CN111086557A - 车辆自动掉头方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆控制技术领域，提供一种车辆自动掉头方法和装置。本发明所述的车辆自动掉头方法由电子制动助力器执行，该方法包括：检测外部输入的掉头指令信号；在检测到所述掉头指令信号之后，接收所述车辆的至少一个状态信号；在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。本发明可以使驾驶员自主控制掉头地点和时间完成掉头，提供给驾驶员更好的体验。

Description

车辆自动掉头方法和装置
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种车辆自动掉头方法和装置。
背景技术
车辆的自动掉头(U-Turn)功能需要车辆具有U-Turn控制系统、线控转向、线控加速、线控制动以及障碍物探测系统等。目前乘用车多采用车身电子稳定系统(ElectronicStability Program，ESP)作为线控制动的执行部件。当需要ESP来实现主动减速功能时，ESP建立的制动压力不连续、噪音大、制动力输出不平顺，且ESP不具备自动掉头功能，驾驶员体验很差，而增加自动掉头控制器会使成本大幅上升，且驾驶员仍无法自主选择掉头的时间及地点。电子制动助力器(例如IBooster)可以提供连续且安静的制动力，它具有基本助力、主动制动、能量回收等功能，但是对于目前的主动制动功能，IBooster仅为执行机构，并没有具有U-Turn功能的IBooster系统。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆自动掉头方法和装置，以使驾驶员自主控制掉头地点和时间完成掉头，提供给驾驶员更好的体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆自动掉头方法，该方法由电子制动助力器执行，该方法包括：检测外部输入的掉头指令信号；在检测到所述掉头指令信号之后，接收所述车辆的至少一个状态信号；在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
进一步的，所述至少一个状态信号包括：轮速信号、车速信号以及纵向加速度信号中的至少一者。
进一步的，在接收所述车辆的至少一个状态信号之后，该方法还包括：在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，接收所述车辆的至少一个辅助系统的信号；在判断所述至少一个辅助系统的信号均有效时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
进一步的，所述至少一个辅助系统包括：驾驶员辅助系统、电子助力转向系统、车身电子稳定系统、发动机管理系统以及自适应巡航控制系统中的至少一者。
进一步的，所述根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头包括：根据所述掉头指令信号，发送掉头触发信号至驾驶员辅助系统；接收所述驾驶员辅助系统响应于所述掉头触发信号反馈的车辆的实际位置信号；响应于所述实际位置信号，发送目标车辆转角信号至电子助力转向系统以进行转向；接收设施电子助力转向系统响应于所述目标车辆转角信号反馈的实际转角信号；响应于所述实际转角信号，发送目标位置信号至所述自适应巡航控制系统，以使所述车辆向目标位置行驶；在加速完成后，接收所述驾驶员辅助系统发送的目标减速度信号；响应于所述目标减速度信号，执行制动动作，以使所述车辆到达目标位置。
相对于现有技术，本发明所述的车辆自动掉头方法具有以下优势：
本发明的车辆自动掉头方法由电子制动助力器执行，首先检测外部输入的掉头指令信号，然后在检测到所述掉头指令信号之后，接收所述车辆的至少一个状态信号，最后在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。由于掉头依据驾驶员输入的掉头指令信号，可以使驾驶员自主控制掉头地点和时间完成掉头，并且掉头方法由电子制动助力器执行，具有连续且安静的制动力，提供给驾驶员更好的体验。
本发明的另一目的在于提出一种车辆自动掉头装置，以使驾驶员自主控制掉头地点和时间完成掉头，提供给驾驶员更好的体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆自动掉头装置，该装置包含在电子制动助力器中，该装置包括：检测单元以及控制单元，其中，所述检测单元用于检测外部输入的掉头指令信号；所述控制单元用于：在检测到所述掉头指令信号之后，接收所述车辆的至少一个状态信号；在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
进一步的，所述至少一个状态信号包括：轮速信号、车速信号以及纵向加速度信号中的至少一者。
进一步的，在接收所述车辆的至少一个状态信号之后，所述控制单元还用于：在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，接收所述车辆的至少一个辅助系统的信号；在判断所述至少一个辅助系统的信号均有效时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
进一步的，所述至少一个辅助系统包括：驾驶员辅助系统、电子助力转向系统、车身电子稳定系统、发动机管理系统以及自适应巡航控制系统中的至少一者。
进一步的，所述控制单元还用于：根据所述掉头指令信号，发送掉头触发信号至驾驶员辅助系统；接收所述驾驶员辅助系统响应于所述掉头触发信号反馈的车辆的实际位置信号；响应于所述实际位置信号，发送目标车辆转角信号至电子助力转向系统以进行转向；接收设施电子助力转向系统响应于所述目标车辆转角信号反馈的实际转角信号；响应于所述实际转角信号，发送目标位置信号至所述自适应巡航控制系统，以使所述车辆向目标位置行驶；在加速完成后，接收所述驾驶员辅助系统发送的目标减速度信号；响应于所述目标减速度信号执行制动动作，以使所述车辆到达目标位置。所述车辆自动掉头装置与上述车辆自动掉头方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1是本发明一实施例提供的车辆自动掉头方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的一种自动掉头系统的接线图；
图3是本发明另一实施例提供的车辆自动掉头方法的流程图；
图4是本发明另一实施例提供的车辆自动掉头方法的流程图；
图5是本发明一实施例提供的车辆自动掉头装置的结构框图。
附图标记说明：
1 检测单元 2 控制单元
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
图1是本发明一实施例提供的车辆自动掉头方法的流程图。如图1所示，该方法由电子制动助力器执行，该方法包括：
步骤S11，检测外部输入的掉头指令信号；
具体地，图2是本发明提供的一种自动掉头系统的接线图。如图2所示，Ibooster的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)与按钮/开关连接并与高速CAN网络连接，从硬线开关和CAN网络接收输入，IBooster的ECU将根据控制逻辑计算掉头的正确动作，并通过发送CAN网络信息来控制车辆。当驾驶员按下掉头按钮，驾驶员请求会被IBooster的ECU检测到，这个是自动掉头控制逻辑的主要触发因素。
步骤S12，在检测到所述掉头指令信号之后，接收所述车辆的至少一个状态信号；
具体地，当驾驶员按下掉头按钮，IBooster的ECU会检测到掉头指令信号，然后从ESP接收车辆的状态信号，状态信号可以包括：轮速信号、车速信号以及纵向加速度信号等。如果未检测到掉头指令信号，则不进行车辆的状态信号的接收。
步骤S13，在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
具体地，Ibooster的ECU对上述状态信号进行判断，判断信号值是否在各自的阈值范围内，以此来判断车辆是否处于可执行U-Turn的状态，当上述信号值超过阈值范围时，点亮仪表的故障灯，不执行U-Turn功能。
如图3所示，提供另一种自动掉头的控制方法，即如下步骤S31-S32：
步骤S31，在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，接收所述车辆的至少一个辅助系统的信号；
具体地，至少一个辅助系统包括：驾驶员辅助系统(Drive Assist，DA)、电子助力转向系统(ElectricPowerSteering，EPS)、ESP、发动机管理系统(Engine ManagementSystem，EMS)以及自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control，ACC)。在车辆的状态信号都满足对应的阈值范围时，接收这些辅助系统的信号。
步骤S32，在判断所述至少一个辅助系统的信号均有效时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
具体地，判断上述辅助系统的信号是否都表示对应的ECU有效，在都有效时，进行初始化，使上述辅助系统的参数处于正确的状态，然后执行U-Turn功能；在有任意一个无效时，点亮仪表的故障灯，执行U-Turn功能。在驾驶员未做出制动或加速操作时，一直执行U-Turn功能，当驾驶员进行制动或加速操作时，U-Turn功能停止。
图4是控制所述车辆进行掉头的方法，包括：
步骤S41，根据所述掉头指令信号，发送掉头触发信号至驾驶员辅助系统；
具体地，IBooster将U-Turn的掉头指令信号发送至DA系统；
步骤S42，接收所述驾驶员辅助系统响应于所述掉头触发信号反馈的车辆的实际位置信号；
具体地，DA系统从IBooster接收U-Turn触发命令，进行逻辑判断。将车辆的实际位置信号发送至IBooster；
步骤S43，响应于所述实际位置信号，发送目标车辆转角信号至电子助力转向系统以进行转向；
具体地，IBooster从DA系统接收车辆的实际位置信号，进行逻辑判断，将目标车辆转角信号发送至EPS系统，来控制EPS进行转向；
步骤S44，接收设施电子助力转向系统响应于所述目标车辆转角信号反馈的实际转角信号；
具体地，EPS系统接收目标车辆转角信号，进行逻辑判断，将信号有效性信号及实际转角信号反馈至IBooster，EPS执行转向动作；
步骤S45，响应于所述实际转角信号，发送目标位置信号至所述自适应巡航控制系统，以使所述车辆向目标位置行驶；
具体地，IBooster接收实际转角信号，将目标位置(一般来说，目标位置可以是接收到掉头指令信号时，根据电子地图规划的坐标，该坐标可以是基于建筑物或者行驶中线对称于接收到掉头指令信号时的坐标)信号及U-Turn的掉头触发信号发送至ACC系统；ACC系统从IBooster接收U-Turn的掉头触发信号及目标位置信号，进行逻辑判断，将目标加速度信号(如果需要加速)发送至EMS系统；EMS系统从ACC系统接收目标加速度信号，进行逻辑判断，将实际的加速度信号发送至ACC系统，EMS系统执行加速动作；
可以理解的是，步骤S45的加速，可以不进行。例如如果车速已经很快，则不进行加速，直接减速或匀速均可。
步骤S46，接收所述驾驶员辅助系统发送的目标减速度信号；
具体地，ACC系统从EMS系统接收实际加速度信号，将实际加速度信号及目标加速度信号发送至DA系统；DA系统从ACC接收目标加速度及实际加速度信号，进行逻辑判断，将目标减速度信号发往ESP系统及IBooster；
步骤S47，响应于所述目标减速度信号，执行制动动作，以使所述车辆到达目标位置。
具体地，ESP系统及IBooster从DA系统接收目标减速度信号，进行逻辑判断并执行制动动作，将实际减速度信号发送至DA系统；DA系统从ESP系统接收实际减速度信号，通过逻辑判断输出车辆实际位置及目标位置。
综上，Ibooster的ECU检测硬线开关的掉头请求，从CAN网络接收逻辑计算信号，IBooster ECU执行自动掉头控制逻辑，通过CAN网络将控制信息发送到相应的ECU，执行自动掉头控制功能。
图5是本发明一实施例提供的车辆自动掉头装置的结构框图。如图5所示，该装置包含在电子制动助力器中，该装置包括：检测单元1以及控制单元2，其中，所述检测单元1用于检测外部输入的掉头指令信号；所述控制单元2用于：在检测到所述掉头指令信号之后，接收所述车辆的至少一个状态信号；在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
进一步的，所述至少一个状态信号包括：轮速信号、车速信号以及纵向加速度信号中的至少一者。
进一步的，在接收所述车辆的至少一个状态信号之后，所述控制单元2还用于：在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，接收所述车辆的至少一个辅助系统的信号；在判断所述至少一个辅助系统的信号均有效时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
进一步的，所述至少一个辅助系统包括：驾驶员辅助系统、电子助力转向系统、车身电子稳定系统、发动机管理系统以及自适应巡航控制系统中的至少一者。
进一步的，所述控制单元2还用于：根据所述掉头指令信号，发送掉头触发信号至驾驶员辅助系统；接收所述驾驶员辅助系统响应于所述掉头触发信号反馈的车辆的实际位置信号；响应于所述实际位置信号，发送目标车辆转角信号至电子助力转向系统以进行转向；接收设施电子助力转向系统响应于所述目标车辆转角信号反馈的实际转角信号；响应于所述实际转角信号，发送目标位置信号至所述自适应巡航控制系统，以使所述车辆向目标位置行驶；接收所述驾驶员辅助系统发送的目标减速度信号；响应于所述目标减速度信号执行制动动作，以使所述车辆到达目标位置。所述车辆自动掉头装置与上述车辆自动掉头方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
上述车辆自动掉头装置的实施例与上文所述的车辆自动掉头方法的实施例类似，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆自动掉头方法，其特征在于，该方法由电子制动助力器执行，该方法包括：
检测外部输入的掉头指令信号；
在检测到所述掉头指令信号之后，接收所述车辆的至少一个状态信号；
在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
2.根据权利要求1所述的车辆自动掉头方法，其特征在于，所述至少一个状态信号包括：
轮速信号、车速信号以及纵向加速度信号中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的车辆自动掉头方法，其特征在于，在接收所述车辆的至少一个状态信号之后，该方法还包括：
在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，接收所述车辆的至少一个辅助系统的信号；
在判断所述至少一个辅助系统的信号均有效时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
4.根据权利要求3所述的车辆自动掉头方法，其特征在于，所述至少一个辅助系统包括：
驾驶员辅助系统、电子助力转向系统、车身电子稳定系统、发动机管理系统以及自适应巡航控制系统中的至少一者。
5.根据权利要求1或3所述的车辆自动掉头方法，其特征在于，所述根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头包括：
根据所述掉头指令信号，发送掉头触发信号至驾驶员辅助系统；
接收所述驾驶员辅助系统响应于所述掉头触发信号反馈的车辆的实际位置信号；
响应于所述实际位置信号，发送目标车辆转角信号至电子助力转向系统以进行转向；
接收设施电子助力转向系统响应于所述目标车辆转角信号反馈的实际转角信号；
响应于所述实际转角信号，发送目标位置信号至所述自适应巡航控制系统，以使所述车辆向目标位置行驶；
接收所述驾驶员辅助系统发送的目标减速度信号；
响应于所述目标减速度信号，执行制动动作，以使所述车辆到达目标位置。
6.一种车辆自动掉头装置，其特征在于，该装置包含在电子制动助力器中，该装置包括：
检测单元以及控制单元，其中，
所述检测单元用于检测外部输入的掉头指令信号；
所述控制单元用于：
在检测到所述掉头指令信号之后，接收所述车辆的至少一个状态信号；
在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
7.根据权利要求6所述的车辆自动掉头装置，其特征在于，所述至少一个状态信号包括：
轮速信号、车速信号以及纵向加速度信号中的至少一者。
8.根据权利要求6所述的车辆自动掉头装置，其特征在于，在接收所述车辆的至少一个状态信号之后，所述控制单元还用于：
在判断所述至少一个状态信号分别在对应的阈值范围内时，接收所述车辆的至少一个辅助系统的信号；
在判断所述至少一个辅助系统的信号均有效时，根据所述掉头指令信号，控制所述车辆进行掉头。
9.根据权利要求8所述的车辆自动掉头装置，其特征在于，所述至少一个辅助系统包括：
驾驶员辅助系统、电子助力转向系统、车身电子稳定系统、发动机管理系统以及自适应巡航控制系统中的至少一者。
10.根据权利要求6或8所述的车辆自动掉头装置，其特征在于，所述控制单元还用于：
根据所述掉头指令信号，发送掉头触发信号至驾驶员辅助系统；
接收所述驾驶员辅助系统响应于所述掉头触发信号反馈的车辆的实际位置信号；
响应于所述实际位置信号，发送目标车辆转角信号至电子助力转向系统以进行转向；
接收设施电子助力转向系统响应于所述目标车辆转角信号反馈的实际转角信号；
响应于所述实际转角信号，发送目标位置信号至所述自适应巡航控制系统，以使所述车辆向目标位置行驶；
接收所述驾驶员辅助系统发送的目标减速度信号；
响应于所述目标减速度信号执行制动动作，以使所述车辆到达目标位置。
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