运动控制的虚拟验证和校验模型结构制造技术

该技术采用用于被配置为以自主驾驶模式操作的车辆中的运动控制的模型结构。该模型结构具有包括车辆动力学系统模块、柱动力学模块、齿条动力学模块和致动控制模块的部件。虚拟验证和校验模型可基于模型结构的部件来配置。根据基于车辆类型、乘员负载信息、重心或按照冷标称设定点的轮胎压力中的至少一个的操作要求的集合来执行配置。可以执行虚拟验证和校验模型，使得模型结构部件的电动助力转向(EPS)模块被配置用于软件在环模型、功能性EPS辅助、角度控制中的至少一个，或者被配置为模拟EPS控制器。拟EPS控制器。拟EPS控制器。

【技术实现步骤摘要】
运动控制的虚拟验证和校验模型结构


[0001]本公开涉及运动控制的虚拟验证和校验模型结构。

技术介绍

[0002]自主车辆，诸如不要求人类驾驶员的车辆，可以用于帮助将乘客或货物从一个位置运输到另一位置。这样的车辆可以以完全自主模式或人可以提供一些驾驶输入的部分自主模式操作。电动助力转向(EPS)可以促进完全或部分自主驾驶。然而，确保EPS子系统符合预定的指标，并按照自主车辆的意图操作，可能要求严格的认证过程。

技术实现思路

[0003]该技术涉及用于能够以自主驾驶模式操作的车辆的EPS子系统的模型结构。该模型结构提供了多自由度车辆动力学模型。当评估EPS子系统作为硬件在环(HIL)测试或软件在环(SIL)集成的一部分时，该模型用于虚拟校验方法。根据一个方面，模型结构包含控制和动力学行为特性。EPS评估可包括改变这样的特性，以查看EPS子系统的反应。该方法可以包括蒙特卡罗虚拟校验方法。
[0004]根据本技术的一个方面，提供了一种包括存储器和一个或多个处理器的系统。存储器存储计算机可执行部件(component)，以实现用于车辆中的运动控制的模型结构，该车辆被配置为以自主驾驶模式操作。一个或多个处理器可操作地耦合到存储器。一个或多个处理器被配置为执行虚拟验证和校验(validation and verification)模型中的部件。部件包括:车辆动力学系统模块，其包含关于车辆平面动力学和车辆的齿条反作用力的信息；电动助力转向(EPS)模块；与车辆的转向柱相关联的柱动力学模块；齿条动力学模块；和致动控制模块。虚拟验证和校验模型最初是根据基于车辆类型、乘员负载信息、重心或按照冷标称设定点的轮胎压力中的至少一个的操作要求的集合而配置的。
[0005]在一个示例中，所述虚拟验证和校验模型还包括从由以下组成的组中选择的特定操纵定义的集合：正弦转向、斜坡转向、步进转向、停车尝试(effort)、静态转向运动学属性的集合、悬架惯性识别和悬架顶升效应(jacking effect)。
[0006]在另一个示例中，车辆动力学系统模块包括车辆系统的数据，其中车辆系统具有底盘/动力学方程的集合。车辆动力学系统模块还可以包括运动学和柔度信息，其中运动学和柔度信息被用于估计车辆的每个车轮的最终负重轮(road wheel)角度。车辆动力学系统模块还可以包括车轴模型，其中该车轴模型根据车辆状态和围绕z轴的车轮回正力矩(aligning moment)来估计齿条反作用力。车辆动力学系统模块还可以包括车身车辆移动，其中车身车辆移动将车辆状态转换为全局坐标。车轴模型可以用于通过计算前轮胎总回正扭矩、后轮胎总回正扭矩和顶升扭矩来计算围绕z轴的车轮回正力矩。车轴模型还可以用于基于前轮胎总回正扭矩乘以转向臂长度来计算齿条反作用力。车轴模型可以被运动学和柔度模块用来计算一个或多个轮胎角度。这里，车辆系统模块可以使用所述一个或多个轮胎角度来根据mu缩放比例(scaling)和滑移信息确定车辆状态信息。车辆状态信息可以包括
车身
‑
底盘平移、角位置或加速度中的至少一个。并且车辆状态信息可以用于反馈回路以修改车轴模型。
[0007]在另一个示例中，EPS模块被配置用于软件在环模型、功能性EPS辅助或角度控制中的至少一个。可替代或附加地，EPS模块被配置为模拟EPS控制器，该EPS控制器包含扭矩控制器、驾驶员超控(override)逻辑、扭力杆传动信息或可变转向比中的至少一个。所述柱动力学模块可以与转向参数的集合相关联，该转向参数包括以下中的一个或多个:转向齿条质量和摩擦参数、转向柱的机械属性、扭力杆参数或用于小齿轮和马达传动的EPS传动比。所述齿条动力学模块可以采用一个或多个参数和函数来模拟齿条终点挡板(endstop)或者混合模拟的齿条位置/速率信息和载入日志的齿条位置/速率信息。并且致动控制模块可以用于模拟以控制车轮纵向滑移。
[0008]在另一个示例中，该系统还包括实验控制模块。所述实验控制模块可以被配置为以一个或多个驾驶模式实现模拟的集合，该一个或多个驾驶模式包括手动模式、具有驾驶员接管的部分自主配置或没有驾驶员接管的完全自主配置。可替代地或附加地，该系统还可以包括被配置为收集基于EPS的信号的EPS日志块。
[0009]根据本技术的另一个方面，提供了一种计算机实现的方法。该方法包括：存储计算机可执行部件以实现用于车辆中的运动控制的模型结构，该车辆被配置为以自主驾驶模式操作。计算机可执行部件包括:车辆动力学系统模块，其包含关于车辆平面动力学和车辆的齿条反作用力的信息；电动助力转向(EPS)模块；与车辆的转向柱相关联的柱动力学模块；齿条动力学模块；和致动控制模块。该方法还包括由一个或多个处理器基于计算机可执行部件来配置虚拟验证和校验模型。所述配置是根据基于车辆类型、乘员负载信息、重心或按照冷标称设定点的轮胎压力中的至少一个的操作要求的集合执行的。并且该方法还包括由一个或多个处理器执行虚拟验证和校验模型。这里，EPS模块被配置用于软件在环模型、功能性EPS辅助、角度控制中的至少一个，或者被配置为模拟包含扭矩控制器、驾驶员超控逻辑、扭力杆传动信息或可变转向比中的至少一个的EPS控制器。
附图说明
[0010]图1A至图1B示出了被配置用于本技术的各方面的示例乘用车辆。
[0011]图2示出了与本技术的各方面相关联的示例电动助力转向子系统。
[0012]图3是根据本技术的各方面的示例性乘用车辆的系统的框图。
[0013]图4A至图4B示出了根据本技术的各方面的模型结构的自由度。
[0014]图5A至图5B示出了根据本技术的各方面的轮胎相关信息。
[0015]图6示出了根据本技术的各方面的车身(vehicle body)图。
[0016]图7示出了根据本技术的各方面的负载转移图。
[0017]图8示出了根据本技术的各方面的示例模型结构。
[0018]图9示出了根据本技术的各方面的框图。
[0019]图10示出了根据本技术的各方面的平面动力学模块的流程图。
[0020]图11A至图11E示出了根据本技术的各方面的验证示例。
[0021]图12A至图12E示出了根据本技术的各方面的附加验证示例。
[0022]图13A至图13E示出了根据本技术的各方面的停车相关的验证示例。
[0023]图14A至图14E示出了根据本技术的各方面的低速滚动相关的验证示例。
[0024]图15A至图15B示出了根据本技术的各方面的示例系统。
[0025]图16示出了根据本技术的各方面的示例方法。
具体实施方式
[0026]评估车辆的新部件可能具有挑战性，特别是当车辆被配置为在没有或最少人类驾驶员输入的自主驾驶模式下操作时。某些部件，诸如EPS子系统，可能具有非常特定的要求。评估EPS子系统的一种方法是经由虚拟验证和校验方法。在这里，虚拟测试可能涉及软件在环(SIL)和硬件在环(HIL)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，包括:存储器，其存储计算机可执行部件以实现用于车辆中的运动控制的模型结构，所述车辆被配置为以自主驾驶模式操作；以及一个或多个处理器，可操作地耦合到存储器，所述一个或多个处理器被配置为执行虚拟验证和校验模型中的部件，其中，所述部件包括:车辆动力学系统模块，包含关于车辆平面动力学和车辆的齿条反作用力的信息；电动助力转向(EPS)模块；与车辆的转向柱相关联的柱动力学模块；齿条动力学模块；和致动控制模块；其中，所述虚拟验证和校验模型最初是根据基于车辆类型、乘员负载信息、重心或按照冷标称设定点的轮胎压力中的至少一个的操作要求的集合而配置的。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述虚拟验证和校验模型还包括特定的操纵定义的集合，所述特定的操纵定义从由以下组成的组中选择：正弦转向、斜坡转向、步进转向、停车尝试、静态转向运动学属性的集合、悬架惯性识别和悬架顶升效应。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述车辆动力学系统模块包括车辆系统的数据，其中，所述车辆系统具有底盘/动力学方程的集合。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述车辆动力学系统模块还包括运动学和柔度信息，其中，所述运动学和柔度信息用于估计车辆的每个车轮的最终负重轮角度。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述车辆动力学系统模块还包括车轴模型，其中，所述车轴模型根据车辆状态和围绕z轴的车轮回正力矩来估计齿条反作用力。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述车辆动力学系统模块还包括车身车辆移动，其中，所述车身车辆移动将车辆状态转换为全局坐标。7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述车轴模型用于通过计算前轮胎总回正扭矩、后轮胎总回正扭矩和顶升扭矩来计算围绕z轴的车轮回正力矩。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述车轴模型还用于基于前轮胎总回正扭矩乘以转向臂长度来计算齿条反作用力。9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述车轴模型被运动学和柔度模块用于计算一个或多个轮胎角度。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述一个或多个轮胎角度被车辆系统模块用于根据mu缩放比例和滑移信息确定车辆状态信息。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述车辆状态信息包括车身
‑
底盘平移、角位置或加速度中的至少一个。...

【专利技术属性】
技术研发人员：D卡特邹拉基斯，J扎耶德尔，
申请(专利权)人：伟摩有限责任公司，
类型：发明
国别省市：