[发明专利]运动控制的虚拟验证和校验模型结构

说明书

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。

技术领域

本公开涉及运动控制的虚拟验证和校验模型结构。

背景技术

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。

发明内容

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。

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。

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)。

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。