CN116691652A - 车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车 - Google Patents

车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车 Download PDF

Info

Publication number
CN116691652A
CN116691652A CN202210193194.6A CN202210193194A CN116691652A CN 116691652 A CN116691652 A CN 116691652A CN 202210193194 A CN202210193194 A CN 202210193194A CN 116691652 A CN116691652 A CN 116691652A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
current
condition
determining
vehicle data
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN202210193194.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116691652B (zh
Inventor
张展鹏
廖银生
童云春
王鑫
刘鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BYD Co Ltd
Original Assignee
BYD Co Ltd
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 BYD Co Ltd filed Critical BYD Co Ltd
Priority to CN202210193194.6A priority Critical patent/CN116691652B/zh
Publication of CN116691652A publication Critical patent/CN116691652A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116691652B publication Critical patent/CN116691652B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • B60W30/02Control of vehicle driving stability
    • 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
    • B60W40/076Slope angle 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
    • 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
    • B60W40/105Speed
    • 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
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • 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
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • B60W2050/143Alarm means
    • 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
    • B60W2520/10Longitudinal 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
    • B60W2520/28Wheel 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
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

本发明公开一种车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车。该方法包括:获取当前坡道工况对应的当前车辆数据;判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的已失稳条件;若所述当前车辆数据满足所述已失稳条件,则执行车辆稳定操作。本发明可在车辆当前数据满足已失稳条件时,执行车辆稳定操作,消除车辆失稳因素,维持车辆稳定,防止车辆翻车,从而保障车辆的安全行驶。

Description

车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域,尤其涉及一种车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车。
背景技术
当前驾驶员在驾驶车辆爬坡时,尤其是在倾斜环道和低附坡道上爬坡时,极容易出现由于车辆失稳,导致车辆翻车或者其他安全风险。为克服车辆爬坡时,由于车辆失稳而导致的安全风险,亟需在车辆上配置车辆稳定控制系统,以保障车辆爬坡的安全性。
发明内容
本发明实施例提供一种车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车,以解决车辆爬坡过程中,由于车辆失稳而导致的安全风险的问题。
本发明实施例提供一种车辆稳定控制方法,包括:
获取当前坡道工况对应的当前车辆数据;
判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的已失稳条件;
若所述当前车辆数据满足所述已失稳条件,则执行车辆稳定操作。
进一步地,所述当前坡道工况包括倾斜环道工况;
所述将所述当前车辆数据与所述当前坡道工况对应的已失稳条件进行比较,包括:
根据所述当前车辆数据,确定斜面向上合力和斜面向下合力;
若所述斜面向上合力小于所述斜面向下合力,则确定所述当前车辆数据满足所述倾斜环道工况对应的已失稳条件。
进一步地,所述当前坡道工况包括低附坡道工况;
所述将所述当前车辆数据与所述当前坡道工况对应的已失稳条件进行比较,包括:
从所述当前车辆数据中,获取车辆侧滑信息;
若所述车辆侧滑信息为存在侧向滑动,则确定所述当前车辆数据满足所述低附坡道工况对应的已失稳条件。
进一步地,所述执行车辆稳定操作,包括:
获取当前侧滑方向和期望横摆角速度方向;
若所述当前侧滑方向和所述期望横摆角速度方向不同,则控制转矩矢量控制单元提供辅助横摆力矩。
进一步地,在所述判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的已失稳条件之后,所述车辆稳定控制方法还包括:
若所述当前车辆数据不满足所述已失稳条件,则判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的失稳临界条件;
若所述当前车辆数据满足所述失稳临界条件,则执行失稳预警操作。
进一步地,所述当前坡道工况包括倾斜环道工况;
所述判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的失稳临界条件,包括:
根据所述当前车辆数据,确定侧向摩擦力;
根据所述当前车辆数据,确定斜面下滑力;
计算所述斜面下滑力和所述侧向摩擦力对应的当前分力比值;
若所述当前分力比值大于第一临界阈值,则确定所述当前车辆数据满足所述倾斜环道工况对应的失稳临界条件。
进一步地,所述根据所述当前车辆数据,确定侧向摩擦力,包括:
根据所述当前车辆数据,确定斜面正向压力;
根据所述当前车辆数据,确定路面附着系数;
根据所述斜面正向压力和所述路面附着系数,确定侧向摩擦力。
进一步地,所述车辆当前数据包括车辆重力、车辆离心力和车身侧倾角;
根据所述当前车辆数据,确定斜面正向压力,包括:
采用斜面正向压力公式,对所述车辆重力、所述车辆离心力和所述车身侧倾角进行计算,确定斜面正向压力;
所述斜面正向压力公式为Fn=Gcosθ+Fasinθ,Fn为所述斜面正向压力,G为所述车辆重力,Fa为所述车辆离心力,θ为所述车身侧倾角。
进一步地,所述根据所述当前车辆数据,确定路面附着系数,包括:
根据所述当前车辆数据,确定纵向滑移率;
根据所述纵向滑移率查询预先设置的路面附着系数估算模型,确定路面附着系数。
进一步地,所述根据所述斜面正向压力和所述路面附着系数,确定侧向摩擦力,包括:
采用侧向摩擦力公式,对所述斜面正向压力和所述路面附着系数进行计算,确定侧向摩擦力;
所述侧向摩擦力公式为f=Fn*φ,f为侧向摩擦力,Fn为斜面正向压力,φ为路面附着系数。
进一步地,所述车辆当前数据包括车辆重力、车辆离心力和车身侧倾角;
根据所述当前车辆数据,确定斜面下滑力,包括:
采用斜面下滑力公式,对所述车辆重力、所述车辆离心力和所述车身侧倾角进行处理,确定斜面下滑力;
所述斜面下滑力公式为Fd=Gsinθ-Facosθ,Fd为所述斜面下滑力,G为所述车辆重力,Fa为所述车辆离心力,θ为所述车身侧倾角。
进一步地,所述当前坡道工况包括低附坡道工况;
所述判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的失稳临界条件,包括:
根据所述当前车辆数据,确定纵向滑移率;
若所述纵向滑移率大于第二临界阈值,则确定所述当前车辆数据满足所述低附坡道工况对应的失稳临界条件。
进一步地,在所述判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的失稳临界条件之后,所述车辆稳定控制方法还包括:
若所述纵向滑移率不大于第二临界阈值,则获取四个车轮对应的轮胎载荷变化;
若所述轮胎载荷变化为增大趋势,则增大所述轮胎载荷变化对应的车轮的驱动力矩;
若所述轮胎载荷变化为减小趋势,则减小所述轮胎载荷变化对应的车轮的驱动力矩。
进一步地,所述当前车辆数据包括当前车速、车轮滚动半径和车轮转速;
所述根据所述当前车辆数据,确定纵向滑移率,包括:
采用纵向滑移率公式,对所述当前车速、车轮滚动半径和所述车轮转速进行计算,确定纵向滑移率;
所述纵向滑移率公式为s为纵向滑移率,μ为所述当前车速,r为车轮滚动半径,ωw为所述车轮转速。
本发明实施例提供一种车载控制器,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述车辆稳定控制方法。
本发明实施例提供一种车辆稳定控制系统,包括上述车载控制器、与所述车载控制器相连的传感器模块和执行模块;所述传感器模块,用于采集当前车辆数据,并将所述当前车辆数据发送给车载控制器;所述车载控制器,用于根据所述当前车辆数据,形成目标控制信号;根据所述目标控制信号,控制执行模块执行失稳预警操作或者车辆稳定操作
本发明实施例提供一种汽车,包括上述车辆稳定控制系统。
上述车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车,根据当前坡道工况对应的当前车辆数据和当前坡道工况对应已失稳条件,评估确定其当前车辆状态与当前坡道工况相关,在当前车辆数据满足已失稳条件时,认定车辆处于失稳中状态,需执行车辆稳定操作,消除车辆失稳因素,维持车辆稳定,防止车辆翻车,从而保障车辆的安全行驶。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中车辆稳定控制系统的一示意图;
图2是本发明一实施例中车辆稳定控制方法的一流程图;
图3是本发明一实施例中车辆稳定控制方法的另一流程图;
图4是本发明一实施例中车辆稳定控制方法的另一流程图;
图5是本发明一实施例中车辆稳定控制方法的另一流程图;
图6是本发明一实施例中车辆稳定控制方法的另一流程图;
图7是本发明一实施例中车辆稳定控制方法的另一流程图;
图8是本发明一实施例中车辆稳定控制方法的另一流程图;
图9是本发明一实施例中车辆稳定控制方法的另一流程图;
图10是本发明一实施例中车辆稳定控制方法的另一流程图;
图11是本发明一实施例中车辆稳定控制方法的另一流程图;
图12是车辆处于倾斜环道工况的一示意图;
图13是图12中一车辆受力示意图;
图14是车辆处于低附坡道工况的一示意图;
图15是车辆摩擦圆的一示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种车辆稳定控制方法,该车辆稳定控制方法适用在汽车上,具体适用在安装有车辆稳定控制系统的汽车上。车辆稳定控制系统是用于实现车辆稳定控制的系统。
本实施例中,如图1所示,车辆稳定控制系统包括车载控制器、与车载控制器相连的传感器模块和执行模块;传感器模块,用于采集当前车辆数据,并将当前车辆数据发送给车载控制器;车载控制器,用于根据当前车辆数据,形成目标控制信号;根据目标控制信号,控制执行模块执行失稳预警操作或者车辆稳定操作。
作为一示例,传感器模块包括但不限于车速传感器、轮速传感器、车身侧倾角传感器、车辆方向角传感器、方向盘转角传感器和车辆侧滑运动传感器,分别用于采集当前车速、车轮转速、车身侧倾角、刷锅半径(倾斜环道半径)、方向盘转向信息和车辆侧滑信息等当前车辆数据。
作为一示例,车载控制器是设置在汽车上的控制器,可以是专用于车辆稳定的控制器,也可以在车辆上已有的集成有车辆稳定功能的控制器。本示例中,车载控制器包括计算单元和判断单元;计算单元,用于根据当前车辆数据,计算目标控制参数;判断单元,用于根据目标控制参数进行判断处理,形成目标控制信号。其中,目标控制参数是预先设置的需要计算出的控制参数,可根据该控制参数,确定与车辆稳定控制相关的目标控制信号。目标控制信号是根据当前车辆数据形成的用于控制执行模块工作的信号。
作为一示例,执行模块是与车载控制器相连的用于执行目标控制信号的单元。执行模块包括但不限于用于实现预警提醒的预警提醒单元和用于实现稳定控制的稳定控制单元。
本示例中,预警提醒单元包括但不限于可实现预警提醒的车载多媒体系统,在当前车辆状态为失稳临界状态时,认定极大概率出现失稳时,可播放提醒语音或控制预警灯工作,以达到预警提醒目的。
本示例中,稳定控制单元包括但不限于可实现稳定控制的转矩矢量控制单元(Torque vector control,简称TVC),在当前车辆状态为失稳中状态时,提供辅助横摆力矩,以达到稳定车辆目的。
本发明实施例提供一种车辆稳定控制方法,该车辆稳定控制方法具体适用在安装有车辆稳定控制系统的汽车上,具体适用在越野车或者其他车辆的车载控制器上,用于在车辆爬坡过程中,对车辆进行稳定控制,保障车辆爬坡的安全性,避免车辆翻车或者其他安全风险。
在一实施例中,如图2所示,提供一种车辆稳定控制方法,以该方法适用在车载控制器为例进行说明,该车辆稳定控制方法包括:
S201:获取当前坡道工况对应的当前车辆数据;
S202:判断当前车辆数据是否满足当前坡道工况对应的已失稳条件;
S203:若当前车辆数据满足已失稳条件,则执行车辆稳定操作。
其中,当前坡道工况是指当前时刻所处的坡道工况。本示例中,当前坡道工况包括但不限于倾斜环道工况和低附坡道工况。倾斜环道工况是指车辆在倾斜且环形的路面上行驶的工况,例如,沙漠刷锅工况。低附坡道工况是指车辆在倾斜且附着力较低的路面上行驶的工况,包括但不限于松散土坡、泥坡和雪坡等路面行驶的工况。可理解地,当前坡道工况还可以是除了倾斜环道工况和低附坡道工况以外的其他工况,包括但不限于倾斜且附着力较高的路面上行驶的工况,例如在干燥路面上行驶的工况。
其中,当前车辆数据是指当前时刻采集到的当前车辆数据,具体是指当前时刻设置在汽车上的传感器模块采集到的当前车辆数据,包括但不限于车速传感器、轮速传感器、车身侧倾角传感器、车辆方向角传感器、方向盘转角传感器和车辆侧滑运动传感器,分别采集到的当前车速μ、车轮转速ωw、车身侧倾角θ、刷锅半径(倾斜环道半径)、方向盘转向信息和车辆侧滑信息等当前车辆数据。
作为一示例,步骤S201中,车载控制器在车辆处于当前坡道工况时,可获取传感器模块实时采集到的当前车辆数据,可获取当前车速μ、车轮转速ωw、车身侧倾角θ、刷锅半径(倾斜环道半径)、方向盘转向信息和车辆侧滑信息等当前车辆数据。可理解地,在当前坡道工况为倾斜环道工况时,其车辆方向角传感器实时采集到的刷锅半径(倾斜环道半径)为非零的数值;在当前坡道工况不为倾斜环道工况时,其车辆方向角传感器实时采集到的刷锅半径(倾斜环道半径)为零。
本示例中,车载控制器预先存储不同坡道工况对应的状态评估条件,状态评估条件是预先设置的用于评估车辆稳定程度的条件。状态评估条件包括失稳临界条件和已失稳条件。失稳临界条件是预先设置的用于评估车辆是否接近失稳的条件。已失稳条件是预先设置的用于评估是否已经失稳的条件。
可理解地,车载控制器在当前坡道工况下,获取传感器模块采集的当前车辆数据,再将当前车辆数据和当前坡道工况对应的状态评估条件进行匹配处理,确定当前车辆状态。其中,当前车辆状态是指车辆当前时刻所处的状态。作为一示例,当前车辆状态包括正常状态、失稳临界状态和失稳中状态。正常状态是指当前车辆数据未满足失稳临界条件的状态。失稳临界状态是指当前车辆数据满足失稳临界条件的状态,即接近失稳的状态。失稳中状态是指当前车辆数据满足已失稳条件的状态,即已经失稳的状态。可理解地,每一种当前坡道工况对应的状态评估条件不同,使得其所确定的当前车辆状态与当前坡道工况相匹配,从而保障当前车辆状态的准确性。
具体地,步骤S202中,车载控制器可将当前坡道工况对应的当前车辆数据,与当前坡道工况对应的已失稳条件进行比较;若当前车辆数据满足当前坡道工况对应的已失稳条件,则确定当前车辆状态为失稳中状态。
作为一示例,步骤S203中,车载控制器在确定当前车辆状态为失稳中状态,认定车辆当前时刻处于已经失稳的状态,需执行预先设置的车辆稳定操作,以实现对车辆力矩进行重新分配,使得车辆产生辅助横摆力矩,消除车辆失稳因素,维持车辆稳定,防止车辆翻车,从而保障车辆的安全行驶。
本实施例中,根据当前坡道工况对应的当前车辆数据和当前坡道工况对应已失稳条件,评估确定其当前车辆状态与当前坡道工况相关,在当前车辆数据满足已失稳条件时,认定车辆处于失稳中状态,需执行车辆稳定操作,消除车辆失稳因素,维持车辆稳定,防止车辆翻车,从而保障车辆的安全行驶。
在一实施例中,当前坡道工况包括倾斜环道工况;
如图3所示,步骤S202,即将当前车辆数据与当前坡道工况对应的已失稳条件进行比较,包括:
S301:根据当前车辆数据,确定斜面向上合力和斜面向下合力;
S302:若斜面向上合力小于斜面向下合力,则确定当前车辆数据满足倾斜环道工况对应的已失稳条件。
其中,斜面向上合力是指根据倾斜环道工况下采集到的当前车辆数据,确定车辆受到的沿倾斜路面向上的所有分力的合力,可采用F1表示。斜面向下合力是指根据倾斜环道工况下采集到的当前车辆数据,确定车辆受到的沿倾斜路面向下的所有分力的合力,可采用F2表示。
作为一示例,步骤S301中,车载控制器在倾斜环道工况上行驶时,获取倾斜环道工况对应的当前车辆数据,包括但不限于车身侧倾角θ、车辆重力G和车辆离心力Fa等当前车辆数据;然后,对车辆受到的所有力进行分解,获取车辆受到的沿倾斜路面向上的所有分力的合力(即斜面向上合力F1)和沿倾斜路面向下的所有分力的合力(即斜面向下合力F2)。
作为一示例,步骤S302中,车载控制器在确定斜面向上合力F1和斜面向下合力F2后,将斜面向上合力F1和斜面向下合力F2进行比较;若斜面向上合力F1小于斜面向下合力F2,说明车辆受到的沿倾斜路面向上的合力小于沿倾斜路面向下的合力,此时,车辆已经出现侧向滑动,因此,可确定当前车辆数据满足倾斜环道工况对应的已失稳条件,从而确定当前车辆状态为失稳中状态,以便后续执行预先设置的车辆稳定操作,以实现对车辆力矩进行重新分配,使得车辆产生辅助横摆力矩,消除车辆失稳因素,维持车辆稳定,防止车辆翻车,从而保障车辆的安全行驶。
例如,当车辆在如图12所示的倾斜环道工况上行驶时,可采集车身侧倾角θ、车辆重力G和车辆离心力Fa等当前车辆数据,对车辆进行受力分析过程如图13所示,可确定车辆受到的沿倾斜路面向上的所有分力的合力(即斜面向上合力F1)=侧向摩擦力f+离心向上分力Fax,即F1=f+Fax=f+Facosθ,其中,离心向上分力Fax是指车辆离心力沿倾斜路面向上的分力;车辆受到的沿倾斜路面向下的所有合力(即斜面向下合力F2)=重力向下分力Gx,即F2=Gx=Gsinθ,其中,重力向下分力Gx是指车辆重力沿沿倾斜路面向下的分力;若斜面向上合力F1小于斜面向下合力F2(即F1<F2,f+Facosθ<Gsinθ)时,说明车辆受到的沿倾斜路面向上的合力小于沿倾斜路面向下的合力,此时,车辆已经出现侧向滑动,因此,可确定当前车辆数据满足倾斜环道工况对应的已失稳条件,从而确定当前车辆状态为失稳中状态。
其中产生横摆力矩是指:在轮胎载荷较大的车轮增加力矩,轮胎载荷较小的车轮减小力矩,保持总输出力矩不变,使得力矩分配与轮胎载荷成正比,以产生横摆力矩。
在一实施例中,当前坡道工况包括低附坡道工况;
如图4所示,步骤S202,即将当前车辆数据与当前坡道工况对应的已失稳条件进行比较,包括:
S401:从当前车辆数据中,获取车辆侧滑信息;
S402:若车辆侧滑信息为存在侧向滑动,则确定当前车辆数据满足低附坡道工况对应的已失稳条件。
作为一示例,步骤S401中,当车辆在低附坡道工况上行驶时,车载控制器可从低附坡道工况对应的当前车辆数据中,获取车辆侧滑运动传感器实时采集到的车辆侧滑信息,该车辆侧滑信息包括存在侧向滑动和不存在侧向滑动两种,其中,存在侧向滑动是指车辆侧滑运动传感器检测到车辆存在侧向滑动时形成的信息,例如,可采用Ture或者1表示;不存在侧向滑动是指车辆侧滑运动传感器检测到车辆不存在侧向滑动时形成的信息,可采用Flase或者0表示。
作为一示例,步骤S402中,车载控制器在接收到的车辆侧滑信息为存在侧向滑动时,认定车辆存在侧向滑动,可直接认定当前车辆数据满足低附坡道工况对应的已失稳条件,则确定当前车辆状态为失稳中状态,以便后续执行预先设置的车辆稳定操作,以实现对车辆力矩进行重新分配,使得车辆产生辅助横摆力矩,消除车辆失稳因素,维持车辆稳定,防止车辆翻车,从而保障车辆的安全行驶。
在一实施例中,如图5所示,步骤S203,即执行车辆稳定操作,包括:
S501:获取当前侧滑方向和期望横摆角速度方向;
S502:若当前侧滑方向和期望横摆角速度方向不同,则控制转矩矢量控制单元提供辅助横摆力矩。
其中,当前侧滑方向是当前时刻确定的滑动方向,一般为汽车行驶方向的侧面向下的方向。期望横摆角速度方向为期望横摆角速度对应的转动方向。期望横摆角速度是根据当前车辆数据达到其需要调整的横摆角速度。
作为一示例,步骤S501中,车载控制器在确定当前车辆状态为失稳中状态时,需先确定当前侧滑方向,并根据当前车速和方向盘转角系统形成的方向盘转向信息等当前车辆数据,动态计算确定期望横摆角速度方向,该期望横摆角速度方向与驾驶员操纵方向盘转角系统的方向盘转角相同。
作为一示例,步骤S502中,车载控制器在获取当前侧滑方向和期望横摆角速度方向,比较当前侧滑方向和期望横摆角速度方向是否相同。若当前侧滑方向和期望横摆角速度方向相同时,不控制转矩矢量控制单元介入,即无需控制转矩矢量控制单元提供辅助横摆力矩,由驾驶员操纵方向盘转角系统实现车辆稳定控制。若当前侧滑方向和期望横摆角速度方向不同时,控制转矩矢量控制单元介入车辆稳定控制,即控制转矩矢量控制单元提供辅助横摆力矩,辅助驾驶员操纵方向盘转角系统实现车辆稳定控制。
本示例中,转矩矢量控制单元介入车辆稳定控制过程中,转矩矢量控制单元会根据车辆侧滑速度、当前车速、方向盘转角、轮胎载荷和油门踏板信息等当前车辆数据,对四个车轮进行力矩分配,在总输出力矩不变的前提下,控制轮胎载荷较大的车轮增加力矩,轮胎载荷较小的车轮减小力矩,以提供辅助横摆力矩,并保证车辆纵向加速度不会发生突变,保证车辆稳定可控;相应地,在方向盘转角系统回正时,转矩矢量控制单元停止提供辅助横摆力矩。
例如,在车辆向下侧滑(即当前侧滑方向向下)时,若驾驶员往坡道向上方向转动方向盘进行车辆稳定操作时,车载控制器识别到当前侧滑方向与期望横摆角速度方向相反,转矩矢量控制单元对四个车轮的力矩重新分配,轮胎载荷较大的外侧车轮增加力矩,轮胎载荷较小的内侧车轮减小力矩,保持总输出力矩不变,使得力矩分配与轮胎载荷成正比,内侧车轮和外侧车轮的力矩不同,即产生辅助横摆力矩,可帮助快速修正车身姿态。相应地,在在车辆向下侧滑(即当前侧滑方向向下)时,若驾驶员往坡道向下方向转动方向盘进行车辆稳定操作时,车载控制器识别到当前侧滑方向与期望横摆角速度方向相同,此时,转矩矢量控制单元不介入四个车轮的力矩分配,依靠驾驶员操纵方向盘转角系统实现车辆稳定控制。可理解地,转矩矢量控制单元所形成的辅助横摆力矩,是通过增加外侧车轮力矩且减小内侧车轮力矩,使得内侧车轮和外侧车轮的力矩不同所形成的力矩。
在一实施例中,如图6所示,在判断当前车辆数据是否满足当前坡道工况对应的已失稳条件之后,车辆稳定控制方法还包括:
S601:获取当前坡道工况对应的当前车辆数据;
S602:判断当前车辆数据是否满足当前坡道工况对应的已失稳条件;
S603:若当前车辆数据不满足已失稳条件,则判断当前车辆数据是否满足当前坡道工况对应的失稳临界条件;
S604:若当前车辆数据满足失稳临界条件,则执行失稳预警操作。
其中,步骤S601-S602与步骤S201-S202相同,为避免重复,此处不一一赘述。
作为一示例,步骤S603中,车载控制器在确定当前车辆数据不满足当前坡道工况对应的已失稳条件的情况下,需判断当前车辆数据是否满足当前坡道工况对应的失稳临界条件,以确定其当前车辆状态为失稳临界状态还是正常状态。
作为一示例,步骤S604中,车载控制器在当前车辆数据满足当前坡道工况对应的失稳临界条件时,确定当前车辆状态为失稳临界状态,认定车辆当前时刻处于接近失稳的状态,需执行预先设置的失稳预警操作,控制车载多媒体系统这一预警提醒单元,播放提醒语音或控制预警灯工作,以达到预警提醒目的,从而促使驾驶员保持车速或提高车速,保障车辆行驶过程的稳定性。
本实施例中,根据当前坡道工况对应的当前车辆数据和失稳临界条件,评估确定其当前车辆状态与当前坡道工况相关,在当前车辆数据满足失稳临界条件时,认定车辆处于失稳临界状态,需执行失稳预警操作,使得驾驶员了解车辆处于临界失稳状态,进行相应防范操作,以保障车辆行驶过程的稳定性;
在一实施例中,如图7所示,当前坡道工况包括倾斜环道工况;
步骤S603,即判断当前车辆数据是否满足当前坡道工况对应的失稳临界条件,包括:
S701:根据当前车辆数据,确定侧向摩擦力;
S702:根据当前车辆数据,确定斜面下滑力;
S703:计算斜面下滑力和侧向摩擦力对应的当前分力比值;
S704:若当前分力比值大于第一临界阈值,则确定当前车辆数据满足倾斜环道工况对应的失稳临界条件。
如图12和图13所示,当车辆在倾斜环道工况上行驶时,车辆会受到沿倾斜路面向上的力和沿倾斜路面向下的合力,若车辆受到的沿倾斜路面向上的力大于或等于沿倾斜路面向下的合力,则车辆可在倾斜路面稳定行驶;若车辆受到的沿倾斜路面向上的力小于沿倾斜路面向下的力,则车辆会沿倾斜路面向下滑动,即出现侧向滑动,甚至出现车辆翻车。
其中,侧向摩擦力是指根据当前车辆数据,确定保持车辆稳定的最大摩擦力,为车辆受到的沿倾斜路面向上的力,可采用f表示。
作为一示例,步骤S701中,车载控制器在获取倾斜环道工况对应的当前车辆数据之后,可采用预先设置的侧向摩擦力计算逻辑,对当前车辆数据进行计算,确定侧向摩擦力f。该侧向摩擦力计算逻辑是预先设置的用于计算侧向摩擦力f的逻辑。本示例中,当车辆在倾斜环道工况上行驶时,其所计算出的侧向摩擦力f为沿倾斜路面向上的最大摩擦力,依据滑动摩擦原理,可根据斜面正向压力和倾斜路面对应的摩擦系数,确定当前车辆数据对应的侧向摩擦力f
其中,斜面下滑力是指根据当前车辆数据,确定车辆受到的沿倾斜路面向下的力,可采用Fd表示。
作为一示例,步骤S702中,车载控制器在获取倾斜环道工况对应的当前车辆数据之后,可采用预先设置的斜面下滑力计算逻辑,对当前车辆数据进行计算,确定斜面下滑力Fd。该斜面下滑力计算逻辑是预先设置的用于计算斜面下滑力Fd的逻辑。本示例中,当车辆在倾斜环道工况上行驶时,其斜面下滑力可以为沿倾斜路面向上或向下的除了摩擦力以外的其他力的合力。由于车辆重力G,会形成沿倾斜路面向下的水平重力分力Gx和垂直于倾斜路面的垂直重力分力Gy,可以将倾斜路面向下的水平重力分力Gx,确定为斜面下滑力Fd;也可以将倾斜路面向下的水平重力分力Gx作为斜面下滑力Fd的分力,将沿倾斜路面向上或向下的除摩擦力以外的其他力也作为斜面下滑力Fd的分力,将所有分力的合力,确定为斜面下滑力Fd
在一实施例中,车辆当前数据包括车辆重力、车辆离心力和车身侧倾角;
步骤S702,即根据当前车辆数据,确定斜面下滑力,包括:
采用斜面下滑力公式,对车辆重力、车辆离心力和车身侧倾角进行处理,确定斜面下滑力;
斜面下滑力公式为Fd=Gsinθ-Facosθ,Fd为斜面下滑力,G为车辆重力,Fa为车辆离心力,θ为车身侧倾角。
其中,车辆重力是指在倾斜环道上行驶的车辆的重力,可采用G表示。车辆离心力是指在倾斜环道上行驶的车辆受到的离心力,可采用Fa表示。车身侧倾角是指在倾斜环道上行驶的车辆的车身侧倾角,可采用θ表示,该车身侧倾角一般与倾斜环道的坡道倾斜角度相同。
作为一示例,当车辆在倾斜环道工况上行驶时,可根据车身侧倾角传感器实时采集到的车身侧倾角θ、车辆重力G和车辆离心力Fa,实时计算斜面下滑力Fd=Gx-Fax=Gsinθ-Facosθ,以实现将车辆重力G平行于倾斜路面的分力Gx和车辆离心力Fa平行于倾斜路面的分力Fax的差值,确定为斜面下滑力Fd,即车辆沿倾斜路面向下的力。
本示例中,侧向摩擦力为沿倾斜路面向上的的摩擦力,斜面下滑力是沿倾斜路面向下的除了摩擦力之外的其他力的合力,在侧向摩擦力f大于或等于斜面下滑力Fd的情况下,即车辆受到的沿倾斜路面向上的所有分力的合力(即斜面向上合力F1)大于或等于车辆受到的沿倾斜路面向下的所有合力(即斜面向下合力F2),车辆可在倾斜路面上稳定行驶。在侧向摩擦力小于斜面下滑力Fd的情况下,即车辆受到的沿倾斜路面向上的所有分力的合力(即斜面向上合力F1)小于车辆受到的沿倾斜路面向下的所有合力(即斜面向下合力F2)时,车辆会沿倾斜路面向下滑动,即出现侧向滑动,甚至出现车辆翻车。
作为一示例,步骤S703中,车载控制器在根据当前车辆数据,确定侧向摩擦力f和斜面下滑力Fd之后,需计算斜面下滑力Fd和侧向摩擦力f对应的当前分力比值。当前分力比值为斜面下滑力Fd和侧向摩擦力f的比值,即当前分力比值P=Fd/f。可理解地,当前分力比值可以反映斜面下滑力Fd接近侧向摩擦力f的程度,即反映车辆接近沿倾斜路面下滑的程度。
其中,第一临界阈值是预先设置的用于评估是否达到倾斜环道工况对应的失稳临界状态的阈值,例如,可设置为80%。
步骤S704中,车载控制器在根据斜面下滑力Fd和侧向摩擦力f,确定当前分力比值后,可将当前分力比值与第一临界阈值进行比较;若当前分力比值大于第一临界阈值,则确定当前车辆状态为失稳临界状态;若当前分力比值不大于第一临界阈值,则确定当前车辆状态为正常状态。
本实施例中,在当前坡道工况为倾斜环道工况时,可根据倾斜环道工况采集到的当前车辆数据,分别确定斜面下滑力Fd和侧向摩擦力f;确定反映斜面下滑力Fd接近侧向摩擦力f程度的当前分力比值,在当前分力比值大于第一临界阈值时,认定沿倾斜路面向下的斜面下滑力Fd,接近保持车辆稳定的沿倾斜路面向上的侧向摩擦力f,认定车辆接近失稳,因此,可确定其当前车辆状态为失稳临界状态,以便后续执行失稳预警操作,以达到预警提醒目的,从而促使驾驶员保持车速或提高车速,保障车辆行驶过程的稳定性,避免车辆从失稳临界状态进入失稳中状态。
本示例中,车载控制器在根据当前车辆数据,确定侧向摩擦力f和斜面下滑力Fd之后,可将侧向摩擦力f和斜面下滑力Fd进行比较,若侧向摩擦力f小于斜面下滑力Fd,则说明车辆受到的沿倾斜路面向上的合力小于沿倾斜路面向下的合力,此时,车辆已经出现侧向滑动,因此,可确定当前车辆数据满足已失稳条件,可确定当前车辆状态为失稳中状态。即由于斜面下滑力Fd=Gx-Fax=Gsinθ-Facosθ,在侧向摩擦力f小于斜面下滑力Fd(即f<Fd=Gx-Fax)可知,f+Fax<Gx,也就是说,车辆受到的沿倾斜路面向上的合力小于沿倾斜路面向下的合力,即斜面向上合力F1小于斜面向下合力F2时,确定当前车辆状态为失稳中状态,以便后续执行车辆稳定操作,消除车辆失稳因素,维持车辆稳定行驶,防止车辆翻车,从而保障车辆的安全行驶。因此,确定斜面下滑力Fd和侧向摩擦力f之后,若侧向摩擦力f小于斜面下滑力Fd,则认定当前车辆数据满足倾斜环道工况对应的已失稳条件;若侧向摩擦力f不小于斜面下滑力Fd,则确定斜面下滑力Fd和侧向摩擦力f对应的当前分力比值,在当前分力比值大于第一临界阈值时,确定当前车辆数据满足倾斜环道工况对应的失稳临界条件。
如图12和图13所示,在车辆处于倾斜环道工况时,依据倾斜环道行驶理论,分析车辆处于倾斜环道工况的受力情况,确定车辆依据摩擦力产生运动,因此,可直接从摩擦力角度,确定倾斜环道工况对应的第一状态评估条件,在侧向摩擦力小于斜面下滑力时,认定满足倾斜环道工况对应的已失稳条件,可确定当前车辆状态为失稳中状态,可进行后续车辆稳定操作,止车辆翻车,从而保障车辆的安全行驶;在斜面下滑力Fd和侧向摩擦力f的当前分力比值大于第一临界阈值时,认定侧向摩擦力f难以支持车辆稳定行驶,满足倾斜环道工况对应的失稳临界条件,可确定当前车辆状态为失稳临界状态,进行失稳预警操作,促使驾驶员进行相应的操作,保障车辆行驶过程的稳定性。
在一实施例中,如图8所示,根据当前车辆数据,确定侧向摩擦力,包括:
S801:根据当前车辆数据,确定斜面正向压力;
S802:根据当前车辆数据,确定路面附着系数;
S803:根据斜面正向压力和路面附着系数,确定侧向摩擦力。
其中,斜面正向压力是指车辆对倾斜路面的正压力,即垂直于倾斜路面的压力。
作为一示例,步骤S801中,车载控制器在获取传感器模块发送的当前车辆数据之后,从所有当前车辆数据中,提取与斜面正向压力计算相关的当前车辆数据,再采用预先设置的斜面正向压力计算逻辑,对提取到的当前车辆数据进行计算,确定斜面正向压力。该斜面正向压力计算逻辑是预先设置的用于计算斜面正向压力的逻辑。本示例中,车辆在倾斜环道上行驶时,车辆重力和基于倾斜环道形成的车辆离心力,均可形成车辆垂直于倾斜路面的分力,将垂直于倾斜路面的所有分力之和,确定为斜面正向压力。
在一实施例中,车辆当前数据包括车辆重力、车辆离心力和车身侧倾角;
步骤S801,即根据当前车辆数据,确定斜面正向压力,包括:
采用斜面正向压力公式,对车辆重力、车辆离心力和车身侧倾角进行计算,确定斜面正向压力;
斜面正向压力公式为Fn=Gcosθ+Fasinθ,Fn为斜面正向压力,G为车辆重力,Fa为车辆离心力,θ为车身侧倾角。
其中,车辆重力是指在倾斜环道上行驶的车辆的重力,可采用G表示。车辆离心力是指在倾斜环道上行驶的车辆受到的离心力,可采用Fa表示。车身侧倾角是指在倾斜环道上行驶的车辆的车身侧倾角,可采用θ表示,该车身侧倾角一般与倾斜环道的坡道倾斜角度相同。
作为一示例,当车辆在倾斜环道工况上行驶时,可根据车身侧倾角传感器实时采集到的车身侧倾角θ、车辆重力G和车辆离心力Fa,实时计算斜面正向压力Fn=Gy+Fay=Gcosθ+Fasinθ,以实现将车辆重力G垂直于倾斜路面的分力Gy和车辆离心力Fa垂直于倾斜路面的分力Fay的合力,确定为斜面正向压力Fn,即倾斜路面受到的车辆的压力。
其中,路面附着系数是指根据当前车辆数据进行计算和处理,确定的用于反映倾斜路面的附着力的系数,该路面附着系数是影响车辆的滑动摩擦的系数,可采用φ表示。
作为一示例,步骤S802中,车载控制器在获取传感器模块发送的当前车辆数据之后,从所有当前车辆数据中,提取与路面附着系数相关的当前车辆数据,再采用预先设置的路面附着系数确定逻辑,对提取到的当前车辆数据进行计算处理,确定路面附着系数。该路面附着系数确定逻辑是用于计算路面附着系数的逻辑。本示例中,车载控制器可以根据实时采集并提取到的相关当前车辆数据,查询路面附着系数估算模型,从路面附着系数估算模型中,获取与当前车辆数据相匹配的路面附着系数。
作为一示例,步骤S803中,车载控制器在根据倾斜环道工况采集到的当前车辆数据,分别确定斜面正向压力Fn和路面附着系数φ之后,可根据斜面正向压力Fn和路面附着系数φ,计算确定侧向摩擦力f
本示例中,步骤S803,即根据斜面正向压力和路面附着系数,确定侧向摩擦力,包括:
采用侧向摩擦力公式,对斜面正向压力和路面附着系数进行计算,确定侧向摩擦力;
侧向摩擦力公式为f=Fn*φ,f为侧向摩擦力,Fn为斜面正向压力,φ为路面附着系数。
本实施例中,在车辆处于倾斜环道工况时,需依据当前车辆数据,分别确定斜面正向压力和路面附着系数,再根据斜面正向压力和路面附着系数,确定侧向摩擦力,使得侧向摩擦力与实时采集到的当前车辆数据相关,保障侧向摩擦力的实时性和准确性。
在一实施例中,如图9所示,步骤S802,即根据当前车辆数据,确定路面附着系数,包括:
S901:根据当前车辆数据,确定纵向滑移率;
S902:根据纵向滑移率查询预先设置的路面附着系数估算模型,确定路面附着系数。
其中,纵向滑移率是根据当前车辆数据,计算确定车辆轮胎的滑移率。
作为一示例,步骤S901中,车载控制器在获取到传感器模块发送的当前车辆数据之后,从所有当前车当前车辆数据中,提取与纵向滑移率计算相关的当前车辆数据,再采用预先设置的纵向滑移率计算逻辑,对提取到的当前车辆数据进行计算,确定纵向滑移率。该纵向滑移率计算逻辑是预先设置的用于计算纵向滑移率的逻辑。本示例中,车载控制器执行纵向滑移率计算逻辑时,可将车速传感器和轮速传感器等传感器模块,实时采集到的当前车速和车轮转速进行处理,以计算出纵向滑移率,保障计算出的纵向滑移率的实时性。
在一实施例中,当前车辆数据包括当前车速、车轮滚动半径和车轮转速;
步骤S901,即根据当前车辆数据,确定纵向滑移率,包括:
采用纵向滑移率公式,对当前车速、车轮滚动半径和车轮转速进行计算,确定纵向滑移率;
纵向滑移率公式为s为纵向滑移率,μ为当前车速,r为车轮滚动半径,ωw为车轮转速。
其中,当前车速是实时采集到的车辆实际行驶的速度,也可理解为车轮纵向速度,可采用μ表示。车轮滚动半径是指车辆车轮的半径,可采用r表示,为标定值。车轮转速是指实时采集到的车轮转动的速度。一般来说,当车轮纯滚动时,其当前车速(即车轮纵向速度)=车轮转速*车轮滚动半径,由于车轮的变形和打滑,当前车速(即车轮纵向速度)<车轮转速*车轮滚动半径,由当前车速(即车轮纵向速度),与车轮转速*车轮滚动半径的乘积的差异程度,可采用纵向滑移率来表示。
作为一示例,当车辆行驶时,车载控制器可采用纵向滑移率公式对车速传感器采集到的当前车速μ、轮速传感器采集到的车轮转速ωw以及预先标定的车轮滚动半径r进行计算,可快速确定其对应的纵向滑移率s。
其中,路面附着系数估算模型是用于存储路面附着系数估算模型的数据库。该路面附着系数估算模型是预先设置的用于估算路面附着系数的模型。作为一示例,预先构建路面附着系数估算模型的过程如下:在倾斜环道(包括但不限于沙漠坡道)的坡底固定一可以自由旋转的坡底绞盘,坡底绞盘通过弹性皮带与车辆底盘连接,坡底绞盘通过弹性皮带对刷锅过程中的车辆缓慢施加沿倾斜路面向下的拉力,直至车辆出现侧向滑动,侧向滑动时,侧向滑动向上的摩擦力=弹性皮带的拉力+车辆重力沿倾斜路面向下的分力-车辆离心力沿倾斜路面向上的分力,求得摩擦力后,可反求出路面附着系数,由此方法检测出不同轮胎的纵向滑移率和不同坡道倾斜角度对应的路面附着系数,建立路面附着系数估算模型。
作为一示例,步骤S902中,车载控制器在计算确定纵向滑移率之后,可根据该纵向滑移率查询预先设置的路面附着系数估算模型,将路面附着系数估算模型中,与纵向滑移率相对应的附着系数,确定当前车辆数据相对应的路面附着系数。
进一步地,在路面附着系数估算模型与不同纵向滑移率和不同坡道倾斜角度相关时,由于坡道倾斜角度与车身侧倾角传感器采集到的车身侧倾角θ相关,因此,车载控制器可将步骤S901计算出的纵向滑移率和实时采集到的车身侧倾角θ,输入到路面附着系数估算模型进行处理,从而获取当前车辆数据对应的路面附着系数,可保障路面附着系数的确定效率。
在一实施例中,当前坡道工况包括低附坡道工况;
如图10所示,步骤S603,即判断当前车辆数据是否满足当前坡道工况对应的失稳临界条件,包括:
S1001:根据当前车辆数据,确定纵向滑移率;
S1002:若纵向滑移率大于第二临界阈值,则确定当前车辆数据满足低附坡道工况对应的失稳临界条件。
其中,纵向滑移率是根据当前车辆数据,计算确定车辆轮胎的滑移率。
作为一示例,步骤S1001中,车载控制器在当前车辆数据不满足低附坡道工况对应的已失稳条件时,需判断是否满足低附坡道工况对应的失稳临界条件,具体采用预先设置的纵向滑移率计算逻辑,对提取到的当前车辆数据进行计算,确定纵向滑移率。该纵向滑移率计算逻辑是预先设置的用于计算纵向滑移率的逻辑。本示例中,车载控制器执行纵向滑移率计算逻辑时,可将车速传感器和轮速传感器等传感器模块,实时采集到的当前车速和车轮转速进行处理,计算出纵向滑移率,保障计算出的纵向滑移率的实时性。
在一实施例中,当前车辆数据包括当前车速、车轮滚动半径和车轮转速;相应地,根据当前车辆数据,确定纵向滑移率,包括:采用纵向滑移率公式,对当前车速、车轮滚动半径和车轮转速进行计算,确定纵向滑移率;纵向滑移率公式为s为纵向滑移率,μ为当前车速,r为车轮滚动半径,ωw为车轮转速。
其中,当前车速是实时采集到的车辆实际行驶的速度,也可理解为车轮纵向速度,可采用μ表示。车轮滚动半径是指车辆车轮的半径,可采用r表示,为标定值。车轮转速是指实时采集到的车轮转动的速度。一般来说,当车轮纯滚动时,其当前车速(即车轮纵向速度)=车轮转速*车轮滚动半径,由于车轮的变形和打滑,当前车速(即车轮纵向速度)<车轮转速*车轮滚动半径,由当前车速(即车轮纵向速度),与车轮转速*车轮滚动半径的乘积的差异程度,可采用纵向滑移率来表示。作为一示例,当车辆行驶时,车载控制器可采用纵向滑移率公式对车速传感器采集到的当前车速μ、轮速传感器采集到的车轮转速ωw以及预先标定的车轮滚动半径r进行计算,可快速确定其对应的纵向滑移率s。
其中,第二临界阈值是预先设置的用于评估是否达到低附坡道工况对应的失稳临界状态的阈值,具体为与滑移率相关的阈值。
本示例中,车载控制器在计算确定纵向滑移率后,可将纵向滑移率与预先设置的第二临界阈值进行比较;若纵向滑移率大于第二临界阈值,则确定当前车辆数据满足低附坡道工况对应的失稳临界条件,可确定当前车辆状态为失稳临界状态;若纵向滑移率不大于第二临界阈值,则确定当前车辆数据不满足低附坡道工况对应的失稳临界条件,可确定当前车辆状态为正常状态。
本实施例中,在当前坡道工况为低附坡道工况时,若实时采集到的车辆侧滑信息为不存在侧向滑动,则确定当前车辆数据不满足低附环道工况对应的已失稳条件,需根据当前车辆数据,确定纵向滑移率,在纵向滑移率大于第二临界阈值时,认定车辆接近失稳,满足低附坡道工况对应的失稳临界条件,因此,可确定其当前车辆状态为失稳临界状态,以便后续执行失稳预警操作,以达到预警提醒目的,从而促使驾驶员保持车速或提高车速,保障车辆行驶过程的稳定性,避免车辆从失稳临界状态进入失稳中状态。
如图14和图15所示,在车辆处于低附坡道工况时,车辆靠摩擦力产生运动,路面附着系数越低的路面,摩擦力越小,轮胎越容易滑转。根据摩擦圆理论,纵向摩擦力与侧向摩擦力的合力不会超出摩擦圆,路面附着系数越低,其摩擦圆越小,图15所示不同路面对应的摩擦圆,对于泥坡、雪坡和松散土坡等低附爬坡工况,摩擦圆较小,纵向摩擦力非常容易突破极限,此时路面可提供的侧向摩擦力几乎为零,车辆极易出现侧滑,发生翻车事故。
在一实施例中,如图11所示,步骤S603,即判断当前车辆数据是否满足当前坡道工况对应的失稳临界条件,包括:
S1101:根据当前车辆数据,确定纵向滑移率;
S1102:若纵向滑移率不大于第二临界阈值,则获取四个车轮对应的轮胎载荷变化;
S1103:若轮胎载荷变化为增大趋势,则增大轮胎载荷变化对应的车轮的驱动力矩;
S1104:若轮胎载荷变化为减小趋势,则减小轮胎载荷变化对应的车轮的驱动力矩。
其中,步骤S1101与步骤S1001相同,为避免重复,此处不一一赘述。
其中,轮胎载荷变化是当前时刻测量到的轮胎载荷。
作为一示例,在车辆处于低附坡道工况时,车载控制器在根据当前车辆数据确定的纵向滑移率不大于第二临界阈值,可确定当前车辆状态为正常状态时,为了保障正常状态驾驶的稳定性,还可获取车辆中四个轮胎对应的轮胎载荷变化,以便基于轮胎载荷变化进行力矩调整。
本示例中,车载控制器可获取同一车轮,在当前时刻采集到的第一轮胎载荷和上一时刻采集到的第二轮胎载荷,根据第一轮胎载荷和第二轮胎载荷,确定两者对应的轮胎载荷变化。例如,可通过设置在螺旋弹簧或者减震器上的位移传感器,实时采集螺旋弹簧或者减震器的压缩量,以获取不同时刻采集到的轮胎载荷。
作为一示例,车载控制器在获取四个车轮对应的轮胎载荷变化后,若任一车轮对应的轮胎载荷变化为增大趋势时,说明当前时刻的第一轮胎载荷大于上一时刻的第二轮胎载荷,此时,可增大该车轮的驱动力矩;相应地,若任一车轮对应的轮胎载荷变化为减小趋势时,说明当前时刻的第二轮胎载荷小于上一时刻的第二轮胎载荷,此时,可减小该车轮的驱动力矩。
例如,当车辆处于低附坡道工况上进行爬坡时,车辆的两个后轮的轮胎载荷变化呈增大趋势,两个前轮的轮胎载荷变化呈减小趋势,可根据轮胎载荷变化,调整力矩分配,在保证总力矩不变的情况下,增大轮胎载荷变化呈增大趋势的后轮的驱动力矩,减小轮胎载荷变化呈减小趋势的前轮的驱动力矩,以进一步保障车辆行驶的稳定性。
在一实施例中,提供一种车载控制器,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,处理器执行计算机程序时实现上述实施例中车辆稳定控制方法,例如图2所示S201-S203,或者图3至图14中所示,为避免重复,这里不再赘述。
在一实施例中,提供一种车辆稳定控制系统,包括上述实施例中的车载控制器、与车载控制器相连的传感器模块和执行模块;传感器模块,用于采集当前车辆数据,并将当前车辆数据发送给车载控制器;车载控制器,用于根据当前车辆数据,形成目标控制信号;根据目标控制信号,控制执行模块执行失稳预警操作或者车辆稳定操作。可理解地,上述实施例中的车载控制器可实现上述实施例中车辆稳定控制方法,例如图2所示S201-S203,或者图3至图14中所示,为避免重复,这里不再赘述。
在一实施例中,提供一种汽车,包括上述实施列中的车辆稳定控制系统,该车辆稳定控制系统中的车载控制器可实现上述实施例中车辆稳定控制方法,例如图2所示S201-S203,或者图3至图14中所示,为避免重复,这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上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精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种车辆稳定控制方法,其特征在于,包括:
获取当前坡道工况对应的当前车辆数据;
判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的已失稳条件;
若所述当前车辆数据满足所述已失稳条件,则执行车辆稳定操作。
2.如权利要求1所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,所述当前坡道工况包括倾斜环道工况;
所述将所述当前车辆数据与所述当前坡道工况对应的已失稳条件进行比较,包括:
根据所述当前车辆数据,确定斜面向上合力和斜面向下合力;
若所述斜面向上合力小于所述斜面向下合力,则确定所述当前车辆数据满足所述倾斜环道工况对应的已失稳条件。
3.如权利要求1所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,所述当前坡道工况包括低附坡道工况;
所述将所述当前车辆数据与所述当前坡道工况对应的已失稳条件进行比较,包括:
从所述当前车辆数据中,获取车辆侧滑信息;
若所述车辆侧滑信息为存在侧向滑动,则确定所述当前车辆数据满足所述低附坡道工况对应的已失稳条件。
4.如权利要求1所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,所述执行车辆稳定操作,包括:
获取当前侧滑方向和期望横摆角速度方向;
若所述当前侧滑方向和所述期望横摆角速度方向不同,则控制转矩矢量控制单元提供辅助横摆力矩。
5.如权利要求1所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,在所述判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的已失稳条件之后,所述车辆稳定控制方法还包括:
若所述当前车辆数据不满足所述已失稳条件,则判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的失稳临界条件;
若所述当前车辆数据满足所述失稳临界条件,则执行失稳预警操作。
6.如权利要求5所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,所述当前坡道工况包括倾斜环道工况;
所述判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的失稳临界条件,包括:
根据所述当前车辆数据,确定侧向摩擦力;
根据所述当前车辆数据,确定斜面下滑力;
计算所述斜面下滑力和所述侧向摩擦力对应的当前分力比值;
若所述当前分力比值大于第一临界阈值,则确定所述当前车辆数据满足所述倾斜环道工况对应的失稳临界条件。
7.如权利要求6所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,所述根据所述当前车辆数据,确定侧向摩擦力,包括:
根据所述当前车辆数据,确定斜面正向压力;
根据所述当前车辆数据,确定路面附着系数;
根据所述斜面正向压力和所述路面附着系数,确定侧向摩擦力。
8.如权利要求7所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,所述车辆当前数据包括车辆重力、车辆离心力和车身侧倾角;
根据所述当前车辆数据,确定斜面正向压力,包括:
采用斜面正向压力公式,对所述车辆重力、所述车辆离心力和所述车身侧倾角进行计算,确定斜面正向压力;
所述斜面正向压力公式为Fn=Gcosθ+Fasinθ,Fn为所述斜面正向压力,G为所述车辆重力,Fa为所述车辆离心力,θ为所述车身侧倾角。
9.如权利要求7所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,所述根据所述当前车辆数据,确定路面附着系数,包括:
根据所述当前车辆数据,确定纵向滑移率;
根据所述纵向滑移率查询预先设置的路面附着系数估算模型,确定路面附着系数。
10.如权利要求7所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,
所述根据所述斜面正向压力和所述路面附着系数,确定侧向摩擦力,包括:
采用侧向摩擦力公式,对所述斜面正向压力和所述路面附着系数进行计算,确定侧向摩擦力;
所述侧向摩擦力公式为f=Fn*φ,f为侧向摩擦力,Fn为斜面正向压力,φ为路面附着系数。
11.如权利要求6所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,所述车辆当前数据包括车辆重力、车辆离心力和车身侧倾角;
根据所述当前车辆数据,确定斜面下滑力,包括:
采用斜面下滑力公式,对所述车辆重力、所述车辆离心力和所述车身侧倾角进行处理,确定斜面下滑力;
所述斜面下滑力公式为Fd=Gsinθ-Facosθ,Fd为所述斜面下滑力,G为所述车辆重力,Fa为所述车辆离心力,θ为所述车身侧倾角。
12.如权利要求5所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,所述当前坡道工况包括低附坡道工况;
所述判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的失稳临界条件,包括:
根据所述当前车辆数据,确定纵向滑移率;
若所述纵向滑移率大于第二临界阈值,则确定所述当前车辆数据满足所述低附坡道工况对应的失稳临界条件。
13.如权利要求12所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,在所述判断所述当前车辆数据是否满足所述当前坡道工况对应的失稳临界条件之后,所述车辆稳定控制方法还包括:
若所述纵向滑移率不大于第二临界阈值,则获取四个车轮对应的轮胎载荷变化;
若所述轮胎载荷变化为增大趋势,则增大所述轮胎载荷变化对应的车轮的驱动力矩;
若所述轮胎载荷变化为减小趋势,则减小所述轮胎载荷变化对应的车轮的驱动力矩。
14.如权利要求9或12所述的车辆稳定控制方法,其特征在于,所述当前车辆数据包括当前车速、车轮滚动半径和车轮转速;
所述根据所述当前车辆数据,确定纵向滑移率,包括:
采用纵向滑移率公式,对所述当前车速、车轮滚动半径和所述车轮转速进行计算,确定纵向滑移率;
所述纵向滑移率公式为s为纵向滑移率,μ为所述当前车速,r为车轮滚动半径,ωw为所述车轮转速。
15.一种车载控制器,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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如权利要求1至14任一项所述车辆稳定控制方法。
16.一种车辆稳定控制系统,其特征在于,包括权利要求14所述的车载控制器、与所述车载控制器相连的传感器模块和执行模块;所述传感器模块,用于采集当前车辆数据,并将所述当前车辆数据发送给车载控制器;所述车载控制器,用于执行权利要求1至14任一项所述车辆稳定控制方法。
17.一种汽车,其特征在于,包括权利要求15所述的车辆稳定控制系统。
CN202210193194.6A 2022-02-28 2022-02-28 车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车 Active CN116691652B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210193194.6A CN116691652B (zh) 2022-02-28 2022-02-28 车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210193194.6A CN116691652B (zh) 2022-02-28 2022-02-28 车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116691652A true CN116691652A (zh) 2023-09-05
CN116691652B CN116691652B (zh) 2024-10-29

Family

ID=87834503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210193194.6A Active CN116691652B (zh) 2022-02-28 2022-02-28 车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116691652B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001138886A (ja) * 1999-11-18 2001-05-22 Fuji Heavy Ind Ltd 車両挙動制御装置
US20030212482A1 (en) * 2002-05-07 2003-11-13 Jianbo Lu Method and apparatus for determining lateral velocity of a motor vehicle in closed form for all road and driving conditions
JP2007145294A (ja) * 2005-11-30 2007-06-14 Toyota Motor Corp 車両用走行制御装置
JP2015067039A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 株式会社アドヴィックス 車両の制御装置
CN106740830A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 江苏萝卜交通科技有限公司 四轮电动车的防侧翻控制方法
KR20180067042A (ko) * 2016-12-12 2018-06-20 현대오트론 주식회사 횡경사 노면을 검출하여 차량을 제어하는 제어장치 및 제어방법.
CN110626353A (zh) * 2019-09-09 2019-12-31 武汉理工大学 一种基于侧倾风险指标的车辆危险状态预警方法
CN112115610A (zh) * 2020-09-18 2020-12-22 长安大学 道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法
CN112141080A (zh) * 2020-09-08 2020-12-29 北京踏歌智行科技有限公司 一种用于矿区运输车辆防侧翻控制方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001138886A (ja) * 1999-11-18 2001-05-22 Fuji Heavy Ind Ltd 車両挙動制御装置
US20030212482A1 (en) * 2002-05-07 2003-11-13 Jianbo Lu Method and apparatus for determining lateral velocity of a motor vehicle in closed form for all road and driving conditions
JP2007145294A (ja) * 2005-11-30 2007-06-14 Toyota Motor Corp 車両用走行制御装置
JP2015067039A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 株式会社アドヴィックス 車両の制御装置
KR20180067042A (ko) * 2016-12-12 2018-06-20 현대오트론 주식회사 횡경사 노면을 검출하여 차량을 제어하는 제어장치 및 제어방법.
CN106740830A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 江苏萝卜交通科技有限公司 四轮电动车的防侧翻控制方法
CN110626353A (zh) * 2019-09-09 2019-12-31 武汉理工大学 一种基于侧倾风险指标的车辆危险状态预警方法
CN112141080A (zh) * 2020-09-08 2020-12-29 北京踏歌智行科技有限公司 一种用于矿区运输车辆防侧翻控制方法
CN112115610A (zh) * 2020-09-18 2020-12-22 长安大学 道路急陡弯路段货车侧翻侧滑风险评估系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116691652B (zh) 2024-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101697809B1 (ko) 브레이킹 및 드라이빙 동작들로 드라이빙 역학에 영향을 미치는 방법 및 브레이킹 시스템
US8412433B2 (en) Motion control device for vehicle
US10059344B2 (en) Vehicle behavior control apparatus
US9823111B2 (en) Method and device for estimating loading state of vehicle
US20090192687A1 (en) Vehicle Path Control for Autonomous Braking System
JP2005271822A (ja) 車両の自動減速制御装置
JP2004530598A (ja) 車両の走行安定性コントロールを修正する方法
US11318924B1 (en) Torque distribution system for redistributing torque between axles of a vehicle
US9662974B2 (en) Torque control for vehicles with independent front and rear propulsion systems
JP5790883B2 (ja) 制駆動力制御装置
JP7385376B2 (ja) 車両走行制御装置、車両走行制御方法及び車両走行制御システム
JP5341469B2 (ja) 車両の制御装置
US11845458B2 (en) Vehicle drive force control method and vehicle drive force control device
CN114248774B (zh) 车辆弯道控制方法、装置、计算机设备和存储介质
CN111770863B (zh) 车辆控制方法及设备
JP6577850B2 (ja) 車両の制御装置及び車両の制御方法
CN111231940A (zh) 车辆运动控制系统
US8442736B2 (en) System for enhancing cornering performance of a vehicle controlled by a safety system
CN116691652B (zh) 车辆稳定控制方法、车载控制器、系统和汽车
CN109747710B (zh) 用于控制机动车的后桥转向系的方法
JP6519206B2 (ja) 車両の走行制御装置
WO2023212001A1 (en) Method and system for tire-road friction coefficient estimation
JP7559731B2 (ja) 電動車のトラクション制御装置、トラクション制御方法、及びプログラム
US8660750B2 (en) System for enhancing cornering performance of a vehicle equipped with a stability control system
JP2008100577A (ja) 車両挙動制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant