[发明专利]车辆横向运动控制

说明书

本发明涉及一种用于机动车辆的转向的机动车辆动力转向系统，其具有：齿轮齿条式转向器；路径预测模块，用于响应于从多个车辆状态传感器接收到的数据(2)和机动车辆动力转向系统的数据(3)来确定初步定义的车辆轨迹(5)；以及车辆横向运动控制单元(1)，其中，车辆横向运动控制单元(1)通过借助于对机动车辆动力转向系统参数的控制使初步定义的车辆轨迹(5)与车辆的实际位置(6)之间的横向偏差(7)最小化来追踪初步定义的车辆轨迹(5)。

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的机动车辆动力转向系统和根据权利要求9的前序部分的用于车辆的横向运动控制的方法。

车辆的横向运动控制是驾驶员辅助系统(例如，车道保持辅助、车道变换辅助、曲线驾驶辅助、直线驾驶辅助、交通堵塞辅助、横向加速度控制、防撞、协作交叉口防撞、先进车道引导和其他先进驾驶员辅助系统(ADAS)相关功能)的关键要素，这是实现各种级别的ADAS(例如，自主驾驶和自动驾驶)所必需的。

从这种驾驶辅助系统输出的请求信号被输入至控制车辆的横向运动量(例如，横摆角速度)的横向运动控制装置中。控制信号从该控制装置输出至控制目标(例如，致动器)。对车辆的横向运动进行控制是基于控制信号对控制目标进行控制的结果。

可以通过转向辅助的齿条位置控制、齿条力控制或马达扭矩控制来对具有齿轮齿条式转向器的车辆的横向运动进行控制。

这种方法的缺点是不能直接地控制所产生的车辆运动学特性。例如，如果车辆正在沿着道路表面由于冰或雪而具有低摩擦系数的曲线行驶时，则不能以令人满意的品质(satisfactory quality)对车辆的横向运动进行控制。

本发明的目的是提供一种容易且可靠地允许车辆的横向运动控制的机电式机动车辆动力转向系统。

通过具有权利要求1的特征的机动车辆动力转向系统和具有权利要求9的特征的方法实现该目的。

提供了一种用于机动车辆的转向的机动车辆动力转向系统，其具有：齿轮齿条式转向器；路径预测模块，用于响应于从多个车辆状态传感器接收到的数据和机动车辆动力转向系统的数据来确定初步定义的车辆轨迹；以及车辆横向运动控制单元，其中，车辆横向运动控制单元通过借助于对机动车辆动力转向系统参数的控制使初步定义的车辆轨迹与车辆的实际位置之间的横向偏差最小化来追踪初步定义的车辆轨迹。这样，考虑到车辆的实际位置以及例如外部影响，相对于车辆轨迹进行横向优化，这使得车辆的运动控制进一步更好。

优选地，对机动车辆动力转向系统参数的控制包括对转向力(例如，转向系统的齿条力要求和/或马达扭矩要求)的控制以及/或者对转向系统的马达电流要求的控制。

如果对机动车辆动力转向系统参数的控制包括对位置要求的控制，则也是有利的。该位置要求可以影响前轮角度和/或齿条位置和/或齿轮角度。

优选地，车辆横向运动控制单元响应于从多个车辆状态传感器接收到的数据、机动车辆动力转向系统的数据和路径预测模块的输出来追踪初步定义的车辆轨迹。

机动车辆动力转向系统可以是具有从自动驾驶到自主驾驶范围内的ADAS级别的机电式转向系统或线控转向系统。

此外，提供了一种利用机动车辆动力转向系统的机动车辆的横向运动控制的方法，所述机动车辆动力转向系统包括齿轮齿条式转向器和电动马达，所述方法包括以下步骤：

·操作路径预测模块，以响应于从多个车辆状态传感器接收到的数据和机动车辆动力转向系统的数据来确定初步定义的车辆轨迹；

·确定车辆的实际位置以及初步定义的车辆轨迹与实际位置之间的横向偏差；

·使用车辆横向运动控制单元通过借助于对机动车辆动力转向系统参数的控制使初步定义的车辆轨迹与车辆的实际位置之间的横向偏差最小化来追踪初步定义的车辆轨迹。

这样，考虑到车辆的实际位置以及例如外部影响，相对于车辆轨迹进行横向优化，这使得运动控制进一步更好。