CN116811841B - 一种车辆控制方法、系统、计算机及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车辆控制方法、系统、计算机及可读存储介质，该方法包括获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程；基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移，并判断所述横向状态偏移的区间范围；若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值，则采用第一控制模式控制所述车辆；若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间，则采用第二控制模式控制所述车辆；若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值，则采用第三控制模式控制所述车辆，本发明通过三种控制模式之间的自由切换代替了人工操控车辆而带来的侧翻与横摆的风险，以保证车辆驾驶过程中的安全性。
Description
技术领域
本发明属于车辆控制的技术领域，具体地涉及一种车辆控制方法、系统、计算机及可读存储介质。
背景技术
在车辆的过程中，由于行驶路况以及驾驶员驾驶习惯的问题，极易导致车辆出现横摆、侧翻的问题，尤其对于SUV来说，其具有高质心、小轮距的特征，其更容易发生侧翻事故，而在现有技术中，对于有经验的驾驶员来讲，可通过合理操控车辆而避免车辆出现横摆与侧翻，但其不具备普适性，因而对于大部分的驾驶员来讲，较难通过操控车辆而避免车辆横摆与侧翻，因此可知，通过驾驶员人工操控车辆很难避免车辆出现横摆与侧翻事故，进而增加了车辆发生事故的风险。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种车辆控制方法、系统、计算机及可读存储介质，用于解决现有技术中存在的技术问题。
第一方面，该发明提供以下技术方案，一种车辆控制方法，所述方法包括：
获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程；
基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移，并判断所述横向状态偏移的区间范围；
若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值，则采用第一控制模式控制所述车辆；
若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间，则采用第二控制模式控制所述车辆；
若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值，则采用第三控制模式控制所述车辆。
相比现有技术，本申请的有益效果为：本申请获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程；基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移，并判断所述横向状态偏移的区间范围；若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值，则采用第一控制模式控制所述车辆；若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间，则采用第二控制模式控制所述车辆；若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值，则采用第三控制模式控制所述车辆，本发明通过判断向零矩偏移的区间范围来判断车辆的风险原因，当区间范围小于第一阈值时，则表示车辆容易出现横摆的风险，因此采用第一控制模式控制车辆，以避免车辆出现横摆的情况，同时当区间范围在第一阈值与第二阈值之间时，则车辆可能出现横摆也可能出现侧倾的情况，因此采用第二控制模式控制车辆，使车辆更加稳定，不会侧倾与横摆，当区间范围大于第二阈值时，则车辆可能出现侧翻的情况，因此采用第三控制模式控制车辆，避免车辆出现侧翻的情况，本发明通过设定三种控制模式，以应对于车辆在行驶时出现的各种问题，且三种控制模式可自由切换代替了人工操控车辆而带来的侧翻与横摆的风险，以保证车辆驾驶过程中的安全性。
较佳的，所述获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程的步骤包括：
基于运行参数、车辆参数与牛顿第二定律建立牛顿方程：
；
式中，为车辆质量，/>、/>分别为前轮侧向力、后轮侧向力，/>为前轮转角，/>、分别为车辆横向速度、车辆纵向速度，/>为第一横摆角速度，/>、/>分别为车辆质心分别到汽车前、后轴的距离，/>为横摆力矩，/>为车辆在竖直方向上的转动惯量；
基于所述牛顿方程建立车辆状态方程：
；
式中，、/>分别为第一质心侧偏角、第二质心侧偏角，/>为第二横摆角速度，/>、分别为前轮刚度、后轮刚度。
较佳的，在所述基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移的步骤中，所述车辆的横向状态偏移为：
；
式中，为车辆质心高度，/>、/>分别为车辆侧倾角与道路侧倾角，/>为重力加速度，/>为前轮轮距。
较佳的，所述采用第一控制模式控制所述车辆的步骤包括：
基于所述车辆状态方程确定第一控制横摆角速度：
；
基于路面附着系数确定第二控制横摆角速度/>：
；
式中，为路面系数；
计算所述第一控制横摆角速度与所述第二控制横摆角速度/>之间的横摆角速度差值/>；
对所述横摆角速度差值进行模糊网络处理，以得到最佳横摆角速度/>，基于所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩，将所述附加力矩分配至对应的离合器，以完成所述车辆的控制。
较佳的，所述对所述横摆角速度差值进行模糊网络处理，以得到最佳横摆角速度/>，基于所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩的步骤包括：
将所述横摆角速度差值以及预设差值/>进行正切转化，以得到转化值/>与转化值/>：
，/>；
式中，、/>分别为第一比例因子与第二比例因子；
设置第一模糊集合与第二模糊集合/>，根据所述模糊集合计算所述横摆角速度差值/>对应的横摆权重/>：
；
基于第一权重计算最佳横摆角速度/>，并根据所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩/>：
；
；
式中，为设定量，/>为滑模因子，/>为滑模面，/>为常数。
较佳的，所述采用第二控制模式控制所述车辆的步骤包括：
基于所述车辆状态方程计算侧向加速度：
；
基于所述侧向加速度计算最佳曲率/>以及最佳车速/>：
，/>；
将所述最佳车速分配至所述车辆的发动机，以完成所述车辆的控制。
较佳的，所述采用第三控制模式控制所述车辆的步骤包括：
基于所述车辆状态方程计算防侧翻力矩：
；
式中，、/>、/>分别为第一、第二、第三拟合系数；
基于所述防侧翻力矩计算制动力矩/>：
；
式中，为轮半径，/>为后轮轮距；
将所述制动力矩分配至所述车辆的后轮，以完成所述车辆的控制。
第二方面，该发明提供以下技术方案，一种车辆控制系统，所述系统包括：
方程建立模块，用于获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程；
区间确定模块，用于基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移，并判断所述横向状态偏移的区间范围；
第一控制模块，用于若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值，则采用第一控制模式控制所述车辆；
第二控制模块，用于若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间，则采用第二控制模式控制所述车辆；
第三控制模块，用于若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值，则采用第三控制模式控制所述车辆。
第三方面，该发明提供以下技术方案，一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上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的车辆控制方法。
第四方面，该发明提供以下技术方案，一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的车辆控制方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明第一实施例提供的车辆控制方法的流程图；
图2为本发明第一实施例提供的车辆控制方法中步骤S1的详细流程图；
图3为本发明第一实施例提供的车辆控制方法中步骤S3的详细流程图；
图4为本发明第一实施例提供的车辆控制方法中步骤S34的详细流程图；
图5为本发明第一实施例提供的车辆控制方法中步骤S4的详细流程图；
图6为本发明第一实施例提供的车辆控制方法中步骤S5的详细流程图；
图7为本发明第二实施例提供的车辆控制系统的结构框图；
图8为本发明另一实施例提供的计算机的硬件结构框图。
以下将结合附图对本发明实施例作进一步说明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
如图1所示，在本发明的第一个实施例中，该发明提供以下技术方案，一种车辆控制方法，所述方法包括：
S1、获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程；
具体的，车辆状态方程具体反应车辆的行驶状态参数，而本发明中的行驶状态参数包括车辆的质心侧偏角以及车辆的横摆角速度，通过车辆的质心侧偏角以及车辆的横摆角速度即可判断此时车辆的所处状态，是否容易出现横摆以及侧翻的风险。
如图2所示，其中，所述步骤S1包括：
S11、基于运行参数、车辆参数与牛顿第二定律建立牛顿方程：
；
式中，为车辆质量，/>、/>分别为前轮侧向力、后轮侧向力，/>为前轮转角，/>、分别为车辆横向速度、车辆纵向速度，/>为第一横摆角速度，/>、/>分别为车辆质心分别到汽车前、后轴的距离，/>为横摆力矩，/>为车辆在竖直方向上的转动惯量；
具体的，车辆的运行参数可通过安装车辆周围的传感器获取得到，而车辆的车辆参数可在车辆出厂之后根据车辆的车型以及配置在车辆参数数据库中检索得到。
S12、基于所述牛顿方程建立车辆状态方程：
；
式中，、/>分别为第一质心侧偏角、第二质心侧偏角，/>为第二横摆角速度，/>、分别为前轮刚度、后轮刚度；
具体的，在步骤S12中的车辆状态方程目的为了反应第二质心侧偏角、第二横摆角速度与第一质心侧偏角、第一横摆角速度之间的关系，以便于计算具体的横向状态偏移。
S2、基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移，并判断所述横向状态偏移的区间范围；
其中，在所述步骤S2中：
所述车辆的横向状态偏移为：
；
式中，为车辆质心高度，/>、/>分别为车辆侧倾角与道路侧倾角，/>为重力加速度，/>为前轮轮距；
具体的，所述横向状态偏移的取值范围为-1~1之间，当横向状态偏移/>为0时，则表示此时车辆处于正常平稳行驶过程，即不会出现横摆以及侧翻的风险，当横向状态偏移/>为1时，则表示车辆此时已经出现侧翻的情况，在本发明中横向状态偏移/>是否大于0需要根据车辆即将出现横摆以及侧翻的方向而定，即当横向状态偏移/>小于0时，则表示车辆可能会朝向左侧进行横摆以及侧翻，当横向状态偏移/>大于0时，则表示车辆可能会朝向右侧进行横摆以及侧翻；
需要说明的是，在步骤S3~S6中，横向状态偏移的区间范围所指的是横向状态偏移的绝对值。
S3、若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值，则采用第一控制模式控制所述车辆；
具体的，在步骤S3中，横向状态偏移的区间范围具体指的是横向状态偏移的绝对值的区间范围，且在本实施例中，第一阈值为0.5，即当横向状态偏移的绝对值的区间范围小于0.5时，则表示车辆可能出现横摆的情况，因此需要计算对应的附加力矩，并根据横向状态偏移为正值还是为负值判断附加力矩的分配规则，已完成采用第一控制模式控制所述车辆的过程。
如图3所示，其中，所述步骤S3包括：
S31、基于所述车辆状态方程确定第一控制横摆角速度：
。
S32、基于路面附着系数确定第二控制横摆角速度/>：
。
式中，为路面系数；
具体的，在实际的车辆行驶过程中，需要考虑轮胎与路面的附着力，因此在步骤S32中，引入路面附着系数计算第二控制横摆角速度/>，且第二控制横摆角速度/>为实际的最佳横摆角速度/>的上限，而第一控制横摆角速度/>为实际的最佳横摆角速度/>的下限，同时，在本实施例中，路面系数可通过实验拟合得到。
S33、计算所述第一控制横摆角速度与所述第二控制横摆角速度/>之间的横摆角速度差值/>；
具体的，横摆角速度差值为所述第二控制横摆角速度/>减去第一控制横摆角速度/>，该横摆角速度差值大于0。
S34、对所述横摆角速度差值进行模糊网络处理，以得到最佳横摆角速度/>，基于所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩，将所述附加力矩分配至对应的离合器，以完成所述车辆的控制。
如图4所示，其中，所述步骤S34包括：
S341、将所述横摆角速度差值以及预设差值/>进行正切转化，以得到转化值与转化值/>：
，/>；
式中，、/>分别为第一比例因子与第二比例因子；
具体的，对所述横摆角速度差值进行模糊网络处理可在模糊神经网络模型中完成，其中的预设差值/>可根据横摆角速度差值/>的大小进行人为设定，将所述横摆角速度差值/>以及预设差值/>输入到模糊神经网络模型中并利用双曲正切函数将其进行正切转化，以分别得到处于-1到1之间的转化值/>与转化值/>。
S342、设置第一模糊集合与第二模糊集合/>，根据所述模糊集合计算所述横摆角速度差值/>对应的横摆权重/>：
；
具体的，第一模糊集合与第二模糊集合/>中子集的数量可根据实际情况而设定，在本实施例中第一模糊集合/>与第二模糊集合/>均包括5个子集，通过计算对应的横摆权重便可计算得到最佳横摆角速度/>。
S343、基于第一权重计算最佳横摆角速度/>，并根据所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩/>：
；
；
式中，为设定量，/>为滑模因子，/>为滑模面，/>为常数；
具体的，当计算出对应的附加力矩之后，需要将计算出的附加力矩分配至对应的车轮上，而在实际的行车过程中，通过控制横摆控制器中差速力中离合器的结合与分离即可实现对前轴的左右轮的调节，以避免车辆出现横摆的情况，具体分配过程如下：
当前轮转角大于0、最佳横摆角速度/>大于第一横摆角速度时，需要将附加力矩分配至右离合器，当前轮转角/>小于0、最佳横摆角速度/>大于第一横摆角速度时，需要将附加力矩分配至左离合器，当前轮转角/>小于0、最佳横摆角速度/>小于第一横摆角速度时，需要将附加力矩分配至右离合器，当前轮转角/>大于0、最佳横摆角速度/>小于第一横摆角速度时，需要将附加力矩分配至左离合器。
S4、若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间，则采用第二控制模式控制所述车辆；
如图5所示，其中，所述步骤S4包括：
S41、基于所述车辆状态方程计算侧向加速度：
。
S42、基于所述侧向加速度计算最佳曲率/>以及最佳车速/>：
，/>。
S43、将所述最佳车速分配至所述车辆的发动机，以完成所述车辆的控制；
具体的，当横向状态偏移的绝对值的区间范围第一阈值与第二阈值之间时，此时车辆可能出现侧翻的情况，也可能出现横摆的情况，因此需要改变车辆的车速，以实现车辆的稳定，以避免出现横摆和/或侧翻的情况，且在本实施例中，第二阈值为0.7；
具体的，在步骤S4中，实时获取当前车速，并将当前车速与计算出的最佳车速进行对比，若当前车速大于最佳车速，则降低发动机的输出，以降低车辆的当前车速直至当前车速与最佳车速相同，若当前车速小于最佳车速，则提高发动机的输出，以提高车辆的当前车速直至当前车速与最佳车速相同。
S5、若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值，则采用第三控制模式控制所述车辆；
如图6所示，其中，所述步骤S5包括：
S51、基于所述车辆状态方程计算防侧翻力矩：
；
式中，、/>、/>分别为第一、第二、第三拟合系数；
具体的，在步骤S51中的，第一拟合系数、第二拟合系数以及第三拟合系数均可通过实验拟合得到。
S52、基于所述防侧翻力矩计算制动力矩/>：
；
式中，为轮半径，/>为后轮轮距。
S53、将所述制动力矩分配至所述车辆的后轮，以完成所述车辆的控制；
具体的，在该步骤中，所述横向状态偏移的绝对值的区间范围大于第二阈值，即0.7，此时车辆可能会出现侧翻的风险，因此通过计算得到对应的制动力矩，并将制动力矩分配至对应的后轮，由于在车辆行驶过程中，前轮作为转向输入，而后轮涉及控制制动，因此需要将计算得到的制动力矩分配至对应的后轮，而具体的分配过程如下：
当前轮转角大于0、横向状态偏移大于0时，则将对应的制动力矩分配至右后轮，当前轮转角大于0、横向状态偏移小于0时，则将对应的制动力矩分配至左后轮，当前轮转角小于0、横向状态偏移大于0时，则将对应的制动力矩分配至右后轮，当前轮转角小于0、横向状态偏移小于0时，则将对应的制动力矩分配至左后轮。
本实施例一的好处在于：本申请获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程；基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移，并判断所述横向状态偏移的区间范围；若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值，则采用第一控制模式控制所述车辆；若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间，则采用第二控制模式控制所述车辆；若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值，则采用第三控制模式控制所述车辆，本发明通过判断向零矩偏移的区间范围来判断车辆的风险原因，当区间范围小于第一阈值时，则表示车辆容易出现横摆的风险，因此采用第一控制模式控制车辆，以避免车辆出现横摆的情况，同时当区间范围在第一阈值与第二阈值之间时，则车辆可能出现横摆也可能出现侧倾的情况，因此采用第二控制模式控制车辆，使车辆更加稳定，不会侧倾与横摆，当区间范围大于第二阈值时，则车辆可能出现侧翻的情况，因此采用第三控制模式控制车辆，避免车辆出现侧翻的情况，本发明通过设定三种控制模式，以应对于车辆在行驶时出现的各种问题，且三种控制模式可自由切换代替了人工操控车辆而带来的侧翻与横摆的风险，以保证车辆驾驶过程中的安全性。
实施例二
如图7所示，在本发明的第二个实施例提供了一种车辆控制系统，所述系统包括：
方程建立模块1，用于获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程；
区间确定模块2，用于基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移，并判断所述横向状态偏移的区间范围；
第一控制模块3，用于若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值，则采用第一控制模式控制所述车辆；
第二控制模块4，用于若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间，则采用第二控制模式控制所述车辆；
第三控制模块5，用于若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值，则采用第三控制模式控制所述车辆。
所述方程建立模块1包括：
第一方程建立子模块，用于基于运行参数、车辆参数与牛顿第二定律建立牛顿方程：
；
式中，为车辆质量，/>、/>分别为前轮侧向力、后轮侧向力，/>为前轮转角，/>、分别为车辆横向速度、车辆纵向速度，/>为第一横摆角速度，/>、/>分别为车辆质心分别到汽车前、后轴的距离，/>为横摆力矩，/>为车辆在竖直方向上的转动惯量；
第二方程建立子模块，用于基于所述牛顿方程建立车辆状态方程：
；
式中，、/>分别为第一质心侧偏角、第二质心侧偏角，/>为第二横摆角速度，/>、分别为前轮刚度、后轮刚度。
所述第一控制模块3包括：
第一控制横摆角速度计算子模块，用于基于所述车辆状态方程确定第一控制横摆角速度：
；
第二控制横摆角速度计算子模块，用于基于路面附着系数确定第二控制横摆角速度/>：
；
式中，为路面系数；
差值计算子模块，用于计算所述第一控制横摆角速度与所述第二控制横摆角速度/>之间的横摆角速度差值/>；
第一控制子模块，用于对所述横摆角速度差值进行模糊网络处理，以得到最佳横摆角速度/>，基于所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩，将所述附加力矩分配至对应的离合器，以完成所述车辆的控制。
所述第一控制子模块包括：
转化单元，用于将所述横摆角速度差值以及预设差值/>进行正切转化，以得到转化值/>与转化值/>：
，/>；
式中，、/>分别为第一比例因子与第二比例因子；
权重计算单元，用于设置第一模糊集合与第二模糊集合/>，根据所述模糊集合计算所述横摆角速度差值/>对应的横摆权重/>：
；
附加力矩计算单元，用于基于第一权重计算最佳横摆角速度/>，并根据所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩/>：
；/>
；
式中，为设定量，/>为滑模因子，/>为滑模面，/>为常数。
所述第二控制模块4包括：
加速度计算子模块，用于基于所述车辆状态方程计算侧向加速度：
。
车速计算子模块，用于基于所述侧向加速度计算最佳曲率/>以及最佳车速/>：
，/>；
第二控制子模块，用于将所述最佳车速分配至所述车辆的发动机，以完成所述车辆的控制。
第三控制模块5包括：
防侧翻力矩计算子模块，用于基于所述车辆状态方程计算防侧翻力矩：
；
式中，、/>、/>分别为第一、第二、第三拟合系数；
制动力矩计算子模块，用于基于所述防侧翻力矩计算制动力矩/>：
；
式中，为轮半径，/>为后轮轮距；
第三控制子模块，用于将所述制动力矩分配至所述车辆的后轮，以完成所述车辆的控制。
在本发明的另一些实施例中，本发明实施例提供以下技术方案，一种计算机，包括存储器102、处理器101以及存储在所述存储器102上并可在所述处理器101上运行的计算机程序，所述处理器101执行所述计算机程序时实现如上所述的车辆控制方法。
具体的，上述处理器101可以包括中央处理器（CPU），或者特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC），或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
其中，存储器102可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器102可包括硬盘驱动器（Hard Disk Drive，简称为HDD）、软盘驱动器、固态驱动器（Solid State Drive，简称为SSD）、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线（UniversalSerial Bus，简称为USB）驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器102可包括可移除或不可移除（或固定）的介质。在合适的情况下，存储器102可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器102是非易失性（Non-Volatile）存储器。在特定实施例中，存储器102包括只读存储器（Read-Only Memory，简称为ROM）和随机存取存储器（Random Access Memory，简称为RAM）。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM（Programmable Read-Only Memory，简称为PROM）、可擦除PROM（ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称为EPROM）、电可擦除PROM（Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称为EEPROM）、电可改写ROM（ElectricallyAlterable Read-Only Memory，简称为EAROM）或闪存（FLASH）或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该RAM可以是静态随机存取存储器（Static Random-AccessMemory，简称为SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，简称为DRAM），其中，DRAM可以是快速页模式动态随机存取存储器（Fast Page Mode DynamicRandom Access Memory，简称为FPMDRAM）、扩展数据输出动态随机存取存储器（ExtendedDate Out Dynamic Random Access Memory，简称为EDODRAM）、同步动态随机存取内存（Synchronous Dynamic Random-Access Memory，简称SDRAM）等。
存储器102可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器101所执行的可能的计算机程序指令。
处理器101通过读取并执行存储器102中存储的计算机程序指令，以实现上述车辆控制方法。
在其中一些实施例中，计算机还可包括通信接口103和总线100。其中，如图8所示，处理器101、存储器102、通信接口103通过总线100连接并完成相互间的通信。
通信接口103用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。通信接口103还可以实现与其他部件例如：外接设备、图像/数据采集设备、数据库、外部存储以及图像/数据处理工作站等之间进行数据通信。
总线100包括硬件、软件或两者，将计算机的部件彼此耦接在一起。总线100包括但不限于以下至少之一：数据总线（Data Bus）、地址总线（Address Bus）、控制总线（ControlBus）、扩展总线（Expansion Bus）、局部总线（Local Bus）。举例来说而非限制，总线100可包括图形加速接口（Accelerated Graphics Port，简称为AGP）或其他图形总线、增强工业标准架构（Extended Industry Standard Architecture，简称为EISA）总线、前端总线（FrontSide Bus，简称为FSB）、超传输（Hyper Transport，简称为HT）互连、工业标准架构（Industry Standard Architecture，简称为ISA）总线、无线带宽（InfiniBand）互连、低引脚数（Low Pin Count，简称为LPC）总线、存储器总线、微信道架构（Micro ChannelArchitecture，简称为MCA）总线、外围组件互连（Peripheral Component Interconnect，简称为PCI）总线、PCI-Express（PCI-X）总线、串行高级技术附件（Serial AdvancedTechnology Attachment，简称为SATA）总线、视频电子标准协会局部（Video ElectronicsStandards Association Local Bus，简称为VLB）总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线100可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
该计算机可以基于获取到车辆控制系统，执行本申请的车辆控制方法，从而实现车辆的控制。
在本发明的再一些实施例中，结合上述的车辆控制方法，本发明实施例提供以下技术方案，一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的车辆控制方法。
本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程；
基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移，并判断所述横向状态偏移的区间范围；
若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值，则采用第一控制模式控制所述车辆；
若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间，则采用第二控制模式控制所述车辆；
若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值，则采用第三控制模式控制所述车辆；
所述获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程的步骤包括：
基于运行参数、车辆参数与牛顿第二定律建立牛顿方程：
；
式中，为车辆质量，/>、/>分别为前轮侧向力、后轮侧向力，/>为前轮转角，/>、/>分别为车辆横向速度、车辆纵向速度，/>为第一横摆角速度，/>、/>分别为车辆质心分别到汽车前、后轴的距离，/>为横摆力矩，/>为车辆在竖直方向上的转动惯量；
基于所述牛顿方程建立车辆状态方程：
；
式中，、/>分别为第一质心侧偏角、第二质心侧偏角，/>为第二横摆角速度，/>、/>分别为前轮刚度、后轮刚度；
在所述基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移的步骤中，所述车辆的横向状态偏移为：
；
式中，为车辆质心高度，/>、/>分别为车辆侧倾角与道路侧倾角，/>为重力加速度，/>为前轮轮距；
所述采用第一控制模式控制所述车辆的步骤包括：
基于所述车辆状态方程确定第一控制横摆角速度：
；
基于路面附着系数确定第二控制横摆角速度/>：
；
式中，为路面系数；
计算所述第一控制横摆角速度与所述第二控制横摆角速度/>之间的横摆角速度差值/>；
对所述横摆角速度差值进行模糊网络处理，以得到最佳横摆角速度/>，基于所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩，将所述附加力矩分配至对应的离合器，以完成所述车辆的控制；
所述采用第二控制模式控制所述车辆的步骤包括：
基于所述车辆状态方程计算侧向加速度：
；
基于所述侧向加速度计算最佳曲率/>以及最佳车速/>：
，/>；
将所述最佳车速分配至所述车辆的发动机，以完成所述车辆的控制；
所述采用第三控制模式控制所述车辆的步骤包括：
基于所述车辆状态方程计算防侧翻力矩：
；
式中，、/>、/>分别为第一、第二、第三拟合系数；
基于所述防侧翻力矩计算制动力矩/>：
；
式中，为轮半径，/>为后轮轮距；
将所述制动力矩分配至所述车辆的后轮，以完成所述车辆的控制。
2.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述对所述横摆角速度差值进行模糊网络处理，以得到最佳横摆角速度/>，基于所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩的步骤包括：
将所述横摆角速度差值以及预设差值/>进行正切转化，以得到转化值/>与转化值：
，/>；
式中，、/>分别为第一比例因子与第二比例因子；
设置第一模糊集合与第二模糊集合/>，根据所述模糊集合计算所述横摆角速度差值对应的横摆权重/>：
；
基于第一权重计算最佳横摆角速度/>，并根据所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩：
；
；
式中，为设定量，/>为滑模因子，/>为滑模面，/>为常数。
3.一种车辆控制系统，其特征在于，所述系统包括：
方程建立模块，用于获取车辆的运行参数与车辆参数，基于所述运行参数与所述车辆参数建立车辆状态方程；
区间确定模块，用于基于所述车辆状态方程计算所述车辆的横向状态偏移，并判断所述横向状态偏移的区间范围；
第一控制模块，用于若所述横向状态偏移的区间范围小于第一阈值，则采用第一控制模式控制所述车辆；
第二控制模块，用于若所述横向状态偏移的区间范围在第一阈值与第二阈值之间，则采用第二控制模式控制所述车辆；
第三控制模块，用于若所述横向状态偏移的区间范围大于第二阈值，则采用第三控制模式控制所述车辆；
所述方程建立模块包括：
第一方程建立子模块，用于基于运行参数、车辆参数与牛顿第二定律建立牛顿方程：
；
式中，为车辆质量，/>、/>分别为前轮侧向力、后轮侧向力，/>为前轮转角，/>、/>分别为车辆横向速度、车辆纵向速度，/>为第一横摆角速度，/>、/>分别为车辆质心分别到汽车前、后轴的距离，/>为横摆力矩，/>为车辆在竖直方向上的转动惯量；
第二方程建立子模块，用于基于所述牛顿方程建立车辆状态方程：
；
式中，、/>分别为第一质心侧偏角、第二质心侧偏角，/>为第二横摆角速度，/>、/>分别为前轮刚度、后轮刚度；
所述第一控制模块包括：
第一控制横摆角速度计算子模块，用于基于所述车辆状态方程确定第一控制横摆角速度：
；
第二控制横摆角速度计算子模块，用于基于路面附着系数确定第二控制横摆角速度：
；
式中，为路面系数；
差值计算子模块，用于计算所述第一控制横摆角速度与所述第二控制横摆角速度之间的横摆角速度差值/>；
第一控制子模块，用于对所述横摆角速度差值进行模糊网络处理，以得到最佳横摆角速度/>，基于所述最佳横摆角速度/>计算附加力矩，将所述附加力矩分配至对应的离合器，以完成所述车辆的控制；
所述第二控制模块包括：
加速度计算子模块，用于基于所述车辆状态方程计算侧向加速度：
；
车速计算子模块，用于基于所述侧向加速度计算最佳曲率/>以及最佳车速/>：
，/>；
第二控制子模块，用于将所述最佳车速分配至所述车辆的发动机，以完成所述车辆的控制；
第三控制模块包括：
防侧翻力矩计算子模块，用于基于所述车辆状态方程计算防侧翻力矩：
；
式中，、/>、/>分别为第一、第二、第三拟合系数；
制动力矩计算子模块，用于基于所述防侧翻力矩计算制动力矩/>：
；
式中，为轮半径，/>为后轮轮距；
第三控制子模块，用于将所述制动力矩分配至所述车辆的后轮，以完成所述车辆的控制。
4.一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上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2任一项所述的车辆控制方法。
5.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述的车辆控制方法。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001050973A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Denso Corp | 車両挙動推定方法及び装置、並びに車両挙動制御方法及び装置 |
| JP2011073576A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Advics Co Ltd | 車両運動制御装置 |
| KR20170122308A (ko) * | 2016-04-26 | 2017-11-06 | 현대자동차주식회사 | 주행 정보 최적화를 통한 차량 전복 감지 시스템 |
| JP2018131088A (ja) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | Ntn株式会社 | 車両の姿勢安定化装置 |
| CN110562243A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-13 | 武汉理工大学 | 一种汽车防侧翻方法、装置以及防侧翻汽车 |
| CN113815602A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-12-21 | 北京理工大学 | 一种车辆横向自适应控制方法 |
| CN116639114A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-08-25 | 英博超算(南京)科技有限公司 | 一种车辆过弯的横向控制方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6834218B2 (en) * | 2001-11-05 | 2004-12-21 | Ford Global Technologies, Llc | Roll over stability control for an automotive vehicle |
-
2023
- 2023-08-31 CN CN202311108758.2A patent/CN116811841B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001050973A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Denso Corp | 車両挙動推定方法及び装置、並びに車両挙動制御方法及び装置 |
| JP2011073576A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Advics Co Ltd | 車両運動制御装置 |
| KR20170122308A (ko) * | 2016-04-26 | 2017-11-06 | 현대자동차주식회사 | 주행 정보 최적화를 통한 차량 전복 감지 시스템 |
| JP2018131088A (ja) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | Ntn株式会社 | 車両の姿勢安定化装置 |
| CN110562243A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-13 | 武汉理工大学 | 一种汽车防侧翻方法、装置以及防侧翻汽车 |
| CN113815602A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-12-21 | 北京理工大学 | 一种车辆横向自适应控制方法 |
| CN116639114A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-08-25 | 英博超算(南京)科技有限公司 | 一种车辆过弯的横向控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于动态LTR的客车防侧翻控制;宗长富;韩小健;赵伟强;温占宇;;中国公路学报(第09期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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