CN113753054B - 一种车辆线控底盘控制方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

一种车辆线控底盘控制方法、装置、电子设备及介质 Download PDF

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CN113753054B CN202111116380.1A CN202111116380A CN113753054B CN 113753054 B CN113753054 B CN 113753054B CN 202111116380 A CN202111116380 A CN 202111116380A CN 113753054 B CN113753054 B CN 113753054B
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Abstract

本发明属于汽车底盘控制技术领域，提供了一种车辆线控底盘控制方法、装置、电子设备及介质。本发明的车辆线控底盘控制方法包括：根据横向控制和纵向控制的控制需求，分别获取车辆行驶过程中的横向控制需求信号和纵向控制需求信号；基于横向控制需求信号和纵向控制需求信号，获取线控底盘的协调优化目标控制量；根据目标控制量获取补偿控制量，控制线控底盘执补偿控制量。采用本申请实施例中的技术方案，通过多目标协调控制获取协调优化目标控制量，求解优化的纵横向补偿控制量，执行控制器结合目标控制量和实际控制量，不断跟踪补偿控制，满足目标纵向加速度的同时，在保证车辆平稳控制的基础上，可达到最佳控制效果。

Description

一种车辆线控底盘控制方法、装置、电子设备及介质
技术领域
本发明涉及汽车底盘控制技术领域，具体涉及一种车辆线控底盘控制方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
随着交通环境的复杂，对车辆的安全稳定驾驶也带来挑战。车辆的运营安全关乎民生，安全辅助驾驶的应用，将有效减少交通事故和能源消耗，提高道路通行效率和乘员舒适性。从安全、成本、效率和舒适等角度来看，智能辅助驾驶控制将是市场所需。
然而，辅助驾驶的功能需求不断增多，底盘控制维度增多，控制难度增大，如何实现横纵向控制的协调，使车辆安全、稳定、高效的辅助驾驶是亟待解决的问题。同时，辅助驾驶线控底盘控制部件越来越多，不同厂家的产品控制机理也各不相同，且价格普遍较高，导致辅助驾驶研发成本较高。现有的底盘分布式控制方案未优先处理车辆纵向车速和横摆力矩之间的影响和冲突，虽然有部分控制系统是在上层决策的目标的基础上，在下层修正目标量，达成协调控制的效果，但此方案往往具有延时性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种车辆线控底盘控制方法、装置、电子设备及介质，以解决现有车辆横纵向控制的协调难度大导致驾驶安全稳定性能低以及现有线控底盘研发成本高的问题。
第一方面，本发明提供的一种车辆线控底盘控制方法，包括：
根据横向控制和纵向控制的控制需求，分别获取车辆行驶过程中的横向控制需求信号和纵向控制需求信号；
基于所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号，获取线控底盘的协调优化目标控制量；
根据所述目标控制量获取补偿控制量，控制线控底盘执行所述补偿控制量。
由上述技术方案可知，本发明提供的一种车辆线控底盘控制方法，通过多目标协调控制获取协调优化目标控制量，求解优化的纵横向补偿控制量，执行控制器结合目标控制量和实际控制量，不断跟踪补偿控制，满足目标纵向加速度的同时，在保证车辆平稳控制的基础上，可达到最佳控制效果。
可选地，所述基于所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号，获取线控底盘的目标控制量，包括：
根据所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号，重构综合目标指标；其中，所述综合目标指标包括横向目标指标和纵向目标指标；
将所述综合目标指标输入预测模型中并基于滚动时域优化，获取综合目标指标的极小值，以及所述综合目标指标为极小值时的期望纵向目标加速度以及期望横摆目标力矩、期望质心侧偏角和期望横摆角速度；其中，所述综合目标指标为所述横向目标指标和所述纵向目标指标之和。
可选地，所述根据所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号，重构综合目标指标，包括：
获取车速误差Δv、车距误差Δd和期望纵向目标加速度，并根据所述车速误差Δv、所述车距误差Δd和所述期望纵向目标加速度获取满足第一限制条件的纵向目标指标；
获取车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M，并根据所述车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M获取满足第二限制条件的横向目标指标；
基于所述满足第一限制条件的纵向目标指标和满足第二限制条件的横向目标指标，获取所述综合目标指标。
可选地，所述第一限制条件为
Figure BDA0003275660690000031
其中；Δvmax为最大车速误差，Δdmax为最大车距误差，SVE为驾驶员对车速跟踪误差的敏感度，SDE为驾驶员对车距跟踪误差的敏感度，μmax为车辆轮胎和地面的最大附着系数，g为重力加速度，ay为车辆的横向加速度。
可选地，所述第二限制条件为M≤μmaxmglw/2；其中，m为整车质量，lw为车轮轮距。
可选地，所述根据所述目标控制量获取补偿控制量，控制线控底盘执行所述补偿控制量，包括：
获取实际目标加速度与所述纵向目标加速度的差值为纵向加速度补偿量，控制线控底盘执行纵向加速度补偿量；
根据实际横摆加速度和理想横摆加速度的差值Δe，判断车辆转向状态，并依据车辆转向状态，确定控制车轮；
获取控制车轮所需的附加横摆力矩ΔM，并依据所述附加横摆力矩ΔM计算所述控制车轮的需求制动压力补偿量ΔP。
可选地，所述根据实际横摆加速度和理想横摆加速度的差值Δe，判断车辆转向状态，并依据车辆转向状态，确定控制车轮，包括：
当获取车辆的转向状态为左转，若所述差值Δe为正值，则判定车辆为过多转向，车辆为外侧制动；若所述所述差值Δe为负值，则判定车辆为不足转向，车辆为内侧制动；
当获取车辆的转向状态为右转，若所述差值Δe为正值，则判定车辆为不足转向，车辆为外侧制动；若所述所述差值Δe为负值，则判定车辆为过多转向，车辆为内侧制动；
当获取车辆的转向状态为左转或是右转，若所述差值Δe为0，则判定车辆为中性转向，车辆无需制动。
第二方面，本发明提供的一种车辆线控底盘控制装置，包括：
信号获取模块，用于根据横向控制和纵向控制的控制需求，分别获取车辆行驶过程中的横向控制需求信号和纵向控制需求信号；
计算模块，用于基于所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号获取线控底盘的协调优化控制量；
控制模块，用于根据所述协调优化控制量获取补偿控制量，控制线控底盘执行所述补偿控制量。
可选地，所述计算模块，具体用于：
根据所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号，重构综合目标指标；其中，所述综合目标指标包括横向目标指标和纵向目标指标；
将所述综合目标指标输入预测模型中并基于滚动时域优化，获取综合目标指标的极小值，以及所述综合目标指标为极小值时的期望纵向目标加速度以及期望横摆目标力矩、期望质心侧偏角和期望横摆角速度；其中，所述综合目标指标为所述横向目标指标和所述纵向目标指标之和。
可选地，所述计算模块，具体还用于：
获取车速误差Δv、车距误差Δd和期望纵向目标加速度ax，并根据所述车速误差Δv、所述车距误差Δd和所述期望纵向目标加速度ax获取满足第一限制条件的纵向目标指标；
获取车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M，并根据所述车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M获取满足第二限制条件的横向目标指标；
基于所述满足第一限制条件的纵向目标指标和满足第二限制条件的横向目标指标，获取所述综合目标指标。
可选地，所述计算模块中，所述第一限制条件为
Figure BDA0003275660690000051
其中；Δvmax为最大车速误差，Δdmax为最大车距误差，SVE为驾驶员对车速跟踪误差的敏感度，SDE为驾驶员对车距跟踪误差的敏感度，μmax为车辆轮胎和地面的最大附着系数，g为重力加速度，ay为车辆的横向加速度。
可选地，所述计算模块中，所述第二限制条件为M≤μmaxmglw/2；其中，m为整车质量，lw为车轮轮距。
可选地，所述控制模块，具体用于：
获取实际目标加速度与所述纵向目标加速度的差值为纵向加速度补偿量，控制线控底盘执行纵向加速度补偿量；
根据实际横摆加速度和理想横摆加速度的差值Δe，判断车辆转向状态，并依据车辆转向状态，确定控制车轮；
获取控制车轮所需的附加横摆力矩ΔM，并依据所述附加横摆力矩ΔM计算所述控制车轮的需求制动压力补偿量ΔP。
可选地，所述控制模块，具体还用于：
当获取车辆的转向状态为左转，若所述差值Δe为正值，则判定车辆为过多转向，车辆为外侧制动；若所述所述差值Δe为负值，则判定车辆为不足转向，车辆为内侧制动；
当获取车辆的转向状态为右转，若所述差值Δe为正值，则判定车辆为不足转向，车辆为外侧制动；若所述所述差值Δe为负值，则判定车辆为过多转向，车辆为内侧制动；
当获取车辆的转向状态为左转或是右转，若所述差值Δe为0，则判定车辆为中性转向，车辆无需制动。
第三方面，本发明一实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现上述任一种方法的步骤。
第四方面，本发明一实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时实现上述任一种方法的步骤。
采用上述技术方案，本申请具有如下有益效果：
1)本申请在上层决策阶段即考虑到不同控制维度之间的相互影响，实现线控底盘的集成协同控制。其中通过重构综合目标指标，并基于横向目标指标和纵向目标指标输入预测模型并在线滚动优化，实现横向和纵向的协调优化处理，获得优化后的控制量，并控制线控底盘执行优化后的控制量和实际量的补偿控制量，不断跟踪反馈执行部件的实际控制量，完成准确控制，达到最佳控制效果。
2)本申请集成了电机扭矩、气压制动、转向的控制功能，各驱动电机、制动器、转向机等执行部件无需再配备单独的控制器，通过直接获取针对于线控底盘的补偿量控制线控底盘执行部件，降低线控底盘的研发生产成本，同时提高了底盘控制部件的集成度。
3)本申请在重构综合目标指标过程中，基于可获取的信号，实现对预期控制目标、车辆稳定控制效果，驾驶舒适性等多方面的因素的考虑和优化，通过目标指标实现期望目标控制和稳定控制，同时约束控制指标实现驾驶员的舒适性提高。
4)本申请中选择对车辆横摆力矩控制效果较好的外前轮和内后轮，同时针对商用车气压制动的特点，将需要补偿的横摆力矩转化为气压制动量作用于车轮，此控制方式易于实现，且控制效率高、实时性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1示出了本发明实施例提供的一种车辆线控底盘控制方法的流程图；
图2示出了本发明实施例提供的一种车辆线控底盘控制方法的流程图；
图3示出了本发明实施例提供的一种车辆线控底盘控制方法的流程图；
图4示出了本发明实施例提供的一种车辆线控底盘控制装置的结构框图；
图5示出了本发明实施例提供的电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
对于车辆行驶过程中的控制包括纵向速度跟踪和横向稳定控制，而实际情况中，纵向和横向的控制存在一些矛盾，其中单项目标的强化会导致另一项目标性能的降低，所以为了解决由于单一目标强化造成了纵向和横向控制之间的矛盾，提出了一种车辆线控底盘控制方法，实现车辆对于纵向和横向控制的协调优化控制。
图1示出了本发明实施例提供的一种车辆线控底盘控制方法的流程图。车辆线控底盘控制方法，具体包括：
S101、根据横向控制和纵向控制的控制需求，分别获取车辆行驶过程中的横向控制需求信号和纵向控制需求信号。
具体地，本步骤中，横向控制需求信号和纵向控制需求信号都由传感系统中的一个或多个传感器获取后进行计算得到的。传感器接收到的周边环境信号如前车目标、相对车距等以及自车信号如自车车速、设定目标车速等为影响纵向控制的信号；传感器接收到的周边环境信号如车道线的线形、曲率和位置以及自车信号如横摆角速度、质心偏移角、转向力矩、转向灯信号等为影响横向控制的信号。对于车辆行驶过程中，纵向控制与车辆行驶的速度关联，横向控制与车辆的稳定性关联，依据获取到的车辆行驶过程中的横向控制需求信号和纵向控制需求信号，可保持车辆当前行驶状态，不断通过获取到的信号规划目标行驶状态，使车辆处于稳定行驶。
S102、基于横向控制需求信号和纵向控制需求信号，获取线控底盘的协调优化目标控制量。
在本步骤中，基于横向控制需求信号和纵向控制需求信号，获取用于控制线控底盘达到目标状态值的目标控制量。由于在车辆行驶过程中，横向和纵向控制中的某一单项控制的数值调整，导致另一项控制量出现失衡。在本步骤中，为避免出现上述问题，目标控制量会先进行协调优化出来，可以是通过输入优化模型或是其他优化算法进行优化。通过协调优化，获取到的目标控制量不为单一的横向目标控制量或是纵向目标控制量，应是协调优化后的横向与纵向协调优化目标控制量。
通过获取的横向与纵向的协调优化目标控制量，避免了对单项控制数值调整时存在另一项控制量出现失衡的情况，消除了纵向和横向控制之间的一些矛盾，提高车辆行驶过程中的安全性。
S103、根据协调优化目标控制量获取补偿控制量，控制线控底盘执行补偿控制量。
具体地，在获取到协调优化目标控制量后，基于此获取补偿控制量，补偿控制量为基于协调优化目标控制量与当前行驶状态控制量之间的误差。在获取到补偿控制量后，控制线控底盘的各执行部件依据补偿控制量进行调整，达到目标控制效果。在本步骤中提供的方法对线控底盘的控制不采取额外的复杂控制器，均基于线控底盘的标准零件，省去了对各执行部件控制器的单独设计成本。
可选地，参见图2，步骤S102，具体包括：
S1021、根据横向控制需求信号和纵向控制需求信号，重构综合目标指标；其中，综合目标指标包括横向目标指标和纵向目标指标。
具体地，针对横向控制需求信号和纵向控制需求信号，考虑到直接由传感器采集的影响纵向控制的信号和影响横向控制的信号在目标实现上存在相互影响和制约，为了避免这种相互影响，需对综合目标指标进行重构。横向目标指标的影响因素包括：车速误差Δv、车距误差Δd和期望纵向目标加速度ax，保证车辆相对车距、相对车速区域收敛的同时，更趋于缓制动、缓加速；纵向目标指标的影响因素包括：车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M，保证车辆横摆角速度w、质心侧偏角β收敛的同时，横摆力矩趋于缓和。通过重构综合目标指标，制动、加速和横摆力矩趋于缓和，车辆行驶状态也更稳定。
S1022、将综合目标指标输入预测模型中并基于滚动时域优化，获取综合目标指标的极小值，以及综合目标指标为极小值时的期望纵向目标加速度以及期望横摆目标力矩、期望质心侧偏角和期望横摆角速度；其中，综合目标指标为横向目标指标和纵向目标指标之和。
具体地，考虑横纵向车辆动力学的预测模型，首先基于车间动力学特性，建立纵向跟车子系统动力模型，再引入带饱和区的准线性轮胎模型，以线性变参数思想为基础，建立具有准线性结构的横向动力学子系统模型；最后完成纵横向集成模型，考虑到后续滚动时域优化的数值求解，采用零阶保持法对连续型模型离散化，得到离散动力学模型。基于获取到的离散动力学模型，并利用滚动时域优化对综合目标指标进行处理。实际应用中，基于确定性模型对不确定性问题进行最优控制，可能导致某些性能变差，因此需要引入滚动时域预测控制。采用线性矩阵不等式法(LMI)来改善本申请的鲁棒性。同时，考虑到LMI方法的计算效率较低，本步骤中提出将优化算法中的状态偏差求解问题转化为控制器离线计算，在离线计算结果的基础上，再结合在线的约束优化问题，从而提高本申请实施例的优化效率，保证系统实时性。综合目标指标体现了横纵向协调优化的指标，基于综合目标指标为最小值时，期望纵向目标加速度和横摆目标力矩的值趋向于协同优化下的目标值。
可选地，步骤S1021，具体包括：
获取车速误差Δv、车距误差Δd和期望纵向目标加速度ax，并根据车速误差Δv、车距误差Δd和期望纵向目标加速度ax获取满足第一限制条件的纵向目标指标；
获取车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M，并根据车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M获取满足第二限制条件的横向目标指标；
基于满足第一限制条件的纵向目标指标和满足第二限制条件的横向目标指标，获取综合目标指标。
具体地，纵向目标指标
Figure BDA0003275660690000101
其中，wΔv、wΔd和
Figure BDA0003275660690000102
分别为Δv、Δd和ax对应的权系数；横向目标指标LLa＝wΔwΔw2+wΔβΔβ2+wMM2，其中，wΔw、wΔβ和wM分别为Δw、Δβ和M对应的权系数。另外，为避免获取到的纵向和横向影响自变量过大对综合目标指标存在影响，获取到的纵向目标指标LLo和横向目标指标LLa中的影响自变量数需分别满足第一限制条件和第二限制条件，限制了如车速误差或车距误差过大对综合目标指标造成的影响。
可选地，第一限制条件为
Figure BDA0003275660690000103
其中；Δvmax为最大车速误差，Δdmax为最大车距误差，SVE为驾驶员对车速跟踪误差的敏感度，SDE为驾驶员对车距跟踪误差的敏感度，μmax为车辆轮胎和地面的最大附着系数，g为重力加速度，ay为车辆的横向加速度。
具体地，为限制过大车距误差和车速误差，增加了SVE和SDE作为限制条件
Figure BDA0003275660690000111
SVE和SDE分别为驾驶员对车速和车距跟踪误差的敏感度，SVE和SDE与车辆行驶速度vx为线性相关。同时，为了保证车辆横向力留有一定裕量，对期望纵向目标加速度符合
Figure BDA0003275660690000112
在满足上述第一限制条件的情况下，可实现基于的安全性和稳定性基础上获取与纵向目标指标优化协同的横向目标指标。
可选地，第二限制条件为期望横摆力矩M≤μmaxmglw/2；其中，m为整车质量，lw为车轮轮距。
具体地，期望横摆力矩M主要由四轮纵向力产生，因此为了满足车辆行驶的合理性，规定期望横摆力矩M满足上述条件。
需要说明的是，第一限制条件中对于期望纵向目标加速度的限制以及第二限制条件中对于期望横摆力矩的限制，主要体现驾驶员的跟车舒适性感受，可在一定程度上违反，即输出约束为软约束。因此在求解最优控制量的过程中，由于受约束条件限制而不存在可行解时，可适当放宽条件，保证预测优化后的综合目标指标有解。
可选地，参见图3，步骤S103，具体包括：
S1031、获取实际纵向加速度与期望纵向目标加速度的差值为纵向加速度补偿量，控制线控底盘执行纵向加速度补偿量。
具体地，期望纵向目标加速度为步骤S1022中纵向期望指标，此时综合目标指标为最小值。当综合目标指标为最小值时还需横向期望指标获取的综合目标指标还包括横向期望指标，横向期望指标具体包括期望横摆目标力矩、期望质心侧偏角和期望横摆角速度。在本步骤中，通过传感器获取的实际纵向加速度与期望纵向目标加速度的差值，即为纵向加速度补偿量，控制线控底盘执行，使线控底盘控制纵向的行驶状态。
S1032、根据实际横摆加速度和理想横摆加速度的差值Δe，判断车辆转向状态，并依据车辆转向状态，确定控制车轮。
S1033、获取控制车轮所需的附加横摆力矩ΔM，并依据附加横摆力矩ΔM计算控制车轮的需求制动压力补偿量ΔP。
具体地，由差值Δe的正负可确定车辆的转向状态，并依据车辆的转向状态可确定控制车轮所需的附加横摆力矩ΔM的正负情况，由附加横摆力矩ΔM的正负情况决定制动策略，确定控制补偿的车轮。
进一步地，在确定控制补偿的车轮后，还需获取车轮的补偿量。本实施例是通过制动压力对横向目标指标的缺失量进行补偿。附加横摆力矩ΔM为步骤S1022获取的期望横摆力矩与传感器获取的实际横摆力矩之间的差值，从而根据附加横摆力矩ΔM获取需求制动压力补偿量ΔP。
Figure BDA0003275660690000121
其中，K为控制轮的气压制动力转换系数；d为质心到左侧或者右侧的距离；δ为前轮转角；lf质心到前轴距离。
可选地，步骤S1032，具体包括：
当获取车辆的转向状态为左转，若差值Δe为正值，则判定车辆为过多转向，车辆为外侧制动；若差值Δe为负值，则判定车辆为不足转向，车辆为内侧制动；
当获取车辆的转向状态为右转，若差值Δe为正值，则判定车辆为不足转向，车辆为外侧制动；若差值Δe为负值，则判定车辆为过多转向，车辆为内侧制动；
当获取车辆的转向状态为左转或是右转，若差值Δe为0，则判定车辆为中性转向，车辆无需制动。
在一个可能的实施方式中，默认逆时针横摆角速度和附加横摆力矩ΔM为正值。Δe的计算用于判断车辆的转向状态；横摆力矩ΔM的正负方向根据车辆的转向和转向状态判断得到；车辆的制动策略根据ΔM的正负方向判断得到。本步骤中的具体制动策略参见表1：
表1
Figure BDA0003275660690000122
Figure BDA0003275660690000131
在根据转向状态确定了车辆制动策略后，根据不同车轮产生横摆力矩的力学效果分析，为了能使车辆能够有更好的控制效果，则选用控制效率高的外前轮和内后轮进行控制。需要说明的是，在本实施例中，车辆左转时，右前轮即为外前轮，左后轮则为内后轮；车辆右转时，左前轮即为外前轮，右后轮即为内后轮。关联表1的车辆制动策略，即在车辆制动策略为外侧时，控制车辆外前轮；在车辆制动策略为内侧时，控制车辆内后轮。结合步骤S1033中的获取的控制车轮的需求制动压力补偿量ΔP，对相应的车轮施加需求制动压力补偿量ΔP外前或ΔP内后，用以补偿车辆的横摆力矩。通过针对于不同制动策略，对有更好控制效率的车轮进行选择，可提高控制效率，缩短计算和控制时间，从而增加车辆行驶的安全性。
在一个实施例中，提供了一种车辆线控底盘控制装置30，参见图4，包括：
信号获取模块301，用于根据横向控制和纵向控制的控制需求，分别获取车辆行驶过程中的横向控制需求信号和纵向控制需求信号；
计算模块302，用于基于所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号获取线控底盘的协调优化控制量；
控制模块303，用于根据所述协调优化控制量获取补偿控制量，控制线控底盘执行所述补偿控制量。
可选地，所述计算模块302，具体用于：
根据所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号，重构综合目标指标；其中，所述综合目标指标包括横向目标指标和纵向目标指标；
将所述综合目标指标输入预测模型中并基于滚动时域优化，获取综合目标指标的极小值，以及所述综合目标指标为极小值时的期望纵向目标加速度以及期望横摆目标力矩、期望质心侧偏角和期望横摆角速度；其中，所述综合目标指标为所述横向目标指标和所述纵向目标指标之和。
可选地，所述计算模块302，具体还用于：
获取车速误差Δv、车距误差Δd和期望纵向目标加速度ax，并根据所述车速误差Δv、所述车距误差Δd和所述期望纵向目标加速度ax获取满足第一限制条件的纵向目标指标；
获取车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M，并根据所述车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M获取满足第二限制条件的横向目标指标；
基于所述满足第一限制条件的纵向目标指标和满足第二限制条件的横向目标指标，获取所述综合目标指标。
可选地，所述计算模块302中，所述第一限制条件为
Figure BDA0003275660690000141
其中；Δvmax为最大车速误差，Δdmax为最大车距误差，SVE为驾驶员对车速跟踪误差的敏感度，SDE为驾驶员对车距跟踪误差的敏感度，μmax为车辆轮胎和地面的最大附着系数，g为重力加速度，ay为车辆的横向加速度。
可选地，所述计算模块302中，所述第二限制条件为M≤μmaxmglw/2；其中，m为整车质量，lw为车轮轮距。
可选地，所述控制模块303，具体用于：
获取实际纵向加速度与所述纵向目标加速度的差值为纵向加速度补偿量，控制线控底盘执行纵向加速度补偿量；
根据实际横摆加速度和理想横摆加速度的差值Δe，判断车辆转向状态，并依据车辆转向状态，确定控制车轮；
获取控制车轮所需的附加横摆力矩ΔM，并依据所述附加横摆力矩ΔM计算所述控制车轮的需求制动压力补偿量ΔP。
可选地，所述控制模块303，具体还用于：
当获取车辆的转向状态为左转，若所述差值Δe为正值，则判定车辆为过多转向，车辆为外侧制动；若所述所述差值Δe为负值，则判定车辆为不足转向，车辆为内侧制动；
当获取车辆的转向状态为右转，若所述差值Δe为正值，则判定车辆为不足转向，车辆为外侧制动；若所述所述差值Δe为负值，则判定车辆为过多转向，车辆为内侧制动；
当获取车辆的转向状态为左转或是右转，若所述差值Δe为0，则判定车辆为中性转向，车辆无需制动。
本申请实施例提供的车辆线控底盘控制装置30与上述车辆线控底盘控制方法采用了相同的发明构思，能够取得相同的有益效果，在此不再赘述。
基于与上述车辆线控底盘控制方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种电子设备30，如图5所示，该电子设备40可以包括处理器401和存储器402。
处理器401可以是通用处理器，例如中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器402作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器可以包括至少一种类型的存储介质，例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)、静态随机访问存储器(Static Random Access Memory，SRAM)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，PROM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、带电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器402还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；上述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于：移动存储设备、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(SSD))等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(SSD))等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种车辆线控底盘控制方法，其特征在于，包括：
根据横向控制和纵向控制的控制需求，分别获取车辆行驶过程中的横向控制需求信号和纵向控制需求信号；
基于所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号，获取线控底盘的协调优化目标控制量，包括：
根据所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号，重构综合目标指标；其中，所述综合目标指标包括横向目标指标和纵向目标指标；
将所述综合目标指标输入预测模型中并基于滚动时域优化，获取综合目标指标的极小值，以及所述综合目标指标为极小值时的期望纵向目标加速度以及期望横摆目标力矩、期望质心侧偏角和期望横摆角速度；其中，所述综合目标指标为所述横向目标指标和所述纵向目标指标之和；
根据所述目标控制量获取补偿控制量，控制线控底盘执行所述补偿控制量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号，重构综合目标指标，包括：
获取车速误差Δv、车距误差Δd和期望纵向目标加速度ax，并根据所述车速误差Δv、所述车距误差Δd和所述期望纵向目标加速度ax获取满足第一限制条件的纵向目标指标；
获取车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M，并根据所述车辆横摆角速度误差Δw、质心侧偏角误差Δβ和期望横摆力矩M获取满足第二限制条件的横向目标指标；
基于所述满足第一限制条件的纵向目标指标和满足第二限制条件的横向目标指标，获取所述综合目标指标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一限制条件为
Figure FDA0003933110030000021
其中，Δvmax为最大车速误差，Δdmax为最大车距误差，SVE为驾驶员对车速跟踪误差的敏感度，SDE为驾驶员对车距跟踪误差的敏感度，μmax为车辆轮胎和地面的最大附着系数，g为重力加速度，ay为车辆的横向加速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二限制条件为M≤μmaxmglw/2；其中，m为整车质量，lw为车轮轮距。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标控制量获取补偿控制量，控制线控底盘执行所述补偿控制量，包括：
获取实际目标加速度与所述纵向目标加速度的差值为纵向加速度补偿量，控制线控底盘执行纵向加速度补偿量；
根据实际横摆加速度和理想横摆加速度的差值Δe，判断车辆转向状态，并依据车辆转向状态，确定控制车轮；
获取控制车轮所需的附加横摆力矩ΔM，并依据所述附加横摆力矩ΔM计算所述控制车轮的需求制动压力补偿量ΔP。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据实际横摆加速度和理想横摆加速度的差值Δe，判断车辆转向状态，并依据车辆转向状态，确定控制车轮，包括：
当获取车辆的转向状态为左转，若所述差值Δe为正值，则判定车辆为过多转向，车辆为外侧制动；若所述差值Δe为负值，则判定车辆为不足转向，车辆为内侧制动；
当获取车辆的转向状态为右转，若所述差值Δe为正值，则判定车辆为不足转向，车辆为外侧制动；若所述差值Δe为负值，则判定车辆为过多转向，车辆为内侧制动；
当获取车辆的转向状态为左转或是右转，若所述差值Δe为0，则判定车辆为中性转向，车辆无需制动。
7.一种车辆线控底盘控制装置，其特征在于，包括：
信号获取模块，用于根据横向控制和纵向控制的控制需求，分别获取车辆行驶过程中的横向控制需求信号和纵向控制需求信号；
计算模块，用于基于所述横向控制需求信号和所述纵向控制需求信号获取线控底盘的协调优化控制量；
控制模块，用于根据所述协调优化控制量获取补偿控制量，控制线控底盘执行所述补偿控制量。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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