CN111976736A - 一种用于车辆的自动驾驶控制系统及方法 - Google Patents

一种用于车辆的自动驾驶控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于车辆的自动驾驶控制系统及方法,涉及车辆控制技术领域。自动驾驶控制系统包括:整车控制器,用于采集所述车辆的整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩;自动驾驶系统,与所述整车控制器连接,所述自动驾驶系统用于根据所述整车驱动扭矩和所述实际驱动扭矩获得整车需求扭矩和驱动方向;所述整车控制器还配置成根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶。本发明提供的自动驾驶控制系统具有通用性。

Description

一种用于车辆的自动驾驶控制系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆控制领域,特别是涉及一种用于车辆的自动驾驶控制系统及方法。
背景技术
现有技术中的自动驾驶车辆控制器开发频繁,且变更内容较多,各个控制器程序需要根据自动驾驶系统的需求进行专项开发,无法与新能源车的程序通用,软件开发繁杂,使得自动驾驶车辆程序开发的时间周期较长。在开发后使用中,自动驾驶系统需要接收动力系统各个控制器上报的状态进行相关的保护逻辑处理,逻辑复杂,容易出错,难以实现平台化,不具有通用性。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是提供一种用于车辆的具有通用性的自动驾驶控制系统。
本发明第一方面的进一步的目的是提供一种用于车辆的逻辑控制简单的自动驾驶控制系统。
本发明第二方面的目的是提供一种用于车辆的具有通用性的自动驾驶控制方法。
根据上述第一方面,本发明提供了一种用于车辆的自动驾驶控制系统,包括:
整车控制器,用于采集所述车辆的整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩;
自动驾驶系统,与所述整车控制器连接,所述自动驾驶系统用于根据所述整车驱动扭矩和所述实际驱动扭矩获得整车需求扭矩和驱动方向;
所述整车控制器还配置成根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶。
可选地,所述整车控制器还配置成根据所述需求扭矩协调控制所述车辆的增程器和动力电池使所述车辆的驱动电机输出所述需求扭矩。
可选地,所述整车控制器还配置成根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆的变速器控制器控制变速器换挡。
可选地,所述整车控制器还配置成向所述自动驾驶系统发送握手密钥,若所述自动驾驶系统通过所述握手密钥,则所述整车控制器根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶。
可选地,所述整车控制器还配置成根据所述车辆的状态综合判断所述车辆是否满足挂挡条件,若是,则根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆的变速器控制器控制变速器换挡。
根据上述第二方面,本发明还提供了一种用于车辆的自动驾驶控制方法,包括:
采集所述车辆的整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩;
根据所述整车驱动扭矩和所述实际驱动扭矩获得整车需求扭矩和驱动方向;
根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶。
可选地,根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶包括:
根据所述需求扭矩协调控制所述车辆的增程器和动力电池使所述车辆的驱动电机输出所述需求扭矩。
可选地,根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶还包括:根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆的变速器控制器控制变速器换挡。
可选地,根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶之前还包括:
向所述自动驾驶系统发送握手密钥;
判断所述握手密钥是否通过;
若是,则根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶。
可选地,根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶之前还包括:
根据所述车辆的状态综合判断所述车辆是否满足挂挡条件;
若是,则根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆的变速器控制器控制变速器换挡。
本发明提供的用于车辆的自动驾驶控制系统包括整车控制器和自动驾驶系统,两者连接后进行信息交互,整车控制器采集车辆的整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩,整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩均可由整车控制器根据车辆上自带的传感器或其他通讯设备采集的信息获得。然后整车控制器将整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩发送给自动驾驶系统,或自动驾驶系统主动从整车控制器上获取。自动驾驶系统得到整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩后经过计算获得整车需求扭矩和驱动方向,再将需求扭矩和驱动方向发送给整车控制器,最后由整车控制器控制车辆自动驾驶。在信息交互和控制过程中,自动驾驶系统仅仅与整车控制器进行交互,而不像现有技术中需要与车辆动力系统之间进行交互,与动力系统的交互则由整车控制器进行,如此,便免去了为适应不同车辆或不同动力系统而对自动驾驶系统的软件开发,该自动驾驶系统实现了平台化,通用性非常高。
进一步地,整车控制器还配置成根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆的变速器控制器控制变速器换挡。驱动方向确定了车辆是前进挡还是倒车档,而整车需要扭矩确定了具体的档位是一档还是二挡或其他档位。因而,结合整车需求扭矩和驱动方向可以准确地将档位挂至实际需求档位。在现有技术中,车辆档位是有变速器控制器控制的,变速器控制器与自动驾驶系统连接,并接受自动驾驶系统的控制,而不同车辆的变速器和变速器控制器不尽相同,就需要对自动驾驶系统的软件进行适应性开发,而在未装配自动驾驶系统之前,整车控制器与变速器控制器进行已经是相互适应的,因而,巧妙地将整车控制器设置在自动驾驶系统和变速器控制器之间,既减少了自动驾驶系统的开发,又不会使得整车的软件冗杂,使得逻辑控制非常简单。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1是根据本发明的一个实施例的用于车辆的自动驾驶控制系统的结构框图;
图2是根据本发明的一个实施例的用于车辆的自动驾驶控制方法的流程框图;
图3是根据本发明的另一个实施例的用于车辆的自动驾驶控制方法的流程框图;
图4是根据本发明的再一个实施例的用于车辆的自动驾驶控制方法的流程框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
图1是根据本发明的一个实施例的用于车辆的自动驾驶控制系统的结构框图。如图1所示,本发明提供了一种用于车辆的自动驾驶控制系统,其一般性地包括整车控制器10和自动驾驶系统20。整车控制器10用于采集车辆的整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩。自动驾驶系统20与整车控制器10连接,自动驾驶系统20用于根据整车驱动扭矩和实际驱动扭矩获得整车需求扭矩和驱动方向。整车控制器10还配置成根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆自动驾驶。
本实施例提供的用于车辆的自动驾驶控制系统包括整车控制器10和自动驾驶系统20,两者连接后进行信息交互,整车控制器10采集车辆的整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩,整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩均可由整车控制器10根据车辆上自带的传感器或其他通讯设备采集的信息获得。然后整车控制器10将整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩发送给自动驾驶系统20,或自动驾驶系统20主动从整车控制器10上获取。自动驾驶系统20得到整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩后经过计算获得整车需求扭矩和驱动方向,再将需求扭矩和驱动方向发送给整车控制器10,最后由整车控制器10控制车辆自动驾驶。在信息交互和控制过程中,自动驾驶系统20仅仅与整车控制器10进行交互,而不像现有技术中需要与车辆动力系统之间进行交互,与动力系统的交互则由整车控制器10进行,如此,便免去了为适应不同车辆或不同动力系统而对自动驾驶系统20的软件开发,该自动驾驶系统20实现了平台化,通用性非常高。
在一个优选的实施例中,整车控制器10还配置成根据需求扭矩协调控制车辆的增程器60和动力电池40使车辆的驱动电机30输出需求扭矩。该实施例示出了将该自动驾驶系统20应用在新能源车辆中的情形,整车控制器10与增程器60与动力电池40均连接,可以根据两者的实际情况,例如动力电池40的剩余电量等,协调控制两者从而使得驱动电机30输出需求扭矩,如此,一方面可以提高车辆的能量利用率,另一方面也可以避免动力电池40过放电。而在其他实施例中,整车控制器10还可以配置成根据需求扭矩控制车辆的发动机输出需求扭矩。
在一个进一步的实施例中,整车控制器10还配置成根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆的变速器控制器50控制变速器换挡。驱动方向确定了车辆是前进挡还是倒车档,而整车需要扭矩确定了具体的档位是一档还是二挡或其他档位。因而,结合整车需求扭矩和驱动方向可以准确地将档位挂至实际需求档位。在现有技术中,车辆档位是有变速器控制器50控制的,变速器控制器50与自动驾驶系统20连接,并接受自动驾驶系统20的控制,而不同车辆的变速器和变速器控制器50不尽相同,就需要对自动驾驶系统20的软件进行适应性开发,而在未装配自动驾驶系统20之前,整车控制器10与变速器控制器50进行已经是相互适应的,因而,巧妙地将整车控制器10设置在自动驾驶系统20和变速器控制器50之间,既减少了自动驾驶系统20的开发,又不会使得整车的软件冗杂,使得逻辑控制非常简单。
具体地,整车控制器10根据整车需求扭矩和驱动方向向变速器控制器50发出越权控制指令,变速器控制器50响应后,整车控制器10控制变速器控制器50,进而控制换挡机构换挡。
在一个具体的实施例中,整车控制器10还配置成向自动驾驶系统20发送握手密钥,若自动驾驶系统20通过握手密钥,则整车控制器10根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆自动驾驶。如此设置,加强了车辆的安全性。
在一个更为优选的实施例中,整车控制器10还配置成根据车辆的状态综合判断车辆是否满足挂挡条件,若是,则根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆的变速器控制器50控制变速器换挡。具体地,车辆的状态包括是否处在高压状态、车速是否为零、制动踏板或制动手刹是否被踩踏或拉起,若不再高压状态或车速大于零则不满足挂挡条件,若制动踏板未被踩下或制动手刹未被拉起则进一步判断变速箱输出轴转速是否两个周期内均无变化,若否,则不满足挂挡条件,也即车辆处于高压状态且车速为零且有制动(或无制动但变速箱输出轴转速在两个周期内均无变化)时判定为满足挂挡条件。如此,可以保证车辆的起步安全性,而且该判定过程仅有整车控制器10进行,无需其他控制器参与,避免了逻辑之间的冲突。进一步地,现有技术中由自动驾驶系统20向变速器控制器50发出换挡请求,当变速器控制器50判定车辆无制动信号时则不执行换挡请求,将会导致换挡失败。而该实施例中,由整车控制器10判定是否满足挂挡条件,既简化了变速器控制器50的程序,又不会导致换挡失败。
图2是根据本发明的一个实施例的用于车辆的自动驾驶控制方法的流程框图。如图2所示,本发明还提供了一种用于车辆的自动驾驶控制方法,用于控制上述任意一个实施例提供的自动驾驶控制系统,自动驾驶控制方法一般性地包括:
S10:采集车辆的整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩;
S20:根据整车驱动扭矩和实际驱动扭矩获得整车需求扭矩和驱动方向;
S30:根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆自动驾驶。
本实施例提供的用于车辆的自动驾驶控制方法包括采集车辆的整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩,整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩均可由整车控制器10根据车辆上自带的传感器或其他通讯设备采集的信息获得。然后经过计算获得整车需求扭矩和驱动方向,最后按照整车需求扭矩和驱动方向控制车辆自动驾驶。在信息交互和控制过程中,自动驾驶系统20仅仅与整车控制器10进行交互,而不像现有技术中需要与车辆动力系统之间进行交互,与动力系统的交互则由整车控制器10进行,如此,便免去了为适应不同车辆或不同动力系统而对自动驾驶系统20的软件开发,自动驾驶燃机更加简洁简单,只需发出自身需求即可,动力系统软件也无需根据自动驾驶特殊性进行专项开发,实现了平台化,通用性非常高,而自动驾驶可作为选配功能,不装配自动驾驶系统20也不影响车辆的使用。
图3是根据本发明的另一个实施例的用于车辆的自动驾驶控制方法的流程框图。如图3所示,在一个优选的实施例中,根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆自动驾驶包括:
S31:根据需求扭矩协调控制车辆的增程器60和动力电池40使车辆的驱动电机30输出需求扭矩。
该实施例示出了将该自动驾驶系统20应用在新能源车辆中的情形,整车控制器10与增程器60与动力电池40均连接,可以根据两者的实际情况,例如动力电池40的剩余电量等,协调控制两者从而使得驱动电机30输出需求扭矩,如此,一方面可以提高车辆的能量利用率,另一方面也可以避免动力电池40过放电。而在其他实施例中,整车控制器10还可以配置成根据需求扭矩控制车辆的发动机输出需求扭矩。
图4是根据本发明的再一个实施例的用于车辆的自动驾驶控制方法的流程框图。如图4所示,在一个进一步的实施例中,根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆自动驾驶还包括:
S32:根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆的变速器控制器50控制变速器换挡。
驱动方向确定了车辆是前进挡还是倒车档,而整车需要扭矩确定了具体的档位是一档还是二挡或其他档位。因而,结合整车需求扭矩和驱动方向可以准确地将档位挂至实际需求档位。在现有技术中,车辆档位是有变速器控制器50控制的,变速器控制器50与自动驾驶系统20连接,并接受自动驾驶系统20的控制,而不同车辆的变速器和变速器控制器50不尽相同,就需要对自动驾驶系统20的软件进行适应性开发,而在未装配自动驾驶系统20之前,整车控制器10与变速器控制器50进行已经是相互适应的,因而,巧妙地将整车控制器10设置在自动驾驶系统20和变速器控制器50之间,既减少了自动驾驶系统20的开发,又不会使得整车的软件冗杂,使得逻辑控制非常简单。
具体地,整车控制器10根据整车需求扭矩和驱动方向向变速器控制器50发出越权控制指令,变速器控制器50响应后,整车控制器10控制变速器控制器50,进而控制换挡机构换挡。
在一个具体的实施例中,根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆自动驾驶之前还包括:
向自动驾驶系统20发送握手密钥;
判断握手密钥是否通过;
若是,则根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆自动驾驶。
如此设置,加强了车辆的安全性。
在一个更为优选的实施例中,根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆自动驾驶之前还包括:
根据车辆的状态综合判断车辆是否满足挂挡条件;
若是,则根据整车需求扭矩和驱动方向控制车辆的变速器控制器50控制变速器换挡。
具体地,车辆的状态包括是否处在高压状态、车速是否为零、制动踏板或制动手刹是否被踩踏或拉起,若不再高压状态或车速大于零则不满足挂挡条件,若制动踏板未被踩下或制动手刹未被拉起则进一步判断变速箱输出轴转速是否两个周期内均无变化,若否,则不满足挂挡条件,也即车辆处于高压状态且车速为零且有制动(或无制动但变速箱输出轴转速在两个周期内均无变化)时判定为满足挂挡条件。如此,可以保证车辆的起步安全性,而且该判定过程仅有整车控制器10进行,无需其他控制器参与,避免了逻辑之间的冲突。进一步地,现有技术中由自动驾驶系统20向变速器控制器50发出换挡请求,当变速器控制器50判定车辆无制动信号时则不执行换挡请求,将会导致换挡失败。而该实施例中,由整车控制器10判定是否满足挂挡条件,既简化了变速器控制器50的程序,又不会导致换挡失败。
在一个更为具体的实施例中按照以下步骤执行驾驶过程:
整车控制器10可根据无钥匙启动系统唤醒自动控制上电或驾驶员扭钥匙上电,上电完成后,进入等待驱动指令;
整车控制器10判断是否具有驾驶需求;
如有自动驾驶需求则优先相应,进入自动驾驶模式;
将控制权交给自动驾驶系统20;
判断自动驾驶系统20需求整车驱动方向;
若是前进方向,则向变速箱控制器发出越权控制指令,控制档位进入前进挡,并根据需求扭矩大小驱动车辆;
若是倒退方向,则向变速箱控制器发出越权控制指令,控制档位进入倒挡,并根据需求扭矩大小驱动车辆;
若无自动驾驶需求,则进入人工驾驶模式,执行驾驶员的需求。
至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于车辆的自动驾驶控制系统,其特征在于,包括:
整车控制器(10),用于采集所述车辆的整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩;
自动驾驶系统(20),与所述整车控制器(10)连接,所述自动驾驶系统(20)用于根据所述整车驱动扭矩和所述实际驱动扭矩获得整车需求扭矩和驱动方向;
所述整车控制器(10)还配置成根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶控制系统,其特征在于,所述整车控制器(10)还配置成根据所述需求扭矩协调控制所述车辆的增程器(60)和动力电池(40)使所述车辆的驱动电机(30)输出所述需求扭矩。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶控制系统,其特征在于,所述整车控制器(10)还配置成根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆的变速器控制器(50)控制变速器换挡。
4.根据权利要求1所述的自动驾驶控制系统,其特征在于,所述整车控制器(10)还配置成向所述自动驾驶系统(20)发送握手密钥,若所述自动驾驶系统(20)通过所述握手密钥,则所述整车控制器(10)根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶。
5.根据权利要求4所述的自动驾驶控制系统,其特征在于,所述整车控制器(10)还配置成根据所述车辆的状态综合判断所述车辆是否满足挂挡条件,若是,则根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆的变速器控制器(50)控制变速器换挡。
6.一种用于车辆的自动驾驶控制方法,其特征在于,包括:
采集所述车辆的整车允许驱动扭矩和实际驱动扭矩;
根据所述整车驱动扭矩和所述实际驱动扭矩获得整车需求扭矩和驱动方向;
根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶。
7.根据权利要求6所述的自动驾驶控制方法,其特征在于,根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶包括:
根据所述需求扭矩协调控制所述车辆的增程器(60)和动力电池(40)使所述车辆的驱动电机(30)输出所述需求扭矩。
8.根据权利要求6所述的自动驾驶控制方法,其特征在于,根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶还包括:根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆的变速器控制器(50)控制变速器换挡。
9.根据权利要求6所述的自动驾驶控制方法,其特征在于,根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶之前还包括:
向所述自动驾驶系统(20)发送握手密钥;
判断所述握手密钥是否通过;
若是,则根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶。
10.根据权利要求6所述的自动驾驶控制方法,其特征在于,根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆自动驾驶之前还包括:
根据所述车辆的状态综合判断所述车辆是否满足挂挡条件;
若是,则根据所述整车需求扭矩和所述驱动方向控制所述车辆的变速器控制器(50)控制变速器换挡。
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