[发明专利]用于车辆的优化拐角控制

说明书

技术领域

本发明涉及车辆控制。

背景技术

该部分内容仅提供与本发明有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

车辆控制描述了这样的方法，其中车辆的操作或车辆内系统的操作被监测，并且计算机化的控制被施加以修改车辆的操作。示例性车辆控制策略监测车辆动态性能或者作用在车辆上的当前或预期的力和力矩，并且基于该力和力矩施加控制方法以保持车辆的期望操作。例如，当车辆快速停止时，力和力矩可导致车辆的车身向前旋转，从而压缩前部悬架。通过给定位在车辆的前部拐角处的致动器赋能，以举起车辆车身，车辆控制可以反抗车辆车身的这种被监测或预计的旋转，从而阻止前部悬架被压缩。在另一示例中，在制动操作中，作用在车辆上的力和力矩以及被施加到车轮的制动力可用于监测或预测在车轮和道路之间的滑移。在车辆的制动器处的致动器可用于在车轮之间重新分配制动力，以避免滑移。在又一示例中，在转向操作中，作用在车辆上的力和力矩以及转向角度可用于监测或预计过转向或欠转向状况，作用在转向系统上的致动器可校正该转向。在再一示例中，作用在车辆上的力和被施加到传动系和车轮的当前扭矩可用于监测或预计在车轮和道路之间的滑移，致动器可用于通过本领域已知的各种方法来修改被传送到车轮的扭矩。

大量系统可通过车辆控制而被监测和/或受到影响。示例包括制动、转向、传动系性能或动力系扭矩输出、以及悬架控制。根据示例性方法，集成驾驶员指令和/或自主驾驶系统指令以确定期望车辆动态性能或运动学状态，车辆动态性能模块输入期望的车辆动态性能或运动学状态，并且输出期望的车辆的力和/或力矩，致动器管理控制模块在一个或多个车辆系统中产生指令，以便影响期望的车辆的力和/或力矩。指令的集成可包括关于当前或得到车辆动态性能或运动学状态的反馈，并且致动器管理控制模块可包括当前或得到致动器状态的反馈。

发明内容

一种控制具有多个车轮的车辆的方法，包括：监测期望的车辆动态性能；基于期望的车辆动态性能以及实时闭型动态性能优化解来确定期望的拐角力和力矩分布；以及基于期望的拐角力和力矩分布来控制车辆。实时闭型动态性能优化解基于：最小化重心力误差分量；最小化控制能量分量；以及最大化轮胎力保留分量。

本发明还包括以下方案：

方案1. 一种控制具有多个车轮的车辆的方法，包括：

监测期望的车辆动态性能；

基于所述期望的车辆动态性能以及实时闭型动态性能优化解来确定期望的拐角力和力矩分布；以及

基于所述期望的拐角力和力矩分布来控制所述车辆；

其中，所述实时闭型动态性能优化解是基于：

      最小化的重心力误差分量；

      最小化的控制能量分量；以及

      最大化的轮胎力保留分量。

方案2. 根据方案1所述的方法，其中，基于所述实时闭型动态性能优化解来确定所述期望的拐角力和力矩分布包括：

将成本函数限定为所述最小化的重心力误差分量、所述最小化的控制能量分量、以及所述最大化的轮胎力保留分量的和；

最小化所述成本函数，假定所述成本函数关于拐角力变分的导数等于零，以求解所述拐角力变分；以及

采用所述拐角力变分来确定所述期望的拐角力和力矩分布。

方案3. 根据方案1所述的方法，其中，所述实时闭型动态性能优化解还基于所述车辆中具有主动转向的那些车轮。

方案4. 根据方案1所述的方法，其中，所述实时闭型动态性能优化解还基于所述车辆中具有制动的那些车轮。

方案5. 根据方案1所述的方法，其中，所述实时闭型动态性能优化解还基于所述车辆中具有牵引的那些车轮。

方案6. 根据方案1所述的方法，还包括：监测基于拐角的实时约束；以及

其中，确定所述期望的拐角力和力矩分布还根据所述基于拐角的实时约束。

方案7. 根据方案6所述的方法，其中，所述基于拐角的实时约束包括拐角健康状态和拐角能力。

方案8. 根据方案1所述的方法，其中，基于所述期望的拐角力和力矩分布来控制车辆包括：基于所述期望的拐角力和力矩分布来产生至多个车辆系统中的每一个的指令。

方案9. 根据方案8所述的方法，其中，产生至所述多个车辆系统中的每一个的指令包括：发送指令至制动系统。

方案10. 根据方案8所述的方法，其中，产生至所述多个车辆系统中的每一个的指令包括：发送指令至转向系统。