CN111547050B - 横向控制模式切换的方法、装置、系统和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种横向控制模式切换的方法、装置、系统和汽车。其中，该方法包括：在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式；在确定控制模式的情况下，根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换。本发明解决了由于现有技术中在横向控制的过程中对汽车整体控制效果差的技术问题。

Description

横向控制模式切换的方法、装置、系统和汽车

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，具体而言，涉及一种横向控制模式切换的方法、装置、系统和汽车。

背景技术

目前商用车自动驾驶横向控制基本上采用两种主流控制方式：转向角度控制(也称位置控制)与直接扭矩控制(简称扭矩控制)。在实际开发过程中，这两种方式都需要较长的标定时间、或采用比较复杂的算法，来保证当前开发阶段基本的横向控制需求。而商用车自动驾驶的运行场景复杂性和工况变化大，同时与乘用车相比，商用车存在前轴负荷较大、横向控制执行负载较大的差异，从而智能转向的复杂性也较高，使用单一控制方式，即，转向角度控制或直接扭矩控制不能满足各个场景下的自动驾驶需求。

当前自动驾驶的横向控制大部分采用转向角度控制，在低车速测试时其响应基本可以满足横向控制精度需求。但在中高速或车辆载重变大时，出现明显的响应不足，尤其是在商用车的横向控制中。主要表现为直角转弯时由于响应速度不够，在完成转变后未能及时回正，从而车辆转得过多，从表面上表现为明显的“过度转向”，然后还需要进行一次回正修正来保证此后的直行；另一方面，在高速行驶时，需要保持车辆的行进规划路线而频繁进行小角度调整，这时又显得过于灵敏，从而出现整车左右摆动的情况，影响到行车安全。而对于直接扭矩控制，在低转向速度下会出现扭矩脉动(固有特性)，也会影响到横向控制效果。

针对上述由于现有技术中在横向控制的过程中对汽车整体控制效果差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种横向控制模式切换的方法、装置、系统和汽车，以至少解决由于现有技术中在横向控制的过程中对汽车整体控制效果差的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种横向控制模式切换的方法，包括：在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式；在确定控制模式的情况下，根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换。

可选的，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式包括：在控制模式包括角度控制模式和直接扭矩控制模式的情况下，若检测到的车速小于第一预设车速，且整车未处于紧急避障，则确定控制模式为角度控制模式；若检测到的车速大于第一预设车速，则确定控制模式为直接扭矩控制模式；若检测的车速小于第一预设车速，且整车处于紧急避障，则确定控制模式为直接扭矩控制模式。

可选的，根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换包括：在控制模式处于直接扭矩控制模式的情况下，若检测到车速小于第二预设车速，且整车未处于紧急避障，则将控制模式由直接扭矩控制模式切换至角度控制模式。

进一步地，可选的，该方法还包括：在整车的紧急避障模式解除的情况下，若检测到车速小于第二预设车速，则将控制模式确定为角度控制模式。

可选的，该方法还包括：在接收到退出自动驾驶的指令，或检测到故障的情况下，退出自动驾驶模式

可选的，该方法还包括：当整车决策控制单元异常，且无法及时下发模式切换时，通过转向控制器依据检测到的车速进行紧急切换，并报警和退出自动驾驶。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种横向控制模式切换的装置，包括：确定模块，用于在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式；切换模块，用于在确定控制模式的情况下，根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换。

可选的，确定模块包括：第一确定单元，用于在控制模式包括角度控制模式和直接扭矩控制模式的情况下，若检测到的车速小于第一预设车速，且整车未处于紧急避障，则确定控制模式为角度控制模式；第二确定单元，用于若检测到的车速大于第一预设车速，则确定控制模式为直接扭矩控制模式；第三确定单元，用于若检测的车速小于第一预设车速，且整车处于紧急避障，则确定控制模式为直接扭矩控制模式。

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种横向控制模式切换的系统，包括：整车决策控制单元和转向控制器，其中，整车决策控制单元在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式，并将确定的控制模式发送至转向控制器，由转向控制器根据预设条件进行调节；在整车决策控制单元确定控制模式的情况下，通过整车决策控制单元根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换，由转向控制器根据预设条件切换当前控制模式，其中，预设条件包括：方向盘转角、方向盘转速和扭矩。

根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种汽车，包括：横向控制模式切换的系统，其中，横向控制模式切换的系统包括上述系统。

在本发明实施例中，采用角度控制模式和直接扭矩控制模式互相切换的方式，通过在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式；在确定控制模式的情况下，根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换，达到了角度控制模式和直接扭矩控制模式之间无缝转换的目的，从而实现了提升横向控制对汽车整体控制的技术效果，进而解决了由于现有技术中在横向控制的过程中对汽车整体控制效果差的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例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是根据本发明实施例的横向控制模式切换的方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的一种横向控制模式切换的方法的流程示意图；

图3是根据本发明实施例的一种横向控制模式切换的方法中模式切换的流程示意图；

图4是根据本发明实施例的横向控制模式切换的装置的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的横向控制模式切换的系统的结构示意图；

图6a是根据本发明实施例的横向控制模式切换的系统中角度控制模式的结构示意图；

图6b是根据本发明实施例的横向控制模式切换的系统中直接扭矩控制模式的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

根据本发明实施例，提供了一种横向控制模式切换的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的横向控制模式切换的方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式；

步骤S104，在确定控制模式的情况下，根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换。

具体的，本申请实施例提供的横向控制模式切换的方法可以应用于商用车自动驾驶横向控制，其中，在本申请实施例中控制模式包括：角度控制模式和直接扭矩控制模式，且能够将两种控制模式进行平顺切换；图2是根据本发明实施例的一种横向控制模式切换的方法的流程示意图，如图2所示，在本申请实施例中通过整车决策控制单元监控车速变化，并向转向控制器发送转向使能及控制模式，从而转向控制器进入到自动驾驶状态，等待下一步的控制指令。其中，通过检测车速和是否处于紧急避障模式确定对应的控制模式，进而确定控制模式之后，通过进一步的监测车速变化和是否出现紧急避障确定是否进行控制模式的切换。

在本发明实施例中，采用角度控制模式和直接扭矩控制模式互相切换的方式，通过在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式；在确定控制模式的情况下，根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换，达到了角度控制模式和直接扭矩控制模式之间无缝转换的目的，从而实现了提升横向控制对汽车整体控制的技术效果，进而解决了由于现有技术中在横向控制的过程中对汽车整体控制效果差的技术问题。

具体的，图3是根据本发明实施例的一种横向控制模式切换的方法中模式切换的流程示意图，如图3所示，本申请实施例提供的横向控制模式切换的方法具体如下：

可选的，步骤S102中根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式包括：在控制模式包括角度控制模式和直接扭矩控制模式的情况下，若检测到的车速小于第一预设车速，且整车未处于紧急避障，则确定控制模式为角度控制模式；若检测到的车速大于第一预设车速，则确定控制模式为直接扭矩控制模式；若检测的车速小于第一预设车速，且整车处于紧急避障，则确定控制模式为直接扭矩控制模式。

具体的，如图3所示，在进入自动驾驶工况，一般车速比较低，如果没有异常或紧急避障，通常会进入到角度控制模式(1状态)。而在此过程中，如果需要退出自动驾驶，则回到等待模式(2状态)。

当车速大于(A+5)kmh(即，本申请实施例中的第一预设车速)时，整车决策控制单元会向转向控制器发送直接扭矩控制模式、控制扭矩及方向盘转速限值。转向控制器在接收到控制模式及控制参数后，按照直接扭矩控制模式进行调节，完成整车决策控制单元的指令的执行(3状态)。

当车速未达到(A+5)kmh时，整车决策控制单元则进一步确认是否有紧急避障情况，如果此时有紧急避障，则整车决策控制单元会向转向控制器发送直接扭矩控制模式、控制扭矩及方向盘转速限值(5状态)。

其中，A为实现直接扭矩控制与角度控制模式转换的速度限值。

可选的，步骤S104中根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换包括：在控制模式处于直接扭矩控制模式的情况下，若检测到车速小于第二预设车速，且整车未处于紧急避障，则将控制模式由直接扭矩控制模式切换至角度控制模式。

具体的，如图3所示，直接扭矩控制模式下，如果车速减速低于(A-5)kmh(即，本申请实施例中的第二预设车速)时，且没有紧急避障，则整车控制器向智能驾驶转向控制器发送角度控制模式、方向盘输入转角及方向盘转速限值，智能转向系统按照角度控制模式完成整车控制单元指令的执行(4状态)。

进一步地，可选的，本申请实施例提供的横向控制模式切换的方法还包括：在整车的紧急避障模式解除的情况下，若检测到车速小于第二预设车速，则将控制模式确定为角度控制模式。

具体的，如图3所示，紧急避障模式解除，车速低于(A-5)kmh，则发送角度控制模式完成整车控制单元指令的执行(6状态)。

可选的，本申请实施例提供的横向控制模式切换的方法还包括：在接收到退出自动驾驶的指令，或检测到故障的情况下，退出自动驾驶模式

具体的，如图3所示，在执行的过程中，如果有整车控制单元有自动驾驶控制退出指令发出，或出现故障，则退出自动驾驶工作模式，否则一直执行上述的动作(7、8、9状态)。

可选的，本申请实施例提供的横向控制模式切换的方法还包括：当整车决策控制单元异常，且无法及时下发模式切换时，通过转向控制器依据检测到的车速进行紧急切换，并报警和退出自动驾驶。

具体的，如图3所示，在整车控制单元出现异常，无法及时下发模式切换指令时，转向控制器依据车速变化进行紧急切换，并报警和退出自动驾驶(10状态)。

本申请实施例提供的横向控制模式切换的方法提出的商用车新型横向控制模式及转向控制器，能够解决高低车速及紧急避障条件下的横向控制问题，可以避免前期自动驾驶车辆局限于低车速控制及测试，完成全车速条件下的自动驾驶项目开发与验证；并且在进行行车速度判断时采取了滞环处理，以避免模式切换过程中出现局部的跳变，从而保证控制的平顺性。同时根据自动驾驶的特殊场景，在低车速紧急避障时，也采用直接扭矩控制方式，以保证控制的快速性。

实施例二

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种横向控制模式切换的装置，图4是根据本发明实施例的横向控制模式切换的装置的结构示意图，如图4所示，包括：

确定模块42，用于在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式；切换模块44，用于在确定控制模式的情况下，根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换。

可选的，确定模块42包括：第一确定单元，用于在控制模式包括角度控制模式和直接扭矩控制模式的情况下，若检测到的车速小于第一预设车速，且整车未处于紧急避障，则确定控制模式为角度控制模式；第二确定单元，用于若检测到的车速大于第一预设车速，则确定控制模式为直接扭矩控制模式；第三确定单元，用于若检测的车速小于第一预设车速，且整车处于紧急避障，则确定控制模式为直接扭矩控制模式。

实施例三

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种横向控制模式切换的系统，图5是根据本发明实施例的横向控制模式切换的系统的结构示意图，如图5所示，包括：整车决策控制单元52和转向控制器54，其中，整车决策控制单元52在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式，并将确定的控制模式发送至转向控制器，由转向控制器根据预设条件进行调节；在整车决策控制单元52确定控制模式的情况下，通过整车决策控制单元52根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行控制模式的切换，由转向控制器根据预设条件切换当前控制模式，其中，预设条件包括：方向盘转角、方向盘转速和扭矩。

其中，如图5所示，本申请实施例中横向控制模式切换的系统由整车决策控制单元52和转向控制器54组成，在自动驾驶模式下，整车决策控制单元52向转向控制器54发送控制汽车的使能、控制模式和车速，由转向控制器54反馈汽车状态、该工作模式和是否发送故障，转向控制器54采用三种工作方式：转向角度控制、扭矩控制与紧急避障，并根据整车决策控制单元的模式进行无缝转换。

在控制模式包括角度控制模式和直接扭矩控制模式的情况下，如图6a和图6b所示，图6a是根据本发明实施例的横向控制模式切换的系统中角度控制模式的结构示意图；图6b是根据本发明实施例的横向控制模式切换的系统中直接扭矩控制模式的结构示意图；其中，图6a和图6b中的Ea、Es、Ei分别为位置环、速度环及电流环偏差。

实施例四

根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种汽车，包括：横向控制模式切换的系统，其中，横向控制模式切换的系统包括上述系统。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，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，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，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接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述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。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种横向控制模式切换的方法，其特征在于，包括：

在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式；

在确定所述控制模式的情况下，根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行所述控制模式的切换；

所述根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式包括：

在所述控制模式包括角度控制模式和直接扭矩控制模式的情况下，若检测到的所述车速小于第一预设车速，且整车未处于紧急避障，则确定所述控制模式为所述角度控制模式；

若检测到的所述车速大于所述第一预设车速，则确定所述控制模式为所述直接扭矩控制模式；

若检测的所述车速小于所述第一预设车速，且整车处于紧急避障，则确定所述控制模式为所述直接扭矩控制模式。

2.根据权利要求1所述的横向控制模式切换的方法，其特征在于，所述根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行所述控制模式的切换包括：

在所述控制模式处于直接扭矩控制模式的情况下，若检测到所述车速小于第二预设车速，且整车未处于紧急避障，则将所述控制模式由所述直接扭矩控制模式切换至所述角度控制模式。

3.根据权利要求1所述的横向控制模式切换的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述整车的紧急避障模式解除的情况下，若检测到所述车速小于第二预设车速，则将所述控制模式确定为所述角度控制模式。

4.根据权利要求1所述的横向控制模式切换的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到退出所述自动驾驶的指令，或检测到故障的情况下，退出自动驾驶模式。

5.根据权利要求1所述的横向控制模式切换的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当整车决策控制单元异常，且无法及时下发模式切换时，通过转向控制器依据检测到的车速进行紧急切换，并报警和退出自动驾驶。

6.一种横向控制模式切换的装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式；

切换模块，用于在确定所述控制模式的情况下，根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行所述控制模式的切换；

所述确定模块包括：

第一确定单元，用于在所述控制模式包括角度控制模式和直接扭矩控制模式的情况下，若检测到的所述车速小于第一预设车速，且整车未处于紧急避障，则确定所述控制模式为所述角度控制模式；

第二确定单元，用于若检测到的所述车速大于所述第一预设车速，则确定所述控制模式为所述直接扭矩控制模式；

第三确定单元，用于若检测的所述车速小于所述第一预设车速，且整车处于紧急避障，则确定所述控制模式为所述直接扭矩控制模式。

7.一种横向控制模式切换的系统，其特征在于，应用于权利要求1中横向控制模式切换的方法，包括：整车决策控制单元和转向控制器，其中，所述整车决策控制单元在进入自动驾驶的情况下，根据检测到的车速和是否出现紧急避障确定控制模式，并将确定的控制模式发送至所述转向控制器，所述控制模式包括：角度控制模式和直接扭矩控制模式；在所述整车决策控制单元确定所述控制模式的情况下，由所述转向控制器通过所述整车决策控制单元根据监测到的车速和是否出现紧急避障进行所述控制模式的切换。

8.一种汽车，其特征在于，包括：横向控制模式切换的系统，其中，所述横向控制模式切换的系统包括权利要求7中所述的系统。

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