[发明专利]轮胎力分配的控制方法、装置、设备及存储介质

说明书

本申请提供了一种轮胎力分配的控制方法、装置、设备及存储介质，涉及车辆技术领域。该方法包括根据获取的车辆行驶状态信息和道路的中心线位置信息，确定车辆行驶的车辆期望力矩阵；并根据车辆期望力矩阵、轮胎力约束条件和具有参数自适应功能的伪逆矩阵，对车辆的轮胎力进行优化分配，同时确保分配后的轮胎力矩阵与车辆期望力矩阵误差最小，根据分配后的轮胎力矩阵控制车辆的车轮转角和驱动力矩。本申请能够根据动态工况进行优化求解，进行高时效性、高精度的计算结果，避免极限工况下轮胎力分配速度慢、轮胎力分配误差大导致的安全隐患。

技术领域

本申请属于汽车控制技术领域，具体涉及一种轮胎力分配的控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着科技的快速进步，汽车领域的各项技术如制造技术和控制技术也在不断发展，还包括了智能车辆的出现，目前，智能车辆的控制系统大部分采用分层控制框架，包括路径跟踪、轮胎力分配、执行控制等内容。其中，全线控智能电动汽车能够对每个车轮的转角、扭矩进行独立控制，利用冗余转向、驱动、制动能力实现特殊操作，如原地转向、横行等。其中，轮胎力分配需要将路径跟踪给出的期望车辆运动总力、总力矩分配至各车轮上。

在车辆轮胎力进行分配的过程中，需要优化分配结果，使得分配后的各轮胎力的合力与期望总力的误差最小，保证车辆的稳定性；此外，还需要优化计算方法简化计算难度，保证计算过程和计算结果的实时性。目前对轮胎力分配的方法包括，通过控制器重构保证车辆在极限工况下跟踪路径和使用了非线性规划的方法进行轮胎力分配，但是这些方法的计算难度都比较高，因此难以满足实时性的要求；还包括使用拉格朗日方法计算各个车轮的目标轮胎纵向力和避免纵向滑移满足横摆力矩需求以保证车辆横摆和侧倾稳定性，但是这些方法都并未考虑到极限工况下的作业要求，因此也难以满足稳定性的要求。

针对上述的车辆轮胎力分配方法存在的问题：因计算难度高，而不能满足计算过程和计算结果的实时性；以及因为未考虑轮胎在极限工况如轮胎打滑不能通过参数自适应的情况，因此也不能保证车辆的稳定性，目前尚未提出相关有效的解决方案。

发明内容

本申请提供一种轮胎力分配的控制方法、设备及存储介质，用以解决现有车辆轮胎力分配方法中计算不能满足实时性和不能保证车辆的稳定性的问题。

第一方面，本申请提供一种轮胎力分配的控制方法，包括：

获取车辆行驶状态信息和目标道路的中心线位置信息；

根据所述车辆行驶状态信息和所述中心线位置信息，确定车辆行驶的车辆期望力矩阵；

根据所述车辆期望力矩阵、轮胎力约束条件和伪逆矩阵，进行轮胎力分配，并确保分配后的轮胎力对应的车辆分配力矩阵与所述车辆期望力矩阵误差最小，其中，所述伪逆矩阵为基于轮胎力权重矩阵实现的伪逆矩阵；

根据所述分配后的轮胎力矩阵控制所述车辆的车轮转角和驱动力矩。

在一种可能的设计中，所述轮胎力约束条件，包括：

当车辆的后轮无法主动转向时，左右车轮转角为0°，后轮轮胎力根据所述车辆的质心侧偏角决定；

当车辆的前后轮都可以转向时，左右车轮的转角变化率相同，左轮转角等于右轮转角，所述轮胎力约束条件通过下列公式实现：

通过如下公式求解最优F矩阵：

其中，

F＝[f_x11 f_x12 f_x21 f_x22 f_y11 f_y12 f_y21 f_y22]^T