CN115092122A - 一种基于esc控制的纵向控制、自动泊车方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ESC控制的纵向控制、自动泊车方法及装置，该方法包括：根据目标泊车参数，计算整个纵向运动过程的目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息；根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制；实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，以使所述行驶加速度随时间的变化满足加速度曲线，使所述行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线；实时监控实际泊车参数，当实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线制动停车，完成纵向运动。通过本方法能够解决现有自动泊车中行车过程不平顺的问题，提升用户体验感。

Description

一种基于ESC控制的纵向控制、自动泊车方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，尤其涉及一种基于ESC控制的纵向控制、自动泊车方法及装置。

背景技术

目前，随着车辆的不断普及以及城市人口的不断增加，车辆停车位资源越来越紧缺，停车拥挤对司机来说成了一大难题，特别是对新手司机来说，由于停车技术不熟练，在停车过程中往往会难以将汽车停入车位或者与其他车辆和障碍物发生剐蹭等事故。为此许多汽车都上架了自动泊车功能，自动泊车功能是不用人工干预，车辆自动停车入车位的系统。自动泊车系统可以通过雷达、摄像头识别车位，驾驶员选择需要停的车位后，开启自动泊车功能，车辆可以自动规划泊车路线，自动地控制车辆起步、行驶、停车，最终以正确的方式泊车入库。

现有的自动泊车功能，泊车时通过判断停车距离来调整泊车路线，在行驶到一定位置时需要汽车停下来再次计算行驶路线，常常伴随着加速度突变，导致泊车过程中车辆行驶不够平顺，极大地降低了用户的体验，且泊车准确性有待提升。

发明内容

本发明提供了一种基于ESC控制的纵向控制、自动泊车方法及装置，以解决现有自动泊车中行车过程不平顺，用户体验差的技术问题。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供了一种基于ESC控制的纵向控制方法，包括：

根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制；

实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，以使所述行驶加速度随时间的变化满足加速度曲线，使所述行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线；

实时监控实际泊车参数，当实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线制动停车，完成纵向运动。

本发明首先计算整个纵向过程的目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息，根据起步动力信息开始纵向控制，避免了车辆起步过快造成的危害；在纵向控制过程中，实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，避免加速度突变造成车辆冲击，并且同时控制行驶加速度和行驶速度的变化，使得车辆行驶更加平顺；此外，根据车辆目标加速度曲线和起步动力信息进行制动停车，避免了车辆急刹对车辆和用户带来的危害，提高了用户体验感。

进一步地，所述实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，以使所述行驶加速度随时间的变化满足加速度曲线，具体为：

实时获取车辆的行驶加速度，并通过车辆行驶加速度和目标加速度计算第一驱动力和第一制动力；

实时调整车辆的第一驱动力和第一制动力，以使所述行驶加速度随时间的变化满足目标加速度曲线。

进一步地，所述通过车辆行驶加速度和目标加速度计算第一驱动力和第一制动力，具体为：

计算车辆行驶加速度和目标加速度的差值；

将所述差值输入预设的PI控制模型，得到第一驱动力和第一制动力。

本发明通过PI控制法计算调整车辆时所需的驱动力和制动力，这种计算方式兼顾快速性，减小或消除了静差，使得纵向控制中车辆调整更加精细快速。

进一步地，所述使所述行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线，具体为：

获取车辆行驶速度和目标泊车参数；

根据目标速度曲线和目标泊车参数，判断车辆行驶速度是否在规划的速度内，若超出规划的速度范围则调整驱动力和制动力，使行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线。

进一步地，所述根据目标速度曲线和目标泊车参数，判断车辆行驶速度是否在规划的速度内，若超出规划的速度范围则调整第二驱动力和第二制动力，具体为：

所述目标泊车参数包括泊车最高车速；

比较车辆行驶速度与泊车最高车速，当车辆行驶速度高于泊车最高车速，则控制发动机降低扭矩，减小第二驱动力，控制制动器增大制动力矩，增大第二制动力；

比较车辆行驶速度与目标速度，当车辆行驶速度低于目标速度，则控制发动机增大扭矩，增大第二驱动力，控制制动器降低制动力矩，减小第二制动力。

本发明通过泊车最高车速和目标速度曲线判断车辆行驶速度是否在规划的范围内，确保车辆行驶速度不超出泊车最高车速，避免车速过高带来的事故和危险；确保车辆行驶速度不低于泊车最高参数，避免车速过慢造成的纵向控制时间过长，用户体验差。

进一步地，所述根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制，具体为：

所述起步动力信息包括：需求档位和发动机目标扭矩值；

根据需求档位控制变速箱更换档位，同时根据需求档位获取车辆起步扭矩值；

将发动机目标扭矩值和起步扭矩值两者之中的最大扭矩值作为发动机实际扭矩值；

根据发动机实际扭矩，控制离合贴合和控制制动器释放轮缸制动力，开始纵向控制。

本发明通过需求档位和车辆驾驶性标定获得起步扭矩，仲裁发动机目标扭矩值和起步扭矩值后获取发动机实际扭矩值，同时控制离合贴合和控制制动器释放轮缸制动力，开始纵向控制，由于统一控制和分配驱动扭矩和车辆制动力扭矩，能够更加准确和更加平顺的控制车辆起步。

进一步地，所述实时监控实际泊车参数，当实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线制动停车，完成纵向运动，具体为：

根据车载设备采集的车辆数据，获得实际泊车参数；

当所述实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线的斜率计算制动力曲线的斜率；

根据制动力曲线的斜率控制制动器的增大制动力矩，使车辆减速完成纵向控制。

本发明根据车载设备的车辆数据，获取实际泊车距离，当实际泊车距离达到预设值时，车辆根据目标加速度曲线的斜率计算制动力曲线的斜率，并根据制动力曲线的斜率控制制动器的增大制动力矩，避免车辆突然减速造成的车辆冲击，使车辆在纵向控制过程中刹车更加平顺。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于ESC控制的自动泊车方法，通过若干次基于ESC控制的纵向控制方法的循环将车辆泊入车位，完成自动泊车。

本发明通过若干次纵向控制的循环，能够更加精准地将车辆泊入车位，实现精确的自动泊车。

第三方面，本发明实施例提供了一种基于ESC控制的纵向控制装置，包括数据计算模块、起步模块、行驶调整模块和刹车模块；

所述数据计算模块用于计算整个纵向运动过程的目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息；

所述起步模块用于根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制；

所述行驶调整模块用于实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，以使所述行驶加速度随时间的变化满足加速度曲线，所述行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线；

所述刹车模块用于实时监控实际泊车参数，当实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线制动停车，完成纵向运动。

第四方面，本发明实施例提供了一种基于ESC控制的自动泊车装置，应用基于ESC控制的自动泊车方法实现自动泊车。

本发明首先计算整个纵向过程的目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息，根据起步动力信息开始纵向控制，避免了车辆起步过快造成的危害；在纵向控制过程中，实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，避免加速度突变造成车辆冲击，并且同时控制行驶加速度和行驶速度的变化，使得车辆行驶更加平顺；此外，根据车辆目标加速度曲线和起步动力信息进行制动停车，避免了车辆急刹对车辆和用户带来的危害，提高了用户体验感。此外，通过若干次纵向控制的循环，能够更加精准地将车辆泊入车位，实现精确的自动泊车。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于ESC控制的纵向控制方法的一种流程示意图；

图2是本发明实施例提供的基于ESC控制的纵向控制方法的另一种流程示意图；

图3是本发明实施例提供的基于ESC控制的纵向控制方法的再一种流程示意图；

图4是本发明实施例提供的基于ESC控制的纵向控制装置的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参照图1，图1是本发明实施例提供的基于ESC控制的纵向控制方法的一种流程示意图，其主要包括步骤101至步骤104，具体如下：

步骤101：根据目标泊车参数，计算整个纵向运动过程的目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息。

在本实施例中，当车位检测到车位后，雷达和摄像头通过测量周边环境获得目标泊车参数，所述目标泊车参数包括目标距离、目标档位和泊车最高车速。当ESC控制系统获得目标泊车参数后，通过内部的电子控制单元，将泊车参数输入计算模型，从而计算纵向控制过程中的目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息。

在本实施例中，所述目标档位根据雷达和摄像头采集的周边环境数据，判断车辆是前进还是后退，若是前进那么将目标档位定义为D档，若是后退，则将目标档位定义为R档。所述计算模型为现有技术，所述起步动力信息包括需求档位和发动机目标扭矩值。所述需求档位即目标档位，所述发动机目标扭矩值根据雷达和摄像头采集的周边环境数据、车辆数据和目标加速度计算得出。

步骤102：根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制。

在本实施例中，ESC控制系统(汽车电子稳定控制系统)将需求档位发送给变速箱，变速箱将档位切换至需求档位；根据需求档位，变速箱通过驾驶性标定得到起步扭矩，即根据整车起步的需求，变速箱通过标定内部参数，标定离合器贴合的速度及程度，使车辆按适当速度起步。

在本实施例中，ESC控制系统将发动机目标扭矩值发送给发动机，变速箱将起步扭矩值发送给发动机，发动机仲裁发动机目标扭矩值和起步扭矩值，将两者中扭矩值最大的作为发动机实际扭矩值，并将该扭矩值反馈给ESC控制系统和变速箱。ESC控制系统控制制动器释放轮缸的制动力，变速箱的离合根据发动机慢慢贴合，并将发动机之际扭矩通过驱动轴传递到车轮上，车辆开始纵向控制。

在本实施例中，由于ESC控制系统统一控制和分配驱动扭矩和车辆制动力矩，能够更加准确和更加平顺的控制车辆起步。

步骤103：实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，以使所述行驶加速度随时间的变化满足加速度曲线，使所述行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线。

在本实施例中，通过车辆ESC控制系统内部集成的传感器，实时获得车辆的行驶加速度和行驶速度。

在本实施例中，ESC控制系统通过内部中央处理器，实时计算和比较车辆的行驶加速度和当前时刻目标加速度曲线对应的目标加速度之间的差值，根据差值实时调整车辆的驱动力和制动力，使车辆的行驶加速度满足目标加速度曲线。

在本实施例中，ESC控制系统通过调整驱动力和制动力，以使车辆的行驶速度不高于泊车最高车速，不低于当前时刻目标速度曲线对应的目标速度。

步骤104：实时监控实际泊车参数，当实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线制动停车，完成纵向运动。

在本实施例中，根据车载雷达和摄像头采集的周边环境数据和车辆数据，获得实际泊车参数。其中实际泊车参数包括实际泊车时间。

在本实施例中，当所述实际泊车时间达到预设值时，根据目标加速度曲线的斜率计算制动力曲线的斜率。根据制动力曲线的斜率控制制动器的增大制动力矩，使车辆减速完成纵向控制。

在本实施例中，所述预设值为目标加速度曲线中目标加速度为负时对应的时刻。

本发明首先通过提前计算目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息，并根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制避免车辆起步过快造成的危害；其次，在纵向控制过程中，通过提前计算目标加速度曲线，使车辆沿着目标加速度曲线行驶，避免加速度突变造成车辆冲击；此外，通过同时控制车辆形式加速度和车辆行驶速度随时间变化分别满足目标及速度曲线和目标速度曲线，使车辆行驶更加平顺，提高用户体验感。此外，实时监控车辆实际泊车参数，并根据目标加速度曲线制动停车避免了车辆急刹对车辆和用户带来的危害。

请参照图2，图2是本发明实施例提供的基于ESC控制的纵向控制方法的另一种流程示意图，其主要包括步骤201至步骤204，具体如下：

步骤201：实时获取车辆的行驶加速度。

在本实施例中，通过车内集成的传感器实时获取行驶加速度，对加速度进行监控，避免加速度突变对车辆造成冲击。

步骤202：计算车辆行驶加速度和目标加速度的差值。

在本实施例中，目标加速度为当前时刻对应的目标加速度曲线的值。

步骤203：将所述差值输入预设的PI控制模型，得到第一驱动力和第一制动力。

在本实施例中，通过历史的车辆行驶加速度和目标加速度的差值，优化PI控制模型，并将实时车辆行驶加速度和目标加速度的差值输入到优化后的PI控制模型中，得到第一驱动力和第一制动力。

步骤204：实时调整车辆的第一驱动力和第一制动力，以使所述行驶加速度随时间的变化满足目标加速度曲线。

在本实施例中，通过驱动扭矩和制动力矩调整车辆的第一驱动力和第一制动力，以使行驶加速度随时间的变化满足目标加速度曲线。

本发明在纵向控制过程中，通过实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，避免加速度突变造成车辆冲击；并且通过PI控制法计算调整车辆时所需的驱动力和制动力，这种计算方式兼顾快速性，减小或消除了静差，使得纵向控制中车辆调整更加精细快速。

请参照图3，图3是本发明实施例提供的基于ESC控制的纵向控制方法的再一种流程示意图，其主要包括步骤301至步骤304，具体如下：

步骤301：获取车辆行驶速度和目标泊车参数；

在本实施例中，通过车内集成的传感器实时获取车辆行驶速度，对速度进行监控，避免车速过快对用户和车辆带来的危险。

在本实施例中，目标泊车参数包括泊车最高车速，所述泊车最高车速通过车载设备采集的环境数据，获得目标距离，通过目标距离标定泊车最高车速。

作为本实施例的一种举例，当目标距离大于两米时，泊车最高车速为2.4km/h；当目标距离小于两米时，泊车最高车速为1.2km/h。

步骤3021：比较车辆行驶速度与泊车最高车速。

步骤3022：判断车辆行驶速度是否在规划的速度内，当车辆行驶速度高于泊车最高车速时，执行步骤303；当车辆行驶速度低于目标速度时，则执行步骤304。

步骤303：控制发动机降低扭矩，减小第二驱动力，控制制动器增大制动力矩，增大第二制动力。

步骤304：控制发动机增大扭矩，增大第二驱动力，控制制动器降低制动力矩，减小第二制动力。

本发明通过泊车最高车速和目标速度曲线判断车辆行驶速度是否在规划的范围内，当车辆行驶速度超出泊车最高车速时，增大制动力，减小驱动力，以使车辆行驶速度不超出泊车最高车速，避免车速过高带来的事故和危险；当车辆速度低于目标速度时，增大驱动力，减小制动力，以使车辆行驶速度不低于目标速度，避免车速过慢造成的纵向控制时间过长，提升用户体验感。

请参照图4，图4是本发明实施例提供的基于ESC控制的纵向控制装置的一种结构示意图，其主要包括数据计算模块401、起步模块402、行驶调整模块403和刹车模块404。

在本实施例中，数据计算模块401用于计算整个纵向运动过程的目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息。

起步模块402用于根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制。

行驶调整模块403用于实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，以使所述行驶加速度随时间的变化满足加速度曲线，所述行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线。

刹车模块404用于实时监控实际泊车参数，当实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线制动停车，完成纵向运动。

本发明首先通过提前计算目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息，并根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制避免车辆起步过快造成的危害；其次，在纵向控制过程中，通过提前计算目标加速度曲线，使车辆沿着目标加速度曲线行驶，避免加速度突变造成车辆冲击；此外，通过同时控制车辆形式加速度和车辆行驶速度随时间变化分别满足目标及速度曲线和目标速度曲线，使车辆行驶更加平顺，提高用户体验感。此外，实时监控车辆实际泊车参数，并根据目标加速度曲线制动停车，避免了车辆急刹对车辆和用户带来的危害。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于ESC控制的纵向控制方法，其特征在于，包括：

根据目标泊车参数，计算整个纵向运动过程的目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息；

根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制；

实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，以使所述行驶加速度随时间的变化满足加速度曲线，使所述行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线；

实时监控实际泊车参数，当实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线制动停车，完成纵向运动。

2.如权利要求1所述的基于ESC控制的纵向控制方法，其特征在于，所述实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，以使所述行驶加速度随时间的变化满足加速度曲线，具体为：

实时获取车辆的行驶加速度，并通过车辆行驶加速度和目标加速度计算第一驱动力和第一制动力；

实时调整车辆的第一驱动力和第一制动力，以使所述行驶加速度随时间的变化满足目标加速度曲线。

3.如权利要求2所述的基于ESC控制的纵向控制方法，其特征在于，所述通过车辆行驶加速度和目标加速度计算第一驱动力和第一制动力，具体为：

计算车辆行驶加速度和目标加速度的差值；

将所述差值输入预设的PI控制模型，得到第一驱动力和第一制动力。

4.如权利要求1所述的基于ESC控制的纵向控制方法，其特征在于，所述使所述行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线，具体为：

获取车辆行驶速度和目标泊车参数；

根据目标速度曲线和目标泊车参数，判断车辆行驶速度是否在规划的速度内，若超出规划的速度范围则调整驱动力和制动力，使行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线。

5.如权利要求4所述的基于ESC控制的纵向控制方法，其特征在于，所述根据目标速度曲线和目标泊车参数，判断车辆行驶速度是否在规划的速度内，若超出规划的速度范围则调整第二驱动力和第二制动力，具体为：

所述目标泊车参数包括泊车最高车速；

比较车辆行驶速度与泊车最高车速，当车辆行驶速度高于泊车最高车速，则控制发动机降低扭矩，减小第二驱动力，控制制动器增大制动力矩，增大第二制动力；

比较车辆行驶速度与目标速度，当车辆行驶速度低于目标速度，则控制发动机增大扭矩，增大第二驱动力，控制制动器降低制动力矩，减小第二制动力。

6.如权利要求1所述的基于ESC控制的纵向控制方法，其特征在于，所述根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制，具体为：

所述起步动力信息包括：需求档位和发动机目标扭矩值；

根据需求档位控制变速箱更换档位，同时根据需求档位获取车辆起步扭矩值；

将发动机目标扭矩值和起步扭矩值两者之中的最大扭矩值作为发动机实际扭矩值；

根据发动机实际扭矩，控制离合贴合和控制制动器释放轮缸制动力，开始纵向控制。

7.如权利要求1所述的基于ESC控制的纵向控制方法，其特征在于，所述实时监控实际泊车参数，当实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线制动停车，完成纵向运动，具体为：

根据车载设备采集的车辆数据，获得实际泊车参数；

当所述实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线的斜率计算制动力曲线的斜率；

根据制动力曲线的斜率控制制动器的增大制动力矩，使车辆减速完成纵向控制。

8.一种基于ESC控制的自动泊车方法，其特征在于，通过若干次如权利要求1至7中任一项所述的基于ESC控制的纵向控制方法的循环将车辆泊入车位，完成自动泊车。

9.一种基于ESC控制的纵向控制装置，其特征在于，包括数据计算模块、起步模块、行驶调整模块和刹车模块；

所述数据计算模块用于计算整个纵向运动过程的目标加速度曲线、目标速度曲线和起步动力信息；

所述起步模块用于根据起步动力信息获取发动机实际扭矩，释放轮缸制动力，开始纵向控制；

所述行驶调整模块用于实时调整车辆的行驶加速度和行驶速度，以使所述行驶加速度随时间的变化满足加速度曲线，所述行驶速度随时间的变化满足所述目标速度曲线；

所述刹车模块用于实时监控实际泊车参数，当实际泊车参数达到预设值时，根据目标加速度曲线制动停车，完成纵向运动。

10.一种基于ESC控制的自动泊车装置，其特征在于，应用如权利要求8所述的一种基于ESC控制的自动泊车方法实现自动泊车。

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