用于车辆中的路径跟踪的控制分配系统技术方案

一种用于车辆的控制分配系统，包括电动助力转向(EPS)系统、用于控制车辆的多个车轮的一个或多个冗余驱动系统、以及与EPS系统和一个或多个冗余驱动系统进行电子通信的一个或多个控制器。一个或多个控制器执行指令以基于多个本地路径规划参考，确定跟踪误差和车辆动力学状态，并接收指示EPS系统不工作的故障信号。响应于接收故障信号，一个或多个控制器实时确定多个校正约束。一个或多个控制器解决控制分配系统的每个采样间隔的实时约束优化问题，从而基于多个校正约束和跟踪误差，确定多个控制动作。个控制动作。个控制动作。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆中的路径跟踪的控制分配系统


[0001]本公开涉及一种用于在电动助力转向(electric power steering，EPS)不工作时沿规划的行驶路径引导车辆的控制分配系统。更具体地，所公开的控制分配系统在所述EPS系统不工作时利用现有驱动器沿着规划的行驶路径实时引导所述车辆。

技术介绍

[0002]路上的半自动和自动车辆越来越普遍。自动驾驶车辆执行确定车辆可能跟随的规划行驶路径的各种路径规划算法。此外，自动驾驶车辆还包括电动助力转向(EPS)系统，该系统包括由软件驱动的转向模块来驱动的电动机，以及用于测量驾驶员输入的扭矩传感器。
[0003]有时，EPS系统的电动机可能由于过热或水、污垢或其他污染物的渗入而停止工作，并且可能无法正常运行。在某些情况下，由于作为转向模块一部分的电子板或电路出现问题，转向模块可能不再运行。此外，扭矩传感器(尤其是接触式扭矩传感器)在某些情况下也可能不工作。此外，有时EPS系统可能会表现出性能下降，并且可能无法传递被请求的命令。在EPS不再工作的情况下，即使驾驶员试图手动控制车辆，也很难控制车辆按照规划路径行驶。
[0004]因此，虽然当前系统实现了其预期目的，但是本领域仍需要一种改进的系统，其可以在EPS系统不工作的情况下解决路径跟踪间隙的问题。

技术实现思路

[0005]根据几个方面，公开了一种用于包括电动助力转向(EPS)系统的车辆的控制分配系统，包括用于控制车辆的多个车轮的一个或多个冗余驱动系统以及与EPS系统和一个或多个冗余驱动系统进行电子通信的一个或多个控制器。一个或多个控制器执行指令，以基于多个本地路径规划参考确定跟踪误差和车辆动力学状态。一个或多个控制器执行指令，以接收指示EPS系统不工作的故障信号。响应于接收故障信号，一个或多个控制器执行指令，以实时确定用于控制EPS系统和一个或多个冗余驱动系统的多个校正约束。一个或多个控制器执行指令，以解决控制分配系统的每个采样间隔的实时约束优化问题，从而基于多个校正约束和跟踪误差确定多个控制动作。一个或多个控制器执行指令，以将多个控制动作分发给一个或多个冗余驱动系统。
[0006]在一个方面中，控制器执行指令，以基于跟踪误差、车辆动力学状态和轮胎侧向力确定状态空间公式，其中，状态空间公式包括高级控制变量和驱动器布尔矩阵。
[0007]在另一方面中，所述驱动器布尔矩阵指示在车辆中可用于在EPS系统不工作时引导车辆的一个或多个冗余驱动系统。
[0008]在又一方面中，多个校正约束是基于高级控制变量确定的。
[0009]在一个方面中，故障信号包括表示导致EPS系统不工作的状况的故障代码。
[0010]在另一方面中，故障信号包括以下中的一个或多个：EPS故障标志、EPS故障模式消
息、故障转向角消息和EPS操作边界消息。
[0011]在一个方面中，多个校正约束包括校正等式约束和校正边界约束。
[0012]在另一方面中，用于控制车辆的多个车轮的一个或多个冗余驱动系统包括以下中的至少一个：主动后轮转向(active rear steering，ARS)系统、转矩矢量(torque vectoring，TV)和差动制动(differential braking，DB)组合系统，或ARS系统和TV和DB组合系统。
[0013]在又一方面中，跟踪误差包括侧向距离误差和航向定向误差，并且车辆动力学状态包括车辆侧向速度和偏航速率。
[0014]在一个方面中，多个控制动作包括前轮转角、后轮转角和车辆重心处的外部偏航力矩。
[0015]在另一方面中，当EPS系统不工作时，多个控制动作指示一个或多个冗余驱动系统沿着规划的行驶路径引导车辆。
[0016]在一个方面中，公开了一种确定控制动作的方法，以便通过控制分配系统沿着规划的行驶路径引导车辆。该方法包括由车辆的多个控制器之一基于多个本地路径规划参考，确定跟踪误差和车辆动力学状态。该方法还包括由一个或多个控制器接收指示EPS系统不工作的故障信号。响应于接收故障信号，该方法包括实时确定用于控制EPS系统和一个或多个冗余驱动系统的多个校正约束。该方法还包括解决控制分配系统的每个采样间隔的实时约束优化问题，从而基于多个校正约束和跟踪误差确定多个控制动作。最后，该方法包括将控制动作分发给用于控制车辆的多个车轮的一个或多个冗余驱动系统。
[0017]在一个方面中，该方法还包括基于跟踪误差、车辆动力学状态和轮胎侧向力近似确定状态空间公式，其中状态空间公式包括高级控制变量和驱动器布尔矩阵。
[0018]在另一方面中，所述驱动器布尔矩阵指示车辆中可用于在EPS系统不工作时引导车辆的一个或多个冗余驱动系统。
[0019]在一个方面中，公开了一种用于包括EPS系统的车辆的控制分配系统，包括用于控制车辆的多个车轮的一个或多个冗余驱动系统，其中一个或多个冗余驱动系统包括以下项中的至少一个：ARS系统、TV和DB组合系统、以及ARS系统和TV和DB组合系统。该系统还包括与EPS系统和一个或多个冗余驱动系统进行电子通信的一个或多个控制器。一个或多个控制器执行指令，以基于多个本地路径规划参考确定跟踪误差和车辆动力学状态。一个或多个控制器执行指令，以基于所述跟踪误差、车辆动力学状态和轮胎侧向力确定状态空间公式，其中，状态空间公式包括高级控制变量和驱动器布尔矩阵。一个或多个控制器执行指令，以接收指示EPS系统不工作的故障信号。响应于接收故障信号，一个或多个控制器实时确定用于控制EPS系统和一个或多个冗余驱动系统的多个校正约束。一个或多个控制器执行指令，以解决控制分配系统的每个采样间隔的实时约束优化问题，从而基于多个校正约束和跟踪误差确定多个控制动作。最后，一个或多个控制器执行指令，以将控制动作分发给一个或多个冗余驱动系统。
[0020]在一个方面中，驱动器布尔矩阵指示在车辆中可用于在EPS系统不工作时引导车辆的一个或多个冗余驱动系统。
[0021]在另一方面中，故障信号包括表示导致EPS系统不工作的状况的故障代码。
[0022]在又一方面中，故障信号包括以下的一个或多个：EPS故障标志、EPS故障模式、故
障转向角消息和EPS操作边界消息。
[0023]在一个方面中，多个校正约束包括校正等式约束和校正边界约束。
[0024]在另一方面中，多个控制动作包括前轮转角、后轮转角和车辆重心处的外部偏航力矩。
[0025]进一步的应用领域在本文提供的描述中变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0026]本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
[0027]图1是根据示例性实施例的包括所公开的控制分配系统的车辆的示意图，控制分配系统包括与电动助力转向(EPS)系统进行电子通信的一个或多个控制器、主动后轮转向(ARS)系统，以及转矩矢量(TV)和差动制动(DB)组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于包括电动助力转向EPS系统的车辆的控制分配系统，所述控制分配系统包括：一个或多个冗余驱动系统，用于控制所述车辆的多个车轮；以及一个或多个控制器，与所述EPS系统以及所述一个或多个冗余驱动系统进行电子通信，其中所述一个或多个控制器执行指令以：基于多个本地路径规划参考，确定跟踪误差和车辆动力学状态；接收指示所述EPS系统不工作的故障信号；响应于接收所述故障信号，实时确定用于控制所述EPS系统和所述一个或多个冗余驱动系统的多个校正约束；解决所述控制分配系统的每个采样间隔的实时约束优化问题，从而根据所述多个校正约束和所述跟踪误差，确定多个控制动作；以及将所述多个控制动作分发给所述一个或多个冗余驱动系统。2.根据权利要求1所述的控制分配系统，其中，所述控制器执行指令以：基于所述跟踪误差、所述车辆动力学状态和轮胎侧向力，确定状态空间公式，其中所述状态空间公式包括高级控制变量和驱动器布尔矩阵。3.根据权利要求2所述的控制分配系统，其中，所述驱动器布尔矩阵指示在所述车辆中可用于在所述EPS系统不工作时引导所述车辆的所述一个或多个冗...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉彪，N，
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：