WO2022095314A1 - 控制车辆避让转向辅助***的方法及避让转向辅助*** - Google Patents

控制车辆避让转向辅助***的方法及避让转向辅助*** Download PDF

Info

Publication number
WO2022095314A1
WO2022095314A1 PCT/CN2021/079981 CN2021079981W WO2022095314A1 WO 2022095314 A1 WO2022095314 A1 WO 2022095314A1 CN 2021079981 W CN2021079981 W CN 2021079981W WO 2022095314 A1 WO2022095314 A1 WO 2022095314A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
yaw moment
vehicle
target yaw
storage medium
program
Prior art date
Application number
PCT/CN2021/079981
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
金吉秀
王小勇
Original Assignee
广州汽车集团股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 广州汽车集团股份有限公司 filed Critical 广州汽车集团股份有限公司
Priority to CN202180004445.5A priority Critical patent/CN114761297B/zh
Publication of WO2022095314A1 publication Critical patent/WO2022095314A1/zh

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/09Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/119Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of all-wheel-driveline means, e.g. transfer gears or clutches for dividing torque between front and rear axle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/22Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of suspension systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/02Control of vehicle driving stability
    • B60W30/045Improving turning performance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/095Predicting travel path or likelihood of collision
    • B60W30/0956Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to traffic or environmental parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06Road conditions
    • B60W40/072Curvature of the road
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/114Yaw movement
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0214Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with safety or protection criteria, e.g. avoiding hazardous areas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/20Steering systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/12Lateral speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/14Yaw
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/20Steering systems
    • B60W2710/202Steering torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/22Suspension systems
    • B60W2710/226Damping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/14Yaw
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/40Torque distribution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/40Torque distribution
    • B60W2720/403Torque distribution between front and rear axle

Definitions

  • allocating the target yaw moment to one or more chassis actuators of the vehicle comprises: detecting whether the vehicle is oversteering or understeering based on the target yaw rate and the current vehicle yaw rate;
  • the target yaw moment is assigned to the chassis actuators by the following formula:
  • M z, tgt is the target yaw moment generated for following the evasive maneuvering trajectory
  • M z, Driver is the yaw moment generated by the driver
  • M z, ECS is the electronic shock absorber with different settings at the front and rear.
  • the resulting yaw moment, M z,AWD is the yaw moment generated by the all-wheel drive with different settings in the front and rear
  • M z,ESP is the yaw moment generated by partial braking
  • M z,EPS is the yaw moment generated by electronic assist Yaw moment from steering to assist in evasive manoeuvres.
  • FIG. 1 shows a maneuvering phase during an emergency steering event according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a structural block diagram of an ESA system according to another embodiment of the present invention.
  • Step S701 generating a trajectory for avoiding obstacles.
  • an ESA system for controlling chassis actuators is provided.
  • the ESA is configured to implement the above-described embodiments through preferred embodiments. What has been described will not be described in detail.
  • the term "module” used below may be a combination of software and/or hardware that implements a predetermined function.
  • the devices described in the following embodiments are preferably implemented by software, implementation by hardware or a combination of software and hardware is also possible and conceivable.
  • the storage medium in this embodiment may include, but is not limited to, various media capable of storing computer programs, such as U disk, ROM, RAM, removable hard disk, magnetic disk or optical disk.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

一种控制车辆避让转向辅助***的方法,包括:生成避开车辆前方障碍物的轨迹;根据轨迹获得目标横摆角速度和目标横摆力矩;将目标横摆力矩分配给车辆的一个或多个底盘执行器;根据分配的横摆力矩控制一个或多个底盘执行器。还公开了一种用于控制底盘执行器的避让转向辅助***。底盘执行器之间的协作实现了更安全的避让。

Description

控制车辆避让转向辅助***的方法及避让转向辅助***
相关申请
本申请要求于2020年11月9日提交美国专利商标局、申请号为17092343、发明名称为“控制车辆避让转向辅助***的方法及避让转向辅助***”的美国专利申请的优先权,上述专利的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及集成底盘控制的车辆避让转向辅助(Evasive Steering Assistance,ESA)***技术领域,尤其涉及一种控制车辆避让转向辅助***的方法及避让转向辅助***。
背景技术
当前,在单个和集成的底盘控制方面取得了进步,不仅使用主执行器(发动机,刹车和转向),而且还使用辅助执行器(主动前/后转向,主动侧倾稳定器,电子减震器和全轮驱动)为车辆提供更安全,更舒适和更敏捷的响应。在辅助底盘执行器组件中,电子减震器和全轮驱动***在市场上得到了广泛的应用,因为它们价格便宜,并且已经在汽车工业中得到了长期地验证。
此外,借助先进的感知传感器和计算能力,在具有自动紧急制动(AEB),自适应巡航控制(ACC),车道保持辅助***(LKAS),带有发动机,刹车和转向的主执行器的紧急转向辅助(ESA)的高级驾驶辅助***(ADAS)方面进行了积极而丰富的研究与开发。
ESA是一种最新的***,可帮助驾驶员在紧急情况下避开前方物体,但并未广泛传播ADAS。它可以通过转向***实现,或者有时仅与使用扭矩矢量的制动***配合使用。但是,ESA和辅助执行器之间没有牢固的连接。
应当注意的是,在本发明背景技术中公开的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解,并且不应被视为对该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的建议。
发明内容
本发明实施例提供了控制车辆ESA***的方法和ESA***,并且旨在解决相关技术中ESA与辅助执行器之间没有牢固连接的问题。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种控制车辆避让转向辅助***的方法。该方法包括:生成避开车辆前方障碍物的轨迹;根据所述轨迹获得目标横摆角速度和目标横摆力矩;将所述目标横摆力矩分配给车辆的一个或多个底盘执行器;根据分配的横摆力矩控制所述一个或多个底盘执行器。
在一个示例性实施例中,根据所述轨迹获得目标横摆角速度和目标横摆力矩的步骤包括:根据所述轨迹计算车辆的横向偏移和航向误差;基于以下因素获得目标横摆角速度和目标横摆力矩:车辆的横向速度,车辆的横向偏移,车辆的航向误差,车辆前转向轮角度,道路曲率。
在一个示例性实施例中,将所述目标横摆力矩分配给车辆的一个或多个底盘执行器的步骤包括:基于目标横摆角速度和当前车辆横摆角速度检测车辆是转向过度还是转向不足;通过以下公式将目标横摆力矩分配给底盘执行器:
M z,tgt=M z,Driver+M z,ECS+M z,AWD+M z,ESP+M z,EPS
其中,M z,tgt是为跟随避让操纵轨迹所产生的目标横摆力矩,M z,Driver是驾驶员产生的横摆力矩,M z,ECS是在前后部具有不同设置的电子减震器所产生的横摆力矩,M z,AWD是在前后部具有不同设置的全轮驱动所产生的横摆力矩,M z,ESP是部分制动产生的横摆力矩,M z,EPS是通过电子助力转向以协助进行避让操纵产生的横摆力矩。
在一个示例性实施例中,所述目标横摆力矩按以下顺序分配给执行器:
M z,tgt=M z,Driver→M z,ECS→M z,AWD→M z,ESP→M z,EPS
在一个示例性实施例中,在车辆转向不足的情况下,控制底盘执行器的步骤包括以下至少之一:对于电子控制悬架***ECS:在前部输出全软阻尼力,在后部输出全硬阻尼力;对于全轮驱动AWD:在前部输出最小扭矩,在后部输出最大扭矩;对于电子稳定***ESP:输出差动制动以增加横摆角速度;对于电动助力转向***EPS:输出更多的扭矩。
在一个示例性实施例中,在车辆转向过度的情况下,控制底盘执行器的 步骤包括以下至少之一:对于电子控制悬架***ECS:在前部输出全硬阻尼力,在后部输出全软阻尼力;对于全轮驱动AWD:在前部输出最大扭矩,在后部输出最小扭矩;对于电子稳定***ESP:输出差动制动以降低横摆角速度;对于电动助力转向***EPS:输出更少的扭矩。
在一个示例性实施例中,所述底盘执行器包括电动助力转向***EPS和以下至少之一:电子控制悬架***ECS,全轮驱动AWD和电子稳定***ESP。
根据本发明实施例的另一个方面,提供了一种用于控制底盘执行器的避让转向辅助***,包括:生成模块,被配置为生成轨迹以避开车辆前方的障碍物;获得模块,被配置为根据所述轨迹获得目标横摆角速度和目标横摆力矩;分配模块,被配置为将所述目标横摆力矩分配给一个或多个底盘执行器;控制模块,被配置为根据分配的横摆力矩控制所述一个或多个底盘执行器。
在本发明一个示例性实施例中,提供了一种非易失性计算机可读存储介质,其中,程序被存储在非易失性计算机可读存储介质中,并且该程序被配置为由计算机执行如前述实施例所述方法的步骤。
在本发明一个示例性实施例中,提供了一种车辆。该车辆包括如前述实施例所述的用于控制底盘执行器的避让转向辅助***。
通过本发明的上述实施例,在紧急转向事件中,通过将目标横摆力矩分配给执行器来实现执行器的协作以更安全地避让。
附图说明
这里描述的附图用于提供对本发明的更深入的理解,并构成本发明的一部分。示意性的实施例及其描述用于举例说明本发明,和说明用于解释本发明,而不意图对本发明构成不适当的限制。在附图中:
图1示出了根据本发明实施例在紧急转向事件时的操纵阶段;
图2示出了根据本发明实施例通过制动器的转矩矢量的原理;
图3示出了根据本发明实施例的电子减震器的原理;
图4示出了根据本发明实施例的全轮驱动的原理;
图5示出了根据本发明实施例在ESA的每个执行器的控制策略;
图6是根据本发明实施例的控制ESA***的方法的流程图;
图7是根据本发明另一实施例的控制ESA***的方法的流程图;
图8是根据本发明实施例的避让操纵的轨迹生成的示意图;
图9是根据本发明实施例的目标横摆力矩分配的示意图;
图10是根据本发明实施例的在避让操纵时转向不足/过度转向的示意图;
图11是根据本发明另一实施例的ESA***的结构框图;和
图12是根据本发明实施例的车辆的结构框图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例详细描述本发明。需要说明的是,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合而没有冲突。
这是ESA与制动器,电子减震器和全轮驱动的集成底盘控制***连接的基础。本发明不涵盖ESA***的感知和决策,而是主执行器和辅助执行器的协作以在紧急转向事件中更安全地避让。
在本实施例中,提出的概念假设车辆配备了电子减震器和全轮驱动的辅助底盘执行器硬件,因此客户既可以从单个辅助执行器又可以从ESA的先进驾驶辅助***中受益。
在本实施例中,通过制动器的扭矩矢量***不需要额外的硬件安装,而仅需要打开控制接口就可以进行单独的车轮制动。电子减震器原本是通过补偿道路震动来使乘客感到舒适,现在已扩展到ESA的更安全的驾驶辅助***。全轮驱动***通过增加抓地力而有益于湿滑/结冰路面,现在也扩展到了ESA的更安全的驾驶辅助***。
紧急转向事件包括敏捷操纵和稳定操纵两个阶段,如图1所示。ESA是一种非完全自主***的辅助***,因此它应由驾驶员启动,然后开始操纵车辆,而刹车,电子减震器和全轮驱动的底盘***则有助于紧急避开前方的障碍物。其基本原理在于产生车辆的横摆力矩,从而使自我车辆迅速避开前方的障碍物并以适当的横摆率稳定下来。图2至图4说明了每个执行器如何辅助避让运动的基本原理。
在此,本发明中使用的几个术语解释如下:
1.通过制动器的扭矩矢量化:
内圆侧的部分制动会产生更多的横摆力矩,从而使车辆快速转弯。在图 1所示的紧急转向事件中,左侧的部分制动有助于车辆在敏捷操纵阶段快速避开前方的障碍物,然后右轮的部分制动有助于在稳定操纵阶段辅助车辆返回至相邻的车道。图2示出了后轮驱动车辆中的部分制动所产生的横摆力矩。相同的原理也可以应用于前轮驱动车辆。
2.电子减震:
车辆中的传统减震器具有固定的阻尼常数,而电子减震器在阻尼力(F damping)和阻尼速度(v)之间的关系F damping=-c·v中具有可变的阻尼常数c。电子减震器***已用于抵消路面的不平整状况,从而提高了行驶质量。但是在集成底盘控制领域,它还与被嵌入到横向轮胎力与垂直轮胎力之间的关系中的以下原理被用于提高操纵性能。
如图3所示,横向轮胎力(Fy)与垂直轮胎力(Fz)的关系是非线性的。由于这种非线性,当转弯时左侧/右侧的横向载荷传递为ΔF Z时,所产生的横向轴向轮胎的减小量为ΔF Y,这是A和B之间的差。ΔF Z的变化由电子减震器控制:如果前部的阻尼系数大于后部的阻尼系数,则前部的ΔF Z大于后部的ΔF Z,因此前部的横向轴向轮胎力减小量大于后部的横向轴向轮胎力减小量。这会导致F y,front<F y,rear,从而在转向方向上产生较小的横摆力矩。在相反的情形下,当前部的阻尼系数小于后部的阻尼系数F y,front>F y,rear时,这会导致在转向方向上产生更大的横摆力矩。这些解释被概括在表1。表1是阻尼力变化与横摆力矩的关系。
表1
Figure PCTCN2021079981-appb-000001
3.全轮驱动:
横向和纵向轮胎力(F x,F y)受带有垂直轮胎力(F z)和摩擦系数(μ)的摩擦圆限制,
Figure PCTCN2021079981-appb-000002
当更多的驱动扭矩传递到前轮时,前部的纵向轮胎力越大,前部的横向 轮胎力就没有更多的空间,因此所产生的横摆力矩比相反的情况小。
接下来结合表2和图5说明ESA每个执行器的控制策略。表2是在紧急转向事件的控制策略。
表2
Figure PCTCN2021079981-appb-000003
实施例1
在本实施例中,提供了一种控制车辆ESA***的方法。如图6所示,该方法包括以下步骤。
步骤S601,生成避开车辆前方障碍物的轨迹;
步骤S602,根据所述轨迹获得目标横摆角速度和目标横摆力矩;
步骤S603,将所述目标横摆力矩分配给底盘执行器;
步骤S604,基于分配的横摆力矩控制底盘执行器。
在本实施例中,步骤S602可以包括:根据所述轨迹计算车辆的横向偏移和航向误差;基于以下因素获得目标横摆角速度和目标横摆力矩:车辆的横向速度,车辆的横向偏移,车辆的航向误差,车辆前转向轮角度,道路曲率。
在本实施方式中,步骤S603可以包括:基于目标横摆角速度和当前车辆横摆角速度检测车辆是转向过度还是转向不足;通过以下公式将目标横摆力矩分配给底盘执行器:
M z,tgt=M z,Driver+M z,ECS+M z,AWD+M z,ESP+M z,EPS
其中,M z,tgt是为跟随避让操纵轨迹所产生的目标横摆力矩,M z,Driver是驾驶员产生的横摆力矩,M z,ECS是在前后部具有不同设置的电子减震器所产生的横摆力矩,M z,AWD是在前后部具有不同设置的全轮驱动所产生的横摆力矩,M z,ESP是差动制动产生的横摆力矩,M z,EPS是通过电子助力转向以协助进行避让操纵产生的横摆力矩。
在本实施例的S603的步骤中,所述目标横摆力矩按以下顺序分配给执行器:
M z,tgt=M z,Driver→M z,ECS→M z,AWD→M z,ESP→M z,EPS
在本实施例中,在车辆转向不足的情况下,步骤S604可以包括以下至少之一:对于电子控制悬架***(ECS):在前部输出全软阻尼力,在后部输出全硬阻尼力;对于全轮驱动(AWD):在前部输出最小扭矩,在后部输出最大扭矩;对于电子稳定***(ESP):输出差动制动以增加横摆角速度;对于电动助力转向***(EPS):输出更多的扭矩。
在本实施例中,在车辆转向过度的情况下,步骤S604可以包括以下至少之一:对于电子控制悬架***(ECS):在前部输出全硬阻尼力,在后部输出全软阻尼力;对于全轮驱动(AWD):在前部输出最大扭矩,在后部输出最小扭矩;对于电子稳定***(ESP):输出差动制动以降低横摆角速度;对于电动助力转向***(EPS):输出更少的扭矩。
在本实施例中,其中底盘执行器可以包括EPS和以下至少之一:ECS,AWD和ESP。
实施例2
在本实施例中,提供了一种控制车辆ESA***的方法。如图7所示,该方法包括以下步骤。
步骤S701,生成用于避开障碍物的轨迹。
在本实施例中,在步骤S701之前,ESA需要由驾驶员来启动。在避让操纵中,感知和决策是非常重要的,但是它们不在本实施例的范围内。假设完美的信息来自感知和决策模块。
y(t)=a 5t 5+a 4t 4+a 3t 3+a 2t 2+a 1t+a 0
其六个边界条件为:
Figure PCTCN2021079981-appb-000004
Figure PCTCN2021079981-appb-000005
Figure PCTCN2021079981-appb-000006
其结果是
Figure PCTCN2021079981-appb-000007
和a 2=a 1=a 0=0。根据生成的轨迹,可以计算出横向偏移(e 1)及其导数,和航向误差(e 2)及其导数:
e 1=y(t)=a 5t 5+a 4t 4+a 3t 3
Figure PCTCN2021079981-appb-000008
Figure PCTCN2021079981-appb-000009
Figure PCTCN2021079981-appb-000010
步骤S702,生成目标横摆角速度和目标横摆力矩;
从目标轨迹,可以按以下方式获得所需的目标横摆角速度(r tgt)和目标横摆力矩(M z,tgt):
Figure PCTCN2021079981-appb-000011
Figure PCTCN2021079981-appb-000012
状态空间***模型由惯性和视觉两个状态组成:
Figure PCTCN2021079981-appb-000013
Σ=[V y,r,e y,e ψ] T
Figure PCTCN2021079981-appb-000014
其中,V y是车辆的横向速度,r是横摆角速度,e y是横向偏移,e ψ是航向误差,δ f是前转向轮角度,κ是道路曲率,M z是横摆力矩,并且
Figure PCTCN2021079981-appb-000015
Figure PCTCN2021079981-appb-000016
步骤S703,将横摆力矩分配给执行器。
根据驾驶员引起的横摆力矩,需要将目标横摆力矩分配给执行器以完成避让操纵
M z,tgt=M z,Driver+M z,ECS+M z,AWD+M z,ESP+M z,EPS
其中,M z,tgt是为跟随避让操纵轨迹所产生的目标横摆力矩,M z,Driver是驾驶员产生的横摆力矩,M z,ECS是在前后部具有不同设置的电子减震器所产生的横摆力矩,M z,AWD是在前后部具有不同设置的全轮驱动所产生的横摆力矩,M z,ESP是部分制动产生的横摆力矩,产生可调的2~3度/秒的横摆角速度,M z,EPS是通过电子助力转向以协助进行避让操纵产生的横摆力矩。
在本实施例中,如图9所示,分配顺序如下:
M z,tgt=M z,Driver→M z,ECS→M z,AWD→M z,ESP→M z,EPS
如图10所示,首先根据目标横摆角速度和驾驶员产生的车辆横摆角速度检测车辆是转向过度还是转向不足,然后将剩余的横摆力矩M z,tgt-M z,Driver按上述顺序分配给执行器。
步骤S704,基于分配的横摆力矩控制执行器。
根据转向过度/不足的检测,执行器按表3所示进行控制:
表3
Figure PCTCN2021079981-appb-000017
实际上,与从ESP和EPS产生的横摆力矩相比,由ECS和AWD产生的横摆力矩并不大。这就是为什么将全软/全硬阻尼力和最大/最小扭矩分别应用于ECS和AWD的原因。然后ESP和EPS会考虑所需的剩余横摆力矩M z,tgt-(M z,Driver+M z,ECS+M z,AWD)进行控制。在ESP和EPS中,两个大量的部分制动和转向扭矩流向驾驶员,因此受限制的是,ESP会产生约2~3度/秒的所需横摆角速度,而EPS会考虑剩余的所需横摆角速度和横摆力矩。
注意,本实施例可以包括如表4所示的执行器的可能组合。根据图7所示的目标横摆力矩分配,它涵盖了从仅EPS***到所有组合执行器的每一组 合。
表4
Figure PCTCN2021079981-appb-000018
实施例3
在本实施例中,提供了一种控制底盘执行器器的ESA***。ESA被配置为通过优选的实施方式实施上述实施例。已经描述的内容将不再详述。例如,下面使用的术语“模块”可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例中描述的设备优选地由软件实现,但是也可以并且可以想到通过硬件或软件与硬件的组合来实现。
图11是根据本发明实施例的用于控制底盘执行器的ESA***的结构框图。如图11所示,ESA***100包括生成模块10,获得模块20,分配模块30和控制模块40。
生成模块10被配置为生成轨迹以避开车辆前方的障碍物。
获得模块20被配置为根据所述轨迹获得目标横摆角速度和目标横摆力矩。
分配模块30被配置为将所述目标横摆力矩分配给一个或多个底盘执行器。
控制模块40被配置为基于分配的横摆力矩控制所述一个或多个底盘执行器。
实施例4
根据本实施例,提供了一种非易失性计算机可读存储介质,程序被存储在非易失性计算机可读存储介质中,并且该程序被配置为由计算机执行以实施以下步骤。
步骤S1,生成避开车辆前方障碍物的轨迹;
步骤S2,根据所述轨迹获得目标横摆角速度和目标横摆力矩;
步骤S3,将所述目标横摆力矩分配给一个或多个底盘执行器;
步骤S4,根据分配的横摆力矩控制所述一个或多个底盘执行器。
在一个实施例中,该实施例中的存储介质可以包括但不限于能够存储计算机程序的各种介质,例如U盘,ROM,RAM,移动硬盘,磁盘或光盘。
实施例5
根据本实施例,提供了一种车辆。如图12所示,车辆200包括上述实施例中的ESA***。需要注意的是,在本实施例中,车辆可以是各个种类的车辆。
显然,本领域技术人员应该知道,本发明的每个模块或步骤可以由通用计算设备实现,并且所述模块或步骤可以集中在单个计算设备上或分布在由多个计算设备形成的网络上,并且在一个实施例中可以由可用于该计算设备的程序代码来实现,从而可以将这些模块或步骤存储在存储设备中以与该计算设备一起执行,所示出或描述的步骤可以是在某些情况下,以与这里描述的顺序不同的顺序执行这些指令,或者可以分别形成单独的集成电路模块,或者其中的多个模块或步骤可以形成单个集成电路模块以用于实施。因此,本发明不限于任何特定的硬件和软件组合。
以上仅是本发明的示例性实施例,而无意于限制本发明。对于本领域技术人员而言,本发明可以具有各种修改和变化。在本发明的精神和原则之内所作的任何修改,等同替换,改进等,均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (16)

  1. 一种控制车辆避让转向辅助(ESA)***的方法,包括:
    生成避开车辆前方障碍物的轨迹;
    根据所述轨迹获得目标横摆角速度和目标横摆力矩;
    将所述目标横摆力矩分配给车辆的一个或多个底盘执行器;
    根据分配的横摆力矩控制所述一个或多个底盘执行器。
  2. 根据权利要求1所述的方法,其中,根据所述轨迹获得目标横摆角速度和目标横摆力矩的步骤包括:
    根据所述轨迹计算车辆的横向偏移和航向误差;
    基于以下因素获得目标横摆角速度和目标横摆力矩:车辆的横向速度,车辆的横向偏移,车辆的航向误差,车辆前转向轮角度,道路曲率。
  3. 根据权利要求2所述的方法,其中,将所述目标横摆力矩分配给车辆的一个或多个底盘执行器的步骤包括:
    基于目标横摆角速度和当前车辆横摆角速度检测车辆是转向过度还是转向不足;
    通过以下公式将目标横摆力矩分配给底盘执行器:
    M z,tgt=M z,Driver+M z,ECS+M z,AWD+M z,ESP+M z,EPS
    其中,M z,tgt是为跟随避让操纵轨迹所产生的目标横摆力矩,M z,Driver是驾驶员产生的横摆力矩,M z,ECS是在前后部具有不同设置的电子减震器所产生的横摆力矩,M z,AWD是在前后部具有不同设置的全轮驱动所产生的横摆力矩,M z,ESP是部分制动产生的横摆力矩,M z,EPS是通过电子助力转向以协助进行避让操纵产生的横摆力矩。
  4. 根据权利要求3所述的方法,其中,所述目标横摆力矩按以下顺序分配给执行器:
    M z,tgt=M z,Driver→M z,ECS→M z,AWD→M z,ESP→M z,EPS
  5. 根据权利要求1所述的方法,其中,在车辆转向不足的情况下,控制底盘执行器的步骤包括以下至少之一:
    对于电子控制悬架***ECS:在前部输出全软阻尼力,在后部输出全 硬阻尼力;
    对于全轮驱动AWD:在前部输出最小扭矩,在后部输出最大扭矩;
    对于电子稳定***ESP:输出差动制动以增加横摆角速度;
    对于电动助力转向***EPS:输出更多的扭矩。
  6. 根据权利要求1所述的方法,其中,在车辆转向过度的情况下,控制底盘执行器的步骤包括以下至少之一:
    对于电子控制悬架***ECS:在前部输出全硬阻尼力,在后部输出全软阻尼力;
    对于全轮驱动AWD:在前部输出最大扭矩,在后部输出最小扭矩;
    对于电子稳定***ESP:输出差动制动以降低横摆角速度;
    对于电动助力转向***EPS:输出更少的扭矩。
  7. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述底盘执行器包括电动助力转向***EPS和以下至少之一:电子控制悬架***ECS,全轮驱动AWD和电子稳定***ESP。
  8. 一种用于控制底盘执行器的避让转向辅助(ESA)***,包括:
    生成模块10,被配置为生成轨迹以避开车辆前方的障碍物。
    获得模块20,被配置为根据所述轨迹获得目标横摆角速度和目标横摆力矩。
    分配模块30,被配置为将所述目标横摆力矩分配给一个或多个底盘执行器。
    控制模块40,被配置为根据分配的横摆力矩控制所述一个或多个底盘执行器。
  9. 一种非易失性计算机可读存储介质,其中,程序被存储在非易失性计算机可读存储介质中,并且该程序被配置为由计算机执行如权利要求1所述的方法。
  10. 一种非易失性计算机可读存储介质,其中,程序被存储在非易失性计算机可读存储介质中,并且该程序被配置为由计算机执行如权利要求2所述的方法。
  11. 一种非易失性计算机可读存储介质,其中,程序被存储在非易失性 计算机可读存储介质中,并且该程序被配置为由计算机执行如权利要求3所述的方法。
  12. 一种非易失性计算机可读存储介质,其中,程序被存储在非易失性计算机可读存储介质中,并且该程序被配置为由计算机执行如权利要求4所述的方法。
  13. 一种非易失性计算机可读存储介质,其中,程序被存储在非易失性计算机可读存储介质中,并且该程序被配置为由计算机执行如权利要求5所述的方法。
  14. 一种非易失性计算机可读存储介质,其中,程序被存储在非易失性计算机可读存储介质中,并且该程序被配置为由计算机执行如权利要求6所述的方法。
  15. 一种非易失性计算机可读存储介质,其中,程序被存储在非易失性计算机可读存储介质中,并且该程序被配置为由计算机执行如权利要求7所述的方法。
  16. 一种车辆,包括如权利要求8所述的避让转向辅助***。
PCT/CN2021/079981 2020-11-09 2021-03-10 控制车辆避让转向辅助***的方法及避让转向辅助*** WO2022095314A1 (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180004445.5A CN114761297B (zh) 2020-11-09 2021-03-10 控制车辆避让转向辅助***的方法及避让转向辅助***

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/092,343 2020-11-09
US17/092,343 US11618440B2 (en) 2020-11-09 2020-11-09 Method for controlling ESA system of a vehicle and ESA system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022095314A1 true WO2022095314A1 (zh) 2022-05-12

Family

ID=81455072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2021/079981 WO2022095314A1 (zh) 2020-11-09 2021-03-10 控制车辆避让转向辅助***的方法及避让转向辅助***

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11618440B2 (zh)
CN (1) CN114761297B (zh)
WO (1) WO2022095314A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3143510A1 (fr) * 2022-12-16 2024-06-21 Renault S.A.S Procédé de pilotage autonome d’actionneurs d’un dispositif mobile

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009286279A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Fuji Heavy Ind Ltd 車両の運転支援装置
CN102145692A (zh) * 2010-02-08 2011-08-10 株式会社电装 用于控制车辆运动的设备
CN102897169A (zh) * 2011-07-25 2013-01-30 通用汽车环球科技运作有限责任公司 通过差速制动的避免碰撞策略
DE102013210923A1 (de) * 2013-06-12 2014-12-18 Robert Bosch Gmbh Vorausschauende Steuerung eines Kraftfahrzeugs
CN107161147A (zh) * 2017-05-04 2017-09-15 广州汽车集团股份有限公司 一种车辆防碰撞巡航控制***及其控制方法
CN109664881A (zh) * 2019-01-08 2019-04-23 广州小鹏汽车科技有限公司 一种紧急转向辅助驾驶方法、***及电子设备

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100709011B1 (ko) 2001-09-12 2007-04-18 주식회사 만도 차량의 댐퍼 제어 방법
DE102004007549B4 (de) * 2004-02-17 2016-09-08 Daimler Ag Verfahren zum Betrieb eines aktiven Fahrwerksystems
US7401870B2 (en) * 2004-03-18 2008-07-22 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus to enhance brake-steer of a vehicle using a controllable suspension component
US7590481B2 (en) * 2005-09-19 2009-09-15 Ford Global Technologies, Llc Integrated vehicle control system using dynamically determined vehicle conditions
US9702349B2 (en) * 2013-03-15 2017-07-11 ClearMotion, Inc. Active vehicle suspension system
DE102013225970A1 (de) 2013-12-13 2015-06-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Regelung der Fahrstabilität
WO2015153811A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 Levant Power Corporation Active safety suspension system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009286279A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Fuji Heavy Ind Ltd 車両の運転支援装置
CN102145692A (zh) * 2010-02-08 2011-08-10 株式会社电装 用于控制车辆运动的设备
CN102897169A (zh) * 2011-07-25 2013-01-30 通用汽车环球科技运作有限责任公司 通过差速制动的避免碰撞策略
DE102013210923A1 (de) * 2013-06-12 2014-12-18 Robert Bosch Gmbh Vorausschauende Steuerung eines Kraftfahrzeugs
CN107161147A (zh) * 2017-05-04 2017-09-15 广州汽车集团股份有限公司 一种车辆防碰撞巡航控制***及其控制方法
CN109664881A (zh) * 2019-01-08 2019-04-23 广州小鹏汽车科技有限公司 一种紧急转向辅助驾驶方法、***及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
US11618440B2 (en) 2023-04-04
US20220144252A1 (en) 2022-05-12
CN114761297A (zh) 2022-07-15
CN114761297B (zh) 2024-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110606075B (zh) 分布式四驱电动车的扭矩分配控制方法、***和车辆
JP6073941B2 (ja) 車両用走行制御装置
US8718872B2 (en) Vehicle attitude controller
JP3546830B2 (ja) 車輌のロール挙動制御装置
JP4285343B2 (ja) 車輌のロール剛性制御装置
US10059344B2 (en) Vehicle behavior control apparatus
JP6525529B2 (ja) 電子ブレーキシステム制御による全輪駆動トルクベクタリング
JP2005112007A (ja) 車両の統合制御装置
US11318924B1 (en) Torque distribution system for redistributing torque between axles of a vehicle
Jalali et al. Model predictive control of vehicle roll-over with experimental verification
JP4886655B2 (ja) 車両挙動制御装置
CN110936939B (zh) 车辆的转弯行为控制装置
WO2020043198A1 (zh) 一种车辆控制方法及设备
Velenis et al. On steady-state cornering equilibria for wheeled vehicles with drift
EP3529113B1 (en) Lateral dynamic control for regenerative and friction brake blending
WO2022095314A1 (zh) 控制车辆避让转向辅助***的方法及避让转向辅助***
US11325599B2 (en) Vehicle control system for adjusting longtitudinal motion to reduce deviation of lateral motion
JP4252487B2 (ja) 減速制御装置
Vantsevich AWD vehicle dynamics and energy efficiency improvement by means of interaxle driveline and steering active fusion
JP2006282063A (ja) 車両挙動制御装置
JP3413996B2 (ja) ヨーイング運動量制御装置を備えた車両のアンチスキッド制御装置
JP5071154B2 (ja) 車両の走行姿勢制御装置及び走行姿勢制御方法
JP4442092B2 (ja) 車両の運動制御装置
JP6670186B2 (ja) 車両挙動制御装置
JP2008144788A (ja) 車両の駆動力制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21888019

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21888019

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1