车辆稳定性控制系统及方法

摘要

本申请实施例公开了一种车辆稳定性控制系统。该系统包括：稳定性约束模块，根据目标时间段内的预测环境信息确定车辆后轮的控制层约束数据和执行层约束数据；反馈控制模块，根据控制层约束数据和/或执行层约束数据，确定后轮转向反馈控制数据；前馈控制模块，根据车辆的行驶信息确定后轮转向前馈控制数据；后轮转角确定模块，根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据；执行控制模块，基于目标转角数据，控制车辆后轮的转向操作。该系统通过设置约束数据使车辆在行驶过程中车辆的横摆角速度等特性不会产生过大的偏差，保证了车辆的稳定性。

权利要求

1.一种车辆稳定性控制系统，其特征在于，所述系统包括：稳定性约束模块，用于根据目标时间段内的预测环境信息确定车辆后轮的控制层约束数据和执行层约束数据；

反馈控制模块，用于根据控制层约束数据和/或执行层约束数据，确定后轮转向反馈控制数据；

前馈控制模块，用于根据车辆的行驶信息确定后轮转向前馈控制数据；

后轮转角确定模块，用于根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据；

执行控制模块，用于基于目标转角数据，控制车辆后轮的转向操作；

其中，所述系统还包括：

第二转角数据确定模块，用于根据车速和转向盘转角的二维插值表确定转角比例曲线，并根据所述行驶信息和所述转角比例曲线，确定第二转角数据；

其中，所述后轮转角确定模块包括：

第一转角数据确定单元，用于将后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据进行叠加，确定后轮的第一转角数据；

加权计算单元，用于将所述第一转角数据和所述第二转角数据进行加权求和，确定目标转角数据；

其中，预测环境信息包括地图信息、天气信息、地形信息、轨迹信息以及路面信息；控制层约束数据包括行驶路径偏差约束数据、横摆角速度偏差约束数据以及质心侧偏角偏差约束数据；执行层约束数据包括后轮转角限位约束数据以及后轮转角变化率约束数据；车辆的行驶信息包括转向盘转角、加速踏板开度和制动踏板开度；第一转角数据通过将后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据进行加权求和得到；根据行驶信息得到后轮的第二转角数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述稳定性约束模块包括：控制层约束数据确定单元，用于确定行驶路径偏差约束数据、横摆角速度偏差约束数据、质心侧偏角偏差约束数据中的至少一项；

执行层约束数据确定单元，用于确定后轮转角限位约束和/或后轮转角变化率约束。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：环境信息输入模块，用于获取环境信息并向所述车辆稳定性控制系统输入所述环境信息，所述环境信息包括地图信息、天气信息、地形信息和轨迹信息中的至少一项；

环境信息决策模块，用于接收环境信息输入模块输入的环境信息，并根据所述环境信息确定在目标时间段内的预测环境信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：行驶信息输入模块，用于获取车辆的行驶信息，并向所述前馈控制模块输入所述行驶信息。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述执行控制模块，包括：实际转角确定单元，用于确定车辆后轮的实际转角数据；

差值计算单元，用于计算实际转角数据与目标转角数据之间的差值，并根据所述差值控制车辆后轮的转向操作。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，实际转角确定单元，包括：后轮转向电机位置传感器，用于确定第一齿条位置数据；

后轮转向总成布置线位置传感器，用于确定第二齿条位置数据；

实际转角计算子单元，用于根据所述第一齿条位置数据和所述第二齿条位置数据，确定齿条实际位置数据，并根据线角比参数以及齿条实际位置数据，确定实际转角数据。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：状态反馈模块，用于采集车辆在响应于执行控制模块的控制之后的行驶信息，并将所述行驶信息反馈给所述前馈控制模块和所述反馈控制模块。

8.一种车辆稳定性控制方法，其特征在于，所述方法包括：稳定性约束模块根据目标时间段内的预测环境信息确定车辆后轮的控制层约束数据和执行层约束数据；

反馈控制模块根据控制层约束数据和/或执行层约束数据，确定后轮转向反馈控制数据；

前馈控制模块根据车辆的行驶信息确定后轮转向前馈控制数据；

后轮转角确定模块根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据；

执行控制模块基于目标转角数据，控制车辆后轮的转向操作；

所述第二转角数据是根据车速和转向盘转角的二维插值表确定转角比例曲线，并根据所述行驶信息和所述转角比例曲线确定的；

所述后轮转角确定模块根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据进行叠加确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据，包括：将后轮反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据进行叠加，确定后轮的第一转角数据；

将所述第一转角数据和所述第二转角数据进行加权求和，确定目标转角数据；

其中，预测环境信息包括地图信息、天气信息、地形信息、轨迹信息以及路面信息；控制层约束数据包括行驶路径偏差约束数据、横摆角速度偏差约束数据以及质心侧偏角偏差约束数据；执行层约束数据包括后轮转角限位约束数据以及后轮转角变化率约束数据；车辆的行驶信息包括转向盘转角、加速踏板开度和制动踏板开度；第一转角数据通过将后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据进行加权求和得到；根据行驶信息得到后轮的第二转角数据。

说明书

车辆稳定性控制系统及方法

技术领域

[0001] 本申请实施例涉及汽车转向控制技术领域，尤其涉及一种车辆稳定性控制系统及方法。

背景技术

[0002] 对于乘用车来说，轻微的不足转向特性可以保证车辆行驶的稳定性，但是车辆高速转弯时往往会产生过度转向的问题。通过后轮转向系统，可以消除这种过度转向带来的安全隐患，同时，对于中大型车以及豪华车来说，后轮转向系统可以使车辆在低速转弯时更加灵活，高速转弯时更加稳定。

[0003] 后轮转向包括后轮与前轮同向、后轮与前轮反向两种状况，并且这两种状况也可能会呈现出两种完全不相同的转向特性。车辆在低速驾驶时，可以通过后轮与前轮的反向运转来适度添加转向过度。而车辆在高速驾驶时如果碰到紧急变线的状况，在沒有任何电子铺助系统的帮助下，非常容易出现转向过度的倾向，此时通过后轮造成一个很小但很至关重要的与前轮相似方向的转向则可以弥补转向过度的趋势。

[0004] 目前通常采用以下方法进行后轮转向控制：以质心侧偏角为零作为控制目标，基于车速确定后轮转角增益，将转向盘转角与后轮转角增益相乘，作为后轮转角前馈控制量。反馈控制量基于横摆角速度偏差计算得到。后轮转角前馈控制量和后轮转角反馈控制量叠加构成后轮转角控制量，用于后轮转向控制。然而现有的后轮转向控制技术中未考虑控制层约束和执行层约束，且只有在车辆处于紧急状态下才进行稳定性控制，没有对车辆的稳定性边界进行预判，难以保证车辆的稳定性。

发明内容

[0005] 本申请实施例提供了一种车辆稳定性控制系统及方法，可以提高车辆转弯或者变线时的灵活性和稳定性。

[0006] 第一方面，本申请实施例提供了一种车辆稳定性控制系统，所述系统包括：

[0007] 稳定性约束模块，用于根据目标时间段内的预测环境信息确定车辆后轮的控制层约束数据和执行层约束数据；

[0008] 反馈控制模块，用于根据控制层约束数据和/或执行层约束数据，确定后轮转向反馈控制数据；

[0009] 前馈控制模块，用于根据车辆的行驶信息确定后轮转向前馈控制数据；

[0010] 后轮转角确定模块，用于根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据；

[0011] 执行控制模块，用于基于目标转角数据，控制车辆后轮的转向操作。

[0012] 第二方面，本申请实施例提供了一种车辆稳定性控制方法，该方法由车辆稳定性控制系统执行，该方法包括：

[0013] 稳定性约束模块根据目标时间段内的预测环境信息确定车辆后轮的控制层约束数据和执行层约束数据；

[0014] 反馈控制模块根据控制层约束数据和/或执行层约束数据，确定后轮转向反馈控制数据；

[0015] 前馈控制模块根据车辆的行驶信息确定后轮转向前馈控制数据；

[0016] 后轮转角确定模块根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据；

[0017] 执行控制模块基于目标转角数据，控制车辆后轮的转向操作。

[0018] 本申请实施例通过一种车辆稳定性控制系统实现了对车辆后轮转向的控制：该系统包括:稳定性约束模块，用于根据目标时间段内的预测环境信息确定车辆后轮的控制层约束数据和执行层约束数据；反馈控制模块，用于根据控制层约束数据和/或执行层约束数据，确定后轮转向反馈控制数据；前馈控制模块，用于根据车辆的行驶信息确定后轮转向前馈控制数据；后轮转角确定模块，用于根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据；执行控制模块，用于基于目标转角数据，控制车辆后轮的转向操作。本申请实施例提供的车辆稳定性控制系统通过预测未来时间段内车辆行驶环境信息，提前调整稳定性边界，以使车辆尽快适应未来路面状况的变化。同时，该车辆稳定性控制系统通过设置约束数据，使车辆遇到紧急情况时车辆的横摆角速度等特性不会产生过大的偏差，保证了车辆的稳定性。

附图说明

[0019] 图1是本申请实施例提供的车辆稳定性控制系统结构框图；

[0020] 图2是本申请实施例提供的另一种车辆稳定性控制系统结构框图；

[0021] 图3是本申请实施例提供的车辆稳定性控制方法流程图；

[0022] 图4是本申请实施例提供的又一种车辆稳定性控制系统结构框图。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图和实施例对本申请在实施例中作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

[0024] 图1是本申请实施例中提供的车辆稳定性控制系统结构框图。本申请实施例的技术方案可以适用于汽车转弯或者变线的场景中。如图1所示，本申请实施例中提供的车辆稳定性控制系统可以包括：

[0025] 稳定性约束模块110，用于根据目标时间段内的预测环境信息确定车辆后轮的控制层约束数据和执行层约束数据；

[0026] 反馈控制模块120，用于根据控制层约束数据和/或执行层约束数据，确定后轮转向反馈控制数据；

[0027] 前馈控制模块130，用于根据车辆的行驶信息确定后轮转向前馈控制数据；

[0028] 后轮转角确定模块140，用于根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据；

[0029] 执行控制模块150，用于基于目标转角数据，控制车辆后轮的转向操作。

[0030] 本申请实施例中，目标时间段可以根据实际需求进行设置，例如可以是未来10分钟或者半个小时等。环境信息可以包括地图信息、天气信息、地形信息、轨迹信息以及路面信息等。其中，地图信息包括但不局限于道路状况、事故标注、流量等；天气信息包括但不局限于天气、温度、湿度、风力等；地形信息包括但不局限于雪地、冰面、草地、砾石、沙地等；路面信息包括但不局限于里面的湿滑程度以及路面附着系数等。预测手段可以采用机器学习以及深度学习等算法搭建模型进行预测，本申请实施例对于预测手段不进行限制。

[0031] 车辆后轮的控制层约束数据是指车辆后轮在行驶过程中相关数据偏差的约束值，例如横摆角速度偏差约束数据为20度，那么车辆在行驶过程中发生紧急变线等情况时，车辆稳定性控制系统可以使车辆的横摆角速度偏差限制在20度以内。其中，控制层约束数据可以是行驶路径偏差约束数据、横摆角速度偏差约束数据以及质心侧偏角偏差约束数据等。

[0032] 车辆后轮的执行层约束数据也是指车辆后轮在行驶过程中相关数据偏差的约束值，其中，执行层约束数据可以是后轮转角限位约束数据以及后轮转角变化率约束数据等。

[0033] 以上约束数据均可根据目标时间段内的预测环境信息进行确定，例如预测到目标时间段内有大风，则汽车在高速行驶时，侧风的作用会使车身周围流场发生变化，破坏流场的对称性，使车辆气动力和力矩发生变化，影响汽车的操纵稳定性和安全性，车辆容易发生横摆、侧翻、偏移等危险行为，此时可将后轮转角变化率约束数据等确定为较小的值，以降低汽车发生侧滑等危险行为的可能性。

[0034] 本申请实施例中，进一步的，可以以行驶路径偏差、横摆角速度偏差、质心侧偏角偏差或其中之一为优化目标，同时满足稳定性约束，计算得到后轮转向反馈控制数据。

[0035] 本申请实施例中，车辆的行驶信息可以是转向盘转角、加速踏板开度、制动踏板开度等。后轮转向前馈控制数据可以通过将行驶信息中的一项或几项信息与后轮转向增益按照一定的运算法则计算得到，例如将转向盘转角与后轮转向增益相乘作为后轮转向前馈控制数据。其中，车辆稳定性控制系统可以以质心侧偏角恒为零为控制目标，基于二自由度车辆模型计算得到稳态下后轮转向增益。车辆处于不同行驶状态下，后轮转向增益的正负不同，例如，车辆处于低速行驶状态下，后轮转向增益为负值，此时通过后轮与前轮的反向运转来适度添加转向过度；车辆处于高速行驶状态下，后轮转向增益为正值，此时通过后轮造成一个与前轮相同方向的转向来弥补转向过度。

[0036] 本申请实施例中，第一转角数据可以通过将后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据按照一定运算法计算得到，例如可以将后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据进行加权求和得到。第二转角数据可以根据行驶信息中的一项或几项信息得到，例如第二转角数据可以是行驶信息中的转向盘转角与预设比例的乘积，预设比例可以根据实际需求进行设置，例如可以是百分之八十等。目标转角数据可以通过将第一转角数据和第二转角数据按照一定运算法则计算得到，例如可以将第一转角数据和第二转角数据进行加权求和得到目标转角数据。

[0037] 本申请实施例中，执行控制模块150基于目标转角数据对车辆后轮的转向角度以及方向进行控制。

[0038] 本申请实施例通过一种车辆稳定性控制系统实现了对车辆后轮转向的控制：该系统包括:稳定性约束模块，用于根据目标时间段内的预测环境信息确定车辆后轮的控制层约束数据和执行层约束数据；反馈控制模块，用于根据控制层约束数据和/或执行层约束数据，确定后轮转向反馈控制数据；前馈控制模块，用于根据车辆的行驶信息确定后轮转向前馈控制数据；后轮转角确定模块，用于根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据；执行控制模块，用于基于目标转角数据，控制车辆后轮的转向操作。本申请实施例提供的车辆稳定性控制系统通过预测未来时间段内车辆行驶环境信息，提前调整稳定性边界，以使车辆尽快适应未来路面状况的变化。同时，该车辆稳定性控制系统通过设置控制层约束数据和执行层约束数据，使车辆遇到紧急情况时横摆角速度等数据不会产生过大的偏差，保证了车辆的稳定性。

[0039] 在本申请实施例的一种可实现方案中，本申请实施例的方案可以与上述一个或者多个实施例中的各个可选方案结合。

[0040] 本申请实施例中，所述稳定性约束模块110包括：

[0041] 控制层约束数据确定单元，用于确定行驶路径偏差约束数据、横摆角速度偏差约束数据、质心侧偏角偏差约束数据中的至少一项；

[0042] 执行层约束数据确定单元，用于确定后轮转角限位约束和/或后轮转角变化率约束。

[0043] 以上约束数据均可根据环境信息实时调整，适当软化松弛或紧化约束。例如，如果路面附着系数较低，说明车辆产生侧滑或甩尾的可能性增大，此时适当紧化约束相关约束数据，如进一步限制后轮转角变化率等。

[0044] 本申请实施例中，所述后轮转角确定模块140包括：

[0045] 第一转角数据确定单元，用于将后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据进行叠加，确定后轮的第一转角数据；

[0046] 加权计算单元，用于将所述第一转角数据和所述第二转角数据进行加权求和，确定目标转角数据。

[0047] 其中，叠加是指加法运算。加权求和运算过程中，与第一转角数据相乘的权重可以根据历史经验或实际需求设置，与第二转角数据相乘的权重也可以根据历史经验或实际需求设置。

[0048] 本申请实施例中，所述执行控制模块150，包括：

[0049] 实际转角确定单元，用于确定车辆后轮的实际转角数据；

[0050] 差值计算单元，用于计算实际转角数据与目标转角数据之间的差值，并根据所述差值控制车辆后轮的转向操作。

[0051] 其中，实际转角数据包括实际后轮转向角度，目标转角数据包括预设理想的后轮转向角度。差值计算单元控制车辆后轮的转向，使实际转角数据不断接近目标转角数据。

[0052] 本申请实施例中，实际转角确定单元，包括：

[0053] 后轮转向电机位置传感器，用于确定第一齿条位置数据；

[0054] 后轮转向总成布置线位置传感器，用于确定第二齿条位置数据；

[0055] 实际转角计算子单元，用于根据所述第一齿条位置数据和所述第二齿条位置数据，确定齿条实际位置数据，并根据线角比参数以及齿条实际位置数据，确定实际转角数据。

[0056] 实际转角确定单元分别通过后轮转向电机位置传感器和后轮转向总成布置线位置传感器确定齿条位置，分别得到第一齿条位置数据和第二齿条位置数据。若第一齿条位置数据和第二齿条位置数据相同，则将第一齿条位置数据或第二齿条位置数据作为齿条实际位置数据；若第一齿条位置数据和第二齿条位置数据不同，则可以重新确定第一齿条位置数据和第二齿条位置数据，或者将第一齿条位置数据和第二齿条位置数据之间的某一位置数据，例如第一齿条位置数据和第二齿条位置数据连线中点的位置数据作为齿条实际位置数据。然后通过线角比参数，将齿条实际位置数据换算得出到实际转角数据。

[0057] 以上使用两个不同的传感器采集的信号计算得到两个齿条位置，并将两个齿条位置相互进行校验的方式可以获得更准确的齿条实际位置。

[0058] 本申请实施例中，所述稳定性约束模块包括：控制层约束数据确定单元，用于确定行驶路径偏差约束数据、横摆角速度偏差约束数据、质心侧偏角偏差约束数据中的至少一项；执行层约束数据确定单元，用于确定后轮转角限位约束和/或后轮转角变化率约束。通过确定以上约束数据可以使车辆遇到紧急情况时横摆角速度等数据不会产生过大的偏差，保证了车辆的稳定性。所述后轮转角确定模块包括：第一转角数据确定单元，用于将后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据进行叠加，确定后轮的第一转角数据；加权计算单元，用于将所述第一转角数据和所述第二转角数据进行加权求和，确定目标转角数据。通过以上方式确定的第一转角数据是基于模型得到的，第二转角数据是经过有经验的驾驶员主观标定得到的，将基于两种方式得到的数据纳入目标转角数据的计算中，可以使目标转角数据的设定更具合理性。所述执行控制模块包括：实际转角确定单元，用于确定车辆后轮的实际转角数据；差值计算单元，用于计算实际转角数据与目标转角数据之间的差值，并根据所述差值控制车辆后轮的转向操作。通过以上方案可以更准确的控制后轮转向，保证车辆的稳定性。所述实际转角确定单元，包括：后轮转向电机位置传感器，用于确定第一齿条位置数据；后轮转向总成布置线位置传感器，用于确定第二齿条位置数据；实际转角计算子单元，用于根据所述第一齿条位置数据和所述第二齿条位置数据，确定齿条实际位置数据，并根据线角比参数以及齿条实际位置数据，确定实际转角数据。以上使用两个不同的传感器采集的信号计算得到两个齿条位置，并将两个齿条位置相互进行校验的方式可以获得更准确的齿条实际位置。

[0059] 在本申请实施例的一种可实现方案中，本申请实施例的方案可以与上述一个或者多个实施例中的各个可选方案结合。

[0060] 图2是本申请实施例提供的另一种车辆稳定性控制系统结构框图。

[0061] 本申请实施例中，所述系统还包括：

[0062] 环境信息输入模块210，用于获取环境信息并向所述车辆稳定性控制系统输入所述环境信息，所述环境信息包括地图信息、天气信息、地形信息和轨迹信息中的至少一项；

[0063] 环境信息决策模块220，用于接收环境信息输入模块210输入的环境信息，并根据所述环境信息确定在目标时间段内的预测环境信息。

[0064] 其中，环境信息可以是从车载终端中获取，也可以从云端服务器中获取，本申请实施例对于环境信息的获取方式不进行限制。本申请实施例中，可以根据机器学习或者深度学习等算法搭建预测模型，先将获取的环境信息分割成训练集和测试集对模型进行训练，训练好的模型可以根据历史环境信息对未来目标时间段内的环境信息进行预测。

[0065] 本申请实施例通过确定目标时间段内的预测环境信息，可提前对车辆相关数据的偏差进行约束，以使车辆提前适应未来行驶的环境状况，提高车辆的稳定性。

[0066] 本申请实施例中，所述系统还包括：

[0067] 行驶信息输入模块230，用于获取车辆的行驶信息，并向所述前馈控制模块130输入所述行驶信息。

[0068] 本申请实施例中，车辆的行驶信息可以是转向盘转角、加速踏板开度以及制动踏板开度等。当车辆处于人工驾驶时，行驶信息输入模块230可从转向盘中的传感器以及踏板中的传感器等获取当前的转向盘转角、加速踏板开度以及制动踏板开度等车辆行驶信息。当车辆处于自动驾驶时，可从上层轨迹规划系统获取设置的车辆行驶信息。

[0069] 本申请实施例中，所系统还包括：

[0070] 第二转角数据确定模块240，用于根据车速和转向盘转角的二维插值表确定转角比例曲线，并根据所述行驶信息和所述转角比例曲线，确定第二转角数据。

[0071] 其中，二维插值表可由有经验的驾驶员标定得到。第二转角数据可以通过将行驶信息和转角比例曲线按照一定的运算法则运算得到，例如第二转角数据可以是转向盘转角与转角比例曲线的乘积。

[0072] 本申请实施例中，所述系统还包括：

[0073] 状态反馈模块250，用于采集车辆在响应于执行控制模块150的控制之后的行驶信息，并将所述行驶信息反馈给所述前馈控制模块130和所述反馈控制模块120。

[0074] 其中，行驶信息可以是车速、横摆角速度、转向盘转角、质心侧偏角等。

[0075] 本申请实施例通过状态反馈模块250将车辆行驶信息反馈给前馈控制模块130和反馈控制模块120，以便随时对控制层约束数据和执行层约束数据进行优化，提高车辆的稳定性。

[0076] 需要说明的是，图3中的方案中可以同时包括环境信息输入模块210、环境信息决策模块220、行驶信息输入模块230、第二转角数据确定模块240以及状态反馈模块250，也可以不包括以上所述模块，也可以包括以上所述模块中的一种或者几种的组合，均可以实现本申请实施例的方案。

[0077] 本申请实施例中，所述车辆稳定性控制系统还包括：环境信息输入模块，用于获取环境信息并向所述车辆稳定性控制系统输入所述环境信息，所述环境信息包括地图信息、天气信息、地形信息和轨迹信息中的至少一项；环境信息决策模块，用于接收环境信息输入模块输入的环境信息，并根据所述环境信息确定在目标时间段内的预测环境信息。通过确定目标时间段内的预测环境信息，可提前对车辆相关数据的偏差进行约束，以使车辆提前适应未来行驶的环境状况，提高车辆的稳定性。所述系统还包括：行驶信息输入模块，用于获取车辆的行驶信息，并向所述前馈控制模块输入所述行驶信息，以便于根据行驶信息对后轮的转向与转角进行控制。所系统还包括：第二转角数据确定模块，用于根据车速和转向盘转角的二维插值表确定转角比例曲线，并根据所述行驶信息和所述转角比例曲线，确定第二转角数据。第二转角数据是由有经验驾驶员主观标定的二维插值表得到的，将具有主观标定特性的数据纳入目标转角数据的计算中，可以使目标转角数据的设定更具合理性。所系统还包括：状态反馈模块，用于采集车辆在响应于执行控制模块的控制之后的行驶信息，并将所述行驶信息反馈给所述前馈控制模块和所述反馈控制模块。通过状态反馈模块将车辆行驶信息反馈给前馈控制模块和反馈控制模块，以便随时对控制层约束数据和执行层约束数据进行优化，提高车辆的稳定性。

[0078] 图3是本申请实施例中提供的车辆稳定性控制方法流程图，所述方法由本申请实施例提供的车辆稳定性控制系统执行。本申请实施例的技术方案可以适用于汽车转弯或者变线的场景中。如图3所示，本申请实施例中提供的车辆稳定性控制方法包括：

[0079] S310、稳定性约束模块根据目标时间段内的预测环境信息确定对车辆后轮的控制层约束数据和执行层约束数据；

[0080] S320、反馈控制模块根据控制层约束数据和/或执行层约束数据，确定后轮转向反馈控制数据；

[0081] S330、前馈控制模块根据车辆的行驶信息确定后轮转向前馈控制数据；

[0082] S340、后轮转角确定模块根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据；

[0083] S350、执行控制模块基于目标转角数据，控制车辆后轮的转向操作。

[0084] 图4是本申请实施例提供的又一种车辆稳定性控制系统结构框图。如图4所示，该系统包括：

[0085] 信息输入模块1(相当于环境信息输入模块)，特征在于，输入的信息不局限于地图信息、天气信息、地形信息和轨迹信息等。云端用于提取前方路面点云数据，不依赖于车辆附带的加速度传感器及主动悬架等结构，同时不受限于光线、夜晚、天气等客观因素的影响。

[0086] 具体来说，地图信息包括但不局限于道路状况、事故标注、流量等。天气信息包括但不局限于天气、温度、湿度、风力等。地形信息包括但不局限于雪地、冰面、草地、砾石、沙地等。

[0087] 路面特征决策模块2(相当于环境信息决策模块)，特征在于：基于当前路段的地图信息、地形信息、气象信息等，预测未来时间段内车辆行驶路面信息特征，便于后轮转向车辆控制系统提前调整稳定性边界以适应未来路面状况的变化。

[0088] 例如低温会导致橡胶硬化，从而使其摩擦力减小，在轮胎使用方面上表现为打滑或刹车不灵；又如汽车高速行驶时，受到侧风的作用，使得车身周围流场发生变化，破坏流场的对称性，使得车辆的气动力和力矩发生变化，影响汽车的操纵稳定性和安全性，车辆容易发生横摆、侧翻、偏移等危险行为。通过预测未来时间段内车辆行驶路面信息特征，便于后轮转向车辆控制系统提前调整稳定性边界，以降低危险行为发生的可能性。

[0089] 稳定性约束模块3，特征在于：包括控制层约束和执行层约束。控制层约束包括：行驶路径偏差约束、横摆角速度偏差约束、质心侧偏角偏差约束等。执行层约束包括后轮转角限位约束、后轮转角变化率约束等。以上约束均可根据路面特征实时调整，适当软化松弛或紧化约束。例如路面附着系数低，说明车辆产生侧滑或甩尾的可能性增大，此时可以适当紧化约束，如进一步限制后轮转角行程或后轮转角变化率。

[0090] 驾驶员输入模块4(相当于行驶信息输入模块)，特征在于：包括人工驾驶和自动驾驶两个方面，当车辆处于人工驾驶时，驾驶员输入模块输入的信息包括转向盘转角、加速踏板开度以及制动踏板开度等。当车辆处于自动驾驶时，驾驶员输入模块摄入的是上层轨迹规划信息。

[0091] 比例曲线5(相当于第二转角数据确定模块)，特征在于：前后轮转角比例曲线通过车速和转向盘转角二维插值表获得，二维插值表由经验驾驶员主观标定得到。转向盘转角与比例曲线相乘，作为基于主观标定的后轮转角目标。

[0092] 前馈控制6(相当于前馈控制模块)，特征在于：以质心侧偏角恒为零为控制目标，基于二自由度车辆模型，计算得到稳态下后轮转向增益。再将转向盘转角与后轮转向增益相乘，作为后轮转角前馈控制量。在低车速下，后轮转向增益为负值，此时通过后轮与前轮的反向运转，来适度添加转向过度。在高车速下，后轮转向增益为正值，此时通过后轮造成一个与前轮相同方向的转向，以弥补转向过度的趋势。

[0093] 反馈控制7((相当于反馈控制模块))，特征在于：以行驶路径偏差、横摆角速度偏差、质心侧偏角偏差或其中之一为优化目标，同时满足稳定性约束，计算得到后轮转向反馈控制量。

[0094] 后轮转角综合8(相当于后轮转角确定模块)，特征在于：将前馈控制量和反馈控制量叠加，作为基于模型的后轮转角目标。

[0095] 加权评价9(相当于加权计算单元)，特征在于：对基于主观标定的后轮转角目标和基于模型的后轮转角目标进行加权求和。

[0096] 执行器位置控制10(相当于实际转角确定单元)，特征在于：通过后轮转向电机位置传感器计算得到齿条位置信号1。通过后轮转向总成布置线位置传感器，采集齿条位置信号2。齿条位置信号1和齿条位置信号2互为冗余相互校验，综合输出后轮转向总成齿条实际位置，再通过线角比参数，换算得出实际后轮转角，计算目标转角与实际转角的差值，用于位置闭环PID控制。

[0097] 后轮转向车辆11，泛指具备后轮转向功能的燃油汽车、线控转向汽车等。

[0098] 状态反馈12(相当于状态反馈模块)，特征在于：采集整车信号，具体包括：车速、横摆角速度、转向盘转角、质心侧偏角等，用于整车动力学控制。

[0099] 本申请实施例通过一种车辆稳定性控制方法实现了对车辆后轮转向的控制：该方法包括:稳定性约束模块根据目标时间段内的预测环境信息确定对车辆后轮的控制层约束数据和执行层约束数据；反馈控制模块根据控制层约束数据和/或执行层约束数据，确定后轮转向反馈控制数据；前馈控制模块根据车辆的行驶信息确定后轮转向前馈控制数据；后轮转角确定模块，用于根据后轮转向反馈控制数据和后轮转向前馈控制数据确定后轮的第一转角数据，以及根据车辆的行驶信息确定的第二转角数据，确定目标转角数据；执行控制模块基于目标转角数据，控制车辆后轮的转向操作。本申请实施例提供的车辆稳定性控制方法通过预测未来时间段内车辆行驶环境信息，提前调整稳定性边界，以使车辆尽快适应未来路面状况的变化。同时，该车辆稳定性控制系统通过设置控制层约束数据和执行层约束数据，使车辆遇到紧急情况时横摆角速度等数据不会产生过大的偏差，保证了车辆的稳定性。

[0100] 注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请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申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。