CN114954467A - 一种车辆涉水控制方法、涉水控制系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆涉水控制方法、涉水控制系统和车辆，车辆涉水控制方法包括以下步骤：检测水位深度并发送水位深度信号；输入驾驶模式信号和四驱状态信号；基于所述水位深度信号、所述驾驶模式信号和所述四驱状态信号发送涉水模式请求信号和四驱请求信号至子系统，所述子系统接收所述涉水模式请求信号和所述四驱请求信号执行相应涉水模式和四驱模式下的控制策略。根据本发明实施例的车辆涉水控制方法，综合驾驶模式、四驱状态和涉水深度对各个子系统协同控制，通用化程度高，不仅不增加额外的零部件研发设计成本，而且能够提升车辆应对极端复杂地形工况的性能表现，保证涉水越野场景下人员和车辆的安全。

Description

一种车辆涉水控制方法、涉水控制系统和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种车辆涉水控制方法、涉水控制系统和车辆。

背景技术

越野车辆的涉水表现是整车技术规范定义的基本性能要求，是评价越野通过性的重要指标之一。通常会设计一定的涉水深度(比如700mm)，并且在该涉水深度下为车辆动力系统、电子电器等提供适当的保护措施。

车辆在通过暴雨过后的积水凹路或河流等越野道路时，一方面积水会进入车辆内部或导致发动机熄火，对车辆零部件产生损坏，另一方面涉水深度过大会造成驾驶者逃生困难，导致人员生命危险。

通常的做法是在车辆上设置涉水感应相关的传感器，通过语音或者图像的形式提醒驾驶者谨慎驾驶。其中涉水感应相关的传感器检测方式主要包括：通过停车距离传感器检测零距离处的物体以近似判断车辆正在涉水，通过车身底部的温度传感器检测环境温度的突然变化以判断车辆正在涉水，通过全景式监控影像系统识别图像数据以判断车辆正在涉水，通过超声波传感器测距以确定车辆是否在涉水等。传感器感知到的信号接着会传递到涉水感应控制器，控制器综合判断水位表现等情况进行车门解锁、车窗打开、报警声音提示、主机水位预警等措施。

然而，现有的车辆涉水感应系统通常在车辆涉水后进行检测和预警，无法提升车辆在涉水工况的整体性能表现；现有的车辆涉水感应系统通常是单独的系统，没有和多地形控制系统关联，无法和其他子系统(例如发动机管理系统、变速器管理系统、分动器控制单元等)进行协同控制；现有的车辆涉水感应系统没有综合考虑涉水前、涉水进行中、涉水后以及河道涉水越野时频繁进出水工况，控制策略较单一，在实际涉水工况驾驶体验较差且没有充分的安全保护措施。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是现有的车辆涉水感应系统没有和其他子系统进行协同控制，控制策略单一，影响驾驶安全性和驾驶体验。

有鉴于此，本发明提供一种车辆涉水控制方法。

本发明还提供一种涉水控制系统。

本发明又提供一种电子设备。

本发明又提供一种可读存储介质。

本发明又提供一种具有上述涉水控制系统的车辆。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的车辆涉水控制方法包括以下步骤：

检测水位深度并发送水位深度信号；

输入驾驶模式信号和四驱状态信号；

基于所述水位深度信号、所述驾驶模式信号和所述四驱状态信号发送涉水模式请求信号和四驱请求信号至子系统，所述子系统接收所述涉水模式请求信号和所述四驱请求信号并执行相应涉水模式和四驱模式下的控制策略。

进一步地，所述子系统包括：

发动机控制系统EMS、变速器控制系统TMS、分动器控制单元TCCU、差速锁控制系统ELD、线控制动系统WCBS、电动助力转向系统EPS、全景系统、涉水感应系统、所述车身控制器模块以及仪表控制器ICM。

进一步地，所述子系统接收所述涉水模式请求信号和所述四驱请求信号执行相应控制策略，包括以下：

所述发动机控制系统EMS控制发动机提高发动机怠速转速；

所述发动机控制系统EMS调整加速踏板扭矩输出特性；

所述发动机控制系统EMS调整驾驶性滤波；

所述发动机控制系统EMS关闭自动启停功能；

所述发动机控制系统EMS关闭碳罐冲洗阀和碳罐通风阀；

所述发动机控制系统EMS关闭颗粒捕集器再生功能；

所述变速器控制系统TMS调整换挡策略；

所述变速器控制系统TMS调整液力变矩器控制策略；

所述分动器控制单元TCCU调整分动器模式；

所述差速锁控制系统ELD控制后桥差速锁主动锁止；

所述线控制动系统WCBS开启制动盘主动擦拭功能；

所述车身控制器模块开启车门主动解锁功能以及车窗和天窗主动开启功能。

进一步地，所述变速器控制系统TMS调整换挡策略，包括：

提高升挡转速；

限制发动机最高转速；

提高滑行降档转速。

进一步地，所述分动器控制单元TCCU调整分动器模式，包括：在所述涉水模式下，所述分动器控制单元TCCU默认选择分动器4H挡位，若所述水位深度信号大于设定第一阈值，则提醒驾驶员切换至4L挡位。

进一步地，所述车身控制器模块开启车门主动解锁功能以及车窗和天窗主动开启功能，包括：在所述涉水模式下，且所述水位深度信号大于设定第二阈值时，所述车身控制器模块自动解锁一个或多个车门，并打开一个或多个车窗以及天窗。

根据本发明第二方面实施例的涉水控制系统，包括：

检测模块，所述检测模块用于检测水位深度并发送水位深度信号；

输入模块，所述输入模块用于输入驾驶模式信号和四驱状态信号；

控制模块，所述控制模块接收所述水位深度信号、所述驾驶模式信号和所述四驱状态信号，综合判断后发送涉水模式请求信号和四驱请求信号至子系统，所述子系统接收所述涉水模式请求信号和所述四驱请求信号并执行相应涉水模式和四驱模式下的控制策略。

根据本发明第三方面实施例的电子设备，包括：处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述的车辆涉水控制方法。

根据本发明第四方面实施例的可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述实施例所述的车辆涉水控制方法。

根据本发明第五方面实施例的车辆包括上述实施例所述的涉水控制系统。

根据本发明实施例的车辆涉水控制方法，综合驾驶模式、四驱状态和涉水深度对各个子系统协同控制，通用化程度高，不仅不增加额外的零部件研发设计成本，而且能够提升车辆应对极端复杂地形工况的性能表现，保证涉水越野场景下人员和车辆的安全。

附图说明

图1为根据本发明实施例的车辆涉水控制方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的涉水控制系统的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的电子设备的结构示意图。

附图标记

涉水控制系统200；检测模块201；输入模块202；控制模块203；处理器301；通信接口302；存储器303；通信总线304。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的车辆涉水控制方法。

根据本发明实施例的车辆涉水控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

S101、检测水位深度并发送水位深度信号；

S102、输入驾驶模式信号和四驱状态信号；

S103、基于水位深度信号、驾驶模式信号和四驱状态信号发送涉水模式请求信号和四驱请求信号至子系统，子系统接收涉水模式请求信号和四驱请求信号并执行相应涉水模式和四驱模式下的控制策略。

具体而言，将检测的水位深度信号经结合驾驶者的模式选择和四驱状态选择，综合判断后发送涉水模式请求信号、四驱请求信号给各个子系统，各子系统根据涉水模式的请求信号，按预先设定的控制策略调整控制参数。

由此，根据本发明实施例的车辆涉水控制方法，综合驾驶模式、四驱状态和涉水深度对各个子系统协同控制，通用化程度高，不仅不增加额外的零部件研发设计成本，而且能够提升车辆应对极端复杂地形工况时的性能表现，保证涉水越野场景下人员和车辆的安全。

根据本发明的一个实施例，子系统包括发动机控制系统EMS(Engine ManagementSystem)、变速器控制系统TMS(Transmission Management System)、分动器控制单元TCCU(Transfer Case Control Unit)、差速锁控制系统ELD(ELocker Differential)、线控制动系统WCBS(Wire Controlled Brake System)、电动助力转向系统EPS(Electric PowerSteering)、全景系统、涉水感应系统、车身控制器模块以及仪表控制器ICM。

优选地，子系统接收涉水模式请求信号和四驱请求信号执行相应控制策略，包括以下：

发动机控制系统EMS控制发动机提高发动机怠速转速：

越野车辆在涉水驾驶时，在一定水深条件下，车辆空滤进水变湿会增大空滤压降，排气管进水会增大排气背压，两者会增大发动机进排气阻力，提高发动机怠速转速，可以加大怠速工况的进气量，防止发动机熄火。此外，涉水工况一般为砂石路面，砂石表面会附着苔藓、淤泥，砂石表面光滑将导致轮胎摩擦力减小，提高N挡和D挡的怠速转速，可以提升怠速蠕行和起步工况的性能。

发动机控制系统EMS调整加速踏板扭矩输出特性：

EMS根据涉水模式的特定需求调整不同加速踏板开度对应的扭矩输出特性，主要包括车速差值、加速踏板物理开度和扭矩输出对应关系等方面，以最优化适应涉水驾驶场景。在涉水工况下，车辆在水中行驶阻力随着车速升高而成指数级上升，在测量不同水深、车速下的车辆行驶阻力后，适当提升相同加速踏板开度对应的扭矩输出值，减小车速差值曲线的最大车速。

发动机控制系统EMS调整驾驶性滤波：

涉水驾驶场景中，水流的阻力在车辆行驶阻力中占较大份额，可以认为水对车辆产生自然滤波，在踩油门加速过程中可以减小扭矩滤波，帮助涉水越野车辆快速建立扭矩。在松开加速踏板的时候，为了避免水阻带来的制动感，可以减小收油门时扭矩滤波，但是考虑到车辆从水中上岸时由于水阻的迅速消失，容易出现动力突然增大的主观感受，所以减速滤波需要综合考虑两种因素进行权衡。

发动机控制系统EMS关闭自动启停功能：

发动机管理系统在接收到涉水模式信号后，应自动关闭自动启停功能以最大程度降低车辆在水中被困风险。自动启停功能一般应用于铺装道路上以节省燃油消耗，在车辆停止时关闭发动机，减少能量消耗，当检测到驾驶者有加速请求时重新启动发动机。在涉水越野场景应该禁止发动机自动启停，一方面由于发动机在水中频繁启动容易导致大量的液态水进入气缸，进而造成气缸、活塞、连杆等零部件的严重损坏。另一方面频繁启停也无法保证车辆持续可控，降低驾驶者涉水越野驾驶的信心。

发动机控制系统EMS关闭碳罐冲洗阀和碳罐通风阀：

发动机管理系统在接收到涉水模式信号并且涉水感应系统反馈的水深超过车辆蒸发系统的物理高度后，关闭涉水模式碳罐冲洗阀和关闭碳罐通风阀，防止车辆在水中受困，保护车辆零部件不受损坏。

发动机控制系统EMS关闭颗粒捕集器再生功能：

发动机管理系统通过检测颗粒捕集器前后的压力差判断颗粒捕集器中的累碳量达到一定限值时，会通过调节发动机参数(比如最简单的推迟点火角，直接让排气温度大幅度升高)来让颗粒捕集器里的碳颗粒反应掉。在涉水越野场景下可以考虑主动关闭颗粒捕集器再生功能，避免扭矩输出水平的非预期变化，保证涉水场景的性能表现。而且在涉水越野场景下很难进行完整的再生过程，主动关闭再生功能可以避免不完整再生发生的概率。

变速器控制系统TMS调整换挡策略：

自动变速器管理系统在接收到涉水模式信号后，调整相应的换挡策略以应对涉水越野驾驶场景。

变速器控制系统TMS调整液力变矩器控制策略：

由于涉水工况复杂的水底环境和较大的水阻，且进/出水工况频繁，车辆行驶速度处于频繁变化状态。一般的液力变矩器控制策略在涉水场景会导致锁止离合器频繁开/合，一方面扭矩输出不线性，影响发动机的转速建立，另一方面，较高的离合器温度会导致烧蚀损坏等风险。在涉水模式下，调整液力变矩器控制策略，打开锁止离合器可以提升起步过程中的扭矩输出水平帮助车辆脱困。

分动器控制单元TCCU调整分动器模式：

涉水模式主要通过增加轮端扭矩输出以帮助车辆在涉水环境脱困。

差速锁控制系统ELD控制后桥差速锁主动锁止：

涉水模式下，多地形控制系统主动请求后桥差速锁锁止，降低车轮打滑概率以提升车辆牵引力。

线控制动系统WCBS开启制动盘主动擦拭功能：

线控制动系统接收到涉水模式信号，并且检测到车辆涉水后，通过轻微而短暂的制动措施来擦拭残留在制动盘上的水滴，从而保证车辆的制动性能表现，避免发生人员伤害和车辆损伤。

车身控制器模块开启车门主动解锁功能以及车窗和天窗主动开启功能：

在突然进入深水区、发动机故障以及牵引力输出下降等情况时，主动开启车身控制器模块，打开车窗和天窗，帮助车辆驾乘人员快速逃生。

优选地，变速器控制系统TMS调整换挡策略，包括提高升挡转速；限制发动机最高转速；提高滑行降档转速。

具体地，提高升挡转速，将自动变速器档位尽量保持在大扭矩输出比的范围，禁止超速挡的使用，保证涉水工况的扭矩输出。限制发动机最高转速，防止发动机超速断油工况发生，降低车辆在涉水环境熄火受困概率。提高滑行降档转速，最大程度保证发动机行驶转速保持在较高水平以应对涉水工况较大的排气被压，提升整车性能表现。

在本发明的一个实施例中，分动器控制单元TCCU调整分动器模式，包括：在涉水模式下，分动器控制单元TCCU默认选择分动器4H挡位，若水位深度信号大于设定第一阈值，则提醒驾驶员切换至4L挡位。

根据本发明的又一个实施例，车身控制器模块开启车门主动解锁功能以及车窗和天窗主动开启功能，包括在涉水模式下，且水位深度信号大于设定第二阈值时，车身控制器模块自动解锁一个或多个车门，并打开一个或多个车窗以及天窗。

也就是说，车身控制器模块接收到涉水模式信号，并且检测到涉水深度达到一定程度时，自动解锁一个或多个车门，并打开一个或多个车窗以及天窗，以便在车辆在水中受困时帮助驾驶者和乘员更好的逃生。

总而言之，根据本发明实施例的车辆涉水控制方法，综合驾驶模式、四驱状态和涉水深度对各个子系统协同控制，通用化程度高，不仅不增加额外的零部件研发设计成本，而且能够提升车辆应对极端复杂地形工况的性能表现，保证涉水越野场景下人员和车辆的安全。

在本发明提供的又一实施例，还提供了一种涉水控制系统200，如图2所示，涉水控制系统200包括检测模块201、输入模块202和控制模块203。

具体而言，检测模块201用于检测水位深度并发送水位深度信号，输入模块202用于输入驾驶模式信号和四驱状态信号，控制模块203接收水位深度信号、驾驶模式信号和四驱状态信号，综合判断后发送涉水模式请求信号和四驱请求信号至子系统，子系统接收涉水模式请求信号和四驱请求信号并执行相应涉水模式和四驱模式下的控制策略。

换言之，检测模块201(也就是涉水感应系统)将检测到水位深度信号经CAN总线反馈给控制模块203，(也就是多地形控制系统)，结合驾驶者的通过输入模块202的模式选择和四驱状态选择，多地形控制系统综合判断后发送涉水模式请求信号、四驱请求信号给各个子系统，各子系统根据涉水模式的请求信号，按预先设定的控制策略调整控制参数。

根据本发明的又一实施例，还提供一种电子设备，如图3所示，包括处理器301、通信接口302、通信总线304和存储器303，其中，处理器301、通信接口302和储存器通过通信总线304完成相互之间的交互。

其中，存储器303用于存放计算机程序；

处理器301，用于执行存储器303上所存放的程序时，所述计算器程序被处理器301执行时，用于检测水位深度并发送水位深度信号；输入驾驶模式信号和四驱状态信号；基于水位深度信号、驾驶模式信号和四驱状态信号发送涉水模式请求信号和四驱请求信号至子系统，子系统接收涉水模式请求信号和四驱请求信号并执行相应涉水模式和四驱模式下的控制策略。

上述电子设备提到的通信总线304可以是外部设备互连标准(PeripheralComponent Interconnect，简称PCI)总线或宽展工业标准结构(Extended IndustryStandard Architecture，简称EISA)总线等。该通信总线304可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为了便于标识，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种数据类型。

通信接口302用于上述终端与其他设备之间的通信。

存储器303可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器303还可以是至少一个位于远离前述处理器301的存储装置。

上述的处理器301可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一实施例所述的车辆涉水控制方法。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一实施例所述的车辆涉水控制方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

在本发明提供的又一实施例，还提供一种包括上述施例的涉水控制系统的车辆，由于根据本发明上述实施例的涉水控制系统具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即能够提升车辆应对极端复杂地形工况的性能表现，保证涉水越野场景下人员和车辆的安全。

根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆涉水控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测水位深度并发送水位深度信号；

输入驾驶模式信号和四驱状态信号；

基于所述水位深度信号、所述驾驶模式信号和所述四驱状态信号发送涉水模式请求信号和四驱请求信号至子系统，所述子系统接收所述涉水模式请求信号和所述四驱请求信号并执行相应涉水模式和四驱模式下的控制策略。

2.根据权利要求1所述的车辆涉水控制方法，其特征在于，所述子系统包括：

发动机控制系统EMS、变速器控制系统TMS、分动器控制单元TCCU、差速锁控制系统ELD、线控制动系统WCBS、电动助力转向系统EPS、全景系统、涉水感应系统、车身控制器模块以及仪表控制器ICM。

3.根据权利要求2所述的车辆涉水控制方法，其特征在于，所述子系统接收所述涉水模式请求信号和所述四驱请求信号并执行相应控制策略，包括：

所述发动机控制系统EMS控制发动机提高发动机怠速转速；

所述发动机控制系统EMS调整加速踏板扭矩输出特性；

所述发动机控制系统EMS调整驾驶性滤波；

所述发动机控制系统EMS关闭自动启停功能；

所述发动机控制系统EMS关闭碳罐冲洗阀和碳罐通风阀；

所述发动机控制系统EMS关闭颗粒捕集器再生功能；

所述变速器控制系统TMS调整换挡策略；

所述变速器控制系统TMS调整液力变矩器控制策略；

所述分动器控制单元TCCU调整分动器模式；

所述差速锁控制系统ELD控制后桥差速锁主动锁止；

所述线控制动系统WCBS开启制动盘主动擦拭功能；

所述车身控制器模块开启车门主动解锁功能以及车窗和天窗主动开启功能。

4.根据权利要求3所述的车辆涉水控制方法，其特征在于，所述变速器控制系统TMS调整换挡策略，包括：

提高升挡转速；

限制发动机最高转速；

提高滑行降档转速。

5.根据权利要求3所述的车辆涉水控制方法，其特征在于，所述分动器控制单元TCCU调整分动器模式，包括：

在所述涉水模式下，所述分动器控制单元TCCU默认选择分动器4H挡位，若所述水位深度信号大于设定第一阈值，则提醒驾驶员切换至4L挡位。

6.根据权利要求3所述的车辆涉水控制方法，其特征在于，所述车身控制器模块开启车门主动解锁功能以及车窗和天窗主动开启功能，包括：

在所述涉水模式下，且所述水位深度信号大于设定第二阈值时，所述车身控制器模块自动解锁一个或多个车门，并打开一个或多个车窗以及天窗。

7.一种涉水控制系统，其特征在于，包括：

检测模块，所述检测模块用于检测水位深度并发送水位深度信号；

输入模块，所述输入模块用于输入驾驶模式信号和四驱状态信号；

控制模块，所述控制模块接收所述水位深度信号、所述驾驶模式信号和所述四驱状态信号，综合判断后发送涉水模式请求信号和四驱请求信号至子系统，所述子系统接收所述涉水模式请求信号和所述四驱请求信号执行相应涉水模式和四驱模式下的控制策略。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的车辆涉水控制方法。

9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的车辆涉水控制方法。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求7所述的涉水控制系统。

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