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汽车转向稳定性控制方法、装置、设备及汽车与流程

2022-10-22 01:51:36 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及汽车技术领域,尤其涉及汽车转向稳定性控制方法、装置、设备及汽车。


背景技术:

2.汽车是一种常见的交通工具,汽车在转向时易出现失稳的问题,进而会影响驾乘体验以及行驶的安全性。
3.汽车的稳定性可由车轮驱动系统、车轮制动系统等执行系统进行控制。相关技术中的汽车,车轮驱动系统、车轮制动系统等执行系统中均设有独立的控制单元,每个控制单元设置有独立的控制逻辑,且各自独立的按照设置的控制逻辑对所在的执行系统进行控制。
4.然而,相关技术中的汽车,控制汽车稳定性的不同执行系统之间的耦合性较差,对提高转向时失稳的汽车的稳定性的控制效果较差。


技术实现要素:

5.本发明旨在提供汽车转向稳定性控制方法、装置、设备及汽车,以解决现有技术中对提高转向时失稳的汽车的稳定性的控制效果较差的问题。
6.一方面,本发明提供一种汽车转向稳定性控制方法,用于包括集成控制单元的汽车,该方法包括:
7.当汽车处于失稳状态时,集成控制单元根据第一运行参数控制车轮驱动机构调整驱动力矩,直到汽车转换为非失稳状态、或者驱动力矩调整到驱动极限值,其中,第一运行参数为汽车由非失稳状态转换为失稳状态时的运行参数。
8.若驱动力矩调整到驱动极限值,汽车仍处于失稳状态,集成控制单元根据第二运行参数控制车轮制动机构调整制动力矩以及控制主动悬架调整主动悬架的阻尼,直到汽车转换为非失稳状态、或者制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架的阻尼调整到阻尼极限值,其中,第二运行参数为驱动力矩调整到驱动极限值时汽车的运行参数。
9.可选的,当汽车处于失稳状态时,集成控制单元根据第一运行参数控制车轮驱动机构调整驱动力矩,直到汽车转换为非失稳状态、或者驱动力矩调整到驱动极限值,具体包括:
10.集成控制单元根据第一运行参数得到第一补偿横摆力矩。
11.集成控制单元根据第一补偿横摆力矩,得到每个车轮对应的驱动调整目标值。
12.集成控制单元根据每个车轮的驱动调整目标值控制车轮驱动机构调整每个车轮的驱动力矩,直到汽车转换为非失稳状态、或者至少一个车轮的驱动力矩调整到驱动极限值。
13.可选的,集成控制单元根据每个车轮的驱动调整目标值控制车轮驱动机构调整每个车轮的驱动力矩,具体包括:
14.集成控制单元获取每个车轮处的实际驱动力矩。
15.集成控制单元根据每个车轮的实际驱动力矩和驱动调整目标值控制车轮驱动机构调整对每个车轮的驱动力矩。
16.可选的,若驱动力矩调整到驱动极限值,汽车仍处于失稳状态,集成控制单元根据第二运行参数控制车轮制动机构调整制动力矩以及控制主动悬架调整主动悬架的阻尼,直到汽车转换为非失稳状态、或者制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架的阻尼调整到阻尼极限值,具体包括:
17.集成控制单元根据第二运行参数得到第二补偿横摆力矩。
18.集成控制单元根据第二补偿横摆力矩,得到每个车轮对应的制动调整目标值。
19.集成控制单元根据每个车轮对应的制动调整目标值,得到每个车轮处所需的路面附着力。
20.集成控制单元根据每个车轮处所需的路面附着力,得到主动悬架的每个减振机构对应的阻尼调整目标值。
21.集成控制单元根据每个车轮的制动调整目标值控制车轮制动机构调整每个车轮的制动力矩、以及根据每个减振机构的阻尼调整目标值控制主动悬架调整每个减振机构的阻尼,直到汽车转换为非失稳状态、或者至少一个车轮的制动力矩调整到制动极限值、或者至少一个减振机构的阻尼调整到阻尼极限值。
22.可选的,该方法还包括:
23.集成控制单元获取汽车的运行参数。
24.集成控制单元根据运行参数,得到当前运行参数下的实际质心侧偏角、实际横摆角速度、期望质心侧偏角和期望横摆角速度。
25.若当前运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值大于第一预设值,且当前运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值大于第二预设值,则集成控制单元判定汽车当前处于失稳状态。
26.若当前运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值小于或者等于第一预设值,和/或,当前运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值小于或者等于第二预设值,则集成控制单元判定汽车当前处于非失稳状态。
27.可选的,运行参数包括实际横摆角速度、方向盘转角、车速和侧向加速度。
28.可选的,该方法还包括:
29.若制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架的阻尼调整到阻尼极限值,汽车仍处于失稳状态,集成控制单元根据第三运行参数控制转向机构调整车轮转向角度,以使汽车转换为非失稳状态,其中,第三运行参数为制动力矩调整到制动极限值时、或者主动悬架的阻尼调整到阻尼极限值时汽车的运行参数。
30.另一方面,本发明提供一种汽车转向稳定性控制装置,用于包括集成控制单元的汽车,该装置包括:
31.第一控制模块,用于当汽车处于失稳状态时,使集成控制单元根据第一运行参数控制车轮驱动机构调整驱动力矩,直到汽车转换为非失稳状态、或者驱动力矩调整到驱动极限值,其中,第一运行参数为汽车由非失稳状态转换为失稳状态时的运行参数。
32.第二控制模块,用于在驱动力矩调整到驱动极限值,且汽车仍处于失稳状态时,使
集成控制单元根据第二运行参数控制车轮制动机构调整制动力矩以及控制主动悬架调整主动悬架的阻尼,直到汽车转换为非失稳状态、或者制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架的阻尼调整到阻尼极限值,其中,第二运行参数为驱动力矩调整到驱动极限值时汽车的运行参数。
33.再一方面,本发明提供一种电子设备,该设备包括集成控制单元以及存储器,集成控制单元与存储器通信连接。
34.存储器存储有计算机指令,集成控制单元用于执行计算机指令,以实现上述任一实施方式中的汽车转向稳定性控制方法。
35.又一方面,本发明提供一种汽车,该汽车包括车轮驱动机构、车轮制动机构、主动悬架以及上述任一实施方式中的电子设备。
36.车轮驱动机构、车轮制动机构和主动悬架均与电子设备的集成控制单元通信连接。
37.又一方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,实现上述任一实施方式中的汽车转向稳定性控制方法。
38.本发明提供的汽车转向稳定性控制方法、装置、设备及汽车,该汽车转向稳定性控制方法包括步骤:当汽车处于失稳状态时,集成控制单元根据第一运行参数控制车轮驱动机构调整驱动力矩,直到汽车转换为非失稳状态、或者驱动力矩调整到驱动极限值。若驱动力矩调整到驱动极限值,汽车仍处于失稳状态,集成控制单元根据第二运行参数控制车轮制动机构调整制动力矩以及控制主动悬架调整主动悬架的阻尼,直到汽车转换为非失稳状态、或者制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架的阻尼调整到阻尼极限值,其中,第一运行参数为汽车由非失稳状态转换为失稳状态时的运行参数,第二运行参数为驱动力矩调整到驱动极限值时汽车的运行参数。
39.通过上述设置,车轮驱动机构、车轮制动系统、主动悬架等执行机构可均由集成控制单元统一进行控制,各执行机构可以按照同一套控制逻辑进行动作,不同执行机构之间的耦合性较好,利于各执行机构协同动作。当汽车处于失稳状态时,按照先根据第一运行参数控制车轮驱动机构调整驱动力矩来改善汽车的稳定性,在驱动力矩调整到驱动极限值后,若汽车还处于失稳状态,再根据第二运行参数控制车轮制动机构调整制动力矩以及控制制动悬架调整阻尼,来改善汽车的稳定性,各执行机构按照顺序动作,动作有序,各执行机构不易发生冲突,也不易发生汽车的姿态调整过度的问题。另外,先调整驱动力矩,对汽车运行的影响以及汽车姿态的改变较小,利于提高驾乘人员的舒适度以及行使的安全性,在调整驱动力矩不足以使汽车转换到非失稳状态时,再调整制动力矩和主动悬架的阻尼,利于使汽车能够较快的转换到非失稳状态,且在驱动力矩调整到驱动极限值后再调整制动力矩,可减小车轮驱动机构和车轮制动机构上的作用力,车速变化更为平缓,可降低发生安全事故的风险。此外,在各执行机构处可以不再单独设置控制对应的执行机构的控制单元,可使执行机构处的结构较为简单,不同的执行机构也不需要进行联调,可以节约整车装配和测试的时间,利于提高整车装配和测试的效率。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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。
41.图1为本技术实施例提供的一种汽车转向稳定性控制系统的系统架构图;
42.图2为本技术实施例提供的一种汽车转向稳定性控制方法的流程图;
43.图3为本技术实施例提供的又一种汽车转向稳定性控制方法的流程图;
44.图4为汽车转向时的示意图;
45.图5为本技术实施例提供的一种汽车转向稳定性控制装置的示意图;
46.图6为本技术实施例提供的一种电子设备的示意图。
47.附图标记说明:
48.100、集成控制单元;200、车轮驱动机构;300、车轮制动机构;400、主动悬架;410、减振机构;500、转向机构;600、数据采集模块;610、惯性传感器;620、轮速传感器;630、扭矩传感器;640、方向盘转角传感器;700、存储器;810、获取模块;820、判定模块;830、第一控制模块;840、第二控制模块;850、第三控制模块。
具体实施方式
49.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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。
50.需要说明的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
51.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
53.在以上描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针
对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
54.如背景技术中记载的,汽车在转向时易出现失稳的问题。相关技术中的汽车,包括相互独立的车轮驱动系统、车轮制动系统等执行系统,每个执行系统都设有独立的控制单元,每个控制单元设置有独立的控制逻辑,且各自独立的按照设置的控制逻辑对所在的执行系统进行控制。为提高处于失稳状态的汽车的稳定性,各执行系统独自按照各自的控制逻辑进行动作,虽然部分执行系统之间可以进行交互,但由于一些执行系统上的控制逻辑之间较难协调,不同的执行系统之间协同动作的能力有限,不同执行系统之间的耦合性较差,各执行机构各自进行动作时,较为紊乱,不同执行系统之间可能出现冲突,或者,可能出现不同执行系统同时动作导致汽车姿态调整过度的问题,相关技术中的汽车对提高转向时失稳的汽车的稳定性的控制效果较差。此外,每个执行系统各自设置独立的控制单元,各执行系统的结构较为复杂,成本较高,且为使部分执行系统能够协同动作,需要对协同动作的执行系统进行联调,整车装配和测试的效率较低。
55.为解决上述技术问题,本技术实施例提供的汽车转向稳定性控制方法,包括步骤:当汽车处于失稳状态时,集成控制单元根据第一运行参数控制车轮驱动机构调整驱动力矩,直到汽车转换为非失稳状态、或者驱动力矩调整到驱动极限值。若驱动力矩调整到驱动极限值,汽车仍处于失稳状态,集成控制单元根据第二运行参数控制车轮制动机构调整制动力矩以及控制主动悬架调整主动悬架的阻尼,直到汽车转换为非失稳状态、或者制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架的阻尼调整到阻尼极限值,其中,第一运行参数为汽车由非失稳状态转换为失稳状态时的运行参数,第二运行参数为驱动力矩调整到驱动极限值时汽车的运行参数。
56.如此设置,车轮驱动机构、车轮制动系统、主动悬架等执行机构可均由集成控制单元统一进行控制,各执行机构可以按照同一套控制逻辑进行动作,不同执行机构之间的耦合性较好,利于各执行机构协同动作。当汽车处于失稳状态时,按照先根据第一运行参数控制车轮驱动机构调整驱动力矩来改善汽车的稳定性,在驱动力矩调整到驱动极限值后,若汽车还处于失稳状态,再根据第二运行参数控制车轮制动机构调整制动力矩以及控制制动悬架调整阻尼,来改善汽车的稳定性,各执行机构按照顺序动作,动作有序,各执行机构不易发生冲突,也不易发生汽车的姿态调整过度的问题。另外,先调整驱动力矩,对汽车运行的影响以及汽车姿态的改变较小,利于提高驾乘人员的舒适度以及行使的安全性,在调整驱动力矩不足以使汽车转换到非失稳状态时,再调整制动力矩和主动悬架的阻尼,利于使汽车能够较快的转换到非失稳状态,且在驱动力矩调整到驱动极限值后再调整制动力矩,可减小车轮驱动机构和车轮制动机构上的作用力,车速变化更为平缓,可降低发生安全事故的风险。此外,在各执行机构处可以不再单独设置控制对应的执行机构的控制单元,可使执行机构处的结构较为简单,不同的执行机构也不需要进行联调,可以节约整车装配和测试的时间,利于提高整车装配和测试的效率。
57.下面结合具体实施例对本技术提供的汽车转向稳定性控制方法、装置、设备及汽车进行详细说明。
58.图1为本技术实施例提供的一种汽车转向稳定性控制系统的系统架构图。
59.如图1所示,本技术实施例提供的汽车转向稳定性控制系统的系统架构可以包括集成控制单元100、车轮驱动机构200、车轮制动机构300、主动悬架400、转向机构500和数据采集模块600,车轮驱动机构200、车轮制动机构300、主动悬架400、转向机构500和数据采集模块600均与集成控制单元100通信连接。
60.可以理解的是,车轮驱动机构200、车轮制动机构300、主动悬架400、转向机构500和数据采集模块600与集成控制单元100之间可以通过控制器局域网络(controller area network,can)总线等有线连接的方式进行通信连接,也可以通过无线连接的方式进行通信连接。
61.车轮驱动机构200用于向车轮提供驱动车轮转动的驱动力矩,以使汽车前行或者后退。需要说明的是,车轮驱动机构200可以向车轮提供驱动车轮正转的驱动力矩,也可以向车轮提供驱动车轮反转的驱动力矩。车轮驱动机构200可以为电力驱动机构,也可以为燃油驱动机构或者混合驱动机构。需要说明的是,驱动力矩为车轮驱动机构200向车轮提供的力矩,驱动力矩的方向可以与车轮转动的方向相同或者不同,例如,车轮在正转时,车轮驱动机构200可以向车轮提供使车轮反转的驱动力矩。
62.车轮制动机构300用于向车轮提供制动车轮转动的制动力矩,以使汽车减速或者停止。车轮制动机构300可以为液压制动机构、机械制动机构等,例如,可以为电控液压制动机构或者电控机械制动机构。
63.转向机构500用于改变车轮转向角度,以改变汽车行驶的方向。转向机构500可以为电动助力转向机构、线控转向机构等。可以为全轮转向机构,也可以为前轴转向机构。
64.主动悬架400用于连接汽车的车轮和车身,例如,可以为电机蓄能式主动悬架,也可以为双重控制空气悬架系统等。主动悬架400可包括减振机构410,减振机构410的两端分别与车身和车轮紧固连接,减振机构410可以起到减振的作用,减振机构410的阻尼可调节,以调整车身的姿态,例如,减振机构410可以为空气弹簧或者液压减振器等。主动悬架400可以包括分别设置在车身不同位置的多个减振机构410,每个减振机构410的阻尼均可独立调整。示例性的,主动悬架400可以包括左前减振机构、右前减振机构、左后减振机构和右后减振机构,左前减振机构可以设置在车身的左前部,右前减振机构可以设置在车身的右前部,左后减振机构可以设置在车身的左后部,右后减振机构可以设置在车身的右后部。
65.可以理解的是,车轮驱动机构200、车轮制动机构300、主动悬架400和转向机构500均为执行机构,均可以仅包括执行部件,而不包括对应的控制单元,车轮驱动机构200、车轮制动机构300、主动悬架400和转向机构500可均由集成控制单元100进行控制。
66.数据采集模块600可用于采集汽车的运行参数,数据采集模块600可以包括惯性传感器610(inertial measurement unit,imu)、轮速传感器620、扭矩传感器630、垂直加速度传感器、高度传感器、方向盘转角传感器640、车轮转向角度传感器、油门开度传感器、制动踏板行程传感器等中的一个或者多个。运行参数可以包括实际横摆角速度、方向盘转角、轮速、车速、侧向加速度、垂直加速度、车身高度、车轮转向角度、实际驱动力矩、油门开度、制动踏板行程中的一个或者多个。
67.本实施例提供的汽车转向稳定性控制方法,用于包括集成控制单元100的汽车。可以理解的是,该汽车可以为燃油汽车,也可以为电动汽车(electric vehicle,ev)、混合动
力汽车(hybrid electric vehicle,hev)或者其他的新能源汽车(new energy vehicle)。例如,可以为纯电动汽车(pure electric vehicle/battery electric vehicle,pev/bev)、增程式电动汽车(range extended electric vehicle,reev)、插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle,phev)等。
68.图2为本技术实施例提供的一种汽车转向稳定性控制方法的流程图。
69.如图2所示,并参看图1,本实施例提供的汽车转向稳定性控制方法,可以理解的是,该方法可以用于汽车自动驾驶系统,也可以用于汽车人工驾驶系统。
70.本实施例提供的汽车转向稳定性控制方法,包括:
71.s100:集成控制单元100获取汽车的运行参数。
72.可以理解的是,汽车的数据采集模块600采集汽车的运行参数后,可以发送到集成控制单元100,以使集成控制单元100获取汽车的运行参数。数据采集模块600可以每间隔第一预设时段采集一次汽车的运行参数,使集成控制单元100每间隔第一预设时段获取一次汽车的运行参数。换句话来说,步骤s100会在汽车运行过程中间隔第一预设时段的周期性执行。举例来说,第一预设时段可以为1s、2s、3s、5s等。运行参数可以包括实际横摆角速度、方向盘转角、轮速、车速、侧向加速度、垂直加速度、车身高度、车轮转向角度、实际驱动力矩、油门开度、制动踏板行程等多种不同的参数。
73.s200:集成控制单元100根据运行参数判定汽车是否处于失稳状态。
74.可以理解的是,集成控制单元100可以根据获取的全部的运行参数判定汽车是否处于失稳状态,也可以根据获取的部分的运行参数判定汽车是否处于失稳状态。集成控制单元100可以每经过第二预设时段根据最新获取的运行参数判定当前汽车是否处于失稳状态。第二预设时段可以与第一预设时段相同,第二预设时段也可以与第一预设时段不同。例如,第二预设时段可以为1s、2s、3s、5s、6s等。换句话来说,步骤s200会在汽车运行过程中间隔第二预设时段的周期性执行。这样,根据汽车当前的运行参数,可以确定汽车当前所处的状态,利于根据汽车当前所处的状态,调整对各执行机构的控制。
75.在周期性执行的多次步骤s100中,其中一次为步骤s110:集成控制单元100获取汽车的第一运行参数。其中,第一运行参数为汽车由非失稳状态转换为失稳状态时的运行参数。
76.周期性执行的多次步骤s200中,其中一次为步骤s210:集成控制单元100根据第一运行参数判定汽车是否处于失稳状态。
77.本实施例提供的汽车转向稳定性控制方法,还包括步骤s300:当汽车处于失稳状态时,集成控制单元100根据第一运行参数控制车轮驱动机构200调整驱动力矩,直到汽车转换为非失稳状态、或者驱动力矩调整到驱动极限值。
78.可以理解的是,集成控制单元100可向车轮驱动机构200发出对应的控制指令,以对车轮驱动机构200进行控制。车轮驱动机构200在对驱动力矩进行调整时,可以减小对某一个或者多个车轮的与当前转动方向相同的驱动力矩,可以增大对某一个或者多个车轮的与当前转动方向相同的驱动力矩,也可以对某一个或者多个车轮施加与当前的转动方向相反的驱动力矩。
79.车轮驱动机构200对每个车轮均有对应的驱动极限值,驱动极限值限制了对应的车轮的驱动力矩的可调范围,车轮驱动机构200对每个车轮的驱动极限值可以相同,也可以
不同。
80.在集成控制单元100控制车轮驱动机构200调整的过程中,步骤100和步骤s200会周期性执行,若根据当前执行的步骤200判定汽车由失稳状态转换为非失稳状态后,可结束按照上述方法控制车轮驱动机构200,汽车可以按照非失稳状态下的控制方法或者驾驶员的操控进行运行。
81.这样,在汽车刚被判定为处于失稳状态时,只根据第一运行参数控制车轮驱动机构200动作,车轮驱动机构200不易与其他执行机构的动作发生冲突。此外,先通过调整驱动力矩来改善汽车的稳定性,对汽车运行的影响以及汽车姿态的改变较小,利于提高驾乘人员的舒适度以及行使的安全性。
82.若驱动力矩调整到极限值,周期性执行的多次步骤s100中,其中一次为步骤s120:集成控制单元100获取汽车的第二运行参数。其中,第二运行参数为驱动力矩调整到驱动极限值时汽车的运行参数。
83.周期性执行的多次步骤s200中,其中一次为步骤s220:集成控制单元100根据第二运行参数判定汽车是否处于失稳状态。
84.本实施例提供的汽车转向稳定性控制方法,还包括步骤s400:若驱动力矩调整到驱动极限值,汽车仍处于失稳状态,集成控制单元100根据第二运行参数控制车轮制动机构300调整制动力矩以及控制主动悬架400调整主动悬架400的阻尼,直到汽车转换为非失稳状态、或者制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架400的阻尼调整到阻尼极限值。
85.可以理解的是,集成控制单元100可向车轮制动机构300和主动悬架400发出对应的控制指令,以对车轮制动机构300和主动悬架400进行控制。
86.车轮制动机构300对每个车轮均有对应的制动极限值,制动极限值限制了对应的车轮的制动力矩的可调范围,车轮制动机构300对每个车轮的制动极限值可以相同,也可以不同。
87.主动悬架400对每个减振机构410均有对应的阻尼极限值,阻尼极限值限制了对应的减振机构410的阻尼的可调范围,每个减振机构410的阻尼极限值可以相同,也可以不同。
88.在集成控制单元100控制车轮制动机构300和主动悬架400调整的过程中,步骤100和步骤s200会周期性执行,若根据当前执行的步骤200判定汽车由失稳状态转换为非失稳状态后,可结束按照上述方法控制车轮制动机构300和主动悬架400,并停止按照上述方法控制车轮驱动机构200,汽车可以按照非失稳状态下的控制方法或者驾驶员的操控进行运行。
89.这样,车轮驱动机构200、车轮制动系统、主动悬架400等执行机构可均由集成控制单元100统一进行控制,各执行机构可以按照同一套控制逻辑进行动作,不同执行机构之间的耦合性较好,利于各执行机构协同动作。当汽车处于失稳状态时,按照先根据第一运行参数控制车轮驱动机构200调整驱动力矩来改善汽车的稳定性,在驱动力矩调整到驱动极限值后,若汽车还处于失稳状态,再根据第二运行参数控制车轮制动机构300调整制动力矩以及控制制动悬架调整阻尼,来改善汽车的稳定性,各执行机构按照顺序动作,动作有序,各执行机构不易发生冲突,也不易发生汽车的姿态调整过度的问题。另外,在调整驱动力矩不足以使汽车转换到非失稳状态时,再调整制动力矩和主动悬架400的阻尼,利于使汽车能够较快的转换到非失稳状态,且在驱动力矩调整到驱动极限值后再调整制动力矩,可减小车
轮驱动机构200和车轮制动机构300上的作用力,车速变化更为平缓,可降低发生安全事故的风险。此外,在各执行机构处可以不再单独设置控制对应的执行机构的控制单元,可使执行机构处的结构较为简单,不同的执行机构也不需要进行联调,可以节约整车装配和测试的时间,利于提高整车装配和测试的效率。
90.若制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架400的阻尼调整到阻尼极限值,周期性执行的多次步骤s100中,其中一次为步骤s130:集成控制单元100获取汽车的第三运行参数。其中,第三运行参数为制动力矩调整到制动极限值时、或者主动悬架400的阻尼调整到阻尼极限值时汽车的运行参数。
91.周期性执行的多次步骤s200中,其中一次为步骤s230:集成控制单元100根据第三运行参数判定汽车是否处于失稳状态。
92.本实施例提供的汽车转向稳定性控制方法,还包括步骤s500:若制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架400的阻尼调整到阻尼极限值,汽车仍处于失稳状态,集成控制单元100根据第三运行参数控制转向机构500调整车轮转向角度,以使汽车转换为非失稳状态。
93.可以理解的是,集成控制单元100可向转向机构500发出对应的控制指令,以对转向机构500进行控制。在各车轮的转向可以独立控制的汽车中,集成控制单元100可控制转向机构500使不同的车轮调整的不同的转向角度。
94.在集成控制单元100控制转向机构500调整的过程中,步骤100和步骤s200会周期性执行,若根据当前执行的步骤200判定汽车由失稳状态转换为非失稳状态后,可结束按照上述方法控制车轮驱动机构200、车轮制动机构300、主动悬架400以及转向机构500,汽车可以按照非失稳状态下的控制方法或者驾驶员的操控进行运行。
95.这样,在调整驱动力矩、制动力矩以及主动悬架400的阻尼后仍然不足以使汽车转换到非失稳状态时,可通过调整转向角度使汽车转换到非失稳状态。转向机构500与车轮驱动机构200、车轮制动系统和主动悬架400可均由集成控制单元100统一进行控制,可以按照同一套控制逻辑进行动作,转向机构500与车轮驱动机构200、车轮制动系统和主动悬架400之间的耦合性较好,利于协同动作。车轮驱动机构200、车轮制动系统和主动悬架400以及转向机构500顺序动作,动作有序,不易发生冲突,也不易发生汽车的姿态调整过度的问题。在调整驱动力矩、制动力矩和主动悬架400到极限值后,再调整转向角度,可降低因改善汽车稳定性而造成对汽车行驶方向以及驾驶员的操作的影响。
96.可以理解的是,集成控制单元100获取汽车的运行参数后,可以统一对运行参数进行处理,并形成对各执行机构的控制指令,各执行机构可以在集成控制单元100的控制下协同动作。
97.在一些可能的实施方式中,运行参数包括实际横摆角速度、方向盘转角、车速和侧向加速度。
98.这样,易于通过运行参数判定汽车是否处于失稳状态。
99.可以理解的是,实际横摆角速度和侧向加速度可由惯性传感器610采集并发送至集成控制单元100,方向盘转角可以由方向盘转角传感器640采集并发送至集成控制单元100,车速可由轮速传感器620采集并发送至集成控制单元100。
100.图3为本技术实施例提供的又一种汽车转向稳定性控制方法的流程图,图4为汽车
转向时的示意图。图中,g为转向时汽车的质心,β为质心侧偏角,γ为横摆角,mz为补偿横摆力矩。
101.如图3、图4所示,并参看图1,在一些可能的实施方式中,步骤s200具体包括:
102.s240:集成控制单元100根据运行参数,得到当前运行参数下的实际质心侧偏角、实际横摆角速度、期望质心侧偏角和期望横摆角速度。
103.可以理解的是,实际横摆角速度可以通过惯性传感器610采集并发送至集成控制单元100,期望横摆角速度可以通过方向盘转角传感器640采集的方向盘转角以及轮速传感器620采集的车速计算得到,实际质心侧偏角可以通过惯性传感器610采集的侧向加速度和实际横摆角速度计算得到,期望质心侧偏角可以通过惯性传感器610采集的侧向加速度和计算得到的期望横摆角速度计算得到。
104.s250:若当前运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值大于第一预设值,且当前运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值大于第二预设值,则集成控制单元100判定汽车当前处于失稳状态。
105.这样,对于汽车处于失稳状态判定更加准确,可降低汽车被误判为失稳状态导致各执行机构动作的风险。
106.可以理解的是,第一预设值和第二预设值可以为预先设定的门限值。
107.若当前运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值小于或者等于第一预设值,和/或,当前运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值小于或者等于第二预设值,则集成控制单元100判定当前汽车处于非失稳状态。
108.需要说明的是,在步骤s210中,包括周期性执行的多次步骤s240中其中一次步骤s241以及周期性执行的多次步骤s250中其中一次步骤s251。
109.其中,步骤s241:集成控制单元100根据第一运行参数,得到第一运行参数下的实际质心侧偏角、实际横摆角速度、期望质心侧偏角和期望横摆角速度。
110.步骤s251:若第一运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值大于第一预设值,且第一运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值大于第二预设值,则集成控制单元100判定汽车当前处于失稳状态。
111.若第一运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值小于或者等于第一预设值,和/或,第一运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值小于或者等于第二预设值,则集成控制单元100判定汽车当前处于非失稳状态。
112.在步骤s220中,包括周期性执行的多次步骤s240中其中一次步骤s242以及周期性执行的多次步骤s250中其中一次步骤s252。
113.其中,步骤s242:集成控制单元100根据第二运行参数,得到第二运行参数下的实际质心侧偏角、实际横摆角速度、期望质心侧偏角和期望横摆角速度。
114.步骤s252:若第二运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值大于第一预设值,且第二运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值大于第二预设值,则集成控制单元100判定汽车当前处于失稳状态。
115.若第二运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值小于或者等于第一预设值,和/或,第二运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值小于或者等于第二预设值,则集成控制单元100判定汽车当前处于非失稳状态。
116.在步骤s230中,包括周期性执行的多次步骤s240中其中一次步骤s243以及周期性执行的多次步骤s250中其中一次步骤s253。
117.其中,步骤s243:集成控制单元100根据第三运行参数,得到第三运行参数下的实际质心侧偏角、实际横摆角速度、期望质心侧偏角和期望横摆角速度。
118.步骤s251:若第三运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值大于第一预设值,且第三运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值大于第二预设值,则集成控制单元100判定汽车当前处于失稳状态。
119.若第三运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值小于或者等于第一预设值,和/或,第三运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值小于或者等于第二预设值,则集成控制单元100判定汽车当前处于非失稳状态。
120.在一些可能的实施方式中,步骤s300具体包括:
121.s310:集成控制单元100根据第一运行参数得到第一补偿横摆力矩。
122.s320:集成控制单元100根据第一补偿横摆力矩,得到每个车轮对应的驱动调整目标值。
123.s330:集成控制单元100根据每个车轮的驱动调整目标值控制车轮驱动机构200调整每个车轮的驱动力矩,直到汽车转换为非失稳状态、或者至少一个车轮的驱动力矩调整到驱动极限值。
124.这样,可根据汽车由非失稳状态转换为失稳状态时的运行参数,分配各个车轮对应的驱动调整目标值,以使车轮驱动机构200按照对应的驱动调整目标值对各个车轮的驱动力矩进行调整,对于汽车稳定性的控制更为精准。此外,各个车轮的驱动力矩可独立调整,利于在汽车处于各种失稳状态下提供汽车的稳定性。
125.可以理解的是,第二运行参数为至少一个车轮的驱动力矩调整到驱动极限值时汽车的运行参数。
126.需要说明的是,根据第一补偿横摆力矩,可以得到每个车轮对应的驱动应调整目标值,若驱动应调整目标值在对应的车轮的驱动极限值的范围内,则该车轮的驱动调整目标值为对应的驱动应调整目标值。若驱动应调整目标值在对应的车轮的驱动极限值的范围外,则该车轮的驱动调整目标值为对应的限值。
127.示例性的,在汽车转向且处于失稳状态时,可以增大与汽车的转向方向相同的一侧的车轮的驱动力矩,与汽车的转向方向相反的一侧的车轮的驱动力矩可以不变或者减小。示例性的,在汽车向左转向时,可以增大汽车左轮的驱动力矩,汽车右轮的驱动力矩可不变或者减小。
128.示例性的,在汽车转向且处于失稳状态时,可以将汽车各个车轮的驱动力矩均减小。
129.在一些可能的实施方式中,步骤s330具体包括:
130.s331:集成控制单元100获取每个车轮处的实际驱动力矩。
131.可以理解的是,实际驱动力矩可以通过设于车轮处的扭矩传感器630采集,并发送至集成控制单元100。
132.s332:集成控制单元100根据每个车轮的实际驱动力矩和驱动调整目标值控制车轮驱动机构200调整对每个车轮的驱动力矩。
133.这样,对驱动力矩的调整更加精准。
134.在一些可能的实施方式中,s400具体包括:
135.s410:集成控制单元100根据第二运行参数得到第二补偿横摆力矩。
136.s420:集成控制单元100根据第二补偿横摆力矩,得到每个车轮对应的制动调整目标值。
137.这样,可根据将驱动力矩调整到驱动极限值后汽车的运行参数,分配各个车轮对应的制动调整目标值,以使车轮制动机构300按照对应的制动调整目标值对各个车轮的制动力矩进行调整,对于汽车稳定性的控制更为精准。
138.需要说明的是,根据第二补偿横摆力矩,可以得到每个车轮对应的制动应调整目标值,若制动应调整目标值在对应的车轮的制动极限值的范围内,则该车轮的制动调整目标值为对应的制动应调整目标值。若制动应调整目标值在对应的车轮的制动极限值的范围外,则该车轮的制动调整目标值为对应的制动极限值。
139.示例性的,在汽车转向且处于失稳状态时,可以增大与汽车的转向方向相反的一侧的车轮的制动力矩,与汽车的转向方向相同的一侧的车轮的制动力矩可以不变或者减小。示例性的,在汽车向左转向时,可以增大汽车右轮的制动力矩,汽车左轮的制动力矩可不变或者减小。
140.示例性的,在汽车转向且处于失稳状态时,可以将汽车各个车轮的制动力矩均增大。
141.s430:集成控制单元100根据每个车轮对应的制动调整目标值,得到每个车轮处所需的路面附着力。
142.s440:集成控制单元100根据每个车轮处所需的路面附着力,得到主动悬架400的每个减振机构410对应的阻尼调整目标值。
143.这样,可根据各个车轮制动所需的路面附着力分配各个减振机构410对应的阻尼调整目标值,以使主动悬架400按照对应的阻尼调整目标值对各个减振机构410的阻尼进行调整,对于汽车稳定性的控制更为精准。
144.需要说明的是,根据每个车轮处所需的路面附着力,可以得到主动悬架400的每个减振机构410对应的阻尼应调整目标值,若阻尼应调整目标值在对应的减振机构410的是阻尼极限值的范围内,则该减振机构410的阻尼调整目标值为对应的阻尼应调整目标值。若阻尼应调整目标值在对应的减振机构410的阻尼极限值的范围外,则该减振机构410的阻尼调整目标值为对应的阻尼极限值。
145.可以理解的是,在汽车转向时且处于失稳状态时,可以增大与汽车的转向方向相反的一侧的减振机构410的阻尼,与汽车的转向方向相同的一侧的减振机构410的阻尼可以不变、增大或者减小。示例性的,汽车在向左转向时,可增大位于汽车的右部的减振机构410的阻尼,位于汽车的左部的减振机构410的阻尼可以不变、增大或者减小。
146.s450:集成控制单元100根据每个车轮的制动调整目标值控制车轮制动机构300调整每个车轮的制动力矩、以及根据每个减振机构410的阻尼调整目标值控制主动悬架400调整每个减振机构410的阻尼,直到汽车转换为非失稳状态、或者至少一个车轮的制动力矩调整到制动极限值、或者至少一个减振机构410的阻尼调整到阻尼极限值。
147.这样,各个车轮的制动力矩和减振机构410的阻尼可独立调整,利于在汽车处于各
种失稳状态下提供汽车的稳定性。
148.可以理解的是,第三运行参数为至少一个车轮的制动力矩调整到制动极限值、或者至少一个减振机构410的阻尼调整到阻尼极限值时汽车的运行参数。
149.图5为本技术实施例提供的一种汽车转向稳定性控制装置的示意图。
150.如图5所示,并参看图1-图4,另一方面,本技术实施例提供的汽车转向稳定性控制装置,用于包括集成控制单元100的汽车,该装置包括:
151.获取模块810,用于使集成控制单元100获取汽车的运行参数。
152.判定模块820,用于使集成控制单元100根据运行参数判定汽车是否处于失稳状态。
153.第一控制模块830,用于当汽车处于失稳状态时,使集成控制单元100根据第一运行参数控制车轮驱动机构200调整驱动力矩,直到汽车转换为非失稳状态、或者驱动力矩调整到驱动极限值,其中,第一运行参数为汽车由非失稳状态转换为失稳状态时的运行参数。
154.第二控制模块840,用于在驱动力矩调整到驱动极限值,且汽车仍处于失稳状态时,使集成控制单元100根据第二运行参数控制车轮制动机构300调整制动力矩以及控制主动悬架400调整主动悬架400的阻尼,直到汽车转换为非失稳状态、或者制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架400的阻尼调整到阻尼极限值,其中,第二运行参数为驱动力矩调整到驱动极限值时汽车的运行参数。
155.第三控制模块850,用于在制动力矩调整到制动极限值、或者主动悬架400的阻尼调整到阻尼极限值,汽车仍处于失稳状态,使集成控制单元100根据第三运行参数控制转向机构500调整车轮转向角度,以使汽车转换为非失稳状态,其中,第三运行参数为制动力矩调整到制动极限值时、或者主动悬架400的阻尼调整到阻尼极限值时汽车的运行参数。
156.在一些可能的实施方式中,判定模块包括:
157.处理子模块,用于使集成控制单元100根据运行参数,得到当前运行参数下的实际质心侧偏角、实际横摆角速度、期望质心侧偏角和期望横摆角速度。
158.判定子模块,用于在当前运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值大于第一预设值,且当前运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值大于第二预设值时,使集成控制单元100判定汽车当前处于失稳状态,且用于在当前运行参数下的实际质心侧偏角和期望质心侧偏角之间的差值小于或者等于第一预设值,和/或,当前运行参数下的实际横摆角速度和期望横摆角速度之间的差值小于或者等于第二预设值时,使集成控制单元100判定汽车当前处于非失稳状态。
159.在一些可能的实施方式中,运行参数包括实际横摆角速度、方向盘转角、车速和侧向加速度。
160.在一些可能的实施方式中,第一控制模块包括:
161.第一处理子模块,用于使集成控制单元100根据第一运行参数得到第一补偿横摆力矩。
162.第二处理子模块,用于使集成控制单元100根据第一补偿横摆力矩,得到每个车轮对应的驱动调整目标值。
163.第一控制子模块,用于使集成控制单元100根据每个车轮的驱动调整目标值控制车轮驱动机构200调整每个车轮的驱动力矩,直到汽车转换为非失稳状态、或者至少一个车
轮的驱动力矩调整到驱动极限值。
164.在一些可能的实施方式中,第一控制子模块包括:
165.第一获取单元,用于使集成控制单元100获取每个车轮处的实际驱动力矩。
166.第一控制单元,用于使集成控制单元100根据每个车轮的实际驱动力矩和驱动调整目标值控制车轮驱动机构200调整对每个车轮的驱动力矩
167.在一些可能的实施方式中,第二控制模块包括:
168.第三处理子模块,用于使集成控制单元100根据第二运行参数得到第二补偿横摆力矩。
169.第四处理子模块,用于使集成控制单元100根据第二补偿横摆力矩,得到每个车轮对应的制动调整目标值。
170.第五处理子模块,用于使集成控制单元100根据每个车轮处所需的路面附着力,得到主动悬架400的每个减振机构410对应的阻尼调整目标值。
171.第二控制子模块,用于使集成控制单元100根据每个车轮的制动调整目标值控制车轮制动机构300调整每个车轮的制动力矩、以及根据每个减振机构410的阻尼调整目标值控制主动悬架400调整每个减振机构410的阻尼,直到汽车转换为非失稳状态、或者至少一个车轮的制动力矩调整到制动极限值、或者至少一个减振机构410的阻尼调整到阻尼极限值。
172.需要说明的是,本技术实施例提出的汽车转向稳定性控制装置可以执行上述任一实施方式中的汽车转向稳定性控制方法,具体实现方式和技术效果类似,在此不再赘述。
173.可以理解的是,应理解以上装置的各个模块、子模块和单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分,实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上,也可以物理上分开。且这些模块、子模块和单元可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现;也可以全部以硬件的形式实现;还可以部分模块、子模块或者单元通过处理元件调用软件的形式实现,部分模块、子模块或者单元通过硬件的形式实现。例如,获取模块可以为单独设立的处理元件,也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现,此外,也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中,由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上获取模块的功能。其它模块、子模块和单元的实现与之类似。此外这些模块、子模块和单元全部或部分可以集成在一起,也可以独立实现。这里的处理元件可以是一种集成电路,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤或以上各个模块、子模块和单元可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
174.图6为本技术实施例提供的一种电子设备的示意图。
175.如图6所示,再一方面,本技术实施例提供的电子设备,该设备包括集成控制单元100以及存储器700,集成控制单元100与存储器700通信连接。
176.存储器700存储有计算机指令,集成控制单元100用于执行计算机指令,以实现上述任一实施方式中的汽车转向稳定性控制方法。
177.可以理解的是,存储器700既可以是独立的,也可以跟集成控制单元100集成在一起。
178.当存储器700是独立于集成控制单元100外的器件时,该电子设备还可以包括总线,集成控制单元100和存储器700可以通过总线通信连接。总线可以是工业标准体系结构
(industry standard architecture,简称为isa)总线、外部设备互连(peripheralcomponent,pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standardarchitecture,eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
179.存储器700跟集成控制单元100集成在一块芯片上时,存储器700和集成控制单元100可以通过内部接口通信连接。
180.集成控制单元100和存储器700上还可以设置通信接口,通信接口用于与其他设备通信连接。通信接口可以包括用于进行数据传输的通信接口以及用于进行人机交互的显示界面或者操作界面等。
181.集成控制单元100可以包括处理器,处理器可以是一个中央处理器(central processing unit,cpu),或者是特定集成电路(application specific integrated circuit,asic),或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。集成控制单元100可以包括的一个或多个处理器,可以是同一类型的处理器,如一个或多个中央处理器;也可以是不同类型的处理器,如一个或多个中央处理器以及一个或多个特定集成电路。
182.存储器700可能包含高速ram存储器,也可能还包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器。
183.又一方面,本技术实施例提供的汽车,该汽车包括车轮驱动机构200、车轮制动机构300、主动悬架400以及上述任一实施方式中的电子设备。
184.车轮驱动机构200、车轮制动机构300和主动悬架400均与电子设备的集成控制单元100通信连接。
185.本技术实施例提供的计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,实现上述任一实施方式中的汽车转向稳定性控制方法。
186.可以理解的是,该计算机可读存储介质可以包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random accessmemory,ram)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
187.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围。
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