CN115991240A - 用于管理制动-转向期间的纵向扰动的前馈补偿 - Google Patents

Abstract

用于管理制动‑转向期间的纵向扰动的前馈补偿。多个说明性变型可以包括一种在实现制动‑转向功能的同时控制车辆减速的系统和方法，该系统和方法可以包括在车辆推进扭矩上提供前馈增益，以实现或维持目标纵向加速度并复制不使用制动‑转向的车辆的行为。该系统可以操纵车辆的推进，以管理制动‑转向期间的纵向加速度扰动和速度扰动。

Description

用于管理制动-转向期间的纵向扰动的前馈补偿

技术领域

本公开一般涉及的领域包括转向、制动和推进系统。

背景技术

车辆典型地包括转向系统，所述转向系统包括合并有线控转向技术或制动-转向技术的电子动力转向系统。当施加转向输入时，具有运行的转向系统的车辆可以维持恒定的速度。在制动-转向的场景中，施加制动来使车辆转向会引起车辆减速。该行为对于驾驶员而言可能是不合期望的。

发明内容

多个说明性变型可以包括使用车辆制动器来使车辆转向的系统。在这样的系统中，制动-转向功能可能导致车辆不合期望的减速。一种在实现制动-转向功能的同时控制车辆减速的系统和方法可以包括在车辆推进扭矩上提供前馈增益，以实现或维持目标纵向加速度并复制不使用制动-转向的车辆的行为。

一种在实现制动-转向功能的同时控制车辆速度和加速度的系统和方法，可以包括在车辆推进扭矩上提供动力系扭矩请求，以补偿制动，同时实现或维持目标纵向加速度并复制正常运行的汽车的行为。该系统可以操纵车辆的推进，以管理制动-转向期间的纵向加速度扰动和速度扰动。

根据下文提供的详细描述，本发明范围内的其他说明性变型应当变得显而易见。应当理解的是，详细描述和具体示例虽然公开了本发明的变型，但是仅仅旨在出于说明的目的，并且不旨在限制本发明的范围。

附图说明

从详细描述和附图中，将更充分地理解本发明范围内的变型的选择示例，其中：

图1描绘了用于管理制动-转向期间的纵向扰动的系统和方法的框图的说明性变型；和

图2描绘了用于管理制动-转向期间的纵向扰动的系统和方法的框图的说明性变型。

具体实施方式

以下对变型的描述本质上仅仅是说明性的，并且绝不旨在限制本发明的范围、其应用或用途。

在多个说明性变型中，车辆可以包括转向系统。在这样的情况下，转向系统可以是由驾驶员经由转向接口手动可操作的、由自主转向系统自主可操作的、或者作为自主和手动转向的组合可操作的，其中转向系统被配置为同时接收和解释来自驾驶员、自主转向系统或两者的转向输入。在多个说明性变型中，转向接口可以包括手轮、操纵杆、轨迹球、滑块、油门、按钮、拨动开关、杠杆、触摸屏、鼠标或任何其他已知的用户输入部件。

在多个说明性变型中，车辆可以包括转向系统，所述转向系统包括转向接口和可转向推进系统，分别诸如但不限于方向盘和道路轮。转向系统可以是线控转向类型，其中物理机构不将转向接口的操纵机械地传送到转向推进系统，并且其中转向接口的操纵经由电子设备的通信影响可转向推进系统的相关联的操纵，所述电子设备诸如但不限于传感器、收发器和电激励致动器。根据一些变型，线控转向系统可以包括经由线控转向系统或控制器可操作地彼此通信的至少一个道路轮致动器和至少一个手轮致动器。线控转向系统可以包括与手轮致动器系统可操作地通信的道路轮致动器系统，其中车辆的方向盘或手轮的旋转转化为道路轮致动器系统的致动，使得车辆轮可以转动。

手轮致动器组件可以包括方向盘、手轮致动器（诸如电子马达）和手轮角度传感器。手轮致动器组装件可以被构造和布置成将手轮角度和定位传送到道路轮致动器组装件，道路轮致动器组装件包括被构造和布置成枢转或转动道路轮的至少一个转向致动器。

在多个说明性变型中，车辆可以包括电子制动系统，该电子制动系统被构造和布置成基于驾驶员手轮输入向任意数量的道路轮施加制动压力或制动力以使车辆减速或停止。电子制动系统可以经由至少一个控制器与线控转向系统、手轮致动器组装件和道路轮致动器组装件可操作地通信。控制器可以实现任意数量的系统，包括算法，用于监控和控制推进、转向和制动。根据一些变型，电子制动系统可以用于向多个轮施加差动制动压力或制动力，以在线控转向系统的一部分已经故障——诸如轮致动器组装件和道路轮致动器组装件之间的可操作断开——的情况下实现车辆的横向运动。

在多个说明性变型中，电子制动系统可以利用包括制动-转向算法的制动-转向系统，该制动-转向算法可以将根据驾驶员转向输入的制动力请求传送到各个轮以使车辆转向，所述驾驶员转向输入包括转向角、转向角速率和转向扭矩。当系统检测到道路轮致动器故障或停机导致转向齿条无法输出时，制动-转向算法可以传送制动力请求。可替代地，当系统检测到手轮致动器故障或停机时，制动-转向算法可以传送制动力请求。

根据一些变型，在包括手轮致动器和道路轮致动器的线控转向系统失去动力或完全故障的情况下，制动-转向系统可以由外部域控制器来控制，该外部域控制器被构造和布置成采用制动-转向功能。制动-转向功能可能会影响车辆加速度和速度，例如但不限于纵向干扰。

一种用于管理车辆中的纵向扰动的系统可以包括在制动-转向功能期间监控被命令来使车辆转向的制动力请求。制动力请求可以被转换成作用在车辆上的制动力或制动扭矩，其可以用于计算由制动-转向引起的纵向加速度扰动。驾驶员纵向加速度的意图可以根据从引擎、变速器和加速踏板定位接收的信息来确定。推进扭矩的前馈增益策略可以基于制动-转向结合驾驶员意图所施加的压力的大小来实现。作为非限制性示例，如果期望恒定的纵向速度，则推进扭矩请求的大小可以等于制动扭矩。如果确定驾驶员想要使车辆减速或加速，则可以相应地调整前馈命令。根据一些实施例，动力系、传动系和车辆的系统动力学可能需要将超前或滞后滤波器应用于命令。作为非限制性示例，在重型制动应用中，可能在物理上不可能维持期望的纵向状态，并且在给定其推进系统相对于其制动系统的能力的情况下，前馈纵向补偿应实现最佳的可能性能。

作为非限制性示例，在其中车辆内的转向致动器已经发生故障的沿着道路行驶的车辆中，制动-转向功能可以用作用于车辆的横向控制的应变机制。如果车辆在道路上进入弯道或转弯，则制动-转向功能将施加制动压力或制动力来使车辆转向。该系统可以基于制动压力命令和驾驶员纵向加速度的意图来计算前馈推进扭矩请求。该系统可以允许车辆维持如根据驾驶员解释的期望纵向加速度。

一种用于管理车辆中的纵向扰动的系统可以在线控转向操作或道路轮致动器故障期间在车辆环境内的任意数量的控制器上实现，所述控制器诸如但不限于域控制器或致动器控制器，包括制动电子控制单元和转向手轮致动器。

一种用于管理车辆中纵向扰动的系统可以在具有传统动力转向或线控的车辆上实现，也可以在旨在由人类操作的车辆上实现，或者在自动驾驶车辆上实现。一种用于管理车辆中纵向扰动的系统可以在具有单轴驱动的前置或后置内燃机的车辆、具有双轴驱动的内燃机的车辆、具有单轴驱动的前置或后置电力推进系统的车辆、具有双轴驱动的电力推进系统的车辆、具有独立控制所有4个轮扭矩的4个电力推进系统的车辆上实现。

根据一个变型，用于管理车辆中纵向扰动的系统可以在动力系控制模块上实现，该动力系控制模块从电子制动系统和电子转向系统接收信息，以确定当制动-转向功能激活时管理车辆中纵向扰动的需要。

图1-图2仅是说明性的。各种系统或算法的功能可以由位于车辆中任何地方的一个或多个控制器来实现。一个或多个电子处理器可以使用和执行一个或多个算法来完成本文描述的方法、动作和功能。

图1描绘了管理制动-转向期间车辆中纵向扰动的系统和方法的框图的说明性变型，其可以包括纵向前馈补偿模块120，该纵向前馈补偿模块120被构造和布置成将推进扭矩请求122传送到车辆中的推进系统。纵向前馈补偿模块120可以从制动-转向模块110接收制动命令118。纵向前馈补偿模块120可以附加地从纵向运动学运动控制器112接收期望的纵向加速度请求116。纵向运动学运动控制器112可以从驾驶员意图计算模块102接收期望的车辆速度请求114。驾驶员意图计算模块102可以接收车辆数据，诸如但不限于车辆速度104、加速器踏板定位数据106和动力系状态数据108。以该方式，车辆速度数据104、加速器踏板定位数据106和动力系状态数据108可以与来自制动-转向系统110的制动命令118相组合，以生成推进扭矩请求122，该推进扭矩请求122可以被传送到利用制动-转向的车辆内的推进系统，使得车辆推进中的加速度可以被修改，以维持如驾驶员所解释的期望纵向加速度和速度。

图2描绘了管理制动-转向期间车辆中的纵向扰动的系统和方法的框图的说明性变型，其可以包括纵向前馈补偿模块220，该纵向前馈补偿模块被构造和布置用于基于期望的纵向加速度和至少一个制动命令生成至少一个推进扭矩请求。该系统可以包括接收期望的纵向加速度216、计算目标力224、从制动-转向系统接收至少一个制动命令218、以及生成目标推进力226以传送到车辆速度相关前馈增益模块228。目标力224可以是施加到车辆以实现期望加速度的估计的总的力。目标推进力226可以是抵消与车辆制动相关联的力使得可以实现期望的纵向加速度的所需估计推进力。车辆速度数据224可被传送到车辆速度相关前馈增益模块228。车辆速度相关前馈增益模块228可以生成推进扭矩请求222。该系统可以包括将至少一个推进扭矩请求222传送到车辆内的推进系统，并操纵车辆推进系统以管理纵向扰动，诸如但不限于，在制动-转向期间降低车辆的减速度。

以下对变型的描述仅是对被认为在本发明范围内的组件、元件、动作、产品和方法的说明，并且不以任何方式旨在通过具体公开或未明确阐述的内容来限制这样的范围。除了本文明确描述的之外，本文描述的组件、元件、动作、产品和方法可以被组合和重新布置，并且仍然被认为在本发明的范围内。

根据变型1，一种方法可以包括基于车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个来计算驾驶员意图；基于驾驶员意图生成期望的车辆速度；将期望的车辆速度传送到纵向运动学运动控制器；基于期望的车辆速度生成期望的纵向加速度；将期望的纵向加速度传送到纵向前馈补偿模块；向纵向前馈补偿模块传送至少一个制动命令；以及基于期望的纵向加速度和至少一个制动命令生成至少一个推进扭矩请求。

变型2可以包括如权利要求1所述的方法，进一步包括将至少一个推进扭矩请求传送到车辆内的推进系统。

变型3可以包括如变型权利要求1至2中任一项所述的方法，所述方法进一步包括操纵车辆的推进以管理制动-转向期间的纵向扰动。

变型4可以包括如变型权利要求1至3中任一项所述的方法，其中操纵车辆的推进以管理制动-转向期间的纵向扰动包括经由车辆内的推进系统增加或减少车辆的加速度中的至少一个。

变型5可以包括如变型权利要求1至4中任一项所述的方法，其中基于期望的纵向加速度和至少一个制动命令生成至少一个推进扭矩请求包括接收期望的纵向加速度数据；计算目标力；从制动-转向系统接收至少一个制动命令；基于目标力和所述至少一个制动命令计算目标推进力；将目标推进力传送到车辆速度相关前馈增益模块；将车辆速度数据传送到车辆速度相关前馈增益模块；以及生成至少一个推进扭矩请求。

变型6可以包括如变型权利要求1至5中任一项所述的方法，进一步包括在基于车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个来确定驾驶员意图之前，接收车辆速度数据、加速器踏板定位数据；或至少一个动力系状态数据。

变型7可以包括如变型权利要求1至6中任一项所述的方法，其中确定驾驶员意图包括关联车辆速度数据、加速器踏板定位数据和动力系状态数据，以确定驾驶员是否期望维持、增加或降低车辆速度中的至少一个。

变型8可以包括如变型权利要求1至7中任一项所述的方法，其中将至少一个制动命令传送到纵向前馈补偿模块包括将至少一个制动命令从制动-转向系统传送到纵向前馈补偿模块。

根据变型9，一种用于在具有多个车辆系统的车辆中使用的方法，所述车辆系统包括被配置为操纵制动装置的制动系统、被配置为调节道路轮方向的转向系统、被配置为向至少一个道路轮传递驱动力的推进系统、制动-转向系统以及与制动系统、转向系统和推进系统可操作地通信的控制器。该方法可以包括在车辆内实施制动-转向系统，包括将制动命令传送到制动系统；生成车辆速度数据；生成加速器踏板定位数据；生成至少一个动力系状态数据；将车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个传送到驾驶员意图功能；基于车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个来确定驾驶员意图，以确定期望的车辆速度；将期望的车辆速度传送到纵向运动学运动控制器；经由纵向运动学运动控制器基于期望的车辆速度生成期望的纵向加速度；将期望的纵向加速度传送到纵向前馈补偿模块；以及将制动命令传送到纵向前馈补偿模块，该纵向前馈补偿模块被构造和布置成将推进扭矩请求传送到车辆中的推进系统。

变型10可以包括如变型9中任一项所述的方法，该方法进一步包括操纵车辆的推进以管理制动-转向期间的纵向扰动。

变型11可以包括如变型权利要求9至10中任一项所述的方法，其中操纵车辆的推进以管理制动-转向期间的纵向扰动包括经由车辆内的推进系统增加或减少车辆加速度中的至少一个。

变型12可以包括如变型权利要求9至11中任一项所述的方法，该方法进一步包括在将制动命令传送到被构造和布置成将推进扭矩请求传送到车辆中的推进系统的纵向前馈补偿模块之前，执行以下步骤。接收期望的纵向加速度数据；计算目标力；从制动-转向系统接收至少一个制动命令；基于目标力和至少一个制动命令计算目标推进力；将目标推进力传送到车辆速度相关前馈增益模块；将车辆速度数据传送到车辆速度相关前馈增益模块；以及生成至少一个推进扭矩请求。

变型13可以包括如变型权利要求9至12中任一项所述的方法，其中确定驾驶员意图包括关联车辆速度数据、加速器踏板定位数据和动力系状态数据，以确定驾驶员是否期望维持、增加或降低车辆速度中的至少一个。

根据变型14，用于管理制动-转向期间车辆中的纵向扰动的系统，所述车辆包括多个车辆系统，所述多个车辆系统包括：被配置为操纵制动装置的制动系统，被配置为调整道路轮方向的转向系统，被配置为向至少一个道路轮传递驱动力的推进系统，制动-转向系统，以及与制动系统、转向系统以及推进系统可操作地通信的控制器，所述系统可以包括以下步骤。接收车辆速度数据；接收加速器踏板定位数据；接收至少一个动力系状态数据；基于车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个来计算驾驶员意图；基于驾驶员意图生成期望的车辆速度；将期望的车辆速度传送到纵向运动学运动控制器；基于期望的车辆速度生成期望的纵向加速度；将期望的纵向加速度传送到纵向前馈补偿模块；以及将至少一个制动命令从制动-转向系统传送到纵向前馈补偿模块。该系统可以进一步包括基于期望的纵向加速度和所述至少一个制动命令生成至少一个推进扭矩请求，包括：接收期望的纵向加速度数据；计算目标力；从制动-转向系统接收至少一个制动命令；基于目标力和所述至少一个制动命令计算目标推进力；将目标推进力传送到车辆速度相关前馈增益模块；将车辆速度数据传送到车辆速度相关前馈增益模块；以及生成至少一个推进扭矩请求。该系统可以进一步包括将所述至少一个推进扭矩请求传送到车辆内的推进系统；以及操纵车辆的推进以管理制动-转向期间的纵向加速度扰动和速度扰动。

本发明范围内的选择变型的上述描述本质上仅仅是说明性的，并且因此，其变型或变化不应被视为脱离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种方法，包括：

基于车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个来计算驾驶员意图；

基于驾驶员意图生成期望的车辆速度；

将期望的车辆速度传送到纵向运动学运动控制器；

基于期望的车辆速度生成期望的纵向加速度；

将期望的纵向加速度传送到纵向前馈补偿模块；

将至少一个制动命令传送到纵向前馈补偿模块传送；和

基于所述期望的纵向加速度和所述至少一个制动命令生成至少一个推进扭矩请求。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述至少一个推进扭矩请求传送到车辆内的推进系统。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括操纵车辆的推进以管理制动-转向期间的纵向扰动。

4.根据权利要求3所述的方法，其中操纵车辆的推进以管理制动-转向期间的纵向扰动包括经由车辆内的推进系统增加或减少车辆加速度中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述期望的纵向加速度和所述至少一个制动命令生成至少一个推进扭矩请求包括：

接收期望的纵向加速度数据；

计算目标力；

从制动-转向系统接收至少一个制动命令；

基于所述目标力和所述至少一个制动命令计算目标推进力；

将所述目标推进力传送到车辆速度相关前馈增益模块；

将车辆速度数据传送到车辆速度相关前馈增益模块；和

生成至少一个推进扭矩请求。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在基于车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个来确定驾驶员意图之前接收车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的方法，其中确定驾驶员意图包括关联车辆速度数据、加速器踏板定位数据和动力系状态数据，以确定驾驶员是否期望维持、增加或降低车辆速度中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的方法，其中将至少一个制动命令传送到纵向前馈补偿模块包括将至少一个制动命令从制动-转向系统传送到纵向前馈补偿模块。

9.一种在具有多个车辆系统的车辆中使用的方法，所述车辆系统包括：被配置为操纵制动装置的制动系统；被配置为调节道路轮方向的转向系统；被配置为向至少一个道路轮传递驱动力的推进系统；制动-转向系统以及与制动系统、转向系统和推进系统可操作地通信的控制器，所述方法包括：

在车辆内实现制动-转向系统，包括将制动命令传送到制动系统；

生成车辆速度数据；

生成加速器踏板定位数据；

生成至少一个动力系状态数据；

将车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个传送到驾驶员意图功能；

基于车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个来确定驾驶员意图，以确定期望的车辆速度；

将期望的车辆速度传送到纵向运动学运动控制器；

经由纵向运动学运动控制器基于期望的车辆速度生成期望的纵向加速度；

将期望的纵向加速度传送到纵向前馈补偿模块；和

将至少一个制动命令传送到纵向前馈补偿模块，所述纵向前馈补偿模块被构造和布置成将推进扭矩请求传送到车辆中的推进系统。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括操纵车辆的推进，以管理制动-转向期间的纵向扰动。

11.根据权利要求10所述的方法，其中操纵车辆的推进以管理制动-转向期间的纵向扰动包括经由车辆内的推进系统增加或减少车辆加速度中的至少一个。

12.根据权利要求9所述的方法，进一步包括，在将制动命令传送到被构造和布置成将推进扭矩请求传送到车辆中的推进系统的纵向前馈补偿模块之前：

接收期望的纵向加速度数据；

计算目标力；

从制动-转向系统接收至少一个制动命令；

基于所述目标力和所述至少一个制动命令计算目标推进力；

将所述目标推进力传送到车辆速度相关前馈增益模块；

将车辆速度数据传送到所述车辆速度相关前馈增益模块；和

生成至少一个推进扭矩请求。

13.根据权利要求9所述的方法，其中确定驾驶员意图包括关联车辆速度数据、加速器踏板定位数据和动力系状态数据，以确定驾驶员是否期望维持、增加或降低车辆速度中的至少一个。

14.一种用于管理制动-转向期间车辆中的纵向扰动的系统，所述车辆包括多个车辆系统，所述多个车辆系统包括被配置为操纵制动装置的制动系统、被配置为调节道路轮方向的转向系统、被配置为向至少一个道路轮传递驱动力的推进系统、制动-转向系统以及与制动系统、转向系统和推进系统可操作地通信的控制器，所述系统包括：

接收车辆速度数据；

接收加速器踏板定位数据；

接收至少一个动力系状态数据；

基于车辆速度数据、加速器踏板定位数据或至少一个动力系状态数据中的至少一个来计算驾驶员意图；

基于驾驶员意图生成期望的车辆速度；

将期望的车辆速度传送到纵向运动学运动控制器；

基于期望的车辆速度生成期望的纵向加速度；

将期望的纵向加速度传送到纵向前馈补偿模块；

将至少一个制动命令从制动-转向系统传送到纵向前馈补偿模块；和

基于所述期望的纵向加速度和所述至少一个制动命令生成至少一个推进扭矩请求，包括：

接收期望的纵向加速度数据；

计算目标力；

从制动-转向系统接收至少一个制动命令；

基于所述目标力和所述至少一个制动命令计算目标推进力；

将目标推进力传送到车辆速度相关前馈增益模块；

将车辆速度数据传送到车辆速度相关前馈增益模块；和

生成至少一个推进扭矩请求；

将所述至少一个推进扭矩请求传送到车辆内的推进系统；和

操纵车辆的推进以管理制动-转向期间的纵向加速度扰动和速度扰动。

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