[发明专利]一种弯道控制方法及控制系统

说明书

本发明公开了一种弯道控制方法及控制系统，涉及汽车控制技术领域，该方法包括：根据车辆行驶数据和车辆几何参数，建立车辆运动学模型和整车状态方程，计算车辆实时扭结角；根据方向盘转角计算牵引车后轮转弯半径，进而根据实时扭结角，计算挂车转弯半径；生成基准行驶轨迹；以车辆轮廓点与基准行驶轨迹的最大正横向偏差和最大负横向偏差之和，加上基准行驶半径，作为目标轨迹的曲率半径，进而生成目标轨迹；根据目标轨迹和当前车速，计算控制指令，并通过控制指令控制车辆转弯。本发明可生成基准行驶轨迹和目标轨迹，通过目标轨迹得到控制指令，并通过控制指令控制车辆转弯，避免了弯道行驶时挂车尺寸过大导致目标轨迹出现偏差的情况。

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及一种弯道控制方法及控制系统。

背景技术

长期驾驶时，驾驶员容易疲劳，进而导致交通事故，因此，需要LKA(Lane KeepingAssist，车道保持辅助)系统辅助驾驶员保持车道内行驶，降低交通事故发生几率，保证驾驶安全性。

在弯道工况下，车辆带挂车时，由于挂车尺寸大，并且挂车行驶轨迹与牵引车不一致，如果使用车道中心作为车道保持的轨迹时，容易导致挂车尺寸超出车道，造成交通事故。

专利公开号为CN102529922A的发明专利申请公开了一种半挂汽车列车横向稳定性控制系统，其包括牵引车侧偏角测量装置、车体横摆角速度测量装置、横向稳定性功能模块、制动轮判定及制动力矩分配控制器和车轮制动器。其中，牵引车侧偏角测量装置、车体横摆角速度测量装置的输出端与横向稳定性功能模块的输入端电连接，横向稳定性功能模块的输出端与制动轮判定及制动力矩分配控制器电连接，制动轮判定及制动力矩分配控制器与车轮制动器电连接。

CN102529922A中公开的控制系统虽然可将横摆力矩分配给左右轮制动，以提高车辆高速大转向时的行驶稳定性，但其需要在挂车上添加额外的横摆角速度测量装备，不仅增加了成本，且布线较为困难，同一个传感器只能安装一个挂车，适配性极差。另外，其未考虑带挂行驶的目标轨迹跟踪，存在带挂牵引车驶出车道线的风险。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷之一，本发明的目的在于提供一种弯道控制方法及控制系统，可避免弯道行驶时挂车尺寸过大导致目标轨迹出现偏差的情况。

第一方面，提供了一种弯道控制方法，其包括步骤：

根据车辆行驶数据和车辆几何参数，建立车辆运动学模型和整车状态方程，计算车辆实时扭结角；上述扭结角为挂车轴线与牵引车轴线的夹角；

根据方向盘转角计算牵引车后轮转弯半径，进而根据上述实时扭结角，计算挂车转弯半径；以上述牵引车后轮转弯半径和挂车转弯半径之和的一半作为基准行驶半径，进而生成基准行驶轨迹；

以车辆轮廓点与基准行驶轨迹的最大正横向偏差和最大负横向偏差之和，加上基准行驶半径，作为目标轨迹的曲率半径，进而生成目标轨迹；

根据上述目标轨迹和当前车速，计算控制指令，并通过控制指令控制车辆转弯；上述控制指令为目标方向盘转角和方向盘的目标扭矩。

一些实施例中，根据车辆行驶数据和车辆几何参数，建立车辆运动学模型和整车状态方程，计算车辆实时扭结角，具体包括：

基于车辆单轨模型，根据车辆行驶数据和车辆几何参数，建立车辆运动学模型和整车状态方程；

通过上述整车状态方程计算车辆实时扭结角。

一些实施例中，根据上述实时扭结角，计算挂车转弯半径，具体包括：

基于阿克曼转向几何条件，根据牵引车后轮转弯半径，计算鞍座转弯半径，进而计算鞍座转弯半径与后轴车轴的夹角；

根据上述鞍座转弯半径与后轴车轴的夹角，以及车辆实时扭结角，计算挂车转弯半径。