车辆轮胎力直接控制方法、装置及电子设备与流程

本申请属于汽车运动控制系统领域，尤其涉及一种车辆轮胎力直接控制方法、装置及电子设备。

背景技术：

1、自动驾驶近年来发展日趋加速，实用化水平逐步提高，受到社会各方的关注和大力投入。就其功能模块而言，自动驾驶包括环境感知、自主决策和运动控制三大关键技术。运动控制是与车辆动力学交互的底层模块，主要用于将上层模块的驾驶意图转化为控制量，直接决定车辆的运动状态。

2、传统的运动控制主要是基于一些类似“比例-积分-微分控制器”的基于误差的线性控制律进行控制，但是采用基于误差的线性控制律存在一些固有问题，其性能与选取的参数高度相关，由于车辆本身存在固有的非线性特性，因此同一套参数难以同时适应低速与高速、普通转向与紧急避障等不同工况的需求。

3、为了解决上述问题，研究人员选取反馈线性化这一非线性控制方法作下一代运动控制器中的控制算法。而将该方法应用在车辆运动控制领域时，要求能够直接控制车辆轮胎与地面间产生的力的大小与方向，称为轮胎力直接控制，即对每一个车轮给定目标纵向力与侧向力，目标轮胎力直接控制算法计算得到能够使轮胎产生该目标轮胎力的轮胎侧偏角与轮胎滑移率，并将该轮胎侧偏角与轮胎滑移率发送给执行器，由执行器实现该轮胎侧偏角与轮胎滑移率。因此，在进行轮胎力直接控制时，准确计算出轮胎侧偏角和轮胎滑移率具有重要意义。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种车辆轮胎力直接控制方法、装置、设备、介质及程序，能够得到准确的轮胎侧偏角和轮胎滑移率。

2、第一方面，本申请实施例提供一种车辆轮胎力直接控制方法，包括：

3、接收车体坐标系下的第一目标轮胎力和车轮处车身侧偏角；

4、初始化迭代步数和车轮转角目标值；

5、基于车轮转角目标值，将第一目标轮胎力转换为轮胎坐标系下的第二目标轮胎力；

6、基于第二目标轮胎力和预设的目标轮胎模型的逆模型，确定轮胎侧偏角和轮胎滑移率；

7、基于轮胎侧偏角和车轮处车身侧偏角，确定车轮转角预测值；

8、将车轮转角预测值作为车轮转角目标值，返回执行基于车轮转角目标值，将第一目标轮胎力转换为轮胎坐标系下的第二目标轮胎力的步骤，直至满足迭代结束条件；

9、响应于满足迭代结束条件，将最后一次迭代得到的轮胎侧偏角和轮胎滑移率分别确定为目标轮胎侧偏角和目标轮胎滑移率。

10、第二方面，本申请实施例提供了一种车辆轮胎力直接控制装置，包括：

11、接收模块，用于接收车体坐标系下的第一目标轮胎力和车轮处车身侧偏角；

12、初始化模块，用于初始化迭代步数和车轮转角目标值；

13、转换模块，用于基于车轮转角目标值，将第一目标轮胎力转换为轮胎坐标系下的第二目标轮胎力；

14、逆运算模块，用于基于第二目标轮胎力和预设的目标轮胎模型的逆模型，确定轮胎侧偏角和轮胎滑移率；

15、车轮转角计算模块，用于基于轮胎侧偏角和车轮处车身侧偏角，确定车轮转角预测值；

16、迭代模块，用于将车轮转角预测值作为车轮转角目标值，返回执行基于车轮转角目标值，将第一目标轮胎力转换为轮胎坐标系下的第二目标轮胎力的步骤，直至满足迭代结束条件；

17、确定模块，用于响应于满足迭代结束条件，将最后一次迭代得到的轮胎侧偏角和轮胎滑移率分别确定为目标轮胎侧偏角和目标轮胎滑移率。

18、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；

19、所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如第一方面所述的车辆轮胎力直接控制方法。

20、第四方面，本申请实施例提供了计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如第一方面所述的车辆轮胎力直接控制方法。

21、第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备执行如第一方面所述的车辆轮胎力直接控制方法。

22、本申请实施例的车辆轮胎力直接控制方法、装置、设备、介质及程序，基于车轮转角目标值将车体坐标系下的第一目标轮胎力转换为轮胎坐标系下的第二目标轮胎力，基于转换得到的第二目标轮胎力和目标轮胎模型确定轮胎侧偏角和轮胎滑移率，通过迭代的方式对车轮转角目标值进行优化，最终得到满足迭代结束条件的目标轮胎侧偏角和目标轮胎滑移率。根据本申请实施例，能够解决现有基于轮胎逆模型的轮胎力直接控制方法中，由于未考虑轮胎模型中轮胎力在轮胎坐标系中分解，而上层运动控制算法中轮胎力在车体坐标系间进行分解这一区别，从而引入轮胎力控制误差这一问题，保证了可以得到准确的目标轮胎侧偏角和目标轮胎滑移率。

技术特征：

1.一种车辆轮胎力直接控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的车辆轮胎力直接控制方法，其特征在于，所述基于所述车轮转角目标值，将所述第一目标轮胎力转换为轮胎坐标系下的第二目标轮胎力，包括：

3.根据权利要求2所述的车辆轮胎力直接控制方法，其特征在于，所述基于所述第二目标轮胎力和预设的目标轮胎模型的逆模型，确定轮胎侧偏角和轮胎滑移率，包括：

4.根据权利要求3所述的车辆轮胎力直接控制方法，其特征在于，基于所述轮胎滑移率和所述车轮处车身侧偏角，确定车轮转角预测值，包括：

5.根据权利要求4所述的车辆轮胎力直接控制方法，其特征在于，所述初始化迭代步数和车轮转角目标值，包括：

6.根据权利要求5所述的车辆轮胎力直接控制方法，其特征在于，所述迭代结束条件包括：

7.根据权利要求6所述的车辆轮胎力直接控制方法，其特征在于，所述最大迭代步数采用如下方式确定：

8.根据权利要求7所述的车辆轮胎力直接控制方法，其特征在于，所述确定所述目标轮胎模型对应的迭代误差变化率，包括：

9.一种车辆轮胎力直接控制装置，其特征在于，包括：

10.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；

技术总结
本申请公开了一种车辆轮胎力直接控制方法、装置及电子设备，基于车轮转角目标值将车体坐标系下的第一目标轮胎力转换为轮胎坐标系下的第二目标轮胎力，基于转换得到的第二目标轮胎力和目标轮胎模型确定轮胎侧偏角和轮胎滑移率，通过迭代的方式对车轮转角目标值进行优化，最终得到满足迭代结束条件的目标轮胎侧偏角和目标轮胎滑移率。根据本申请实施例，能够解决现有基于轮胎逆模型的轮胎力直接控制方法中，由于未考虑轮胎模型中轮胎力在轮胎坐标系中分解，而上层运动控制算法中轮胎力在车体坐标系间进行分解这一区别，从而引入轮胎力控制误差这一问题，保证了可以得到准确的目标轮胎侧偏角和目标轮胎滑移率。

技术研发人员：戴渌爻,张明轩,张佳雯,怀周玉
受保护的技术使用者：经纬恒润（天津）研究开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15