CN102556149B - 应用与受控对象之间的车辆动态控制平台 - Google Patents

应用与受控对象之间的车辆动态控制平台 Download PDF

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Abstract

公开了一种应用与受控对象之间的车辆动态控制平台。在布置在受控对象与应用之间的所述车辆动态控制平台中，可用性获取器获得与所述受控对象的第二参数的可控范围对应的可用性，并将所述受控对象的第二参数的可用性输出给所述应用。所述应用被编程为基于所述受控对象的第二参数的可控范围输出第一参数的目标值。当所述应用输出所述第一参数的目标值时，比较器将所述第一参数的目标值与第二参数的可用性进行比较，并基于所述比较的结果确定是否通过控制所述受控对象来执行对所述车辆的动态控制。

Description

应用与受控对象之间的车辆动态控制平台
技术领域
本公开涉及在用于动态控制车辆的应用与受控对象之间的车辆动态控制平台。更具体而言，本公开涉及被设计为基于与动态控制车辆有关的目标值来控制受控对象以执行车辆的动态控制的这样的车辆动态控制平台。
背景技术
典型的车辆动态控制系统被设计为使一个或者多个用于车辆动态控制的应用通过接口在工作时直接与各相应受控对象连接以执行车辆动态控制，并且每个应用直接控制相应受控对象以执行车辆动态控制。
例如，对应于第2005-255037号日本专利申请公布的第2005/0203646号美国专利申请公布公开了一种包括车辆电子控制单元(ECU)的系统；该ECU安装有用于使车辆保持在该车辆行驶的车道内的保持车道应用。该系统包括保持车道应用在工作时直接与之连接的：转向控制ECU，用于转向控制；以及制动控制ECU，用于制动控制。当启动时，保持车道应用被编程为将来自ECU的控制信号直接输入给转向控制ECU和制动控制ECU中的每个。转向控制ECU和制动控制ECU分别基于控制信号驱动电控助力转向制动器(EPS ACT)和制动控制ACT，以执行车辆的动态控制，从而使车辆保持在该车辆行驶的车道内。
发明内容
上面描述的典型车辆动态控制系统要求在工作时直接连接在用于车辆动态控制的应用与相应受控对象之间，因此，需要对用于控制相应受控对象的每个应用设置目标值。为此，将应用添加到系统中和/或从系统删除应用需要改变相应受控对象的控制逻辑，以及/或者改变相应接口。此外，改变受控对象需要改变相应应用的控制逻辑以及或者改变相应接口。改变应用、受控对象和/或接口可能对系统的用户和/或进行该改变的工作人员产生不适当的负担。
鉴于上面描述的情况，本公开的一个方面试图提供用于至少解决上面描述的问题的车辆动态控制系统。
具体地，本发明的另一个方面意在提供即使将应用添加到车辆动态控制系统中或者从车辆动态控制系统中删除应用，或者安装在该车辆动态控制系统中的受控对象被改变，仍能够减轻对用户和/或工作人员产生的负担的车辆动态控制系统。
此外，本公开的又一个方面意在提供即使在车辆动态控制系统内发生故障时和/或车辆的当前状况突然发生变化时，仍能够防止车辆的意外工况的车辆动态控制系统。
根据本公开的一个方面，提供了一种车辆动态控制平台，布置在受控对象与应用之间，用于根据作为来自应用的控制请求的与车辆的运动有关的第一参数的目标值，控制受控对象。该车辆动态控制平台包括：可用性获取器，被配置为获得与该受控对象的第二参数的可控范围对应的可用性，并且将该受控对象的第二参数的可用性输出给该应用。该应用被编程为基于该受控对象的第二参数的可用性输出该第一参数的目标值。该车辆动态控制平台包括比较器，被配置为当该应用输出该第一参数的目标值时，将该第一参数的目标值与第二参数的可用性进行比较，并且基于该比较结果，确定是否通过控制该受控对象执行车辆的动态控制。
根据本公开的另一个方面，提供了一种车辆动态控制系统，包括：基于本公开的所述一个方面描述的车辆动态控制平台；基于本公开的所述一个方面描述的包括该应用的控制请求器；以及基于本公开的所述一个方面描述的受控对象。
在本公开中，术语“可用性”指的是可控范围。也就是说，所有使用“可用性”的语句均可用使用“可控范围”的语句替换。类似地，所有使用“可控范围”的语句均可用使用“可用性”的语句替换。
当该应用输出该第一参数的目标值时，基于本公开的所述一个方面和所述另一个方面的每一个描述的配置将该第一参数的目标值与第二参数的可用性(可控范围)进行比较，并且基于该比较结果，确定是否通过控制该受控对象执行车辆的动态控制。即，当因为下列因素至少之一：由于该应用和/或车辆动态控制平台本身的软件故障引起的运行错误；该受控对象的异常；和/或车辆的当前状况的迅速变化，导致第一参数的目标值超出第二参数的可用性(可控范围)时，可以禁止车辆的动态运动控制。从而，可以防止因为至少一个因素导致的车辆的异常宽性能。
应注意，所述第一参数可以在物理意义上与所述第二参数相同，也可以在物理意义上与所述第二参数不同。
根据下面结合附图所做的描述，可以进一步理解本公开的各个方面的上述特征和/或其他特征和/或优点。如果适用，本公开的各个方面可以包括和/或不包括不同特征和/或优点。此外，如果适用，本公开的各个方面可以组合其他实施例的一个或者多个特征。不应当将对特定实施例的特征和/或优点的描述看作是对其他实施例或者权利要求书的限制
附图说明
基于下面参照附图对实施例所做的描述，本公开的其他方面显而易见，附图中：
图1是示意性地示出基于本公开的实施例的横向运动控制系统的整体结构的示例的框图；
图2是示意性地示出所有受控对象的总可控范围和受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围的示例的示意图；
图3是示意性地示出所有受控对象的总可控范围与受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围之间的关系的示例的示意图；
图4是示意性地示出以表格形式指示第一至第三区域(1)至(3)中的每个和相应控制信号的描述的多个信息，该第一至第三区域(1)至(3)基于所有受控对象的总可控范围和受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围来限定；
图5是示意性地示出基于本公开的第一应用示例的横向运动控制系统的总体结构的示例的框图；以及
图6是示意性地示出基于本公开的第二应用示例的横向运动控制系统的总体结构的示例的框图。
具体实施例
下面将参照附图描述本公开的实施例。在这些实施例中，利用相同的附图标记表示实施例之间的相同部分，并且省略或者简化重复描述。
如上所述，在以下实施例中，术语“可用性”等同于术语“可控范围”。因此，使用“可控范围”的语句均可用使用“可用性”的语句替换。
图1所示的框图公开了根据本公开的实施例的车辆的横向运动控制系统1的总体结构的示例。根据该实施例的横向运动控制系统1被设计为通过控制多个受控对象(具体地，受控车辆的前轮转向、后轮转向以及制动)来控制车辆的横向运动。
参照图1，横向运动控制系统1包括：控制请求器2、传感器单元3、车况监视器4、可控范围计算机5、参数变换器6、横摆角速度控制器7、比较器8、各种管理器9至11、各种电子控制单元(ECU)12至15、各种用于控制受控车辆的横向运动的制动器(ACT)16至19以及通知装置20。例如，车况监视器4、可控范围计算机5、参数变换器6、横摆角速度控制器7、比较器8和/或管理器9至11构成横向运动控制系统1的控制平台CP。
请注意，横向运动控制系统1中包括的块2至11中的每个或者一些可以被设计为硬件电路、可编程逻辑电路或者硬件和可编程逻辑混合电路。
控制请求器2适用于根据执行受控车辆的横向运动控制的相应程序的各种应用(应用程序)A1至An中的每个的控制请求，来基于受控车辆的状况输出与受控车辆的横向运动有关的请求信号；这些应用安装在控制请求器2中。具体地，控制请求器2由多个分别包括在例如应用A1至An内的目标轨迹产生器2a1至2an、目标轨迹仲裁器2b以及目标值产生器2c构成。
目标轨迹产生器2a1至2an中的每个均用于基于从相应应用产生的控制请求，来产生相应应用的目标(即受控车辆)的目标轨迹。目标轨迹产生器2a1至2an中的每个还用于输出：实现相应应用的目标轨迹所需的在车辆的横向方向上的至少一个受控变量；以及用于指示执行相应应用的请求信号。可控范围信息从下面描述的可控范围计算机5输入给每个应用。每个应用被编程为计算实现相应目标轨迹所需的相应至少一个受控变量。
目标轨迹仲裁器2b用于：基于应用A1至An中的每个应用的在车辆的横向方向上的至少一个受控变量来从相应应用A1至An请求目标轨迹，基于该从相应应用A1至An请求的目标轨迹来计算仲裁目标轨迹。这样，目标轨迹仲裁器2b用于输出实现仲裁目标轨迹所需的至少一个控制参数的仲裁值。作为该至少一个控制参数，各种受控变量和该受控变量的变化可被用于目标轨迹仲裁器2b：例如，对于受控车辆的横向运动控制，横向加速度Gy(req)和横向加速度的变化dGy/dt(req)、横摆角速度γ(req)和横摆角速度的变化dγ/dt(req)、受控车辆车体的滑移角(slip angle)β(req)以及车体的滑移角(被称作车体滑移角)的变化dβ/dt(req)。根据对每个应用和/或用于每个应用的相应受控对象所做的描述，可以理想地选择至少一个受控变量。
例如，控制请求器2设置有至少一个控制器(未示出)，用于执行应用A1至An。
根据该实施例的应用A1至An包括车道保持控制应用和防止偏离车道应用。
该保持车道应用被编程为：拍摄受控车辆前面的图像；基于拍摄的图像来识别在受控车辆行驶道路的车道两旁形成的车道标识；以及对受控车辆执行横向运动控制，以使受控车辆在行驶通过该车道时保持在该车道内。
防止偏离车道应用被编程为：拍摄受控车辆前面的图像；基于拍摄的图像来识别在行驶车道的两旁形成的车道标识；对受控车辆执行横向运动控制，以防止受控车辆在行驶通过该车道时偏离所识别的车道标识；以及为驾驶员产生报警信号，以防止驾驶员偏离所识别的车道标识。
应用A1至An可以包括对受控车辆执行横向运动控制的任何应用。例如，应用A1至An可以包括紧急避险应用，该紧急避险应用被编程为对受控车辆执行横向运动控制，以避免撞击位于沿受控车辆的行驶方向的车道上的障碍物。该应用A1至An还可以包括停车辅助应用，该停车辅助应用被编程为对受控车辆执行横向运动控制，以引导受控车辆经过有效路径抵达所期望的停车位。
当每个应用基于从后面描述的车况监视器4提供的受控车辆的当前状况，确定满足相应横向运动控制的启动条件时，目标轨迹产生器2a1至2an中的每个均用于基于相应应用产生的控制请求来为相应应用产生受控车辆的目标轨迹。目标轨迹产生器2a1至2an中的每个还用于输出：实现相应应用的目标轨迹所需的在车辆横向方向上的至少一个受控变量的值；或者相应应用的目标轨迹。目标轨迹产生器2a1至2an中的每个还用于输出用于指示执行相应应用的请求信号。
目标轨迹仲裁器2b用于对从目标轨迹产生器2a1至2an输出的目标轨迹或受控变量进行仲裁。仲裁结果被输入给目标值产生器2c。
从目标轨迹产生器2a1至2an输出的目标轨迹或受控变量之间的仲裁可以取决于对要执行的至少一个应用的描述而变化。例如，目标轨迹仲裁器2b可以用于累加实现每个应用的目标轨迹所需的同一受控变量的值，并且将同一受控变量的累加值作为至少一个总受控变量的仲裁值输出。这能够执行满足所有应用A1至An的请求的对受控车辆的横向运动控制。
此外，如果应用A1至An被按优先级排序，则目标轨迹仲裁器2b可以用于将应用A1至An中具有最高优先级的所选应用的目标轨迹作为仲裁目标轨迹输出，也可以将实现具有最高优先级的所选应用的目标轨迹所需的至少一个受控变量的值作为至少一个受控变量的仲裁值输出。因为各应用A1至An的应用请求表示要执行的一个应用，所以目标值产生器3可以在应用中容易地选择出作为要执行的优先级最高的应用的一个应用。
目标值产生器2c用于基于仲裁目标轨迹或者实现该仲裁目标轨迹所需的至少一个控制参数的仲裁值，来输出实现该仲裁目标轨迹所需的至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)。作为至少一个控制参数的应用请求值，可以在相应应用的预设控制周期内采用至少一个受控变量的绝对量和该至少一个受控变量的变化。换句话说，每个应用被编程为每个预设控制周期产生并输出该至少一个控制参数的应用请求值。
在该实施例中，如果对控制平台CP的应用请求值的输入而言，至少一个控制参数的应用请求值的物理变换较为优选的话，则该至少一个控制参数的应用请求值被物理变换为优选地可被输入给控制平台CP的至少一个控制参数的应用请求值。例如，如上所述，作为该至少一个控制参数的应用请求值，可以采用横向加速度Gy的正/负请求值(req)和横向加速度的变化dGy/dt的请求值(req)、横摆角速度γ的正/负请求值(req)和横摆角速度的变化dγ/dt的请求值(req)、车体滑移角β的请求值(req)和/或车体滑移角的变化dβ/dt的请求值(req)。
当从控制请求器2输出表示至少一个控制参数的目标值的至少一个控制参数的应用请求值时，它被输入给控制平台CP，并基于该至少一个控制参数的应用请求值、通过控制平台CP和/或管理器9至11来驱动ACT16至19，以基于至少一个应用的请求来控制受控车辆的横向运动。
传感器单元3用于将指示受控车辆的各种状况的信息输入给车况监视器4。具体地，传感器单元3用于将操作结果的测量信号和数据信号作为指示受控车辆的各种状况的信息输入给车况监视器4；这些测量信号和数据信号表示受控车辆的各种状况。
在该实施例中，传感器单元3用于将与前轮转向角、轴转矩、后轮转向角和车速有关的信息传送给车况监视器4。具体地，传感器单元3包括例如用于输出分别指示相应前轮或者后轮的当前转向角的测量信号的转向角传感器，并且传感器单元3用于将转向角传感器的测量信号用作与前轮转向角和后轮转向角有关的信息。
传感器单元3包括例如安装在受控车辆内用于计算每个轴当前产生的转矩的制动ECU，并且传感器单元3用于将制动ECU的计算结果用作与轴转矩有关的信息。传感器单元3包括例如用于输出表示相应车轮的速度的测量信号的每个车轮的速度传感器，并且传感器单元3适用于基于各车轮的相应速度传感器的测量信号来计算受控车辆的速度，并将计算出的受控车辆的速度用作与车辆速度有关的信息。
传感器单元3还包括例如用于输出指示受控车辆的实际横摆角速度的测量信号的横摆角速度传感器。该横摆角速度传感器的测量信号或者基于该横摆角速度传感器的测量信号计算的实际横摆角速度被从传感器单元3经由车况监视器4传送给横摆角速度控制器7。传感器单元3还包括例如用于测量受控车辆的轮胎与受控车辆行驶的路面之间的摩擦系数(μ)的部分，下文也将该摩擦系数称为“路面μ”。例如，因为制动ECU基于每个车轮的速度来测量受控车辆的轮胎与路面之间的摩擦系数(μ)，所以传感器单元3用于将制动ECU测量的摩擦系数(μ)传送给车况监视器4。
车况监视器4工作，以基于来自传感器单元3的指示受控车辆的各种状况的信息获得指示受控车辆的当前状况的信息，并将该车辆信息输出给可控范围计算机5，同时监视它们。
具体而言，车况监视器4适用于基于传感器单元3测量到的受控车辆的当前前轮转向角、后轮转向角、当前前轴转矩、当前后轴转矩以及当前速度，来获得受控车辆的当前理想的前轮转向角、当前理想的后轮转向角、当前理想的前轴转矩、当前理想的后轴转矩以及当前理想的速度。应当由在当前车辆状况下的车辆在理想情况下产生的这些当前理想值，可以根据通常众所周知的基于受控车辆的当前前轮转向角、后轮转向角、当前前轴转矩、当前后轴转矩以及当前速度的等式来获得。此外，车况监视器4还运行以从传感器单元3获得表示路面的行驶条件的路面μ，来作为车辆信息的项目。
可控范围计算机5被设计为例如可控范围获取器。具体地，可控范围计算机5用于从ECU12至15中的相应ECU接收ACT16至19中的每个ACT的可控范围，并且基于接收到的ACT16至19中每个的可控范围，获得与每个受控对象(前轮转向、后轮转向和制动)的可控范围有关的可控范围信息。
可控范围计算机5用于基于与每个受控对象的可控范围有关的所获可控范围信息，来计算被定义为所有受控对象要实现的性能限制的所有受控对象的总可控范围。可控范围计算机5用于限制每个受控对象的可控范围，以基于每个受控对象的受限可控范围来计算受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围。
可控范围计算机5用于将每个受控对象的可控范围和/或每个受控对象的受限可控范围传送给横摆角速度控制器7和每个应用。可控范围计算机5用于将对应于受限可控范围的所有受控对象的总(整体)可控范围以及对应于受限可控范围的受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围提供给比较器8。
应注意，要素的可控范围(可用性)指的是表示能够从该结构要素输出的至少一个受控变量的可控范围的概念术语。例如，要素的可控范围(可用性)包括能够从该要素输出的至少一个受控变量的上限和/或下限以及该至少一个受控变量的变化的上限和/或下限；该至少一个受控变量的变化表示该至少一个受控变量在被控制时的响应性。
例如，在受控车辆的横向运动控制中，要素的可控范围包括要素在左转方向上的可控范围和要素在右转方向上的可控范围。在该实施例中，因为通过请求正/负横向加速度Gy的方向(符号)可以掌握受控车辆的转向方向，所以在每个应用中采用要素在受控车辆右转时的可控范围和要素在受控车辆左转时的可控范围中的任意一方作为要素的可控范围。
在紧急避险应用中，作为要素的可控范围，既可以采用要素在受控车辆右转时的可控范围，又可以采用要素在受控车辆左转时的可控范围，这是因为在紧急情况下受控车辆可能向右转和向左转。在受控车辆的横向运动控制中，每个受控对象的可控范围可以被表示为横摆角速度的可控范围、横向加速度的可控范围以及车体滑移角的可控范围。在该实施例中，每个受控对象的可控范围被表示为受控对象中的相应受控对象所使用的至少一个控制参数的可控范围；该至少一个控制参数与从目标值产生器2c输出并被输入给比较器8的至少一个控制参数相同。
例如，ACT16至19中每个ACT的可控范围包括ACT16至19使用的至少一个受控变量的上限以及ACT16至19使用的至少一个受控变量的响应性(比率)的上限。每个受控对象(前轮转向、后轮转向和制动)的可控范围包括用于控制每个受控对象的至少一个受控变量的上限和用于控制每个受控对象的至少一个受控变量的响应性(比率)的上限。每个受控对象的可控范围可以基于ACT16至19的可控范围获得。ACT16至19的可控范围分别被作为映射(map)或者其他类似数据从对应的ECU12至15提供给可控范围计算机5；这些映射表示ACT16至19的状况。
用于控制前轮转向的ACT16和17的总可控范围构成前轮转向的可控范围，而用于控制后轮转向的ACT18的可控范围构成后轮转向的可控范围。类似地，用于控制制动的ACT19的可控范围构成制动的可控范围。由于这一原因，把ACT16至19的可控范围从ECU12至15传送给可控范围计算机5意味着把受控对象的可控范围传送给可控范围计算机5。因此，图1示出前轮转向、后轮转向以及制动的可控范围被输入给可控范围计算机5。
应注意，受控车辆的整体横向运动控制的可控范围指能够基于每个受控对象的可控范围、应用信息以及车辆信息从可控范围计算机5输出的至少一个受控变量的总可控范围。具体地，基于包括在车辆信息当中的受控车辆的当前状况等，来限制每个受控对象的可控范围，并且各受控对象的受限可控范围之和允许计算受控车辆的整体横向运动控制的可控范围。作为基于受控车辆的当前状况的限制，可以采用基于小数值摩擦系数(μ)的限制。
具体地，当受控车辆行驶的路面的摩擦系数(μ)的数值小时，如果根据每个受控对象的未受限可控范围执行横向运动控制，则受控车辆的性能可能不稳定。例如，受控车辆可能滑移。为了防止受控车辆的性能不稳定，基于路面μ的值来限制每个受控对象的可控范围允许计算受控车辆的整体横向运动控制的可控范围。
参数变换器6用于将至少一个控制参数(受控变量和该受控变量的变化)的应用请求值变换为适于控制受控对象的至少一个物理替代控制参数的应用请求值。如果该至少一个控制参数本身(physically)适于控制该受控对象，则可以省略该变换处理。
例如，在该实施例中，横摆角速度γ(req)和横摆角速度的变化dγ/dt(req)被用作适于控制受控对象的受控变量和该受控变量的变化。因此，如果目标值产生器2c计算横摆角速度γ(req)和横摆角速度的变化dγ/dt(req)的应用请求值，则省略该变换处理。如果目标值产生器2c计算横向加速度Gy(req)和横向加速度的变化dGy/dt(req)的应用请求值和车体滑移角β(req)和车体滑移角的变化dβ/dt(req)的应用请求值，则基于下面的等式[1]将它们变换为横摆角速度γ(req)和横摆角速度的变化dγ/dt(req)的应用请求值：
γ(req)＝Gy(req)/Vx-dβ/dt(req)  [1]
其中γ(req)表示横摆角速度γ的变换值，而Vx表示当前车速。
横摆角速度控制器7用于选择至少一个受控对象，作为用于控制受控车辆的横向运动的至少一个适当受控对象，并计算该至少一个所选受控对象的至少一个控制参数(受控变量和该受控变量的变化)的至少一个最终请求值。具体地，横摆角速度控制器7用于选择至少一个受控对象作为最优受控对象，该最优受控对象根据从参数变换器6或者目标值产生器2c提供的至少一个控制参数(受控变量和该受控变量的变化)的应用请求值以及根据从可控范围计算机5提供的可控范围信息，来控制受控车辆的横向运动。
横摆角速度控制器7还用于计算至少一个所选受控对象中的至少一个控制参数的前馈请求值。横摆角速度控制器7还用于计算至少一个所选受控对象中的至少一个控制参数的反馈请求值。
此外，横摆角速度控制器7用于：基于至少一个所选受控对象中的相应至少一个控制参数的前馈请求值和至少一个所选受控对象中的相应至少一个控制参数的反馈请求值，来计算至少一个控制参数的最终请求值。例如，横摆角速度控制器7用于将至少一个所选受控对象中的相应至少一个控制参数的前馈请求值和至少一个所选受控对象中的相应至少一个控制参数的反馈请求值相加，从而计算至少一个受控对象中的至少一个控制参数的最终请求值。例如，横摆角速度控制器7用于：在比如保持车道应用的相应至少一个应用被例如控制请求器1启动时，每当发生控制请求(应用请求)，就选择至少一个受控对象，并计算至少一个受控对象中的至少一个控制参数的最终请求值。
在该实施例中，横摆角速度控制器7根据可控范围信息选择至少一个受控对象用于前馈控制；该用于前馈控制的至少一个受控对象可以输出满足至少一个控制参数的前馈(F/F)请求值的至少一个控制参数(受控变量和该受控变量的变化)。类似地，横摆角速度控制器7根据可控范围信息选择至少一个受控对象用于反馈控制；该用于反馈控制的至少一个受控对象可以输出满足至少一个控制参数的反馈(F/B)请求值的至少一个控制参数(受控变量和该受控变量的变化)。
横摆角速度控制器7选择的用于前馈控制的一个或者多个受控对象可以与横摆角速度控制器7选择的用于反馈控制的一个或者多个受控对象相同，也可以不同。
在该实施例中，横摆角速度控制器7基于从可控范围计算机5提供的可控范围信息，来计算至少一个所选受控对象的至少一个模拟值。
具体地，当横摆角速度控制器7在多个受控对象中选择受控对象时，确定对所选受控对象分配的至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)。例如，如果受控对象选择器61以随后描述的方法选择两个受控对象，则产生该至少一个控制参数(受控变量和/或对应的受控变量的变化)的上限，来作为对首先选中的第一受控对象中的至少一个控制参数分配的局部应用请求值。如果该至少一个控制参数的上限不完全满足该应用请求值，则作为对接下来选中的第二受控对象中的至少一个控制参数分配的局部应用请求值产生不足。
应注意，对所选受控对象中的至少一个控制参数分配的局部应用请求值与所选受控对象中实际可以产生的模拟值不同。由于这一原因，在横摆角速度控制器7内存储先前准备的指示如下两者之间的关系的数据：每个受控对象中的至少一个控制参数的应用请求值的变量与对应的一个受控对象中的对应的至少一个控制参数的模拟值的变量。这样，横摆角速度控制器7获得与该至少一个控制参数的局部应用请求值对应的至少一个所选受控对象中的至少一个控制参数的模拟值。
这样，横摆角速度控制器7基于至少一个所选受控对象中的至少一个控制参数的模拟值与局部应用请求值之间的差，来计算用于反馈控制的至少一个所选受控对象中的至少一个控制参数的前馈请求值。横摆角速度控制器7可以采用计算前馈请求值的各种已知方法之一。
在该实施例中，该至少一个控制参数包括横摆角速度γ(横摆角速度γ的绝对量)。作为所选受控对象的前轮转向的横摆角速度γ的前馈请求值将被表示为前轮转向的第一F/F请求值，作为所选受控对象的后轮转向的横摆角速度γ的前馈请求值将被表示为后轮转向的第二F/F请求值，以及作为所选受控对象的制动的横摆角速度γ的前馈请求值将被表示为制动的第三F/F请求值。
此外，横摆角速度控制器7基于从模拟值计算机62获得的所选受控对象的至少一个控制参数(横摆角速度)的模拟值的和与传感器单元3测量的实际横摆角速度之间的差值，来计算该至少一个控制参数的总反馈请求值。横摆角速度控制器7对该至少一个所选受控对象分配该总反馈请求值，从而计算该至少一个所选受控对象的局部反馈请求值。该至少一个所选受控对象的局部反馈请求值被从横摆角速度控制器7输出给各管理器9至11。横摆角速度控制器7可以采用计算总反馈请求值的各种已知方法之一。
结果，计算出该至少一个所选受控对象中的至少一个控制参数的F/F请求值和F/B请求值。因此，横摆角速度控制器7计算至少一个所选受控对象中的至少一个控制参数的F/F请求值和F/B请求值之和，作为该至少一个所选受控对象中的至少一个控制参数的最终请求值。
在该实施例中，该至少一个控制参数包括横摆角速度γ(横摆角速度γ的绝对量)。作为所选受控对象的前轮转向的横摆角速度γ的前馈请求值被表示为前轮转向的第一F/F请求值，作为所选受控对象的后轮转向时的横摆角速度γ的前馈请求值被表示为后轮转向的第二F/F请求值，以及作为所选受控对象的制动的横摆角速度γ的前馈请求值被表示为制动的第三F/F请求值。
类似地，在该实施例中，作为所选受控对象的前轮转向的横摆角速度γ的局部反馈请求值被表示为前轮转向的第一F/B请求值，作为所选受控对象的后轮转向的横摆角速度γ的局部反馈请求值被表示为后轮转向的第二F/B请求值，以及作为所选受控对象的制动的横摆角速度γ的局部反馈请求值被表示为制动的第三F/B请求值。
至少一个所选受控对象的横摆角速度的最终请求值表示在控制该至少一个所选受控对象时需要产生的横摆角速度γ的值。例如，至少一个所选受控对象的横摆角速度的最终请求值可以通过计算至少一个所选受控对象的横摆角速度γ的F/F请求值和横摆角速度γ的F/B请求值之和获得。
具体地，第一F/F请求值与第一F/B请求值之和获得前轮转向的横摆角速度的第一最终请求值，而第二F/F请求值与第二F/B请求值之和获得后轮转向的横摆角速度的第二最终请求值。此外，第三F/F请求值与第三F/B请求值之和获得制动的横摆角速度的第三最终请求值。至少一个所选受控对象的横摆角速度的最终请求值被传送给相应管理器。
比较器8用于将从目标值产生器2c或者参数变换器6提供的至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)与从可控范围计算机5提供的相应至少一个控制参数的可控范围进行比较，从而获得该至少一个控制参数的应用请求值在相应至少一个控制参数的可控范围内出现的位置。然后，比较器8用于：将指示是否执行受控车辆的横向运动控制的控制信号发送给横摆角速度控制器7；并将指示如何执行受控车辆的横向运动控制(更具体地，是启动还是停止执行受控车辆的横向运动控制)的信息发送给应用A1至An中的每个应用和通知装置20。
如上所述，可控范围计算机5被配置为计算所有受控对象的总可控范围和受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围。所有受控对象的总可控范围和受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围的示例在图2中被示为可控范围A和可控范围B，而所有受控对象的总可控范围和受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围之间的关系的示例被示于图3中。
具体地，因为可控范围计算机5获得的所有受控对象的总可控范围不受受控车辆的当前状况等的限制，所以所有受控对象的总可控范围被定义为所有受控对象要实现的性能限制。由于该原因，所有受控对象的总可控范围表示对在完全不考虑受控车辆的稳定性的情况下获得的受控车辆的横向运动的限制。
另一方面，因为受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围是受控车辆的当前状况等限制的各受控对象的可控范围之和，所以受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围表示受控车辆横向运动的范围；确保位于该范围内的受控车辆稳定行驶。
由于这些原因，如图2和3中所示，作为所有受控对象的总可控范围的可控范围A宽于作为受控车辆的总横向运动控制的最终可控范围的可控范围B。因此，可控范围A和B提供以下第一区域、第二区域和第三区域(1)、(2)和(3)。具体地，可控范围B内的第一区域(1)表示确保受控车辆在其中稳定行驶的区域；超出可控范围B而位于可控范围A内的第二区域(2)表示由所有受控对象实现的受控车辆的横向运动的性能限制，不确保受控车辆在其中稳定行驶。超出可控范围A的第三区域(3)表示在其中无法控制受控车辆的性能和稳定性的区域。
因此，比较器8被配置为将至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)与可控范围A和B中的每个进行比较，并且确定至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)是位于第一区域(1)内、还是超出第一区域(1)而位于第二区域(2)内，还是超出第三区域(3)。比较器8还被配置为将指示根据比较结果是否执行受控车辆的横向运动控制的控制信号发送给横摆角速度控制器7。
比较器8还被配置为以将指示根据比较结果如何执行受控车辆的横向运动控制(更具体而言，根据比较结果是启动还是禁止执行受控车辆的横向运动控制)的信息发送给应用A1至An中的每个和通知装置20。比较器8的这些配置允许应用A1至An根据如何执行受控车辆的横向运动控制来产生控制信号，并允许通知装置20将如何执行受控车辆的横向运动控制通知驾驶员。
图4是示意性地示出以表格形式指示第一至第三区域(1)至(3)中的每个和相应控制信号的描述的多个信息。
参照图4，如果至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)在第一区域(1)内，则该情况(图4中的第一情况)指受控对象中的每个和受控车辆被稳定控制。在这种情况下，比较器8将执行受控车辆的横向运动控制的控制信号发送到横摆角速度控制器7。响应于执行受控车辆的横向运动控制的控制信号，横摆角速度控制器7将横摆角速度的最终请求值发送到对应于至少一个所选受控对象的管理器9至11至少之一，这样，通过管理器9至11至少之一和相应的ECU和ACT，实现至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)。
与将控制信号发送到横摆角速度控制器7同步，比较器8将表示正常执行受控车辆的横向运动控制的信息发送到应用A1至An中的每个。该基于该可控范围信息的信息使应用A1至An中的每个基于可控范围信息正常计算实现相应目标轨迹所需的至少一个控制参数的值。该信息还使通知装置20可视地和/或可听地输出表示正常执行受控车辆的横向运动控制的信息，也可以不可视地和/或不可听地输出与异常控制和/或与禁止执行横向运动控制有关的信息。
此外，参照图4，如果至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)在第二区域(2)内，则该情况(图4中的第二情况)指可以控制受控对象中的每个性能，但是受控车辆的性能可能变得不稳定，因为例如在路面上自旋。在这种情况下，比较器8将执行受控车辆的横向运动控制的控制信号发送到横摆角速度控制器7。响应于执行受控车辆的横向运动控制的控制信号，横摆角速度控制器7将横摆角速度的最终请求值发送到对应于至少一个所选受控对象的管理器9至11至少之一，这样，通过管理器9至11至少之一和相应ECU和ACT，实现至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)。
与将控制信号发送到横摆角速度控制器7同步，比较器8将表示谨慎执行受控车辆的横向运动控制的信息发送到应用A1至An中的每个和通知装置20。假定谨慎执行受控车辆的横向运动控制，则该信息基于该可控范围信息，使应用A1至An中的每个基于可控范围信息计算实现相应目标轨迹所需的至少一个控制参数的值。该信息还使通知装置20可视地和/或可听地输出表示谨慎执行受控车辆的横向运动控制的信息。如果谨慎执行受控车辆的横向运动控制，则目标轨迹产生器2a1至2an中的每个都可以产生与正常执行受控车辆的横向运动控制时计算的相同的相应目标轨迹，也可以改变如何基于其描述计算相应目标轨迹。例如，如果诸如紧急避险应用的应用将紧急性置于较高优先级，则该应用被编程为不将稳定性，而将避免与障碍物发生碰撞置于较高优先级。另一方面，如果诸如保持车道应用的应用将舒适性置于较高优先级，则该应用不需要在降低稳定性的情况下执行横向运动控制。因此，这种应用或者相应目标轨迹产生器可以用于防止相应谨慎横向运动控制。
此外，参照图4，如果至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)在第三区域(3)内，则该情况(图4中的第三情况)指不能基于相应目标轨迹控制每个受控对象，因为其性能限制和/或包括例如摩擦系数(μ)的数值小的受控车辆的当前状况，或者指受控车辆的性能变得不稳定，因为例如在路面上自旋。在这种情况下，比较器8将禁止受控车辆的横向运动控制的控制信号发送到横摆角速度控制器7，这样使横摆角速度控制器7不能将横摆角速度的最终请求值发送到对应于至少一个所选受控对象的管理器9至11至少之一。
与将控制信号发送到横摆角速度控制器7同步，比较器8将表示禁止受控车辆的横向运动控制的信息发送到应用A1至An中的每个和通知装置20。该信息不使应用A1至An中的每个计算实现相应目标轨迹所需的至少一个控制参数的值(或者不使相应目标轨迹产生器计算相应目标轨迹)。该信息还使通知装置20可视地和/或可听地输出表示禁止受控车辆的横向运动控制的信息。
作为禁止受控车辆的横向运动控制的方法，比较器8将使横摆角速度控制器7以跛行回家模式工作，从而关闭到每个管理器的控制信号的控制信号发送到横摆角速度控制器7，此后，防止将控制信号发送到每个管理器。
作为禁止受控车辆的横向运动控制的方法，如果在每个应用的当前控制周期内，确定至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)在第三区域(3)内，在比较器8将相应应用的向前控制周期内使用的至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)与可控范围A和B中的每个重复进行比较。如果确定相同的比较结果持续预设时间或者更长时间，则比较器8将使横摆角速度控制器7以跛行回家模式工作从而关闭将控制信号送到每个管理器的控制信号发送到横摆角速度控制器7，此后，防止将控制信号发送到每个管理器。
如上所述，表示是否执行横向运动控制的控制信号被发送到横摆角速度控制器7。因此，如果控制信号表示执行受控车辆的横向运动控制，则横摆角速度控制器7将横摆角速度的最终请求值发送到对应于至少一个所选受控对象的至少一个管理器9至11。然而，如果该控制信号表示禁止受控车辆的横向运动控制，则横摆角速度控制器7阻止将横摆角速度的最终请求值发送到对应于至少一个所选受控对象的至少一个管理器9至11。
管理器9至11中的每个适用于：当输入对应的受控对象的执行指令和横摆角速度的最终请求值时，将横摆角速度的最终请求值变换为预定控制变量的命令物理值，并且将该预定控制变量的命令物理值提供给ECU12至15中的对应一个ECU。
具体而言，当输入执行指令和横摆角速度的第一最终请求值时，前轮转向管理器9将该横摆角速度的第一最终请求值变换为前轮的转向角的命令值，并将该前轮的转向角的命令值提供给相应的ECU12和ECU13。
当输入执行指令和横摆角速度的第二最终请求值时，后轮转向管理器10将该横摆角速度的第二最终请求值变换为后轮的转向角的命令值，并将该后轮的转向角的命令值提供给ECU14。
当输入执行指令和横摆角速度的第三最终请求值时，制动管理器11将该横摆角速度的第三最终请求值变换为用于每个车轮的附加转矩的命令值，并将该用于每个车轮的附加转矩的命令值提供给ECU15。
在该实施例中，作为ACT16至19，采用：电控助力转向ACT(EPSACT)16，即马达；可变齿轮比转向ACT(VGRS ACT)17；主动后轮转向ACT(ARS ACT)18；以及电子稳定性控制ACT(ESC ACT)19。EPS ACT16运行以控制前轮的转向角，而VGRS ACT17也运行以控制前轮的转向角。ARS ACT18运行以控制后轮的转向角，而ESC ACT19运行以使各轮制动，从而使受控车辆保持受控。
如上所述，前轮的转向角被EPS ACT16和VGRS ACT17中的至少一个控制。即，共同受控对象被对应的不同ACT控制。因此，用于管理不同ACT的管理器适用于仲裁激活不同ACT中的哪个ACT和/或如何分配对应的横摆角速度的最终请求值给不同ACT。
例如，与用于控制前轮转向角的EPS ACT16和VGRS ACT17对应的管理器9适用于仲裁激活EPS ACT16和VGRS ACT17中的哪个和/或如何分配横摆角速度的第一最终请求值给EPS ACT16和VGRS ACT17。此后，管理器9适用于基于仲裁结果将横摆角速度的第一最终请求值的至少一部分提供给与EPS ACT16和VGRS ACT17对应的ECU12和13中的每个。
ECU12至15的每一个用于将指令输出到相应的ACT，以指示相应的ACT实现横摆角速度的相应的最终请求值。具体地，ECU12和13的至少一个用于控制EPS ACT16和VGRS ACT17的至少一个，从而实现前轮转向角的命令值。ECU14用于控制ARS ACT18，从而实现后轮转向角的命令值。ECU15适用于控制ESC ACT19，从而实现用于每个轮子的命令附加转矩。
ECU12至15的每一个用于基于ACT16至19的运行状况，掌握ACT16至19中每一个的可控范围，并且将ACT16至19中每一个的可控范围传送到可控范围计算机5。如上所述，ACT16至19的可控范围包括前轮转向可控范围、后轮转向可控范围以及制动可控范围。
前轮转向可控范围表示EPS ACT16和VGRS ACT17要控制的前轮的转向角的可控范围。后轮转向可控范围表示ARS ACT18要控制的后轮的转向角的可控范围。制动可控范围表示ESC ACT19要控制的每个轮子的附加转矩的可控范围。
具体而言，前轮转向可控范围包括每个前轮的转向角的绝对量的可控范围和每个前轮的转向角的角速度的可控范围；每个前轮的转向角的角速度表示相应前轮的转向角的变化，并且代表了相应前轮的转向角的响应度。
类似地，后轮转向可控范围包括每个后轮的转向角的绝对量的可控范围和每个后轮的转向角的角速度的可控范围；每个后轮的转向角的角速度表示相应后轮的转向角的变化，并且代表了相应后轮的转向角的响应度。
此外，制动可控范围包括前轴和后轴中每一个的转矩的绝对量的可控范围以及前轴和后轴中每一个的转矩的变化的可控范围。前轴和后轴中每一个的转矩的变化代表前轴和后轴中相应者的制动的响应度。
如上所述构造了根据该实施例的横向运动控制系统1。
具体地，如果基于相应应用提供的控制请求实现受控车辆的目标轨迹所需的至少一个控制参数从控制请求器2输入给横向运动控制系统1的控制平台CP，则控制平台CP被配置为基于至少一个控制参数的相应一个或者多个应用请求值(总目标值)，最优地控制一个或者多个受控对象。这样基于受控车辆的目标轨迹保证受控车辆的性能，而无需每个应用连接到相应至少一个受控对象。因此，即使将新应用添加安装在控制请求器2，或者从先前安装在控制请求器2内的应用中删除应用，通过改变平台CP的控制逻辑，也允许添加或者删除，而无需改变受控对象的控制逻辑。类似地，即使至少一个受控对象被改变，通过改变平台CP的控制逻辑，也允许改变至少一个受控对象，而无需改变每个应用的控制逻辑。
因此，即使应用被添加到横向运动控制系统1内或者从横向运动控制系统1删除，或者安装在横向运动控制系统1内的受控对象被改变，根据该实施例的横向运动控制系统1的配置仍实现减小对用户和/或工作人员产生的负担的优点。
横向运动控制系统1的控制平台CP被配置为协同控制受控对象，从而实现受控车辆的大范围横向运动。例如，横向运动控制系统1的控制平台CP可以执行结合了前轮转向和制动的协同控制，从而产生其值比仅执行前轮转向控制时产生的横摆角速度的值大的横摆角速度。
横向运动控制系统1被配置为使得比较器8将目标值产生器2c或者参数变换器6提供的至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)与可控范围计算机5提供的相应至少一个控制参数的可控范围进行比较，从而确定是否执行受控车辆的横向运动控制。即，当因为下列因素至少之一：由于至少一个应用和/或控制平台CP上的软件故障引起的运行错误；ACT16至19至少之一的异常；以及诸如路面μ的迅速变化的受控车辆的当前状况迅速变化，导致至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)超出可控范围计算机5提供的相应至少一个控制参数的可控范围时，可以禁止受控车辆的横向运动控制。从而，可以防止因为至少一个因素导致的受控车辆的异常宽工况。
特别地，横向运动控制系统1被配置为使得可控范围计算机5将可控范围信息(相应至少一个控制参数的控制范围)发送到应用A1至An中的每个，并且应用A1至An中的每个分别基于该可控范围信息输出横向运动控制的请求。该配置使比较器8将目标值产生器2c或者参数变换器6提供的至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)与可控范围计算机5提供的相应至少一个控制参数的可控范围进行比较，使得可以基于相应至少一个控制参数的可控范围，确定相应至少一个控制参数的可控范围是否与每个应用的响应匹配。
例如，参照图1，如果应用基于可控范围计算机5提供的其当前控制周期T内的可控范围信息输出，则应用输出下一个控制周期T+1期间的横向运动控制请求，比较器8被配置为将至少一个控制参数的可控范围与在下一个控制周期T+1由该应用产生的相应至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)进行比较。该配置使在每个应用的当前控制周期T期间获得的至少一个控制参数的可控范围与在下一个控制周期T+1期间由相应应用产生的相应至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)匹配。
此外，横向运动控制系统1可以被配置为使得可控范围计算机5将每个应用的当前控制周期T期间的可控范围信息和每个应用的下一个控制周期T+1期间的可控范围信息发送到比较器8。该配置使得可以执行受控车辆的横向运动控制，以适应受控车辆的常变状况。
具体地，如果应用的控制周期相对较长，以致在该应用的当前控制周期内，受控车辆的状况变化非常大，则基于当前控制周期期间送到该应用的可控范围信息执行横向运动控制是不优选的。例如，在受控车辆的轮胎与受控车辆快速行驶在其上的路面之间的摩擦系数(μ)从大数值变更为小数值的情况下，在应用的当前控制周期T期间，如果基于可控范围信息执行横向运动控制，则受控车辆可能打滑。
因此，即使比较器8确定在该应用的当前控制周期T获得的至少一个控制参数的可控范围与该应用在下一个控制周期T+1产生的相应至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)匹配，当基于该应用产生的相应至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)确定在例如安全性和舒适性方面比其执行要好而禁止横向运动控制时，比较器8仍可以被配置为禁止受控车辆的横向运动控制。这使得可以执行横向运动控制，以适应受控车辆的状况的变化。
接着，下面将描述本公开的第一应用示例。在该第一应用示例中，作为第一应用A1，采用保持车道应用。
图5示意性地示出了基于本公开的第一应用示例的横向运动控制系统1的总体结构的示例。参照图5，受控车辆前面的图像从照相机输入第一应用A1(目标轨迹产生器2a1)。目标轨迹产生器2a1基于捕获的图像，识别形成在受控车辆行驶在其上的道路的车道两侧上的车道标志，并且产生(计算)使受控车辆在行驶在车道上的同时保持在车道内所要求的受控车辆的目标轨迹。
然后，目标轨迹产生器2a1基于可控范围信息计算实现目标轨迹所需的横向加速度的请求值Gy(req)和横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)，并且将横向加速度的请求值Gy(req)和横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)输出给目标轨迹仲裁器2b。
类似地，横向加速度的请求值Gy(req)和横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)从另一个应用输入给目标轨迹仲裁器2b。在目标轨迹仲裁器2b在横向加速度请求值Gy(req)和横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)之间确定了归属(attribution)后，归属结果被传送给目标值产生器2c，并且被目标值产生器2c按照横摆角速度变换。因此，横摆角速度的正/负请求值γ(req)和横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)作为至少一个控制参数的应用请求值从目标值产生器2c输出。
因为横摆角速度控制器7被配置为按照横摆角速度处理物理值，所以横摆角速度的请求值γ(req)和横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)被输入横摆角速度控制器7，而无需通过参数变换器6。横摆角速度控制器7选择对应于横摆角速度的请求值γ(req)和横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)的至少一个受控对象，以使横摆角速度控制器7计算至少一个所选受控对象的横摆角速度的最终请求值，并将它输出给至少一个所选受控对象。如果前轮转向、后轮转向和制动全部被选为至少一个受控对象，则前轮转向、后轮转向和制动中每个的横摆角速度的最终请求值都被输入给管理器9至11中的相应管理器。
前轮转向、后轮转向和制动中每个的横摆角速度的最终请求值被管理器9至11中的相应管理器变换为预定控制变量的命令物理值，并且该预定控制变量的命令物理值从管理器9至11中的每个送到ECU12至15中的相应ECU。ECU12至15中的每个基于预定控制变量的相应命令物理值驱动ACT16至19中的相应ACT，从而基于包括保持车道应用A1的应用A1至An的请求，执行受控车辆的横向运动控制。
每个受控对象、即ACT16至19中的每个的可控范围被送到可控范围计算机5。具体地，ACT16至19使用的至少一个受控变量的上限和ACT16至19使用的至少一个受控变量的响应性(比率)的上限被送到可控范围计算机5。ACT16至19使用的至少一个受控变量的上限和ACT16至19使用的至少一个受控变量的响应性(比率)的上限被可控范围计算机5按照横摆角速度变换为每个受控对象的横摆角速度的可控范围γ(ava)和横摆角速度γ的变化的可控范围dγ/dt(ava)。然后，每个受控对象的横摆角速度的可控范围γ(ava)和横摆角速度γ的变化的可控范围dγ/dt(ava)被送到可控范围计算机5。
在可控范围计算机5中，可控范围计算机5基于受控车辆的当前状况，限制每个受控对象的横摆角速度的可控范围γ(ava)和横摆角速度γ的变化的可控范围dγ/dt(ava)，以获得每个受控对象的横摆角速度γ的最终可控范围和横摆角速度γ的变化的最终可控范围。
基于每个受控对象的横摆角速度的可控范围γ(ava)和横摆角速度γ的变化的可控范围dγ/dt(ava)，计算所有受控对象的横摆角速度的总可控范围γ(ava1)和横摆角速度γ的变化的总可控范围dγ/dt(ava1)。受控车辆的当前状况不限制所有受控对象的横摆角速度的总可控范围γ(ava)和横摆角速度γ的变化的总可控范围dγ/dt(ava)。基于每个受控对象的横摆角速度γ的最终可控范围和横摆角速度γ的变化的最终可控范围，计算受控车辆的总横向运动控制的横摆角速度的最终可控范围γ(ava2)和横摆角速度γ的变化的最终可控范围dγ/dt(ava2)。
所有受控对象的横摆角速度的总可控范围(A)γ(ava1)和横摆角速度γ的变化的总可控范围(A)dγ/dt(ava1)以及受控车辆的总横向运动控制的横摆角速度的最终可控范围(B)γ(ava2)和横摆角速度的变化的最终可控范围(B)dγ/dt(ava2)被作为可控范围信息传送给比较器8。
响应于该可控范围信息，每个应用被编程为输出控制请求，而目标值产生器2c输出与该可控范围信息匹配的横摆角速度的请求值γ(req)和横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)。因为该原因，将横摆角速度的请求值γ(req)分别与横摆角速度的总可控范围Aγ(ava1)和横摆角速度的最终可控范围Bγ(ava2)进行比较，并且将横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)分别与横摆角速度γ的变化的总可控范围A dγ/dt(ava1)和横摆角速度的变化的最终可控范围B dγ/dt(ava2)进行比较。
该比较确定横摆角速度的请求值γ(req)是否在由横摆角速度的总可控范围Aγ(ava1)和横摆角速度的最终可控范围Bγ(ava2)限定的第一至第三区域(1)至(3)之一内(参见图2和3)，并且确定横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)是否在由横摆角速度γ的变化的总可控范围A dγ/dt(ava1)和横摆角速度的变化的最终可控范围B dγ/dt(ava2)限定的第一至第三区域(1)至(3)之一内(参见图2和3)。
这使得可以将表示基于比较结果是否执行受控车辆的横向运动控制的控制信号发送到横摆角速度控制器7，并且可以将表示如何执行受控车辆的横向运动控制的信息发送到应用A1至An中的每个以及通知装置20。
接着，下面将描述本公开的第二应用示例。在该第二应用示例中，作为第一应用An，采用防止偏离车道应用。
图6示意性地示出了基于本公开的第二应用示例的横向运动控制系统1的总体结构的示例。参照图6，受控车辆前面的图像从照相机输入第n应用An(目标轨迹产生器2an)。目标轨迹产生器2an基于捕获的图像，识别形成在受控车辆行驶在其上的道路的车道两侧上的车道标志，为驾驶员产生用于防止驾驶员偏离所识别的车道标志的报警信号，并且产生(计算)防止受控车辆偏离所识别的车道标志所需的受控车辆的目标轨迹。
然后，目标轨迹产生器2an基于可控范围信息计算实现目标轨迹所需的横摆角速度的请求值γ(req)和横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)，并且将该横摆角速度的请求值γ(req)和横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)输出给目标轨迹仲裁器2b。
类似地，横摆角速度的请求值γ(req)和横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)从另一个应用输入给目标轨迹仲裁器2b。在目标轨迹仲裁器2b在横摆角速度的请求值γ(req)和横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)之间确定了归属后，归属结果被传送给目标值产生器2c，并且被目标值产生器2c按照横向加速度变换。因此，横向加速度的正/负请求值Gy(req)和横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)作为至少一个控制参数的应用请求值从目标值产生器2c输出。
因为横摆角速度控制器7被配置为按照横摆角速度处理物理值，所以横向加速度的请求值Gy(req)和横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)被参数变换器6变换为按照横摆角速度的物理值。
例如，假定等式[1]中的项β(req)和dβ/dt(req)是0，则基于等式“γ(req)＝Gy(req)/Vx”，横向加速度的请求值Gy(req)和横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)被变换为横摆角速度的请求值γ(req)和横摆角速度的变化的请求值dγ/dt(req)。变换结果被输入给横摆角速度控制器7。
此后，横摆角速度控制器7选择对应于横向加速度的请求值Gy(req)和横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)的至少一个受控对象，以使横摆角速度控制器7计算该至少一个所选受控对象的横摆角速度的最终请求值，并将它输出给至少一个所选受控对象。如果前轮转向、后轮转向和制动全部被选为至少一个受控对象，则前轮转向、后轮转向和制动中每个的横摆角速度的最终请求值都被输入给管理器9至11中的相应管理器。前轮转向、后轮转向和制动中每个的横摆角速度的最终请求值被管理器9至11中的相应管理器变换为预定控制变量的命令物理值，并且该预定控制变量的命令物理值从管理器9至11中的每个送到ECU12至15中的相应ECU。ECU12至15中的每个基于预定控制变量的相应命令物理值驱动ACT16至19中的相应ACT，从而基于包括防止偏离车道应用An的应用A1至An的请求，执行受控车辆的横向运动控制。
每个受控对象、即ACT16至19中的每个的可控范围被送到可控范围计算机5。具体地，ACT16至19使用的至少一个受控变量的上限和ACT16至19使用的至少一个受控变量的响应性(比率)的上限被送到可控范围计算机5。ACT16至19使用的至少一个受控变量的上限和ACT16至19使用的至少一个受控变量的响应性(比率)的上限被可控范围计算机5按照横摆角速度变换为每个受控对象的横向加速度的可控范围Gy(ava)和横向加速度的变化的可控范围dGy/dt(ava)。然后，每个受控对象的横向加速度的可控范围Gy(ava)和横向加速度的变化的可控范围dGy/dt(ava)被送到可控范围计算机5。
在可控范围计算机5中，可控范围计算机5基于受控车辆的当前状况，限制每个受控对象的横向加速度的可控范围Gy(ava)和横向加速度的变化的可控范围dGy/dt(ava)，以获得每个受控对象的横向加速度的最终可控范围Gy(ava)和横向加速度的变化的最终可控范围dGy/dt(ava)。
基于每个受控对象的横向加速度的可控范围Gy(ava)和横向加速度的变化的可控范围dGy/dt(ava)，计算所有受控对象的横向加速度的总可控范围Gy(ava1)和横向加速度的变化的总可控范围dGy/dt(ava1)。受控车辆的当前状况不限制所有受控对象的横向加速度的总可控范围Gy(ava)和横向加速度的变化的总可控范围dGy/dt(ava)。基于每个受控对象的横向加速度的最终可控范围Gy(ava)和横向加速度的变化的最终可控范围dGy/dt(ava)，计算受控车辆的总横向运动控制的横向加速度的最终可控范围Gy(ava2)和横向加速度的变化的最终可控范围dGy/dt(ava2)。
所有受控对象的横向加速度的总可控范围(A)Gy(ava1)和横向加速度的变化的总可控范围(A)dGy/dt(ava1)以及受控车辆的总横向运动控制的横向加速度的最终可控范围(B)Gy(ava2)和横向加速度的变化的最终可控范围(B)dGy/dt(ava2)被作为可控范围信息传送给比较器8。
响应于该可控范围信息，每个应用被编程为输出控制请求，而目标值产生器2c输出与该可控范围信息匹配的横向加速度的请求值Gy(req)和横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)。因为该原因，将横向加速度的请求值Gy(req)分别与横向加速度的总可控范围A Gy(ava1)和横向加速度的最终可控范围B Gy(ava2)进行比较，并且将横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)分别与横向加速度的变化的总可控范围AdGy/dt(ava1)和横向加速度的变化的最终可控范围B dGy/dt(ava2)进行比较。
该比较确定横向加速度的请求值Gy(req)是否在由横向加速度的总可控范围A Gy(ava1)和横向加速度的最终可控范围B Gy(ava2)限定的第一至第三区域(1)至(3)之一内(参见图2和3)，并且确定横向加速度的变化的请求值dGy/dt(req)是否在由横向加速度的变化的总可控范围A dGy/dt(ava1)和横向加速度的变化的最终可控范围B dGy/dt(ava2)限定的第一至第三区域(1)至(3)之一内(参见图2和3)。
这使得可以将表示根据比较结果是否执行受控车辆的横向运动控制的控制信号发送到横摆角速度控制器7，并且可以将表示如何执行受控车辆的横向运动控制的信息发送到应用A1至An中的每个以及通知装置20。
在该实施例及其应用示例中的每个中，描述了执行受控车辆的横向运动控制的横向运动控制系统1作为动态控制受控车辆的示例，但是本公开可以应用于执行纵向运动控制和/或侧倾运动控制的动态控制系统。
具体地，本公开可以应用于设置有布置在用于执行受控车辆的运动控制的每个应用与为了执行受控车辆的运动控制而要被控制的多个受控对象之间的控制平台的动态控制系统。在该应用中，横向运动控制系统被配置为使该控制平台基于每个应用的总目标值最优地控制一个或者更多个受控对象。
例如，作为纵向运动控制的受控对象，可以采用制动和驱动功率(引擎输出和/或马达输出)。作为摇晃运动控制的受控对象，可以采用悬架和/或主动稳定杆的输出。在第一至第三实施例的每个中，例如ACT13至16被用来控制受控对象，但是其它ACT可被用来控制受控对象中对应的一个受控对象。例如，制动控制在第一至第三实施例中的每个中是通过ESC-ACT19来执行的，但是其可以通过控制前轴和后轴中的每个的转矩、通过停车制动ACT或者用于控制安装在每个轮子中的轮内马达的制动器来执行。
在该实施例及其应用示例中的每个中，其可控范围将由可控范围计算机5计算的至少一个控制参数在物理上与其应用请求值(总目标值)被输入给比较器8的至少一个控制参数相同。这样使得可以容易地将该至少一个控制参数的应用请求值与相应至少一个控制参数的可控范围进行比较。然而，如果其可控范围将由可控范围计算机5计算的至少一个控制参数在物理上与其应用请求值(总目标值)被输入给比较器8的至少一个控制参数不同，则该至少一个控制参数的可控范围和该至少一个控制参数的应用请求值(总目标值)被变换为该至少一个控制参数的可控范围和同一个控制参数的应用请求值(总目标值)，并且在该至少一个控制参数的可控范围与同一个控制参数的应用请求值(总目标值)之间进行比较。
尽管在此描述了本公开的示例性实施例，但是本公开并不局限于在此描述的实施例，而是包括具有本领域技术人员基于本公开可以想到的修改、省略、组合(例如跨不同实施例的多个方面的组合)、调整和/或变型的任意和全部的实施例。应基于权利要求书中使用的语言在广义上解读权利要求书中的限制，并且这些限制并不局限于在本说明书中或者在进行申请期间描述的示例，且这些示例均应被视为是非排他性的。

Claims (11)

1.一种车辆动态控制平台，被布置在受控对象与应用之间，并被设计为根据来自所述应用的作为控制请求的与车辆的运动有关的第一参数的目标值来控制所述受控对象，所述车辆动态控制平台包括：
可用性获取器，被配置为获得与所述受控对象的第二参数的可控范围对应的可用性，并将所述受控对象的第二参数的可用性输出给所述应用，所述应用被编程为基于所述受控对象的第二参数的可用性输出所述第一参数的目标值；以及
比较器，被配置为当从所述应用输出所述第一参数的目标值时，将所述第一参数的目标值与所述第二参数的可用性进行比较，并基于所述比较的结果来确定是否通过控制所述受控对象来执行对所述车辆的动态控制。
2.根据权利要求1所述的车辆动态控制平台，其中，所述比较器被配置为将指示是否执行对所述车辆的动态控制的所述确定的结果的信息传送给所述应用。
3.根据权利要求1所述的车辆动态控制平台，还包括用于将信息通知所述车辆的驾驶员的通知装置，
其中，所述比较器被配置为将指示是否执行对所述车辆的动态控制的所述确定的结果的信息传送给所述通知装置，并且所述通知装置被配置为接收所述指示是否执行对所述车辆的动态控制的所述确定的结果的信息，并将所述指示是否执行对所述车辆的动态控制的所述确定的结果的信息通知所述驾驶员。
4.根据权利要求1所述的车辆动态控制平台，还包括监视器，所述监视器被配置为监视所述车辆的当前状况，其中，所述可用性获取器被配置为：
接收来自所述监视器的指示所述车辆的当前状况的车辆信息；
基于所述车辆信息，来限制所述受控对象的第二参数的可用性，以产生所述受控对象的第二参数的受限可用性；以及
将所述受控对象的第二参数的可用性作为所述受控对象的第二参数的第一可用性以及将所述受控对象的第二参数的受限可用性作为所述受控对象的第二参数的第二可用性输出给所述比较器。
5.根据权利要求4所述的车辆动态控制平台，其中，所述比较器被配置为：
将所述第一参数的目标值与所述受控对象的第二参数的第一可用性和所述第二参数的第二可用性中的每个进行比较；
确定所述第一参数的目标值是否在第一区域、第二区域和第三区域之一当中，所述第一区域在所述第二参数的第二可用性内，所述第二区域超出所述第二参数的第二可用性、但在所述第二参数的第一可用性内，所述第三区域超出所述第二参数的第一可用性；以及
根据所确定的所述第一区域至所述第三区域中的一个，来确定是否通过控制所述受控对象来执行对所述车辆的动态控制。
6.根据权利要求5所述的车辆动态控制平台，其中，所述比较器被配置为：
如果所述第一参数的目标值在所述第一区域内，则确定通过控制所述受控对象来执行对所述车辆的动态控制；以及
如果所述第一参数的目标值在所述第三区域内，则确定禁止通过控制受控对象来执行对所述车辆的动态控制。
7.根据权利要求6所述的车辆动态控制平台，还包括用于将信息通知所述车辆的驾驶员的通知装置，
其中，所述比较器被配置为谨慎地确定通过控制所述受控对象来执行对所述车辆的动态控制，以及谨慎地发送表示执行对所述车辆的动态控制的信息给所述通知装置。
8.根据权利要求6所述的车辆动态控制平台，其中，所述比较器被配置为：如果位于所述第三区域内的所述第一参数的目标值持续预设时间或者更长，则确定禁止通过控制所述受控对象来执行对所述车辆的动态控制。
9.根据权利要求6所述的车辆动态控制平台，其中，所述比较器被配置为：以跛行回家模式工作，从而禁止通过所述受控对象的对所述车辆的动态控制。
10.根据权利要求1所述的车辆动态控制平台，其中，所述第二参数包括所述受控对象的受控变量和所述受控变量的变化，并且所述可用性获取器被配置为：获取所述受控对象的受控变量的可用性作为第一可用性，获取所述受控对象的受控变量的变化的可用性作为第二可用性，以及将所述受控对象的受控变量的第一可用性和所述受控对象的受控变量的变化的第二可用性输出给所述应用。
11.一种车辆动态控制系统，包括：
权利要求1所述的车辆动态控制平台；
控制请求器，包括权利要求1所述的应用；以及
权利要求1所述的受控对象。
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