CN109213139B - 利用路面适应性的驾驶控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用路面适应性的驾驶控制方法和系统。所述驾驶控制方法可以包括执行路面适应性控制，其中，当通过控制器识别出车辆所行驶的道路的不平坦路面时，执行车辆的车轮扭矩控制，使得在通过不平坦路面的车辆中产生下沉效果和俯冲效果，从而提高了改变路面状况时的乘坐舒适性，此外，通过由发动机和制动器进行车轮扭矩控制来抵消弹跳举动，从而实现了相对于液压缸的操作而具有优势的重量和成本。

Description

利用路面适应性的驾驶控制方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年7月3日提交的韩国专利申请号为10-2017-0084168的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及车辆的驾驶控制，并且更具体地，涉及一种利用路面适应性的驾驶控制方法，以及涉及一种配置为通过适应路面形状来提高乘坐舒适性的高级驾驶控制系统。
背景技术
近来，除了通过自动的车速控制来实现驾驶稳定性的基本概念之外，已经开发了应用于车辆的驾驶控制技术作为旨在提高乘坐舒适性的驾驶控制技术。
作为驾驶控制技术的一个示例，有如下方法，即，将驾驶控制系统配置有设置在四个车轮的每个悬架中的液压缸以及前视摄像头，并将该驾驶控制系统安装于车辆中，当车辆被驱动时，利用前视摄像头来扫描前方路面以识别路面形状，并且根据识别到的路面形状而利用控制液压缸的主动悬架，从而提高了乘坐舒适性。
因此，驾驶控制技术可以通过控制车辆的姿态来适应各种路面形状，从而向驾驶员提供更加完善的乘坐舒适性。
然而，在这种驾驶控制技术中，由于液压缸被应用于实现主动悬架以提高乘坐舒适性，因此需要大量的动力来控制液压缸的操作。
液压缸需要基本上安装在四个车轮的每一个悬架中，因此车辆的重量增加，这妨碍了燃料效率的改善，并且成本上升，这就降低了适销性。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增强对本发明的通常背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种利用路面适应性的驾驶控制方法以及一种高级驾驶控制系统，其中，通过下沉效果(squat effect)和俯冲效果(dive effect)来抵消弹跳举动(其中，下沉效果和俯冲效果由车辆通过由摄像头检测出的不平坦道路形状时车速的改变而产生)，从而提高了改变路面状况时的乘坐舒适性，具体地，通过由发动机和制动器进行车轮扭矩控制来抵消弹跳举动，从而实现了相对于液压缸的操作而具有优势的重量和成本。
本发明的其它各个方面可以通过如下描述而理解，并且参照本发明的示例性实施方案而变得显而易见。此外，本发明所属领域的技术人员显而易见的是，本发明的目的和优点可以通过要求保护的装置或其组合而实现。
根据本发明的各种示例性实施方案，一种驾驶控制方法可以包括：(A)通过利用设置在车辆中的环境检测器，在所拍摄的车辆行驶道路的道路图像中的不平坦路面上执行路面检测，(B)执行路面自动驾驶模式控制，其中，在路面检测时确定用于在车辆通过不平坦路面之前改变车辆的车速的车轮扭矩，并且基于所述车轮扭矩执行车轮扭矩控制，使得当车辆接近并通过不平坦路面时在车辆中持续地产生下沉效果和俯冲效果，以改变车速，以及(C)通过在车辆的前轮通过之后，在车辆的后轮通过不平坦路面之后停止车轮扭矩控制的状态下驱动车辆来恢复车速。
执行所述路面自动驾驶模式控制可以包括：(b-1)产生不平坦路面的坐标，以识别路面形状，(b-2)将用于车辆通过不平坦路面的预测发动机扭矩和预测制动器扭矩确定为预测车轮扭矩，(b-3)根据将应用为用于接近并通过不平坦路面的车轮扭矩的预测车轮扭矩，确定车辆的目标发动机扭矩和目标制动器压力，作为目标控制值，以及(b-4)根据车轮扭矩来执行车轮扭矩控制。
执行所述车轮扭矩控制可以包括：(b-5)将不平坦路面分为相对于不平坦路面的前方进入位置、起始位置、中间位置和结束位置，作为不平坦路面的坐标，并将前方进入位置设定为用于确定车轮接近条件的参考位置，以确定车辆相对于不平坦路面的车轮接近条件；(b-6)如果满足车轮接近条件，则对进入不平坦路面的车辆的前轮执行前轮路面控制，以产生下沉效果和俯冲效果；以及(b-7)对进入不平坦路面的车辆的后轮进行后轮路面控制，以产生下沉效果和俯冲效果。
执行前轮路面控制可以包括：(b-6-1)在前轮进入之前进行减速，其中，在从进入位置到起始位置的部分对车辆进行减速，直到进入起始位置；(b-6-2)进行加速，其中，从车辆的前轮进入起始位置的时间点，直到到达中间位置，通过车轮扭矩控制对车辆进行加速；(b-6-3)进行减速，其中，通过车轮扭矩控制对车辆进行减速直到前轮从中间位置到达结束位置；以及(b-6-4)通过在前轮离开结束位置以完成前轮通过不平坦路面时停止车轮扭矩控制来维持车速。
在前轮进入之前的减速可以从起始位置之前的0.1秒起执行，直到进入起始位置。在进行加速的过程中，通过车轮扭矩控制，加速度可以从起始位置向中间位置增加，然后减小。当到达中间位置时，加速度可以减小到0。
执行后轮路面控制可以包括：(b-7-1)在后轮进入之前进行减速，其中，在从进入位置到起始位置的部分对车辆进行减速，直到进入起始位置；(b-7-2)进行加速，其中，从车辆的后轮进入起始位置的时间点，直到到达中间位置，通过车轮扭矩控制对车辆进行加速；(b-7-3)进行减速，其中，通过车轮扭矩控制对车辆进行减速直到后轮从中间位置到达结束位置；以及(b-7-4)通过在后轮离开结束位置以完成后轮通过不平坦路面时停止车轮扭矩控制来维持车速。
在后轮进入之前的减速可以从起始位置之前的0.1秒执行，直到进入起始位置。在进行加速中，通过车轮扭矩控制，加速度可以从起始位置向中间位置增加，然后减小。当到达中间位置时，加速度可以减小到0。
当未检测出不平坦路面时，可以执行通过控制车辆速度相对于平坦路面的用于确保驾驶稳定性的车速自动驾驶模式控制。
根据本发明的各种示例性实施方案，一种高级驾驶控制系统可以包括：环境检测器、控制器以及路面适应性映射；所述环境检测器配置为安装在车辆中并检测所拍摄的车辆所行驶道路的道路图像中的不平坦凸出路面，所述车辆在四个车轮的每一个车轮中都包括悬挂系统；所述控制器配置为执行车辆的车轮扭矩控制，在所述车轮扭矩控制中，当车辆通过不平坦路面时对车辆进行加速，以在车辆中产生下沉效果，并随后对车辆进行减速，以在车辆中产生俯冲效果；所述路面适应性映射配置为与所述控制器相关联，从而为车轮扭矩控制确定车轮扭矩。
所述车轮扭矩控制可以分别在通过不平坦路面的车辆的前轮和后轮上执行。所述环境检测器可以配置为通过单目摄像头、立体摄像头、光探测和测距(LiDAR)或其组合中的任一种进行配置。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为根据本发明的示例性实施方案的利用路面适应性的驾驶控制方法的流程图。
图2为根据本发明的示例性实施方案的应用于车辆的高级驾驶控制系统的示意图。
图3为在驾驶车辆时获得的前方道路的凸出路面的适应性的路面坐标的应用示例。
图4为根据本发明的示例性实施方案的预测扭矩和目标扭矩的三角形扭矩模式的示例。
图5为根据本发明的示例性实施方案的利用路面适应性的驾驶控制方法的前轮路面控制的流程图。
图6为根据本发明的示例性实施方案的利用路面适应性的驾驶控制方法的后轮路面控制的流程图。
图7为示出了根据本发明的示例性实施方案的车辆的前/后轮路面控制的操作状态的示意图。
图8为示出了根据本发明的示例性实施方案的根据车辆的前/后轮路面控制的车辆的重心的变化轨迹的示意图。
应当理解的是，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅附图，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各种实施方案，这些实施方案的示例示于附图中并且描述如下。尽管将结合示例性实施方案来描述本发明，但是将理解的是，本说明书并非旨在将本发明限制于那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。
参见图1，一种驾驶控制方法，其实施为通过执行路面适应性控制而利用路面适应性的驾驶控制技术，以用于除了提高行驶稳定性之外，还提高乘坐舒适性。为此，在该种驾驶控制方法中，当驾驶车辆时在前方道路上出现不平坦路面时(S10和S20)，产生有利于通过而不会降低乘坐舒适性的目标控制值(S20至S70)，执行路面自动驾驶模式控制，其中在该路面自动驾驶模式控制中，凭借基于目标控制值的车轮扭矩控制来抵消由通过不平坦路面引起的弹跳举动(S100至S140)。另一方面，如果在驾驶车辆时，在前方道路上不存在不平坦路面(S10和S20)，则通过车速控制来执行车速自动驾驶模式控制，其中在所述车速控制中，应用现有的驾驶控制功能(S200)。
结果，路面自动驾驶模式实现了路面适应性，该路面适应性通过由前轮和后轮通过不平坦路面过程中车轮扭矩控制基于目标控制值来改变车速(包括加速和减速)而产生的下沉/俯冲效果，从而抵消车辆的弹跳举动，稳定了车辆的重心以提高乘坐舒适性。这里，所述下沉效果是在车辆快速启动时车辆的前部被抬起所产生的效果，所述俯冲效果是在车辆突然停止时车辆的前部下降所产生的效果。
参见图2，车辆1包括高级驾驶控制系统10。该高级驾驶控制系统10包括控制器20、路面适应性映射20-1以及环境检测器30，所述高级驾驶控制系统10在车辆通信方法中形成网络，并且通过发动机系统的发动机扭矩和制动系统的制动器压力来控制车轮扭矩。
例如，所述控制器执行自动驾驶模式控制和路面自动驾驶模式控制；在所述自动驾驶模式控制中，当车辆1在道路上行驶时，基于环境检测器30的前方道路的信息来执行车速控制，以确保驾驶稳定性；在所述路面自动驾驶模式控制中，对于由环境检测器30检测到的前方道路上的不平坦路面来执行车轮扭矩控制，以提高乘坐舒适性。所述路面适应性映射20-1通过环境检测器30的不平坦路面的信息、根据前轮和后轮的相对位置的三角形中的预测扭矩(例如，预测的发动机扭矩和预测的制动器扭矩)以及目标控制值(例如，目标发动机扭矩和目标制动器压力)来产生不平坦路面的坐标，并将所述不平坦路面的坐标提供至控制器20。为此目的，路面适应性映射20-1配置为与控制器20分离或者与控制器20整体地形成。所述环境检测器30获取车辆所行驶的道路以及前方道路的不平坦路面(例如，包括减速带的凸出部分和包括坑洼的凹陷部分)的图像，并将获取的图像提供至控制器20和/或路面适应性映射20-1。为此目的，所述环境检测器30配置为单目摄像头、立体摄像头、LiDAR(激光雷达，用于光探测和测距)或者这些装置的组合。所述单目摄像头扫描输入用于图案识别的图像。所述立体摄像头提取视差以拍摄用于直接确定摄像头与图案实际位置之间距离值的图像。所述LiDAR为3D类型，其测量光发射和返回的时间以测量反射器的位置坐标。
作为控制器20，可以使用控制车辆1的转弯稳定性的电子稳定控制(electronicstability control，ESC)系统。在本案中，所述ESC系统设计为包括控制器20以及路面适应性映射20-1的所有功能。因此，通过额外安装环境检测器30，可以相对简单地在安装有ESC的车辆中实现高级驾驶控制系统10。
在下文中，将参见图2至图8来更具体地描述应用了在道路100的路面上凸出的减速带100-1的驾驶控制方法。与路面适应性映射20-1相关联的控制器20执行控制，并且对车辆1的车轮扭矩进行控制。通过由控制器20改变发动机系统的发动机扭矩和制动系统的制动器压力来对车轮扭矩进行控制。
通过控制器20来进行路面适应性的确定。通过在S10中根据车辆的行驶来激活驾驶控制功能、在S20中对环境检测器拍摄的前方道路的图像进行处理，以及在S30中检测不平坦路面来进行所述路面适应性的确定。
参见图2，控制器20根据车辆1的行驶，将车速、制动器压力、节气门的开度等处理为车辆信息，并将路面图像和前方物体图像处理为道路信息。所述环境检测器30拍摄车辆1前面的道路和前方道路的周围区域，并且从拍摄的道路图像中检测不平坦路面，以将检测结果发送至控制器20。因此，控制器20利用道路图像来确定路面适应性，以将道路100确定为平坦的路面或不平坦的凸出路面。作为确定的结果，如果路面是平坦的表面，则在S200中，控制器20将其控制转换为车速自动驾驶模式控制，以执行现有的驾驶控制功能，从而通过车速控制确保驾驶稳定性，如在S210中。另一方面，如果路面是不平坦的凸出的路面，则控制器20在路面适应性的确定之后开始车轮扭矩确定。
所述车轮扭矩确定通过控制器20来执行。通过以下步骤来进行车轮扭矩确定：在S40，将不平坦路面的路面形状识别为减速带；在S50，生成基于车辆的减速带的坐标；在S60，利用预测的发动机扭矩和预测的制动器扭矩来确定预测的车轮扭矩，以用于通过减速带；以及在S70，利用目标发动机扭矩和目标制动器压力来生成用于通过减速带而不降低乘坐舒适性的目标控制值，从而确定车轮扭矩。
参见图3，控制器20将输入道路图像的不平坦路面识别为减速带100-1，并且通过与路面适应性映射20-1相关联来进行车轮扭矩确定。在本案中，基于车辆1来生成坐标的车辆1的轴距为L，并且以车速v行驶。此外，将二维x-y坐标系(其中，x轴为长，y轴为高)应用于减速带100-1，但是如果需要，也可以应用三维x-y-z坐标系(其中，x轴为长，y轴为宽，z轴为高)。因此，在S50，在路面坐标的确定中，通过x-y坐标来确定减速带100-1的长d和高h。在本案中，d和h的值可以是固定的，但是它们根据形状状况而改变，因此并不限于特定的值。
参见图4，控制器20通过相对于车辆1的x-y坐标将减速带100-1的长d分为起始位置②、中间位置③和结束位置④，并且通过x-y坐标将道路100分为前轮进入位置①(其位于减速带100-1的前方)以及减速带100-1的起始位置、中间位置和结束位置。
然后，相对于①、②、③和④，将车辆1的预测扭矩分为τ1、τ2、τ3、τ4、τ5、τ6，将车辆1的预测通过时间分为ta、tb、tc、td、te、tf、tg、th、ti，并将车辆1的通过时间分为t0、t1、t2、t3、t4、t5。在本案中，τ1、τ2、τ3、τ4、τ5、τ6，ta、tb、tc、td、te、tf、tg、th、ti以及t0、t1、t2、t3、t4、t5中的每一个都是根据车辆1的重量和前轮的悬挂性能而变化的设定值，因此并不限于具体值。
在S60中的预测扭矩的确定分为前轮通过减速带100-1时的确定以及后轮通过减速带100-1时的确定。
使前轮通过减速带100-1的②、③和④中的每一部分的预测扭矩分为预测的前轮起始位置扭矩τ3、预测的前轮中间位置扭矩τ1以及预测的前轮结束位置扭矩τ5。前轮通过道路100的①、②、③和④的中每一部分的预测通过时间分为预测的前轮接近时间ta、预测的前轮进入时间tb、预测的前轮加速时间tc、预测的前轮减速时间td，以及预测的前轮通过时间te。此外，前轮通过路面的通过时间分为前轮进入时间t0、前轮中间通过时间t1以及前轮通过完成时间t2。在本案中，t0是前轮位于减速带100-1的起始位置②的时间，t1为前轮位于减速带100-1的中间位置③的时间，t2为前轮位于减速带100-1的结束位置④的时间。因此，t0位于ta和tb之间，t1位于tc和tb之间，并且t2位于td和te之间。
使后轮通过减速带100-1的②、③和④中的每一部分的预测扭矩分为预测的后轮起始位置扭矩τ5、预测的后轮中间位置扭矩τ2、预测的后轮结束位置扭矩τ6以及通过后的车速恢复扭矩τ4。此外，后轮通过道路100的①、②、③和④中的每一部分的预测通过时间分为预测的后轮进入时间te、预测的后轮加速时间tf、预测的后轮减速时间tg、预测的后轮通过时间te，以及通过后的车速恢复时间ti。此外，后轮通过路面的通过时间分为后轮进入时间t3、后轮中间通过时间t4以及后轮通过完成时间t5。在本案中，t3是后轮位于减速带100-1的起始位置②的时间，t4为后轮位于减速带100-1的中间位置③的时间，t5为后轮位于减速带100-1的结束位置④的时间。因此，t3位于te和tf之间，t4位于tf和tg之间，并且t5位于tg和th之间。
因此，通过以下等式来确定车辆1的通过时间t0、t1、t2、t3、t4和t5。
t1＝t0+(0.5d)/v(t0)，t2＝t1+(0.5d)/v(t1)，t3＝t2+(L-d)/v(t2)，t4＝t3+(0.5d)/v(t3)，t5＝t4+(0.5d)/v(t4)----通过时间关系等式
用于S70中的目标控制值的车轮扭矩通过以下等式进行确定，并且分别应用于通过减速带100-1的前轮和后轮。
Teng(k)＝Teng,target(k+τ)，Pbrk(k)＝[Tbrk,target(k)]/Kbrk----车轮扭矩关系等式
这里，Teng是目标发动机扭矩控制值，Teng,target是目标发动机扭矩，k是发动机的时间延迟值，τ是预测的发动机扭矩。Pbrk是目标制动器压力控制值，Tbrk,target是目标制动器压力，Kbrk是根据制动系统性能的制动常数。因此，与通过考虑用于控制发动机的发动机的时间延迟值来预先确定输入值的一般发动机扭矩产生方法相同，所述目标发动机扭矩控制值可以通过发动机的时间延迟值而预先输入，从而提高了具有较低响应速度的发动机的响应速度。
因此，如果预测扭矩τ1、τ2、τ3、τ4、τ5、τ6在纵轴上，并且时间ta、tb、tc、td、te、tf、tg、th、ti、t0、t1、t2、t3、t4、t5在横轴上，则根据前轮和后轮与减速带100-1的相对位置，车轮扭矩(预测扭矩及目标控制值)形成为具有三角形图案。由此可以理解，基于三角形的起点和终点(即，前轮和后轮分别接触减速带100-1的时间点、前轮和后轮分别到达减速带100-1的顶端的时间点，以及前轮和后轮与减速带100-1之间的接触结束的时间点)来确定发动机扭矩和制动器扭矩中的每一个，所述发动机扭矩和制动器扭矩确定车辆1的车轮扭矩。
之后，在S100中，控制器20开始路面自动驾驶模式控制，其中，通过以下步骤来执行路面自动驾驶模式控制：在S110确定车辆是否满足减速带(即，路面形状部分)的进入条件[T(车辆进入条件时间)＝0.1秒]，在S110-1中确认满足条件，在S120中执行前轮路面控制，以及在S130中执行后轮路面控制。
图5是前轮路面控制方法的流程图，并且将参考图4进行说明。控制器20通过以下步骤来进行前轮路面控制：在S121，在进入路面形状部分之前对车辆进行减速；在S122，确定前轮是否进入了路面形状部分；在S123，在进入路面形状部分之后，增加车辆的加速度；在S124，确定前轮是否到达路面形状部分的第一点；在S125，在进入路面形状部分之后，减小车辆的加速度；在S126，确定前轮是否到达路面形状部分的第二点；在S127，在前轮的通过完成之前，对车辆进行线性减速；在S128，确定前轮通过路面形状部分是否完成；以及在S129，在前轮通过之后维持车速。在本案中，当从减速带100-1的前轮起始位置②到减速带100-1的前轮中间位置③的部分对应于减速带100-1的整体长度的1/2时，所述第一点指的是1/4点，所述第二点指的是1/2点。
参见图4，在S121中，在进入路面形状部分之前对车辆进行减速时，车辆进入条件时间T为0.1秒，当将τ3应用为目标控制值时，在从ta到t0的时间段内进行减速。
如果在S122中确定出前轮进入路面形状部分，则在S123中，在进入路面形状部分之后增加车辆的加速度时，随着将τ1从τ3应用为目标控制值时，在从t0到tc的时间段内增加加速度，直到在S124中到达1/4点，并且在S125中，在进入路面形状部分之后减小车辆的加速度中，随着将τ3从τ1应用为目标控制值时，在从tc到t1的时间段内减小加速度，直到在S126中到达1/2点。因此，在S122至S126中，加速度从前轮进入减速带100-1的时间点增大到减速带100-1的1/4点，然后减小到1/2点(中心)，并且在1/2点处加速度变为0。因此，车辆1从进入起始位置②的时间点进行加速，直到到达中间位置③，使得在车辆1中产生下沉效果，从而最小化了进入时刻所产生的冲击。
此后，在S127中，在前轮通过完成之前对车辆进行线性减速过程中，随着将τ5应用为目标控制值时，在从t1到td和t2的时间段内进行减速，直到在S128中确定出前轮通过路面形状部分已完成。因此，在S127和S128中，在从前轮通过减速带100-1的1/2点的时间点到前轮离开减速带100-1进行减速，并且减速度的值线性地增大。因此，车辆1从车辆自中间位置③下降的时间点进行减速，直到到达结束位置④，使得在车辆1中产生俯冲效果，从而增大了在下坡路上的抓地力。
最后，在S129中，前轮通过后的车速在从t2到te和t3的时间段内进行维持，但不应用目标控制值。因此，车辆1将其速度维持在前轮通过减速带完成时的时间点时的速度。
图6是后轮路面控制方法的流程图，并且将参考图4进行说明。控制器20通过以下步骤来进行后轮路面控制：在S131，在进入路面形状部分之前对车辆进行减速；在S132，确定后轮是否进入了路面形状部分；在S133，在进入路面形状部分之后，增加车辆的加速度；在S134，确定后轮是否到达路面形状部分的第一点；在S135，在进入路面形状部分之后，减小车辆的加速度；在S136，确定后轮是否到达路面形状部分的第二点；在S137，在后轮的通过完成之前，对车辆进行线性地减速；在S138，确定后轮通过路面形状部分是否完成；以及在S139，在后轮通过之后维持车速。在本案中，当从减速带100-1的后轮起始位置②到后轮中间位置③的部分对应于减速带100-1的整体长度的1/2时，所述第一点指的是1/4点，所述第二点指的是1/2点。
参见图4，在S131中，在进入路面形状部分之前对车辆进行减速时，在后轮通过结束位置④之后，随着将τ5应用为目标控制值，在从t2到te和t3的时间段内进行减速。
如果在S132中确定出后轮进入路面形状部分，则在S133中，在进入路面形状部分之后增加车辆的加速度时，随着将τ2从τ5应用为目标控制值时，在从t3到tf的时间段内增加加速度，直到在S134中到达1/4点，并且在S135中，在进入路面形状部分之后减小车辆的加速度时，随着将τ3从τ2应用为目标控制值，在从tf到t4的时间段内减小加速度，直到在S136中到达1/2点。因此，在S132至S136中，加速度从后轮进入减速带100-1的时间点增大到减速带100-1的1/4点，然后减小到1/2点(中心)，在1/2点处加速度变为0。因此，车辆1从进入起始位置②的时间点进行加速，直到到达中间位置③，使得在车辆1中产生下沉效果，从而最小化进入时刻所产生的冲击。
此后，在S137中，在后轮通过完成之前对车辆进行线性减速过程中，随着将τ6应用为目标控制值，在从t4到tg和t5的时间段内进行减速，直到在S138中确定出后轮通过路面形状部分已完成。因此，在S137和S138中，在从后轮通过减速带100-1的1/2点的时间点到后轮离开减速带100-1进行减速，并且减速度的值线性地增大。因此，车辆1从车辆自中间位置③下降的时间点进行减速，直到到达结束位置④，使得在车辆1中产生俯冲效果，从而增大了在下坡路上的抓地力。
最后，在S139中，在从t5到th和ti的时间段内，进行后轮通过后的车速维持，但不应用目标控制值。因此，车辆1将其速度维持在后轮通过减速带完成时的时间点处的速度。
此后，在S140中控制器20对估计的车速进行恢复。参见图4，在S140中对估计的车速进行恢复意味着在ti之后响应于加速器踏板的加速或者响应于制动踏板的减速，而不应用目标控制值。在S300中，当车辆停止时，控制器20终止驾驶控制并转换为初始状态。
同时，图7示出了通过使用路面自动驾驶模式控制S100通过减速带100-1时车辆1的操作状态。
如图所示，车辆1从前轮进入位置①减速到起始位置②，直到到达起始位置②之前的0.1秒，从起始位置②加速到中间位置③，并在进入起始位置②之前立即加速，以产生使在进入时刻产生的冲击最小化的下沉效果，在中间位置③处以恒定速度驱动，并且从中间位置③减速直到离开结束位置④，以产生俯冲效果，从而提高在下坡路上的抓地力。因此，加速模式相对于中间位置③以平缓正弦波形式形成，使得车辆的重心不会由于下沉效果或俯冲效果而移动。
图8示出了通过使用路面自动驾驶模式控制S100通过减速带100-1时车辆1的操作状态。如图所示，针对减速带100-1执行前轮控制(S120)和后轮控制(S130)的车辆1在相对于路面100的垂直方向上的重心轨迹几乎没有变化。
同时，当道路100的不平坦路面是包括坑洼的凹陷路面时，可以与减速带100-1的情况相反地控制路面自适应驾驶控制方法。例如，基于中间位置③(作为峰值位置)，将减速带100-1分别在左侧和右侧分为起始位置②和结束位置④，并且类似地，凹陷的路面基于中间位置③(作为最低位置)，分别在左侧和右侧分为起始位置②和结束位置④。因此，当车辆通过凹陷路面时，执行控制以使得从起始位置②到作为最低位置的中间位置③产生俯冲效果，然后执行控制以使得从作为最低位置的中间位置③到结束位置④产生下沉效果，从而实现了与通过减速带100-1时相同的提高乘坐舒适性的效果。
如上所述，在根据本实施方案的高级驾驶控制系统10中，所述驾驶控制功能通过路面适应性控制来实现，在该路面适应性控制中，车辆1的车轮扭矩被控制，使得在减速带100-1通过摄像头或LiDAR拍摄的道路图像而被确认时，当车辆1的车轮通过减速带100-1时，在车辆1中产生下沉效果和俯冲效果。因此，车辆1的重心在通过减速带100-1时几乎维持恒定，从而提高了乘坐舒适性。通过利用发动机和制动器进行车轮扭矩控制，能够实现与使用液压缸的情形相比相对优势的重量和成本。
根据本发明的示例性的实施方案，根据本发明的示例性实施方案的利用路面适应性的驾驶控制技术实现了以下的作用和效果：
第一，该种驾驶控制技术可以通过利用由车速变化所产生的下沉效果和俯冲效果而摆脱了利用液压缸的方法。第二，在包括凸出表面(包括减速带)和凹陷路面(包括坑洼)的各种不平坦路面上，对乘坐舒适性的改善效果来说是非常显著的。第三，通过控制发动机扭矩和制动器扭矩来减小相对加速度，从而可以提高乘坐舒适性。第四，通过预先使用摄像头确定与不平坦路面形状相对应的所需控制输入，即使响应时间很长(例如发动机)，也可以通过预先准备来获得快速响应性能。第五，该种利用路面适应性的驾驶控制技术可以通过使用车辆中的基本装置(包括驾驶控制装置、制动控制装置和发动机控制装置)来实现。
此外，根据本发明的示例性实施方案的高级驾驶控制系统通过利用路面适应性的驾驶控制技术来实现，从而实现以下的作用和效果：
第一，该种高级驾驶控制系统可以通过利用摄像头和车轮扭矩控制装置来实现而摆脱使用液压缸的方法。第二，所述车轮扭矩控制通过驱动力或制动力来执行，因此，所述高级驾驶控制系统可以配置为用于主要安装的制动控制装置和发动机控制装置。第三，所述所需控制输入根据路面形状信息来确定，因此可以应用包括单目摄像头、立体摄像头、LiDAR等等的各种环境检测器。第四，由于需求大量动力的液压缸不是在四个车轮的每一个悬挂中都需要，因此本发明减少了重量并且实现了优势成本。第五，由于重量和成本较低，并且没有不必要的动力消耗，因此具有显著的车辆实用性。
为了方便在所附权利要求中进行解释和准确定义，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“上面的”、“下面的”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背部”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内”、“外”、“内在”、“外在”、“向前”、“向后”用于就示例性实施方案的特征的如图中所示的位置而言来描述这些特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，且显然的是，根据以上教导若干修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (19)

1.一种驾驶控制方法，其包括：
执行路面适应性控制，其中，当通过控制器识别出车辆所行驶的道路的不平坦路面时，执行车辆的车轮扭矩控制，使得车辆在通过所述不平坦路面时产生下沉效果和俯冲效果，
其中，执行所述路面适应性控制包括：
执行路面适应性的确定，其中，通过安装在车辆中的检测器来拍摄道路的道路图像，并且在所述道路图像中对不平坦路面进行检测；
执行路面自动驾驶模式控制，其中，一旦检测到不平坦路面，确定在车辆通过不平坦路面之前用于改变车辆的车速的车轮扭矩，并且根据所述车轮扭矩来执行车轮扭矩控制，使得在车辆接近并通过不平坦路面时，在车辆中产生下沉效果和俯冲效果，以改变车辆的车速；以及
在通过不平坦路面之后通过在停止车轮扭矩控制的状态下驱动车辆来恢复车速，
车轮扭矩控制在由下沉效果转换为俯冲效果的不平坦路面的中间点处将加速度设置为零，
加速模式相对于不平坦路面的中间点以正弦波形式形成，使得车辆的重心不会由于下沉效果或俯冲效果而移动。
2.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中，在所述车轮扭矩控制中，通过发动机扭矩和制动器扭矩来改变车速。
3.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中，在通过单目摄像头、立体摄像头和LiDAR中的一种所拍摄的道路图像中对所述不平坦路面进行检测。
4.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中，所述车辆包括第一车轮和第二车轮，并且通过不平坦路面的情况包括在执行路面适应性控制时，所述车辆的第一车轮通过不平坦路面之后，该车辆的第二车轮离开不平坦路面的情况。
5.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中，执行所述路面自动驾驶模式控制包括：
产生不平坦路面的坐标，以识别路面形状；
确定用于通过不平坦路面的预设车轮扭矩；
根据所述预设车轮扭矩将用于接近并通过不平坦路面的车轮扭矩确定为目标控制值；
根据所述用于接近并通过不平坦路面的车轮扭矩来执行车轮扭矩控制。
6.根据权利要求5所述的驾驶控制方法，其中，所述预设车轮扭矩为车辆的预设发动机扭矩和预设制动器扭矩，并且所述用于接近并通过不平坦路面的车轮扭矩为车辆的目标发动机扭矩和目标制动器扭矩。
7.根据权利要求5所述的驾驶控制方法，其中，根据所述用于接近并通过不平坦路面的车轮扭矩来执行车轮扭矩控制包括：
在车辆的行驶方向上将不平坦路面分为前方进入位置、起始位置、中间位置以及结束位置，作为不平坦路面的坐标值，并且将所述前方进入位置设定为参考位置，以确定车辆相对于不平坦路面的车轮接近条件；
当满足所述车轮接近条件时，在进入不平坦路面的车辆的车轮上执行车轮路面控制，以产生所述下沉效果和俯冲效果。
8.根据权利要求7所述的驾驶控制方法，其中，执行所述车轮路面控制包括：
在进入位置和起始位置之间执行车辆的减速；
在起始位置和中间位置之间执行车辆的加速；
在中间位置和结束位置之间执行车辆的减速。
9.根据权利要求8所述的驾驶控制方法，其中，在进入位置和起始位置之间执行车辆的减速包括应用制动器扭矩，在起始位置和中间位置之间执行车辆的加速包括应用发动机扭矩。
10.根据权利要求8所述的驾驶控制方法，其中，在中间位置和结束位置之间执行车辆的减速包括应用制动器扭矩。
11.根据权利要求8所述的驾驶控制方法，其中，执行所述车轮路面控制进一步包括：
在车轮离开结束位置时通过停止车轮扭矩控制，将车速维持预定时间。
12.根据权利要求8所述的驾驶控制方法，其中，在进入位置和起始位置之间的车辆的减速在起始位置之前执行0.1秒。
13.根据权利要求8所述的驾驶控制方法，其中，在起始位置和中间位置之间执行车辆的加速中，通过车轮扭矩控制，加速度的值在第一预定时间段内增加，然后该加速度的值在第二预定时间段内减小。
14.根据权利要求13所述的驾驶控制方法，其中，在到达所述中间位置时，根据车轮扭矩控制，所述加速度的值减小至零。
15.根据权利要求4所述的驾驶控制方法，其中，执行所述路面自动驾驶模式控制包括：
产生不平坦路面的坐标，以识别路面形状；
确定用于通过不平坦路面的预设车轮扭矩；
根据所述预设车轮扭矩将用于接近并通过不平坦路面的车轮扭矩确定为目标控制值；
根据所述用于接近并通过不平坦路面的车轮扭矩来执行车轮扭矩控制；
其中，所述预设车轮扭矩为车辆的预设发动机扭矩和预设制动器扭矩，并且所述用于接近并通过不平坦路面的车轮扭矩为车辆的目标发动机扭矩和目标制动器扭矩；
其中，根据所述用于接近并通过不平坦路面的车轮扭矩来执行车轮扭矩控制包括：
在车辆的行驶方向上将所述不平坦路面分为前方进入位置、起始位置、中间位置以及结束位置，作为不平坦路面的坐标值，并且将所述前方进入位置设定为参考位置，以确定车辆相对于不平坦路面的车轮接近条件；
当满足所述车轮接近条件时，在进入不平坦路面的车辆的第一车轮和第二车轮中的每一个车轮上执行车轮路面控制，以产生所述下沉效果和俯冲效果。
16.根据权利要求1所述的驾驶控制方法，其中，当未检测出不平坦路面时，执行车速自动驾驶模式控制，所述车速自动驾驶模式控制通过控制相对于平坦路面的车辆速度来确保驾驶稳定性。
17.一种驾驶控制系统，其包括：
检测器，其配置为安装在车辆中并检测所拍摄的车辆行驶道路的道路图像中的不平坦路面，所述车辆在车辆的预定数量的车轮中的每一个车轮中都包括悬挂系统；
控制器，其配置为执行车辆的车轮扭矩控制，在所述车轮扭矩控制中，当车辆通过不平坦路面时对车辆进行加速，以在车辆中产生下沉效果，并随后对车辆进行减速，以在车辆中产生俯冲效果；以及
路面适应性映射，其配置为与所述控制器相关联，从而为所述车轮扭矩控制确定车轮扭矩，
其中，车轮扭矩控制在由下沉效果转换为俯冲效果的不平坦路面的中间点处将加速度设置为零，
加速模式相对于不平坦路面的中间点以正弦波形式形成，使得车辆的重心不会由于下沉效果或俯冲效果而移动。
18.根据权利要求17所述的驾驶控制系统，其中，分别在通过不平坦路面的车辆的预定数量的车轮中的第一车轮和第二车轮上执行所述车轮扭矩控制。
19.根据权利要求17所述的驾驶控制系统，其中，所述检测器配置为单目摄像头、立体摄像头、LiDAR或者单目摄像头、立体摄像头和LiDAR的组合中的一种。
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