一种四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统，包括整车控制系统、无人驾驶系统、动力电池系统、轮毂电机驱动系统、制动系统、转向系统、PTO动力输出系统、悬挂升降系统、避障系统、散热系统、液压系统和故障监测及保护系统，所述整车控制系统为整车主控制单元，所述无人驾驶系统用于自主进行路径规划及车辆姿态纠偏，所述动力电池系统作为整车动力来源，所述轮毂电机驱动系统用于控制轮毂电机，实现四轮独立驱动，所述制动系统实现四轮独立行车制动和驻车制动，本四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统可以对四轮无人电动拖拉机进行智能化控制，满足多方式、多地形的作业要求。

A control system of four hub motor driven unmanned electric tractor

【技术实现步骤摘要】
一种四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统
本专利技术涉及控制系统
，具体为一种四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统及方法。
技术介绍
随着我国农业现代化加速发展，农机产品技术创新产业升级、转变农业发展方式的任务更加紧迫，加快推动智能农机装备技术发展及农机装备由机械化向智能化、信息化转变，对支撑现代农业发展意义重大。拖拉机在农业应用中最为普遍，集成新能源技术、轮毂电机驱动技术以及无人驾驶技术的四轮毂驱动无人驾驶纯电动拖拉机将开启智能农机行业崭新的发展领域。目前国内无人驾驶拖拉机多是在传统燃油拖拉机的基础上进行电动化的改造，仍采用前轮转向、后轮驱动的控制方式，其集成化、智能化程度不高，存在着各部件协同控制复杂、转弯方式单一、转弯半径过大、无法适应多种地形作业需求的缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统，可以对四轮无人电动拖拉机进行智能化控制，满足多方式、多地形的作业要求，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统，其特征在于：包括整车控制系统、无人驾驶系统、动力电池系统、轮毂电机驱动系统、制动系统、转向系统、PTO动力输出系统、悬挂升降系统、避障系统、散热系统、液压系统和故障监测及保护系统，所述整车控制系统为整车主控制单元，所述无人驾驶系统用于自主进行路径规划及车辆姿态纠偏，所述动力电池系统作为整车动力来源，所述轮毂电机驱动系统用于控制轮毂电机，实现四轮独立驱动，所述制动系统实现四轮独立行车制动和驻车制动，所述转向系统用于控制车轮的转向角度和转向方式，所述PTO动力输出系统用于控制电机的转速和转矩，所述悬挂升降系统用于实现农具的升降，所述散热系统用于降低整车...

【技术特征摘要】
1.一种四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统，其特征在于：包括整车控制系统、无人驾驶系统、动力电池系统、轮毂电机驱动系统、制动系统、转向系统、PTO动力输出系统、悬挂升降系统、避障系统、散热系统、液压系统和故障监测及保护系统，所述整车控制系统为整车主控制单元，所述无人驾驶系统用于自主进行路径规划及车辆姿态纠偏，所述动力电池系统作为整车动力来源，所述轮毂电机驱动系统用于控制轮毂电机，实现四轮独立驱动，所述制动系统实现四轮独立行车制动和驻车制动，所述转向系统用于控制车轮的转向角度和转向方式，所述PTO动力输出系统用于控制电机的转速和转矩，所述悬挂升降系统用于实现农具的升降，所述散热系统用于降低整车执行部件的发热量，所述液压系统用于给整车提供液压动力，所述故障监测及保护系统用于检测故障信息并采取相应的保护措施，所述整车控制系统包括整车控制器、低压继电器模块、数字量输出模块、模拟量采集模块，所述无人驾驶系统包括无人驾驶控制器、毫米波雷达、前后视觉相机和导航仪，所述动力电池系统包括动力锂电池组、高压箱、DC/DC模块和电池管理系统，所述轮毂电机驱动系统包括四个带行星减速器的轮毂驱动电机及四个对应的电机控制器，所述制动系统包括制动电机及其电机控制器、在四个轮毂上独立安装的制动电磁阀和制动比例阀及液压制动执行机构，所述转向系统包括转向电机及其电机控制器、在前桥和后桥上独立安装的转向比例阀、液压转向执行机构及角度传感器，所述悬挂升降系统包括升降电机及其电机控制器、液压升降执行机构及电控升降控制器，所述散热系统包括散热控制器、电机散热模块、油散热模块及多路温度传感器。


2.根据权利要求1所述的四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统，其特征在于：所述转向系统的具体操作步骤如下：
S1)：打开钥匙开关，然后进入到步骤2；
S2)：整车其它系统低压上电，然后进入到步骤3；
S3)：整车控制器通过CAN通信得到整车各个系统的自检状态，如果自检状态正常进入到步骤5，否则进入到步骤4；
S4)：进行停车检修；
S5)：整车控制器通过CAN向动力电池系统发送高压上电指令，然后进入到步骤6；
S6)：整车控制器通过CAN通信向轮毂电机驱动系统中的四个轮毂电机控制器发送目标转速指令，然后进入到步骤7；
S7)：无人驾驶系统自主规划作业路径，通过CAN向整车控制器实时发送动作指令，然后进入到步骤8；
S8)：整车控制器是否接受到转向请求，如果是进入到步骤10，如果否则进入到步骤9；
S9)：执行直线行走模式；
S10)：执行转弯行走模式，然后进入到步骤11；
S11)：整车控制器结合前后桥转向角度传感器的反馈值形成转向闭环控制，实时调节控制前后桥转向比例阀，分配前后桥转向角度，然后进入到步骤12；
S12)：整车控制器将目标车速请求结合前后桥转向角度，根据四轮行车转向动力学模型分别转化为四个轮毂电机目标转速，通过CAN通信发送给四个轮毂电机控制器，实现四轮驱动转弯行走，然后进入到步骤13；
S13)：转向结束。


3.根据权利要求1所述的四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统，其特征在于：所述制动系统的具体操作步骤如下：
S14)：无人驾驶系统发出制动请求，然后进入步骤15；
S15)：整车控制器接收到无人驾驶系统的制动请求，然后进入到步骤16；
S16)：将四个轮毂电机目标转速降为0，然后进入到步骤17；
S17)：通过CAN通信发送给四个轮毂电机控制器，同时根据车辆四个轮毂当前的运行状态，自适应分配刹车力矩，然后进入到步骤18；
S18)：整车控制器控制相应的制动电磁阀和制动比例阀实现四轮行车制动，然后进入到步骤19；
S19)：制动指令完成。


4.根据权利要求1所述的四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制系统，其特征在于：所述悬挂升降系统的具体操作步骤如下：...

【专利技术属性】
技术研发人员：周祥，张丹枫，杨大芳，王鹏，蔡玉丹，王云飞，黄胜操，李保忠，李小帅，
申请(专利权)人：洛阳智能农业装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41