CN112550303A - 车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质 - Google Patents

车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质 Download PDF

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迪尼罗
原达
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Abstract

本申请涉及车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质，车辆控制系统包括：规划层，其中的服务被配置成根据驾驶任务生成操作指令；参考层，其中的服务被配置成根据所述操作指令生成目标参数，所述目标参数反映对车辆的状态控制需求；高级控制层，其中的服务被配置成根据所述目标参数生成执行参数，所述执行参数反映车辆执行器对所述状态控制需求的执行能力；控制分配层，其中的服务被配置成根据所述执行参数在类别执行器间分配类别任务参数；以及底层控制层，其中的服务被配置成向所述类别执行器中的至少一者提供所述类别任务参数。所述车辆控制系统能够屏蔽底层硬件并提供综合的服务组合，从而实现更为合理的控制。

Description

车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质
技术领域
本申请涉及车辆控制领域，具体而言，涉及车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质。
背景技术
高等级智能驾驶对车辆运动控制的要求越来越高，但当前车辆的控制方法大多将横纵向分开控制，并且很少考虑垂向的影响。另一方面，目前软件架构方面大多是面向流程开发的，当外部新增一个功能时，相应的运动控制需要增加一个功能，并且需要考虑该功能和其他功能的配合，工作量很大。此外，功能之间的协调经常会出现非预期的问题。
发明内容
本申请的实施例提供了一种车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质，用于以屏蔽底层硬件方式提供综合的服务组合，从而实现更为合理的车辆控制。
根据本申请的一方面，提供一种车辆控制系统，包括：规划层，其中的服务被配置成根据驾驶任务生成操作指令；参考层，其中的服务被配置成根据所述操作指令生成目标参数，所述目标参数反映对车辆的状态控制需求；高级控制层，其中的服务被配置成根据所述目标参数生成执行参数，所述执行参数反映车辆执行器对所述状态控制需求的执行能力；控制分配层，其中的服务被配置成根据所述执行参数在类别执行器间分配类别任务参数；以及底层控制层，其中的服务被配置成向所述类别执行器中的至少一者提供所述类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，可选地，所述参考层包括以下项目中至少一者：纵向轨迹跟踪服务，其配置成提供车辆的纵向轨迹目标参数；横向轨迹跟踪服务，其配置成提供车辆的横向轨迹目标参数；六自由度模式服务，其配置成提供车辆的模式设置的目标参数，包括三个方向的加速度和三个方向的角速度；以及挡位控制服务，其配置成提供车辆的挡位设置的目标参数。
在本申请的一些实施例中，可选地，所述高级控制层包括以下项目中至少一者：驾驶员需求扭矩服务，其配置成确定手动操作需求扭矩；车辆纵向加速度控制服务，其配置成确定加速所需扭矩或者停车请求的执行参数；横摆运动控制服务，其配置成确定横摆运动所需扭矩；滑移率控制服务，其配置成确定滑移率所需扭矩；垂向控制服务，其配置成确定垂向扭矩；俯仰控制服务，其配置成确定俯仰扭矩；以及侧倾控制服务，其配置成确定侧倾控制扭矩。
在本申请的一些实施例中，可选地，所述控制分配层包括以下项目中至少一者：驱动和制动协调控制服务，其配置成为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数、为制动类别执行器分配制动类别任务参数；低速停车服务，其配置成为驻车制动类别执行器分配驻车制动类别任务参数、为挡位控制类别执行器分配挡位控制类别任务参数；横摆运动控制协调服务，其配置成为制动类别执行器分配制动类别任务参数、为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数、为悬架控制类别执行器分配悬架调整类别任务参数；驱动和制动滑移率控制协调服务，其配置成为电机扭矩类别执行器分配扭矩控制类别任务参数、为制动滑移率控制类别执行器分配制动类别任务参数；以及六自由度协调控制服务，其配置成为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数、为制动类别执行器分配制动类别任务参数、为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数、为车身高度调节类别执行器分配车身高度调节类别任务参数、为悬架控制类别执行器分配垂向力控制类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，可选地，所述底层控制层包括以下项目中至少一者：驾驶员需求扭矩分配服务，其配置成为驱动类别执行器中的至少一者提供扭矩控制实际任务参数；电机扭矩滑移率控制服务，其配置成为驱动类别执行器中的至少一者提供扭矩控制实际任务参数；制动力分配服务，其配置成为制动类别执行器中的至少一者提供制动实际任务参数；制动响应滑移率控制服务，其配置成为制动类别执行器中的至少一者提供制动实际任务参数；电子转向辅助服务，其配置成为转向辅助类别执行器中的至少一者提供转向实际任务参数；空气弹簧控制服务，其配置成为车身高度调节类别执行器中的至少一者提供车身高度调节实际任务参数；以及悬架控制服务，其配置成为悬架控制类别执行器中的至少一者提供垂向力控制实际任务参数。
根据本申请的另一方面，提供一种车辆控制方法，包括：根据驾驶任务生成操作指令；根据所述操作指令生成目标参数，其中所述目标参数反映对车辆的状态控制需求；根据所述目标参数生成执行参数，其中所述执行参数反映车辆执行器对所述状态控制需求的执行能力；根据所述执行参数在类别执行器间分配类别任务参数；以及向所述类别执行器中的至少一者提供所述类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，可选地，根据所述操作指令生成目标参数包括以下项目中的至少一者：提供车辆的纵向轨迹目标参数；提供车辆的横向轨迹目标参数；提供车辆的模式设置的目标参数，包括三个方向的加速度和三个方向的角速度；以及提供车辆的挡位设置的目标参数。
在本申请的一些实施例中，可选地，根据所述目标参数生成执行参数包括以下项目中的至少一者：确定手动操作需求扭矩；确定加速所需扭矩或者停车请求的执行参数；确定横摆运动所需扭矩；确定滑移率所需扭矩；以及确定垂向扭矩、俯仰扭矩、侧倾控制扭矩。
在本申请的一些实施例中，可选地，根据所述执行参数在类别执行器间分配类别任务参数包括以下项目中的至少一者：为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数；为制动类别执行器分配制动类别任务参数；为驻车制动类别执行器分配驻车制动类别任务参数；为挡位控制类别执行器分配挡位控制类别任务参数；为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数；为悬架控制类别执行器分配悬架调整类别任务参数；为电机扭矩类别执行器分配扭矩控制类别任务参数；为制动滑移率控制类别执行器分配制动类别任务参数；为车身高度调节类别执行器分配车身高度调节类别任务参数；以及为悬架控制类别执行器分配垂向力控制类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，可选地，向所述类别执行器中的至少一者提供所述类别任务参数包括以下项目中的至少一者：为驱动类别执行器中的至少一者提供扭矩控制实际任务参数；为制动类别执行器中的至少一者提供制动实际任务参数；为转向辅助类别执行器中的至少一者提供转向实际任务参数；为车身高度调节类别执行器中的至少一者提供车身高度调节实际任务参数；以及为悬架控制类别执行器中的至少一者提供垂向力控制实际任务参数。
根据本申请的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如上文所述的任意一种方法。
根据本申请的另一方面，提供一种车辆控制系统，包括：指令生成单元，其配置成根据驾驶任务生成操作指令；目标参数生成单元，其配置成根据所述操作指令生成目标参数，其中所述目标参数反映对车辆的状态控制需求；执行参数生成单元，其配置成根据所述目标参数生成执行参数，其中所述执行参数反映车辆执行器对所述状态控制需求的执行能力；类别参数生成单元，其配置成根据所述执行参数在类别执行器间分配类别任务参数；以及参数分配单元，其配置成向所述类别执行器中的至少一者提供所述类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，可选地，目标参数生成单元具体可以执行以下项目中的至少一者：提供车辆的纵向轨迹目标参数；提供车辆的横向轨迹目标参数；提供车辆的模式设置的目标参数，包括三个方向的加速度和三个方向的角速度；以及提供车辆的挡位设置的目标参数。
在本申请的一些实施例中，可选地，执行参数生成单元具体可以执行以下项目中的至少一者：确定手动操作需求扭矩；确定加速所需扭矩或者停车请求的执行参数；确定横摆运动所需扭矩；确定滑移率所需扭矩；以及确定垂向扭矩、俯仰扭矩、侧倾控制扭矩。
在本申请的一些实施例中，可选地，类别参数生成单元具体可以执行以下项目中的至少一者：为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数；为制动类别执行器分配制动类别任务参数；为驻车制动类别执行器分配驻车制动类别任务参数；为挡位控制类别执行器分配挡位控制类别任务参数；为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数；为悬架控制类别执行器分配悬架调整类别任务参数；为电机扭矩类别执行器分配扭矩控制类别任务参数；为制动滑移率控制类别执行器分配制动类别任务参数；为车身高度调节类别执行器分配车身高度调节类别任务参数；以及为悬架控制类别执行器分配垂向力控制类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，可选地，参数分配单元具体可以执行以下项目中的至少一者：为驱动类别执行器中的至少一者提供扭矩控制实际任务参数；为制动类别执行器中的至少一者提供制动实际任务参数；为转向辅助类别执行器中的至少一者提供转向实际任务参数；为车身高度调节类别执行器中的至少一者提供车身高度调节实际任务参数；以及为悬架控制类别执行器中的至少一者提供垂向力控制实际任务参数。
附图说明
从结合附图的以下详细说明中，将会使本申请的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
图1示出了根据本申请的一个实施例的车辆控制系统。
图2示出了根据本申请的一个实施例的车辆控制系统。
图3示出了根据本申请的一个实施例的一个服务的工作原理。
图4示出了根据本申请的一个实施例的车辆控制方法。
图5示出了根据本申请的一个实施例的车辆控制系统。
具体实施方式
出于简洁和说明性目的，本文主要参考其示范实施例来描述本申请的原理。但是，本领域技术人员将容易地认识到相同的原理可等效地应用于所有类型的车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质，并且可以在其中实施这些相同或相似的原理，任何此类变化不背离本申请的真实精神和范围。
本发明提出了一种面向服务的车辆运动控制机制，将车辆运动控制可以提供的各种服务进行抽象以统一的接口对外输出。通过SOA 架构，可以规划整合不同OEM 的不同操作系统，不同平台上面的业务功能，实现功能的快速迭代和重组，应对快速多变的业务需求，无论外面新增功能如何变化，本发明提供的服务总可以满足外面的需求。
根据本申请的一方面，提供一种车辆控制系统。如图1所示，车辆控制系统10包括规划层L1、参考层L2、高级控制层L3、控制分配层L4和底层控制层L5。其中各层由若干服务构成，每个服务可以实现若干抽象的功能，从而在屏蔽底层硬件的基础上提供各种功能性。
各层之间的服务可以传递信息。根据设计，服务包括若干输入和输出，并且上层中服务的输出可以作为下层中服务的输入，最终向具体的执行硬件下达命令。各层的服务如何传递信息是与驾驶任务关联的，一个既定的驾驶任务将各层中一种或多种服务串联起来（这些串联起来的服务可以固化为一个对应于该驾驶任务的模型供调用），最终向执行硬件下达命令以完成该驾驶任务。
车辆控制系统10的规划层L1中的服务被配置成根据驾驶任务生成操作指令。驾驶任务可以是驾驶人员根据需求对可操作硬件的操纵，例如，打方向盘、踩刹车踏板、踩油门踏板等。驾驶任务也可以是自动执行机构根据既定程序的执行过程，例如，自动泊车、自动跟车等。以上驾驶任务的执行过程可以根据对可操作硬件的操纵或自动执行过程反映为具体的操作指令。例如，猛踩油门可以是急加速驾驶任务，此时的操作指令可以是加速度，加速度值可以与油门开度关联。再如，在自动泊车过程中，可以根据前后障碍物的具体调整车辆速度，此时操作指令也可以是加速度。
车辆控制系统10的参考层L2中的服务被配置成根据操作指令生成目标参数，其中，目标参数反映对车辆的状态控制需求。以上规划层L1生成的操作指令是粗糙的、原始的。有时操作指令仅反映单个驾驶任务的需求，但更多时候驾驶任务是同时进行的。例如，在深踩油门踏板的同时也可能打方向。参考层L2中的服务可以综合考虑多个驾驶任务从而给出一个综合值作为目标参数，例如，将接收到的角速度操作指令整合形成一个角速度目标参数。另一方面，参考层L2中的服务也可以对操作指令值进行优化而生成目标参数。例如，操作指令指示为匀加速运动，加速度为5m/s2。但是为了驾乘人员的舒适性，也防止驾驶人员误踩踏板，目标参数反映出的加速度可以具有一定的迟滞，且加速曲线将初段可以更加平和。图3中示出了反映操作指令的加速曲线（虚线表示），还示出了反映目标参数的加速曲线（实线表示）。相比于操作指令的加速曲线，目标参数的加速曲线存在迟滞，在t1时刻才开始加速，并且加速初段较为柔和。最终在t2时刻，两条曲线都达到驾驶任务需要的速度。
车辆控制系统10的高级控制层L3中的服务被配置成根据目标参数生成执行参数，执行参数反映车辆执行器对状态控制需求的执行能力。参考层L2所确定的目标参数反映的是对车辆的状态需求，但是这些需求需要车辆的各种资源（执行器）的执行来满足。因而需要将这些需求转化成车辆的资源执行的参数。例如，在目标参数是加速度X m/s2的情况下，对应的执行参数是扭矩Y N·m。因此，高级控制层L3将对车辆的状态需求转化为车辆的执行能力。
车辆控制系统10的控制分配层L4中的服务被配置成根据执行参数在类别执行器间分配类别任务参数。在本申请的上下文中，一类可以执行相同任务的资源被归为类别执行器。例如，在车辆具有四个轮毂电机的情况下，四个轮毂电机可以执行减速任务。另外，四个轮子的刹车系统也可以执行减速任务。其中，四个轮毂电机和四个刹车系统可以归为一个类别执行器。在执行减速任务时，控制分配层L4可以将执行减速任务的执行参数为四个轮毂电机和四个刹车系统中的每一者分配对应的类别任务参数。
车辆控制系统10的底层控制层L5中的服务被配置成向类别执行器中的至少一者提供类别任务参数。底层控制层L5可以向执行器发送命令使其执行相应动作，具体而言，可以向其中一个具体的硬件执行器发送先前确定的类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，参考层L2可以包括以下服务。（1）纵向轨迹跟踪服务，其配置成提供车辆的纵向轨迹目标参数，纵向轨迹目标参数用于实现车辆在纵向上的运动需求。（2）横向轨迹跟踪服务，其配置成提供车辆的横向轨迹目标参数，横向轨迹目标参数用于实现车辆在横向上的运动需求。（3）六自由度模式服务，其配置成提供车辆的模式设置的目标参数，例如，包括三个方向的加速度和三个方向的角速度。相比于纵向轨迹跟踪服务和横向轨迹跟踪服务，六自由度模式服务还考虑了垂向上的需求。（4）挡位控制服务，其配置成提供车辆的挡位设置的目标参数。
在本申请的一些实施例中，高级控制层L3可以包括以下服务。（1）驾驶员需求扭矩服务，其配置成确定手动操作需求扭矩。（2）车辆纵向加速度控制服务，其配置成确定加速所需扭矩或者停车请求的执行参数（例如，刹车系统参数、挡位选择参数）。（3）横摆运动控制服务，其配置成确定横摆运动所需扭矩。（4）滑移率控制服务，其配置成确定滑移率所需扭矩。（5）垂向控制服务，其配置成确定垂向扭矩。（6）俯仰控制服务，其配置成确定俯仰扭矩。（7）侧倾控制服务，其配置成确定侧倾控制扭矩。
在本申请的一些实施例中，控制分配层L4可以包括以下服务。（1）驱动和制动协调控制服务，其配置成为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数、为制动类别执行器分配制动类别任务参数。（2）低速停车服务，其配置成为驻车制动类别执行器分配驻车制动类别任务参数、为挡位控制类别执行器分配挡位控制类别任务参数。（3）横摆运动控制协调服务，其配置成为制动类别执行器分配制动类别任务参数、为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数、为悬架控制类别执行器分配悬架调整类别任务参数。（4）驱动和制动滑移率控制协调服务，其配置成为电机扭矩类别执行器分配扭矩控制类别任务参数、为制动滑移率控制类别执行器分配制动类别任务参数。（5）六自由度协调控制服务，其配置成为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数、为制动类别执行器分配制动类别任务参数、为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数、为车身高度调节类别执行器分配车身高度调节类别任务参数、为悬架控制类别执行器分配垂向力控制类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，底层控制层L5可以包括以下服务。（1）驾驶员需求扭矩分配服务，其配置成为驱动类别执行器中的至少一者（例如，前电机或者后电机）提供扭矩控制实际任务参数。（2）电机扭矩滑移率控制服务，其配置成为驱动类别执行器中的至少一者提供扭矩控制实际任务参数。（3）制动力分配服务，其配置成为制动类别执行器中的至少一者（例如，四个车轮上的刹车系统）提供制动实际任务参数。（4）制动响应滑移率控制服务，其配置成为制动类别执行器中的至少一者提供制动实际任务参数。（5）电子转向辅助服务，其配置成为转向辅助类别执行器中的至少一者（例如，电动助力转向系统）提供转向实际任务参数（例如，力矩、角度）。（6）空气弹簧控制服务，其配置成为车身高度调节类别执行器中的至少一者（例如，空气弹簧）提供车身高度调节实际任务参数。（7）悬架控制服务，其配置成为悬架控制类别执行器中的至少一者提供垂向力控制实际任务参数。
图2示出了根据本发明的一个示例的纵向运动控制任务的示例，图中车辆控制系统20各层中的小方框代表一个服务，这些服务的组合用于完成纵向运动控制任务。为完成纵向运动控制任务，构建的服务组合考虑了：高级控制层L3中的车辆纵向加速度控制服务、滑移率控制服务；控制分配层L4中的驱动和制动协调控制服务、驱动和制动滑移率控制协调服务；底层控制层L5中的驾驶员需求扭矩分配服务、电机扭矩滑移率控制服务、制动力分配服务、制动响应滑移率控制服务。各层中没有示出的服务则没有纳入考虑；若某层中没有服务被纳入考虑则表示该层未对规划层L1生成的操作指令作具体处理而直接发往下层。
在图2的示例中，高级控制层L3中的车辆纵向加速度控制服务和滑移率控制服务的输出（执行参数）作为控制分配层L4中的驱动和制动协调控制服务的输入；高级控制层L3中的滑移率控制服务的输出（类别任务参数）作为控制分配层L4中的驱动和制动滑移率控制协调服务的输入；控制分配层L4中的驱动和制动协调控制服务的输出作为底层控制层L5中的驾驶员需求扭矩分配服务、制动力分配服务的输入，L4中的驱动和制动滑移率控制协调服务的输出作为底层控制层L5中的制动力分配服务、制动响应滑移率控制服务的输入。通过该方式构建的服务架构可以实现纵向运动控制任务。
根据本申请的另一方面，提供一种车辆控制方法。如图4所示，车辆控制方法包括如下步骤。在步骤S401中根据驾驶任务生成操作指令。驾驶任务可以是驾驶人员根据需求对可操作硬件的操纵，例如，打方向盘、踩刹车踏板、踩油门踏板等。驾驶任务也可以是自动执行机构根据既定程序的执行过程，例如，自动泊车、自动跟车等。以上驾驶任务的执行过程可以根据对可操作硬件的操纵或执行过程反映为具体的操作指令。例如，猛踩油门可以是急加速驾驶任务，此时的操作指令可以是加速度，加速度值可以与油门开度关联。再如，在自动泊车过程中，可以根据前后障碍物的具体调整车辆速度，此时操作指令也可以是加速度。
车辆控制方法在步骤S402中根据操作指令生成目标参数，其中目标参数反映对车辆的状态控制需求。以上步骤S401中生成的操作指令是粗糙的、原始的。有时操作指令仅反映单个驾驶任务的需求，但更多时候驾驶任务是同时进行的。例如，在深踩油门踏板的同时也可能打方向。在步骤S402中可以综合考虑多个驾驶任务从而给出一个综合值作为目标参数。另一方面，在步骤S402中也可以对操作指令值进行优化而生成目标参数。例如，操作指令指示为匀加速运动，加速度为5m/s2。但是为了驾乘人员的舒适性，也防止驾驶人员误踩踏板，目标参数反映出的加速度可以具有一定的迟滞，且加速曲线将初段可以更加平和。图3中示出了反映操作指令的加速曲线（虚线表示），还示出了反映目标参数的加速曲线（实线表示）。相比于操作指令的加速曲线，目标参数的加速曲线存在迟滞，在t1时刻才开始加速，并且加速初段较为柔和。最终在t2时刻，达到驾驶任务需要的速度。
车辆控制方法在步骤S403中根据目标参数生成执行参数，其中执行参数反映车辆执行器对状态控制需求的执行能力。在步骤S402中所确定的目标参数反映的是对车辆的状态需求，但是这些需求需要车辆的各种资源（执行器）的执行来满足。因而需要将这些需求转化成车辆的资源执行的参数。例如，在目标参数是加速度X m/s2的情况下，对应的执行参数是扭矩Y N·m。因此，在步骤S403中可以对车辆的状态需求转化为车辆的执行能力。
车辆控制方法在步骤S404中根据执行参数在类别执行器间分配类别任务参数。在本申请的上下文中，一类可以执行相同任务的资源被归为类别执行器。例如，在车辆具有四个轮毂电机的情况下，四个轮毂电机可以执行减速任务。另外，四个轮子的刹车系统也可以执行减速任务。其中，四个轮毂电机和四个刹车系统可以归为一个类别执行器。在执行减速任务时，在步骤S404中可以将执行减速任务的执行参数为四个轮毂电机和四个刹车系统中的每一者分配对应的类别任务参数。
车辆控制方法在步骤S405中向类别执行器中的至少一者提供类别任务参数。在步骤S405中可以向执行器发送命令使其执行相应动作，具体而言，可以向具体的硬件执行器发送先前确定的类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，在步骤S402中根据操作指令生成目标参数包括以下项目中的至少一者：（1）提供车辆的纵向轨迹目标参数，纵向轨迹目标参数用于实现车辆在纵向上的运动需求。（2）提供车辆的横向轨迹目标参数，横向轨迹目标参数用于实现车辆在横向上的运动需求。（3）提供车辆的模式设置的目标参数，例如，包括三个方向的加速度和三个方向的角速度。相比于纵向轨迹跟踪服务和横向轨迹跟踪服务，六自由度模式服务还考虑了垂向上的需求。（4）提供车辆的挡位设置的目标参数。
在本申请的一些实施例中，在步骤S403中根据目标参数生成执行参数包括以下项目中的至少一者：（1）确定手动操作需求扭矩。（2）确定加速所需扭矩或者停车请求的执行参数（例如，刹车系统参数、挡位选择参数）。（3）确定横摆运动所需扭矩。（4）确定滑移率所需扭矩。（5）确定垂向扭矩、俯仰扭矩、侧倾控制扭矩。
在本申请的一些实施例中，在步骤S404中根据执行参数在类别执行器间分配类别任务参数包括以下项目中的至少一者：（1）为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数；（2）为制动类别执行器分配制动类别任务参数；（3）为驻车制动类别执行器分配驻车制动类别任务参数；（4）为挡位控制类别执行器分配挡位控制类别任务参数；（5）为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数；（6）为悬架控制类别执行器分配悬架调整类别任务参数；（7）为电机扭矩类别执行器分配扭矩控制类别任务参数；（8）为制动滑移率控制类别执行器分配制动类别任务参数；（9）为车身高度调节类别执行器分配车身高度调节类别任务参数；（10）为悬架控制类别执行器分配垂向力控制类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，在步骤S405中向类别执行器中的至少一者提供类别任务参数包括以下项目中的至少一者：（1）为驱动类别执行器中的至少一者（例如，前电机或者后电机）提供扭矩控制实际任务参数。（2）为制动类别执行器中的至少一者（例如，四个车轮上的刹车系统）提供制动实际任务参数。（3）为转向辅助类别执行器中的至少一者（例如，电动助力转向系统）提供转向实际任务参数（例如，力矩、角度）。（4）为车身高度调节类别执行器中的至少一者（例如，空气弹簧）提供车身高度调节实际任务参数。（5）为悬架控制类别执行器中的至少一者提供垂向力控制实际任务参数。
根据本申请的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中存储有指令，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如上文所述的任意一种车辆控制方法。本申请中所称的计算机可读介质包括各种类型的计算机存储介质，可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。举例而言，计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、E2PROM、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并能够由通用或特定用途计算机、或者通用或特定用途处理器进行存取的任何其他临时性或者非临时性介质。如本文所使用的盘通常磁性地复制数据，而碟则用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
根据本申请的另一方面，提供一种车辆控制系统。如图5所示，车辆控制系统50包括指令生成单元501、目标参数生成单元502、执行参数生成单元503、类别参数生成单元504以及参数分配单元505。
其中，指令生成单元501被配置成根据驾驶任务生成操作指令。驾驶任务可以是驾驶人员根据需求对可操作硬件的操纵，例如，打方向盘、踩刹车踏板、踩油门踏板等。驾驶任务也可以是自动执行机构根据既定程序的执行过程，例如，自动泊车、自动跟车等。以上驾驶任务的执行过程可以根据对可操作硬件的操纵或执行过程反映为具体的操作指令。例如，猛踩油门可以是急加速驾驶任务，此时的操作指令可以是加速度，加速度值可以与油门开度关联。再如，在自动泊车过程中，可以根据前后障碍物的具体调整车辆速度，此时操作指令也可以是加速度。
目标参数生成单元502被配置成根据操作指令生成目标参数，其中目标参数反映对车辆的状态控制需求。上文中描述的指令生成单元501所生成的操作指令是粗糙的、原始的。有时操作指令仅反映单个驾驶任务的需求，但更多时候驾驶任务是同时进行的。例如，在深踩油门踏板的同时也可能打方向。目标参数生成单元502可以综合考虑多个驾驶任务从而给出一个综合值作为目标参数。另一方面，目标参数生成单元502也可以对操作指令值进行优化而生成目标参数。例如，操作指令指示为匀加速运动，加速度为5m/s2。但是为了驾乘人员的舒适性，也防止驾驶人员误踩踏板，目标参数反映出的加速度可以具有一定的迟滞，且加速曲线将初段可以更加平和。图3中示出了反映操作指令的加速曲线（虚线表示），还示出了反映目标参数的加速曲线（实线表示）。相比于操作指令的加速曲线，目标参数的加速曲线存在迟滞，在t1时刻才开始加速，并且加速初段较为柔和。最终在t2时刻，达到驾驶任务需要的速度。
执行参数生成单元503被配置成根据目标参数生成执行参数，其中执行参数反映车辆执行器对状态控制需求的执行能力。目标参数生成单元502所确定的目标参数反映的是对车辆的状态需求，但是这些需求需要车辆的各种资源（执行器）的执行来满足。因而需要将这些需求转化成车辆的资源执行的参数。例如，在目标参数是加速度X m/s2的情况下，对应的执行参数是扭矩Y N·m。因此，目标参数生成单元502可以对车辆的状态需求转化为车辆的执行能力。
类别参数生成单元504被配置成根据执行参数在类别执行器间分配类别任务参数。在本申请的上下文中，一类可以执行相同任务的资源被归为类别执行器。例如，在车辆具有四个轮毂电机的情况下，四个轮毂电机可以执行减速任务。另外，四个轮子的刹车系统也可以执行减速任务。其中，四个轮毂电机和四个刹车系统可以归为一个类别执行器。在执行减速任务时，类别参数生成单元504可以将执行减速任务的执行参数为四个轮毂电机和四个刹车系统中的每一者分配对应的类别任务参数。
参数分配单元505被配置成向类别执行器中的至少一者提供类别任务参数。参数分配单元505可以向执行器发送命令使其执行相应动作，具体而言，可以向具体的硬件执行器发送先前确定的类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，目标参数生成单元502具体可以执行以下项目中的至少一者：（1）提供车辆的纵向轨迹目标参数，纵向轨迹目标参数用于实现车辆在纵向上的运动需求。（2）提供车辆的横向轨迹目标参数，横向轨迹目标参数用于实现车辆在横向上的运动需求。（3）提供车辆的模式设置的目标参数，例如，包括三个方向的加速度和三个方向的角速度。相比于纵向轨迹跟踪服务和横向轨迹跟踪服务，六自由度模式服务还考虑了垂向上的需求。（4）提供车辆的挡位设置的目标参数。
在本申请的一些实施例中，执行参数生成单元503具体可以执行以下项目中的至少一者：（1）确定手动操作需求扭矩。（2）确定加速所需扭矩或者停车请求的执行参数（例如，刹车系统参数、挡位选择参数）。（3）确定横摆运动所需扭矩。（4）确定滑移率所需扭矩。（5）确定垂向扭矩、俯仰扭矩、侧倾控制扭矩。
在本申请的一些实施例中，类别参数生成单元504具体可以执行以下项目中的至少一者：（1）为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数；（2）为制动类别执行器分配制动类别任务参数；（3）为驻车制动类别执行器分配驻车制动类别任务参数；（4）为挡位控制类别执行器分配挡位控制类别任务参数；（5）为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数；（6）为悬架控制类别执行器分配悬架调整类别任务参数；（7）为电机扭矩类别执行器分配扭矩控制类别任务参数；（8）为制动滑移率控制类别执行器分配制动类别任务参数；（9）为车身高度调节类别执行器分配车身高度调节类别任务参数；（10）为悬架控制类别执行器分配垂向力控制类别任务参数。
在本申请的一些实施例中，参数分配单元505具体可以执行以下项目中的至少一者：（1）为驱动类别执行器中的至少一者（例如，前电机或者后电机）提供扭矩控制实际任务参数。（2）为制动类别执行器中的至少一者（例如，四个车轮上的刹车系统）提供制动实际任务参数。（3）为转向辅助类别执行器中的至少一者（例如，电动助力转向系统）提供转向实际任务参数（例如，力矩、角度）。（4）为车身高度调节类别执行器中的至少一者（例如，空气弹簧）提供车身高度调节实际任务参数。（5）为悬架控制类别执行器中的至少一者提供垂向力控制实际任务参数。
以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。本领域的技术人员可以根据本申请所披露的技术范围想到其他可行的变化或替换，此等变化或替换皆涵盖于本申请的保护范围之中。在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征还可以相互组合。本申请的保护范围以权利要求的记载为准。

Claims (11)

1.一种车辆控制系统，包括：
规划层，其中的服务被配置成根据驾驶任务生成操作指令；
参考层，其中的服务被配置成根据所述操作指令生成目标参数，所述目标参数反映对车辆的状态控制需求；
高级控制层，其中的服务被配置成根据所述目标参数生成执行参数，所述执行参数反映车辆执行器对所述状态控制需求的执行能力；
控制分配层，其中的服务被配置成根据所述执行参数在类别执行器间分配类别任务参数；以及
底层控制层，其中的服务被配置成向所述类别执行器中的至少一者提供所述类别任务参数。
2.根据权利要求1所述的系统，所述参考层包括以下项目中至少一者：
纵向轨迹跟踪服务，其配置成提供车辆的纵向轨迹目标参数；
横向轨迹跟踪服务，其配置成提供车辆的横向轨迹目标参数；
六自由度模式服务，其配置成提供车辆的模式设置的目标参数，包括三个方向的加速度和三个方向的角速度；以及
挡位控制服务，其配置成提供车辆的挡位设置的目标参数。
3.根据权利要求2所述的系统，所述高级控制层包括以下项目中至少一者：
驾驶员需求扭矩服务，其配置成确定手动操作需求扭矩；
车辆纵向加速度控制服务，其配置成确定加速所需扭矩或者停车请求的执行参数；
横摆运动控制服务，其配置成确定横摆运动所需扭矩；
滑移率控制服务，其配置成确定滑移率所需扭矩；
垂向控制服务，其配置成确定垂向扭矩；
俯仰控制服务，其配置成确定俯仰扭矩；以及
侧倾控制服务，其配置成确定侧倾控制扭矩。
4.根据权利要求3所述的系统，所述控制分配层包括以下项目中至少一者：
驱动和制动协调控制服务，其配置成为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数、为制动类别执行器分配制动类别任务参数；
低速停车服务，其配置成为驻车制动类别执行器分配驻车制动类别任务参数、为挡位控制类别执行器分配挡位控制类别任务参数；
横摆运动控制协调服务，其配置成为制动类别执行器分配制动类别任务参数、为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数、为悬架控制类别执行器分配悬架调整类别任务参数；
驱动和制动滑移率控制协调服务，其配置成为电机扭矩类别执行器分配扭矩控制类别任务参数、为制动滑移率控制类别执行器分配制动类别任务参数；以及
六自由度协调控制服务，其配置成为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数、为制动类别执行器分配制动类别任务参数、为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数、为车身高度调节类别执行器分配车身高度调节类别任务参数、为悬架控制类别执行器分配垂向力控制类别任务参数。
5.根据权利要求4所述的系统，所述底层控制层包括以下项目中至少一者：
驾驶员需求扭矩分配服务，其配置成为驱动类别执行器中的至少一者提供扭矩控制实际任务参数；
电机扭矩滑移率控制服务，其配置成为驱动类别执行器中的至少一者提供扭矩控制实际任务参数；
制动力分配服务，其配置成为制动类别执行器中的至少一者提供制动实际任务参数；
制动响应滑移率控制服务，其配置成为制动类别执行器中的至少一者提供制动实际任务参数；
电子转向辅助服务，其配置成为转向辅助类别执行器中的至少一者提供转向实际任务参数；
空气弹簧控制服务，其配置成为车身高度调节类别执行器中的至少一者提供车身高度调节实际任务参数；以及
悬架控制服务，其配置成为悬架控制类别执行器中的至少一者提供垂向力控制实际任务参数。
6.一种车辆控制方法，包括：
根据驾驶任务生成操作指令；
根据所述操作指令生成目标参数，其中所述目标参数反映对车辆的状态控制需求；
根据所述目标参数生成执行参数，其中所述执行参数反映车辆执行器对所述状态控制需求的执行能力；
根据所述执行参数在类别执行器间分配类别任务参数；以及
向所述类别执行器中的至少一者提供所述类别任务参数。
7.根据权利要求6所述的方法，根据所述操作指令生成目标参数包括以下项目中的至少一者：
提供车辆的纵向轨迹目标参数；
提供车辆的横向轨迹目标参数；
提供车辆的模式设置的目标参数，包括三个方向的加速度和三个方向的角速度；以及
提供车辆的挡位设置的目标参数。
8.根据权利要求7所述的方法，根据所述目标参数生成执行参数包括以下项目中的至少一者：
确定手动操作需求扭矩；
确定加速所需扭矩或者停车请求的执行参数；
确定横摆运动所需扭矩；
确定滑移率所需扭矩；以及
确定垂向扭矩、俯仰扭矩、侧倾控制扭矩。
9.根据权利要求8所述的方法，根据所述执行参数在类别执行器间分配类别任务参数包括以下项目中的至少一者：
为驱动类别执行器分配扭矩控制类别任务参数；
为制动类别执行器分配制动类别任务参数；
为驻车制动类别执行器分配驻车制动类别任务参数；
为挡位控制类别执行器分配挡位控制类别任务参数；
为转向辅助类别执行器分配转向类别任务参数；
为悬架控制类别执行器分配悬架调整类别任务参数；
为电机扭矩类别执行器分配扭矩控制类别任务参数；
为制动滑移率控制类别执行器分配制动类别任务参数；
为车身高度调节类别执行器分配车身高度调节类别任务参数；以及
为悬架控制类别执行器分配垂向力控制类别任务参数。
10.根据权利要求9所述的方法，向所述类别执行器中的至少一者提供所述类别任务参数包括以下项目中的至少一者：
为驱动类别执行器中的至少一者提供扭矩控制实际任务参数；
为制动类别执行器中的至少一者提供制动实际任务参数；
为转向辅助类别执行器中的至少一者提供转向实际任务参数；
为车身高度调节类别执行器中的至少一者提供车身高度调节实际任务参数；以及
为悬架控制类别执行器中的至少一者提供垂向力控制实际任务参数。
11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求6-10中任一项所述的方法。
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