CN117125133A - 后驱车辆转向控制方法、系统、控制器及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆控制技术领域,本发明公开了一种后驱车辆转向控制方法、系统、控制器及车辆,所述方法包括:在确定后驱车辆存在转向时,根据预设转向稳定参数确定后驱车辆的转向稳定状态;在转向稳定状态为不稳定时,根据预设转向稳定参数确定后驱车辆的转向偏离程度;根据转向偏离程度执行与转向偏离程度匹配的扭矩控制策略,以减小所述后驱车辆的转向偏离。本发明可以根据预设转向稳定参数确定对应于不同过多转向程度的转向偏离程度,从而对应于不同的过多转向程度执行不同的扭矩控制策略,进而通过对应于不同的过多转向程度的渐进式的扭矩控制策略的执行,减小后驱车辆的转向偏离,使驾驶员的转向过程更加平稳,提高了车辆行驶的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域,具体涉及一种后驱车辆转向控制方法、系统、控制器及车辆。
背景技术
随着我国车辆产业的不断发展,车辆电子的发展日新月异,人们对车辆电子技术的自动化和智能化水平的要求的也不断提高。目前,在后驱车辆进行转向时,由于受到后驱车辆固有的结构特点影响,其转向过程中可能会有过多转向的情况出现,而在后驱车辆的车速过大时,其过多转向的特性也会随之增大,从而容易导致后驱车辆出现“甩尾”的危险。因此,当前亟需提供一种可以改善后驱车辆的过多转向特性的转向控制方案。
发明内容
本发明实施例提供一种后驱车辆转向控制方法、系统、控制器及车辆,所述后驱车辆转向控制方法可以根据对应于不同过多转向程度的转向偏离程度执行不同的扭矩控制策略,进而使驾驶员的转向过程更加平稳,提高车辆行驶的稳定性。
一种后驱车辆转向控制方法,包括:
在确定后驱车辆存在转向时,根据预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向稳定状态;
在所述转向稳定状态为不稳定时,根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度;
根据所述转向偏离程度执行与所述转向偏离程度匹配的扭矩控制策略,以减小所述后驱车辆的转向偏离。
一种控制器,用于执行所述的后驱车辆转向控制方法。
一种转向控制系统,包括连接转向系统的控制器,所述控制器用于执行所述的后驱车辆转向控制方法。
一种车辆,包括所述的控制器,或包括所述的转向控制系统。
本发明提供的后驱车辆转向控制方法、系统、控制器及车辆,本发明的后驱车辆转向控制方法包括:在确定后驱车辆存在转向时,根据预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向稳定状态;在所述转向稳定状态为不稳定时,根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度;根据所述转向偏离程度执行与所述转向偏离程度匹配的扭矩控制策略,以减小所述后驱车辆的转向偏离。本发明实施例中,在确定后驱车辆存在转向时,若根据预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向稳定状态为不稳定,说明当前的转向过程符合过多转向特性,此时,可以根据预设转向稳定参数确定对应于不同过多转向程度的转向偏离程度,进而对应于不同的过多转向程度执行不同的扭矩控制策略,进而通过对应于不同的过多转向程度的渐进式的扭矩控制策略的执行,减小所述后驱车辆的转向偏离,使驾驶员的转向过程更加平稳,提高了车辆行驶的稳定性。
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后驱车辆转向控制方法的流程图。
图2是本发明一实施例中转向控制系统的结构框图。
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。
在一实施例中,如图1所示,本发明提供一种后驱车辆转向控制方法,包括以下步骤S10-S30:
S10、在确定后驱车辆存在转向时,根据预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向稳定状态;可理解地,上述预设稳定参数可以为转向行驶过程中的车辆行驶信息,亦可以根据后驱车辆的固有参数值和/或上述车辆行驶信息估算得到。其中,上述固有参数值可以包括但不限定于为汽车质量、车辆前后轴侧偏刚度、转动惯量、车辆前轴至质心的距离、车辆后轴至质心的距离等其中的一项或多项。而车辆转向行驶过程中的车辆行驶信息可以通过转向控制系统的传感模块进行实时或定时采集,其包括但不限定于为前轮转角、纵向速度、侧向速度、横摆角速度、质心侧偏角等其中的一种或多种。进一步地,上述通过传感模块采集得到的车辆行驶信息,可以在转向控制系统的滤波模块中通过特定的滤波方式进行滤波处理,以除去采集过程中的噪声,提高数据的质量,提升上述数据估算精准度以及对于后驱车辆的转向控制精度,其中,上述滤波方式包括但不限于平均值滤波、平滑滤波、卡尔曼滤波等。
在一实施例中,所述预设转向稳定参数包括但不限定于为车辆横摆角速度、轮胎侧偏角、质心侧偏角、不足转向度、侧向加速度、车身侧倾角或不足转向梯度等其中的一个或多个。可理解地,只要可以反应车辆操稳定性的状态参数,均可作为预设转向稳定参数使用。在上述所有预设转向稳定参数中,除了可以直接获取的上述后驱车辆的固有参数值以及可以通过传感模块采集得到的车辆行驶信息,其余的预设转向稳定参数均可以在基于线性二自由度车辆模型建立估算模型之后,通过在估算模型中输入上述固有参数值和/或车辆行驶信息进行确定。具体地,线性二自由度车辆模型如下:
其中:
m为汽车质量;
k1为车辆前轴侧偏刚度;
k2为车辆后轴侧偏刚度;
δ为前轮转角:
Iz为转动惯量;
a为车辆前轴至质心的距离;
b为车辆后轴至质心的距离;
v为纵向速度;
为纵向加速度;
u为侧向速度;
ω为横摆角速度;
为横摆加角速度;
β为质心侧偏角。
在一实施例中,所述步骤S10之前,也即在确定后驱车辆存在转向时,根据预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向稳定状态之前,还包括:
采集后驱车辆在当前时刻的方向盘转角;也即,在本实施例中,需要通过实时或者定时采集的当前时刻的方向盘转角确定后驱车辆当前是否正在转向,因此,在该步骤中,需要首先采集方向盘角度。
在所述方向盘转角大于预设方向盘转角阈值时,确定所述后驱车辆存在转向。其中,预设方向盘转角阈值会受到车速、方向盘的零位漂移、驾驶相关等参数的影响,因此,预设方向盘转角阈值可以根据需求或者根据实车试验结果进行确定,比如,可以设定其为0-10度,在一具体实施例中,预设方向盘转角阈值为5度。在该实施例中,采集方向盘转角之后,若方向盘转角小于或等于预设方向盘转角阈值,则认为该后驱车辆当前未进行转向,因此并不会继续对后驱车辆的转向稳定状态进行确定。而若方向盘转角大于预设方向盘转角阈值,则说明当前车辆正在进行转向,此时,需要在步骤S10中进一步对后驱车辆的转向稳定状态进行判定,以确定当前的转向是否稳定。
在一实施例中,所述步骤S10中,所述根据预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向稳定状态,包括:
在所述预设转向稳定参数小于或等于第一预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向稳定状态为稳定;其中,由上述实施例可知,所述预设转向稳定参数包括但不限定于为车辆横摆角速度、轮胎侧偏角、质心侧偏角、不足转向度、侧向加速度、车身侧倾角或不足转向梯度等其中的一个或多个。比如,本实施例中,在所述预设转向稳定参数为车辆横摆角速度(车辆横摆角速度可以通过传感模块中的横摆角速度传感器采集得到)时,第一预设转向稳定阈值可以为第一预设横摆角速度阈值。其中,该第一预设横摆角速度阈值可以根据需求进行设定。比如,第一预设横摆角速度阈值可以为0~0.5rad/s;而在所述预设转向稳定参数为其他参数时,第一预设转向稳定阈值可以对应于该预设转向稳定参数设置即可,在此不再赘述。
在所述预设转向稳定参数大于所述第一预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向稳定状态为不稳定。可理解地,在步骤S10中已经判断后驱存在转向的前提下,进一步判断预设转向稳定参数是否小于或等于第一预设转向稳定阈值;在所述预设转向稳定参数小于或等于第一预设转向稳定阈值时,则认为该后驱车辆在转向过程中处于安全状态,因此确定所述后驱车辆的转向稳定状态为稳定,此时无需额外执行扭矩控制策略。而在所述预设转向稳定参数大于所述第一预设转向稳定阈值时,则认为后驱车辆在转向过程中已经存在不同程度的过多转向,此时,需要进入后续步骤S20中根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度,进而确定其过多转向程度,以便于对应执行不同的扭矩控制策略。
S20、在所述转向稳定状态为不稳定时,根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度;也即,所述转向稳定状态为不稳定时,说明后驱车辆在转向过程中已经存在不同程度的过多转向,此时,需要根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度,进而确定其过多转向程度,以便于对应执行不同的扭矩控制策略。可理解地,在本发明中,后驱车辆在转向过程,在确定所述后驱车辆的转向稳定状态为不稳定之后,与不稳定的转向稳定状态对应的转向偏离程度为两个或两个以上。比如,转向偏离程度可以包括后文中提及的一般转向偏离程度、中等转向偏离程度和严重转向偏离程度等。
S30、根据所述转向偏离程度执行与所述转向偏离程度匹配的扭矩控制策略,以减小所述后驱车辆的转向偏离。也即,在确定与不同过多转向程度对应的转向偏离程度之后,可以进一步获取与该转向偏离程度对应的扭矩控制策略(比如后文中提及的第一控制策略、第二控制策略、第三控制策略等)并执行,以通过对转向系统的转向电机的目标驱动扭矩的相关参数进行调控,来实现对过多转向的精准纠偏处理,减小所述后驱车辆的转向偏离,进而提高后驱车辆行驶的稳定性。
具体地,在持续转向过程中,转向系统的转向电机下一时刻的目标驱动扭矩将在当前时刻的实时输出扭矩(也即当前时刻的上一时刻的目标输出扭矩)的基础上,按照某个响应速率增加一个预设步进加载扭矩,以使得转向继续朝向原来的转向方向进行。因此,上述在不同扭矩控制策略中可以进行调控的转向电机的输出扭矩相关参数可以包括但不限定于为目标驱动扭矩中的实时输出扭矩、预设步进加载扭矩的响应速率和预设步进加载幅值(也即当前可以进行扭矩步进调节的最大的预设步进加载扭矩)等。可理解地,上述扭矩控制策略的执行可以通过PID(比例-积分-微分)控制、LQR(linear quadratic regulator,线性二次型调节器)、MPC((Model Predictive Control,模型预测控)等实现。
本发明的上述实施例中,在确定后驱车辆存在转向时,若根据预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向稳定状态为不稳定,说明当前的转向过程符合过多转向特性,此时,可以根据预设转向稳定参数确定对应于不同过多转向程度的转向偏离程度,进而对应于不同的转向偏离程度执行不同的扭矩控制策略,进而通过对应于不同的转向偏离程度的渐进式的扭矩控制策略的执行,减小所述后驱车辆的转向偏离,使驾驶员的转向过程更加平稳,提高了车辆行驶的稳定性。在本发明中,针对后驱车辆的转向特性,在后驱车辆转向时,根据不同的过多转向应用场景适配不同的控制策略,进而改善后驱车辆的不良转向特性,考虑了更多的后驱车辆的实际影响因素,在无需增加硬件成本的条件下就能改善后驱车辆的稳定性,延长了驾驶员操作的线性区间。
在一实施例中,所述步骤S20中,所述根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度,包括:
在所述预设转向稳定参数大于第一预设转向稳定阈值且小于或等于第二预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向偏离程度为一般转向偏离程度;所述第一预设转向稳定阈值小于所述第二预设转向稳定阈值。其中,在所述预设转向稳定参数为车辆横摆角速度时,第二预设转向稳定阈值可以为第二预设横摆角速度阈值。其中,该第二预设横摆角速度阈值可以根据需求进行设定。但是,与作为第一预设转向稳定阈值的第一预设横摆角速度阈值相比,第二预设横摆角速度阈值需要大于第一预设横摆角速度阈值。比如,在第一预设横摆角速度阈值为0~0.5rad/s时,第二预设横摆角速度阈值可以为0.5-0.7rad/s。而在所述预设转向稳定参数为其他参数时,第二预设转向稳定阈值可以对应于该预设转向稳定参数设置即可,但需要满足第一预设转向稳定阈值小于所述第二预设转向稳定阈值,具体在此不再赘述。
可理解地,在所述预设转向稳定参数大于第一预设转向稳定阈值且小于或等于第二预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向稳定状态为不稳定,且可以确定所述后驱车辆的转向偏离程度为一般转向偏离程度。此时认为后驱车辆在转向过程中已经存在一般程度的过多转向,且该程度的过多转向在转向过程中可能会导致不安全的情况存在,因此,需要进入后续步骤S30中确定与一般转向偏离程度对应的第一控制策略并执行,从而改善当前一般程度的过多转向。
进一步地,所述步骤S30,也即所述根据所述转向偏离程度执行扭矩控制策略,包括:
在所述转向偏离程度为一般转向偏离程度时,执行第一控制策略,所述第一控制策略包括:在减小预设步进加载扭矩的响应速率之后,将减小响应速率后的所述预设步进加载扭矩与转向电机在当前时刻的实时输出扭矩之和,作为所述转向电机下一时刻的目标驱动扭矩输出。其中,预设步进加载扭矩是指转向过程中根据驾驶员的驾驶操作所对应换算的转向电机在下一步所需要增加的扭矩输出量。在该实施例中,若认为后驱车辆的转向偏离程度为一般转向偏离程度,此时,将确定与一般转向偏离程度对应的第一控制策略并执行。具体地,需要采用减小预设步进加载扭矩的响应速率的方法来降低预设转向稳定参数,进而使得车辆转向稳定而改善其过多转向特性。
可理解地,其中,预设步进加载扭矩的响应速率的减小量可以根据需求进行具体设定,其设定原则是:在减小预设步进加载扭矩的响应速率之后,将减小响应速率后的所述预设步进加载扭矩与转向电机在当前时刻的实时输出扭矩之和,作为所述转向电机下一时刻的目标驱动扭矩输出之后,车辆对应的预设转向稳定参数得到较快降低,直至所述预设转向稳定参数小于或等于所述第一预设转向稳定阈值时,此时认为该后驱车辆在转向过程中已经不再处于一般转向偏离程度,而是处于安全状态,也可以确定所述后驱车辆的转向稳定状态为稳定,此时无需额外执行扭矩控制策略,即认为本次通过第一控制策略转向调控完成,可以停止执行第一控制策略。
比如,假设在当前时刻t,转向电机的实时输出扭矩为T(t),而对于整车来说,从转向电机当前的实时输出扭矩输出之后,到该实时输出扭矩影响整车的车辆横摆角速度(该例子中,预设转向稳定参数为车辆横摆角速度)将存在一定滞后,假设滞后步进时长为i步,因此,受到实时输出扭矩的影响,整车在当前时刻之后的下i步的车辆横摆角速度将为ω(t+i),并且,当前时刻对应设置的第一预设横摆角速度阈值(第一预设转向稳定阈值)和第二预设横摆角速度阈值(第二预设转向稳定阈值)分别为B1(t+i)和B2(t+i)。若该实例中并不通过第一控制策略减小预设步进加载扭矩的响应速率,若当前时刻对应的预设步进加载扭矩为K(t)*1(该式中,假定预设步进加载扭矩的响应速率为K(t),当步进时长为1,因此预设步进加载扭矩为响应速率与步进时长之间的乘积),此时,在当前时刻的下一时刻(也即下一步)中,转向电机将要输出的目标驱动扭矩将为T(t+1)=T(t)+K(t)*1,对应地,受到该目标驱动扭矩驱动的整车所对应的下i步的车辆横摆角速度为ω(t+i+1)。
而在通过第一控制策略减小预设步进加载扭矩的响应速率之后,此时,若步进时长为1,则响应速率减小之后的步进时长将从1增大为Δt,也即Δt大于1,此时,减小响应速率之后,下一时刻(下一步)对应的预设步进加载扭矩为K’(t)=K(t)*1/Δt,进而可以得出K’(t)<K(t);此时,在当前时刻的下一时刻(也即下一步)中,转向电机将要输出的目标驱动扭矩将为T'(t+1)=T(t)+K’(t),也即,下一时刻的目标驱动扭矩将得到降低,如此,受到降低之后的目标驱动扭矩的影响,整车所对应的下i步的车辆横摆角速度也将对应变更为ω'(t+i+1)。其中,由于K’(t)<K(t),因此,T’(t+1)<T(t+1),相应地,ω'(t+i+1)<ω(t+i+1),如此,通过上述第一控制策略,可以起到降低车辆横摆角速度的作用,最终使得ω'(t+i+1)小于或等于B1(t+i+1)时(其中,B1(t+i+1)是指下一时刻对应设置的第一预设转向稳定阈值),此时,认为该后驱车辆在转向过程中处于安全状态,可以停止执行第一控制策略。可理解地,在该实施例中,第一控制策略虽然降低了响应速率,但目标驱动扭矩是大于当前时刻的实时输出扭矩的,且目标驱动扭矩依旧按照预设步进加载扭矩来进行提升的,只是步进步长延长,转向速率变慢而已,此时转向依旧朝向原方向进行。
在一实施例中,所述步骤S20中,所述根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度,还包括:
在所述预设转向稳定参数大于所述第二预设转向稳定阈值且小于或等于第三预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向偏离程度为中等转向偏离程度;所述第二预设转向稳定阈值小于所述第三预设转向稳定阈值。其中,在所述预设转向稳定参数为车辆横摆角速度时,第三预设转向稳定阈值可以为第三预设横摆角速度阈值。其中,该第三预设横摆角速度阈值可以根据需求进行设定。但是,与作为第二预设转向稳定阈值的第二预设横摆角速度阈值相比,第三预设横摆角速度阈值需要大于第二预设横摆角速度阈值。比如,在第一预设横摆角速度阈值为0~0.5rad/s,第二预设横摆角速度阈值为0.5-0.7rad/s时;所述第三预设横摆角速度阈值可以为0.6-0.7rad/s。而在所述预设转向稳定参数为其他参数时,第三预设转向稳定阈值可以对应于该预设转向稳定参数设置即可,但需要满足第二预设转向稳定阈值小于所述第三预设转向稳定阈值,具体在此不再赘述。
可理解地,在所述预设转向稳定参数大于所述第二预设转向稳定阈值且小于或等于第三预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向稳定状态为不稳定,且可以确定所述后驱车辆的转向偏离程度为中等转向偏离程度。此时认为后驱车辆在转向过程中已经存在较为严重程度的过多转向,且该程度的过多转向在转向过程中很容易会导致不安全的情况存在,因此,需要进入后续步骤S30中确定与中等转向偏离程度对应的第二控制策略并执行,从而改善当前中等程度的过多转向。
进一步地,所述步骤S30,也即所述根据所述转向偏离程度执行扭矩控制策略,包括:
在所述转向偏离程度为中等转向偏离程度时,执行第二控制策略,所述第二控制策略包括:在减小预设步进加载扭矩的加载幅值之后,将减小加载幅值后的所述预设步进加载扭矩与转向电机在当前时刻的实时输出扭矩之和,作为所述转向电机下一时刻的目标驱动扭矩输出;其中,减小加载幅值后的所述预设步进加载扭矩与所述实时输出扭矩之和小于预设最大限制扭矩。也即,所述转向电机下一时刻输出的目标驱动扭矩将小于预设最大限制扭矩。
也即,在该实施例中,若认为后驱车辆的转向偏离程度为中等转向偏离程度,此时,将确定与中等转向偏离程度对应的第二控制策略并执行,进而降低预设转向稳定参数,使得车辆转向稳定而改善其过多转向特性。
可理解地,其中,预设最大限制扭矩与当前时刻的车辆横摆角速度、第三预设转向稳定阈值、第二预设转向稳定阈值、车速、驾驶模式等多种车辆硬件和车辆状态因素相关,因此预设最大限制扭矩可以根据需求进行具体设定,可理解地,在本实施例中,预设最大限制扭矩应小于当前时刻的实时输出扭矩与未减小加载幅值时的预设步进加载扭矩之和。预设最大限制扭矩的设定原则是:在将减小加载幅值后的所述预设步进加载扭矩与转向电机在当前时刻的实时输出扭矩之和,作为所述转向电机下一时刻的目标驱动扭矩输出之后,车辆对应的预设转向稳定参数得到较快降低,直至所述预设转向稳定参数小于或等于所述第二预设转向稳定阈值时,此时认为该后驱车辆在转向过程中已经不再处于中等转向偏离程度,将会通过其他控制策略进行控制,或者停止执行控制策略等,因此,此时认为本次通过第二控制策略进行转向调控完成,可以停止执行第二控制策略。
比如,假设在当前时刻t,转向电机的实时输出扭矩为T(t),而对于整车来说,从转向电机当前的实时输出扭矩输出之后,到该实时输出扭矩影响整车的车辆横摆角速度(该例子中,预设转向稳定参数为车辆横摆角速度)将存在一定滞后,假设滞后步进时长为i步,因此,受到实时输出扭矩的影响,整车在当前时刻之后的下i步的车辆横摆角速度将为ω(t+i),并且,当前时刻对应设置的第二预设横摆角速度阈值(第二预设转向稳定阈值)和第三预设横摆角速度阈值(第三预设转向稳定阈值)分别为B2(t+i)和B3(t+i)。若该实例中并不通过第二控制策略减小预设步进加载扭矩的响应最大值,若当前时刻对应的预设步进加载扭矩为K(t),此时,在当前时刻的下一时刻(也即下一步)中,转向电机将要输出的目标驱动扭矩将为T(t+1)=T(t)+K(t),对应地,受到该目标驱动扭矩驱动的整车所对应的下i步的车辆横摆角速度为ω(t+i+1)。
而在通过第二控制策略将待输出扭矩减小至小于预设最大限制扭矩之后,此时,直接将待输出扭矩T(t+1)(此时t>0)减小到目标驱动扭矩T'(t+1),且目标驱动扭矩T'(t+1)小于预设最大限制扭矩T'max,如此,减小后的目标驱动扭矩T'(t+1)由转向电机输出之后,受到减小之后的目标驱动扭矩的影响,整车所对应的下i步的车辆横摆角速度也将对应变更为ω'(t+i+1)。由于T’(t+1)<T(t+1),相应地,ω'(t+i+1)<ω(t+i+1),如此,通过上述第二控制策略,可以起到降低车辆横摆角速度的作用,最终使得ω'(t+i+1)小于或等于B2(t+i+1)时(其中,B2(t+i+1)是指下一时刻对应设置的第二预设转向稳定阈值),此时可以停止执行第二控制策略。可理解地,在第二控制策略中,目标驱动扭矩可能输出的最大值被限制为小于预设最大限制扭矩,但目标驱动扭矩依旧大于实时输出扭矩,只是下一时刻转向电机所输出的目标驱动扭矩中,在输出实时输出扭矩的基础上,所需要再增加输出的预设步进加载扭矩会被减小,此时转向依旧朝向原方向按照原来的步进长度进行,只是转向响应的步进值会变小。相对于第一控制策略来说,第二控制策略直接减小预设步进加载扭矩的加载幅值,因此对于过多转向的调控程度显然更大,因此适用于比一般转向偏离程度的过多转向程度更为严重的中等转向偏离程度。
在一实施例中,所述步骤S20中,所述根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度,还包括:
在所述预设转向稳定参数大于第三预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向偏离程度为严重转向偏离程度;所述第二预设转向稳定阈值小于所述第三预设转向稳定阈值。
可理解地,在所述预设转向稳定参数大于所述第三预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向稳定状态为不稳定,且可以确定所述后驱车辆的转向偏离程度为严重转向偏离程度。此时认为后驱车辆在转向过程中已经存在相当严重程度的过多转向,且该程度的过多转向在转向过程中非常不安全,极易导致不安全的情况存在,因此,需要进入后续步骤S30中确定与严重转向偏离程度对应的第三控制策略并执行,从而改善当前严重程度的过多转向。
进一步地,所述步骤S30,也即所述根据所述转向偏离程度执行扭矩控制策略,包括:
在所述转向偏离程度为严重转向偏离程度时,执行第三控制策略,所述第三控制策略包括:将转向电机在当前时刻的实时输出扭矩减小为调整扭矩之后,将所述调整扭矩作为所述转向电机下一时刻的目标驱动扭矩输出。
也即,在该实施例中,若认为后驱车辆的转向偏离程度为严重转向偏离程度,此时,将确定与严重转向偏离程度对应的第三控制策略并执行,进而降低预设转向稳定参数,使得车辆转向稳定而改善其过多转向特性。
可理解地,其中,调整扭矩与当前时刻的车辆横摆角速度、第三预设转向稳定阈值、车速、驾驶模式等多种车辆硬件和车辆状态因素相关,因此调整扭矩可以根据需求进行具体设定,比如可以按照预设比例直接减小当前实时输出扭矩,也可以将调整扭矩设定为一个固定值,该调整扭矩的设定原则是:在调整扭矩作为所述转向电机下一时刻的目标驱动扭矩输出之后,车辆对应的预设转向稳定参数得到较快降低,直至所述预设转向稳定参数小于或等于所述第三预设转向稳定阈值时,此时认为该后驱车辆在转向过程中已经不再处于严重转向偏离程度,将会通过其他控制策略进行控制,或者停止执行控制策略等,因此,此时认为本次通过第三控制策略进行转向调控完成,可以停止执行第三控制策略。
比如,假设在当前时刻t,转向电机的实时输出扭矩为T(t),而对于整车来说,从转向电机当前的实时输出扭矩输出之后,到该实时输出扭矩影响整车的车辆横摆角速度(该例子中,预设转向稳定参数为车辆横摆角速度)将存在一定滞后,假设滞后步进时长为i步,因此,受到实时输出扭矩的影响,整车在当前时刻之后的下i步的车辆横摆角速度将为ω(t+i),并且,当前时刻对应设置的第三预设横摆角速度阈值(第三预设转向稳定阈值)为B3(t+i)。若该实例中并不通过第三控制策略减小预设步进加载扭矩的响应最大值,若当前时刻对应的预设步进加载扭矩为K(t),此时,在当前时刻的下一时刻(也即下一步)中,转向电机将要输出的目标驱动扭矩将为T(t+1)=T(t)+K(t),对应地,受到该目标驱动扭矩驱动的整车所对应的下i步的车辆横摆角速度为ω(t+i+1)。
而在通过第三控制策略减小实时输出扭矩到调整扭矩之后,此时,直接将实时输出扭矩T(t)减小到调整扭矩T'(t+1),且,调整扭矩T'(t+1)作为目标驱动扭矩输出,代表目标驱动扭矩T'(t+1)<T(t),因此,第三控制策略实际上是直接降低下一时刻转向电机将要输出的目标驱动扭矩,如此,减小后的目标驱动扭矩T'(t+1)由转向电机输出之后,受到减小之后的目标驱动扭矩的影响,整车所对应的下i步的车辆横摆角速度也将对应变更为ω'(t+i+1)。由于T’(t+1)<T(t),因此,受到减小之后的目标驱动扭矩的影响,整车所对应的下i步的车辆横摆角速度也将对应变更为ω'(t+i+1),且ω'(t+i+1)<ω(t+i)。在本实施例中,第三控制策略直接调低了目标驱动扭矩,相对于第一控制策略和第二控制策略来说,第三控制策略对于车辆横摆角速度的尤为明显和直接(第一控制策略虽然降低了响应速率,但目标驱动扭矩大于当前时刻的实时输出扭矩的,且目标驱动扭矩依旧按照预设步进加载扭矩来进行提升的,只是步进步长延长,转向速率变慢而已,此时转向依旧朝向原方向进行。在第二控制策略中,目标驱动扭矩可能输出的最大值被限制为小于预设最大限制扭矩,但目标驱动扭矩依旧大于实时输出扭矩,只是下一时刻转向电机所输出的目标驱动扭矩中,在输出实时输出扭矩的基础上,所需要再增加输出的预设步进加载扭矩会被减小,此时转向依旧朝向原方向按照原来的步进长度进行,只是转向响应的步进值会变小。但在第三控制策略中,直接调低了目标驱动扭矩,因此,此时转向不会继续朝向原方向进行,而可能会向相反方向回转),因此对于过多转向的调控程度显然更大,因此适用于比中等转向偏离程度的过多转向程度更为严重的严重转向偏离程度。通过上述第三控制策略,可以起到降低车辆横摆角速度的作用,最终使得ω'(t+i+1)小于或等于B3(t+i+1)时(其中,B3(t+i+1)是指下一时刻对应设置的第三预设转向稳定阈值),此时可以停止执行第三控制策略。
上述实施例中,通过预设转向稳定参数确定后驱车辆的转向稳定状态,进而在转向稳定状态为不稳定时,根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度,以确定出适用于不同转向偏离程度的扭矩控制策略,通过执行不同扭矩控制策略对不同场景、工况的后驱车辆的过多转向进行渐进式控制,保证了在满足稳定性的前提下最大限度的释放后驱车辆过弯时的动力响应。并且,在基于后驱车辆过多转向特性的基础上,采用渐进式扭矩控制策略,将使驾驶员转向过程更加平稳,其可操作性强,可移植性强。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明还提供一种控制器,用于执行所述的后驱车辆转向控制方法。关于控制器的具体限定可以参见上文中对于后驱车辆转向控制方法的限定,在此不再赘述。上述控制器中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
如图2所示,本发明还提供一种转向控制系统,包括连接转向系统的控制器1,所述控制器1用于执行所述的后驱车辆转向控制方法。关于转向控制系统以及控制器1的更多具体限定可以参见上文中对于后驱车辆转向控制方法的限定,在此不再赘述。
进一步地,转向控制系统还可以包括连接控制器1的传感模块2,传感模块2可以实时或定时采集车辆行驶信息,包括但不限定于为前轮转角、纵向速度、侧向速度、横摆角速度、质心侧偏角等其中的一种或多种。进一步地,转向控制系统还可以包括连接控制器1以及传感模块2的滤波模块3,上述通过传感模块2采集得到的车辆行驶信息,可以在转向控制系统的滤波模块3中通过特定的滤波方式进行滤波处理,以除去采集过程中的噪声,提高数据的质量,提升上述数据估算精准度以及对于后驱车辆的转向控制精度,其中,上述滤波方式包括但不限于平均值滤波、平滑滤波、卡尔曼滤波等。其中,控制器1可以通过指令控制转向系统中的转向电机的扭矩输出。可理解地,在一实施例中,转向控制系统还包括连接控制器1以及传感模块2的估算模块4,通过在基于线性二自由度车辆模型建立的估算模型进行估算预设转向稳定参数的过程,可以在上述估算模块中进行。
本发明还提供一种车辆,包括所述的控制器。
本发明还提供一种车辆,包括上述转向控制系统。
以上所述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 (13)
1.一种后驱车辆转向控制方法,其特征在于,包括:
在确定后驱车辆存在转向时,根据预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向稳定状态;
在所述转向稳定状态为不稳定时,根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度;
根据所述转向偏离程度执行与所述转向偏离程度匹配的扭矩控制策略,以减小所述后驱车辆的转向偏离。
2.如权利要求1所述的后驱车辆转向控制方法,其特征在于,所述根据预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向稳定状态,包括:
在所述预设转向稳定参数小于或等于第一预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向稳定状态为稳定;
在所述预设转向稳定参数大于所述第一预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向稳定状态为不稳定。
3.如权利要求1所述的后驱车辆转向控制方法,其特征在于,所述根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度,包括:
在所述预设转向稳定参数大于第一预设转向稳定阈值且小于或等于第二预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向偏离程度为一般转向偏离程度;所述第一预设转向稳定阈值小于所述第二预设转向稳定阈值。
4.如权利要求3所述的后驱车辆转向控制方法,其特征在于,所述根据所述转向偏离程度执行扭矩控制策略,包括:
在所述转向偏离程度为一般转向偏离程度时,执行第一控制策略,所述第一控制策略包括:在减小预设步进加载扭矩的响应速率之后,将减小响应速率后的所述预设步进加载扭矩与转向电机在当前时刻的实时输出扭矩之和,作为所述转向电机下一时刻的目标驱动扭矩输出。
5.如权利要求3所述的后驱车辆转向控制方法,其特征在于,所述根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度,还包括:
在所述预设转向稳定参数大于所述第二预设转向稳定阈值且小于或等于第三预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向偏离程度为中等转向偏离程度;所述第二预设转向稳定阈值小于所述第三预设转向稳定阈值。
6.如权利要求5所述的后驱车辆转向控制方法,其特征在于,所述根据所述转向偏离程度执行扭矩控制策略,包括:
在所述转向偏离程度为中等转向偏离程度时,执行第二控制策略,所述第二控制策略包括:在减小预设步进加载扭矩的加载幅值之后,将减小加载幅值后的所述预设步进加载扭矩与转向电机在当前时刻的实时输出扭矩之和,作为所述转向电机下一时刻的目标驱动扭矩输出;其中,减小加载幅值后的所述预设步进加载扭矩与所述实时输出扭矩之和小于预设最大限制扭矩。
7.如权利要求3所述的后驱车辆转向控制方法,其特征在于,所述根据所述预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向偏离程度,还包括:
在所述预设转向稳定参数大于第三预设转向稳定阈值时,确定所述后驱车辆的转向偏离程度为严重转向偏离程度;所述第二预设转向稳定阈值小于所述第三预设转向稳定阈值。
8.如权利要求7所述的后驱车辆转向控制方法,其特征在于,所述根据所述转向偏离程度执行扭矩控制策略,包括:
在所述转向偏离程度为严重转向偏离程度时,执行第三控制策略,所述第三控制策略包括:将转向电机在当前时刻的实时输出扭矩减小为调整扭矩之后,将所述调整扭矩作为所述转向电机下一时刻的目标驱动扭矩输出。
9.如权利要求1所述的后驱车辆转向控制方法,其特征在于,在确定后驱车辆存在转向时,根据预设转向稳定参数确定所述后驱车辆的转向稳定状态之前,还包括:
采集后驱车辆在当前时刻的方向盘转角;
在所述方向盘转角大于预设方向盘转角阈值时,确定所述后驱车辆存在转向。
10.如权利要求1至9任一项所述的后驱车辆转向控制方法,其特征在于,所述预设转向稳定参数为车辆横摆角速度、轮胎侧偏角、质心侧偏角、不足转向度、侧向加速度、车身侧倾角或不足转向梯度中的一个或多个。
11.一种控制器,其特征在于,用于执行如权利要求1至10任一项所述的后驱车辆转向控制方法。
12.一种转向控制系统,其特征在于,包括连接转向系统的控制器,所述控制器用于执行如权利要求1至11任一项所述的后驱车辆转向控制方法。
13.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求11所述的控制器,或包括如权利要求12所述的转向控制系统。
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