CN113895448B - 域控制器间的协同交互控制架构及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种域控制器间的协同交互控制架构及其控制方法，其中，该架构包括：通信单元；ADAS/AD域控制器，用于根据所获取的车辆的感知和定位信息决策得到车辆状态，并向底盘域控制器传输车辆的多个请求；底盘域控制器，用于接收发送过来的多个请求，根据车辆当前行驶工况，结合底盘各执行器当前可用度，向驱动、制动、转向和悬架执行系统传输控制指令，同时在集中获取车辆实时动力学状态和底盘执行器时变限制特性之后，利用通信单元将其发送至ADAS/AD域控制器。由此，通过域控制器间的协同交互控制，保证车辆自动化系统的安全可靠性，发挥底盘执行系统的最大控制效能，提高智能汽车行驶稳定性、安全性、经济性和平顺性。
Description
技术领域
本申请涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种域控制器间的协同交互控制架构及其控制方法。
背景技术
当前，传统汽车底盘机电系统架构由驱动(发动机、电机、电池等)、传动(变速箱、离合器等)、制动(制动主缸、轮缸等)、转向(齿轮齿条转向系等)、悬架(双横臂悬架、Mcpherson悬架等)及感知(轮速传感器、惯性测量单元等)等子系统组成。在底盘电控开发进程中，各子功能系统均拥有独立的感知、决策和控制体系，但子系统的决策控制目标不尽相同，且独立开发使得底盘电气电子架构(Electric and Electronic Architecture，EEA)的复杂性及冗余性逐渐提高，如图1所示。
从图1可以看出底盘EEA电控子系统割裂设计的现状，此设计思路为底盘EEA带来极大困境，对“整车功能扩展”、“技术开发周期”、“匹配成本控制”及“安装空间分配”等方面带来更大挑战：1)底盘零部件供应链分散，造成匹配成本昂贵；2)各传感器形成信息孤岛，导致降维模型失准；3)各子功能优化目标相异，迫使决策效果失配；4)底盘执行部件独立受控，致使协调控制失稳。考虑到整车企业(Original Equipment Manufacturers，OEMs)对整车EEA的系统性、整体性与完备性愈发重视，因此现有汽车底盘的高效性和安全性、车辆驾驶运行的稳定性和舒适性仍可进一步提高。
随着汽车工业进入智能网联时代，人工智能、大数据、云计算、5G通信等新兴技术赋能汽车产业，使智能网联汽车(Intelligent and Connected Vehicle，ICV)成为机械化、自动化、信息化和智能化深度融合的载体，它有望引领世界第四次工业革命、为人类出行和汽车安全变革带来契机。根据国际自动机工程师学会(Society of AutomotiveEngineers，SAE)颁布的J3016驾驶自动化分级标准，自动驾驶等级的提高标志着车辆控制权由驾驶员逐渐移交至ICV，传统汽车的转向盘、加速踏板和制动踏板也由线控转向、线控驱动及线控制动系统分别取代，可见汽车底盘线控化、集成化和数字化是大势所趋。线控底盘是ICV执行控制的核心技术，包括ABS(制动防抱死系统，Anti-lock Brake System)、ASR(驱动防滑转系统，Acceleration Slip Regulation)、ESC(电子稳定性控制，ElectronicStability Control)、eBooster(电子制动助力，Electronic Booster)、IBC(集成制动控制，Integrated Brake Control)、EPS(电动助力转向，Electric Power Steering)等线控功能，但目前底盘线控技术自主化仍面临如下困境：1)零部件高度依赖进口，制造成本难以管控；2)OEMs在线控技术上仍受制于零部件厂；3)国际零部件供应商能随意抬高对国内OEMs的销售价；4)传统架构下新电控功能开发代价高。值得注意的是，汽车驾驶系统自动化并没有改变汽车动力学的固有失稳特性，ICV可能经历高速失稳侧翻、过弯失稳甩尾及车轮抱死失去转向能力等危险工况，因此亟需探索一种新视角和新机制实现智能网联汽车的固有安全。
发明内容
本申请提供一种域控制器间的协同交互控制架构及其控制方法，通过域控制器间的协同交互控制，保证车辆自动化系统的安全可靠性，发挥底盘执行系统的最大控制效能，提高智能汽车行驶稳定性、安全性、经济性和平顺性。
本申请第一方面实施例提供一种域控制器间的协同交互控制架构，包括：通信单元；ADAS/AD域控制器，用于获取车辆所处空间环境、道路条件、交通信息，根据感知和定位信息决策得到车辆期望运行轨迹、行驶过程、动力学状态，并向底盘域控制器传输车辆的加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求；底盘域控制器，用于接收所述ADAS/AD域控制器利用所述通信单元发送的所述加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求，根据车辆当前行驶工况，结合底盘各执行器当前可用度，向驱动、制动、转向和悬架执行系统传输控制指令以实现底盘各子系统协同作动，同时在集中获取车辆实时动力学状态和底盘执行器时变限制特性之后，利用所述通信单元发送所述车辆实时动力学状态和所述底盘执行器时变限制特性至所述ADAS/AD域控制器，以进行所述ADAS/AD域控制器的合理感知和决策。
根据本申请的一个实施例，将驱动、制动、转向或悬架系统的任一电控子功能与其所必须的关键传感器及与其相适应的软件算法上移并集成于所述底盘域控制器中。
根据本申请的一个实施例，将驱动、制动、转向或悬架系统中任一系统内部多个或全部电控子功能控制器及与其相适应的软件算法上移并集成于所述底盘域控制器中。
根据本申请的一个实施例，将驱动、制动、转向或悬架系统中多个系统之间多个或全部电控子功能控制器及与其相适应的软件算法上移并集成于所述底盘域控制器中。
根据本申请的一个实施例，将驱动、制动、转向或悬架及全部系统之间多个或全部电控子功能控制器及与其相适应的软件算法上移并集成于所述底盘域控制器中。
根据本申请的一个实施例，所述车辆实时动力学状态包括参考车速、纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度、车身垂向加速度、车轮垂向加速度和发动机/电动机转速；所述底盘执行器时变限制特性包括如转向盘/转向轮转角限制、悬架限位行程、制动系统制动响应时间、转向系统执行响应限制。
根据本申请的一个实施例，所述通信单元包括：中央网关、CAN FD、CAN XL、LVDS、FlexRay、Ethernet。
本申请第二方面实施例提供一种控制器间的协同交互控制方法，包括以下步骤：通过ADAS/AD域控制器获取车辆所处空间环境、道路条件、交通信息，根据感知和定位信息决策得到车辆期望运行轨迹、行驶过程、动力学状态，并向底盘域控制器传输车辆的加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求；
通过所述底盘域控制器，接收所述ADAS/AD域控制器利用所述通信单元发送的所述加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求，根据车辆当前行驶工况，结合底盘各执行器当前可用度，向驱动、制动、转向和悬架执行系统传输控制指令以实现底盘各子系统协同作动，同时在集中获取车辆实时动力学状态和底盘执行器时变限制特性之后，利用所述通信单元发送所述车辆实时动力学状态和所述底盘执行器时变限制特性至所述ADAS/AD域控制器，以进行所述ADAS/AD域控制器的合理感知和决策。
本申请第三方面实施例提供一种车辆，包括：上述实施例所述的域控制器间的协同交互控制架构。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的域控制器间的协同交互控制方法。
本申请的域控制器间的协同交互控制架构及其控制方法，推动传统汽车的分布执行式EEA向多域集中式演变，并采用不同级别的底盘域控制器(Domain Controller ofChassis，DCC)与ADAS/AD域控制器的协同交互控制架构，可能从硬件和软件层面为OEMs带来以下有益效果：
1)能够为需要新开发的电控算法提供软硬件定制化的DCC平台，只需将控制算法上移到DCC中即可实现相应电控功能，不需要更新底层执行控制器；能够促使ICV底盘的制动、驱动、转向、悬架等各系统配合联动，以保证在危险工况下ICV的ADAS/AD域控制器和DCC能够调度任何可用的冗余执行器资源，进而保障车辆的行驶安全、为驾乘人员规避安全风险。
2)能够为ADAS/AD域控制器量化决策、规划时的动力学边界约束，妥善构建不同底盘子系统的通讯网络、解决ADAS/AD系统功能及软件开发面临的困境，并且能够提升ICV的安全性和舒适性，保障在高速低附等极端工况下ICV的动力学稳定性。
3)能够根据实际需求、依级次实现包含部分或全部子功能的DCC软硬件架构，打破传统EEA电控功能开发中多ECU重复运算的困境、减少处理器资源的浪费；能够降低底盘线束及ECU布置方案的复杂度，在减少OEMs开发匹配成本的同时统一车载网络通讯方式、降低网络通讯迟延丢包问题发生概率。
4)能够将ADAS/AD域控制器与DCC的功能模块接口标准化，进而提高OEMs在底盘EEA电控设计上相对于零部件厂的话语权。
5)能够将传感器全接口的信号对应输入ADAS/AD域控制器和DCC，以保证ICV的智能决策、规划和控制过程具有鲁棒性，并且能够合理反映驾驶员意图。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为现有底盘EEA电控子功能系统拓扑结构图；
图2为ICV的ADAS/AD域和底盘域系统逻辑架构图；
图3为ICV新型车路闭环系统控制架构图；
图4为本申请实施例所提供的一种域控制器间的协同交互控制架构示意图；
图5为汽车底盘EEA由分布执行式向多域集中式演变的不同阶段示意图；
图6为本申请实施例所提供的一种ESC与SRS的分布式控制架构示意图；
图7为本申请实施例所提供的一种底盘ESC-SRS域集中式控制架构；
图8为本申请实施例所提供的一种ESC-SRS域控制器与ADAS/AD域控制器的最优性能协同交互控制架构图；
图9为本申请实施例所提供的EPS/AFS-eBooster-ESC/ESP-ECAS/CDC的底盘3级域控制器与ADAS/AD域控制器交互控制架构图；
图10为根据本申请实施例的域控制器间的协同交互控制方法流程图；
图11为申请实施例提供的车辆的结构示意图。
附图标记说明：通信单元-100、ADAS/AD域控制器-200、底盘域控制器-300、存储器-111、处理器-112和通信接口-113。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
按功能域划分，ICV的EEA主要分为动力总成域、底盘域、ADAS/AD域(高级驾驶辅助系统，Advanced Driver Assistance Systems；自动驾驶，Automated Driving)、车身域、信息娱乐域等5个部分，其中前三者属于最为核心的功能域，直接关系到ICV的智能网联系统、驱制动系统及主被动安全系统。实际上，智能网联汽车的ADAS/AD域控制器及底盘域控制器(Domain Controller of Chassis，DCC)类似于驾驶员的“大脑”和“小脑”，两大域控制器之间的功能交互逻辑架构如图2所示。
从图2可以看出，ADAS/AD域控制器及DCC分别取代了驾驶员的眼和脑、手和脚，能够自顶向下地实现车辆运动状态的自我感知量化和底盘动力学信息的数字化。本申请的DCC与传统的底盘集成控制(Integrated Chassis Control，ICC)存在明显差异：ICC是基于ESC电控技术进一步发展的集成控制功能，其本质上仍未超出应急反馈干预控制的范畴；而DCC的设计目的在于替代传统人、车、路闭环系统中人的主观判断，它不仅包含单纯的应急反馈控制或临界失稳干预，而且还要求能够主动向ADAS/AD域控制器馈入车辆动力学状态边界条件，同时向底盘执行层主动发送线控执行指令。据此，ICV行驶过程中，ADAS/AD域与底盘域的交互通信及协同控制架构如图3所示。
在图3的控制架构下，DCC系统能够实现底盘传感系统集成与信号融合，可实现动力学主要矢量观测与微分方程组的统一实时解算；可通过建立的车辆动力学后验概率模型实现高精度的模型调整和迅捷响应；可基于底盘域的多目标分层协调控制机制，实现执行系统层面的均衡优化协同控制；此外，还能实时采集底盘传感器信号作二次校验并馈入ADAS/AD域控制器，以辅助该上层智驾控制器的决策、规划过程，并保障整车功能安全等级、提高车辆行驶性能。而且，本申请涉及的ADAS/AD域控制器与DCC交互控制架构不限于商用车或乘用车的多域集中式EEA设计，因此后文所涉及的EEA设计及电控子功能算法上移和硬件集成并不对商用车或乘用车作严格区分，可根据具体对象合理调整相应架构。
具体而言，图4为本申请实施例所提供的一种域控制器间的协同交互控制架构示意图。
如图4所示，该域控制器间的协同交互控制架构包括：通信单元100。ADAS/AD域控制器200，用于获取车辆所处空间环境、道路条件、交通信息，根据感知和定位信息决策得到车辆期望运行轨迹、行驶过程、动力学状态，并向底盘域控制器传输车辆的加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求。底盘域控制器300，用于接收ADAS/AD域控制器利用通信单元发送的加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求，根据车辆当前行驶工况，结合底盘各执行器当前可用度，向驱动、制动、转向和悬架执行系统传输控制指令以实现底盘各子系统协同作动，同时在集中获取车辆实时动力学状态和底盘执行器时变限制特性之后，利用通信单元发送车辆实时动力学状态和底盘执行器时变限制特性至ADAS/AD域控制器，以进行ADAS/AD域控制器的合理感知和决策。
根据本申请的一个实施例，车辆实时动力学状态包括参考车速、纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度、车身垂向加速度、车轮垂向加速度和发动机/电动机转速；底盘执行器时变限制特性包括如转向盘/转向轮转角限制、悬架限位行程、制动系统制动响应时间、转向系统执行响应限制。
在本申请的实施例中，将底盘EEA电控子系统中的DCC硬件进行集成以及相适应的软件算法功能进行上移，例如，将多个电控子系统及其算法上移并功能集成在ADAS/AD域控制器和底盘域控制器中，利用域控制器间的协同交互进行控制。
根据本申请的一个实施例，将驱动、制动、转向或悬架系统的任一电控子功能与其所必须的关键传感器及与其相适应的软件算法上移并集成于底盘域控制器中。
根据本申请的一个实施例，将驱动、制动、转向或悬架系统中任一系统内部多个或全部电控子功能控制器及与其相适应的软件算法上移并集成于底盘域控制器中。
根据本申请的一个实施例，将驱动、制动、转向或悬架系统中多个系统之间多个或全部电控子功能控制器及与其相适应的软件算法上移并集成于底盘域控制器中。
根据本申请的一个实施例，将驱动、制动、转向或悬架及全部系统之间多个或全部电控子功能控制器及与其相适应的软件算法集成于上移并底盘域控制器中。
具体地，DCC是针对自动驾驶L1至L5级所设计的ICV整体EEA中的一部分，与汽车行业内OEMs和零部件厂的主流开发逻辑——“自底向上”进行底盘架构变革相结合，逐步进行硬件平台的集成设计和软件算法的功能上移。在本申请中，底盘动力学域控制的软硬件实现思路应当为：1)驱动、制动、转向或悬架系统的任一电控子功能与其所必须的关键传感器的集成，及与其相适应的软件算法的上移协同，基于此设计的DCC定义为底盘1级域控制器；2)驱动、制动、转向或悬架系统中任一系统内部多个或全部电控子功能控制器的集成，及与其相适应的软件算法的上移协同，基于此设计的DCC定义为底盘2级域控制器；3)驱动、制动、转向或悬架系统中多个系统之间多个或全部电控子功能控制器的集成，及与其相适应的软件算法的上移协同，基于此设计的DCC定义为底盘3级域控制器；
4)驱动、制动、转向或悬架等全部系统之间多个或全部电控子功能控制器的集成，及与其相适应的软件算法的上移协同，基于此设计的DCC定义为底盘4级域控制器。在实际执行过程中，研究机构可根据实际需求在上述思路基础上忽略其中某级、进行跨越式研发，也可根据上述级次按集成、验证、测试、量产的步骤分阶段推进，基本流程如图5的(a)～(c)所示。图5的(a)展示了传统分布式执行架构，其中的各个电控子系统割裂设计，图5的(b)展示了改进局部集成的执行架构，对传统分布式执行架构进行改进，将多个电控子系统集成为控制单元，如转向集成控制单元、悬架集成控制单元、制动集成控制单元等。图5的(c)展示了多域集中式的执行架构，将多个控制单元的硬件及其相应的软件算法上移并集成为ADAS/AD域控制器和底盘域控制器。实现了硬件集成以及相适应的软件算法功能上移。
图5中，IMU为惯性测量单元(Inertial Measurement Unit)；GPS为全球定位系统(Global Positioning System)；LiDAR为激光雷达(Light Detection and Ranging)；EMS为发动机管理系统(Engine Management System)；BMS为电池管理系统(BatteryManagement System)；VCU为车辆控制单元(Vehicle Control Unit)；AMT为自动机械式变速器(Automatic Mechanical Transmission)；EPB为电子驻车制动(Electronic ParkingBrake)；DYC为直接横摆力偶矩控制(Direct Yaw-moment Control)；SRS为辅助约束系统(Supplemental Restraint System)；EBS为电子制动系统(Electronic Brake System)；AFS为主动前轮转向(Active Front Steering)；ECAS为电控空气悬架(ElectronicallyControlled Air Spring)；CDC为连续阻尼控制(Continuous Damping Control)；ACC为自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control)；AEB为自动紧急制动(Autonomous EmergencyBrake)；LKA为车道保持辅助(Lane Keep Assist)；LDW为车道偏离预警(Lane DepartureWarning)；HWP为高速公路巡航(Highway Pilot)；HWA为高速驾驶辅助(Highway Assist)；TJP为交通拥堵巡航(Traffic Jam Pilot)；TJA为交通拥堵辅助(Traffic Jam Assist)；BSM为盲区检测(Blind Spot Monitoring)；FCW为前向碰撞预警(Front CollisionWarning)；DMS为驾驶员监测系统(Driver Monitoring System)；HOD为手离检测(Hand OffDetection)。
图5给出了DCC软件算法上移协同及硬件平台集成设计的一种可能发展趋势，下面用具体方案和实例诠释与DCC硬件集成相适应的软件算法功能上移协同的具体涵义。
以底盘动力学域控制的软硬件实现思路中第2点为背景，结合现有乘用车ESC及SRS技术产品设计，若要构建包含有ESC及SRS功能的域控制单元(底盘2级域控制器)，则应将现有ESC及SRS控制器所包含的功能上移，如图6及图7所示。
由图6及图7可知，传统分布式控制架构下保留在ESC控制器中的上层算法(ABS、ASR和DYC等)与SRS控制器中的功能算法(SRS)，均被上移至底盘ESC-SRS域控制器中。在ESC控制器中仅保留制动CAN、供电模块、原有下层算法、压力传感器及电磁阀控驱动等模块或单元，板内通讯、IMU、整车CAN等模块或单元全部上移至底盘ESC-SRS域控制器中，原有SRS控制器直接进行兼并设计。
具体地，该底盘ESC-SRS域控制器与ADAS/AD域控制器的最优性能协同交互控制架构如图8所示，两域控制器之间的整车CAN(控制器局域网，Controller Area Network)通讯可选择由中央网关进行路由，也可根据需要选择CAN FD、CAN XL、LVDS(低压差分信号，LowVoltage Differential Signals)、FlexRay、Ethernet等通讯方式作为替代。在图8中，被动安全包括在紧急制动或车辆碰撞过程中安全气囊弹出、安全带预张紧、安全带紧急张紧等车辆本身对驾乘人员的保护功能。
具体地，下面继续用具体方案和实例诠释与图5中DCC硬件集成相适应的软件算法功能上移协同的具体涵义。以底盘动力学域控制的软硬件实现思路中第3点为背景，结合当前汽车底盘电控技术研发中的EPS/AFS、eBooster、ESC/ESP和ECAS/CDC子功能，对底盘3级域控制器一种可行的软硬件架构作相应设计，如图9所示。从图9可以看出，ADAS/AD域控制器通过整车CAN发送加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求等信号，经中央网关路由传送至底盘3级域控制器的整车CAN模块，而由底盘3级域控制器获取的参考车速、纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度、车身垂向加速度、车轮垂向加速度、发动机/电动机转速等信号同样通过整车CAN经中央网关路由至ADAS/AD域控制器。另外，底盘3级域控制器与底层各执行器的通讯可通过底盘域私CAN进行；而且，底层各执行器电动机的转子位置等信号则可由硬线反馈至相应电机控制器。
如图9所示，由于ADAS/AD域控制器与DCC的协同交互控制架构设计及工程开发应基于汽车产业的实际需求进行，因此未来推向市场的DCC应属于前述底盘1～4级域控制器中的某一级。而底盘4级域控制器属于一种最理想的汽车EEA域集中式控制产品，是底盘域控制囊括驱动、制动、转向、悬架等所有动力学维度的最终形态，故此处不再特别对该级DCC与相应ADAS/AD域控制器的交互控制架构进行实例定义与分析，可根据前述列举的底盘2级与3级域控制器与ADAS/AD域控制器的架构设计版图进行推广。
如前文记载，ADAS/AD域控制器与DCC的协同交互控制架构实际上主要与实际功能开发需求、ADAS/AD域控制器所需包含的子功能、DCC所处的级别等因素有关，所以整体架构上暂时不存在替代方案，但其架构细节上可能存在有部分区别的替代方案。例如，在乘用车实际开发中，若期望将依附于制动系统的ESC、依附于转向系统的ARS(随动转向，ActiveRear Steering)和依附于悬架系统的CDC等作为DCC的核心功能，那么这种协同控制架构在DCC的设计细节方面就与ESC-SRS底盘2级域控制器(图6～图8)、EPS/AFS-eBooster-ESC/ESP-ECAS/CDC底盘3级域控制器(图9)不同，因此相应地，DCC与ADAS/AD域控制器的协同交互控制架构也在细节方面有所不同。
根据本申请实施例提出的域控制器间的协同交互控制架构，通过通信单元在ADAS/AD域控制器和底盘域控制器之间建立连接，执行域控制器间的协同控制动作。能够为需要新开发的电控算法提供软硬件定制化的DCC平台，只需将控制算法上移并集成到DCC中即可实现相应电控功能，不需要更新底层执行控制器；能够促使ICV底盘的制动、驱动、转向、悬架等各系统配合联动，以保证在危险工况下ICV的ADAS/AD域控制器和DCC能够调度任何可用的冗余执行器资源，进而保障车辆的行驶安全、为驾乘人员规避安全风险；能够为ADAS/AD域控制器量化决策、规划时的动力学边界约束，妥善构建不同底盘子系统的通讯网络、解决ADAS/AD系统功能及软件开发面临的困境，并且能够提升ICV的安全性和舒适性，保障在高速低附等极端工况下ICV的动力学稳定性；能够根据实际需求、依级次实现包含部分或全部子功能的DCC软硬件架构，打破传统EEA电控功能开发中多ECU重复运算的困境、减少处理器资源的浪费；能够降低底盘线束及ECU布置方案的复杂度，在减少OEMs开发匹配成本的同时统一车载网络通讯方式、降低网络通讯迟延丢包问题发生概率；能够将ADAS/AD域控制器与DCC的功能模块接口标准化，进而提高OEMs在底盘EEA电控设计上相对于零部件厂的话语权；能够将传感器全接口的信号对应输入ADAS/AD域控制器和DCC，以保证ICV的智能决策、规划和控制过程具有鲁棒性，并且能够合理反映驾驶员意图。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的域控制器间的协同交互控制方法。
图10是本申请实施例的域控制器间的协同交互控制方法流程图。
如图10所示，该域控制器间的协同交互控制方法包括：
步骤S101，通过ADAS/AD域控制器获取车辆所处空间环境、道路条件、交通信息，根据感知和定位信息决策得到车辆期望运行轨迹、行驶过程、动力学状态，并向底盘域控制器传输车辆的加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求。
步骤S102，通过底盘域控制器，接收ADAS/AD域控制器利用通信单元发送的加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求，根据车辆当前行驶工况，结合底盘各执行器当前可用度，向驱动、制动、转向和悬架执行系统传输控制指令以实现底盘各子系统协同作动，同时在集中获取车辆实时动力学状态和底盘执行器时变限制特性之后，利用通信单元发送车辆实时动力学状态和底盘执行器时变限制特性至ADAS/AD域控制器，以进行ADAS/AD域控制器的合理感知和决策。
需要说明的是，前述对域控制器间的协同交互控制架构实施例的解释说明也适用于该实施例的域控制器间的协同交互控制方法，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的域控制器间的协同交互控制方法，通过通信单元在ADAS/AD域控制器和底盘域控制器之间建立连接，执行域控制器间的协同控制动作。能够为需要新开发的电控算法提供软硬件定制化的DCC平台，只需将控制算法上移并集成到DCC中即可实现相应电控功能，不需要更新底层执行控制器；能够促使ICV底盘的制动、驱动、转向、悬架等各系统配合联动，以保证在危险工况下ICV的ADAS/AD域控制器和DCC能够调度任何可用的冗余执行器资源，进而保障车辆的行驶安全、为驾乘人员规避安全风险；能够为ADAS/AD域控制器量化决策、规划时的动力学边界约束，妥善构建不同底盘子系统的通讯网络、解决ADAS/AD系统功能及软件开发面临的困境，并且能够提升ICV的安全性和舒适性，保障在高速低附等极端工况下ICV的动力学稳定性；能够根据实际需求、依级次实现包含部分或全部子功能的DCC软硬件架构，打破传统EEA电控功能开发中多ECU重复运算的困境、减少处理器资源的浪费；能够降低底盘线束及ECU布置方案的复杂度，在减少OEMs开发匹配成本的同时统一车载网络通讯方式、降低网络通讯迟延丢包问题发生概率；能够将ADAS/AD域控制器与DCC的功能模块接口标准化，进而提高OEMs在底盘EEA电控设计上相对于零部件厂的话语权；能够将传感器全接口的信号对应输入ADAS/AD域控制器和DCC，以保证ICV的智能决策、规划和控制过程具有鲁棒性，并且能够合理反映驾驶员意图。
图11为本申请实施例提供的车辆的结构示意图。该车辆包括域控制器间的协同交互控制架构。该车辆还可以包括：
存储器111、处理器112及存储在存储器111上并可在处理器112上运行的计算机程序。
处理器112执行程序时实现上述实施例中提供的域控制器间的协同交互控制方法。
进一步地，车辆还包括：
通信接口113，用于存储器111和处理器112之间的通信。
存储器111，用于存放可在处理器112上运行的计算机程序。
存储器111可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(Non-volatile Memory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器111、处理器112和通信接口113独立实现，则通信接口113、存储器111和处理器112可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent Interconnection，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器111、处理器112及通信接口113，集成在一块芯片上实现，则存储器111、处理器112及通信接口113可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器112可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如上的域控制器间的协同交互控制方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
Claims (10)
1.一种域控制器间的协同交互控制架构，其特征在于，包括：
通信单元；
ADAS/AD域控制器，用于获取车辆所处空间环境、道路条件、交通信息，根据感知和定位信息决策得到车辆期望运行轨迹、行驶过程、动力学状态，并向底盘域控制器传输车辆的加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求；以及
底盘域控制器，用于接收所述ADAS/AD域控制器利用所述通信单元发送的所述加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求，根据车辆当前行驶工况，结合底盘各执行器当前可用度，向驱动、制动、转向和悬架执行系统传输控制指令以实现底盘各子系统协同作动，同时在集中获取车辆实时动力学状态和底盘执行器时变限制特性之后，利用所述通信单元发送所述车辆实时动力学状态和所述底盘执行器时变限制特性至所述ADAS/AD域控制器，以进行所述ADAS/AD域控制器的合理感知和决策。
2.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，将驱动、制动、转向或悬架系统的任一电控子功能与其所必须的关键传感器及与其相适应的软件算法上移并集成于所述底盘域控制器中。
3.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，将驱动、制动、转向或悬架系统中任一系统内部多个或全部电控子功能控制器及与其相适应的软件算法上移并集成于所述底盘域控制器中。
4.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，将驱动、制动、转向或悬架系统中多个系统之间多个或全部电控子功能控制器及与其相适应的软件算法上移并集成于所述底盘域控制器中。
5.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，将驱动、制动、转向或悬架及全部系统之间多个或全部电控子功能控制器及与其相适应的软件算法上移并集成于所述底盘域控制器中。
6.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述车辆实时动力学状态包括参考车速、纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度、车身垂向加速度、车轮垂向加速度和发动机/电动机转速；
所述底盘执行器时变限制特性包括转向盘/转向轮转角限制、悬架限位行程、制动系统制动响应时间、转向系统执行响应限制。
7.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述通信单元包括：中央网关、CAN FD、CANXL、LVDS、FlexRay、Ethernet。
8.一种域控制器间的协同交互控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过ADAS/AD域控制器获取车辆所处空间环境、道路条件、交通信息，根据感知和定位信息决策得到车辆期望运行轨迹、行驶过程、动力学状态，并向底盘域控制器传输车辆的加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求；
通过所述底盘域控制器，接收所述ADAS/AD域控制器利用所述通信单元发送的所述加速度请求、前轮转角请求、发动机/电动机输出扭矩请求、主动/半主动悬架控制请求，根据车辆当前行驶工况，结合底盘各执行器当前可用度，向驱动、制动、转向和悬架执行系统传输控制指令以实现底盘各子系统协同作动，同时在集中获取车辆实时动力学状态和底盘执行器时变限制特性之后，利用所述通信单元发送所述车辆实时动力学状态和所述底盘执行器时变限制特性至所述ADAS/AD域控制器，以进行所述ADAS/AD域控制器的合理感知和决策。
9.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的域控制器间的协同交互控制架构。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求8所述的域控制器间的协同交互控制方法。
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