CN116997498A - 系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种系统,该系统包括参考轨迹装置(1)、成本函数装置(2)、动态模型装置(3)、求和装置(4)、控制器(5)、制动致动器装置(6)、驱动致动器装置(7)、转向致动器装置(8)、多路复用器(9)和车辆(10)、特别是机动车辆,其中,系统、特别是控制器(5)设置成执行控制算法,该控制算法管理所有致动器、特别是制动致动器装置(6)、驱动致动器装置(7)和/或转向致动器装置(8),以实现最佳的性能、效率和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序所述的系统。
背景技术
从DE102017102605A1或US2017253241A1已经已知一种包括带有处理器和存储器的数据处理装置的系统。该系统可以是交互模型预测控制(MPC)的一部分。所述交互模型预测控制是可以用于对自主车辆、比如相应形成多车辆系统的至少两个自主车辆进行控制的控制方法。多车辆系统可以借助于每个单独的MPC控制将第一车辆的控制目标与第二车辆的控制目标相匹配。例如,如果第一车辆必须通过绕过第二车辆离开道路,则第一车辆右方的第二车辆可能需要减速或继续在准静止状态下运行,以避免运动的突然变化,该运动的突然变化可能对打算离开道路的第一车辆造成干扰。
特别地,从DE102017102605A1或US2017253241A1已知在一个主控制器下的各个系统致动器的组合。使用基于模型的主控制器将致动器组合,但是致动器的单独性能处于次优水平。
尤其在诸如制动并转向、加速并转向、双车道变道等的关键操作期间,转向系统、制动系统和驱动系统并行工作,但是由于它们是单独开发和控制的,因此会相互干扰。
尽管DE102017102605A1和US2017253241A1已经描述了一种有利的车辆或系统以及方法,但是仍然存在改进空间、尤其在各个系统致动器的相互作用方面。
这就是本发明切入的地方,并且本发明的目标是提出一种具有克服或至少减少上述缺点的系统的改进的车辆。特别地,将提出具有这样的系统的车辆,所述系统设置成保证或至少接近实施有该系统的车辆的最佳的性能、效率和稳定性。
发明内容
根据本发明,通过具有权利要求1的区别特征的车辆来实现所述目标。因此,系统、特别是控制器设置成执行控制算法,该控制算法管理所有致动器、特别是制动致动器装置、驱动致动器装置和/或转向致动器装置,以实现最佳的性能、效率和稳定性。
所提出的发明的其他有利实施方式特别地由从属权利要求的特征产生。原则上,各个权利要求的对象或特征可以根据期望彼此组合。
在本发明的有利实施方式中,可以设置的是,控制器包括具有处理器和存储器的数据处理装置。
在本发明的另一有利实施方式中,可以设置的是,控制器包括具有处理器和存储器的数据处理装置。
在本发明的另一有利实施方式中,可以设置的是,轨迹装置特别地包括轨迹数据输出,和/或成本函数装置特别地包括输入和/或运动学参考模型数据输出,和/或动态模型装置特别地包括输入和/或车辆力数据参考输出,和/或求和装置特别地包括+输入、–输入和/或输出,和/或控制器特别地包括第一输入、第二输入、制动致动器输出、驱动致动器输出和/或转向致动器输出,和/或制动致动器装置特别地包括输入、扭矩数据输出和/或状态数据输出,和/或驱动致动器装置特别地包括输入、扭矩数据输出和/或状态数据输出,和/或转向致动器装置特别地包括输入、扭矩数据输出和/或状态数据输出,和/或多路复用器特别地包括第一输入、第二输入、第三输入和/或输出,和/或车辆特别地包括第一输入、第二输入、第三输入和/或车辆状态数据输出。
在本发明的另一有利实施方式中,可以设置的是,参考轨迹装置的轨迹数据输出优选地连接至成本函数装置的输入,和/或成本函数装置的运动学参考模型数据输出优选地连接至动态模型装置的输入,和/或动态模型装置的车辆力数据参考输出优选地连接至求和装置的+输入,和/或求和装置的输出优选地连接至控制器的第一输入,和/或控制器的制动致动器输出优选地连接至制动致动器装置的输入,和/或控制器的驱动致动器输出优选地连接至驱动致动器装置的输入,和/或控制器的转向致动器输出优选地连接至转向致动器装置的输入,和/或制动致动器装置的状态数据输出优选地连接至多路复用器的第一输入,和/或驱动致动器装置的状态数据输出连接至多路复用器的第二输入,和/或转向致动器装置的状态数据输出连接至多路复用器的第三输入,和/或多路复用器的输出连接至控制器的第二输入,和/或制动致动器装置的扭矩数据输出连接至车辆的第一输入,和/或驱动致动器装置的扭矩数据输出连接至车辆的第二输入,和/或转向致动器装置的扭矩数据输出连接至车辆的第三输入,和/或车辆的车辆状态数据输出连接至求和装置的–输入。
在本发明的另一有利实施方式中,可以设置的是,参考轨迹、特别是根据驾驶员的输入或根据外部源计算出的具有时间和位置视界的参考轨迹可以在系统中、特别是在参考轨迹装置1中获得。
在本发明的另一有利实施方式中,可以设置的是,成本函数可以在系统中、特别是在成本函数装置中获得,特别是关于参考轨迹的参考车辆状态,优选地作为特别是由乘客舒适度和/或交通规则等确定的一系列运动学状态、车辆速度曲线、横摆曲线、加速度曲线和/或颠簸曲线等。
在本发明的另一有利实施方式中,可以设置的是,系统、特别是控制器设置成检查致动器的可用性、特别是例如当驱动系统处于后退模式时哪些致动器可用以及哪些致动器具有限制。
在本发明的另一有利实施方式中,可以设置的是,系统、特别是控制器设置成特别是基于用于实现成本函数的动态模型来确定所需的车辆力。
在本发明的另一有利实施方式中,可以设置的是,系统、特别是控制器设置成考虑到致动器限制来确定转向致动器、驱动致动器与制动致动器之间的期望的扭矩分布,以基于动态模型产生期望的车辆力。
在本发明的另一有利实施方式中,可以设置的是,系统、特别是控制器设置成用于扭矩致动。
在本发明的另一有利实施方式中,可以设置的是,系统、特别是控制器设置成用于估计/测量致动器和车辆状态并且提供关于上述点的反馈。
附图说明
通过参照附图对优选示例性实施方式的以下描述,本发明的其他特征和优点变得明显。在附图中:
图1示出了根据本发明的系统的示意性表示。
具体实施方式
附图中使用了以下附图标记:
1参考轨迹装置
2成本函数装置
3动态模型装置
4求和装置
5控制器
6制动致动器装置
7驱动致动器装置
8转向致动器装置
9多路复用器
10车辆
11轨迹数据输出
21输入
22运动学参考模型数据输出
31输入
32车辆力数据参考输出
41+输入
42–输入
43输出
51第一输入
52第二输入
53制动致动器输出
54驱动致动器输出
55转向致动器输出
56处理器
57存储器
61输入
62扭矩数据输出
63状态数据输出
71输入
72扭矩数据输出
73状态数据输出
81输入
82扭矩数据输出
83状态数据输出
91第一输入
92第二输入
93第三输入
94输出
101第一输入
102第二输入
103第三输入
104车辆状态数据输出
当然,关于方法描述的特征和细节也适用于关于根据本发明的装置,并且反之亦然,使得本发明的各个方面的公开可以相互参考或可以总是相互参考。另外,根据本发明的可能被描述的方法可以通过根据本发明的装置来实施。
根据本发明的系统特别地包括参考轨迹装置1、成本函数装置2、动态模型装置3、求和装置4、控制器5、制动致动器装置6、驱动致动器装置7、转向致动器装置8、多路复用器9和车辆10、特别是机动车辆。
轨迹装置1特别地包括轨迹数据输出11。
成本函数装置2特别地包括输入21和/或运动学参考模型数据输出22。
动态模型装置3特别地包括输入31和/或车辆力数据参考输出32。
求和装置4特别地包括+输入41、–输入42和/或输出43。
控制器5特别地包括第一输入51、第二输入52、制动致动器输出53、驱动致动器输出54和/或转向致动器输出55。控制器特别地包括具有处理器56和存储器57的数据处理装置。
制动致动器装置6特别地包括输入61、扭矩数据输出62和/或状态数据输出63。
驱动致动器装置7特别地包括输入71、扭矩数据输出72和/或状态数据输出73。
转向致动器装置8特别地包括输入81、扭矩数据输出82和/或状态数据输出83。
多路复用器9特别地包括第一输入91、第二输入92、第三输入93和/或输出94。
车辆10特别地包括第一输入101、第二输入102、第三输入103和/或车辆状态数据输出104。
如从根据图1的图可以看到的,上述部件之间的以下数据或信息流动是优选结果。
参考轨迹装置1的轨迹数据输出11优选地连接至成本函数装置2的输入21。
成本函数装置2的运动学参考模型数据输出22优选地连接至动态模型装置3的输入31。
动态模型装置3的车辆力数据参考输出32优选地连接至求和装置4的+输入41。
求和装置4的输出43优选地连接至控制器5的第一输入51。
控制器5的制动致动器输出53优选地连接至制动致动器装置6的输入61。
控制器5的驱动致动器输出54优选地连接至驱动致动器装置7的输入71。
控制器5的转向致动器输出55优选地连接至转向致动器装置8的输入81。
制动致动器装置6的状态数据输出63优选地连接至多路复用器9的第一输入91。
驱动致动器装置7的状态数据输出73优选地连接至多路复用器9的第二输入92。
转向致动器装置8的状态数据输出83优选地连接至多路复用器9的第三输入93。
多路复用器9的输出94优选地连接至控制器5的第二输入52。
制动致动器装置6的扭矩数据输出62优选地连接至车辆10的第一输入101。
驱动致动器装置7的扭矩数据输出72优选地连接至车辆10的第二输入102。
转向致动器装置8的扭矩数据输出82优选地连接至车辆10的第三输入103。
车辆10的车辆状态数据输出104优选地连接至求和装置4的–输入42。
根据本发明,设置的是,控制器设置成执行控制算法,该控制算法管理所有致动器、特别是制动致动器装置6、驱动致动器装置7和/或转向致动器装置8,以实现最佳性能、效率和稳定性。对优选地所有车辆动态致动器的控制输入、特别是制动致动器装置6的输入61、驱动致动器装置7的输入71和/或转向致动器装置8的输入81进行计算,使得每个致动器可以在其最佳范围内运行,以在车辆水平上实现最大性能、效率和稳定性。
优先地设置的是,参考轨迹、特别是根据驾驶员的输入或根据外部源计算出的具有时间和位置视界的参考轨迹可以在系统中、特别是在参考轨迹装置1中获得。
此外,优选地设置的是,在系统中、特别是在成本函数装置2中可以获得成本函数,特别是关于参考轨迹的参考车辆状态,优选地作为特别是由乘客舒适度和/或交通规则等确定的一系列运动学状态、车辆速度曲线、横摆曲线、加速度曲线和/或颠簸曲线等。
此外,优选地设置的是,系统、特别是控制器5设置成检查致动器的可用性、特别是例如当驱动系统处于后退模式时哪些致动器可用以及哪些致动器具有限制。
此外,优选地设置的是,系统、特别是控制器5设置成特别是基于用于实现成本函数的动态模型来确定所需的车辆力。
此外,优选地设置的是,系统、特别是控制器5设置成考虑到致动器限制来确定转向致动器、驱动致动器与制动致动器之间的期望的扭矩分布,以基于动态模型产生期望的车辆力。
此外,优选地设置的是,系统、特别是控制器5设置成用于扭矩致动。
此外,优选地设置的是,系统、特别是控制器5设置成用于估计/测量致动器和车辆状态并且提供关于上述点的反馈。
Claims (11)
1.一种系统,所述系统包括参考轨迹装置(1)、成本函数装置(2)、动态模型装置(3)、求和装置(4)、控制器(5)、制动致动器装置(6)、驱动致动器装置(7)、转向致动器装置(8)、多路复用器(9)和车辆(10)、特别是机动车辆,
其特征在于,
所述系统、特别是所述控制器(5)设置成执行控制算法,所述控制算法管理所有致动器、特别是所述制动致动器装置(6)、所述驱动致动器装置(7)和/或所述转向致动器装置(8),以实现最佳的性能、效率和稳定性。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述控制器(5)包括具有处理器(56)和存储器(57)的数据处理装置。
3.根据前述权利要求中的至少一项所述的系统,其特征在于,
-所述轨迹装置(1)特别地包括轨迹数据输出(11),和/或
-所述成本函数装置(2)特别地包括输入(21)和/或运动学参考模型数据输出(22),和/或
-所述动态模型装置(3)特别地包括输入(31)和/或车辆力数据参考输出(32),和/或
-所述求和装置(4)特别地包括+输入(41)、–-输入(42)和/或输出(43),和/或
-所述控制器(5)特别地包括第一输入(51)、第二输入(52)、制动致动器输出(53)、驱动致动器输出(54)和/或转向致动器输出(55),和/或
-所述制动致动器装置(6)特别地包括输入(61)、扭矩数据输出(62)和/或状态数据输出(63),和/或
-所述驱动致动器装置(7)特别地包括输入(71)、扭矩数据输出(72)和/或状态数据输出(73),和/或
-所述转向致动器装置(8)特别地包括输入(81)、扭矩数据输出(82)和/或状态数据输出(83),和/或
-所述多路复用器(9)特别地包括第一输入(91)、第二输入(92)、第三输入(93)和/或输出(94),和/或
-所述车辆(10)特别地包括第一输入(101)、第二输入(102)、第三输入(103)和/或车辆状态数据输出(104)。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的系统,其特征在于:
-所述参考轨迹装置(1)的所述轨迹数据输出(11)优选地连接至所述成本函数装置(2)的所述输入(21),和/或
-所述成本函数装置(2)的所述运动学参考模型数据输出(22)优选地连接至所述动态模型装置(3)的所述输入(31),和/或
-所述动态模型装置(3)的所述车辆力数据参考输出(32)优选地连接至所述求和装置(4)的所述+输入(41),和/或
-所述求和装置(4)的所述输出(43)优选地连接至所述控制器(5)的所述第一输入(51),和/或
-所述控制器(5)的所述制动致动器输出(53)优选地连接至所述制动致动器装置(6)的所述输入(61),和/或
-所述控制器(5)的所述驱动致动器输出(54)优选地连接至所述驱动致动器装置(7)的所述输入(71),和/或
-所述控制器(5)的所述转向致动器输出(55)优选地连接至所述转向致动器装置(8)的所述输入(81),和/或
-所述制动致动器装置(6)的所述状态数据输出(63)优选地连接至所述多路复用器(9)的所述第一输入(91),和/或
-所述驱动致动器装置(7)的所述状态数据输出(73)连接至所述多路复用器(9)的所述第二输入(92),和/或
-所述转向致动器装置(8)的所述状态数据输出(83)连接至所述多路复用器(9)的所述第三输入(93),和/或
-所述多路复用器(9)的所述输出(94)连接至所述控制器(5)的所述第二输入(52),和/或
-所述制动致动器装置(6)的所述扭矩数据输出(62)连接至所述车辆(10)的所述第一输入(101),和/或
-所述驱动致动器装置(7)的所述扭矩数据输出(72)连接至所述车辆(10)的所述第二输入(102),和/或
-所述转向致动器装置(8)的所述扭矩数据输出(82)连接至所述车辆(10)的所述第三输入(103),和/或
-所述车辆(10)的所述车辆状态数据输出(104)连接至所述求和装置(4)的所述-–输入(42)。
5.根据前述权利要求中的至少一项所述的系统,其特征在于,参考轨迹、特别是根据驾驶员的输入或根据外部源计算出的具有时间和位置视界的参考轨迹能够在所述系统中、特别是在所述参考轨迹装置(1)中获得。
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的系统,其特征在于,能够在所述系统中、特别是在所述成本函数装置(2)中获得成本函数,特别是关于所述参考轨迹的参考车辆状态,优选地作为特别是由乘客舒适度和/或交通规则等确定的一系列运动学状态、车辆速度曲线、横摆曲线、加速度曲线和/或颠簸曲线等。
7.根据前述权利要求中的至少一项所述的系统,其特征在于,所述系统、特别是所述控制器(5)设置成检查所述致动器的可用性、特别是例如当驱动系统处于后退模式时哪些致动器可用以及哪些致动器具有限制。
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的系统,其特征在于,所述系统、特别是所述控制器(5)设置成特别地基于用于实现所述成本函数的动态模型来确定所需的车辆力。
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的系统,其特征在于,所述系统、特别是所述控制器(5)设置成考虑到致动器限制来确定所述转向致动器、所述驱动致动器与所述制动致动器之间的期望的扭矩分布,以基于所述动态模型产生期望的车辆力。
10.根据前述权利要求中的至少一项所述的系统,其特征在于,所述系统、特别是所述控制器(5)设置成用于扭矩致动。
11.根据前述权利要求中的至少一项所述的系统,其特征在于,所述系统、特别是所述控制器(5)设置成用于估计/测量致动器和车辆状态并且提供关于上述点的反馈。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |