[发明专利]车辆控制系统和方法

说明书

用于车辆控制的方法和系统。基于车辆稳定性和运动控制功能确定致动器命令数据的方法和系统。车辆稳定性和运动控制功能具有作为输入的规划轨迹数据、当前车辆位置数据和当前车辆航向数据，具有作为输出的致动器命令数据，并利用预测车辆运动的模型，包括预测车辆航向数据和预测车辆位置数据。致动器命令数据包括转向和推进命令。致动器命令数据包括用于车辆每个制动器的差动制动命令，以校正规划车辆航向和当前车辆航向数据或预测车辆航向数据之间的任何差值。该方法和系统向致动器系统输出致动器命令数据。

技术领域

本公开总体上涉及具有用于横向稳定性控制的差动制动的车辆，更具体地涉及用于在自主车辆中确定差动制动致动器命令的方法和系统。

背景技术

电子稳定控制(ESC)系统是现代车辆的强大安全补充。电子稳定控制系统帮助驾驶员在危险的路况下保持控制，挑战机动和驾驶员反应或能力的变化。电子悬架控制系统是一种基于计算机的技术，可以检测和减少车辆横向打滑。电子稳定控制系统检测到车辆转向控制丢失，然后在每个车轮上分别施加适当的制动，以根据驾驶员的方向盘输入帮助引导车辆。更具体地说，电子稳定控制(ESC)系统通过单独致动车轮制动器来操作，以在汽车上产生偏航力矩，从而提高稳定性和性能。为了让ESC系统实现这一点，ESC系统根据运动传感器分析汽车实际在做什么，根据转向输入分析汽车在理想情况下“应该”在做什么。

一些电子稳定控制仪表包括方向盘位置传感器、横向加速度计、车轮速度传感器、偏航角速度传感器、制动和油门输入传感器以及启用/禁用开关。致动由电子控制单元(ECU)和液压控制单元(HCU)管理。电子稳定控制系统可以致动车轮制动压力和发动机油门，以影响汽车的动力学。一些电子稳定控制系统将驾驶员在转向、制动和/或其他动作中的预期动作与车辆的响应进行比较。这种比较可以利用变量，例如转向角、偏航率、横向加速度和/或各种其他变量。车辆电子稳定控制系统然后可以应用制动器，减少任何多余的发动机功率，和/或采取其他纠正措施。

一些自主车辆设计建议将现有电子稳定控制系统作为独立于自主车辆运动控制模块的模块进行维护。也就是说，电子稳定控制系统将具有作为输入的来自自主车辆运动控制模块的转向命令输出和来自感测系统的感测到的车辆运动数据，从而使得电子稳定控制系统不需要从传统的基于人类驾驶员的电子稳定控制系统进行重大修改。

因此，期望提供用于将自主车辆稳定在期望的轨迹上并利用可预测的车辆运动信息来提供增强的横向车辆稳定性的技术。还希望提供以处理有效的方式利用这种技术的方法、系统和车辆。此外，结合附图和前述技术领域和背景，从随后的详细描述和所附权利要求中，本发明的其他期望的特征和特性将是显而易见的。

发明内容

一方面，提供了一种用于车辆的车辆控制系统。车辆包括前轮和后轮以及用于每个车轮的制动器。处理器与车辆的致动器系统可操作地通信。致动器系统包括转向、推进和制动系统。处理器执行程序指令。程序指令使处理器从轨迹规划模块接收车辆的规划轨迹数据。规划轨迹数据包括在离散的未来时间点的规划车辆位置数据和规划车辆航向数据。从传感系统接收当前车辆位置数据和当前车辆航向数据。基于车辆稳定性和运动控制功能确定致动器命令数据。车辆稳定性和运动控制功能以规划轨迹数据、当前车辆位置数据和当前车辆航向数据作为输入，以致动器命令数据作为输出，并利用预测车辆运动的模型，包括预测车辆航向数据和预测车辆位置数据。致动器命令数据包括转向和推进命令。致动器命令数据还包括用于车辆每个制动器的差动制动命令，以校正规划车辆航向和当前车辆航向数据和/或预测车辆航向数据之间的任何差值。致动器命令数据被输出到致动器系统。

在实施例中，车辆稳定性和运动控制功能包括表示规划车辆航向数据和当前车辆航向数据和/或预测车辆航向数据之间的差值的航向项，以及表示规划车辆位置数据和当前车辆位置数据和/或预测车辆位置数据之间的差值的轨迹项。

在实施例中，确定致动器命令数据是基于车辆稳定性和运动控制功能，包括最小化包括航向项和轨迹项的车辆稳定性和运动控制功能。