[發(fā)明專利]車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111118006.5
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113665669B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李春善;王宇;張建;侯殿龍;徐丹琳;周添
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B62D15/02
• 分類號: B62D15/02
• 代理公司: 北京遠智匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 范坤坤

1.一種車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

穩(wěn)定性約束模塊，用于根據(jù)目標時間段內(nèi)的預(yù)測環(huán)境信息確定車輛后輪的控制層約束數(shù)據(jù)和執(zhí)行層約束數(shù)據(jù)；

反饋控制模塊，用于根據(jù)控制層約束數(shù)據(jù)和/或執(zhí)行層約束數(shù)據(jù)，確定后輪轉(zhuǎn)向反饋控制數(shù)據(jù)；

前饋控制模塊，用于根據(jù)車輛的行駛信息確定后輪轉(zhuǎn)向前饋控制數(shù)據(jù)；

后輪轉(zhuǎn)角確定模塊，用于根據(jù)后輪轉(zhuǎn)向反饋控制數(shù)據(jù)和后輪轉(zhuǎn)向前饋控制數(shù)據(jù)確定后輪的第一轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，以及根據(jù)車輛的行駛信息確定的第二轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，確定目標轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；

執(zhí)行控制模塊，用于基于目標轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，控制車輛后輪的轉(zhuǎn)向操作；

其中，所述系統(tǒng)還包括：

第二轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)確定模塊，用于根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的二維插值表確定轉(zhuǎn)角比例曲線，并根據(jù)所述行駛信息和所述轉(zhuǎn)角比例曲線，確定第二轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；

其中，所述后輪轉(zhuǎn)角確定模塊包括：

第一轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)確定單元，用于將后輪轉(zhuǎn)向反饋控制數(shù)據(jù)和后輪轉(zhuǎn)向前饋控制數(shù)據(jù)進行疊加，確定后輪的第一轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；

加權(quán)計算單元，用于將所述第一轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和所述第二轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)進行加權(quán)求和，確定目標轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；

其中，預(yù)測環(huán)境信息包括地圖信息、天氣信息、地形信息、軌跡信息以及路面信息；控制層約束數(shù)據(jù)包括行駛路徑偏差約束數(shù)據(jù)、橫擺角速度偏差約束數(shù)據(jù)以及質(zhì)心側(cè)偏角偏差約束數(shù)據(jù)；執(zhí)行層約束數(shù)據(jù)包括后輪轉(zhuǎn)角限位約束數(shù)據(jù)以及后輪轉(zhuǎn)角變化率約束數(shù)據(jù)；車輛的行駛信息包括轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、加速踏板開度和制動踏板開度；第一轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)通過將后輪轉(zhuǎn)向反饋控制數(shù)據(jù)和后輪轉(zhuǎn)向前饋控制數(shù)據(jù)進行加權(quán)求和得到；根據(jù)行駛信息得到后輪的第二轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)定性約束模塊包括：

控制層約束數(shù)據(jù)確定單元，用于確定行駛路徑偏差約束數(shù)據(jù)、橫擺角速度偏差約束數(shù)據(jù)、質(zhì)心側(cè)偏角偏差約束數(shù)據(jù)中的至少一項；

執(zhí)行層約束數(shù)據(jù)確定單元，用于確定后輪轉(zhuǎn)角限位約束和/或后輪轉(zhuǎn)角變化率約束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：

環(huán)境信息輸入模塊，用于獲取環(huán)境信息并向所述車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)輸入所述環(huán)境信息，所述環(huán)境信息包括地圖信息、天氣信息、地形信息和軌跡信息中的至少一項；

環(huán)境信息決策模塊，用于接收環(huán)境信息輸入模塊輸入的環(huán)境信息，并根據(jù)所述環(huán)境信息確定在目標時間段內(nèi)的預(yù)測環(huán)境信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：

行駛信息輸入模塊，用于獲取車輛的行駛信息，并向所述前饋控制模塊輸入所述行駛信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行控制模塊，包括：

實際轉(zhuǎn)角確定單元，用于確定車輛后輪的實際轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；

差值計算單元，用于計算實際轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)與目標轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)之間的差值，并根據(jù)所述差值控制車輛后輪的轉(zhuǎn)向操作。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，實際轉(zhuǎn)角確定單元，包括：

后輪轉(zhuǎn)向電機位置傳感器，用于確定第一齒條位置數(shù)據(jù)；

后輪轉(zhuǎn)向總成布置線位置傳感器，用于確定第二齒條位置數(shù)據(jù)；

實際轉(zhuǎn)角計算子單元，用于根據(jù)所述第一齒條位置數(shù)據(jù)和所述第二齒條位置數(shù)據(jù)，確定齒條實際位置數(shù)據(jù)，并根據(jù)線角比參數(shù)以及齒條實際位置數(shù)據(jù)，確定實際轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：

狀態(tài)反饋模塊，用于采集車輛在響應(yīng)于執(zhí)行控制模塊的控制之后的行駛信息，并將所述行駛信息反饋給所述前饋控制模塊和所述反饋控制模塊。

8.一種車輛穩(wěn)定性控制方法，其特征在于，所述方法包括：

穩(wěn)定性約束模塊根據(jù)目標時間段內(nèi)的預(yù)測環(huán)境信息確定車輛后輪的控制層約束數(shù)據(jù)和執(zhí)行層約束數(shù)據(jù)；

反饋控制模塊根據(jù)控制層約束數(shù)據(jù)和/或執(zhí)行層約束數(shù)據(jù)，確定后輪轉(zhuǎn)向反饋控制數(shù)據(jù)；

前饋控制模塊根據(jù)車輛的行駛信息確定后輪轉(zhuǎn)向前饋控制數(shù)據(jù)；

后輪轉(zhuǎn)角確定模塊根據(jù)后輪轉(zhuǎn)向反饋控制數(shù)據(jù)和后輪轉(zhuǎn)向前饋控制數(shù)據(jù)確定后輪的第一轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，以及根據(jù)車輛的行駛信息確定的第二轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，確定目標轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；

執(zhí)行控制模塊基于目標轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，控制車輛后輪的轉(zhuǎn)向操作；

所述第二轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)是根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的二維插值表確定轉(zhuǎn)角比例曲線，并根據(jù)所述行駛信息和所述轉(zhuǎn)角比例曲線確定的；

所述后輪轉(zhuǎn)角確定模塊根據(jù)后輪轉(zhuǎn)向反饋控制數(shù)據(jù)和后輪轉(zhuǎn)向前饋控制數(shù)據(jù)進行疊加確定后輪的第一轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，以及根據(jù)車輛的行駛信息確定的第二轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，確定目標轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，包括：

將后輪反饋控制數(shù)據(jù)和后輪轉(zhuǎn)向前饋控制數(shù)據(jù)進行疊加，確定后輪的第一轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；

將所述第一轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)和所述第二轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)進行加權(quán)求和，確定目標轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)；

其中，預(yù)測環(huán)境信息包括地圖信息、天氣信息、地形信息、軌跡信息以及路面信息；控制層約束數(shù)據(jù)包括行駛路徑偏差約束數(shù)據(jù)、橫擺角速度偏差約束數(shù)據(jù)以及質(zhì)心側(cè)偏角偏差約束數(shù)據(jù)；執(zhí)行層約束數(shù)據(jù)包括后輪轉(zhuǎn)角限位約束數(shù)據(jù)以及后輪轉(zhuǎn)角變化率約束數(shù)據(jù)；車輛的行駛信息包括轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、加速踏板開度和制動踏板開度；第一轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)通過將后輪轉(zhuǎn)向反饋控制數(shù)據(jù)和后輪轉(zhuǎn)向前饋控制數(shù)據(jù)進行加權(quán)求和得到；根據(jù)行駛信息得到后輪的第二轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)。