本公開(kāi)總體上涉及車(chē)輛控制。在特定方面中，本公開(kāi)涉及用于車(chē)輛的控制器之間的切換。本公開(kāi)可以適用于重型車(chē)輛，諸如卡車(chē)、公共汽車(chē)和施工設(shè)備。具體地，本公開(kāi)可適用于具有分布式推進(jìn)和能量存儲(chǔ)裝置的多單元車(chē)輛組合。盡管可關(guān)于特定車(chē)輛描述本公開(kāi)，但是本公開(kāi)不限于任何特定車(chē)輛。

背景技術(shù)：

1、在車(chē)輛運(yùn)動(dòng)管理中，車(chē)輛的控制系統(tǒng)可以確定用于車(chē)輛的致動(dòng)器的控制信號(hào)，以便滿(mǎn)足車(chē)輛組合的所請(qǐng)求的全局力。例如，控制系統(tǒng)可以接收與車(chē)輛組合的操縱相關(guān)的輸入和包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)的車(chē)輛的狀態(tài)信息，并確定呈推進(jìn)和制動(dòng)指令形式的控制信號(hào)，該推進(jìn)和制動(dòng)指令滿(mǎn)足在某些約束(例如能量和安全約束)下車(chē)輛所請(qǐng)求的全局力。

2、在一些實(shí)施方式中，車(chē)輛控制系統(tǒng)可以包括針對(duì)不同目的的多個(gè)不同的控制器。例如，可能期望將功率損失最小化，確保車(chē)輛穩(wěn)定性，提供高效的電力分配，并解決許多其他問(wèn)題。在其他示例中，車(chē)輛可以采用前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)或全輪驅(qū)動(dòng)運(yùn)行?？梢愿鶕?jù)車(chē)輛或操作員的當(dāng)前需求而在不同的控制器之間切換。

3、當(dāng)期望在控制器之間改變時(shí)，車(chē)輛可能會(huì)出現(xiàn)不必要的振蕩、加速度、不穩(wěn)定或可影響車(chē)輛操作和安全的工況。此外，當(dāng)試圖緩解這個(gè)問(wèn)題時(shí)，車(chē)輛操作中的其他低效率也會(huì)變得明顯。

4、因此，期望開(kāi)發(fā)一種用于車(chē)輛運(yùn)動(dòng)管理的解決方案來(lái)解決或至少緩解這些問(wèn)題中的一些問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)嘗試通過(guò)提供用于在車(chē)輛控制器之間切換的系統(tǒng)和方法來(lái)解決上述問(wèn)題。具體地，提出了經(jīng)由使用提供對(duì)操作參數(shù)的中間控制的第三控制器將對(duì)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)支持裝置(msd)的操作參數(shù)的控制從第一控制器切換到第二控制器的系統(tǒng)和方法。這可以通過(guò)從由于經(jīng)由第一控制器進(jìn)行的控制產(chǎn)生的輪胎力轉(zhuǎn)變?yōu)橛捎诮?jīng)由第二控制器進(jìn)行的控制產(chǎn)生的輪胎力來(lái)實(shí)現(xiàn)。該中間控制還可以針對(duì)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的不同方面進(jìn)行優(yōu)化。

2、根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種用于在車(chē)輛的第一控制器與第二控制器之間切換的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法，該方法包括：在第一操作階段中，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理電路使用該第一控制器來(lái)控制該車(chē)輛的至少一個(gè)msd的操作參數(shù)，由此在與該msd相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)輪胎處提供第一輪胎力；基于與該第二控制器相關(guān)聯(lián)的車(chē)輛模型來(lái)確定該至少一個(gè)輪胎的第二輪胎力；在第二操作階段中，使用第三控制器來(lái)控制該至少一個(gè)msd的操作參數(shù)，包括基于該第一輪胎力和該第二輪胎力來(lái)確定該操作參數(shù)的中間值；以及在第三操作階段中，使用該第二控制器來(lái)控制該至少一個(gè)msd的操作參數(shù)，由此在該至少一個(gè)輪胎處提供該第二輪胎力。

3、該方法可以提供用于車(chē)輛的兩個(gè)控制器之間的平穩(wěn)轉(zhuǎn)變，因?yàn)樵谟傻谌刂破魈峁┲虚g控制時(shí)會(huì)考慮由每個(gè)控制器產(chǎn)生的輪胎力。因此，可降低車(chē)輛出現(xiàn)不必要的振蕩、加速度或其他不穩(wěn)定情況的可能性，因此改進(jìn)車(chē)輛操作和安全性?？梢?xún)?yōu)化控制使得可避免諸如車(chē)輛在行駛過(guò)程中抖動(dòng)、由于損失或消耗增加而導(dǎo)致車(chē)輛能量效率降低、輪胎磨損或輪胎滑移增加、或輪胎抓地力下降的現(xiàn)象。

4、任選地，該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法包括確定該操作參數(shù)的中間值，使得在該第二操作階段開(kāi)始時(shí)，該操作參數(shù)的中間值對(duì)應(yīng)于該第一輪胎力。這使得在第一操作階段與第二操作階段之間切換期間，第一控制器與第三控制器之間能夠平穩(wěn)轉(zhuǎn)變。

5、任選地，該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法還包括：在該第一操作階段期間，基于該第一輪胎力和該車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)估計(jì)狀態(tài)和/或參數(shù)，使用該第三控制器來(lái)確定該操作參數(shù)的虛擬值。這確保第三控制器準(zhǔn)備在第一操作階段結(jié)束時(shí)接管第一控制器。

6、任選地，該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法包括基于與該第三控制器相關(guān)聯(lián)的車(chē)輛模型來(lái)確定該操作參數(shù)的虛擬值。這使得第三控制器在第一操作階段結(jié)束時(shí)接管第一控制器時(shí)能夠提供操作參數(shù)的準(zhǔn)確值。

7、任選地，該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法包括確定該操作參數(shù)的中間值，使得在該第三操作階段開(kāi)始時(shí)，該操作參數(shù)的中間值對(duì)應(yīng)于該第二輪胎力。這使得在第二操作階段與第三操作階段之間切換期間，第三控制器與第二控制器之間能夠平穩(wěn)轉(zhuǎn)變。

8、任選地，該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法包括確定該操作參數(shù)的優(yōu)化值，使得分配的輪胎力與請(qǐng)求的輪胎力之間的差異和/或分配的輪胎力與請(qǐng)求的輪胎力之間的差異的積分低于閾值。這確保在整個(gè)第二操作階段中跟蹤輪胎力并且該輪胎力不會(huì)偏離預(yù)期值。

9、任選地，該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法包括使用成本函數(shù)來(lái)確定該操作參數(shù)的優(yōu)化值。這為第三控制器的執(zhí)行方式提供了定量度量。

10、任選地，該成本函數(shù)是基于該車(chē)輛的加速度、該車(chē)輛的能量損失、由該msd消耗的峰值功率、由該msd再生的峰值/平均功率、輪胎抓地力、輪胎磨損和輪胎滑移中的一者或多者。這使得在第二操作階段期間能夠考慮不同的因素，使得可以以特定方式定制控制。

11、任選地，該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法包括基于該車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)估計(jì)狀態(tài)，使用該第一控制器來(lái)控制該車(chē)輛的至少一個(gè)msd的操作參數(shù)。這確保第一控制器基于車(chē)輛的最新?tīng)顟B(tài)進(jìn)行操作并能提供適當(dāng)控制。

12、任選地，該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法包括基于該車(chē)輛的一個(gè)或多個(gè)估計(jì)狀態(tài)和/或參數(shù)來(lái)確定該操作參數(shù)的中間值。這確保第三控制器基于車(chē)輛的最新?tīng)顟B(tài)和/或參數(shù)進(jìn)行操作并能提供適當(dāng)控制。

13、任選地，該第三控制器包括模型預(yù)測(cè)控制器(mpc)。mpc是在處置對(duì)系統(tǒng)變量的約束方面特別有效的靈活控制器。

14、任選地，該操作參數(shù)包括該msd的扭矩或該msd的速度。這使得msd的操作能夠得到適當(dāng)控制，并且能夠在現(xiàn)有的控制接口中實(shí)施控制。

15、任選地，該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法包括該msd包括電機(jī)、一組行車(chē)制動(dòng)器、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或懸架系統(tǒng)。因而，可控制車(chē)輛的多個(gè)不同的致動(dòng)器和子系統(tǒng)。

16、根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)方面，提供了一種用于車(chē)輛的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括：第一控制器，該第一控制器被配置為在第一操作階段中控制該車(chē)輛的至少一個(gè)msd的操作參數(shù)，由此在與該msd相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)輪胎處提供第一輪胎力；第二控制器，該第二控制器被配置為基于與該第二控制器相關(guān)聯(lián)的車(chē)輛模型來(lái)確定該至少一個(gè)輪胎的第二輪胎力；以及第三控制器，該第三控制器被配置為基于該第一輪胎力和該第二輪胎力來(lái)確定該操作參數(shù)的中間值，以及在第二操作階段中基于該中間值來(lái)控制該至少一個(gè)msd的操作參數(shù)，其中該第二控制器被配置為在第三操作階段中控制該至少一個(gè)msd的操作參數(shù)，由此在該至少一個(gè)輪胎處提供該第二輪胎力。

17、該控制系統(tǒng)可以提供用于車(chē)輛的兩個(gè)控制器之間的平穩(wěn)轉(zhuǎn)變，因?yàn)樵谟傻谌刂破魈峁┲虚g控制時(shí)會(huì)考慮由每個(gè)控制器產(chǎn)生的輪胎力。因此，可降低車(chē)輛出現(xiàn)不必要的振蕩、加速度或其他不穩(wěn)定情況的可能性，因此改進(jìn)車(chē)輛操作和安全性。可以?xún)?yōu)化控制使得可避免諸如車(chē)輛在行駛過(guò)程中抖動(dòng)、由于損失或消耗增加而導(dǎo)致車(chē)輛能量效率降低、輪胎磨損或輪胎滑移增加、或輪胎抓地力下降的現(xiàn)象。

18、任選地，給第三控制器被配置為確定該操作參數(shù)的中間值，使得在該第二操作階段開(kāi)始時(shí)，該中間值對(duì)應(yīng)于該第一輪胎力，和/或在該第三操作階段開(kāi)始時(shí)，該中間值對(duì)應(yīng)于該第二輪胎力。這使得在不同操作階段之間切換期間控制器之間能夠平穩(wěn)轉(zhuǎn)變。

19、根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)方面，提供了一種車(chē)輛，該車(chē)輛包括處理電路，該處理電路用于執(zhí)行該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。

20、根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括程序代碼，該程序代碼用于在由處理電路執(zhí)行時(shí)執(zhí)行該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。

21、根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)方面，提供了一種控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)控制單元，該一個(gè)或多個(gè)控制單元被配置為執(zhí)行該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。

22、根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)方面，提供了一種包括指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該指令在由處理電路執(zhí)行時(shí)使該處理電路執(zhí)行該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。

23、根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)方面，提供了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括處理電路，該處理電路被配置為執(zhí)行該計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。

24、所公開(kāi)的方面、示例(包括任何優(yōu)選示例)和/或所附權(quán)利要求可適當(dāng)?shù)乇舜私M合，這對(duì)于本領(lǐng)域的任何普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。附加的特征和優(yōu)點(diǎn)在具體實(shí)施方式、權(quán)利要求和附圖中公開(kāi)，并且部分地對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的或者通過(guò)如本文描述實(shí)踐本公開(kāi)而被認(rèn)識(shí)到。

25、本文還公開(kāi)了與上文討論的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、控制單元、代碼模塊、計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。