[发明专利]用于管理底盘和传动系致动器的架构和基于模型预测控制的方法

权利要求书

1.一种用于管理机动交通载具的底盘和传动系致动器的系统，所述系统包括：

一个或多个传感器，设置在所述机动交通载具上，所述一个或多个传感器测量关于所述机动交通载具的实时静态和动态数据；

一个或多个致动器，设置在所述机动交通载具上，所述一个或多个致动器改变所述机动交通载具的静态和动态特性；控制模块，具有处理器、存储器和输入/输出(I/O)端口，所述处理器执行存储在所述存储器中的程序代码部分，所述程序代码部分包括：

第一程序代码部分，其使得所述一个或多个传感器获得交通载具状态信息；

第二程序代码部分，其接收驾驶员输入并基于所述驾驶员输入和所述交通载具状态信息生成期望动态输出；

第三程序代码部分，其基于所述交通载具状态信息估计所述一个或多个致动器的动作；

第四程序代码部分，其基于所述第一程序代码部分和第三程序代码部分生成一个或多个控制动作约束；

第五程序代码部分，其基于所述交通载具状态信息、所述一个或多个致动器的估计动作和所述控制动作约束生成参考控制动作；

第六程序代码部分，其整合所述交通载具状态信息、所述一个或多个致动器的估计动作、所述期望动态输出、所述参考控制动作和所述控制动作约束以生成最佳控制动作，

其中，所述最佳控制动作定义到所述机动交通载具的一个或多个致动器的修改后驾驶员期望动态输出控制信号，所述修改后驾驶员期望动态输出控制信号落在预定义致动器容量的范围内并且在复杂驾驶场景中最大化驾驶员对所述交通载具的控制。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个传感器还包括以下项中的至少一者：

惯性测量单元(IMU)，能够测量三个维度中的方位、加速度和速度；

半主动阻尼悬架(SADS)传感器，能够测量线性和旋转两个方面中的方位、位置、速度、加速度；

全球定位系统(GPS)传感器，能够测量所述机动交通载具的物理位置；

轮子速度传感器；

油门位置传感器；

加速器位置传感器；

转向位置传感器；以及

轮胎压力监测传感器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述实时静态和动态数据还包括：

横向速度；

纵向速度；

偏航率；

轮子角速度；以及

所述机动交通载具的每个轮胎上的纵向力、横向力和法向力。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二程序代码部分接收以下项中的一者或多者：

来自所述驾驶员的扭矩请求；以及

来自所述驾驶员的转向输入，

其中，基于来自所述一个或多个传感器的测量和所述一个或多个致动器的容量的估计，将来自所述驾驶员的扭矩请求和转向输入转换成期望动态输出，所述期望动态输出近似于所述驾驶员输入指示的交通载具动态特性。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述第三程序代码部分基于所述交通载具状态信息和预定致动器容量范围产生所述一个或多个致动器的容量的估计。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第四程序代码部分根据所述交通载具状态信息和所述一个或多个致动器的容量的估计生成所述一个或多个控制动作约束，使得所述控制动作约束将到所述一个或多个致动器的控制信号限制为在所述致动器的物理限制或容量内可能的控制动作并且落入所述机动交通载具的轮胎的抓地力容量内。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述第五程序代码部分生成的参考控制动作还包括以下项中的一者或多者：到一个或多个电子限滑差速器(eLSD)致动器的输出命令；

到一个或多个电子全轮驱动(eAWD)致动器的输出命令；以及

到一个或多个主动空气动力致动器的输出命令，并且

其中，计算到所述一个或多个电子限滑差速器、电子全轮驱动和主动空气动力致动器的所述输出命令以实现线性化的所述机动交通载具的特定瞬态响应特性。