基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法、系统、车辆及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法、系统、车辆及存储介质，包括：获取车辆状态通信信号、悬架高度传感信号和惯性测量单元信号；基于所获取的信号对系统状态进行诊断，确定系统运行状态，并根据系统诊断结果输出安全模式状态代码；基于所获取的信号对车辆状态进行计算，得到车辆状态估算结果；基于所获取的信号、车辆状态估算结果、安全模式状态代码确定各稳定杆操稳扭矩命令；基于所获取的信号、车辆状态估算结果确定各稳定杆舒适性修正系数；基于所获取的信号、车辆状态估算结果确定各稳定杆路面修正角、路面补偿命令；基于各信号计算各稳定杆扭矩命令。本发明专利技术能协调并提升车辆行驶时的操纵稳定性与舒适性。调并提升车辆行驶时的操纵稳定性与舒适性。调并提升车辆行驶时的操纵稳定性与舒适性。

【技术实现步骤摘要】
基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法、系统、车辆及存储介质


[0001]本专利技术车辆行驶性能控制
，具体涉及一种基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法、系统、车辆及存储介质。

技术介绍

[0002]随着车辆动力性的增强，其在行驶过程中的高速场景会逐渐增加，对车辆的高速操纵稳定性要求会更加强烈。另一方面，随着汽车的普及，用户对车辆操控品质以及乘坐舒适性的需求也会日益提升。目前车辆普遍采用的被动式稳定杆无法根据车辆运动状态、路面激励、驾驶员操纵意图等进行自适应性调节，难以同时满足以上要求。
[0003]主动稳定杆可以对车辆主动施加经过计算的抗侧倾扭矩，实现任意时刻对车辆侧倾运动的控制。根据不同场景的需求，可以实现对载荷、轮胎力、簧上质量运动等车辆响应的优化，增强车辆操纵稳定性，提升用户在操控性、舒适性方面的体验。
[0004]目前主动稳定杆现有相关技术主要针对舒适性或操控性等特定性能进行优化，或针对有限数量的驾驶员输入与路面状态工况组合制定应对控制策略，均不存在应用于主动稳定杆的连续复合控制方法的描述。例如在专利技术专利申请“一种基于主动稳定杆的车辆综合控制方法及系统”(申请号：202211141512.0)中，公开了一种主动稳定杆的车辆综合控制方法及系统，将驾驶员操作意图划分为稳态、入弯、出弯3种情况，并将路面不平度划分为平路、不平路，从而组合出直线平路、直线不平路、缓弯平路、缓弯不平路、出急弯平路、入急弯平路、出急弯不平路、入急弯不平路和稳态弯心等9种工况，根据工况给稳定性、舒适性、敏捷性或通过性的控制算法输出分配预设的固定权重，复合计算出主动稳定杆输出扭矩。然而，在车辆实际行驶过程中，转向与路面的组合情况是复杂且随机的。将真实场景划分为有限个数工况的方式可能存在工况辨识不符合驾驶员预期的风险。并且，采用预设固定权重进行复合的方式不可避免地会带来车体响应特性的突变。
[0005]因此，有必要开发一种基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法、系统、车辆及存储介质。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法、系统、车辆及存储介质，能协调并提升车辆行驶时的操纵稳定性与舒适性，并能在特定情况下使稳定杆表现出传统被动稳定杆的特性或者完全关闭稳定杆。
[0007]第一方面，本专利技术所述的一种基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法，包括以下步骤：
[0008]获取车辆状态通信信号、悬架高度传感信号和惯性测量单元信号；
[0009]基于所获取的信号对系统状态进行诊断，确定系统运行状态，并根据系统诊断结果输出安全模式状态代码；
[0010]基于所获取的信号对车辆状态进行计算，得到车辆状态估算结果；
[0011]基于所获取的信号、车辆状态估算结果、安全模式状态代码确定各稳定杆操稳扭矩命令；
[0012]基于所获取的信号、车辆状态估算结果确定各稳定杆舒适性修正系数；
[0013]基于所获取的信号、车辆状态估算结果确定各稳定杆路面修正角、路面补偿命令；
[0014]基于所获取的信号、车辆状态估算结果、安全模式状态代码、各稳定杆操稳扭矩命令、舒适性修正系数、路面修正角、路面补偿命令计算各稳定杆扭矩命令。
[0015]可选地，所述车辆状态估算结果包括整车稳定杆抗侧倾扭矩总和反馈估算值、前轴轮心侧倾角估算值、后轴轮心侧倾角估算值、整车抗侧倾扭矩反馈估算值、前稳定杆扭转角度估算值、后稳定杆扭转角度估算值、整车地面侧倾角估算值、前轴地面侧倾角估算值和后轴地面侧倾角估算值。
[0016]可选地，获取的信号包括车速信号、簧上质量侧向加速度信号、簧上质量垂向加速度信号、簧上质量侧倾角度信号、簧上质量侧倾角速度信号、簧上质量俯仰角速度信号、簧上质量横摆角速度信号、方向盘角度信号、方向盘角速度信号、各车轮处悬架行程信号、各轴处稳定杆输出扭矩反馈信号、各轴处稳定杆扭转角度反馈信号、车身稳定系统激活标志位信号和驾驶模式代码。
[0017]第二方面，本专利技术所述的一种基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，包括：
[0018]悬架高度传感器组，用于感知各车轮处的悬架高度状态；
[0019]主动稳定杆复合连续控制装置，其包括控制器，以及分别与控制器连接的惯性测量单元和整车通讯接口，其中，所述整车通讯接口用于获取车辆状态通信信号，所述控制器被配置为能执行如本专利技术所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法的步骤；
[0020]前稳定杆总成，其包括前稳定杆电机总成、前稳定杆执行控制器、前稳定杆左半杆和前稳定杆右半杆；所述前稳定杆执行控制器接收来自控制器的指令，经过运算后控制前稳定杆电机总成产生对应扭矩，并通过前稳定杆左半杆与前稳定杆右半杆将扭矩转换为压力传递至前轴左侧簧下质量与前轴右侧簧下质量；
[0021]以及后稳定杆总成，其包括后稳定杆电机总成、后稳定杆执行控制器、后稳定杆左半杆和后稳定杆右半杆，后稳定杆总成通过后稳定杆执行控制器接收来自控制器的指令，经过运算后控制后稳定杆电机总成产生对应扭矩，并通过后稳定杆左半杆与后稳定杆右半杆将扭矩转换为压力传递至后轴左侧簧下质量与后轴右侧簧下质量。
[0022]可选地，所述惯性测量单元用于测量每一时刻车辆的簧上质量侧向加速度测量信号、簧上质量垂向加速度测量信号、簧上质量横摆角速度测量信号、簧上质量俯仰角速度测量信号、簧上质量侧倾角速度测量信号、簧上质量侧倾角度测量信号，并传递至控制器。
[0023]可选地，所述整车通讯接口用于将车速、方向盘角度、方向盘角速度、驾驶模式代码、车身稳定控制激活标志位信号传递至控制器。
[0024]可选地，所述前稳定杆执行控制器还用于计算每一时刻前稳定杆电机总成实际对外输出的扭矩，并基于计算出的前稳定杆电机总成的实际对外输出的扭矩产生前稳定杆输出扭矩反馈信号并传递至控制器。
[0025]可选地，所述前稳定杆执行控制器还用于测量前稳定杆电机总成的转子相对于默认工作位置实际旋转的角度，并基于测量的角度产生前稳定杆扭转角度反馈信号并传递至控制器。
[0026]可选地，所述后稳定杆执行控制器还用于计算每一时刻后稳定杆电机总成实际对外输出的扭矩，并基于计算出的后稳定杆电机总成实际对外输出的扭矩产生后稳定杆输出扭矩反馈信号并传递至控制器。
[0027]可选地，所述后稳定杆执行控制器还用于测量后稳定杆电机总成的转子相对于默认工作位置实际旋转的角度，并基于测量的角度产生后稳定杆扭转角度反馈信号并传递至控制器。
[0028]可选地，所述控制器包括第一信号输入模块、诊断模块、行驶状态机、车辆状态计算模块、工作模式判断模块、稳定杆关闭模块、被动稳定杆模拟模块、性能控制模块和最终命令仲裁模块；其中，第一信号输入模块分别与诊断模块、行驶状态机、车辆状态计算模块连接，诊断模块和工作模式判断模块连接，行驶状态机分别与工作模式判断模块、性能控制模块连接，工作模式判断模块分别与稳定杆关闭模块、被动稳定杆模拟模块、性能控制模块和最终命令仲裁模块连接，性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取车辆状态通信信号、悬架高度传感信号和惯性测量单元信号；基于所获取的信号对系统状态进行诊断，确定系统运行状态，并根据系统诊断结果输出安全模式状态代码；基于所获取的信号对车辆状态进行计算，得到车辆状态估算结果；基于所获取的信号、车辆状态估算结果、安全模式状态代码确定各稳定杆操稳扭矩命令；基于所获取的信号、车辆状态估算结果确定各稳定杆舒适性修正系数；基于所获取的信号、车辆状态估算结果确定各稳定杆路面修正角、路面补偿命令；基于所获取的信号、车辆状态估算结果、安全模式状态代码、各稳定杆操稳扭矩命令、舒适性修正系数、路面修正角、路面补偿命令计算各稳定杆扭矩命令。2.根据权利要求1所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法，其特征在于：所述车辆状态估算结果包括整车稳定杆抗侧倾扭矩总和反馈估算值、前轴轮心侧倾角估算值、后轴轮心侧倾角估算值、整车抗侧倾扭矩反馈估算值、前稳定杆扭转角度估算值、后稳定杆扭转角度估算值、整车地面侧倾角估算值、前轴地面侧倾角估算值和后轴地面侧倾角估算值。3.根据权利要求1所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法，其特征在于：获取的信号包括车速信号、簧上质量侧向加速度信号、簧上质量垂向加速度信号、簧上质量侧倾角度信号、簧上质量侧倾角速度信号、簧上质量俯仰角速度信号、簧上质量横摆角速度信号、方向盘角度信号、方向盘角速度信号、各车轮处悬架行程信号、各轴处稳定杆输出扭矩反馈信号、各轴处稳定杆扭转角度反馈信号、车身稳定系统激活标志位信号和驾驶模式代码。4.一种基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，其特征在于，包括：悬架高度传感器组，用于感知各车轮处的悬架高度状态；主动稳定杆复合连续控制装置（70），其包括控制器（71），以及分别与控制器（71）连接的惯性测量单元（72）和整车通讯接口（73），其中，所述整车通讯接口（73）用于获取车辆状态通信信号，所述控制器（71）被配置为能执行如权利要求1至3任一所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制方法的步骤；前稳定杆总成（50），其包括前稳定杆电机总成（51）、前稳定杆执行控制器（52）、前稳定杆左半杆（53）和前稳定杆右半杆（54）；所述前稳定杆执行控制器（52）接收来自控制器（71）的指令，经过运算后控制前稳定杆电机总成（51）产生对应扭矩，并通过前稳定杆左半杆（53）与前稳定杆右半杆（54）将扭矩转换为压力传递至前轴左侧簧下质量（11）与前轴右侧簧下质量（21）；以及后稳定杆总成（60），其包括后稳定杆电机总成（61）、后稳定杆执行控制器（62）、后稳定杆左半杆（63）和后稳定杆右半杆（64），后稳定杆总成（60）通过后稳定杆执行控制器（62）接收来自控制器（71）的指令，经过运算后控制后稳定杆电机总成（61）产生对应扭矩，并通过后稳定杆左半杆（63）与后稳定杆右半杆（64）将扭矩转换为压力传递至后轴左侧簧下质量（31）与后轴右侧簧下质量（41）。5.根据权利要求4所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，其特征在于：所述惯性测量单元（72）用于测量每一时刻车辆的簧上质量侧向加速度测量信号、簧上质量垂向加速度测量信号、簧上质量横摆角速度测量信号、簧上质量俯仰角速度测量信号、簧上质量侧倾
角速度测量信号、簧上质量侧倾角度测量信号，并传递至控制器（71）。6.根据权利要求4所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，其特征在于：所述整车通讯接口（73）用于将车速、方向盘角度、方向盘角速度、驾驶模式代码、车身稳定控制激活标志位信号传递至控制器（71）。7.根据权利要求4所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，其特征在于：所述前稳定杆执行控制器（52）还用于计算每一时刻前稳定杆电机总成（51）实际对外输出的扭矩，并基于计算出的前稳定杆电机总成（51）的实际对外输出的扭矩产生前稳定杆输出扭矩反馈信号并传递至控制器（71）。8.根据权利要求4所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，其特征在于：所述前稳定杆执行控制器（52）还用于测量前稳定杆电机总成（51）的转子相对于默认工作位置实际旋转的角度，并基于测量的角度产生前稳定杆扭转角度反馈信号并传递至控制器（71）。9.根据权利要求4所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，其特征在于：所述后稳定杆执行控制器（62）还用于计算每一时刻后稳定杆电机总成（61）实际对外输出的扭矩，并基于计算出的后稳定杆电机总成（61）实际对外输出的扭矩产生后稳定杆输出扭矩反馈信号并传递至控制器（71）。10.根据权利要求4所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，其特征在于：所述后稳定杆执行控制器（62）还用于测量后稳定杆电机总成（61）的转子相对于默认工作位置实际旋转的角度，并基于测量的角度产生后稳定杆扭转角度信号并传递至控制器（71）。11.根据权利要求4所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，其特征在于：所述控制器（71）包括第一信号输入模块（M1）、诊断模块（M2）、行驶状态机（M3）、车辆状态计算模块（M4）、工作模式判断模块（M5）、稳定杆关闭模块（M6）、被动稳定杆模拟模块（M7）、性能控制模块（M8）和最终命令仲裁模块（M9）；其中，第一信号输入模块（M1）分别与诊断模块（M2）、行驶状态机（M3）、车辆状态计算模块（M4）连接，诊断模块（M2）和工作模式判断模块（M5）连接，行驶状态机（M3）分别与工作模式判断模块（M5）、性能控制模块（M8）连接，工作模式判断模块（M5）分别与稳定杆关闭模块（M6）、被动稳定杆模拟模块（M7）、性能控制模块（M8）和最终命令仲裁模块（M9）连接，性能控制模块（M8）分别与车辆状态计算模块（M4）、最终命令仲裁模块（M9）、第一信号输入模块（M1）连接，最终命令仲裁模块（M9）还分别与稳定杆关闭模块（M6）、被动稳定杆模拟模块（M7）连接；所述第一信号输入模块（M1）接收来自整车通讯接口（73）的车辆状态通信信号Z73
‑
1、悬架高度传感器组输出的悬架高度传感信号ZX2
‑
1和惯性测量单元（72）输出惯性测量单元信号Z72
‑
1作为输入，经过处理后产生总线信号Z1
‑
1、总线信号Z1
‑
2、总线信号Z1
‑
3和总线信号Z1
‑
4，并将总线信号Z1
‑
1传递至诊断模块（M2），总线信号Z1
‑
2传递至行驶状态机（M3），总线信号Z1
‑
3传递至车辆状态计算模块（M4），总线信号Z1
‑
4传输至并性能控制模块（M8）；所述诊断模块（M2）基于输入的总线信号Z1
‑
1对系统状态进行判断，基于判断结果产生安全代码S2
‑
1并传递至工作模式判断模块（M5）；所述行驶状态机（M3）基于输入的总线信号Z1
‑
2进行判断，基于判断结果产生状态代码信号S3
‑
1、状态代码信号S3
‑
2和状态代码信号S3
‑
3，并将状态代码信号S3
‑
1传递至工作模式判断模块（M5），工作模式判断模块（M5）基于状态代码信号S3
‑
1产生状态代码信号S5
‑
4并传递至最终命令仲裁模块（M9）；将状态代码信号S3
‑
2、状态代码信号S3
‑
3传递至性能控制
模块（M8）；车辆状态计算模块（M4）基于输入总线信号Z1
‑
3进行计算，基于计算结果产生车辆状态Z4
‑
1、车辆状态Z4
‑
2，并将车辆状态Z4
‑
1传递至性能控制模块（M8），将车辆状态Z4
‑
2传递至被动稳定杆模拟模块（M7）；工作模式判断模块（M5）基于安全代码S2
‑
1与状态代码信号S3
‑
1进行判断，并基于判断结果产生激活信号S5
‑
1或激活信号S5
‑
2或激活信号S5
‑
3；当激活信号S5
‑
1有效时，稳定杆关闭模块（M6）将被执行，稳定杆关闭模块（M6）产生扭矩命令Z6
‑
1并传递至最终命令仲裁模块（M9）；当激活信号S5
‑
2有效时，被动稳定杆模拟模块（M7）将被执行，被动稳定杆模拟模块（M7）基于车辆状态Z4
‑
2进行计算，产生扭矩命令Z7
‑
1并传递至最终命令仲裁模块（M9）；当激活信号S5
‑
3有效时，性能控制模块（M8）将被执行，性能控制模块（M8）基于总线信号Z1
‑
4与车辆状态Z4
‑
1进行计算，产生扭矩命令Z8
‑
1并传递至最终命令仲裁模块（M9）。12.根据权利要求11所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，其特征在于：所述行驶状态机（M3）包括第一判断模块（M31）、协同模式状态模块（M32）、独立状态识别模块（M33）、第一状态代码储存器（R3
‑
1）、第二状态代码储存器（R3
‑
2）和第三状态代码储存器（R3
‑
3），第一判断模块（M31）与协同模式状态模块（M32）、独立状态识别模块（M33）连接，协同模式状态模块（M32）与第一状态代码储存器（R3
‑
1）连接，独立状态识别模块（M33）分别与第一状态代码储存器（R3
‑
1）、第二状态代码储存器（R3
‑
2）和第三状态代码储存器（R3
‑
3）连接；所述第一判断模块（M31）对车身稳定控制激活标志位信号S1
‑
19进行判断；当车身稳定控制激活标志位信号S1
‑
19值为1时，执行协同模式状态模块（M32），当车身稳定控制激活标志位信号S1
‑
19值不为1时，执行独立状态识别模块（M33），该独立状态识别模块（M33）将车速信号S1
‑
9、方向盘角速度信号S1
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11、簧上质量侧向加速度测量信号S1
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12、簧上质量横摆角速度测量信号S1
‑
14作为输入；所述第一状态代码储存器（R3
‑
1）、第二状态代码储存器（R3
‑
2）、第三状态代码储存器（R3
‑
3）在每一运行周期向行驶状态机（M3）外部输出状态代码信号S3
‑
1、状态代码信号S3
‑
2、状态代码信号S3
‑
3。13.根据权利要求12所述的基于主动稳定杆的轮式车辆控制系统，其特征在于：所述独立状态识别模块（M33）包括参考横摆角速度计算模块（M331）、第二判断模块（M332）、极限操稳模块（M333）、非极限操稳模块（M334）和偏差距离产生模块（M335）, 参考横摆角速度计算模块（M331）与偏差距离产生模块（M335）连接，偏差距离产生模块（M335）与第二判断模块（M332）连接，第二判断模块（M332）分别与极限操稳模块（M333）、非极限操稳模块（M334）连接；所述参考横摆角速度计算模块（M331）根据簧上质量侧向加速度测量信号S1
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12、车速信号S1
‑
9计算产生参考横摆角速度信号S331
‑
1；所述偏差距离产生模块（M335）将参考横摆角速度信号S331
‑
1与簧上质量横...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐倬，梁志华，王俊翔，禹慧丽，廖世辉，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：