[發明專利]一種自動駕駛車輛的橫向冗余控制方法和系統

有效

• 申請號: 201810006554.0
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108357485B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 劉秋錚;黃海洋;張建;王御;陳鴻帥;王宇;王培儒
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/18;B60W40/107;B60W40/10
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

1.一種自動駕駛車輛的橫向冗余控制方法，其特征在于，包括：

基于目標縱向加速度、車輛的行駛阻力以及第一預設運算關系計算車輛的總目標縱向力；

基于目標橫擺角速度和第二預設運算關系計算車輛的目標橫擺力矩；

基于車輛的實際縱向加速度、實際橫向加速度和第三預設運算關系計算每個車輪的極限縱向力估計值；

根據所計算的總目標縱向力、目標橫擺力矩和極限縱向力估計值構建目標函數，以及根據所述極限縱向力估計值和車輛的當前最大驅動力構建約束規則；

對所構建的目標函數和約束規則進行求解，得到每個車輪的目標縱向力；

基于所得到的每個車輪的目標縱向力確定需求的總驅動力和每個車輪所需求的制動力；以及

基于所確定的總驅動力和每個車輪所需求的制動力進行相應的控制；

其中，根據下述公式(1)計算所述總目標縱向力：

其中，F_{x_all}為總目標縱向力，m為整車質量，f為滾動阻力系數，C_D為空氣阻力系數，A_s為迎風面積，ρ為空氣密度，V為車速，δ為旋轉質量換算系數，K_{p_a}為比例控制增益系數，a_{x_e}為目標縱向加速度，a_x為實際縱向加速度；

根據下述公式(2)計算所述目標橫擺力矩：

其中，M為目標橫擺力矩，r_e為目標橫擺加速度，r為實際橫擺角速度，s為傳遞函數，K_{p_M}為比例控制增益系數，δ_sw為方向盤轉角，n為轉向傳動比，ω_n為整車固有頻率，ζ為阻尼常數；和分別為單位前輪轉向角和橫擺力矩輸入下的車輛橫擺角速度穩態響應，T_r和T_M為時間常數；

根據下述公式(3)計算所述每個車輪的極限縱向力估計值：

其中，f_{xfl_lmt}、f_{xfr_lmt}、f_{xrl_lmt}和f_{xrr_lmt}分別表示左前車輪、右前車輪、左后車輪和右后車輪的極限縱向力估計值，m為整車質量，h為車輛的質心高度，B為前輪之間的輪距，l為前軸和后軸之間的軸距，l_r為后軸到質心的距離，l_f為前軸到質心的距離，μ為地面附著系數，k_safe為安全系數，a_x為實際橫向加速度，a_y為實際縱向加速度；

根據下述公式(4)構建目標函數：

其中，J_min為目標函數，F_{x_all}為總目標縱向力，f_{xfl_lmt}、f_{xfr_lmt}、f_{xrl_lmt}和f_{xrr_lmt}分別表示左前車輪、右前車輪、左后車輪和右后車輪的極限縱向力估計值，f_xfl、f_xfr、f_xrl和f_xrr分別表示左前車輪、右前車輪、左后車輪和右后車輪的目標縱向力，M為目標橫擺力矩，B為前輪之間的輪距，k₁和k₂分別為預設的縱向及橫向控制目標權重；

根據下述公式(5)構建所述約束規則：

其中，T_e-max為車輛當前最大驅動力，i_g為當前變速器傳動比，i₀為主減速器傳動比，r_t為車輪半徑，f_{xfl_lmt}、f_{xfr_lmt}、f_{xrl_lmt}和f_{xrr_lmt}分別表示左前車輪、右前車輪、左后車輪和右后車輪的極限縱向力估計值，f_xfl、f_xfr、f_xrl和f_xrr分別表示左前車輪、右前車輪、左后車輪和右后車輪的目標縱向力。