CN111016906A - 一种无人纯电动拖拉机行车控制方法 - Google Patents

一种无人纯电动拖拉机行车控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明针对现有无人驾驶***在特殊工作环境下存在一定危险性问题，提出了一种无人纯电动拖拉机行车控制方法，在拖拉机控制过程中，无人驾驶控制器向整车控制器实时发送车辆的请求信号，整车控制器首先判断是否存在遥控信号，根据遥控信号为中断信号确定拖拉机处在遥控模式或无人模式；在确定遥控模式或无人模式后，根据无人驾驶控制器发出的请求信号整车控制器控制相应执行机构动作。本发明能够使无人驾驶拖拉机在无人模式下进行田间作业时，如遇到无人驾驶***故障或者紧急情况时，能通过整车控制器实现无人模式和遥控模式的切换，保证整个作业过程中的拖拉机行驶安全。

Description

一种无人纯电动拖拉机行车控制方法
技术领域
本发明涉及无人纯电动拖拉机领域，具体涉及一种无人纯电动拖拉机行车控制方法。
背景技术
随着我国新能源技术以及无人驾驶技术的不断发展，农机装备也由机械化向智能化转变。配备有无人驾驶***和纯电动驱动***的无人纯电动拖拉机将开启农机行业崭新的发展领域，制定安全高效的整车行车控制方法是保证无人纯电动拖拉机实现信息化、智能化的首要前提。
针对无人纯电动拖拉机的行车控制方法，目前主要是通过整车控制器发送指令，控制包括动力电池的整车动力机构、包括电机控制器及永磁同步电机的电动驱动执行机构、包括电推杆及电推杆驱动电路的电动刹车执行机构、包括转向电磁阀和电子转向泵的转向执行机构、包括提升电磁阀和提升电机的悬挂升降执行机构，进而实现无人纯电动拖拉机的前进、拐弯、刹车以及悬挂升降等动作。
目前无人驾驶***融合了卫星高精度导航定位、激光雷达、视觉相机导航等多源导航信息技术，无人驾驶控制器自主进行路径规划及自动变速转向，完成特定工程任务。配备有无人驾驶***的无人纯电动拖拉机通过无人驾驶控制器向整车控制器发送车辆的前进后退请求、车速请求、刹车请求、农具悬挂升降请求、障碍物停车请求等，整车控制器响应无人驾驶控制器的请求指令控制相应的执行机构，驱动车辆完成田地作业的各种操作。
但是考虑到无人驾驶***在特殊工作环境下的***不稳定性以及作业田地地边或地头可能出现的沟、渠等特殊工况，从安全性的角度出发，完全由无人驾驶***操控车辆存在一定的危险性。
发明内容
本发明针对现有无人驾驶***在特殊工作环境下存在一定危险性问题，提出了一种无人纯电动拖拉机行车控制方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种无人纯电动拖拉机行车控制方法，其特征在于：在拖拉机控制过程中，无人驾驶控制器向整车控制器实时发送车辆的请求信号，整车控制器首先判断是否存在遥控信号，根据遥控信号为中断信号确定拖拉机处在遥控模式或无人模式；在确定遥控模式或无人模式后，根据无人驾驶控制器发出的请求信号整车控制器控制相应执行机构动作。
其中，整车控制器在无人模式下接收到遥控器发来的请求指令，则将整车工作模式由无人模式切换为遥控模式，遥控模式优先于无人模式；若整车控制器未接收到遥控器发来的请求指令，则维持当前无人模式。
其中，整车控制器在无人模式下接收到遥控刹车请求，整车控制器向电动驱动执行机构发送电机工作模式为转矩控制模式及目标转矩为零指令，同时根据当前实际车速向电动刹车执行机构发送自适应的刹车力矩。
其中，整车控制器在无人模式下接收到遥控转向请求，则优先执行遥控转向请求屏蔽无人转向请求，向转向执行机构发送目标转向角度。
其中，整车控制器在无人模式下接收到遥控悬挂升降请求，则优先执行遥控悬挂提升请求屏蔽无人悬挂提升请求，向悬挂提升执行机构发送升降指令。
其中，整车控制器在无人模式下接收到遥控急停请求，则优先执行遥控急停请求屏蔽无人急停请求，向整车动力机构发送高压下电指令。
有益效果：本发明能够使无人驾驶拖拉机在无人模式下进行田间作业时，如遇到无人驾驶***故障或者紧急情况时，能通过整车控制器实现无人模式和遥控模式的切换，保证整个作业过程中的拖拉机行驶安全。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1，本发明具有以下具体实施步骤：
首先，拖拉机整车高低压上电。整车低压上电后，整车控制器检测动力电池及各个执行机构是否有异常状态。若存在异常状态，则整车不上高压；如不存在异常状态，则整车上高压。
然后，无人驾驶控制器根据拖拉机要作业的地图，自主规划要作业的路径，向整车控制器实时发送车辆的前进后退请求、车速请求、刹车请求、农具悬挂升降请求、障碍物停车请求、紧急停车请求。
整车控制器同时接收无人驾驶控制器的请求指令和遥控器的请求指令。若接收不到遥控器发来的请求指令，则进入无人模式，执行无人请求；若接收到遥控器发来的请求指令，则对整车工作模式进行无人模式和遥控模式之间的模式切换，执行遥控请求，具体来说：
若整车控制器接收到遥控刹车请求，则整车工作模式切换为遥控模式，优先执行遥控刹车请求，屏蔽无人前进后退请求。整车控制器对电机工作模式进行模式切换，由电机转速控制模式切换为转矩控制模式，向电动驱动执行机构发送电机工作模式为转矩控制模式及目标转矩为零指令，同时根据当前实际车速向电动刹车执行机构发送自适应的刹车力矩，此时电机不再输出转矩，自由降速，依靠电动刹车执行机构使拖拉机快速平稳的停车。
若整车控制器未接收到遥控刹车请求，则整车工作模式切换为无人模式，同时判断是否有无人刹车请求、车速为零请求以及障碍物停车请求。若无无人刹车请求、车速为零请求以及障碍物停车请求，则整车控制器设置电机工作模式为转速控制模式，将无人目标车速转换为电机目标转速，向电动驱动执行机构发送电机工作模式为转速控制模式及目标转速指令；若有无人刹车请求、车速为零请求以及障碍物停车请求，则执行无人刹车请求。整车控制器对电机工作模式进行模式切换，由电机转速控制模式切换为转矩控制模式，向电动驱动执行机构发送电机工作模式为转矩控制模式及目标转矩为零指令，同时根据当前实际车速向电动刹车执行机构发送自适应的刹车力矩，此时电机不再输出转矩，自由降速，依靠电动刹车执行机构使拖拉机快速平稳的停车。
若整车控制器接收到遥控转向请求，则整车工作模式切换为遥控模式，优先执行遥控转向请求屏蔽无人转向请求，向转向执行机构发送遥控转向目标角度。
若整车控制器未接收到遥控转向请求，则整车工作模式切换为无人模式。若有无人转向请求，则向转向执行机构发送无人转向目标角度。
若整车控制器接收到遥控悬挂升降请求，则整车工作模式切换为遥控模式，优先执行遥控悬挂提升请求屏蔽无人悬挂提升请求，向悬挂提升执行机构发送遥控升降指令。
若整车控制器未接收到遥控悬挂升降请求，则整车工作模式切换为无人模式。若有无人悬挂提升请求，则向悬挂提升执行机构发送无人升降指令。
若整车控制器接收到遥控急停请求，则整车工作模式切换为遥控模式，优先执行遥控急停请求屏蔽无人急停请求，向整车动力机构发送高压下电指令。
若整车控制器未接收到遥控急停请求，则整车工作模式切换为无人模式。若有无人急停请求，则向整车动力机构发送高压下电指令。
整车控制器在无人模式和遥控模式下实时接收各执行机构的通讯信息，若接收到某一执行机构故障信息或者未接收到某一执行机构的任何信息，则判断为存在整车故障，根据相应的故障等级进行停车或紧急下电。
若整车控制器在无人模式下未接收无人驾驶控制器的任何信息，则判断为无人通信故障，向整车动力机构发送高压下电指令。
整车控制器在遥控模式下，不判断无人通信故障。在无人模式下，不判断遥控通信故障。
需要明确的是：本发明在实施过程中，若整车控制器接收到遥控转向请求，则整车工作模式切换为遥控模式，优先执行遥控转向请求屏蔽无人转向请求，向转向执行机构发送遥控转向目标角度；同时，整车控制器控制驱动执行机构减速，完成转弯动作；若整车控制器未接收到遥控转向请求，则整车工作模式切换为无人模式。若有无人转向请求，则向转向执行机构发送无人转向目标角度，同时，整车控制器控制驱动执行机构减速，完成转弯动作。
同样的，若整车控制器接收到遥控悬挂升降请求，则整车工作模式切换为遥控模式，优先执行遥控悬挂提升请求屏蔽无人悬挂提升请求，向悬挂提升执行机构发送遥控升降指令。同时，整车控制器控制驱动执行机构减速，完成悬挂升降动作。
若整车控制器未接收到遥控悬挂升降请求，则整车工作模式切换为无人模式。若有无人悬挂提升请求，则向悬挂提升执行机构发送无人升降指令。同时，整车控制器控制驱动执行机构减速，完成悬挂升降动作。
通过上述步骤，本发明了实现车辆姿态纠偏，最大程度的保证无人纯电动拖拉机在无人模式下进行田间作业时车辆的行驶安全，降低事故的发生率。
同时，由于纯电动拖拉机采用的是永磁同步电机作为整车的驱动电机，无人驾驶控制器向整车控制器发送车辆的车速请求，整车控制器将目标车速转换为电机的目标转速下发给电机控制器，此时电机为转速控制模式，由电机输出对应的目标转速。
但是永磁同步电机在转速控制模式下，需要输出转矩使电机按照一定的加减速时间调节至目标转速，如果加减速时间为零，则容易引起电机过流、造成电机的损坏。当无人驾驶***提出刹车请求或者检测到障碍物需要紧急停车时，向整车控制器发送车速为零请求，整车控制器向电机控制器发送目标转速零，同时控制电动刹车执行机构进行刹车，此时不仅不会快速刹停车辆反而使电机输出更大的反向转矩以维持电机按照一定的减速时间降速为零，从而造成车辆刹车距离较远、刹车时间较长且容易损坏电动刹车执行机构的问题。
采用本发明所述的方法，根据永磁同步电机的特性，在拖拉机需要停车时通过整车控制器自动实现电机转速控制模式和转矩控制模式的切换，保证拖拉机平稳快速刹车。
验证环节：当前目标车速为3km/h，在电机转速控制模式下执行刹车动作，刹车距离为7.6m，刹车时间为13s，并且伴随着刺耳的电动刹车机构的异响声；刹车时由电机转速控制模式切换为转矩控制模式，在电机转矩控制模式下执行刹车动作，刹车距离为0.5m，刹车时间为1s，无异响声音。
通过上述验证环节可知，本发明采用电机转速控制模式和转矩控制模式切换的行车控制方法，能有效减小刹车距离，缩短刹车时间，延长电机及电动刹车机构的使用寿命，增加无人纯电动拖拉机作业的平顺性和稳定性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易变化或替换，都属于本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种无人纯电动拖拉机行车控制方法，其特征在于：在拖拉机控制过程中，无人驾驶控制器向整车控制器实时发送车辆的请求信号，整车控制器首先判断是否存在遥控信号，根据遥控信号为中断信号确定拖拉机处在遥控模式或无人模式；在确定遥控模式或无人模式后，根据无人驾驶控制器发出的请求信号整车控制器控制相应执行机构动作。
2.根据权利要求1所述的一种无人纯电动拖拉机行车控制方法，其特征在于：整车控制器未接收到无人驾驶控制器在无人模式下发出的刹车请求，则执行步骤1)；整车控制器接收到无人驾驶控制器在无人模式下发出的刹车请求，则执行步骤2)；
步骤1)：整车控制器对电机工作模式进行模式切换，由电机转矩控制模式切换为转速控制模式，向电动驱动执行机构发送电机工作模式为转速控制模式及目标转速指令，电机输出对应转速，驱动车辆运行；
步骤2)：整车控制器对电机工作模式进行模式切换，由电机转速控制模式切换为转矩控制模式，向电动驱动执行机构发送电机工作模式为转矩控制模式及目标转矩为零指令，同时根据当前实际车速向电动刹车执行机构发送自适应的刹车力矩。
3.根据权利要求1所述的一种无人纯电动拖拉机行车控制方法，其特征在于：整车控制器在无人模式下接收到遥控器发来的请求指令，则将整车工作模式由无人模式切换为遥控模式，遥控模式优先于无人模式；若整车控制器未接收到遥控器发来的请求指令，则维持当前无人模式。
4.根据权利要求3所述的一种无人纯电动拖拉机行车控制方法，其特征在于：整车控制器在无人模式下接收到遥控刹车请求，整车控制器向电动驱动执行机构发送电机工作模式为转矩控制模式及目标转矩为零指令，同时根据当前实际车速向电动刹车执行机构发送自适应的刹车力矩。
5.根据权利要求3所述的一种无人纯电动拖拉机行车控制方法，其特征在于：整车控制器在无人模式下接收到遥控转向请求，则优先执行遥控转向请求屏蔽无人转向请求，向转向执行机构发送目标转向角度。
6.根据权利要求3所述的一种无人纯电动拖拉机行车控制方法，其特征在于：整车控制器在无人模式下接收到遥控悬挂升降请求，则优先执行遥控悬挂提升请求屏蔽无人悬挂提升请求，向悬挂提升执行机构发送升降指令。
7.根据权利要求3所述的一种无人纯电动拖拉机行车控制方法，其特征在于：整车控制器在无人模式下接收到遥控急停请求，则优先执行遥控急停请求屏蔽无人急停请求，向整车动力机构发送高压下电指令。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111923749A (zh) * 2020-08-20 2020-11-13 洛阳智能农业装备研究院有限公司 一种四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制***
CN112757960A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 洛阳智能农业装备研究院有限公司 一种无人驾驶电动拖拉机行车控制方法
CN112904825A (zh) * 2021-01-14 2021-06-04 成都壹为新能源汽车有限公司 电动环卫车辆遥控控制方法、***、控制器及电动环卫车

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105137997A (zh) * 2015-09-22 2015-12-09 清华大学 水利施工振动碾压机自动驾驶***与方法
CN106774343A (zh) * 2017-01-19 2017-05-31 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种用于伤员救援运送的无人驾驶汽车
CN109263655A (zh) * 2018-08-23 2019-01-25 北京理工大学 一种分布式电驱动无人履带车辆的整车控制方法
US20190135598A1 (en) * 2017-11-07 2019-05-09 Stocked Robotics, Inc. Method and system to retrofit industrial lift trucks for automated material handling in supply chain and logistics operations
CN110162059A (zh) * 2019-06-05 2019-08-23 江苏盛海智能科技有限公司 一种无人驾驶车辆的控制方法及无人驾驶车辆
CN110395201A (zh) * 2019-08-07 2019-11-01 大连华锐重工焦炉车辆设备有限公司 一种分布式混合驱动无人框架车的整车控制器软件开发方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105137997A (zh) * 2015-09-22 2015-12-09 清华大学 水利施工振动碾压机自动驾驶***与方法
CN106774343A (zh) * 2017-01-19 2017-05-31 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种用于伤员救援运送的无人驾驶汽车
US20190135598A1 (en) * 2017-11-07 2019-05-09 Stocked Robotics, Inc. Method and system to retrofit industrial lift trucks for automated material handling in supply chain and logistics operations
CN109263655A (zh) * 2018-08-23 2019-01-25 北京理工大学 一种分布式电驱动无人履带车辆的整车控制方法
CN110162059A (zh) * 2019-06-05 2019-08-23 江苏盛海智能科技有限公司 一种无人驾驶车辆的控制方法及无人驾驶车辆
CN110395201A (zh) * 2019-08-07 2019-11-01 大连华锐重工焦炉车辆设备有限公司 一种分布式混合驱动无人框架车的整车控制器软件开发方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111923749A (zh) * 2020-08-20 2020-11-13 洛阳智能农业装备研究院有限公司 一种四轮毂电机驱动无人电动拖拉机控制***
CN112757960A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 洛阳智能农业装备研究院有限公司 一种无人驾驶电动拖拉机行车控制方法
CN112904825A (zh) * 2021-01-14 2021-06-04 成都壹为新能源汽车有限公司 电动环卫车辆遥控控制方法、***、控制器及电动环卫车

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