CN111824168B - 车辆控制方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车辆控制方法、装置及车辆，该方法包括：获取当前车速和目标车速；根据所述当前车速和所述目标车速，确定车辆的期望加速度；对所述期望加速度进行滤波处理；将经过所述滤波处理后的期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制。通过上述技术方案，能够通过滤波调整根据车辆的当前车速和目标车速计算得到的期望加速度，以得到用于控制车辆变速的目标加速度，使得该目标加速度能够平稳变化，从而使得避免车速变化过猛，保证起步加速时或者停车减速时的平稳。

Description

车辆控制方法、装置及车辆

技术领域

本公开涉及车辆领域，具体地，涉及一种车辆控制方法、装置及车辆。

背景技术

智能车辆的纵向速度控制，在智能车辆运动控制中，是比较重要的一部分，其控制性能的好坏直接影响乘客的舒适性和行车的安全性。

目前已有的智能车纵向速度控制中，普遍存在这样一个问题：只考虑控制精度问题。这样就会造成虽然车速的控制精度满足要求，但是由于车辆的加减速响应非常灵敏，从而可能会导致乘客无法平稳乘坐，影响乘坐舒适性；而只考虑舒适性问题就会造成车辆的加减速响应缓慢，这样，虽然保证了乘坐舒适性，但是难以保证超车过程和紧急制动过程安全性，增加了发生交通事故的风险。因此，目前在智能车辆中对于纵向速度的控制并不完善，十分影响乘客的舒适性和行车的安全性。

发明内容

本公开的目的是提供一种车辆控制方法、装置及车辆，能够通过滤波调整根据车辆的当前车速和目标车速计算得到的期望加速度，以得到用于控制车辆变速的目标加速度，使得该目标加速度能够平稳变化，从而使得避免车速变化过猛，保证起步加速时或者停车减速时的平稳。

为了实现上述目的，本公开提供一种车辆控制方法，所述方法包括：

获取当前车速和目标车速；

根据所述当前车速和所述目标车速，确定车辆的期望加速度；

对所述期望加速度进行滤波处理；

将经过所述滤波处理后的期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制。

可选地，所述对所述期望加速度进行滤波处理包括：

在所述当前车速不大于预设的车速阈值的情况下，对所述期望加速度进行滤波处理。

可选地，所述方法还包括：

在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，将所述期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制。

可选地，所述根据所述当前车速和所述目标车速，确定车辆的期望加速度，包括：

根据所述当前车速和所述目标车速，基于PID控制算法确定车辆的期望加速度。

可选地，所述PID控制算法为：

e_t＝V_target-V_rel；

其中，V_target为所述目标车速，V_rel为所述当前车速，e_t为所述目标车速与所述当前车速之差，ax_target为所述期望加速度，k_p为比例系数，k_i为积分系数，k_d为微分系数。

可选地，在所述当前车速不大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数小于在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数。

可选地，所述对所述期望加速度进行滤波处理，包括：

对所述期望加速度进行一阶低通滤波处理。

本公开还提供一种车辆控制装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取当前车速和目标车速；

第一确定模块，用于根据所述当前车速和所述目标车速，确定车辆的期望加速度；

滤波模块，用于对所述期望加速度进行滤波处理；

第二确定模块，用于将经过所述滤波处理后的期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制。

可选地，所述滤波模块还用于在所述当前车速不大于预设的车速阈值的情况下，对所述期望加速度进行滤波处理。

可选地，所述装置还包括：

第三确定模块，用于在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，将所述期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制。

可选地，所述第一确定模块还用于：

根据所述当前车速和所述目标车速，基于PID控制算法确定车辆的期望加速度。

可选地，所述PID控制算法为：

e_t＝V_target-V_rel；

其中，V_target为所述目标车速，V_rel为所述当前车速，e_t为所述目标车速与所述当前车速之差，ax_target为所述期望加速度，k_p为比例系数，k_i为积分系数，k_d为微分系数。

可选地，在所述当前车速不大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数小于在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数。

可选地，所述滤波模块还用于：

对所述期望加速度进行一阶低通滤波处理。

本公开还提供一种车辆，所述车辆包括以上所述的车辆控制装置。

通过上述技术方案，在根据目标车速和当前车速确定了期望加速度之后，先根据预设的车速阈值对当前车速进行判断，在判定当前车辆是处于车辆低速阶段中的情况下，通过滤波调整该期望加速度，以得到用于控制车辆变速的目标加速度，使得该目标加速度能够平稳变化，从而使得避免车速变化过猛，保证起步加速时或者停车减速时的平稳。

本公开的其他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

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种车辆控制方法的流程图。

图2是根据本公开又一示例性实施例示出实验对比图。

图3是根据本公开又一示例性实施例示出的一种车辆控制方法的流程图。

图4是根据本公开一示例性实施例示出的一种车辆控制装置的结构框图。

图5是根据本公开又一示例性实施例示出的一种车辆控制装置的结构框图。

图6是根据本公开一示例性实施例示出的一种车辆的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是根据本公开的一种示例性实施例示出的一种车辆控制方法的流程图，如图1所示，所述方法包括步骤101至步骤104。

在步骤101中，获取当前车速和目标车速。该当前车速可以从相应位置的车速传感器中获取，或者从车辆中的其他控制器中请求，还可以从车辆CAN(控制器局域网络，Controller Area Network)总线中获取。该目标车速可以是由车辆中的预设控制器根据周边环境计算得到的，也可以是预先设定好的，例如可以是与车辆所处的不同的场景对应不同的目标速度，该场景包括路况、车况等，另外，该目标车速还可以是用户设定的车速，设定的方法可以为多种，例如可以为手动输入的具体车速值、或者根据用户设定的驾驶模式所确定的该驾驶模式下的设定车速等等。

在步骤102中，根据所述当前车速和所述目标车速，确定车辆的期望加速度。在获取到该当前车速和目标车速之后，就能够计算车辆要达到该目标车速所需要的期望加速度。计算该期望加速度的方法可以为任何根据当前车速和目标车速计算加速度的方法。其中，可以根据所述当前车速和所述目标车速，通过PID(Proportion IntegralDifferential)控制算法来确定车辆的期望加速度。

在步骤103中，对所述期望加速度进行滤波处理。因此，将步骤102中确定的期望加速度先进行滤波处理以调整加速度的变化过程。

在步骤104中，将经过所述滤波处理后的期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制。

车辆变速过程需要一定时间，在执行步骤104之后，车辆车速便会发生变化，步骤101中需要获取的该当前车速就会发生变化，因此车辆在达到目标车速之前，会按照预设的周期一次或多次地循环执行步骤101至步骤104的控制步骤，以保证步骤101中获取的一直是准确的当前车速，从而保证步骤104中的目标加速度的准确，进而更好地对车辆进行控制，以使车辆达到目标车速。

图2给出了一个根据本实施例示出的车辆控制方法的车辆的车速和目标加速度的变化，与根据现有技术中的车速控制方法的车辆的车速和目标加速度的变化，二者之间的对比图。其中，现有技术中用于计算期望加速度的方法为PID控制算法。实验条件如下：车辆设置在附着良好的地面上，初始时刻速度为0，目标速度为20km/h。图2中，线条1表示现有技术中的车速控制方法中计算出的目标加速度，线条2表示根据本实施例计算出来的目标加速度，线条3表示现有技术中的车速控制方法中车辆的速度变化曲线，线条4表示表示根据本实施例的车辆的速度变化曲线。从计算出来的目标加速度的曲线中我们可以看出，根据现有技术中的车速控制方法计算出的目标加速度在车辆刚启动阶段时给出的加速度一直处于比较大的加速度上限值，这样乘客乘坐时的直观感受就是车辆起步初期有很强的顿挫感，十分不舒适；而根据本实施例计算出来的目标加速度的变化则比较平缓，从0开始缓慢增加，因此乘客不会感受到刚起步就急加速的顿挫感。并且，从根据两种不同的车速控制方法得到的车辆速度的变化曲线中可以看出，本实施例中的车速响应虽然由于加速度的缓慢变化会有一点点滞后，但是二者达到目标速度的时间几乎一致，因此，本实施例不仅能够满足乘车的舒适性，还能够满足车速控制的精度要求。

通过上述技术方案，在根据目标车速和当前车速确定了期望加速度之后，先根据预设的车速阈值对当前车速进行判断，在判定当前车辆是处于车辆低速阶段中的情况下，通过滤波调整该期望加速度，以得到用于控制车辆变速的目标加速度，使得该目标加速度能够平稳变化，从而使得避免车速变化过猛，保证起步加速时或者停车减速时的平稳。

图3是根据本公开又一示例性实施例示出的一种车辆控制方法的流程图。如图3所示，所述方法包括步骤301至步骤306。

其中，步骤301和步骤302分别相当于图1中所示的步骤101和步骤102，步骤304相当于图1中所示的步骤103，步骤305相当于图1中所示的步骤104。

在步骤303中，判断当前车速是否不大于预设的车速阈值，如果是，则转至步骤304，如果否，则转至步骤306。

在步骤306中，将该期望加速度作为目标加速度对车辆进行控制。即，在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，将所述期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制。

该预设的车速阈值可以为例如10Km/h。在该当前车速大于预设的车速阈值的情况下，车速相对较高，例如车辆可能处于超车阶段或者紧急制动阶段，此时从安全角度考虑，车辆应该以较大加速度完成加速超车动作或者紧急制动动作，因此，此时加速度不能从0缓慢增加，必须在初始时刻就具有较大的加速度，从而保证车辆行驶的安全性。通过上述技术方案，就能够保证在车辆的车速相对较高时，保证目标加速度变化的灵敏度，从而使得车辆的车速能够快速地根据目标加速度变化，进而在一定程度上保证车辆行驶的安全性。在判定该当前车速不大于该车速阈值的情况下，即当前车辆处于侧重舒适性的平稳起步阶段或者缓慢停车阶段等车况中，此时乘客的舒适性应该为首要考虑的因素。因此，此时会先对期望加速度进行滤波处理，然后将经过滤波处理后得到的期望加速度作为目标加速度对车辆进行控制。通过上述技术方案，就能够在车辆平稳起步阶段或者缓慢停车阶段时，保证车辆上的乘客的乘坐舒适性。

在一种可能的实施方式中，所述PID控制算法为：

e_t＝V_target-V_rel；

其中，V_target为所述目标车速，V_rel为所述当前车速，e_t为所述目标车速与所述当前车速之差，ax_target为所述期望加速度，k_p为比例系数，k_i为积分系数，k_d为微分系数。

通常车辆中用于计算目标加速度的方法包括上述PID控制算法，由上述的PID控制算法的公式中就可以看出，常规的PID控制算法虽然可以实现对车速的控制，使得车辆加速或减速以达到目标车速，但是，最开始进行车速控制时，车辆的当前车速与设定的目标车速差别最大，从而就会导致最开始计算出的期望加速度的值最大；然后，随着车辆的慢慢加速或者减速，车辆的当前车速与目标车速之间的差距越来越小，从而计算的出来的期望加速度也越来越小。以上的车速控制作用到实际的车辆上时，车辆就会表现出先用比较大的加速度或者减速度行驶，然后逐渐减小加速度或者减速度，即会出现急刹车或者突然的加速，这样是违背正常的驾驶习惯的，很有可能给乘客或者驾驶员带来不好的乘坐感受。而在本公开中的车辆控制方法就能很好的解决这个问题。

上述PID控制算法中的系数都为预先设定的固定值，该系数的设定会影响根据目标车速和当前车速计算出来的期望加速度。而在根据本公开的一种实施例中，由于在该当前车速低于该预设的车速阈值时增加了对期望加速度的滤波处理，使得最终得到的目标加速度的响应敏感度被削弱，可能会导致车辆速度达到目标速度的时间变长。

因此为了不影响车辆的速度达到目标速度的时间，在一种可能的实施方式中，在所述当前车速不大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数小于在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数。在该当前车速不大于车速阈值的情况下，将PID控制算法中所使用的积分系数适当减小，这样可以降低由于加入的滤波而导致的目标加速度响应敏感度被削弱的影响，降低误差累积，从而保证车速能够在安全的时间内变化至目标车速。而在该当前车速大于车速阈值的情况下，不会对PID控制算法计算出来的期望加速度进行滤波，而是直接将该期望加速度作为目标加速度来对车辆进行速度控制，因此该PID控制算法中所使用的积分系数可以不用减小。另外，在该当前车速大于车速阈值的情况下，还可以适当增大该PID控制算法中所使用的积分系数，以此增强目标加速度响应敏感度，进一步保证车辆的行驶安全。

在一种可能的实施方式中，所述对所述期望加速度进行滤波处理，包括：对所述期望加速度进行一阶低通滤波处理。其中，对该期望加速度进行滤波前后的变化可以用以下公式来表示：

ax_lowpass＝a*ax_target+(1-a)ax_{before_lowpass}；

ax_target表示期望加速度，a表示滤波系数，ax_{before_lowpass}表示上一次滤波后的值，ax_lowpass表示本次滤波之后的值。由此可见，a越小，滤波的效果就越明显，即，经过滤波处理的期望加速度在该车辆的车速达到目标车速之前的变化会越缓慢，整个加速或者减速的过程就会越平稳，车辆达到目标车速之前需要的时间也就越长。因此，滤波系数a的可以根据实际情况进行调整，以保证车辆在该当前车速不大于该车速阈值时进行加速或减速时既能保证乘车的舒适性，也能保证乘车的安全性。

图4是根据本公开一示例性实施例示出的一种车辆控制装置的结构框图100。如图4所示，所述装置包括：获取模块10，用于获取当前车速和目标车速；第一确定模块20，用于根据所述当前车速和所述目标车速，确定车辆的期望加速度；滤波模块30，用于对所述期望加速度进行滤波处理；第二确定模块40，用于对所述车辆进行控制。

通过上述技术方案，在根据目标车速和当前车速确定了期望加速度之后，先根据预设的车速阈值对当前车速进行判断，在判定当前车辆是处于车辆低速阶段中的情况下，通过滤波调整该期望加速度，以得到用于控制车辆变速的目标加速度，使得该目标加速度能够平稳变化，从而使得避免车速变化过猛，保证起步加速时或者停车减速时的平稳。

在一种可能的实施方式中，所述滤波模块30还用于：在所述当前车速不大于预设的车速阈值的情况下，对所述期望加速度进行滤波处理。

图5是根据本公开又一示例性实施例示出的一种车辆控制装置100的结构框图。如图5所示，所述装置还包括：第三确定模块50，用于在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，将所述期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制。

在一种可能的实施方式中，所述第一确定模块20还用于：根据所述当前车速和所述目标车速，基于PID控制算法确定车辆的期望加速度。

在一种可能的实施方式中，所述PID控制算法为：

e_t＝V_target-V_rel；

其中，V_target为所述目标车速，V_rel为所述当前车速，e_t为所述目标车速与所述当前车速之差，ax_target为所述期望加速度，k_p为比例系数，k_i为积分系数，k_d为微分系数。

在一种可能的实施方式中，在所述当前车速不大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数小于在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数。

在一种可能的实施方式中，所述滤波模块30还用于：对所述期望加速度进行一阶低通滤波处理。

图6是根据本公开一示例性实施例示出的一种车辆1的结构框图。如图6所示，所述车辆包括以上所述的的车辆控制装置100。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (11)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取当前车速和目标车速；

根据所述当前车速和所述目标车速，确定车辆的期望加速度；

对所述期望加速度进行滤波处理；

将经过所述滤波处理后的期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制；

所述对所述期望加速度进行滤波处理包括：

在所述当前车速不大于预设的车速阈值的情况下，对所述期望加速度进行滤波处理；

所述方法还包括：

在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，将所述期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前车速和所述目标车速，确定车辆的期望加速度，包括：

根据所述当前车速和所述目标车速，基于PID控制算法确定车辆的期望加速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PID控制算法为：

e_t＝V_target-V_rel；

其中，V_target为所述目标车速，V_rel为所述当前车速，e_t为所述目标车速与所述当前车速之差，ax_target为所述期望加速度，k_p为比例系数，k_i为积分系数，k_d为微分系数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述当前车速不大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数小于在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述对所述期望加速度进行滤波处理，包括：

对所述期望加速度进行一阶低通滤波处理。

6.一种车辆控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取当前车速和目标车速；

第一确定模块，用于根据所述当前车速和所述目标车速，确定车辆的期望加速度；

滤波模块，用于对所述期望加速度进行滤波处理；

第二确定模块，用于将经过所述滤波处理后的期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制；

所述滤波模块还用于：

在所述当前车速不大于预设的车速阈值的情况下，对所述期望加速度进行滤波处理；

所述装置还包括：

第三确定模块，用于在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，将所述期望加速度作为目标加速度对所述车辆进行控制。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块还用于：

根据所述当前车速和所述目标车速，基于PID控制算法确定车辆的期望加速度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述PID控制算法为：

e_t＝V_target-V_rel；

其中，V_target为所述目标车速，V_rel为所述当前车速，e_t为所述目标车速与所述当前车速之差，ax_target为所述期望加速度，k_p为比例系数，k_i为积分系数，k_d为微分系数。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述当前车速不大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数小于在所述当前车速大于所述车速阈值的情况下，所述PID控制算法中所使用的积分系数。

10.根据权利要求6-9中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述滤波模块还用于：

对所述期望加速度进行一阶低通滤波处理。

11.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求6-10中任一权利要求所述的车辆控制装置。

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