在不平坦道路上实现平稳行驶的驱动扭矩的最优控制的方法和装置与流程

本发明涉及车辆的驱动系统的控制，并且更具体地涉及一种用于对实现在不平坦道路(诸如具有凸块或凹陷的道路)上平稳行驶的驱动扭矩进行最优控制的技术。

背景技术：

1、当车辆驶过不平坦道路(例如，具有凸块、凹陷等)时，非预期的俯仰运动和纵向加速度被增加到车辆的簧载质量，从而降低乘坐舒适性。这里，“簧载质量”是主要被用于建模车辆负载的术语，并且指的是车辆的上部(即人们乘坐的地方)。另一方面，下部车身结构被称为簧下质量。

2、根据相关技术，为了使簧载质量的垂直位移最小化，主要利用车辆的特定主动悬架，以尝试提高乘坐舒适性。

3、例如，韩国专利公开申请号10-1997-0069430(1997年11月7日)报告了一种用于车辆的特定水平调节设备，其中，为了检测有凸块凸起的道路情况的路面，致动器根据从安装在车身下方的道路传感器传输的信号而进行操作，以打开或关闭用于控制压缩空气的调平阀。通过控制调平阀的压缩空气来调整车身高度的空气弹簧被安装在车身和车轴之间，以防止车身下部由于凸块而受损，并吸收和减轻来自路面的冲击，从而提高乘客的乘坐舒适性。

技术实现思路

1、传统上，只有通过使用比例增益控制(p控制)来寻求缓解当车辆驶过不平坦道路时发生的垂直波动(俯仰运动)的控制。然而，我们已经发现，除了俯仰运动外，车辆通过不平坦道路或地面会受到纵向加速度和加加速度的明显影响。

2、在一个方面，本发明旨在提供一种控制方法和装置，通过降低纵向加速度和加加速度以及在驶过不平坦道路时发生的俯仰运动来提高乘坐舒适性。

3、为了通过降低车辆驶过凸块或凹陷时发生的俯仰(俯仰运动)变化来提高乘坐舒适性，它能够要求将俯仰运动保持为零。特别是，在前轮驱动车辆中，这是通过在与增加或降低俯仰的方向相反的方向上生成驱动扭矩来实现的。

4、因此，在控制俯仰运动的同时，通过适当地调整车辆的纵向加速度和加加速度程度来调整和提高乘坐舒适性。例如，如果车辆的前鼻部被抬高(进入凸块或摆脱凹陷)，则在与车辆行进方向相反的方向上生成扭矩，以对要被降低的车辆的前鼻部执行控制，反之，如果车辆的前鼻部被降低(摆脱凸块或进入凹陷)，则在车辆的行进方向上生成扭矩，以对要被抬高的车辆的前鼻部执行控制。

5、为了执行该控制，基于最优控制，使用车辆的加速度约束和加加速度约束计算俯仰运动降低目标函数、纵向加速度降低目标函数和加加速度降低目标函数，并权重被反映在这些目标函数中，以计算出最终驱动扭矩并应用于车辆，从而降低俯仰运动、纵向加速度和加加速度。

6、在一个方面，提供了一种用于在不平坦道路或地面上行驶的驱动扭矩的最优或增强控制的方法，该方法包括以下步骤：a)根据估计的俯仰角速度计算扭矩候选组；b)根据扭矩候选组生成俯仰运动降低目标函数；c)估计对应于步骤a)中生成的扭矩候选组的车辆加速度候选组；d)通过综合预定的加速度约束和估计的车辆加速度候选组生成纵向加速度降低目标函数；e)通过计算从传感器获取的当前加速度值与在步骤c)中估计的车辆加速度候选组一起估计加加速度候选组；f)通过综合设定的加加速度约束和加加速度候选组生成加加速度降低目标函数；以及g)在目标函数中选择具有最小值的候选者，并确定对应于所选候选者的驱动扭矩。

7、在优选方法的某些方面，在步骤b)中，俯仰运动降低目标函数与驱动扭矩候选组的大小成反比地生成，以便俯仰运动降低目标函数随着驱动扭矩的幅值增加而逐渐减少。

8、在优选方法的附加方面，在步骤d)中，纵向加速度降低目标函数与驱动扭矩候选组的大小成比例地生成，以便纵向加速度降低目标函数随着驱动扭矩的幅值的增加而逐渐增加。

9、在优选方法的进一步方面，在步骤e)中，目标函数的大小在加速度约束之上的区域中增加。

10、在优选方法的又一方面中，在步骤f)中，目标函数与驱动扭矩候选组的大小成比例地生成，以便加加速度降低目标函数随着驱动扭矩的幅值增加而逐渐增加。

11、如所讨论的，该方法和系统适当地包括使用控制器或处理器。因此，在上述方法中，该方法可包括以下步骤：a)经由控制器根据估计的俯仰角速度计算扭矩候选组；b)经由控制器根据扭矩候选组生成俯仰运动降低目标函数；c)经由控制器估计与步骤a)中生成的扭矩候选组相对应的车辆加速度候选组；d)经由控制器通过综合预定的加速度约束和估计的车辆加速度候选组来生成纵向加速度降低目标函数；e)经由控制器通过计算从传感器获取的当前加速度值以及在步骤c)中估计的车辆加速度候选组来估计加加速度候选组；f)经由控制器通过综合设定的加加速度约束和加加速度候选组来生成加加速度降低目标函数；以及g)经由控制器选择在目标函数中具有最小值的候选者并确定对应于所选候选者的驱动扭矩。

12、在另一个实施例中，提供了包括如本文所公开的装置或系统的车辆。

13、通过后面参照附图描述的具体实施例，本发明的配置和操作将变得更清晰。

技术特征：

1.一种用于在不平坦道路上实现平稳行驶的驱动扭矩的最优控制方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤b)中，所述俯仰运动降低目标函数与所述驱动扭矩候选组的大小成反比地生成，使得所述俯仰运动降低目标函数随着所述驱动扭矩的幅值增加而逐渐降低。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤d)中，所述纵向加速度降低目标函数与所述驱动扭矩候选组的大小成比例地生成，使得所述纵向加速降低目标函数随着驱动扭矩的幅值增加而逐渐增加。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤d)中，目标函数的大小在所述加速度约束之上的区域中增加。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤f)中，与驱动扭矩候选组的大小成比例地生成目标函数，使得所述加加速度降低目标函数随着驱动扭矩的幅值增加而逐渐增加。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤f)中，目标函数的大小在所述加加速度约束之上的区域中增加。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤g)还包括将权重应用于在操作步骤b)、d)和f)中计算的目标函数。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在应用所述权重时，与纵向加速度相关的第一权重和与加加速度相关的第二权重被应用。

9.一种用于驱动扭矩的装置，所述装置包括：

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述俯仰运动降低目标函数生成单元与驱动扭矩候选组的大小成反比地生成所述俯仰运动降低目标函数，使得所述俯仰运动降低目标函数随着所述驱动扭矩的幅值增加而逐渐降低。

11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述纵向加速度降低目标函数生成单元与驱动扭矩候选组的大小成比例地生成所述纵向加速度降低目标函数，使得所述纵向加速降低目标函数随着所述驱动扭矩的幅值增加而逐渐增加。

12.根据权利要求9所述的装置，其中，所述纵向加速度降低目标函数生成单元在所述加速度约束之上的区域中增加目标函数的大小。

13.根据权利要求9所述的装置，其中，所述加加速度降低目标函数生成单元与所述驱动扭矩候选组的大小成比例地生成目标函数，使得所述加加速度降低目标函数随着所述驱动扭矩的幅值增加而逐渐增加。

14.根据权利要求9所述的装置，其中，所述加加速度降低目标函数生成单元在所述加加速度度约束之上的区域中增加目标函数的大小。

15.根据权利要求9所述的装置，还包括权重确定单元，所述权重确定单元被配置为将权重应用于在所述俯仰运动降低目标函数生成单元、所述加速度降低目标函数生成单元和所述加加速度降低目标函数生成单元中计算的目标函数。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述权重确定单元将与纵向加速度相关的第一权重和与加加速度相关的第二权重应用于所述目标函数。

17.一种车辆，包括根据权利要求9至16中任一项所述的装置。

技术总结
本申请提供了一种在不平坦道路上实现平稳行驶的驱动扭矩的最优控制的方法和装置，其包括使用车辆的加速度值和加加速度约束来计算俯仰运动降低目标函数、纵向加速度降低目标函数和加加速度降低目标函数，并且权重被反映在这些目标函数中，以计算出最终驱动扭矩并应用于车辆，从而降低俯仰运动、纵向加速度和加加速度。

技术研发人员：张振镐
受保护的技术使用者：现代凯菲克株式会杜
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12