CN111497814A - 车辆控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆技术领域，提供一种车辆控制方法及装置，所述车辆控制方法包括：获取车辆行驶状态参数；根据车辆行驶状态参数，判断车辆是否在低附路面上行驶；当确定车辆不是在低附路面上行驶时，控制车辆执行普通驾驶模式；当确定车辆是在低附路面上行驶时，控制车辆执行低附驾驶模式，其中车辆在低附驾驶模式下的输出扭矩响应要低于车辆在普通驾驶模式下的输出扭矩响应。由此，通过车辆行驶状态参数来判断车辆是否在低附路面上行驶，并自动根据判断结果切换驾驶模式，提高了车辆在不同附着系数的路面上的驾驶性能体验，且车辆在低附驾驶模式下所对应的输出扭矩响应会更小，保障了车辆在易打滑路面的性能，大幅度提高驾驶安全性。

Description

车辆控制方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆控制方法及装置。
背景技术
依据车辆行驶时轮胎对地面的利用情况，可将整车的加速性能、制动性能、操控性能分为低附路面(如冰/雪面等)性能、高附路面(如干沥青、沙砾等)性能以及综合路面(如一边高附一边低附的分离路面、从高附到低附的负跳变路面、从低附到高附的正跳变路面以及坏路/颠簸路面等等)性能。
因此，配置了多种驾驶模式的车辆便应运而生了，例如优先考虑经济性牺牲部分动力性的经济模式、优先考虑动力性的运动模式、控制车辆打滑的雪地模式、防止沙陷的沙地模式以及较大动力优先考虑脱困性的泥地模式等。当驾驶员操控驾驶模式物理开关选择对应的模式时，车辆的动力系统、传动系统、车身稳定系统调控软件逻辑，优化扭矩控制，提高整车加速性、操稳性及制动性能，从而提高车辆在各种路况下的稳定效果。
但是，本申请的发明人在实践本申请的过程中发现目前相关技术至少存在以下缺陷：一方面，对于未配置多驾驶模式功能的车辆，其车辆稳定控制完全由ESP(ElectronicStability Program，车身稳定控制单元)控制，当车辆在低附下加速行驶时，依据发动机外特性，在同样油门踏板开度、相同车速下，发动机输出扭矩与在高附时相同，但由于路面附着系数较低，车轮端扭矩将过大极易导致车轮打滑，此时ESP系统会频繁介入，通过制动或降低扭矩的方式控制车身稳定，此种方式会带来一定的噪声(来自ESP马达或制动系统)，在一定程度上降低ESP的使用寿命，同时扭矩过剩、车轮打滑也对能源利用以及驾驶安全有着较大的影响。另一方面，对于配置多驾驶模式功能的车辆，其一，车上需配置至少一个可供驾驶员选择驾驶模式的物理开关或者按键，增加一定的成本且影响内部空间；其二，在冬季或者积雪表面行驶时，驾驶员选择某一个模式(如雪地模式)，此时车辆处于最佳稳定控制，但当积雪路面退去，行驶至正常沥青道路时，车辆的动力性将受到限制，驾驶员驾驶感受收到影响。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆控制方法，以至少解决目前相关技术中车辆在不同路面附着系数的路面行驶时ESP会频繁介入或者需要用户手动操作模式切换开关所导致的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆控制方法，所述车辆控制方法包括：获取车辆行驶状态参数；根据所述车辆行驶状态参数，判断车辆是否在低附路面上行驶；当确定车辆不是在低附路面上行驶时，控制所述车辆执行普通驾驶模式；当确定车辆是在低附路面上行驶时，控制所述车辆执行低附驾驶模式，其中所述车辆在低附驾驶模式下的输出扭矩响应要低于所述车辆在普通驾驶模式下的输出扭矩响应。
进一步的，所述控制所述车辆执行低附驾驶模式包括以下中的一者或多者的操作：触发所述车辆的发动机控制模块相对于所述普通驾驶模式降低针对油门踏板深度和发动机转速而响应的输出扭矩，触发所述车辆的传动控制模块相对于所述普通驾驶模式针对油门踏板深度、车速和发动机转速而响应提前升挡和延迟降档，以及触发所述车辆的扭矩分配系统执行四轮驱动，并且相对于所述普通驾驶模式降低输出至车轮的扭矩分配比例。
进一步的，所述车辆行驶状态参数包括车轮的轮速信号，其中所述根据所述车辆行驶状态参数，判断车辆是否在低附路面上行驶包括：根据采样时间内的轮速信号，计算车轮的轮加速度差和/或轮速差，其中所述轮加速度差包括以下中的一者或多者：前轴轮加速度差、后轴轮加速度差、左前与左后轮加速度差、和右前与右后轮加速度差，以及，其中所述轮速差包括以下中的一者或多者：前轴轮速差、后轴轮速差、和交叉轴轮速差；根据所述轮加速度差和/或所述轮速差，判断车辆是否在低附路面上行驶。
进一步的，所述采样时间内所采集的轮速信号为多个，其中所述根据所述轮加速度差和/或所述轮速差，判断车辆是否在低附路面上行驶包括：计算针对所述采样时间内多个轮速信号的多个轮加速度差和/或多个轮速差所分别对应的轮加速度差方差和/或轮速差方差；比较所述轮加速度差方差是否大于预设的轮加速度差阈值，和/或比较所述轮速差方差是否大于预设的轮速差阈值；以及根据针对所述轮加速度差阈值的比较结果和/或针对所述轮速差阈值的比较结果，确定所述车辆是否在低附路面上行驶。
进一步的，所述计算针对所述采样时间内多个轮速信号的多个轮加速度差和/或多个轮速差所分别对应的轮加速度差方差和/或轮速差方差包括：计算针对所述采样时间内多个轮速信号的多个轮加速度差和/或多个轮速差；基于第一低通滤波常数对计算所得的所述多个轮加速度差进行滤波处理，和/或基于第二低通滤波常数对计算所得的所述多个轮速差进行滤波处理；计算经滤波处理之后的所述多个轮加速度差和/或经滤波处理之后的所述多个轮速差所分别对应的轮加速度差方差和/或轮速差方差。
进一步的，所述根据针对所述轮加速度差阈值的比较结果和/或针对所述轮速差阈值的比较结果，确定所述车辆是否在低附路面上行驶包括：当所述轮加速度差方差大于或等于所述轮加速度差阈值时，和/或当所述轮速差方差大于或等于所述轮速差阈值时，确定当前采样时间所对应的采样结果为低附计算结果；统计在计数周期内低附计算结果所对应的低附计数，或者统计在计数周期内低附计算结果占所有采样结果的低附比例，其中所述计数周期内包括多个所述采样时间；以及根据所述低附计数或者所述低附比例，确定所述车辆是否在低附路面上行驶。
进一步的，所述根据所述低附计数或者所述低附比例，确定所述车辆是否在低附路面上行驶包括：判断所述低附计数是否大于预设的低附数量阈值，或者判断所述低附比例是否大于预设的低附比例阈值；以及当所述低附计数大于所述低附数量阈值时，或者当所述低附比例大于所述低附比例阈值时，确定所述车辆是否在低附路面上行驶。
相对于现有技术，本发明所述的车辆控制方法具有以下优势：
通过本发明实施例所提供的车辆控制方法，通过所获取的车辆行驶状态参数来判断车辆是否在低附路面上行驶，进而在判断结果指示车辆在低附路面上行驶时自动切换为低附驾驶模式，并在判断结果指示车辆在高附路面上时自动切换为普通驾驶模式，不需要用户通过模式切换开关切换模式，提高了车辆的驾驶性能体验；另外，由于为不同驾驶模式赋予了不同的输出扭矩响应，即在车辆在低附驾驶模式下所对应的输出扭矩响应会更小，不需要驾驶员对ESP的频繁介入，在提高ESP的使用寿命的同时，还保障了车辆在易打滑路面的性能，大幅度提高驾驶安全性。
本发明的另一目的在于提出一种车辆控制装置，以至少解决目前相关技术中车辆在不同路面附着系数的路面行驶时ESP会频繁介入或者需要用户手动操作模式切换开关的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆控制装置，所述车辆控制装置包括：获取单元，用于获取车辆行驶状态参数；低附路面判断单元，用于根据所述车辆行驶状态参数，判断车辆是否在低附路面上行驶；驾驶模式控制单元，用于当确定车辆不是在低附路面上行驶时，控制所述车辆执行普通驾驶模式，以及，当确定车辆是在低附路面上行驶时，控制所述车辆执行低附驾驶模式，其中所述车辆在低附驾驶模式下的输出扭矩响应要低于所述车辆在普通驾驶模式下的输出扭矩响应。
进一步的，所述驾驶模式控制单元包括低附控制模块，其中所述低附控制模块用于执行以下中一者或多者的操作：触发所述车辆的发动机控制模块相对于所述普通驾驶模式降低针对油门踏板深度和发动机转速而响应的输出扭矩，触发所述车辆的传动控制模块相对于所述普通驾驶模式针对油门踏板深度、车速和发动机转速而响应提前升挡和延迟降档，以及触发所述车辆的扭矩分配系统执行四轮驱动，并且相对于所述普通驾驶模式降低输出至车轮的扭矩分配比例。
进一步的，所述车辆行驶状态参数包括车轮的轮速信号，其中所述低附路面判断单元包括：计算模块，用于根据采样时间内的轮速信号，计算车轮的轮加速度差和/或轮速差，其中所述轮加速度差包括以下中的一者或多者：前轴轮加速度差、后轴轮加速度差、左前与左后轮加速度差、和右前与右后轮加速度差，以及，其中所述轮速差包括以下中的一者或多者：前轴轮速差、后轴轮速差、和交叉轴轮速差；判断模块，用于根据所述轮加速度差和/或所述轮速差，判断车辆是否在低附路面上行驶。
所述车辆控制装置与上述车辆控制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为本发明实施方式所述的车辆控制方法的流程图；
图2为本发明实施方式所述的车辆控制方法中通过轮速信号来检测车辆所行驶的路面状况的流程图；
图3为本发明实施方式所述的车辆控制方法中在计数周期内判断车辆是否在低附路面上行驶的流程图；
图4为应用本发明实施方式所述的车辆控制方法的整车动力系统的结构原理示意图；
图5为本发明实施方式所述的车辆控制方法的原理流程图；
图6为图5中用于在计数周期内判断车辆是否在低附路面上行驶的原理流程图；
图7为本发明实施方式所述的车辆控制装置的结构框图。
附图标记说明：
70 车辆控制装置 701 获取单元
702 低附路面判断单元 703 驾驶模式控制单元
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。
另外，在本发明的实施方式中所提到的低附路面，是指路面附着系数较低的路面，例如泥地、雪地或冰地等；本发明的实施方式中所提到的高附路面，是指路面附着系数较高的路面。例如普通路面、干沥青路面、沙砾路面等。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
如图1所示，本发明一实施例的车辆控制方法，包括：
S11、获取车辆行驶状态参数。
关于本发明实施例的执行主体，其可以是任意的控制器和/或处理器，例如车辆本身所具备的控制器或处理器(诸如ESP)，通过对其进行硬件或软件上的改进从而实现本发明实施例的车辆控制流程；另外，其还可以是通过为车辆所额外附加配置的新的处理器或控制器，从而实现本发明实施例的车辆控制流程。另外，关于本发明实施例中的车辆，其可以是传统的燃油汽车，其也还可以是混合动力汽车或纯电动汽车，且都属于本发明的保护范围内。
S12、根据车辆行驶状态参数，判断车辆是否在低附路面上行驶。
本发明实施例中的车辆行驶状态参数可以是用于判断车辆是否在低附路面上行驶的所有类型的参数，例如通过对车轮滑移率的实时检测能够判断车辆是否打滑从而判断车辆是否在低附路面上；进一步的，其还可以是通过检测车轮的轮速信号，并通过计算从而判断车辆是否在低附路面上，其更多的细节将在下文中展开。
S13、当确定车辆不是在低附路面上行驶时，控制车辆执行普通驾驶模式。
S14、当确定车辆是在低附路面上行驶时，控制车辆执行低附驾驶模式，其中车辆在低附驾驶模式下的输出扭矩响应要低于车辆在普通驾驶模式下的输出扭矩响应。
其中，本发明实施例中所涉及的车辆可以是本身就配置有多驾驶模式的车辆，但其也还可以是本身不配置有多驾驶模式的车辆，而通过应用本发明实施例的车辆控制方法能够实现对低附驾驶模式和普通驾驶模式下不同的输出扭矩响应。
需说明的是，虽然目前市面上存在一些具有多种驾驶模式的车辆，但是这些车辆的不同驾驶模式之间可能并不存在针对输出扭矩响应的区分。相比之下，本发明实施例中的车辆通过普通驾驶模式和低附驾驶模式区分了不同的输出扭矩响应，以实现不同驾驶模式对不同路面状况的适应性匹配。
在本发明实施例中，实时检测车辆行驶状态参数，并通过车辆行驶状态参数来判断车辆是否在低附路面上行驶，进而在判断结果指示车辆在低附路面上行驶时自动切换为低附驾驶模式，并在判断结果指示车辆在高附路面上时自动切换为普通驾驶模式，不需要用户通过模式切换开关切换模式，提高了用户驾驶体验；另外，由于为不同驾驶模式赋予了不同的输出扭矩响应，即在车辆在低附驾驶模式下的输出扭矩响应会降低，所以减小了车辆在湿滑的低附路面上打滑的概率。
在一些实施方式中，在低附驾驶模式下可以是通过实施以下一者或多者的操作来降低输出扭矩响应的：触发车辆的发动机控制模块(Engine Control Module，ECM)相对于普通驾驶模式降低针对油门踏板深度和发动机转速而响应的输出扭矩，触发车辆的传动控制模块(Transmission Control Unit，TCU)相对于普通驾驶模式针对油门踏板深度和发动机转速而响应提前升挡和延迟降档，以及触发车辆的扭矩分配系统(Torque DistributionSystem，TDS)执行四轮驱动，并且相对于普通驾驶模式降低输出至车辆前后轴的扭矩分配比例。也就是，通过对模式请求信号进行响应而降低输出扭矩；其一，在相同油门踏板深度和发动机转速下，低附驾驶模式的发动机控制模块相对于普通驾驶模式响应的输出扭矩会降低；其二，在相同的油门踏板深度和发动机转速下，低附驾驶模式的传动控制模块相对于普通驾驶模式而响应超前执行升挡操作且响应滞后执行降档操作，例如当10％油门，2000rpm转速时在普通驾驶模式下对应于1→2升档，而在低附路面模式下可以对应于2→3升档，以降低在低附路面模式下的输出扭矩响应；其三，在普通驾驶模式下，车辆可能会根据驾驶工况而自动切换执行全轮驱动或四轮驱动，但是，在低附驾驶模式下车辆会限制为四轮驱动以替车辆增加额外的牵引力而增强对低附路面的适应性，并还会降低输出至车辆前后轴的扭矩分配比例，例如在普通模式下扭矩分配系统会将100％的扭矩分配至车辆前后轴的车轮，而在低附驾驶模式下扭矩分配系统可能会只将80％的扭矩分配至车辆前后轴的车轮。因此，在本发明实施例中将低附模式和普通模式与扭矩动力系统进行关联，从而实现了响应模式请求信号而降低输出扭矩。
如图2所示，本发明实施例的车辆控制方法中通过轮速信号来检测车辆所行驶的路面状况的流程，即车辆行驶状态参数包括车轮的轮速信号，该检测流程包括：
S21、根据采样时间内的轮速信号，计算车轮的轮加速度差和/或轮速差，其中该轮加速度差包括以下中的一者或多者：前轴轮加速度差、后轴轮加速度差、左前与左后轮加速度差、和右前与右后轮加速度差，以及，其中轮速差包括以下中的一者或多者：前轴轮速差、后轴轮速差、和交叉轴轮速差。
可选的，还可以是在计算对应采样时间的轮加速度差方差和/或轮速差方差之前，预先对多个轮加速度差和/或多个轮速差进行低通滤波处理，从而消除噪音数据，保障的轮加速度差方差和/或轮速差方差的高精确度。具体的，可以是首先计算针对采样时间内多个轮速信号的多个轮加速度差和/或多个轮速差，基于第一低通滤波常数对计算所得的多个轮加速度差进行滤波处理，和/或基于第二低通滤波常数对计算所得的多个轮速差进行滤波处理，计算经滤波处理之后的多个轮加速度差和/或经滤波处理之后的多个轮速差所分别对应的轮加速度差方差和/或轮速差方差。
S22、根据轮加速度差和/或轮速差，判断车辆是否在低附路面上行驶。
其中，对于轮速信号的采样可以是通过速度传感器所实时采样的，通过采样检测轮速信号所指示的轮加速度差和/或轮速差，从而能够实时地检测车辆所行驶的路面状况，例如当轮加速度差和/或轮速差过大时，可以确定车辆是在低附路面上行驶。
可以理解的是，针对车辆所行驶的路面状况的判断过程，其还可以是通过轮加速度差和轮速差二者共同来实现的，例如当轮加速度差和轮速差都异常过大时可以确定车辆是在低附路面上行驶的，且以上实施方式都属于本发明的保护范围内。
在一些实施方式中，在采样时间内所采集的轮速信号为多个，因此通过轮速信号来检测路面状况的过程还可以是通过以下方式来实现的：计算针对采样时间内多个轮速信号的多个轮加速度差和/或多个轮速差所分别对应的轮加速度差方差和/或轮速差方差，比较轮加速度差方差是否大于预设的轮加速度差阈值，和/或比较轮速差方差是否大于预设的轮速差阈值，以及根据针对轮加速度差阈值的比较结果和/或针对轮速差阈值的比较结果，确定车辆是否在低附路面上行驶，例如可以是当轮速差方差大于预设的轮速差阈值和/或轮加速度差大于预设的轮加速度差阈值时，确定车辆是在低附路面上行驶。因此，通过将采样时间内多个轮速信号所对应的加速度差和/或轮速差的方差与阈值进行比较，能够更加精确地判断出车辆所行驶的路面状况。
在一些实施方式中，可以是不依据一次采样时间所对应的采样结果来检测路面状况，为了保障检测结果的可靠性，可替代地，可以是依据包括多个采样时间的计数周期内的多个计算结果来综合判断车辆所驾驶的路面的路面状况。具体的，可以是通过如图3所示的流程来判断车辆是否在低附路面上行驶：
S31、当轮加速度差方差大于或等于轮加速度差阈值时，和/或当轮速差方差大于或等于轮速差阈值时，确定当前采样时间所对应的采样结果为低附计算结果。
S32、统计在计数周期内低附计算结果所对应的低附计数，或者统计在计数周期内低附计算结果占所有采样结果的低附比例，其中计数周期内包括多个采样时间。
S33、根据低附计数或者低附比例，确定车辆是否在低附路面上行驶。
其中，可以是判断低附计数是否大于预设的低附数量阈值，或者判断低附比例是否大于预设的低附比例阈值，以及当低附计数大于低附数量阈值时，或者当低附比例大于低附比例阈值时，确定车辆是否在低附路面上行驶。
作为示例，当计数周期为5s且采样时间为50ms时，在计数周期内可能会出现100个采样结果，而这些采样结果中包括指示低附路面的低附计算结果和指示高附路面的高附计算结果，可以是当100个采样结果中的低附计算结果的计数(即低附计数)达到或超过50个时，确定车辆是否在低附路面上行驶。另一方面，在实际信号处理的过程中，可能会出现明显噪音并对其进行滤除，导致在计数周期5s内可能不会出现相应的100个采样结果，此时还可以是通过对在计数周期内低附计算结果占所有采样结果的低附比例，例如在计数周期内出现了80个采样结果，其中表现为低附计算结果的数量为48个，则低附比例为60％，此时也可以是认定车辆是在低附路面上行驶的。由此，基于低附计数和低附比例两方面综合考虑，保障了对低附路面检测结果的可靠性。
本发明实施例中旨在发明一种自动控制方法，以提高车辆在普通路面和低附易打滑路面上的行驶安全。它针对当前路面进行自动识别，判断车辆是否在低附路面(雪地/冰面)上行驶，当检测到低附路面时，车辆自动进入预先设定的雪地模式中，车轮打滑概率降低，行驶安全性增加；当检测到普通路面(干沥青、乡土路)时，车辆自动进入预先设定的普通模式中，车辆兼顾动力性和经济性。另外，无需驾驶员手动操作，自动实现车辆性能优化。
如图4所示，应用本发明实施例的车辆控制方法的整车动力系统，其中路面检测模块和驾驶模式控制模块被嵌套在ESP控制器中，ESP可以是通过CAN总线与其他模块进行实时通讯。通过该整车动力系统，能够检测车辆当前行驶的路况，自动给驾驶员选择最适合当前行驶工况的模式，提升车辆驾驶安全性。
I车身稳定控制模块
车身稳定控制模块用于检测判断车辆稳定状况，辅助驾驶员稳定车辆、提高车辆安全性能的智能辅助模块，其通常包括ABS(Antilock Braking System，制动防抱死系统)、TCS(Traction Control System，牵引力控制系统)、VDC(Vehicle Dynamic Control，车辆动态控制)功能。
II驾驶模式控制模块
当检测到电源状态为点火状态(ignition on)时，发送模式请求信号NorMod＝active(激活普通驾驶模式)至整车响应模块，整车响应模块ECM、TCU、TDS通过模式响应信号(ECM_mod、TCU_mod、TDS_mod)进行响应并反馈是否进入普通模式，驾驶模式控制模块判断最终模式状态；当路面检测模块检测当前为低附路面时，驾驶模式控制模块发送模式请求信号SlipMod＝Active(激活低附驾驶模式)，整车响应模块进行响应。
III整车响应模块
整车响应模块各系统跟随模式请求信号变动，各个ECU进行响应，通过软件内部参数变化实现在标准模式和低附模式间的扭矩分配变化，各模式响应如表1所示。
普通路面：整车进入普通(Normal)驾驶模式，ECM兼顾动力性和燃油经济性，TCU换挡综合考虑车速、发动机转速、油门踏板深度等信息实现档位变化，TDS标准分配前后轴扭矩比例，根据转向角、负载等信息实时变化。
低附路面：整车进入低附(slippery)驾驶模式，ECM在相同油门踏板深度、相同车速下提供较小扭矩，TCU提前升档，延迟降档，保证轮边扭矩相对较小，TDS系统通过低比率的传动装置克服路面打滑。
表1普通及低附路况整车响应表
路面 模式请求信号 ECM响应 TCU响应 TDS响应
普通(干沥青、乡土路等) NorMod＝active 标准扭矩 标准模式 全轮驱动
低附(冰、雪路等) SlipMod＝active 低扭矩 低附模式 四轮驱动
IV路面检测模块
当车辆在道路正常行驶时，轮速传感器将采集并四个车轮的轮速信号WFL、WFR、WRL、WRR，ESP接收此信号用于车身稳定控制模块计算车辆状态，同时路面检测模块也使用此信号用于低附路面检测，如图5所示，其具体过程包括：
1)计算四个车轮加速度Wacc_FL、Wacc_FR、Wacc_RL、Wacc_RR。在采样时间ΔT内，采集N个轮速，根据轮速计算四个车轮的轮加速度及轮加速度差：
Figure BDA0001961112000000131
Figure BDA0001961112000000132
Figure BDA0001961112000000133
Figure BDA0001961112000000134
Wacc_F(t，i)＝Wacc_FL(t，i)-Wacc_FR(t，i)
Wacc_Rear(t，i)＝Wacc_RL(t，i)-Wacc_RR(t，i)
Wacc_L(t，i)＝Wacc_FL(t，i)-Wacc_RL(t，i)
Wacc_Right(t，i)＝Wacc_FR(t，i)-Wacc_RR(t，i)
其中，
Wacc_FL(t，i)为时刻t，左前轮速度点i对应的加速度；Wacc_F(t，i)为前轴轮加速度差；
Wacc_FR(t，i)为时刻t，右前轮速度点i对应的加速度；Wacc_Rear(t，i)为后轴轮加速度差；
Wacc_FR(t，i)为时刻t，左后轮速度点i对应的加速度；Wacc_Rear(t，i)为左前与左后轮加速度差；
Wacc_RL(t，i)为时刻t，右后轮速度点i对应的加速度；Wacc_L(t，i)为右前与右后轮加速度差。
ΔT为采样时间，以及i的取值为1到N间的任一值。
2)计算前轴轮速差WsFL_FR、后轴轮速差WsRL_RR、交叉轴轮速差WsFL_RL、WsFR_RR。
WsFL_FR＝WFL(t)-WFR(t)
WsRL_RR＝WRL(t)-WRR(t)
WsFL_RL＝WFL(t)-WRL(t)
WsFR_RR＝WFR(t)-WRR(t)
3)信号滤波。为提高检测精度、过滤信号噪声，通过低通滤波器对车轮加速度差和轮速差进行滤波处理，车轮加速度差滤波过程为：
Wacc_F_filt(t，i)＝βaWacc_F_filt(t，i-1)+(1-βa)Wacc_F(t，i)
Wacc_Rear_filt(t，i)＝βaWacc_Rear_filt(t，i-1)+(1-βa)Wacc_Rear(t，i)
Wacc_L_filt(t，i)＝βaWacc_L_filt(t，i-1)+(1-βa)Wacc_L(t，i)
Wacc_Right_filt(t，i)＝βaWacc_Right_filt(t，i-1)+(1-βa)Wacc_Right(t，i)
轮速差的滤波过程为：
WsFL_FR_filt(t，i)＝βbWsFL_FR_filt(t，i-1)+(1-βb)WsFL_FR(t，i)
WsRL_RR_filt(t，i)＝βbWsRL_RR_filt(t，i-1)+(1-βb)WsRL_RR(t，i)
WsFL_RL_filt(t，i)＝βbWsFL_RL_filt(t，i-1)+(1-βb)WsFL_RL(t，i)
WsFR_RR_filt(t，i)＝βbWsFR_RR_filt(t，i-1)+(1-βb)WsFR_RR(t，i)
其中：βa和βb分别表示低通滤波器的滤波常数，0＜βa＜1，0＜βb＜1。
4)轮速差、轮加速度差的均值与方差计算。
假定采集N个连续数据Xi，其均值和方差计算公式，如下所示：
Figure BDA0001961112000000151
Figure BDA0001961112000000152
定义Mn，Sn
Figure BDA0001961112000000153
Figure BDA0001961112000000154
令j＝1，n
Mj＝Mj-1+xj
Figure BDA0001961112000000155
Figure BDA0001961112000000156
基于以上公式对VARacc_F、VARacc_Rear、VARacc_L、VARacc_Right、VARs_F、VARs_Rsar、VARs_L、VARs_Right分别进行方差计算，统计计算结果(其中VAR表示相应的方差值)。
5)低附路面判断。针对步骤4)的计算结果，利用方差阈值进行低附路面的判断，其中该方差阈值可以是通过试验车辆在各种低附路面(如抛光冰面、压实雪面、柔软雪面、冰雪混合面等)行驶，进行数据采样而得到试验车辆在各种低附路面上行驶的轮速差、轮加速度差方差等数据，再进行比对调试得到阈值。
在如图6所示的判断过程中，对前轴、后轴、交叉轴的轮加速度及轮速差进行阈值判断，以前轴轮加速度差VARacc_F(k)为例，当VARacc_F(k)≥VAR_acc_thro时，Slp_Counter(低附计数)开始计数，取一定的时间间隔为计数周期，如果计数周期内，Slp_Counter达到计数阈值，或SlpModRatio(低附比例)大于某一比例值，则发送SlipMod＝Active至驾驶模式控制模块；当VARacc_F(k)＜VAR_acc_thro时，Nor_Counter(高附计数)开始计数，取一定的时间间隔为计数周期，如果计数周期内，Nor_Counter达到计数阈值，或SlpModRatio小于某一比例值，则发送NorMod＝Active至驾驶模式控制模块。
其中，针对SlpModRatio的计算公式为：
Figure BDA0001961112000000161
6)整车性能优化。驾驶模式控制模块接收SlipMod和NorMod信号，并向整车响应模块发送相应的模式请求信号，以此控制整车ECU进行相应的响应操作。
在本发明实施例中公开了低附路面判断方法，基于此方法可自动优化四驱车辆在易打滑路面上的性能，并公开了针对低附路面判断过程，通过利用轮速差、轮加速度差在一定数量样本、一定采样时间内的数学方差，借助阈值限制判断低附路面，并还公开了应用本发明实施例车辆控制方法的整车动力系统控制架构，包括控制架构中各模块的用途；另外，本发明实施例方法可以是基于对软件层面开发的改进，通过将其集成至ESP软件中，不需要新增信号接口，不影响ESP的自身功能；并且，本发明实施例所公开的整车控制方法不使用摄像头、雷达等硬件，完全基于软件逻辑和数字算法实现，对于现有整车架构变动极小，但性能提升较大。
在本发明实施例中，提供了能够自动判断路面类型自动优化整车驾驶性和安全性的控制方法，该方法能在不改变原有整车架构、不新增信号接口的前提下实现系统在普通以及低附模式间的自动切换。其一，可大幅度提高驾驶安全性，保证车辆在易打滑路面的性能；其二，本发明实施例的车辆控制方法基于轮速实现，对于ESP而言，不需要新增额外的信号接口，不影响ESP自身功能，不需要更改ESP底层代码；其三，本发明实施例的车辆控制方法不需要视觉系统(如摄像头、雷达)的输入，成本较低；其四，本发明实施例的车辆控制方法可适用于传统动力、混动、纯电动的四驱车型，不受车辆动力源的限制，具有广阔的应用前景。
如图7所示，本发明一实施例的车辆控制装置70，包括：
获取单元701，用于获取车辆行驶状态参数；
低附路面判断单元702，用于根据所述车辆行驶状态参数，判断车辆是否在低附路面上行驶；
驾驶模式控制单元703，用于当确定车辆不是在低附路面上行驶时，控制所述车辆执行普通驾驶模式，以及，当确定车辆是在低附路面上行驶时，控制所述车辆执行低附驾驶模式，其中所述车辆在低附驾驶模式下的输出扭矩响应要低于所述车辆在普通驾驶模式下的输出扭矩响应。
在一些实施方式中，所述驾驶模式控制单元703包括低附控制模块(未示出)，其中所述低附控制模块用于执行以下中一者或多者的操作：触发所述车辆的发动机控制模块相对于所述普通驾驶模式降低针对油门踏板深度和发动机转速而响应的输出扭矩，触发所述车辆的传动控制模块相对于所述普通驾驶模式针对油门踏板深度、车速和发动机转速而响应提前升挡和延迟降档，以及触发所述车辆的扭矩分配系统执行四轮驱动，并且相对于所述普通驾驶模式降低输出至车轮的扭矩分配比例。
在一些实施方式中，所述车辆行驶状态参数包括车轮的轮速信号，其中低附路面判断单元702包括：计算模块，用于根据采样时间内的轮速信号，计算车轮的轮加速度差和/或轮速差，其中所述轮加速度差包括以下中的一者或多者：前轴轮加速度差、后轴轮加速度差、左前与左后轮加速度差、和右前与右后轮加速度差，以及，其中所述轮速差包括以下中的一者或多者：前轴轮速差、后轴轮速差、和交叉轴轮速差；判断模块，用于根据所述轮加速度差和/或所述轮速差，判断车辆是否在低附路面上行驶。
关于本发明实施例的车辆控制装置的更多的细节可以参照上文关于车辆控制方法的实施例的描述，并能够取得与上述的车辆控制方法实施例中相同或相应的技术效果，故在此便不赘述。
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)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述车辆控制方法包括：
获取车辆行驶状态参数；
根据所述车辆行驶状态参数，判断车辆是否在低附路面上行驶；
当确定车辆不是在低附路面上行驶时，控制所述车辆执行普通驾驶模式；
当确定车辆是在低附路面上行驶时，控制所述车辆执行低附驾驶模式，其中所述车辆在低附驾驶模式下的输出扭矩响应要低于所述车辆在普通驾驶模式下的输出扭矩响应。
2.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述控制所述车辆执行低附驾驶模式包括以下中的一者或多者的操作：
触发所述车辆的发动机控制模块相对于所述普通驾驶模式降低针对油门踏板深度和发动机转速而响应的输出扭矩，
触发所述车辆的传动控制模块相对于所述普通驾驶模式针对油门踏板深度、车速和发动机转速而响应提前升挡和延迟降档，以及
触发所述车辆的扭矩分配系统执行四轮驱动，并且相对于所述普通驾驶模式降低输出至车轮的扭矩分配比例。
3.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述车辆行驶状态参数包括车轮的轮速信号，其中所述根据所述车辆行驶状态参数，判断车辆是否在低附路面上行驶包括：
根据采样时间内的轮速信号，计算车轮的轮加速度差和/或轮速差，其中所述轮加速度差包括以下中的一者或多者：前轴轮加速度差、后轴轮加速度差、左前与左后轮加速度差、和右前与右后轮加速度差，以及，其中所述轮速差包括以下中的一者或多者：前轴轮速差、后轴轮速差、和交叉轴轮速差；
根据所述轮加速度差和/或所述轮速差，判断车辆是否在低附路面上行驶。
4.根据权利要求3所述的车辆控制方法，其特征在于，所述采样时间内所采集的轮速信号为多个，其中所述根据所述轮加速度差和/或所述轮速差，判断车辆是否在低附路面上行驶包括：
计算针对所述采样时间内多个轮速信号的多个轮加速度差和/或多个轮速差所分别对应的轮加速度差方差和/或轮速差方差；
比较所述轮加速度差方差是否大于预设的轮加速度差阈值，和/或比较所述轮速差方差是否大于预设的轮速差阈值；以及
根据针对所述轮加速度差阈值的比较结果和/或针对所述轮速差阈值的比较结果，确定所述车辆是否在低附路面上行驶。
5.根据权利要求4所述的车辆控制方法，其特征在于，所述计算针对所述采样时间内多个轮速信号的多个轮加速度差和/或多个轮速差所分别对应的轮加速度差方差和/或轮速差方差包括：
计算针对所述采样时间内多个轮速信号的多个轮加速度差和/或多个轮速差；
基于第一低通滤波常数对计算所得的所述多个轮加速度差进行滤波处理，和/或基于第二低通滤波常数对计算所得的所述多个轮速差进行滤波处理；
计算经滤波处理之后的所述多个轮加速度差和/或经滤波处理之后的所述多个轮速差所分别对应的轮加速度差方差和/或轮速差方差。
6.根据权利要求4所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据针对所述轮加速度差阈值的比较结果和/或针对所述轮速差阈值的比较结果，确定所述车辆是否在低附路面上行驶包括：
当所述轮加速度差方差大于或等于所述轮加速度差阈值时，和/或当所述轮速差方差大于或等于所述轮速差阈值时，确定当前采样时间所对应的采样结果为低附计算结果；
统计在计数周期内低附计算结果所对应的低附计数，或者统计在计数周期内低附计算结果占所有采样结果的低附比例，其中所述计数周期内包括多个所述采样时间；以及
根据所述低附计数或者所述低附比例，确定所述车辆是否在低附路面上行驶。
7.根据权利要求6所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据所述低附计数或者所述低附比例，确定所述车辆是否在低附路面上行驶包括：
判断所述低附计数是否大于预设的低附数量阈值，或者判断所述低附比例是否大于预设的低附比例阈值；以及
当所述低附计数大于所述低附数量阈值时，或者当所述低附比例大于所述低附比例阈值时，确定所述车辆是否在低附路面上行驶。
8.一种车辆控制装置，其特征在于，所述车辆控制装置包括：
获取单元，用于获取车辆行驶状态参数；
低附路面判断单元，用于根据所述车辆行驶状态参数，判断车辆是否在低附路面上行驶；
驾驶模式控制单元，用于当确定车辆不是在低附路面上行驶时，控制所述车辆执行普通驾驶模式，以及，当确定车辆是在低附路面上行驶时，控制所述车辆执行低附驾驶模式，其中所述车辆在低附驾驶模式下的输出扭矩响应要低于所述车辆在普通驾驶模式下的输出扭矩响应。
9.根据权利要求8所述的车辆控制装置，其特征在于，所述驾驶模式控制单元包括低附控制模块，其中所述低附控制模块用于执行以下中一者或多者的操作：
触发所述车辆的发动机控制模块相对于所述普通驾驶模式降低针对油门踏板深度和发动机转速而响应的输出扭矩，
触发所述车辆的传动控制模块相对于所述普通驾驶模式针对油门踏板深度、车速和发动机转速而响应提前升挡和延迟降档，以及
触发所述车辆的扭矩分配系统执行四轮驱动，并且相对于所述普通驾驶模式降低输出至车轮的扭矩分配比例。
10.根据权利要求8所述的车辆控制装置，其特征在于，所述车辆行驶状态参数包括车轮的轮速信号，其中所述低附路面判断单元包括：
计算模块，用于根据采样时间内的轮速信号，计算车轮的轮加速度差和/或轮速差，其中所述轮加速度差包括以下中的一者或多者：前轴轮加速度差、后轴轮加速度差、左前与左后轮加速度差、和右前与右后轮加速度差，以及，其中所述轮速差包括以下中的一者或多者：前轴轮速差、后轴轮速差、和交叉轴轮速差；
判断模块，用于根据所述轮加速度差和/或所述轮速差，判断车辆是否在低附路面上行驶。
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