一种车辆控制方法、装置、车辆及存储介质与流程

1.本发明实施例涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆控制方法、装置、车辆及存储介质。


背景技术：

2.随着自动驾驶汽车技术的发展，越来越注重在实现自动驾驶的同时，提高车辆的稳定性。
3.目前常采用控制提高车辆稳定性的方法主要分为以下两种：1)将车辆横向及纵向分开进行控制，也即横向于纵向动力学分别通过一个比例-积分-微分控制器进行控制；2)将车辆横向及纵向集成采用滑膜控制。
4.然而，虽然第一种控制方法结构简单，实时性高，但由于车辆动力学本身即为横向与纵向的耦合系统，强行分开不符合车辆本身的物理特性。而第二种控制方法在到达滑模面时会产生抖振现象，进而影响控制精度，切在极限工况下的车辆稳定裕度较小，难以保证车辆稳定性。


技术实现要素：

5.本发明提供一种车辆控制方法、装置、车辆及存储介质，以在车辆转向时对其进行约束控制，提升了车辆纵横向控制的稳定性。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种车辆控制方法，包括：
7.获取当前路况信息及车辆的当前运行状态量，根据当前路况信息确定对应的运行参数给定值；
8.将当前运行状态量代入目标函数，确定车辆运行控制量；
9.根据运行参数给定值与车辆运行控制量确定车辆纵横向控制参数，并根据车辆纵横向控制参数控制车辆转向和驱动；
10.其中，目标函数为根据预测控制模型构建的函数，预测控制模型由车辆对应的二自由度车辆模型离散化得到。
11.第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆控制装置，包括：
12.参数确定模块，用于获取当前路况信息及车辆的当前运行状态量，根据当前路况信息确定对应的运行参数给定值；
13.控制量确定模块，用于将当前运行状态量代入目标函数，确定车辆运行控制量；
14.车辆控制模块，用于根据运行参数给定值与车辆运行控制量确定车辆纵横向控制参数，并根据车辆纵横向控制参数控制车辆转向和驱动；
15.其中，目标函数为根据预测控制模型构建的函数，预测控制模型由车辆对应的二自由度车辆模型离散化得到。
16.第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，车辆包括：
17.一个或多个控制器；
18.存储装置，用于存储一个或多个程序；
19.当一个或多个程序被一个或多个控制器执行，使得一个或多个控制器实现如上述第一方面的车辆控制方法。
20.第四方面，本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述第一方面的车辆控制方法。
21.本发明实施例提供的一种车辆控制方法、装置、车辆及存储介质，通过获取当前路况信息及车辆的当前运行状态量，根据当前路况信息确定对应的运行参数给定值；将当前运行状态量代入目标函数，确定车辆运行控制量；根据运行参数给定值与车辆运行控制量确定车辆纵横向控制参数，并根据车辆纵横向控制参数控制车辆转向和驱动；其中，目标函数为根据预测控制模型构建的函数，预测控制模型由车辆对应的二自由度车辆模型离散化得到。通过采用上述技术方案，在需要进行车辆转向控制时，根据预测控制模型构建目标函数，并将根据当前路况信息及车辆当前运行状态量代入目标函数，以得到车辆运行控制量，进而根据确定的车辆运行控制量以及根据当前路况信息确定出的运行参数给定值确定车辆纵横向控制参数，以控制车辆中不同助力器以该车辆纵横向控制参数控制车辆转向和驱动。由于引入了预测控制模型，故可对确定出的车辆运行控制量产生硬约束，解决了现有技术中针对极限工况下车辆稳定裕度小的问题，同时采用根据目标函数确定的多个车辆运行控制量生成车辆纵横向控制参数，解决了单一控制量无法使纵横向耦合系统同时达到理想状态的问题，提高了车辆纵横向控制的稳定性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1是本发明实施例一中的一种车辆控制方法的流程图；
24.图2是本发明实施例二中的一种车辆控制方法的流程图；
25.图3是本发明实施例二中的一种根据运行参数给定值、预设加权系数、预设时域和预测控制模型构建目标函数的流程示例图；
26.图4是本发明实施例二中的一种车辆控制逻辑示例图；
27.图5是本发明实施例三中的一种车辆控制装置的结构示意图；
28.图6是本发明实施例四中的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例方式作进一步地详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方
式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和 b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
32.实施例一
33.图1为本发明实施例一提供的一种车辆控制方法的流程图，本实施例可适用于车辆在自动驾驶的同时对车辆中各转向机构进行控制的情况，该方法可以由车辆控制装置来执行，该车辆控制装置可以由软件和/或硬件来实现，该车辆控制装置可以配置在计算机设备上，该计算机设备可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成。
34.如图1所示，本实施例一提供的一种车辆控制方法，具体包括如下步骤：
35.s101、获取当前路况信息及车辆的当前运行状态量，根据当前路况信息确定对应的运行参数给定值。
36.在本实施例中，当前路况信息可理解为车辆在当前时刻所行驶路段对应的道路信息，可包括车辆当前所处位置的前向及周边道路情况信息。车辆的当前运行状态量可理解为车辆在当前时刻实际运行状态所对应的，由车辆正常行驶所产生的参数值，示例性的，车辆的当前运行状态量可包括横摆角速度实际值、质心侧偏角实际值和车速实际值等。运行参数给定值可理解为根据已知的路况信息以及车辆运行状态给出的，对车辆运行参数的期望值。
37.其中，运行参数给定值包括前轮转角给定值、车速给定值、横摆角速度给定值及质心侧偏角给定值。
38.在本实施例中，前轮转角给定值可理解为在当前路况下行驶时，车辆前轮的转向角度期望值；车速给定值可理解为在当前路况下行驶时，车辆行驶速度的期望值；横摆角速度给定值可理解为在当前路况下行驶时，车辆绕自身z轴旋转的角速度的期望值；质心侧偏角给定值可理解为在当前路况下行驶时，车辆质心速度方向与车头方向夹角的期望值。
39.具体的，在车辆行驶过程中，通过设置于车辆中的高级驾驶辅助系统 (advanced driving assistance system,adas)获取车辆前向及周边道路的情况，并将其作为当前路况信息。通过车辆上集成的惯性导航单元获取车辆在当前行驶状态下对应的横摆角速度实际值、质心侧偏角实际值和车速实际值等用以表征车辆实际行驶状态的参数值。根据获取到的当前路况信息确定车辆在当前路况下理论应达到的运行参数，并将确定出的运行参数作为与当前路况信息对应的运行参数给定值。
40.需要明确的是，运行参数给定值与路况信息间存在对应关系，示例性的，可通过查表方式确定与当前路况信息对应的运行参数给定值。
41.在本发明实施例中，由于获取的当前运行状态量，以及根据当前路况信息确定出的运行参数给定值中均包含车速、横摆角速度和质心侧偏角信息，将其作为软约束进行车辆控制，可使得车辆控制系统能够更加准确地跟踪上层adas 控制器发出的指令。
42.s102、将当前运行状态量代入目标函数，确定车辆运行控制量。
43.其中，目标函数为根据预测控制模型构建的函数，预测控制模型由车辆对应的二自由度车辆模型离散化得到。
44.在本实施例中，预测控制模型可理解为利用预测控制思想对二自由度车辆模型进行处理后所得到的，可用以根据当前时刻的当前运行状态量对下一采集时刻车辆的运行状态量进行预测的数学模型。目标函数可理解为根据预测控制模型确定出的预测运行状态量，以及各项与车辆运行相关的加权系数及时域构成的数学函数，该目标函数与车辆自身固有属性具有相关关系。车辆运行控制量可理解为用以为车辆纵横向控制装置提供控制依据的参数。
45.具体的，将当前采样时刻获取到的当前运行状态量代入至预先构建好的目标函数中，确定目标函数值最小情况下目标函数中的控制量对应的值，并将上述控制量的值确定为当前采样时刻对应的车辆运行控制量。
46.在本发明实施例中，通过构建预测控制模型，进而根据预测控制模型构建目标函数的方式，确定与当前采集时刻对应的车辆运行控制量，既可对确定的车辆运行控制量产生硬约束，使之不至于超过车辆及其执行机构的物理极限，又可以通过构建的目标函数补偿预设控制模型中由于模型时变或干扰而引起的不确定性，提升了车辆纵横向控制的稳定性。
47.s103、根据运行参数给定值与车辆运行控制量确定车辆纵横向控制参数，并根据车辆纵横向控制参数控制车辆转向和驱动。
48.在本实施例中，车辆纵横向控制参数可理解为用以控制车辆转向机构工作，以实现对车辆四轮驱动的参数。可选的，本技术中车辆纵横向控制参数可为应用在搭载四轮独立驱动或制动的轮毂电机的车辆上的参数。
49.具体的，可将确定出的车辆运行控制量，以及与当前路况对应的运行参数给定值输入至车辆的转换单元中，确定出用以控制车辆各驱动电机的车辆纵横向控制参数，进而将对应的车辆纵横向控制参数输入至对应的车辆前后轮转向机构，通过车辆前后轮转向机构控制车辆转向。
50.在本发明实施例中，由于确定出的车辆运行控制量中包含多种用于对车辆进行控制的参数，避免了单一控制量无法使得纵横向耦合系统同时达到理想状态的问题，提高了车辆控制的稳定性。
51.本发明实施例通过获取当前路况信息及车辆的当前运行状态量，根据当前路况信息确定对应的运行参数给定值；将当前运行状态量代入目标函数，确定车辆运行控制量；根据运行参数给定值与车辆运行控制量确定车辆纵横向控制参数，并根据车辆纵横向控制参数控制车辆转向和驱动；其中，目标函数为根据预测控制模型构建的函数，预测控制模型由车辆对应的二自由度车辆模型离散化得到。通过采用上述技术方案，在需要进行车辆纵横向控制时，根据预测控制模型构建目标函数，并将根据当前路况信息及车辆当前运行状态量代入目标函数，以得到车辆运行控制量，进而根据确定的车辆运行控制量以及根据当前路况信息确定出的运行参数给定值确定车辆纵横向控制参数，以控制车辆中不同助力器以该车辆纵横向控制参数控制车辆转向和驱动。由于引入了预测控制模型，故可对确定出的车辆运行控制量产生硬约束，解决了现有技术中针对极限工况下车辆稳定裕度小的问题，
同时采用根据目标函数确定的多个车辆运行控制量生成车辆纵横向控制参数，解决了单一控制量无法使纵横向耦合系统同时达到理想状态的问题，提高了车辆纵横向控制的稳定性。
52.实施例二
53.图2为本发明实施例二提供的一种车辆控制方法的流程图，本发明实施例的技术方案在上述各可选技术方案的基础上进一步优化，给出了运行参数给定值的确定方式，以及目标函数的构建方式，进而根据当前路况信息确定出对应的前轮转角给定值、车速给定值、横摆角速度给定值及质心侧偏角给定值，进而根据运行参数给定值、预设加权系数、预设时域和预测控制模型构建目标函数，通过预测控制的思想确定与当前运行状态量对应的满足预设控制量约束条件的后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度，根据确定出的后轮转角、补偿横摆力矩、纵向加速度和前轮转角给定值确定用以控制车辆纵横向驱动的各助力转向电机转角及驱动转矩，采用多种满足约束条件的控制参数对车辆转向及驱动进行控制，提升了车辆纵横向控制的稳定性。
54.如图2所示，本发明实施例二提供的一种车辆控制方法，具体包括如下步骤：
55.s201、获取当前路况信息及车辆的当前运行状态量。
56.s202、根据当前路况信息确定车辆的前轮转角给定值及车速给定值。
57.具体的，根据车辆在当前位置下车辆前向及周边道路的情况，即可确定车辆在该位置最适宜行驶的速度及车轮转向角度，将确定出的车轮转向角度确定为前轮转角给定值，将确定出的最适宜行驶的速度确定为车速给定值。示例性的，若当前路况信息对应的前向及周边道路路况为石子路面，则该路况信息对应的车速给定值必然小于路况为柏油路面的车速给定值；若当前路况信息对应的前向及周边道路路况为弯道，则该路况对应的前轮转角给定值必然不为零以避免车辆驶出当前道路边界。
58.s203、将前轮转角给定值与车速给定值代入预先构造的车辆参考模型，确定与当前路况信息对应的横摆角速度给定值与质心侧偏角给定值。
59.在本实施例中，车辆参考模型可理解为根据车辆车速及前轮转角确定其对应横摆角速度及质心侧偏角的数学模型，也可理解为车辆以某一车速和前轮转角在某一粗糙度的路面上稳态行进时对应的横摆角速度和质心侧偏角。
60.具体的，由于车辆参考模型可根据输入的车速及前轮转角确定对应的横摆角速度和质心侧偏角，故可将根据当前路况信息确定出的前轮转角给定值和车速给定值作为输入参数代入至预先构造的车辆参考模型中，将车辆参考模型输出的横摆角速度及质心侧偏角确定为与当前路况信息对应的，横摆角速度给定值和质心侧偏角给定值。
61.示例性的，预先构造的车辆参考模型可通过下式表示：
[0062][0063][0064]
其中，δ
fref
为前轮转角给定值；v
ref
为车速给定值；γ
ref
为横摆角速度给定值；β
ref
为质心侧偏角给定值；l1为车辆质心到前轮中心的距离；l2为车辆质心到后轮中心的距离，
k1为前轮侧偏刚度；k2为后轮侧偏刚度；m为车辆质量。
[0065]
进一步的，为车辆参考模型建立边界如下：
[0066][0067][0068]
其中，μ为路面附着系数；g为重力加速度。
[0069]
也即
[0070]
|γ
ref
|＞|γ
max
|且γ
ref
＞0 γ
ref
＝|γ
max
|
[0071]
|γ
ref
|＞|γ
max
|且γ
ref
＜0 γ
ref
＝-|γ
max
|
[0072]
|β
ref
|＞|β
max
|且β
ref
＞0 β
ref
＝|β
max
|
[0073]
|β
ref
|＞|β
max
|且β
ref
＜0 β
ref
＝-|β
max
|
[0074]
在本发明实施例中，通过将获取的车速、横摆角速度和质心侧偏角作为状态量，并代入构建好的，符合约束条件的车辆参数模型中作为软约束进行控制，使得控制系统能够更准确的跟踪上层adas控制器发出的指令，避免确定出的运行参数给定值超出合理范围，保证了车辆控制的稳定性。
[0075]
s204、根据运行参数给定值、预设加权系数、预设时域和预测控制模型构建目标函数。
[0076]
其中，预设时域包括预设预测时域和预设控制时域，预设预测时域大于或等于预设控制时域。
[0077]
具体的，根据确定出的运行参数给定值、预设加权系数、预设时域和预测控制模型构建一个包含用于控制车辆转向的运行控制量的目标函数，以将获取到的当前运行状态量带入至目标函数中得到符合需求的车辆运行控制量。其中，目标函数中包含待求的后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度。
[0078]
进一步的，图3为本发明实施例二提供的一种根据运行参数给定值、预设加权系数、预设时域和预测控制模型构建目标函数的流程示例图，如图3所示，具体包括如下步骤：
[0079]
s2041、根据获取的车辆垂直载荷、前轮侧偏刚度、后轮侧偏刚度、前轮轮胎侧偏角和后轮轮胎侧偏角构建轮胎模型。
[0080]
在本实施例中，轮胎模型可理解为根据车辆垂直载荷、前轮侧偏刚度、后轮侧偏刚度、前轮轮胎侧偏角和后轮轮胎侧偏角构建的，用于确定车辆前后轮侧向力的数学模型。
[0081]
接上述示例，本技术中轮胎模型可通过下式表示：
[0082]
[0083][0084]
其中，f
yf
为前轮侧向力；f
yr
为后轮侧向力；fz为垂直载荷；αf为前轮轮胎侧偏角；αr为后轮轮胎侧偏角。其中，fz、αf和αr的计算方式如下所示：
[0085][0086][0087][0088]
其中，β为当前运行状态量中的质心侧偏角实际值；γ为当前运行状态量中的横摆角速度实际值；v为当前运行状态量中的车速实际值；δr为后轮转角。
[0089]
s2042、根据轮胎模型与车辆的转动惯量构建车辆对应的二自由度车辆模型。
[0090]
在本实施例中，车辆的转动惯量可理解为整车质量绕通过质心的铅垂轴的转动惯量，不同车辆的转动惯量各有不同，故根据不同车辆的不同固有属性可构建与该车辆对应的二自由度车辆模型。
[0091]
具体的，获取与本车辆对应的转动惯量，根据轮胎模型确定出的前轮侧向力与后轮侧向力，构建包含补偿横摆力矩、后轮转角以及纵向加速的二自由度车辆模型。
[0092]
在本实施例中，补偿横摆力矩可理解为对车辆中横摆力矩进行补偿使之达到稳定行驶阈值标准时所需增添或减少的力矩值。
[0093]
接上述示例，二自由度车辆模型可通过下式表示：
[0094][0095][0096][0097]
其中，mz为补偿横摆力矩；a
x
为纵向加速度；iz为转动惯量。
[0098]
s2043、将二自由度车辆模型离散化得到预测控制模型，以对车辆的运行状态量进行预测。
[0099]
具体的，将预测控制思想引入车辆控制领域，对二自由度车辆模型进行离散化，得到可根据当前运行状态量预测下一采集时刻车辆的运行状态量的预测控制模型，以实现对车辆运行状态的预测。
[0100]
接上述示例，预测控制模型可通过下式表示：
[0101]
[0102][0103]
x3(k 1)＝u3(k)ts x1(k)x2(k)x3(k)ts x3(k)
[0104]
其中，x为车辆运行状态量，x＝[x1,x2,x3]
t
＝[γ,β,v]
t
；u为车辆运行控制量， u＝[u1,u2,u3]
t
＝[δr,mz,a
x
]
t
；ts为采样间隔；k为当前采样时刻；k 1为下一采样时刻。可选的，ts可为0.001s。
[0105]
s2044、根据预测控制模型确定的预测运行状态量、预设加权系数、预设时域和运行参数给定值构建目标函数。
[0106]
其中，预设加权系数包括：预设横摆角速度加权系数、预设质心侧偏角加权系数、预设车速加权系数、预设后轮转角变化量加权系数、预设补偿横摆力矩变化量加权系数和预设纵向加速度加权系数。
[0107]
接上述示例，目标函数可通过下式表示：
[0108][0109]
其中，j为目标函数值；nc为预设控制时域；n
p
为预设预测时域；p1为预设横摆角速度加权系数；p2为预设质心侧偏角加权系数；p3为预设车速加权系数；p4为预设后轮转角变化量加权系数；p5为预设补偿横摆力矩变化量加权系数；p6为预设纵向加速度加权系数。
[0110]
可选的，预设预测时域可为10，预设控制时域可为3，预设横摆角速度加权系数可为10，预设质心侧偏角加权系数可为2，预设车速加权系数可为0.1，预设后轮转角变化量加权系数可为1.5，预设补偿横摆力矩变化量加权系数可为 1，预设纵向加速度加权系数可为0.2。上述各参数可根据工程实践适应性进行配置，本发明实施例对此不进行限制。
[0111]
本发明实施例中，通过对预设时域进行分段，使得预设控制时域小于预设预测时域，在不降低预测精度的条件下降低了目标函数的运算量，提升了根据目标函数确定车辆运行控制量的准确性。
[0112]
s205、将代入当前运行状态量后的目标函数确定为当前目标函数。
[0113]
具体的，将包含横摆角速度实际值、质心侧偏角实际值和车速实际值的当前运行状态量代入至确定出的预测控制模型，以确定车辆的预测运行状态量，进而将当前状态量以及预测运行状态量一并代入目标函数中，得到与当前采集时刻对应的当前目标函数。
[0114]
s206、将当前目标函数最小值时对应的后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度确定为车辆运行控制量。
[0115]
其中，后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度满足预设控制量约束条件。
[0116]
在本实施例中，预设控制量约束条件可理解为根据车辆及执行机构的物理特性决
定的，用以控制根据目标函数确定出的车辆运行控制量，能够使得车辆在不被损伤情况下执行控制操作的约束条件。
[0117]
具体的，确定代入当前运行状态量后的当前目标函数的函数值，在当前目标函数值最小时，确定其中对应当前采样时刻的三个车辆运行控制量 u＝[u1,u2,u3]
t
＝[δr,mz,a
x
]
t
的值，进而可将其中包括的后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度确定为可用于对当前采样时刻车辆进行控制的车辆运行控制量。
[0118]
接上述示例，预设控制量约束条件可通过下式表示：
[0119]
|u1(ki)|≤δ
rmax
(k 1≤ki≤k nc)
[0120]
|u2(ki)|≤m
zmax
(k 1≤ki≤k nc)
[0121]
|u3(ki)|≤a
xmax
(k 1≤ki≤k nc)
[0122]
其中，δ
rmax
为后轮转角绝对值的最大值，m
zmax
为补偿横摆力矩绝对值的最大值，a
xmax
为加速度绝对值的最大值。
[0123]
s207、根据后轮转角确定后轮助力转向电机转角。
[0124]
具体的，后轮助力转向电机转角与后轮转角间的关系由后轮电动转向助力器内部的滚珠丝杠等转动机构、后转向器横拉杆、后转向节的机械机构布置决定，该对应关系可通过一个预设函数表示，后轮助力转向电机转角与后轮转角间的具体关系为：
[0125]
θ
rm
＝f2(δr)
[0126]
其中，θ
rm
为后轮助力转向电机转角，f2为后轮转角与后轮助力转向电机转角间对应的函数关系。
[0127]
s208、根据运行参数给定值中的前轮转角给定值确定前轮助力转向电机转角。
[0128]
具体的，前轮助力转向电机转角与前轮转角给定值的关系由前轮电动助力转向器内部的滚珠丝杠等转动机构、前转向器横拉杆、前转向节的机械结构布置决定，该对应关系可通过一个预设函数表示，前轮助力转向电机转角与前轮转角给定值间的具体关系为：
[0129]
θ
fm
＝f1(δ
fref
)
[0130]
其中，θ
fm
为前轮助力转向电机转角，f1为前轮转角给定值与前轮助力转向电机转角间对应的函数关系。
[0131]
s209、根据补偿横摆力矩和纵向加速度确定四轮电机驱动转矩。
[0132]
其中，后轮助力转向电机转角、前轮助力转向电机转角和四轮电机驱动转矩为车辆纵横向控制参数。
[0133]
具体的，补偿横摆力矩和纵向加速度与四轮电机驱动转矩间的具体关系为：
[0134][0135][0136]
其中，m
fl
为四轮电机驱动转矩中的左前轮驱动转矩，m
rl
为四轮电机驱动转矩中的左后轮驱动转矩，m
fr
为四轮电机驱动转矩中的右前轮驱动转矩，m
rr
为四轮电机驱动转矩中的右后轮驱动转矩。
[0137]
s210、根据车辆纵横向控制参数控制车辆转向和驱动。
[0138]
具体的，根据确定出的后轮助力转向电机转角、前轮助力转向电机转角和四轮电
机驱动转矩，分别控制车辆的前后轮助力转向电机，以及车辆的四轮电机工作，使得车辆可按照确定出的控制参数进行转向和驱动。
[0139]
示例性的，图4为本发明实施例二提供的一种车辆控制逻辑示例图，其中包括上层adas智能驾驶控制单元、车辆参考模型、纵横向稳定性控制单元、转换单元和车辆执行机构。
[0140]
具体的，上层adas智能驾驶控制单元根据获取到的车辆前相机周边道路情况确定出前轮转角给定值及车速给定值，并将确定出的前轮转角给定值和车速给定值发送给车辆参考模型；车辆参考模型根据获取的两个给定值计算出横摆角速度给定值及质心侧偏角给定值，并将上述横摆角速度给定值和质心侧偏角给定值发送给纵横向稳定性控制单元；纵横向稳定性控制单元中集成有据运行参数给定值、预设加权系数、预设时域和预测控制模型构建目标函数，其同时接受上层adas智能驾驶控制单元发送的前轮转角给定值和车速给定值，以及车辆上集成的惯性导航单元发送的横摆角速度实际值、质心侧偏角实际值和车速实际值，计算得出三个车辆运行控制量，该车辆运行控制量包括后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度，并将确定出的后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度发送至转换单元；转换单元同时接受上层adas智能驾驶控制单元发送的前轮转角给定值和纵横向稳定性控制单元发送的后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度，计算得出用以控制车辆转向和驱动的前轮助力转向电机转角、后轮助力转向电机转角和四轮电机驱动转矩。
[0141]
本发明实施例中，由确定出的前轮助力转向电机转角、后轮助力转向电机转角和四轮电机驱动转矩控制装配在车辆上的前轴助力转向电机、后轴助力转向电机及四个轮毂电机，再由车辆上集成的惯性导航单元将由车辆执行机构采集到的当前时刻横摆角速度实际值、质心侧偏角实际值和车速实际值反馈至纵横向稳定性控制单元，实现对车辆的闭环控制。
[0142]
本实施例的技术方案，将预测控制思想引入车辆控制领域，根据车辆二自由度模型构建预测控制模型，实现根据车辆当前运行状态量对下一采样时刻的预测运行状态量的确定，进而根据确定出的预测运行状态量以及预先设置的时域和加权系数，构建目标函数，通过预测控制的思想确定与当前运行状态量对应的满足预设控制量约束条件的后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度，根据确定出的后轮转角、补偿横摆力矩、纵向加速度和前轮转角给定值确定用以控制车辆转向的各助力转向电机转角。本技术中相较于目前普遍采用的前轮转向模式，在进行车辆控制时添加了后轮转向机构，减小了车辆低速行驶时的转弯半径，采用多种满足约束条件的控制参数对车辆转向进行控制，提升了车辆纵横向控制的稳定性。
[0143]
实施例三
[0144]
图5为本发明实施例三提供的一种车辆控制装置的结构示意图，该车辆控制装置包括：参数确定模块31，控制量确定模块32和转向控制模块33。
[0145]
其中，参数确定模块31，用于获取当前路况信息及车辆的当前运行状态量，根据当前路况信息确定对应的运行参数给定值；控制量确定模块32，用于将当前运行状态量代入目标函数，确定车辆运行控制量；转向控制模块33，用于根据运行参数给定值与车辆运行控制量确定车辆纵横向控制参数，并根据车辆纵横向控制参数控制车辆转向和驱动；其中，目标函数为根据预测控制模型构建的函数，预测控制模型由车辆对应的二自由度车辆模型离
散化得到。
[0146]
本实施例的技术方案，解决了现有技术中针对极限工况下车辆稳定裕度小的问题，同时采用根据目标函数确定的多个车辆运行控制量生成车辆纵横向控制参数，解决了单一控制量无法使纵横向耦合系统同时达到理想状态的问题，提高了车辆纵横向控制的稳定性。
[0147]
可选的，运行参数给定值包括前轮转角给定值、车速给定值、横摆角速度给定值及质心侧偏角给定值。
[0148]
可选的，车辆控制装置，还包括：
[0149]
目标函数构建模块，用于根据运行参数给定值、预设加权系数、预设时域和预测控制模型构建目标函数。
[0150]
可选的，参数确定模块31，包括：
[0151]
第一给定值确定单元，用于根据当前路况信息确定车辆的前轮转角给定值及车速给定值；
[0152]
第二给定值确定单元，用于将前轮转角给定值与车速给定值代入预先构造的车辆参考模型，确定与当前路况信息对应的横摆角速度给定值与质心侧偏角给定值。
[0153]
可选的，目标函数构建模块，包括：
[0154]
轮胎模型构建单元，用于根据获取的车辆垂直载荷、前轮侧偏刚度、后轮侧偏刚度、前轮轮胎侧偏角和后轮轮胎侧偏角构建轮胎模型；
[0155]
车辆模型构建单元，用于根据轮胎模型与车辆的转动惯量构建车辆对应的二自由度车辆模型；
[0156]
状态量预测单元，用于将二自由度车辆模型离散化得到预测控制模型，以对车辆的运行状态量进行预测；
[0157]
目标函数构建单元，用于根据预测控制模型确定的预测运行状态量、预设加权系数、预设时域和运行参数给定值构建目标函数；
[0158]
其中，预设时域包括预设预测时域和预设控制时域，预设预测时域大于或等于预设控制时域。
[0159]
进一步的，预设加权系数包括：预设横摆角速度加权系数、预设质心侧偏角加权系数、预设车速加权系数、预设后轮转角变化量加权系数、预设补偿横摆力矩变化量加权系数和预设纵向加速度加权系数。
[0160]
可选的，控制量确定模块32，包括：
[0161]
当前函数确定单元，用于将代入当前运行状态量后的目标函数确定为当前目标函数；
[0162]
控制量确定单元，用于将当前目标函数取最小值时对应的后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度确定为车辆运行控制量；
[0163]
其中，后轮转角、补偿横摆力矩和纵向加速度满足预设控制量约束条件。
[0164]
可选的，转向控制模块33，包括：
[0165]
第一转角确定单元，用于根据后轮转角确定后轮助力转向电机转角；
[0166]
第二转角确定单元，用于根据运行参数给定值中的前轮转角给定值确定前轮助力转向电机转角；
[0167]
转矩确定单元，用于根据补偿横摆力矩和纵向加速度确定四轮电机驱动转矩；
[0168]
其中，后轮助力转向电机转角、前轮助力转向电机转角和四轮电机驱动转矩为车辆纵横向控制参数；
[0169]
转向控制单元，用于根据车辆纵横向控制参数控制车辆转向和驱动。
[0170]
本发明实施例所提供的车辆控制装置可执行如本发明任意实施例所提供的车辆控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0171]
实施例四
[0172]
图6为本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图，如图6所示，该车辆包括控制器41、存储装置42、输入装置43和输出装置44；车辆中控制器41 的数量可以是一个或多个，图6中以一个控制器41为例；车辆中的控制器41、存储装置42、输入装置43和输出装置44可以通过总线或其他方式连接，图6 中以通过总线连接为例。
[0173]
存储装置42作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的车辆控制方法对应的程序指令/模块 (例如，参数确定模块31，控制量确定模块32和转向控制模块33)。控制器 41通过运行存储在存储装置42中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的车辆控制方法。
[0174]
存储装置42可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置42可进一步包括相对于控制器41 远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0175]
输入装置43可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与车辆的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置44可包括显示屏等显示设备。
[0176]
实施例五
[0177]
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种车辆控制方法，该方法包括：
[0178]
获取当前路况信息及车辆的当前运行状态量，根据当前路况信息确定对应的运行参数给定值；
[0179]
将当前运行状态量代入目标函数，确定车辆运行控制量；
[0180]
根据运行参数给定值与车辆运行控制量确定车辆纵横向控制参数，并根据车辆纵横向控制参数控制车辆前后轮转向机构转向；
[0181]
其中，目标函数为根据预测控制模型构建的函数，预测控制模型由车辆对应的二自由度车辆模型离散化得到。
[0182]
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的车辆控制方法中的相关操作。
[0183]
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更
佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器 (read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0184]
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0185]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。