CN113954845A - 颠簸道路识别控制方法、系统及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种颠簸路面识别控制方法、系统及方法，所述方法包括，采集车辆车轮的轮速数据，对车辆的轮速数据进行分析判断是否处于颠簸状态，当轮速数据满足颠簸状态条件时，判断车辆处于颠簸路面。本发明的优点在于：利用车辆自带的车轮传感器信号，并使用这些信号进行颠簸路面识别，识别更加准确可靠，且不会产生硬件成本的增加；识别出颠簸路面后，进入颠簸驾驶模式，提高车辆安全性，填补行业内该方面的空白，使得车辆在颠簸模式下也可以安全可靠的运行，提高用户体验。

Description

颠簸道路识别控制方法、系统及汽车
技术领域
本发明涉及汽车控制领域，特别涉及一种颠簸道路识别控制方法、系统及汽车。
背景技术
汽车在颠簸路段行驶不同于平路段行驶，颠簸路段行驶对车辆和驾驶员均会产生影响。现有技术中对于颠簸路段的识别并不准确，同时针对颠簸路段的驾驶模式也没有做适应性的设置，使得车辆在颠簸路段和平路路段的控制策略相同，对于车辆的运行很不利。而且现有技术中颠簸路段的识别一方面需要增加成本，增设陀螺仪、摄像头等来进行识别，这种识别方式对于颠簸路段的识别在准确性和成本经济性上并不可靠，因此需要开发一种新的颠簸道路识别控制方法、系统及汽车。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种颠簸道路识别控制方法、系统及汽车，用于通过轮速传感器检测的车轮轮速来进行颠簸路面的识别和控制。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种颠簸路面识别控制方法，包括，
采集车辆车轮的轮速数据，对车辆的轮速数据进行分析判断是否处于颠簸状态，当轮速数据满足颠簸状态条件时，判断车辆处于颠簸路面。
分别检测每一个车轮的轮速数据，基于轮速数据检测单位时间内车轮转速的波动频率和波动振幅，当波动频率大于设定波动频率阈值且波动振幅大于设定振幅阈值，则判断满足颠簸状态条件，车辆处于颠簸路面。
当判断车辆处于颠簸路面时，控制车辆进入颠簸模式：通过CAN网络向车载控制器发出进入颠簸模式的请求，车载控制器响应请求并执行颠簸模式：
车载控制器包括变速系统，在进入颠簸模式后，变速系统切换到低档，提高发动机转速，减少换档频率。
所述车载控制器包括发动机系统，发动机系统切换到大扭矩模式，加快油门响应，减轻颠簸状态下驾驶员脚部动作。
所述车载控制器包括助力转向系统，所述助力转向系统切换到低助力模式，以降低转向助力大小。
所述车载控制器包括仪表系统，仪表系统对用户发出进入颠簸驾驶模式的提示，同时监控颠簸状态下车速，并在车速大于颠簸模式下速度阈值时发出提醒。
所述车载控制器包括四驱系统，所述四驱系统在颠簸模式下锁定四驱模式，以四驱模式提供驱动动力。
所述系统用于运行所述的颠簸路面识别控制方法，所述系统包括车轮轮速传感器、道路识别控制器，所述车轮轮速传感器用于分别检测四个车轮轮速数据，其输出端连接道路识别控制器，所述道路识别控制器用于分析轮速数据并根据车轮转速的波动频率和波动振幅判断此时车辆行驶的路面是否为颠簸路面。
所述系统还包括CAN网络、车载控制器，所述道路识别控制器在判断路面属于颠簸路面时进入颠簸模式，并发出控制信号控制车载控制器执行颠簸模式。
一种汽车，所述汽车运行所述的颠簸道路识别控制方法和/或所述的颠簸道路识别控制系统。
本发明的优点在于：利用车辆自带的车轮传感器信号，并使用这些信号进行颠簸路面识别，识别更加准确可靠，且不会产生硬件成本的增加；识别出颠簸路面后，进入颠簸驾驶模式，提高车辆安全性，填补行业内该方面的空白，使得车辆在颠簸模式下也可以安全可靠的运行，提高用户体验。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明控制系统结构原理图；
图2为本发明轮速波形示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
由于现有技术中的颠簸路面的识别控制方法仅有通过摄像头或陀螺仪识别颠簸路面，且主要用于路径规划，对于已经驶入颠簸路面的车辆控制无任何帮助或策略，本申请基于此提供一种新的颠簸路面识别方法及在该颠簸路面下的车辆控制车辆从而保证识别准确可靠且在颠簸路面下的安全运行，具体方案如下：
本申请识别颠簸路面依赖于车辆四个车轮的轮速，车辆行驶在普通路面时，四个车轮转速均匀，速度相近、运动轨迹平滑；当车辆行驶在颠簸路面时，车轮交替腾空又触地，车轮受地面的摩擦力不断消失又出现，导致车轮高频加速减速，其运动轨迹表现为无规律锯齿状波动。因此，通过对每一个车轮轮速的检测分析可以识别出车辆是否处于颠簸路面。颠簸路面识别控制方法，包括：采集车辆车轮的轮速数据，对车辆的轮速数据进行分析判断是否处于颠簸状态，当轮速数据满足颠簸状态条件时，判断车辆处于颠簸路面。
对于车辆轮速的分析包括：对于每一个车轮进行分析，当任一车辆满足颠簸状态则判断车辆处于颠簸路面。首先，通过车辆的轮速传感器分别检测每一个车轮的轮速数据，基于轮速数据检测单位时间内车轮转速的波动频率和波动振幅进行分析判断，当波动频率大于设定波动频率阈值且波动振幅大于设定振幅阈值，则判断满足颠簸状态条件，车辆处于颠簸路面。当车辆任一车轮的轮速满足波动频率大于设定波动频率阈值且波动振幅大于设定振幅阈值时就可以判断为颠簸路面，因为当任一车辆车轮在颠簸时，车辆就会处于颠簸路面，路面颠簸并不一定是全部车轮的轮速变化，因此采用任一车轮来判断，判断更加准确。而通过波动频率和波动振幅来进行颠簸判断是依据车辆在颠簸路段时车轮的特性来判断得到的，因此需要计算分析出在设定的单位时间内的实时波动频率和波动振幅，在预先实验标定颠簸路面对应的最小的波动频率和波动振幅，并将认定为颠簸路面的最小振幅和频率作为设定的阈值，基于该阈值与实时采集的频率和振幅进行比较来判断是否为颠簸路面，在颠簸路面时，其振幅就会大于一定值，这样才会导致颠簸感，因此要选择振幅作为判断参数，而频率则是表征在一定时间内震动的快慢，这也就是说在一定时间内震动次数，也可以减少一次振动等偶然情况下对于颠簸路面的误判断。
在识别到颠簸路面后，进一步地为了保护车辆行车安全和用户的驾驶体验和安全，需要对车辆的运行状态进行控制，本申请设置车辆的颠簸模式，在颠簸模式下，控制车辆的进入颠簸模式，当判断车辆处于颠簸路面时，控制车辆进入颠簸模式：通过CAN网络向车载控制器发出进入颠簸模式的请求，车载控制器响应请求并执行颠簸模式。
车载控制器是指与车辆颠簸模式相关联、涉及到用户在颠簸路面驾驶安全的控制器及系统，具体包括如下:
车载控制器包括变速系统，在进入颠簸模式后，变速系统切换到低档，提高发动机转速，减少换档频率。变速系统切换到抵挡是指在原有换挡逻辑下，保持车辆处于低档位，或者在原有平路下车辆识别到的挡位状态减去预设的挡位减少阈值，从而保证车辆挡位比正常平路行驶时挡位要低，从而保证了车辆的可靠运行。
进一步地，车载控制器还包括发动机系统，发动机系统切换到大扭矩模式，加快油门响应，减轻颠簸状态下驾驶员脚部动作，在进入颠簸模式下，可以预先设置一个较大的扭矩也可以根据实际油门等情况标定不同油门状态下的对应的扭矩，但是需要在标定时将该扭矩增大。
进一步地，由于在颠簸路面下行车，颠簸会造成驾驶员方向盘的抖动偏移，因此不宜提供转向助力或提供较大转向助力，因此车载控制器还包括助力转向系统，助力转向系统切换到低助力模式提供助力或关闭转向助力，以降低转向助力大小，从而避免因路面颠簸造成的方向盘无意中抖动。在本申请中转向助力减少一般是指转向助力曲线设置一条低助力的转向助力曲线，正常情况下车内会设置一条转向助力曲线，为了适应颠簸路面，增设一条低助力转向曲线，该曲线比与正常助力曲线相同状态下的助力更小，从而提供更小的助力或直接取消助力。
进一步地，在颠簸路段还需要进行提醒，需要通过仪表给出颠簸路面的路况提醒，对应的车载控制器包括仪表系统，仪表系统对用户发出进入颠簸驾驶模式的提示，同时监控颠簸状态下车速，并在车速大于颠簸模式下速度阈值时发出提醒，该车速一般为30-60km/h之间，因为太大的车速会造成车辆的损坏以及驾驶的安全，因此车速大就需要及时给出提醒。
在一个优选的实施例中，当车辆具备四驱系统时，车载控制器可以包括四驱系统，四驱系统在颠簸模式下锁定四驱模式，以四驱模式提供驱动动力，从而提供更好的运行能力。
如图1所述，一种颠簸路面的识别控制系统，用于运行所述的颠簸路面识别控制方法，系统包括车轮轮速传感器、道路识别控制器，车轮轮速传感器用于分别检测四个车轮轮速数据，其输出端连接道路识别控制器，所述道路识别控制器用于分析轮速数据并根据车轮转速的波动频率和波动振幅判断此时车辆行驶的路面是否为颠簸路面。道路识别控制器可以新增或采用车内的VCU或智能驾舱控制器来实现，主要实现数据处理、分析判断处颠簸状态并执行颠簸模式的指令。道路识别控制器在判断路面属于颠簸路面时进入颠簸模式，并发出控制信号控制车载控制器执行颠簸模式，车载控制器包括车辆上的助力系统、仪表系统、转向助力系统、发动机系统、变速箱系统、四驱系统等。
一种汽车，汽车运行所述的颠簸道路识别控制方法和/或所述的颠簸道路识别控制系统。
当车辆行驶在颠簸路面时，车轮交替腾空又触地，车轮受地面的摩擦力不断消失又出现，导致车轮高频加速减速，其运动轨迹表现为无规律锯齿状波动。
通过对车轮运动轨迹的识别，可判断路面是否颠簸。
当主控制器识别到颠簸路面后，通过CAN网络向其他控制器发出进入颠簸模式的请求，其他控制器响应，整车进入颠簸驾驶模式，提高车辆驾驶安全。
颠簸驾驶模式包含以下内容：
1.变速系统切换到低档，提高发动机转速，减少换档频率，防止道路阻力突变导致动力不足，减轻变速箱磨损；
2.发动机系统切换到大扭矩模式，加快油门响应，减轻颠簸状态下驾驶员脚部动作；
3.助力转向系统切换到低助力模式，有利于保持车辆方向，防止颠簸晃动导致用户误拉拽方向盘，发生事故；
4.仪表系统对用户发出进入颠簸驾驶模式的提示，同时监控颠簸状态下车速，车速过快有失控风险则发出提醒；
5.四驱系统锁定四驱模式，减轻驱动系统负荷。
6.当车辆驶出颠簸道路，自动退出颠簸模式。
本发明利用车辆自带的车轮传感器信号，并使用这些信号进行颠簸路面识别，识别出颠簸路面后，进入颠簸驾驶模式，提高车辆安全性，填补行业内该方面的空白。一种颠簸路面识别方法，控制器以车辆车轮转速信号为输入，以车轮转速波动频率和差值作为条件，满足条件则判断出车辆行驶在颠簸路面；一种车辆颠簸路面驾驶模式，当车辆识别到颠簸道路后，自动启用该模式；一种汽车，该车辆通过车轮信号判断颠簸路面，然后进入颠簸驾驶模式，以应对颠簸工况。
如图2所示，为其中一个车轮轮速的速度波形图，通过该波形图中的波峰和波谷可以计算出对应的振幅，而其频率也是可以计算得到，可以根据采集的轮速数据计算对应的频率和振幅。
检测单位时间内车轮转速的波动频率及波动振幅，达到设定条件则认为车辆行驶在颠簸道路。
波动频率计算公式：
Figure BDA0003387289160000071
波动振幅计算公式：
Figure BDA0003387289160000072
若波动频率f＞频率条件F，且波动振幅δ＞振幅条件Δ，则判断出车辆行驶在颠簸道路，进入颠簸道路模式。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种颠簸路面识别控制方法，其特征在于：包括，
采集车辆车轮的轮速数据，对车辆的轮速数据进行分析判断是否处于颠簸状态，当轮速数据满足颠簸状态条件时，判断车辆处于颠簸路面。
2.如权利要求1所述的一种颠簸路面识别控制方法，其特征在于：分别检测每一个车轮的轮速数据，基于轮速数据检测单位时间内车轮转速的波动频率和波动振幅，当波动频率大于设定波动频率阈值且波动振幅大于设定振幅阈值，则判断满足颠簸状态条件，车辆处于颠簸路面。
3.如权利要求1所述的一种颠簸路面识别控制方法，其特征在于：当判断车辆处于颠簸路面时，控制车辆进入颠簸模式：通过CAN网络向车载控制器发出进入颠簸模式的请求，车载控制器响应请求并执行颠簸模式：
车载控制器包括变速系统，在进入颠簸模式后，变速系统切换到低档，提高发动机转速，减少换档频率。
4.如权利要求3所述的一种颠簸路面识别控制方法，其特征在于：所述车载控制器包括发动机系统，发动机系统切换到大扭矩模式，加快油门响应，减轻颠簸状态下驾驶员脚部动作。
5.如权利要求3所述的一种颠簸路面识别控制方法，其特征在于：所述车载控制器包括助力转向系统，所述助力转向系统切换到低助力模式，以降低转向助力大小。
6.如权利要求3所述的一种颠簸路面识别控制方法，其特征在于：所述车载控制器包括仪表系统，仪表系统对用户发出进入颠簸驾驶模式的提示，同时监控颠簸状态下车速，并在车速大于颠簸模式下速度阈值时发出提醒。
7.如权利要求3所述的一种颠簸路面识别控制方法，其特征在于：所述车载控制器包括四驱系统，所述四驱系统在颠簸模式下锁定四驱模式，以四驱模式提供驱动动力。
8.一种颠簸道路识别控制系统，其特征在于：所述系统用于运行如权利要求1-7任一所述的颠簸路面识别控制方法，所述系统包括车轮轮速传感器、道路识别控制器，所述车轮轮速传感器用于分别检测四个车轮轮速数据，其输出端连接道路识别控制器，所述道路识别控制器用于分析轮速数据并根据车轮转速的波动频率和波动振幅判断此时车辆行驶的路面是否为颠簸路面。
9.如权利要求8所述的一种颠簸道路识别控制系统，其特征在于：所述系统还包括CAN网络、车载控制器，所述道路识别控制器在判断路面属于颠簸路面时进入颠簸模式，并发出控制信号控制车载控制器执行颠簸模式。
10.一种汽车，其特征在于：所述汽车运行有如权利要求1-7所述的颠簸道路识别控制方法和/或如权利要求8或9所述的颠簸道路识别控制系统。
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