CN110901561A - 汽车的底盘域控制器、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种汽车的底盘域控制器、系统及方法，底盘域控制器用于获取汽车的多个传感器检测的汽车状态参数，并根据汽车状态参数生成控制指令，以及将汽车状态参数和控制指令发送给与传感器连接的功能控制单元中对应的各电子控制单元，以对汽车的状态进行调整。通过这样的方式，底盘域控制器能够统一获取汽车状态参数，根据功能控制单元中各电子控制单元的需要，将相应的汽车状态参数及生成的控制指令发送至对应的电子控制单元，避免功能控制单元中多个电子控制单元分别独立调整汽车的状态时，重复获取汽车状态参数和各自对汽车的相应状态进行解算而造成的计算资源浪费的问题，能够在保证汽车的控制精度和控制效果的条件下，节省大量的资源。

Description

汽车的底盘域控制器、系统及方法
技术领域
本申请涉及汽车控制领域，具体而言，涉及一种汽车的底盘域控制器、系统及方法。
背景技术
自动驾驶汽车的飞速发展对其底盘电控系统的要求愈发严格。为了实现更加精确和智能的车辆姿态监测及调控，汽车的底盘域内集成了诸如轮速传感器等众多传感器。自动驾驶汽车的底盘域控制器将对底盘域内各传感器采集到的原始数据进行处理，使之能够应用于诸如车道保持系统、自动泊车系统等各种先进的自动驾驶功能当中，并向自动驾驶汽车底层执行机构发出相应的指令，从而控制自动驾驶汽车达到当前节点下的最优行驶状态。
但对于自动驾驶等级在L3(第3级)及以上更高级别的自动驾驶汽车而言，车辆底盘电控系统所产生的信号数据量愈发庞大。而现有的各底盘电控系统常采用分布式电子控制架构，如ABS(Antilock Brake System，防抱死制动系统)、TCS(Traction ControlSystem，驱动防滑系统)、4WD(4Wheel Drive，四轮驱动系统)等，其ECU(ElectronicControl Unit，电子控制单元)仅对相应的传感器数据，如轮速、制动轮缸压力、发动机输出扭矩等进行采集和处理，最后对其执行机构发出控制指令。现有的底盘控制器在自动驾驶汽车底盘电控功能愈加丰富、ECU数量增多后，其相应的控制器成本增加且各电控系统可能会重复读取使用同一信号，并在各自的ECU内单独进行车辆状态解算和估计，这将造成各底层ECU计算量增大以及对现有硬件资源的浪费。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种汽车的底盘域控制器、系统及方法，以使在保证车辆的控制精度和效果的条件下，尽可能节约资源，实现对汽车底盘域的整体控制，从而提升汽车实时状态的解算、估计和控制效率。
为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：
第一方面，本申请实施例提供一种汽车的底盘域控制器，所述底盘域控制器用于获取汽车的多个传感器检测的汽车状态参数，并根据所述汽车状态参数生成控制指令，以及将所述汽车状态参数和所述控制指令发送给与所述传感器连接的功能控制单元中对应的各电子控制单元，以对所述汽车的状态进行调整。
通过这样的方式，底盘域控制器能够统一获取汽车状态参数，然后根据功能控制单元中各电子控制单元的需要，将相应的汽车状态参数及基于汽车状态参数所生成的控制指令发送至对应的电子控制单元，避免功能控制单元中多个电子控制单元分别独立调整汽车的状态时，重复获取汽车状态参数和各自对汽车的相应状态进行解算而造成的计算资源浪费的问题，能够在保证汽车的控制精度和控制效果的条件下，节省大量的资源。另外，由于底盘域控制器的控制属于上层控制，因此能够实现对汽车底盘域的整体控制，从而提升汽车实时状态的解算、估计和控制效率。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述底盘域控制器包括信号处理模块和仲裁模块，所述信号处理模块，用于获取所述汽车状态参数，以及，将所述汽车状态参数中的一种或多种发送给对应的电子控制单元；所述仲裁模块，用于根据所述汽车状态参数生成控制指令，并将所述控制指令发送给对应的电子控制单元，以对所述汽车的状态进行调整。
底盘域控制器的信号处理模块可以将汽车状态参数中的一种或多种发送给对应的电子控制单元，而仲裁模块则可以生成控制指令并下发至电子控制单元，以便电子控制单元根据汽车状态参数和控制指令对汽车的状态进行调整，从而保障了汽车的控制精度和控制效果。另外，仲裁模块根据汽车状态参数生成控制指令，对需要的参数和计算的中间过程可以只需计算一次，具有很高的计算效率，从而能够提高对汽车的控制效率。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述底盘域控制器还包括关键参数计算模块，所述关键参数计算模块，用于基于所述汽车状态参数中的至少两种，计算出所述汽车的关键参数，其中，所述关键参数反映所述汽车的状态；对应的，所述仲裁模块用于根据所述汽车状态参数和所述关键参数生成控制指令。
通过关键参数计算模块计算出汽车的关键参数，有利于仲裁模块生成的控制指令对汽车实现更精准的控制。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述底盘域控制器还包括整车模型模块，其中，所述整车模型模块中预设有基于所述汽车建立的整车模型，所述整车模型模块，用于根据所述汽车状态参数和所述关键参数，确定出所述汽车的当前状态。
包含整车模型的整车模型模块，可以根据汽车状态参数和关键参数确定出所述汽车的当前状态，有利于更好地实现对汽车的控制。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述整车模型模块，还用于根据所述汽车的当前状态和所述汽车状态参数，预测所述汽车在预设时段内的状态。
整车模型模块还能够预测汽车在预设时段内的状态，这样有利于汽车实现更好的自动驾驶效果。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述底盘域控制器还包括驾驶意图识别模块，所述驾驶意图识别模块，用于基于驾驶员的操作和所述汽车的当前状态确定出所述汽车对应的目标状态，并根据所述目标状态确定出目标状态参数；对应的，所述仲裁模块用于根据所述当前状态和所述目标状态参数生成控制指令。
驾驶意图识别模块可以基于驾驶员的操作和汽车的当前状态确定出汽车对应的目标状态，有利于仲裁模块生成更加准确的控制指令，从而有利于实现对汽车的精准控制。
结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述汽车的驾驶性能包括通过性、安全性、稳定性、经济性和动力性中的至少两种，所述底盘域控制器还包括有限状态机协调模块，所述有限状态机协调模块中预设有多种驾驶场景，每种所述驾驶场景分别具有对应的驾驶性能和决策顺序，以使所述仲裁模块根据所述当前状态从多种驾驶场景中确定出目标驾驶场景，并基于所述目标驾驶场景、所述当前状态和所述目标状态参数生成控制指令。
有限状态机协调模块预设有多种驾驶场景，每种驾驶场景分别具有对应的驾驶性能和决策顺序，能够使得仲裁模块确定出目标驾驶场景，以协调所述汽车的驾驶性能，从而确定出适合汽车当前驾驶场景的驾驶性能(驾驶模式)，有利于在保证汽车的控制准确性的条件下，进一步提升驾驶体验。
第二方面，本申请实施例提供一种汽车的底盘域控制系统，包括含有多个电子控制单元的功能控制单元和多种传感器，每个所述电子控制单元与至少一种所述传感器连接，所述汽车底盘域控制系统还包括第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一项所述的汽车的底盘域控制器，所述底盘域控制器与多个所述电子控制单元连接。
第三方面，本申请实施例提供一种汽车的底盘域控制方法，应用于如第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一项所述的汽车的底盘域控制器，所述方法包括：获取汽车的多个传感器检测的汽车状态参数；根据所述汽车状态参数生成控制指令；将所述汽车状态参数和所述控制指令对应发送给与所述传感器连接的电子控制单元，以对所述汽车的状态进行调整。
第四方面，本申请实施例提供一种汽车的底盘域控制方法，应用于如第二方面所述的底盘域控制系统中的所述电子控制单元，所述方法包括：接收所述底盘域控制器发送的汽车状态参数和控制指令，其中，所述汽车状态参数为所述传感器检测出的参数；根据所述汽车状态参数和所述控制指令，对汽车的状态进行调整。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种汽车的底盘域控制系统的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种汽车的底盘域控制器的硬件示意图。
图3为本申请实施例提供的一种整车模型的示意图。
图4为本申请实施例提供的一种关键参数计算模块的逻辑示意图。
图5为本申请实施例提供的一种预设的驾驶场景的示意图。
图6为本申请实施例提供的一种仲裁模块的逻辑结构示意图。
图7为本申请实施例提供的一种汽车的底盘域控制方法的流程图。
图标：100-底盘域控制系统；110-底盘域控制器；111-信号处理模块；112-关键参数计算模块；113-整车模型模块；114-驾驶意图识别模块；115-有限状态机协调模块；116-仲裁模块；120-功能控制单元；121-ESP；122-EPS；123-CDC；124-4WD；125-4WS；126-其他系统；130-执行机构；131-制动轮缸压力执行机构；132-FOC电机控制执行机构；133-悬架阻尼器执行机构；134-4WD离合器执行机构；135-4WS转向执行机构；136-其他系统执行机构。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
图1为本申请实施例提供的一种汽车的底盘域控制系统100的结构示意图。底盘域控制系统100应用于汽车，用于在保证汽车的控制精度的条件下提升汽车的控制效率，节约控制汽车时的计算资源。在本实施例中，底盘域控制系统100可以包括：底盘域控制器110、功能控制单元120(可以包括多个电子控制单元，即多个ECU)、汽车上的传感器和汽车的执行机构130。
其中，底盘域控制器110可以与汽车的功能控制单元(即多个电子控制单元)120连接，而每个电子控制单元则与其正常工作时所需要的传感器连接。传感器安装在汽车上，用于检测汽车状态参数。功能控制单元120也可以与执行机构130连接，执行机构130则是执行控制汽车的底层执行机构。
功能控制单元120可以将传感器检测的汽车状态参数发送给底盘域控制器110(当然，为了减轻底盘域控制器110的运行负担，功能控制单元120可以对传感器检测的汽车状态参数进行初步的处理后发送给底盘域控制器110)。底盘域控制器110则可以根据获取的汽车状态参数(可以是传感器检测的汽车状态参数，也可以是功能控制单元120对传感器检测的汽车状态参数初步处理后的汽车状态参数)，生成控制指令，并将控制指令和汽车状态参数下发给对应的电子控制单元。电子控制单元即可根据汽车状态参数和控制指令，发送给执行机构130，以对汽车的状态进行控制和调整。
需要说明的是，在一些可能的实现方式中，底盘域控制器110也可以与执行机构130连接，将生成的控制指令下发至执行机构130，从而实现对汽车状态的调整。另外，在其他一些可能的实现方式中，底盘域控制器110也可以与传感器连接，获取传感器检测的汽车状态参数，而无需经功能控制单元120中转。因此，上述的底盘域控制器110通过功能控制单元120获取传感器检测的汽车状态参数的方式，不应视为对本申请的限定。
通过这样的方式，底盘域控制器110能够统一获取汽车状态参数，然后根据功能控制单元中各电子控制单元的需要，将相应的汽车状态参数及基于汽车状态参数所生成的控制指令发送至对应的电子控制单元，避免功能控制单元120中多个电子控制单元分别独立调整汽车的状态时，重复获取汽车状态参数和各自对汽车的相应状态进行解算而造成的计算资源浪费的问题，能够在保证汽车的控制精度和控制效果的条件下，节省大量的资源。另外，由于底盘域控制器的控制属于上层控制，因此能够实现对汽车底盘域的整体控制，从而提升汽车实时状态的解算、估计和控制效率。
在对底盘域控制器110的具体功能模块进行详细的介绍前，此处先对底盘域控制器110的一种示例性的硬件结构实现进行介绍。
请参阅图2，图2示出了一种汽车的底盘域控制器110的硬件示意图。在本实施例中，底盘域控制器110的芯片可以选用车规级多核控制器芯片，例如英飞凌的芯片TC29x，或者恩智浦的MPC577xK，也可以选用满足实际需求的其他型号的芯片，此处不作具体限定。
汽车底盘电控主程序直接在多核控制器芯片上运行，其中双核锁步的芯片架构能够确保整个控制器系统的稳定运行。其中底盘域控制器110的芯片和外接电路供电电压大多在5V(伏特)和3.3V(伏特)，可由车载蓄电池经DC/DC(应用于直流电路中的变换器，可以实现电压变换)转换直接供电，从而保证底盘域控制器110整体功耗较低。底盘域控制器110的硬件还可以集成CAN(Controller Area Network，控制器局域网)通讯接口(例如可以集成8路CAN通讯接口)，Ethernet(以太网)通讯接口、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)通讯接口和蓝牙接口等信息通讯接口，而原有的底盘电控功能中的各ECU可以分别通过汽车控制器局域网CAN总线连接至底盘域控制器110的通讯接口，从而实现各ECU与底盘域控制器110系统的数据通讯和控制指令的传递。底盘域控制器110也能够直接向底层的执行机构130下发控制指令，例如调节线控制动系统制动轮缸压力大小、通过电流调节半主动悬架阻尼、控制线控转向系统转向盘转角等。
以上介绍的底盘域控制器110的硬件实现方式只是众多实现方式的几种，不应视为对本申请的限定。
请再次参阅图1，在本实施例中，底盘域控制器110可以包括信号处理模块111、关键参数计算模块112、整车模型模块113、驾驶意图识别模块114、有限状态机协调模块115和仲裁模块116。
示例性的，信号处理模块111可以接收多个传感器检测的汽车状态参数，例如转向盘转角、横摆角速度、轮速、转向盘扭矩、车速、陀螺仪、车高、阻尼器压力、油门踏板开度、发动机转速、车轮转角等汽车状态参数，其中，图1中的sensor表示传感器。本实施例中信号处理模块111是以通过ECU的方式获取汽车状态参数(即传感器将检测的汽车状态参数发送给ECU，ECU可以初步处理后发送给信号处理模块111)，但不应视为对本申请的限定。
而信号处理模块111则可以对获取的汽车状态参数进行处理，例如可以进行测量、A/D转换(模拟信号转换为数字信号)、滤波等处理，之后，信号处理模块111可以将这些汽车状态参数融合，即统一打包并集中运行。这样可以只获取一次信号(汽车状态参数)完成对汽车的多种状态的控制，避免了多个ECU独立运行各自实现其对应功能时出现的重复获取汽车状态参数，重复计算等问题，可以极大地节约计算资源，也能够进一步提升汽车的控制效率。
信号处理模块111将获取的汽车状态参数统一打包后，可以根据预设的程序将对应的汽车状态参数发送给关键参数计算模块112和对应的ECU。需要说明的是，将对应的汽车状态参数发送给对应的ECU，即将ECU需要的传感器参数发送该ECU，例如，将转向盘转角、横摆角速度和轮速发送给ESP(Electronic Stability Program，车身电子稳定系统)111的ECU，这个步骤可以在一个控制过程中信号处理模块111将获取的汽车状态参数统一打包后的任意时刻发送，此处只是为了方便说明而在此时介绍，发送的时机不应视为对本申请的限定。
以及，信号处理模块111可以将获取的汽车状态参数发送给整车模型模块113。
在本实施例中，由于关键参数计算模块112在接收信号处理模块111发送的汽车状态参数后，根据汽车状态参数计算汽车的关键参数的过程(其中，关键参数反映汽车的状态，例如，质心侧偏角、侧向速度等)，可以结合整车模型模块113中的整车模型进行更准确的计算和估计，因此，此处先对整车模型模块113进行介绍。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种整车模型的示意图。在本实施例中，整车模型模块113中设有基于汽车建立的整车模型。示例性的，整车模型可以为整车十五自由度模型。整车动力学建模包括整车纵向x，横向y，垂向z，俯仰角θ，横摆角ψ，侧偏角
Figure BDA0002303303740000091
共六个自由度，以及每个车轮的转动ωi(i为1，2，3，4)，垂直两个自由度di(i为1，2)共八个自由度，以及前轮转向角度δ一个自由度，共计十五个自由度。由此可建立整车模型，整车模型可以反映和用于预测汽车的状态。
请结合参阅图1和图4，图4为本申请实施例提供的一种关键参数计算模块112的逻辑示意图。由于整车模型中涉及到汽车的多个汽车状态参数，有些汽车状态参数可直接通过相应传感器精确测得，例如横摆角速度，纵向加速度，侧向加速度，车轮转速等；而有的关键参数(为了实现对汽车的更准确的控制而需要的参数，例如质心侧偏角，轮胎与路面的滑移率)无法通过传感器测量直接得到或测量偏差较大，例如质心侧偏角、侧向速度等，此类关键参数可通过估计与解算得到准确的参数值(关键参数计算模块112能够计算和估计的具体的关键参数请参阅图4中所列举出的关键参数)。在本实施例中，关键参数计算模块112可以根据接收的汽车状态参数结合整车模型模块113中的整车模型，计算出所需的关键参数。其中，图4中的α表示轮胎侧偏角，β表示质心侧偏角，μ表示路面附着系数，Δμ表示路面附着系数补偿值，λ表示轮胎滑移率。
在本实施例中，关键参数计算模块112中的使用或估算的汽车状态参数可以包含传感器采集的汽车状态参数和通过估算得到的关键参数。例如，可以通过横摆速度、估算的侧向加速度，以及通过对侧向加速度进行重量转移的估算，以估算出α；可以通过车速估算当前路面下轮胎的滑移率；从而通过估算的α和滑移率，估算出横摆力偶矩；也可以通过估算的纵向加速度、估算的侧向加速度、横摆力偶矩，结合基于滑移率和纵向加速度传感器采集的参数、侧向加速度传感器采集的参数、估算的侧向加速度、以及估算的其他加速度(例如纵向加速度、侧向加速度等)，确定出补偿值Δμ，以通过补偿值Δμ对估算的横摆力偶矩等关键参数进行补偿，以估算出更加精确的关键参数。
具体的，例如，可以基于式
Figure BDA0002303303740000101
估算当前路面下轮胎的滑移率，其中，s表示滑移率；re表示轮胎有效滚动半径，ω表示车轮实际转动角速度，可通过轮速确定出，vx表示纵向速度，即车速；以及，结合轮胎力学模型及卡尔曼滤波算法对路面附着系数进行在线辨识，从而实现对当前路面下轮胎的滑移率的估算。另外，关键参数计算模块112还可以识别坡道，因此，关键参数计算模块112能够对汽车所需的关键参数进行估计和解算，并不限定于上述列举的参数。
通过关键参数计算模块112计算出汽车的关键参数，有利于仲裁模块116生成的控制指令对汽车实现更精准的控制。而结合整车模型模块113中的整车模型对汽车的关键参数进行估计和解算，可以有效提升计算效率和准确性。
关键参数计算模块112可以将计算出的关键参数发送给整车模型模块113，以及根据各ECU的需要将计算出的关键参数发送给对应的ECU。
在本实施例中，整车模型模块113可以根据接收的汽车状态参数和关键参数，确定出汽车的当前状态，有利于更好地实现对汽车的控制。
请继续参阅图1，整车模型模块113中的整车模型，可以根据汽车状态参数和关键参数，精确计算车辆各方向的运动学状态(例如横摆、侧倾、俯仰的运动学状态等)和动力学状态(例如侧向、纵向、垂向的动力学状态等)。并可以根据传感器实时检测的汽车状态参数和状态观测系统(可以为其他系统中的一种)的信号精确计算车辆各方向的运动和动力学状态，以预测汽车在未来一段时间内的运动状况(即根据汽车的当前状态和汽车状态参数，预测汽车在预设时段内的状态)。整车模型模块113通过预测汽车在预设时段内的状态，有利于汽车实现更好的自动驾驶效果。
请继续参阅图1，在本实施例中，驾驶意图识别模块114，可以基于驾驶员的操作和汽车的当前状态确定出汽车对应的目标状态，并根据目标状态确定出目标状态参数。
示例性的，驾驶意图识别模块114可以基于驾驶员操作的转向盘转角、油门踏板开度、制动踏板输入等确定出对应的汽车状态参数，进一步确定出汽车对应的目标状态，从而可以基于目标状态确定出目标状态参数。例如，通过驾驶员操作的转向盘转角、油门踏板开度、制动踏板输入，确定出驾驶员的目标转向响应(横摆角速度，侧偏角)，目标驱动响应(纵向加速度)，目标制动响应(减速度)进行精准识别，即确定出目标状态参数。进一步地，驾驶意图识别模块114可以将确定出的目标状态参数分别发送给对应的ECU，以及，将目标状态参数发送给有限状态机协调机构。
驾驶意图识别模块114可以基于驾驶员的操作和汽车的当前状态确定出汽车对应的目标状态，有利于仲裁模块116生成更加准确的控制指令，从而有利于实现对汽车的精准控制。
请结合参阅图1和图5，图5为本申请实施例提供的一种预设的驾驶场景的示意图。在本实施例中，汽车的驾驶性能可以包括通过性、安全性、稳定性、经济性和动力性中的至少两种(本实施例以包含通过性、稳定性、经济性和动力性为例进行说明)。
在本实施例中，有限状态机协调模块115中预设有多种驾驶场景，而每种驾驶场景分别具有对应的驾驶性能和决策顺序。例如图5所示，驾驶场景可以包括：正常行驶情景类、脱困情景类和涉及动力学稳定性类。
而其中正常行驶情景类可以包括城市拥堵情景，对应的驾驶性能为经济性和舒适性，而对应的决策顺序则可以为CDC(Continuous Damping Control，自动调节及不间断减震控制系统)123、4WD(4Wheel Drive，四轮驱动系统)124、4WS(4Wheel Steering，四轮转向系统)125；郊区道路情景，对应的驾驶性能为动力性和经济性，优先选用4WD执行；颠簸路面情景，对应的驾驶性能为舒适性，优先选用CDC执行；狭窄通道情景，对应的驾驶性能为通过性。
脱困情景类可以包括泥坑脱困情景、陡坡起步情景、沟壑脱困情景，在此三种情境中，主要考虑的驾驶性能为通过性和操纵稳定性(即稳定性)，可以根据实际情况同时选用两种性能。而对应通过性，优先选用4WD和TCS(Traction Control System，牵引力控制系统)执行；对应操纵稳定性，优先选用ESC(Electronic Stability Controller，车身电子稳定性控制系统)执行。
涉及动力学稳定性类可以包括：转弯失稳情景、驱动失稳情景和制动失稳情景，每种情景对应的驾驶性能都为操纵稳定性(稳定性)，而优先选用ESC和CDC执行。
有限状态机协调模块115预设有多种驾驶场景，每种驾驶场景分别具有对应的驾驶性能和决策顺序，能够使得仲裁模块116确定出目标驾驶场景，以协调所述汽车的驾驶性能，从而确定出适合汽车当前驾驶场景的驾驶性能(驾驶模式)，有利于在保证汽车的控制准确性的条件下，进一步提升驾驶体验。
在本实施例中，仲裁模块116可以根据当前状态，确定出目标驾驶场景，并确定出适合当前驾驶场景的驾驶性能和执行的ECU。为了更准确地确定出与当前的驾驶场景匹配的目标驾驶场景，仲裁模块116还可以基于汽车的当前状态，结合驾驶意图识别模块114确定出的目标状态参数，更准确地从有限状态机协调模块115预设的多种驾驶场景中确定出目标驾驶场景。
请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种仲裁模块116的逻辑结构示意图。在本实施例中，仲裁模块116可以确定出目标驾驶场景和对应的驾驶性能、优先选用的ECU等。
具体的，仲裁模块116可以结合控制指令的仲裁与下发情况，判断当前工况(驾驶场景)下汽车可以优先考虑哪项性能，以将该性能所对应的ECU执行优先级提至前列(即优先考虑该项性能，采用实现该性能的ECU，例如，陡坡起步时考虑通过性，则选用4WD)。
请继续参阅图6，具体的，仲裁模块116可以基于整车模型确定出的汽车的各个动力学状态，判断车速是否为零，在车速为零时则可以先进行脱困情景类的判断。由于脱困情景类包括多种细分的情景，因此，仲裁模块116还可以判断当前情景是否为陡坡起步情景(例如，关键参数计算模块112可以识别坡度)，若是，则可以确定出对应的驾驶性能为通过性，优先选用4WD这个ECU执行。若当前的脱困情景不属于陡坡起步情景，则仲裁模块116可以判断汽车是否陷入泥坑，从而判断当前情景是否为泥坑脱困情景。若当前情景是泥坑脱困情景，那么仲裁机构可以确定出对应的驾驶性能为通过性，优先选用4WD和ESC这两个ECU执行。若当前的脱困情景不属于泥坑脱困情景，那么仲裁模块116可以判断汽车是否陷入沟壑，从而判断当前情景是否为沟壑脱困情景。若是沟壑脱困情景，那么仲裁模块116可以确定出的驾驶性能为通过性，优先选用4WD和ESC这两个ECU执行。
在车速不为零时，或者仲裁模块116判断当前情景不属于脱困情景时，仲裁模块116可以进行涉及动力学稳定性场景类的场景判断。例如，可以判断汽车的实际横摆与目标横摆之间的偏差是否大于阈值，若是，则可以确定汽车当前的驾驶情景属于转弯失稳情景，继而确定出的驾驶性能可以为操纵稳定性，优先选用ESC和CDC这两个ECU执行。若实际横摆与目标横摆之间的偏差不大于阈值，那么仲裁模块116可以通过驱动车轮的旋转情况来判断当前的驾驶场景是否属于驱动失稳情景。若当前的驾驶场景属于驱动失稳情景，则可以确定出对应的驾驶性能为操纵稳定性，优先选用ESC和CDC这两个ECU执行。若仲裁模块116判断当前的驾驶场景不属于驱动失稳情景，则可以继续通过驱动车轮抱死的情况判断当前的驾驶场景是否属于制动失稳情景，若是，则可以确定出对应的驾驶性能为操纵稳定性，优先选用ESC和CDC这两个ECU执行；若否，则可以进行正常行驶场景类的判断。
仲裁模块116可以判断当前场景是否属于低速狭窄空间运行的狭窄通道情景(例如通过车身上的距离传感器，通过车身与障碍物之间的距离判断是否属于狭窄通道情景)，若是，则可以确定出对应的驾驶性能为通过性，优先选用4WS和EPS(Electric PowerSteering，电动助力转向系统)122这两个ECU执行。若不是狭窄通道情景，仲裁模块116可以判断当前路面是否颠簸确定当前的驾驶场景是否属于颠簸路面情景。若仲裁模块116确定当前的驾驶场景为颠簸路面情景，则可以确定出对应的驾驶性能为舒适性，优先选用CDC这个ECU执行。若当前的驾驶场景不为颠簸路面情景，仲裁模块116可以判断当前的驾驶场景是否属于城市拥堵情景，若是，则可以确定出对应的驾驶性能为经济性和舒适性，优先选用4WD、CDC和4WS这几个ECU执行。若当前的驾驶场景不属于城市拥堵情景，则仲裁模块116可以判断是否属于郊区道路情景，若是，则可以确定出对应的驾驶性能为动力性和经济性，优先选用4WD、CDC和4WS这几个ECU执行。当然，若当前的驾驶场景不属于预设的多种驾驶场景中的任何一种，那么仲裁模块116则可以按照常规的运行模式运行。
仲裁模块116确定出目标驾驶场景，以协调所述汽车的驾驶性能，能够确定出适合汽车当前驾驶场景的驾驶性能(驾驶模式)，有利于在保证汽车的控制准确性的条件下，进一步提升驾驶体验，也可以给驾驶员更好的驾驶享受。
需要说明的是，上述的驾驶场景的判断过程只是一种示例性的判断过程，不应视为对本申请的限定。例如，可以在各类场景的判断顺序上做出相应的调整，也能够实现仲裁模块116对驾驶场景的判断和对驾驶性能及优先执行的ECU的选用。因此，此处不作限定。
在本实施例中，仲裁模块116还可以根据确定出的目标驾驶场景(及对应的驾驶性能，优先选用的ECU)、汽车的当前状态和通过驾驶意图识别模块114确定出的目标状态参数，生成对应的控制指令。仲裁模块116生成控制指令后，可以将控制指令对应发送给各个执行的ECU(在其他一些可能的实现方式中，也可以发送给执行机构130，本实施例中以将控制指令发送给ECU为例进行说明)。
需要说明的是，图1中还示出了底盘域控制器110(及其中各个功能模块)与功能控制单元120(包括多种ECU，例如ESP、EPS等)和执行机构130(包括多种底层的执行机构，例如，制动轮缸压力执行机构131、FOC电机控制执行机构132、悬架阻尼器执行机构133、4WD离合器执行机构134、4WS转向执行机构135和其他系统执行机构136等)之间的配合关系和数据流向，其中，VMC是指Vehicle motion controller，车辆状态控制器(即本申请实施例中的底盘域控制器110)。
请再次参阅图1，功能控制单元120中的ECU，在接收到信号处理模块111发送的汽车状态参数、关键参数计算模块112发送的关键参数、驾驶意图识别模块114发送的目标状态参数、仲裁机构发送的控制指令后，可以根据这些参数和指令，控制对应的执行机构130执行相应的动作，从而实现对汽车的控制。
例如，EPS接收到信号处理模块111发送的转向盘扭矩、转向盘转角、车速等汽车状态参数，以及关键参数计算模块112发送的滑移率，以及驾驶意图识别模块114发送的目标状态参数，结合仲裁模块116发送的FOC电机控制指令，对执行机构130中的FOC电机控制执行机构132进行控制，实现对汽车的状态的调整。此处仅是举例，不应视为对本申请的限定。
另外，图1中已经示出了功能控制单元120中的各个ECU与执行机构130中的各个底层执行机构的对应关系，此处不再一一细表。
以及，图1中还提到了其他系统126和其他系统执行机构136，其含义为本申请实施例提供的底盘域控制器110还可进行扩展，与汽车上的其他ECU和对应的其他系统执行机构136相配合，以使底盘域控制器110具有更加广泛的应用范围。
需要说明的是，本申请实施例提供的底盘域控制器110中包括多个功能模块，但并不限定于必须有这么多功能模块，在其中的部分功能模块不存在的情况下，底盘域控制器110依然可以运行，因此，功能模块的划分并不能视为对本申请的限定。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供一种汽车的底盘域控制方法。请参阅图7，图7为本申请实施例提供的一种汽车的底盘域控制方法的流程图。
在本实施例中，底盘域控制方法可以包括步骤S10、步骤S20和步骤S30，可以应用于本申请实施例提供的底盘域控制器110中。
步骤S10：获取汽车的多个传感器检测的汽车状态参数。
在本实施例中，底盘域控制器110(或底盘域控制器110中的信号处理模块111)可以获取多个传感器检测的汽车状态参数。由于底盘域控制器110对获取的汽车状态参数所进行的处理(例如发送给关键参数计算模块112，发送给对应的ECU等)，前文已经详细描述，此处就不再赘述，具体请参阅前文。
而步骤S20：根据所述汽车状态参数生成控制指令。
在本实施例中，底盘域控制器110(或底盘域控制器110中的仲裁模块116)可以根据汽车状态参数生成控制指令。由于底盘域控制器110根据汽车状态参数生成控制指令的过程在前文已经详细描述，此处亦不再赘述，具体请参阅前文。另外，需要说明的是，在底盘域控制器110包括多种功能模块时(例如信号处理模块111、关键参数计算模块112、整车模型模块113、驾驶意图识别模块114、有限状态机协调模块115、仲裁模块116等)，各个模块根据汽车状态参数进行处理后最终使底盘域控制器110生成控制指令的过程也可参阅前文。
底盘域控制器110生成控制指令后，可以执行步骤S30。
步骤S30：将所述汽车状态参数和所述控制指令对应发送给与所述传感器连接的电子控制单元，以对所述汽车的状态进行调整。
在本实施例中，底盘域控制器110(或底盘域控制器110中的信号处理模块111)可以将汽车状态参数对应发送给电子控制单元，以及，底盘域控制器110(或底盘域控制器110中的仲裁模块116)可以将控制指令对应发送给电子控制单元，以使电子控制单元根据汽车状态参数和控制指令，控制执行机构130对汽车的状态进行调整。
示例性的，电子控制单元可以接收底盘域控制器110发送的汽车状态参数和控制指令，其中，状态参数为传感器检测出的参数；并根据汽车状态参数和控制指令，对汽车的状态进行调整。
综上所述，本申请实施例提供一种汽车的底盘域控制器110、系统及方法，所述底盘域控制器110用于获取汽车的多个传感器检测的汽车状态参数，并根据所述汽车状态参数生成控制指令，以及将所述汽车状态参数和所述控制指令对应发送给与所述传感器连接的电子控制单元120，以对所述汽车的状态进行调整。
通过提供一种汽车的底盘域控制器获取汽车的多个传感器检测的汽车状态参数，生成控制指令，并将汽车状态参数和控制指令对应发送给电子控制单元，以对汽车的状态进行调整。通过这样的方式，底盘域控制器能够统一获取汽车状态参数，然后根据功能控制单元中各电子控制单元的需要，将相应的汽车状态参数及基于汽车状态参数所生成的控制指令发送至对应的电子控制单元，避免功能控制单元中多个电子控制单元分别独立调整汽车的状态时，重复获取汽车状态参数和各自对汽车的相应状态进行解算而造成的计算资源浪费的问题，能够在保证汽车的控制精度和控制效果的条件下，节省大量的资源。另外，由于底盘域控制器的控制属于上层控制，因此能够实现对汽车底盘域的整体控制，从而提升汽车实时状态的解算、估计和控制效率。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车的底盘域控制器，其特征在于，所述底盘域控制器用于获取汽车的多个传感器检测的汽车状态参数，并根据所述汽车状态参数生成控制指令，以及将所述汽车状态参数和所述控制指令发送给与所述传感器连接的功能控制单元中对应的各电子控制单元，以对所述汽车的状态进行调整。
2.根据权利要求1所述的汽车的底盘域控制器，其特征在于，所述底盘域控制器包括信号处理模块和仲裁模块，
所述信号处理模块，用于获取所述汽车状态参数，以及，将所述汽车状态参数中的一种或多种发送给对应的电子控制单元；
所述仲裁模块，用于根据所述汽车状态参数生成控制指令，并将所述控制指令发送给对应的电子控制单元，以对所述汽车的状态进行调整。
3.根据权利要求2所述的汽车的底盘域控制器，其特征在于，所述底盘域控制器还包括关键参数计算模块，
所述关键参数计算模块，用于基于所述汽车状态参数中的至少两种，计算出所述汽车的关键参数，其中，所述关键参数反映所述汽车的状态；
对应的，所述仲裁模块用于根据所述汽车状态参数和所述关键参数生成控制指令。
4.根据权利要求3所述的汽车的底盘域控制器，其特征在于，所述底盘域控制器还包括整车模型模块，其中，所述整车模型模块中预设有基于所述汽车建立的整车模型，
所述整车模型模块，用于根据所述汽车状态参数和所述关键参数，确定出所述汽车的当前状态。
5.根据权利要求4所述的汽车的底盘域控制器，其特征在于，所述整车模型模块，还用于根据所述汽车的当前状态和所述汽车状态参数，预测所述汽车在预设时段内的状态。
6.根据权利要求4所述的汽车的底盘域控制器，其特征在于，所述底盘域控制器还包括驾驶意图识别模块，
所述驾驶意图识别模块，用于基于驾驶员的操作和所述汽车的当前状态确定出所述汽车对应的目标状态，并根据所述目标状态确定出目标状态参数；
对应的，所述仲裁模块用于根据所述当前状态和所述目标状态参数生成控制指令。
7.根据权利要求6所述的汽车的底盘域控制器，其特征在于，所述汽车的驾驶性能包括通过性、安全性、稳定性、经济性和动力性中的至少两种，所述底盘域控制器还包括有限状态机协调模块，
所述有限状态机协调模块中预设有多种驾驶场景，每种所述驾驶场景分别具有对应的驾驶性能和决策顺序，以使所述仲裁模块根据所述当前状态从多种驾驶场景中确定出目标驾驶场景，并基于所述目标驾驶场景、所述当前状态和所述目标状态参数生成控制指令。
8.一种汽车的底盘域控制系统，其特征在于，包括含有多个电子控制单元的功能控制单元和多种传感器，每个所述电子控制单元与至少一种所述传感器连接，其特征在于，所述汽车底盘域控制系统还包括如权利要求1至7中任一项所述的汽车的底盘域控制器，所述底盘域控制器与多个所述电子控制单元连接。
9.一种汽车的底盘域控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7中任一项所述的汽车的底盘域控制器，所述方法包括：
获取汽车的多个传感器检测的汽车状态参数；
根据所述汽车状态参数生成控制指令；
将所述汽车状态参数和所述控制指令对应发送给与所述传感器连接的电子控制单元，以对所述汽车的状态进行调整。
10.一种汽车的底盘域控制方法，其特征在于，应用于如权利要求8所述的底盘域控制系统中的所述电子控制单元，所述方法包括：
接收所述底盘域控制器发送的汽车状态参数和控制指令，其中，所述汽车状态参数为所述传感器检测出的参数；
根据所述汽车状态参数和所述控制指令，对汽车的状态进行调整。
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