智能网联汽车线控底盘全硬件在环的协调控制方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种智能网联汽车线控底盘全硬件在环的协调控制方法及应用，该方法应用于由控制模块、执行器模块、车辆模块所组成的系统中，车辆模块依据执行器模块的响应计算获取车辆的当前状态信息，并发送给控制模块中的协调控制器，协调控制器依据车辆所处工况的不同给予线控底盘各子系统ECU相应的协调控制信号，通过对智能网联汽车线控底盘各子系统的耦合运动进行协调控制，能在不过分增加控制器开发复杂性的基础上，实现整车性能的最优；进一步，将协调控制方法应用于智能网联汽车硬件在环测试台架中，能够模拟整车各个子系统同时工作时相互耦合的情况，提高台架测试结果的真实性和可靠性。性和可靠性。性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
智能网联汽车线控底盘全硬件在环的协调控制方法及应用


[0001]本专利技术属于智能网联汽车整车控制和测试领域，具体的说是一种智能网联汽车线控底盘全硬件在环的协调控制方法及应用。

技术介绍

[0002]汽车的智能网联电动化将有可能解决交通事故、交通拥堵、与交通相关的能源消耗以及污染排放等问题。传统汽车发生交通事故的主要原因是驾驶员分心、误操作和鲁莽驾驶。智能网联汽车能够将交通事故中的驾驶员因素排除在外，显著降低交通事故发生率，减少生命财产损失。借助车辆
‑
基础设施(V2I)、车辆
‑
车辆(V2V)等信息传输技术及协同控制算法，智能网联汽车将大幅度提高道路运输效率、缓解拥堵，降低能源消耗并减少排放污染。世界各国纷纷出台汽车的智能网联电动化相关法规政策和法律支持，提升道路交通的智能化、网联化程度。
[0003]感知系统技术与自动驾驶算法水平的不断提高，推动了汽车的智能网联电动化技术发展，自动驾驶系统功能日趋完善，装机量与渗透率不断提高。在智能网联汽车(域)控制器的设计与开发过程中，需要考虑的功能安全问题、信息安全问题和预期功能安全问题越来越多、越来越复杂。采用集中式集成控制方法，可在一定程度上提升整车的综合性能，但在控制器的设计过程中，控制器结构复杂，实际实现较为困难。如需在原有系统的基础上再增加新的子系统，则先前设计的集成控制器需重新设计，导致系统的可靠性不高。此外，由于智能网联汽车的实车试验无法覆盖所有应用场景，因而在智能网联汽车新车型开发阶段，需要对整车级或部件级的控制策略及算法进行整车或部件级的硬件在环测试，以检验整车或部件级运行时系统的鲁棒性。传统的测试方法只能根据需要搭建车辆某一子系统的仿真测试台架，难以模拟整车各个子系统同时工作时相互耦合的情况；而且现有台架多数只能用于某具体车型，通用性较差。此外，现有的测试台架大多未考虑车辆的垂向动力学(参考ZL202110480180.8；参考ZL201711407370.7)；也即忽略了悬架系统对于车辆系统动力学的影响。因而台架测试结果会与实车试验结果存在着较大差异，即便是少数台架对车辆的垂向动力学加以考虑，但通常需要外部振动激励，会导致台架的结构复杂、成本高昂。随着汽车的智能网联电动化发展，智能网联汽车对于整车协调控制的能力都提出了更高的要求，传统的汽车测试仿真方法已经难以满足智能网联汽车的测试需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种智能网联汽车线控底盘全硬件在环的协调控制方法及应用，以期对智能网联汽车线控底盘各子系统的耦合运动进行协调控制，从而能在不过分增加控制器开发复杂性的基础上，实现整车性能的最优。
[0005]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0006]本专利技术一种智能网联汽车线控底盘全硬件在环的协调控制方法的特点是应用于由控制模块、执行器模块、车辆模块所组成的系统中；其中，所述控制模块包括：协调控制
器、线控悬架子系统ECU、线控制动子系统ECU、线控转向子系统ECU和线控驱动子系统ECU；所述执行器模块包括：线控悬架子系统执行器、线控制动子系统执行器、线控转向子系统执行器、线控驱动子系统执行器；所述协调控制方法按如下步骤进行：
[0007]步骤1、所述车辆模块获取车辆的当前状态信息并发送给所述协调控制器；
[0008]步骤2、所述协调控制器对车辆俯仰工况进行判断：
[0009]当车辆的纵向加速度|a
x
|大于设定的纵向加速度阈值|a
x0
|且车辆的俯仰角|α|大于设定的俯仰角阈值|α0|时，表示车辆处于俯仰工况，否则，表示车辆处于非俯仰工况；
[0010]步骤3、所述协调控制器对车辆侧倾工况进行判断：
[0011]当车辆的侧向加速度|a
y
|大于设定的侧向加速度阈值|a
y0
|且车辆的侧倾角|β大于设定的侧倾角阈值|β0|时，表示车辆处于侧倾工况，否则，表示车辆处于非侧倾工况；
[0012]步骤4、当车辆仅处于俯仰工况时，则执行步骤5；
[0013]当车辆仅处于侧倾工况时，则执行步骤6；
[0014]当车辆仅既处于俯仰工况，也处于侧倾工况时，则执行步骤7；
[0015]其余情况表示车辆处于正常工况，所述协调控制器只起监控作用；
[0016]步骤5、所述协调控制器仅向所述线控悬架子系统ECU、线控制动子系统ECU和线控驱动子系统ECU分别发出协调控制信号；
[0017]步骤5.1、利用式(1)和式(2)计算线控悬架子系统ECU的协调控制信号；
[0018]F
s_1
＝F
s_2
＝
‑
(m
s
a
x
h+C
α
α+m
uf
h
f
a
x
+m
ur
h
r
a
x
)/2l(1)
[0019]F
s_3
＝F
s_4
＝(m
s
a
x
h+C
α
α+m
uf
h
f
a
x
+m
ur
h
r
a
x
)/2l(2)
[0020]式(1)和式(2)中，F
s_1
、F
s_2
、F
s_3
、F
s_4
分别表示车辆左前、右前、左后、右后车轮的悬架控制力；m
s
为车身质量；a
x
为车辆纵向加速度；h为整车质心高度；C
α
为俯仰角刚度；α为车辆的俯仰角；m
uf
为前轮非簧载质量；m
ur
为后轮非簧载质量；h
f
为前轮非簧载质量质心高度；h
r
为后轮非簧载质量质心高度；l为轴距；
[0021]步骤5.2、若车辆纵向加速度a
x
＜0，则表示车辆处于制动工况，并利用式(3)和式(4)计算线控制动子系统ECU的协调控制信号；
[0022]F
b_1
＝F
b_2
＝B(2mgb
‑
(m
s
a
x
h+C
α
α+m
uf
h
f
a
x
+m
ur
h
r
a
x
))/2l(3)
[0023]F
b_3
＝F
b_4
＝B(2mga+(m
s
a
x
h+C
α
α+m
uf
h
f<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能网联汽车线控底盘全硬件在环的协调控制方法，其特征是应用于由控制模块、执行器模块、车辆模块所组成的系统中；其中，所述控制模块包括：协调控制器、线控悬架子系统ECU、线控制动子系统ECU、线控转向子系统ECU和线控驱动子系统ECU；所述执行器模块包括：线控悬架子系统执行器、线控制动子系统执行器、线控转向子系统执行器、线控驱动子系统执行器；所述协调控制方法按如下步骤进行：步骤1、所述车辆模块获取车辆的当前状态信息并发送给所述协调控制器；步骤2、所述协调控制器对车辆俯仰工况进行判断：当车辆的纵向加速度|a
x
|大于设定的纵向加速度阈值|a
x0
|且车辆的俯仰角|α|大于设定的俯仰角阈值|α0|时，表示车辆处于俯仰工况，否则，表示车辆处于非俯仰工况；步骤3、所述协调控制器对车辆侧倾工况进行判断：当车辆的侧向加速度|a
y
|大于设定的侧向加速度阈值|a
y0
|且车辆的侧倾角|β大于设定的侧倾角阈值|β0|时，表示车辆处于侧倾工况，否则，表示车辆处于非侧倾工况；步骤4、当车辆仅处于俯仰工况时，则执行步骤5；当车辆仅处于侧倾工况时，则执行步骤6；当车辆仅既处于俯仰工况，也处于侧倾工况时，则执行步骤7；其余情况表示车辆处于正常工况，所述协调控制器只起监控作用；步骤5、所述协调控制器仅向所述线控悬架子系统ECU、线控制动子系统ECU和线控驱动子系统ECU分别发出协调控制信号；步骤5.1、利用式(1)和式(2)计算线控悬架子系统ECU的协调控制信号；F
s_1
＝F
s_2
＝
‑
(m
s
a
x
h+C
α
α+m
uf
h
f
a
x
+m
ur
h
r
a
x
)/2l(1)F
s_3
＝F
s_4
＝(m
s
a
x
h+C
α
α+m
uf
h
f
a
x
+m
ur
h
r
a
x
)/2l(2)式(1)和式(2)中，F
s_1
、F
s_2
、F
s_3
、F
s_4
分别表示车辆左前、右前、左后、右后车轮的悬架控制力；m
s
为车身质量；a
x
为车辆纵向加速度；h为整车质心高度；C
α
为俯仰角刚度；α为车辆的俯仰角；m
uf
为前轮非簧载质量；m
ur
为后轮非簧载质量；h
f
为前轮非簧载质量质心高度；h
r
为后轮非簧载质量质心高度；l为轴距；步骤5.2、若车辆纵向加速度a
x
＜0，则表示车辆处于制动工况，并利用式(3)和式(4)计算线控制动子系统ECU的协调控制信号；F
b_1
＝F
b_2
＝B(2mgb
‑
(m
s
a
x
h+C
α
α+m
uf
h
f
a
x
+m
ur
h
r
a
x
))/2l(3)F
b_3
＝F
b_4
＝B(2mga+(m
s
a
x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：白先旭，吕壮壮，石琴，黄鹤，李维汉，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：