、纵向的速度和加速度分别与预期的速度和加速度进行比较，当四轮横行、纵向的速度和加速度与预期的速度和加速度相比偏大或偏小时，说明四轮受力点的受力都产生非预期的变化，那么则判断车辆进入失稳行驶工况。

在一种实施方式中，根据确定的姿态保护工况类型对底盘进行姿态保护，包括：

当姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况时，根据同侧车轮之间的垂向位置的偏差值，对同轴车轮的悬架进行位移闭环控制。

具体的，根据上述判断方法确定车辆进入同轴补偿保护工况后，启动同轴补偿功能。若为过减速带行驶工况，则降低前轴或后轴在经过减速带时悬架垂向位置的提高高度，使车身保持水平稳定运行。具体为：基于上述的Z1DV1信号和Z1DV2信号，在前轮过减速带时，前轴的左前轮悬架机构和右前轮悬架机构进行位移闭环控制，降低前轴的悬架高度，从而使前后轴车身保证水平，完成控制后左侧纵轴对射激光信号A1和右侧纵轴对射激光信号B1应处于On状态；在后轮过减速带时，对后轴的左后轮悬架机构和右后轮悬架机构进行位移闭环控制，降低后轴的悬架高度，从而使前后轴车身保证水平，完成控制后，左侧纵轴对射激光信号A1和右侧纵轴对射激光信号B1应处于On状态。需说明的是，前轮和后轮过减速带的判断是由Z1DV1和Z1DV2信号值的正负进行判断的。

若为上下坡行驶工况，则增高前轴或后轴的悬架垂向位置，并根据预期速度增大或减小驱动机构的驱动力，同时限制转向机构转向变化率。由于当前底盘的悬架系统限制，对于底盘的上下坡保护只能保证坡度在±15°内的坡度，当坡度超过该最大角度时，也只能按最大补偿角度进行补偿。具体的纵轴激光传感器的检测原理同上述过减速带行驶工况的检测原理，此处不做过多赘述。

当姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况时，根据同轴车轮之间的垂向位置的偏差值，对同侧车轮的悬架进行位移闭环控制。

具体的，根据上述判断方法确定车辆进入同侧补偿保护工况后，启动同侧补偿功能。当一侧车身的悬架高度偏低时，增高另一侧的悬架垂向位置，同时限制转向机构的转向变化率，使车身保持水平稳定运行。具体为：基于上述的Z2DV1、Z2DV2或Y3DV1、Y3DV2信号，在左侧侧倾时，控制左侧的车轮提高悬架高度，控制右侧的车轮降低悬架高度，补偿值根据输入信号进行等比输出，高度比按照2:8的补偿方式，同时限制转向机构的转向速度。在右侧侧倾时，控制右侧的车轮提高悬架高度，控制左侧的车轮降低悬架高度，补偿值根据输入信号进行等比输出，高度比按照2:8的补偿方式，同时限制转向机构的转向速度，从而保证车身的运行稳定。

当姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况时，获取进入行驶工况之前所有悬架与车身连接点处的受力信息，以及进入行驶工况之后所有悬架与车身连接点处的受力信息；分别对进入行驶工况之前的悬架与车身连接点处的受力信息与进入行驶工况之后的同一连接点处的受力信息作差，得到多个差值信号；对每个差值信号进行滤波处理，将滤波后的差值信号进行map转换，得到悬架补偿力；根据悬架补偿力对对应连接点处的悬架进行悬架力闭环控制。

具体的，根据上述判断方法确定车辆进入同轴同侧补偿保护工况后，启动同轴同侧补偿功能。若为失稳行驶工况时，按阶度降低纵向速度，限制转向机构的变化率，调解悬架处四轮受力，在不造成车身过度侧倾的情况下，尽量使四轮受力点受力均衡。若为载重不均匀行驶工况时，根据载重的差异判断进入同侧还是同轴补偿，对悬架上持续施加一部分力来保证车身的平稳运行。若为坑洼路面行驶工况时，通过对力传感器的信号进行滤波后使悬架产生反向力来抵抗坑洼路面的冲击，使车身尽量保持水平平稳。本实施例以坑洼路面行驶工况为例，在进入坑洼路况时，这时无法依靠位置或速度信号进行补偿，所以采集左前轮力传感器信号FLT1、右前轮力传感器信号FRT1、左后轮力传感器信号RLT1、右后轮力传感器信号RRT1，将这些信号传递给底盘域控制器，底盘域控制器根据其信号和进入工况前信号值做差值得到差值信号FLT1DV1、FRT1DV1、RLT1DV1、RRT1DV1，并将该差值分别进行低通滤波处理，滤除5HZ以下的杂波，并将得到的数据进行map转换得到悬架补偿的力，通过该悬架补偿的力进行悬架力闭环控制，来控制悬架做精确力补偿的处理，同时限制转向机构的转向速度，来抵消波动带来不平稳从而保证车身的运行稳定。

在一种实施方式中，请参考图6，根据确定的姿态保护工况类型对底盘进行姿态保护之后，还包括如下步骤：

步骤700：对车辆的行驶工况进行检测。

步骤800：判断车辆的行驶工况是否变为直线匀速行驶工况；若是，则执行步骤110：结束姿态保护模式，车辆进入直线匀速行驶工况。

否则，执行步骤900：继续根据确定的姿态保护工况类型对底盘进行姿态保护，直到车辆的行驶工况变为直线匀速行驶工况。

本实施例中，在对当前行驶的工况进行姿态保护完成后，姿态控制系统还会再对当前车辆的行驶工况进行检测，只有当检测到车辆的行驶工况变为直线匀速行驶状态时，则表明底盘行使路况良好，那么底盘姿态运行正常，姿态保护结束，车辆正常运行。当检测到车辆的行驶工况未变为直线匀速行驶状态时，则表明车辆还处于前一时刻的行驶工况或者进入其他工况，那么此时继续采用上述姿态保护的方式对底盘进行姿态保护，直到行驶工况变为直线匀速行驶工况。

如图7所示，本实施例中提供一种线控底盘的姿态控制系统，包括获取模块100、车辆行驶工况确定模块200、判断模块300、姿态保护工况类型确定模块400和姿态保护模块500。其中，获取模块100用于获取车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息；车轮的空间位置信息包括同轴车轮之间的空间位置信息和/或同侧车轮之间的空间位置信息；车轮的动态位置信息包括车轮的速度信息以及加速度信息。车辆行驶工况确定模块200用于根据车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况；车辆的行驶工况包括直线匀速行驶工况和其他工况。判断模块300用于判断车辆的行驶工况是否为其他工况，若是，则确定车辆的底盘进入姿态保护模式。姿态保护工况类型确定模块400用于在车辆的底盘进入姿态保护模式后，根据其他工况确定底盘的姿态保护工况类型；底盘的姿态保护工况类型包括同轴补偿保护工况、同侧补偿保护工况和同轴同侧补偿保护工况。姿态保护模块500，用于根据确定的姿态保护工况类型对底盘进行姿态保护。

具体的，本实施例中对于获取模块100、车辆行驶工况确定模块200、判断模块300、姿态保护工况类型确定模块400和姿态保护模块500的具体作用及功能已在上述姿态控制方法的实施例中进行了详细描述，本实施例在此不做过多赘述。

如图8所示，本实施例中提供一种线控底盘的姿态控制装置，姿态控制装置包括底盘域控制器6、姿态检测组件3、力传感器5、安装调距板1、连接电路板以及固定装置2。其中，姿态检测组件3通过固定装置2安装于靠近悬架的车架上，姿态检测组件3用于检测车轮的空间位置信息以及车轮的动态位置信息。安装调距板1用于对姿态检测组件3进行水平上和轴向上的位置调整。力传感器5安装在悬架和车身之间，用于检测车身与底盘连接点处的受力信息。连接电路板分别电连接姿态检测组件3和力传感器5，用于对姿态检测组件3和力传感器5检测到的信息进行模数转换，并用于与底盘域控制器6进行通讯。底盘域控制器6用于：根据纵轴对射激光传感器33车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况；车辆的行驶工况包括直线匀速行驶工况和其他工况；判断纵轴对射激光传感器33车辆的行驶工况是否为其他工况，若是，则确定纵轴对射激光传感器33车辆的底盘进入姿态保护模式；在纵轴对射激光传感器33车辆的底盘进入姿态保护模式后，根据纵轴对射激光传感器33其他工况确定纵轴对射激光传感器33底盘的姿态保护工况类型；纵轴对射激光传感器33底盘的姿态保护工况类型包括同轴补偿保护工况、同侧补偿保护工况和同轴同侧补偿保护工况；根据确定的纵轴对射激光传感器33姿态保护工况类型对纵轴对射激光传感器33底盘进行姿态保护。

具体的，每个车轮对应的悬架与车身的连接点附近的车架上都安装有一个姿态检测组件3、力传感器5以及连接电路板，其中，姿态检测组件3、力传感器5以及连接电路板通过固定装置2安装在车架上。在车辆出厂前或者车辆在检修时，技术人员会通过安装调距板1先对姿态检测组件3进行水平上和轴向上的位置调整，以保证姿态检测组件3中的同轴车轮之间，横向对射激光传感器处于同一水平位置上；同侧车轮之间，纵向对射激光传感器处于同一水平位置上，以保证在实际应用过程当中姿态控制装置能够很好地进行工作。然后姿态控制装置在工作过程当中，姿态检测组件3以及力传感器5实时检测每个车轮的空间位置信息、动态位置信息以及受力信息，并及时将每个车轮的空间位置信息、动态位置信息以及受力信息通过连接电路板传递给底盘域控制器6，通过底盘域控制器6控制姿态控制系统对底盘进行姿态保护。其中，连接电路板将姿态检测组件3和力传感器5传递的模拟电压信号转换为数字信号，并通过CAN总线与底盘域控制器6进行通讯，连接电路板可以采用现有的设备（如数字转模拟转换器、模拟转数字转换器等）以实现上述功能；固定装置2以及安装调距板1也均采用现有的设备实现其功能，本实施例在此不做过多要求。并且，本实施例中，通过底盘域控制器6对底盘进行姿态保护的控制方法在上述实施例中已进行详细说明，本实施例在此不做过多赘述。

具体的，如图8所示，姿态检测组件3包括横轴对射激光传感器31、纵轴对射激光传感器33以及姿态传感器32；横轴对射激光传感器31用于检测同轴车轮之间的垂向位置信息；纵轴对射激光传感器33用于检测同侧车轮之间的垂向位置信息；姿态传感器32用于检测车轮的速度信息以及加速度信息。

本实施例在实际应用当中，姿态检测组件3通过横轴对射激光传感器31和纵轴对射激光传感器33检测车轮的空间位置信息，具体的，通过横轴对射激光传感器31检测同轴车轮之间的垂向位置信息，通过纵轴对射激光传感器33检测同侧车轮之间的垂向位置信息。

在同轴车轮的姿态检测组件3中，其中一个车轮处的横轴对射激光传感器31设置为发射端，另一个车轮处的横轴对射激光传感器31设置为接收端，例如，如图8所示，左前轮处的横轴对射激光传感器31设置为接收端A2，右前轮处的横轴对射激光传感器31设置为发射端A1，左后轮处的横轴对射激光传感器31设置为发射端B1，右后轮处的横轴对射激光传感器31设置为接收端B2，其中发射端A1和接收端A2用于检测左前轮和右前轮之间的垂向位置信息，发射端B1和接收端B2用于检测左后轮和右后轮之间的垂向位置信息。在同侧车轮的姿态检测组件3中，其中一个车轮处的纵轴对射激光传感器33设置为发射端，另一个车轮处的纵轴对射激光传感器33设置为接收端，例如，如图8所示，左前轮处的纵轴对射激光传感器33设置为发射端A1，左后轮的纵轴对射激光传感器33设置为接收端A2，右前轮处的纵轴对射激光传感器33设置为接收端B2，右后轮处的纵轴对射激光传感器33设置为发射端B1，其中发射端A1和接收端A2用于检测左前轮和左后轮之间的垂向位置信息，发射端B1和接收端B2用于检测右前轮和右后轮之间的垂向位置信息。

在使用时，对射激光传感器的发射端能够被接收端接受，而接收端会根据发射端的对射位置来判断两轴之间是否处于水平位置以及水平误差的大小，由于这种激光组件存在一定量的误差，所以接收端的接受片会比较大。

姿态检测组件3通过姿态传感器32检测车轮的动态位置信息。具体的，通过姿态传感器32检测车轮的速度信息以及加速度信息。

此外，需说明的是，通过检测车身和底盘连接点的受力和四轮之间的空间位置和动态位置数据来进行姿态保护，所以需得到各连接点的力信号、各轮之间的空间位置、 信息以及能够判断底盘运行姿态稳定的即时信号。基于此将市场上常用的姿态传感器32模块和用于即时检测平行的对射激光传感器两两一组，实现四个传感器满足四轮区域的检测需求，由于连接点的力实时变化，受力信号和位置信号要进行分开检测，所以将检测力信号的力传感器5单独进行安装，但受力信号和位置信号由连接电路板进行统一接收处理来减少硬件成本。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种线控底盘的姿态控制方法，其特征在于，包括：

获取车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息；所述车轮的空间位置信息包括同轴车轮之间的空间位置信息和/或同侧车轮之间的空间位置信息；所述车轮的动态位置信息包括车轮的速度信息以及加速度信息；所述车身与底盘连接点处的受力信息包括悬架与车身连接点处的受力信息；

根据所述车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况；所述车辆的行驶工况包括直线匀速行驶工况和其他工况；

判断所述车辆的行驶工况是否为其他工况，若是，则确定所述车辆的底盘进入姿态保护模式；

在所述车辆的底盘进入姿态保护模式后，根据所述其他工况确定所述底盘的姿态保护工况类型；所述底盘的姿态保护工况类型包括同轴补偿保护工况、同侧补偿保护工况和同轴同侧补偿保护工况；

根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护。

2.如权利要求1所述的线控底盘的姿态控制方法，其特征在于，所述其他工况包括坑洼路面行驶工况、过减速带行驶工况、倾侧行驶工况、失稳行驶工况、上下坡行驶工况以及载重不均匀行驶工况；所述根据所述车辆的行驶工况确定所述底盘的姿态保护工况类型，包括：

当所述车辆的行驶工况为过减速带行驶工况或上下坡行驶工况时，确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况；

当所述车辆的行驶工况为倾侧行驶工况时，确定所述底盘的姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况；

当所述车辆的行驶工况为坑洼路面行驶工况、失稳行驶工况或载重不均匀行驶工况时，确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况。

3.如权利要求2所述的线控底盘的姿态控制方法，其特征在于，所述确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况，包括：

获取同侧车轮之间的垂向位置的偏差值，得到两组同侧车轮之间的垂向位置的偏差值；

将两组所述同侧车轮之间的垂向位置的偏差值分别与第一阈值进行比较，当两组所述同侧车轮之间的垂向位置的偏差值均大于第一阈值，且两组所述同侧车轮之间的垂向位置的偏差值相同时，则确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况。

4.如权利要求3所述的线控底盘的姿态控制方法，其特征在于，所述确定所述底盘的姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况，包括：

获取所有同轴车轮之间的垂向位置的偏差值，得到至少两组同轴车轮之间的垂向位置的偏差值；

将至少两组所述同轴车轮之间的垂向位置的偏差值分别与第二阈值进行比较，当至少两组所述同轴车轮之间的垂向位置的偏差值均大于第二阈值，且至少两组所述同轴车轮之间的垂向位置的偏差值均相同时，则确定所述底盘的姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况。

5.如权利要求4所述的线控底盘的姿态控制方法，其特征在于，所述确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况，包括：

获取所述悬架与车身连接点处的受力信息；

若所述悬架与车身连接点处的受力信息产生不规则变化，则确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况；

或，

获取所有所述悬架与车身连接点处的受力信息；

将所有所述悬架与车身连接点处的受力信息进行比较，若所述悬架与车身连接点处的受力信息之间存在差异，且差异值大于预设值时，则确定所述底盘的姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况。

6.如权利要求5所述的线控底盘的姿态控制方法，其特征在于，所述根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护，包括：

当所述姿态保护工况类型为同轴补偿保护工况时，根据所述同侧车轮之间的垂向位置的偏差值，对同轴车轮的悬架进行位移闭环控制；

当所述姿态保护工况类型为同侧补偿保护工况时，根据所述同轴车轮之间的垂向位置的偏差值，对同侧车轮的悬架进行位移闭环控制；

当所述姿态保护工况类型为同轴同侧补偿保护工况时，获取进入行驶工况之前所有所述悬架与车身连接点处的受力信息，以及进入行驶工况之后所有所述悬架与车身连接点处的受力信息；分别对进入行驶工况之前的所述悬架与车身连接点处的受力信息与进入行驶工况之后的同一连接点处的受力信息作差，得到多个差值信号；对每个所述差值信号进行滤波处理，将滤波后的差值信号进行map转换，得到悬架补偿力；根据所述悬架补偿力对对应连接点处的悬架进行悬架力闭环控制。

7.如权利要求1所述的线控底盘的姿态控制方法，其特征在于，所述根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护之后，还包括：

对所述车辆的行驶工况进行检测，判断所述车辆的行驶工况是否变为直线匀速行驶工况；若是，则结束姿态保护模式；

否则，继续根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护，直到所述车辆的行驶工况变为直线匀速行驶工况。

8.一种线控底盘的姿态控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息；所述车轮的空间位置信息包括同轴车轮之间的空间位置信息和/或同侧车轮之间的空间位置信息；所述车轮的动态位置信息包括车轮的速度信息以及加速度信息；

车辆行驶工况确定模块，用于根据所述车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况；所述车辆的行驶工况包括直线匀速行驶工况和其他工况；

判断模块，用于判断所述车辆的行驶工况是否为其他工况，若是，则确定所述车辆的底盘进入姿态保护模式；

姿态保护工况类型确定模块，用于在所述车辆的底盘进入姿态保护模式后，根据所述其他工况确定所述底盘的姿态保护工况类型；所述底盘的姿态保护工况类型包括同轴补偿保护工况、同侧补偿保护工况和同轴同侧补偿保护工况；

姿态保护模块，用于根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护。

9.一种线控底盘的姿态控制装置，其特征在于，所述姿态控制装置包括底盘域控制器、姿态检测组件、力传感器、安装调距板、连接电路板以及固定装置；

所述姿态检测组件通过所述固定装置安装于靠近悬架的车架上，所述姿态检测组件用于检测车轮的空间位置信息以及车轮的动态位置信息；

所述安装调距板用于对所述姿态检测组件进行水平上和轴向上的位置调整；

所述力传感器安装在所述悬架和车身之间，用于检测所述车身与底盘连接点处的受力信息；

所述连接电路板分别电连接所述姿态检测组件和所述力传感器，用于对所述姿态检测组件和所述力传感器检测到的信息进行模数转换，并用于与所述底盘域控制器进行通讯；

所述底盘域控制器用于：

根据所述车轮的空间位置信息、车身与底盘连接点处的受力信息以及车轮的动态位置信息确定车辆的行驶工况；车辆的行驶工况包括直线匀速行驶工况和其他工况；

判断所述车辆的行驶工况是否为其他工况，若是，则确定所述车辆的底盘进入姿态保护模式；

在所述车辆的底盘进入姿态保护模式后，根据所述其他工况确定所述底盘的姿态保护工况类型；所述底盘的姿态保护工况类型包括同轴补偿保护工况、同侧补偿保护工况和同轴同侧补偿保护工况；

根据确定的所述姿态保护工况类型对所述底盘进行姿态保护。

10.如权利要求9所述的线控底盘的姿态控制装置，其特征在于，所述姿态检测组件包括横轴对射激光传感器、纵轴对射激光传感器以及姿态传感器；

所述横轴对射激光传感器用于检测同轴车轮之间的垂向位置信息；

所述纵轴对射激光传感器用于检测同侧车轮之间的垂向位置信息；

所述姿态传感器用于检测所述车轮的速度信息以及加速度信息。

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