[发明专利]一种车辆轨迹跟踪和稳定性协同控制方法及装置

说明书

本申请提供了一种车辆轨迹跟踪和稳定性协同控制方法及装置，包括：获取车身参数和行驶状态参数；根据车身参数和行驶状态参数，确定自适应协同系数；根据自适应协同系数，基于轨迹跟踪控制模型和稳定性控制模型，确定目标期望横摆角速度和目标主动横摆力矩；根据目标期望横摆角速度，调整轨迹跟踪控制模型，根据目标主动横摆力矩，调整稳定性控制模型；根据调整后的轨迹跟踪控制模型和稳定性控制模型，确定车辆的前轮转角和各个车轮的纵向力，对车辆进行控制。该方法通过自适应协同系数对轨迹跟踪控制模型和稳定性控制模型进行调整，兼顾车辆的轨迹跟踪控制和稳定性控制，在极限工况下，可以保障车辆的稳定性和轨迹跟踪精度，同时降低能量消耗。

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆轨迹跟踪和稳定性协同控制方法、装置、系统以及车辆。

背景技术

针对车辆的运动控制是指控制系统通过执行加减速、转向等指令，控制车辆的运动轨迹，从而使得车辆跟踪参考轨迹(也可称为轨迹跟踪)行驶。其中，运动控制包括纵向运动控制和横向运动控制。相较于保持参考车速、保持车辆间距的纵向运动控制，横向运动控制涉及转向、变道等操作，控制系统不仅需要进行轨迹跟踪控制，还需要进行稳定性控制。

然而，轨迹跟踪控制和稳定性控制之间存在相互干扰，尤其在极限工况(例如紧急避障、路面附着情况突然恶化)的情况下，难以在保障车辆稳定性控制的同时实现较好的轨迹跟踪控制。针对上述问题，业界将主动横摆力矩作为控制变量引入轨迹跟踪控制，在极限工况下，可以在一定程度上改变车辆转向过度或不足的情况，从而提升车辆轨迹跟踪的精度。

然而，采用上述方法进行轨迹跟踪控制确定出的横摆角速度，与稳定性控制确定出的横摆角速度并不相同，无法同时保障车辆的稳定性和轨迹跟踪精度。同时，在非极限工况下采用上述方法对车辆进行轨迹跟踪控制，会对车辆产生不必要的纵向力，从而增加能量消耗。

发明内容

本申请提供了一种车辆轨迹跟踪和稳定性协同控制方法，该方法可以兼顾车辆的轨迹跟踪控制和稳定性控制，保障车辆行驶的稳定性和轨迹跟踪的精度，并且降低车辆控制的能量消耗。本申请还提供了上述方法对应的装置、系统以及车辆。

第一方面，本申请提供了一种车辆轨迹跟踪和稳定性协同控制方法。所述方法包括：

获取车辆的车身参数和行驶状态参数；

根据所述车身参数和所述行驶状态参数，确定自适应协同系数；

根据所述自适应协同系数，基于轨迹跟踪控制模型和稳定性控制模型，确定目标期望横摆角速度，以及根据所述自适应协同系数，基于所述稳定性控制模型，确定目标主动横摆力矩；

根据所述目标期望横摆角速度，调整所述轨迹跟踪控制模型，以及根据所述目标主动横摆力矩，调整所述稳定性控制模型；

根据所述调整后的轨迹跟踪控制模型和稳定性控制模型，确定所述车辆的前轮转角和各个车轮的纵向力，以对所述车辆进行控制。

在一些可能的实现方式中，所述根据所述自适应协同系数，基于轨迹跟踪控制模型和稳定性控制模型，确定目标期望横摆角速度，包括：

基于所述轨迹跟踪控制模型和所述稳定性控制模型，确定所述轨迹跟踪控制模型的第一期望横摆角速度和所述稳定性控制模型的第二期望横摆角速度；

根据所述第一期望横摆角速度、所述第二期望横摆角速度和所述自适应协同系数，确定所述目标期望横摆角速度。

在一些可能的实现方式中，所述根据所述自适应协同系数，基于所述稳定性控制模型，确定目标主动横摆力矩，包括：

基于所述稳定性控制模型，确定初始主动横摆力矩；

根据所述初始主动横摆力矩和所述自适应协同系数，确定所述目标主动横摆力矩。