与电动助力转向控制器和后转向一体化的防碰撞控制制造技术

技术编号:13402809 阅读:75 留言:0更新日期:2016-07-24 21:19
本发明专利技术涉及与电动助力转向控制器和后转向一体化的防碰撞控制,具体是一种在运载工具中提供自动防碰撞的方法,所述运载工具带有前轮电动助力转向(EPS)系统和后轮主动后转向(ARS)系统,并且描述了自动防碰撞系统。所述方法包括生成包括控制变量的运载工具数学模型、设计转向控制目标作为确定控制变量的标准以及实施模型预测控制以便求解转向控制目标和确定控制变量。所述方法也包括向EPS系统和ARS系统提供控制变量以便分别控制与前轮关联的前致动器和与后轮关联的后致动器。

【技术实现步骤摘要】
与电动助力转向控制器和后转向一体化的防碰撞控制
本专利技术涉及与电动助力转向控制器和后转向一体化的防碰撞控制。
技术介绍
运载工具系统正日益自主。运载工具指的是任何移动平台,例如汽车、建筑设备或机器人。例如,巡航控制系统为运载工具保持驾驶员选择的速度而不用驾驶员手动地应用节气门。自适应巡航控制系统使用来自雷达、摄像机或其它传感器的输入,以便不仅在可行时保持驾驶员选择的速度,而且基于较慢运动的前方运载工具而减慢运载工具。运载工具中的自动化泊车系统控制转向以便停泊运载工具而不用驾驶员干预。当驾驶员执行可能影响运载工具稳定性的剧烈转向改变时,运载工具稳定性系统进行干预。当前系统也包括防碰撞。引发防碰撞的物体探测可以利用短程雷达或长程雷达(或两者)、带有图象处理的摄像机、激光或光探测和测距(激光雷达)、超声波或其它已知的技术来完成。大体上,可以使用传感器融合(来自多个传感器的输出的信号处理)来判定目标(障碍或威胁)是否是真实的,而不是依靠单一传感器。一旦经由一个或多个传感器探测到物体,就可以向驾驶员提供警报或可以行使控制,由此调整前轮转向扭矩或角度以便避免碰撞。
技术实现思路
根据实施例,一种在带有前轮电动助力转向(EPS)系统和后轮主动后转向(ARS)系统的运载工具中提供自动防碰撞的方法包括:利用处理器生成包括控制变量的运载工具数学模型;设计转向控制目标作为确定控制变量的标准;实施模型预测控制以便求解转向控制目标和确定控制变量;以及向EPS系统和ARS系统提供控制变量以便分别控制与前轮关联的前致动器和与后轮关联的后致动器。根据另一实施例,带有前轮电动助力转向(EPS)系统和主动后转向(ARS)系统的运载工具中的自动防碰撞系统包括:被设置为储存与前致动器和后致动器的类型相应的参数的存储装置;以及,处理器,所述处理器被设置为生成包括控制变量的运载工具数学模型、设计转向控制目标作为确定控制变量的标准、实施模型预测控制以便求解转向控制目标和确定控制变量、和向EPS系统和ARS系统提供控制变量以便分别控制与前轮关联的前致动器和与后轮关联的后致动器。处理器在储存在存储装置中的参数中选择符合运载工具的前致动器和后致动器的调整参数以便设计和求解转向控制目标。本申请还提供以下技术方案。方案1.一种在运载工具中提供自动防碰撞的方法,所述运载工具带有前轮电动助力转向(EPS)系统和后轮主动后转向(ARS)系统,所述方法包括:利用处理器生成包括控制变量的运载工具数学模型;设计转向控制目标作为确定所述控制变量的标准;实施模型预测控制以便求解所述转向控制目标和确定所述控制变量;以及向所述EPS系统和所述ARS系统提供所述控制变量以便分别控制与前轮关联的前致动器和与后轮关联的后致动器。方案2.根据方案1所述的方法,其中生成所述运载工具数学模型包括生成四维模型,并且提供所述控制变量包括向所述EPS系统提供前轮角叠加和向所述ARS系统提供后轮角叠加。方案3.根据方案1所述的方法,其中生成所述运载工具数学模型包括生成六维模型,并且提供所述控制变量包括向所述EPS系统提供扭矩叠加命令。方案4.根据方案3所述的方法,其中生成所述运载工具数学模型包括生成用于所述六维模型中的四个维度的与后转向联接的单航迹自行车模型,以及用于所述六维模型中的两个维度的单自由度转向柱模型。方案5.根据方案1所述的方法,其中设计所述转向控制目标包括确定前轮控制和后轮控制之间的相对权重。方案6.根据方案1所述的方法,其中实施所述模型预测控制包括求解所述转向控制目标以便确定使包括调整参数的成本函数最小化的控制变量。方案7.根据方案6所述的方法,还包括基于所述前致动器和所述后致动器的类型选择所述调整参数。方案8.一种运载工具中的自动防碰撞系统,所述运载工具带有前轮电动助力转向(EPS)系统和主动后转向(ARS)系统,所述系统包括:存储装置,所述存储装置被设置为储存与前致动器和后致动器的类型对应的参数;和处理器,所述处理器被设置为生成包括控制变量的运载工具数学模型、设计转向控制目标作为确定所述控制变量的标准、实施模型预测控制以便求解所述转向控制目标和确定所述控制变量、以及向所述EPS系统和所述ARS系统提供所述控制变量以便分别控制与前轮关联的前致动器和与后轮关联的后致动器,其中所述处理器在所述存储装置中储存的参数中选择符合所述运载工具的所述前致动器和所述后致动器的调整参数以便设计和求解所述转向控制目标。方案9.根据方案8所述的系统,其中所述处理器将所述运载工具数学模型生成为四维模型,并且所述处理器向所述EPS系统提供与前轮角叠加关联的控制变量和向所述ARS系统提供与后轮角叠加关联的控制变量。方案10.根据方案8所述的系统,其中所述处理器将所述运载工具数学模型生成为六维模型,并且所述处理器向所述EPS系统提供与扭矩叠加关联的控制变量。方案11.根据方案10所述的系统,其中所述处理器生成用于所述六维模型的四个维度的与后转向联接的单航迹自行车模型,和用于所述六维模型的两个维度的单自由度转向柱模型。方案12.根据方案8所述的系统,其中所述处理器设计和求解所述转向控制目标以便在所述控制变量中确定前轮控制和后轮控制之间的相对权重。方案13.根据方案8所述的系统,其中所述处理器求解所述转向控制目标以便确定使包括所述调整参数的成本函数最小化的控制变量。方案14.根据方案8所述的系统,其中所述运载工具是汽车。方案15.根据方案8所述的系统,其中所述运载工具是机器人。方案16.根据方案8所述的系统,其中所述运载工具是建筑运载工具。当结合附图时,从下文本专利技术的详细描述将显而易见到本专利技术的上述特征和优点以及其它特征和优点。附图说明其它特征、优点和细节仅以示例的方式出现在下文实施例的详细描述中,详细描述参考附图,在附图中:图1是根据本专利技术的实施例执行防碰撞的方法的过程流程图;图2示出了根据本专利技术的实施例的示例性防碰撞方案;图3示出了根据本专利技术的实施例采用的单航迹线性自行车模型;以及图4示出了根据本专利技术的实施例用于限定单DOF转向柱模型的参数的运载工具转向柱。具体实施方式下文的描述在本质上是仅示例性的,并且不意图限制本公开、其应用或使用。应当理解的是,贯穿附图,相应的附图标记标注同样的或相应的部分或特征。如上文所述,运载工具自动化系统越来越多地可获得,并且它们的功能越来越复杂。虽然汽车系统在本文中为解释的目的而讨论,但是运载工具不意图局限于汽车,而是指任何移动平台,例如建筑设备或机器人。当前的汽车防碰撞系统通过提供碰撞前准备、警报并且如果需要,提供自动地或经由驾驶员的增强的动作制动或转向来提供驾驶员辅助以便避免或减轻碰撞的严重性。当前,自动转向仅控制前轮的扭矩和角度。利用这种方法,例如当运载工具(例如汽车)的驾驶员执行二次操纵(可能处于高速并且可能用于尝试修正初次过度转向操纵)时,当前的防碰撞系统可能向系统贡献过多扭矩。动作的这种结合可以导致扭矩积聚过快和驾驶员感受到干预系统。本文描述的系统和方法的实施例涉及一种防碰撞系统,其包括前轮转向控制和后轮转向控制的结合,该结合辅助防碰撞而不使驾驶员感受到系统的作用。特别地,前轮的扭矩控制和角度控制以加权方式与后轮的角度控制结合,如下文详细描述的。(仅)涉及前本文档来自技高网...
与电动助力转向控制器和后转向一体化的防碰撞控制

【技术保护点】
一种在运载工具中提供自动防碰撞的方法,所述运载工具带有前轮电动助力转向(EPS)系统和后轮主动后转向(ARS)系统,所述方法包括:利用处理器生成包括控制变量的运载工具数学模型;设计转向控制目标作为确定所述控制变量的标准;实施模型预测控制以便求解所述转向控制目标和确定所述控制变量;以及向所述EPS系统和所述ARS系统提供所述控制变量以便分别控制与前轮关联的前致动器和与后轮关联的后致动器。

【技术特征摘要】
2015.01.08 US 14/5924321.一种在运载工具中提供自动防碰撞的方法,所述运载工具带有前轮电动助力转向(EPS)系统和后轮主动后转向(ARS)系统,所述方法包括:利用处理器生成包括控制变量的运载工具数学模型;设计转向控制目标作为确定所述控制变量的标准;实施模型预测控制以便求解所述转向控制目标和确定所述控制变量;以及向所述前轮电动助力转向(EPS)系统和所述后轮主动后转向(ARS)系统提供所述控制变量以便分别控制与前轮关联的前致动器和与后轮关联的后致动器;其中生成所述运载工具数学模型包括生成六维模型,以及用于所述六维模型中的四个维度的与后转向联接的单航迹自行车模型,和用于所述六维模型中的两个维度的单自由度转向柱模型。2.根据权利要求1所述的方法,其中提供所述控制变量包括向所述前轮电动助力转向(EPS)系统提供扭矩叠加命令。3.根据权利要求1所述的方法,其中设计所述转向控制目标包括确定前轮控制和后轮控制之间的相对权重。4.根据权利要求1所述的方法,其中实施所述模型预测控制包括求解所述转向控制目标以便确定使包括调整参数的成本函数最小化的控制变量。5.根据权利要求4所述的方法,还包括基于所述前致动器和所述后致动器的类型选择所述调整参数。6.一种运载工具中的自动防碰撞系统,所述运载工具带有前轮电动助力转向(EPS)系统和后轮主动后转向(ARS)系统,所述自动防碰撞系统包括:存储装置,所述存...

【专利技术属性】
技术研发人员:NK莫什楚克SK陈CT扎戈斯基
申请(专利权)人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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