CN118289017A - 一种车辆控制方法、系统、控制器及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种车辆控制方法、系统、控制器及介质,通过在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,智能驾驶域控制器将第一控制信息发送至整车控制器,然后通过整车控制器,按照第一控制信息进行制动控制和/或转向控制,实现了利用车辆中原有的整车控制器来对制动控系统和转向控制系统进行冗余备份,在系统失效的情况下能进行制动控制和转向控制,降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及智能驾驶技术领域,特别是涉及一种车辆控制方法、系统、控制器及介质。
背景技术
在应用智能驾驶的车辆中,通常需要将更多传感器、通信、供电及执行链路都纳入到整个控制逻辑中。为了保证安全驾驶,对所涉及的传感器、控制器、执行器及通信链路设计了备份的控制逻辑架构,即冗余备份。
在主控单元正常运转时,备份单元只做校验和简单的逻辑运算,在主控制器、传感器、执行器、通信链路失效的情况下,可以启动并调用备份控制单元对车辆进行控制,将车辆保持到一个安全的状态。
然而,在采用这种方式的情况下,虽然实现了安全冗余的功能,但是花费双倍的硬件成本,成本较高,且大部分时间冗余系统都不需要介入控制。
发明内容
鉴于上述问题,提出了以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种车辆控制方法、系统、控制器及介质,包括:
一种车辆控制方法,所述方法包括:
在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,智能驾驶域控制器将第一控制信息发送至整车控制器;
其中,所述第一控制信息用于指示所述整车控制器对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
可选地,还包括:
在所述制动控制系统和/或所述转向控制系统未失效的情况下,所述智能驾驶域控制器将第二控制信息发送至所述制动控制系统和/或所述转向控制系统;
其中,所述第二控制信息用于指示所述制动控制系统对所述车辆进行制动控制和/或所述转向控制系统对所述车辆进行转向控制。
可选地,还包括:
所述智能驾驶域控制器通过与所述制动控制系统进行握手交互,获取所述制动控制系统的第一工作状态;
和/或,所述智能驾驶域控制器通过与所述转向控制系统进行握手交互,获取所述转向控制系统的工作状态;
其中,所述第一工作状态用于指示所述制动控制系统是否失效,所述第二工作状态用于指示所述转向控制系统是否失效。
一种车辆控制方法,所述方法包括:
在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,整车控制器获取智能驾驶域控制器发送的第一控制信息;
所述整车控制器按照所述第一控制信息,对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
可选地,所述按照所述第一控制信息,对所述车辆进行制动控制和/或转向控制,包括:
根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,并按照所述目标制动力对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
可选地,在转向控制系统失效的情况下,所述第一控制信息包括目标转向角和第一目标减速度;
所述根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,包括:
根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定目标轮速差;
根据所述目标轮速差,确定针对车轮的目标制动力。
可选地,所述根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定针对车轮的目标轮速差,包括:
根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定目标横摆角速度;
根据所述目标横摆角速度,确定目标轮速差。
可选地,所述目标横摆角速度与所述目标转向角正相关、与所述第一目标减速度负相关;
所述目标轮速差与所述目标横摆角速度正相关。
可选地,在所述按照所述目标制动力进行制动控制和/或转向控制之后,还包括:
根据实际转向角与所述目标转向角的偏差情况,更新所述目标制动力,并按照更新后的目标制动力进行转向控制。
可选地,在制动控制系统失效的情况下,所述第一控制信息包括第二目标减速度;
所述根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,包括:
根据所述第二目标减速度,确定针对车轮的目标制动力。
可选地,还包括:
在制动控制系统失效的情况下,所述整车控制器通过控制制动能量回收系统的制动能量回收强度来对所述车辆进行制动控制。
可选地,还包括:
获取车轮角速度和当前车速;
根据所述车轮角速度和所述当前车速,确定当前滑移率,并在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,减小所述目标制动力。
可选地,所述在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,减小所述目标制动力,包括:
在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,检测前方是否存在碰撞风险;
在未检测到前方存在碰撞风险的情况下,减小所述目标制动力。
一种车辆控制系统,包括智能驾驶域控制器、制动控制系统、转向控制系统以及整车控制器,
所述智能驾驶域控制器,用于在所述制动控制系统和/或所述转向控制系统失效的情况下,将第一控制信息发送至所述整车控制器;
所述整车控制器用于按照所述第一控制信息,对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
一种控制器,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的车辆控制方法。
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的车辆控制方法。
本发明实施例具有以下优点:
在本发明实施例中,通过在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,智能驾驶域控制器将第一控制信息发送至整车控制器,然后通过整车控制器,按照第一控制信息进行制动控制和/或转向控制,实现了利用车辆中原有的整车控制器来对制动控系统和转向控制系统进行冗余备份,在系统失效的情况下能进行制动控制和转向控制,降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对本发明的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种车辆架构的示意图;
图2是本发明一实施例提供的另一种车辆架构的示意图;
图3是本发明一实施例提供的一种车辆控制方法的步骤流程图;
图4是本发明一实施例提供的另一种车辆控制方法的步骤流程图;
图5是本发明一实施例提供的一种滑移率和速度的关系示意图;
图6是本发明一实施例提供的一种车辆控制示例的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。显然,所描述的实施例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。
在一种相关技术中,为了保证智能驾驶的决策控制中制动、转向控制的安全性,会设计两套制动控制系统、转向控制系统,分别作为主制动控制系统和主转向控制系统,以及冗余制动控制系统和冗余转向控制系统,且两套系统分别通过两路不同的通信Can链路进行连接控制。
如图1,对于制动控制系统,通过IPB(Integrated Power Brake,集成式动力制动系统)和RBU(Redundant Brake Unit,高性能回馈式制动单元)互为冗余,来控制相应的制动执行。在通常情况下,由IPB控制真空泵制动响应,IPB失效则由RBU控制液压助力器响应相应的制动请求。相应地,对于转向控制,通过主EPS(Electric Power Steering,电动助力转向系统)和副EPS互为冗余的电子转向助力器来控制轮端转向。
在具体实现中,通过两路底盘Can线路,分别连接两路的制动控制系统和转向控制系统。在正常情况下,主域控通过ADAS(AdvancedDriver AssistantSystem,先进驾驶辅助系统)Can连接CGW(Central Gateway,中央网关)转发执行信号给底盘Can1进行制动和转向控制;当其中一路制动或转向失效后,主域控通过直接转发底盘Can2的执行信号控制进行响应。
对于这种相关技术的智驾系统而言,从某种程度上实现安全冗余的功能,但是花费双倍的硬件成本进行搭载来解决冗余执行问题,而大部分时间冗余系统都不需要介入控制,成本较高。
为了既能够实现冗余控制,又能够实现降低成本,本发明实施例将原来设计双路制动及转向冗余的设计方式进行简化和重构(不再保留原来的双冗余结构),而利用车辆中原有的整车控制器(VCU,Vehicle Control Unit)来对制动控系统和转向控制系统进行冗余备份,在系统失效的情况下能进行制动控制和转向控制,进而可以既能满足制动转向冗余设计,又能更好地实现降本增效。如图2,以智能驾驶域控制器(ADC,Autonomous DrivingControl Unit)为中心,ADC分别为IPB、EPS以及VCU,VCU可以与电机控制器连接,可以通过电机来控制针对车轮的制动力。
对于相关的自动驾驶系统而言,需要分别将纵向控制信息以加速接口Ax发送给IPB,而将横向控制信息以转向角或转向扭矩信息发送给EPS,从而控制车辆能够保持在车道内以一定的速度行驶而不发生碰撞。在一般情况下,不会通过VCU作为ADAS指令的直接执行单元执行横向通信指令及纵向减速指令,VCU作为横纵向执行模块失效的备份单元来执行相应的横纵向控制的。而在本发明实施例中,油门踏板信号、制动踏板信号、电子转向信号由ADC通过感知、规划和控制决策模块来计算获得并发送给VCU,进而可以由利用车辆中原有的VCU来对制动控系统和转向控制系统进行冗余备份。
具体而言,包括以下几个方面:
1、通过整车控制器中能量回收及控制本身包含的集成制动控制策略将电动汽车总转矩优化分配至各个车轮,实现车辆的减速控制,替代冗余制动控制系统。
2、通过整车控制器搭载的电机直接控制轮端制动力分配,实现车辆的滑移率和速度控制,从而动态调节横摆率大小,实现车辆差速转向控制,替代冗余转向控制系统。
3、通过实时检测滑移率大小并反馈给智能驾驶域控制器,根据实际的道路危险情况决策是调节发出减速度还是立即接管告警,实现车辆的稳定性和性能的双重有效控制;同时,在该过程中,减速度调节可以提前根据车速标定各种不同附着力下的滑移率限值大小。
以下进行进一步说明:
参照图3,示出了本发明一实施例提供的一种车辆控制方法的步骤流程图,该方法可以应用于智能驾驶域控制器。
其中,如图2,智能驾驶域控制器可以与制动控制系统(如图2中IPB)、转向控制系统(如图2中EPS),以及整车控制器连接,整车控制器可以与电机控制器连接,可以通过电机来控制针对车轮的制动力。
具体的,可以包括如下步骤:
步骤301,在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,智能驾驶域控制器将第一控制信息发送至整车控制器;其中,所述第一控制信息用于指示所述整车控制器对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
需要说明的是,制动控制系统和/或转向控制系统失效可能并不是硬件(如刹车片)失效,而是用于控制制动或转向的程序出现或程序与硬件的交互出现故障而导致失效,即在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,用于制动控制或转向控制的硬件还是可用的。当然,失效不局限于是由于故障导致的,也可能是由于系统被占用导致的。
在实际应用中,智能驾驶域控制器可以检测制动控制系统、转向控制系统是否失效,当检测到制动控制系统和/或转向控制系统失效时,制动控制系统和/或转向控制系统无法对车辆进行控制,智能驾驶域控制器可以将原本应该发送至制动控制系统和/或转向控制系统的控制信息,转发至整车控制器。
在接收到第一控制信息后,整车控制器可以按照第一控制信息对车辆进行制动控制和/或转向控制,而无需依赖于制动控制系统和/或转向控制系统。
例如,在制动控制系统失效(转向控制系统未失效)时,智能驾驶域控制器可以将用于控制车辆制动的控制信息转发至整车控制器(用于控制车辆转向的控制信息依然发送至转向控制系统),整车控制器进而可以按照控制信息的指示,控制能量回收和本身搭载的电机产生制动压力,实现车辆的减速控制,替代冗余制动器,不需增加新的制动器,架构简化,成本降低。
又如,在转向控制系统失效(制动控制系统未失效)时,智能驾驶域控制器可以将用于控制车辆转向的控制信息转发至整车控制器(用于控制车辆制动的控制信息依然发送至制动控制系统),整车控制器进而可以按照控制信息的指示,控制本身搭载的电机直接控制轮端制动力分配(通过四个车轮的电机来控制轮端制动力),利用速度差动转向进行转向控制,替代冗余转向控制器,不需增加新的转向器,架构简化,成本降低。
又如,在制动控制系统和转向控制系统均失效时,智能驾驶域控制器可以将用于控制车辆制动的控制信息和用于控制车辆转向的控制信息均转发至整车控制器,整车控制器进而可以按照控制信息的指示,同时控制其车轮的内侧和外侧进行适当差速制动,且在过程中根据前述差速制动所产生的制动力及转向角控制车辆减速及转向。
需要说明的是,本发明实施例可以应用于智能驾驶的场景,即由车机端自动控制转向和制动,而非驾驶员人为控制的场景,智能驾驶可以包括无人驾驶、自动驾驶、自主驾驶、辅助驾驶等。
在本发明一实施例中,还包括:
在所述制动控制系统和/或所述转向控制系统未失效的情况下,所述智能驾驶域控制器将第二控制信息发送至所述制动控制系统和/或所述转向控制系统。
其中,第二控制信息可以用于指示制动控制系统对车辆进行制动控制和/或转向控制系统对车辆进行转向控制。
在实际应用中,智能驾驶域控制器可以检测制动控制系统、转向控制系统是否失效,当检测到制动控制系统和/或转向控制系统未失效时,制动控制系统和/或转向控制系统仍然可以对车辆进行控制,则智能驾驶域控制器可以将第二控制信息发送至制动控制系统和/或转向控制系统。在接收到第二控制信息后,制动控制系统可以按照第二控制信息的指示,对车辆进行制动控制,转向控制系统可以按照第二控制信息的指示,对车辆进行转向控制。
例如,在制动控制系统未失效(转向控制系统失效)时,智能驾驶域控制器可以将用于控制车辆制动的控制信息发送至制动控制系统(用于控制车辆转向的控制信息转发至整车控制器),制动控制系统进而可以按照控制信息的指示,对车辆进行制动控制。
又如,在转向控制系统未失效(制动控制系统失效)时,智能驾驶域控制器可以将用于控制车辆转向的控制信息发送至转向控制系统(用于控制车辆制动的控制信息转发至整车控制器),转向控制系统进而可以按照控制信息的指示,对车辆进行转向控制。
又如,在制动控制系统和转向控制系统均未失效时,智能驾驶域控制器可以将用于控制车辆制动的控制信息发送至制动控制系统,并可以将用于控制车辆转向的控制信息发送至转向控制系统,制动控制系统进而可以按照控制信息的指示,对车辆进行制动控制,转向控制系统进而可以按照控制信息的指示,对车辆进行转向控制。
在本发明一实施例中,还包括:
所述智能驾驶域控制器通过与所述制动控制系统进行握手交互,获取所述制动控制系统的第一工作状态;
和/或,所述智能驾驶域控制器通过与所述转向控制系统进行握手交互,获取所述转向控制系统的第二工作状态;
其中,所述第一工作状态用于指示所述制动控制系统是否失效,所述第二工作状态用于指示所述转向控制系统是否失效。在实际应用中,智能驾驶域控制器可以与制动控制系统和转向控制系统进行握手交互,该握手交互一般是有制动或转向请求时,由ADC发出握手指令后,制动或转向发送相应是否可用的回馈指令。制动控制系统和转向控制系统也可以周期性的向智能驾驶域控制器发送包含工作状态的握手信号,智能驾驶域控制器进而可以根据工作状态,来判断制动控制系统和转向控制系统是否失效。
在本发明实施例中,通过在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,智能驾驶域控制器将第一控制信息发送至整车控制器,然后通过整车控制器,按照第一控制信息进行制动控制和/或转向控制,实现了利用车辆中原有的整车控制器来对制动控系统和转向控制系统进行冗余备份,在系统失效的情况下能进行制动控制和转向控制,降低了成本。
参照图4,示出了本发明一实施例提供的一种车辆控制方法的步骤流程图,该方法可以应用于整车控制器。
其中,如图2,智能驾驶域控制器可以与制动控制系统(如图2中IPB)、转向控制系统(如图2中EPS),以及整车控制器连接,整车控制器可以与电机控制器连接,可以通过电机来控制针对车轮的制动力。
具体的,可以包括如下步骤:
步骤401,在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,整车控制器获取智能驾驶域控制器发送的第一控制信息。
需要说明的是,制动控制系统和/或转向控制系统失效可能并不是硬件(如刹车片)失效,而是用于控制制动或转向的程序出现或程序与硬件的交互出现故障而导致失效,即在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,用于制动控制或转向控制的硬件还是可用的。当然,失效不局限于是由于故障导致的,也可能是由于系统被占用导致的。
在实际应用中,智能驾驶域控制器可以检测制动控制系统、转向控制系统是否失效,当检测到制动控制系统和/或转向控制系统失效时,制动控制系统和/或转向控制系统无法对车辆进行控制,智能驾驶域控制器可以将原本应该发送至制动控制系统和/或转向控制系统的第一控制信息,转发至整车控制器。
步骤402,所述整车控制器按照所述第一控制信息,对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
在接收到第一控制信息后,整车控制器可以按照第一控制信息对车辆进行制动控制和/或转向控制,而无需依赖于制动控制系统和/或转向控制系统。
例如,在制动控制系统失效(转向控制系统未失效)时,智能驾驶域控制器可以将用于控制车辆制动的控制信息转发至整车控制器(用于控制车辆转向的控制信息依然发送至转向控制系统),整车控制器进而可以按照控制信息的指示,控制能量回收和本身搭载的电机产生制动压力,实现车辆的减速控制,替代冗余制动器,不需增加新的制动器,架构简化,成本降低。
又如,在转向控制系统失效(制动控制系统未失效)时,智能驾驶域控制器可以将用于控制车辆转向的控制信息转发至整车控制器(用于控制车辆制动的控制信息依然发送至制动控制系统),整车控制器进而可以按照控制信息的指示,控制本身搭载的电机直接控制轮端制动力分配(通过四个车轮的电机来控制轮端制动力),利用速度差动转向进行转向控制,替代冗余转向控制器,不需增加新的转向器,架构简化,成本降低。
又如,在制动控制系统和转向控制系统均失效时,智能驾驶域控制器可以将用于控制车辆制动的控制信息和用于控制车辆转向的控制信息均转发至整车控制器,整车控制器进而可以按照控制信息的指示,同时控制其车轮的内侧和外侧进行适当差速制动,且在过程中根据前述差速制动所产生的制动力及转向角控制车辆减速及转向。
需要说明的是,本发明实施例可以应用于智能驾驶的场景,即由车机端自动控制转向和制动,而非驾驶员人为控制的场景,智能驾驶可以包括无人驾驶、自动驾驶、自主驾驶、辅助驾驶等。
在本发明一实施例中,所述按照所述第一控制信息,对所述车辆进行制动控制和/或转向控制,包括:
根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,并按照所述目标制动力对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
在通过整车控制器来对车辆进行制动控制和/或转向控制的过程中,可以通过第一控制信息计算得到针对车辆的各个车轮的目标制动力,然后按照控制针对各个车轮的目标制动力的输出,来对车辆进行制动控制和/或转向控制。
在本发明一实施例中,在转向控制系统失效的情况下,用于对车辆进行转向控制的第一控制信息可以包括目标转向角和第一目标减速度。
所述根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,包括:
根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定目标轮速差;根据所述目标轮速差,确定针对车轮的目标制动力。
对转向控制,整车控制器可以根据目标转向角和第一目标减速度,计算得到内外侧车轮之间的目标轮速差,然后根据目标轮速差,控制整车控制器本身搭载的电机直接控制轮端制动力分配,确定针对车轮的目标制动力。
在本发明一实施例中,所述根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定针对车轮的目标轮速差,包括:
根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定目标横摆角速度;根据所述目标横摆角速度,确定目标轮速差。
其中,目标横摆角速度与目标转向角正相关、与第一目标减速度负相关;目标轮速差与目标横摆角速度正相关。
在具体实现中,可以通过目标转向角与横摆角速度的关系,确定实现目标转向角所需要的横摆角速度,如下公式所示:
其中,为横摆角速度,θ为目标转向角,V为车速,L1表示车辆前后轴距离,k0表示车辆稳定性常数,该值与车辆自身质量、车长、各轮胎侧偏刚度等因素相关,不同的取值区间表示不同的转向性能。
具体的,k0=0表示中性转向,k0>0表示不足转向,k0<0表示过度转向。在通常情况下,假设k0为0,也就是说车辆基本能够实现中性转向,进而可以得到如下公式所示的关系:
在上文中关系的基础上,结合各个轮胎的速度和角度,可以得到横摆角速度与各内外侧轮速之间的关系,如下公式所示
进一步地,结合横摆角速度与目标转向角在一定速度下满足的如下关系,形成了目标转向角和车轮内外速率(即轮速差)之间的关系如下公式:
其中,vo表示外侧轮速,vi为内侧轮速,vo-vi即为轮速差,L表示轮距,η为车轮转角。通过如上公式可以看出,转向角θ与横摆角速度ω正相关,而与目标车速负相关。在VCU接收到ADC相同的目标减速度请求下,其横摆角速度越大,实际控制输出的转向角就越大,则需要扩大其内外轮速差。
在接收到不同的目标转向角下,VCU根据相应的车轮内外轮速之间的关系,为了对车轮分配不同的轮端制动力,来实现对应的目标转向角。
在本发明一实施例中,在所述按照所述目标制动力进行制动控制和/或转向控制之后,还包括:
根据实际转向角与所述目标转向角的偏差情况,更新所述目标制动力,并按照更新后的目标制动力进行转向控制。
在按照目标制动力进行转向控制后,可以采集实际转向角,通过将实际转向角与目标转向角进行对比,当实际转向角小于目标转向角,则可以进一步增加内侧车轮的制动力矩减小内侧轮速,车辆可获得更大的横摆力矩,从而增加实际横摆角速度,从而增加实际转向角控制输出。
在本发明一实施例中,在制动控制系统失效的情况下,用于控制对车辆进行制动控制的第一控制信息可以包括第二目标减速度。
所述根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,包括:
根据所述第二目标减速度,确定针对车轮的目标制动力。
对于制动控制,整车控制器可以根据所需的第二目标减速度,确定针对车轮的目标制动力,进而实现车辆的减速控制。
在实际应用中,制动控制过程包含独立控制在左侧两车轮和右侧两车轮的盘式制动器的制动力矩,即目标制动力。由于冗余转向控制的策略是伴随在安全停车的逻辑中,即通过智能驾驶域控制器在检测到制动控制系统失效后,同时收到整车控制器控制为可用状态信息,智能驾驶域控制器将对应的加减速度信息指令发送给整车控制器。此时,整车控制器控制制动减速模块输出减速控制信号(即第二目标减速度),整车控制器接收到该减速信号并利用预设的差速控制策略,将该信号通过Can总线解析成4个车轮需要相应的轮边制动力矩(即目标制动力),并将这些力矩分别传输到4个车轮的轮边制动系统中,从而对车轮产生制动力,完成整个制动过程。
在本发明一实施例中,还包括:
在制动控制系统失效的情况下,所述整车控制器通过控制制动能量回收系统的制动能量回收强度来对所述车辆进行制动控制。
其中,制动能量回收系统可以为能够将制动时产生的机械能转换成电机电能,并将其存储在电池电容内,在使用时可迅速将能力释放的系统。
对于制动控制,整车控制器可以通过加大能量回收控制车身反拖产生一定的制动控制,整车控制器根据反拖产生的减速是否达到预期实时调节减速请求(即第二目标减速度),进而决定是否进行上述的制动控制。
在本发明一实施例中,还包括:
获取车轮角速度和当前车速;根据所述车轮角速度和所述当前车速,确定当前滑移率,并在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,减小所述目标制动力。
在本发明一实施例中,所述在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,减小所述目标制动力,包括:
在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,检测前方是否存在碰撞风险;在未检测到前方存在碰撞风险的情况下,减小所述目标制动力。
在实际应用中,可以提前标定滑移率,利用滑转率和驱动力、制动力的变化关系,通过将滑移率控制在一定的范围,进而对纵向力进行约束,实现智能驾驶域控制器发送的制动及转向得到有效且稳定的响应和控制。
在一示例中,滑移率与车轮角速度、车速的关系可以如下公式所示:
其中,ω为车轮角速度,v为车速,r为车轮半径,s为滑移率。
在检测在某个速度段下滑移率落在滑移率阈值外,则在确保安全不碰撞前提下,适当减少当前减速度的发出值,以便控制整车制动力避免侧滑。
具体的,在安全停车过程时,可以根据在减速请求、转向请求下标定实时车速与滑移率之间的关系,如图5,形成对应速度下的最大的滑移率阈值(Smax_1,Smax_2,Smax_3,Smax_4)。
若整车控制器执行的减速控制所产生的滑移率超过提前标定的滑移率阈值,则由整车控制器反馈实际滑移率给智能驾驶域控制器。智能驾驶域控制器判断此时无碰撞风险前提下,控制减小减速控制指令值。整车控制器接收到减速信息后,控制减小制动力,以避免在较大滑移率和速度下产生不期望的转向角度导致转向风险。
在本发明实施例中,通过在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,智能驾驶域控制器将第一控制信息发送至整车控制器,然后通过整车控制器,按照第一控制信息进行制动控制和/或转向控制,实现了利用车辆中原有的整车控制器来对制动控系统和转向控制系统进行冗余备份,在系统失效的情况下能进行制动控制和转向控制,降低了成本。
以下结合图5进行示例性说明:
本发明实施例中,ADC与IPB、EPS、RBU、VCU分别通过不同物理链路进行信号交互,形成系统层级的执行器冗余和通信冗余。在正常状态下,ADC首先通过握手信号得到EPS及IPB的工作状态。若以上两者均为可用状态,则ADC发送转向角度执行信号给EPS,发送制动执行信号给IPB。EPS收到对应的转向信号后,立即控制其转向执行电机进行转向控制。IPB收到制动信号后,控制其液压控制器产生相应的制动力执行减速控制。
如出现如下不同程度的故障失效时,则分别进行如下的控制逻辑:
1、当制动控制器IPB正常,而转向执行器EPS当前失效或被占用导致不可用时,首先IPB将仍然持续控制系统制动。握手过程中,EPS发送给ADC相应的不可用状态,ADC收到该信号后,转而发送转向信号给VCU,VCU控制轮胎驱动电机(如四个轮胎的驱动电机)进行速度重分配,利用速度差动转向进行转向控制。
2、在EPS正常,而IPB当前失效或被占用导致不可用时,首先EPS仍然持续控制系统转向。在握手过程中,IPB发送给ADC相应的不可用状态,ADC收到该信号后,转而发送转向信号给VCU,VCU控制内部加大制动能量回收控制车身反拖产生一定的减速控制。随后ADC根据反拖产生的减速是否达到预期实时调节减速请求,随后VCU的集成制动控制策略将电动汽车总转矩优化分配至各个车轮,对四个制动轮产生轮边制动力控制整车减速。
整个控制过程中需要实时的计算相应的滑移率,超过最大滑移率,则适当减少制动力。在减弱制动力期间,可能造成执行器执行的减速控制能力达不到ADC的请求,则VCU需要实时反馈给ADC,ADC根据实际减速情况判断,如果存在碰撞风险,则应该立即进行接管报警,一定时间后退出控制。若不存在碰撞风险,则持续参照当前的减速控制车辆刹停。
3、当IPB和EPS均失效时,在握手过程中,IPB和EPS均发送给ADC相应的不可用状态,ADC收到该信号后,转而直接向VCU发送相应的目标减速信号和目标转向信号。VCU收到目标制动信号和目标转向信号时,同时控制其车轮的内侧和外侧进行适当差速制动,过程中根据前述差速制动所产生的制动力及转向角控制车辆减速及转向。
需要说明的是,对于方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明实施例,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
本发明一实施例还提供了一种车辆控制系统,包括智能驾驶域控制器、制动控制系统、转向控制系统,以及整车控制器,
所述智能驾驶域控制器,用于在所述制动控制系统和/或所述转向控制系统失效的情况下,将第一控制信息发送至所述整车控制器。
所述整车控制器,用于按照所述第一控制信息,对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
在本发明一实施例中,所述智能驾驶域控制器,还用于:
在所述制动控制系统和/或所述转向控制系统未失效的情况下,将第二控制信息发送至所述制动控制系统和/或所述转向控制系统;
其中,所述第二控制信息用于指示所述制动控制系统对所述车辆进行制动控制和/或所述转向控制系统对所述车辆进行转向控制。
在本发明一实施例中,所述智能驾驶域控制器,还用于:
通过与所述制动控制系统进行握手交互,获取所述制动控制系统的第一工作状态;
和/或,通过与所述转向控制系统进行握手交互,获取所述转向控制系统的第二工作状态;
其中,所述第一工作状态用于指示所述制动控制系统是否失效,所述第二工作状态用于指示所述转向控制系统是否失效。
在本发明一实施例中,所述按照所述第一控制信息,对所述车辆进行制动控制和/或转向控制,包括:
根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,并按照所述目标制动力对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
在本发明一实施例中,在转向控制系统失效的情况下,所述第一控制信息包括目标转向角和第一目标减速度;
所述根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,包括:
根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定目标轮速差;
根据所述目标轮速差,确定针对车轮的目标制动力。
在本发明一实施例中,所述根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定针对车轮的目标轮速差,包括:
根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定目标横摆角速度;
根据所述目标横摆角速度,确定目标轮速差。
在本发明一实施例中,所述目标横摆角速度与所述目标转向角正相关、与所述第一目标减速度负相关;
所述目标轮速差与所述目标横摆角速度正相关。
在本发明一实施例中,在所述按照所述目标制动力进行制动控制和/或转向控制之后,所述整车控制器,还用于:
根据实际转向角与所述目标转向角的偏差情况,更新所述目标制动力,并按照更新后的目标制动力进行转向控制。
在本发明一实施例中,在制动控制系统失效的情况下,所述第一控制信息包括第二目标减速度;
所述根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,包括:
根据所述第二目标减速度,确定针对车轮的目标制动力。
在本发明一实施例中,所述整车控制器,还用于:
在制动控制系统失效的情况下,通过控制制动能量回收系统的制动能量回收强度来对所述车辆进行制动控制。
在本发明一实施例中,所述整车控制器,还用于:
获取车轮角速度和当前车速;
根据所述车轮角速度和所述当前车速,确定当前滑移率,并在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,减小所述目标制动力。
在本发明一实施例中,所述在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,减小所述目标制动力,包括:
在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,检测前方是否存在碰撞风险;
在未检测到前方存在碰撞风险的情况下,减小所述目标制动力。
在本发明实施例中,通过在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,智能驾驶域控制器将第一控制信息发送至整车控制器,然后通过整车控制器,按照第一控制信息进行制动控制和/或转向控制,实现了利用车辆中原有的整车控制器来对制动控系统和转向控制系统进行冗余备份,在系统失效的情况下能进行制动控制和转向控制,降低了成本。
本发明一实施例还提供了一种控制器(控制器可以为上文中智能驾驶域控制器,也可以为整车控制器,当然也可以为其他的控制器),可以包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上车辆控制方法。
本发明一实施例还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上车辆控制方法。
对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是,本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据,并且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准,并提供有相应的操作入口,供用户选择授权或者拒绝。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白,本发明实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此,本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上,使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对所提供的一种车辆控制方法、系统、控制器及介质,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均5会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (16)
1.一种车辆控制方法,其特征在于,所述方法包括:
在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,智能驾驶域控制器将第一控制信息发送至整车控制器;
其中,所述第一控制信息用于指示所述整车控制器对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
在所述制动控制系统和/或所述转向控制系统未失效的情况下,所述智能驾驶域控制器将第二控制信息发送至所述制动控制系统和/或所述转向控制系统;
其中,所述第二控制信息用于指示所述制动控制系统对所述车辆进行制动控制和/或所述转向控制系统对所述车辆进行转向控制。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,还包括:
所述智能驾驶域控制器通过与所述制动控制系统进行握手交互,获取所述制动控制系统的第一工作状态;
和/或,所述智能驾驶域控制器通过与所述转向控制系统进行握手交互,获取所述转向控制系统的第二工作状态;
其中,所述第一工作状态用于指示所述制动控制系统是否失效,所述第二工作状态用于指示所述转向控制系统是否失效。
4.一种车辆控制方法,其特征在于,所述方法包括:
在制动控制系统和/或转向控制系统失效的情况下,整车控制器获取智能驾驶域控制器发送的第一控制信息;
所述整车控制器按照所述第一控制信息,对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述按照所述第一控制信息,对所述车辆进行制动控制和/或转向控制,包括:
根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,并按照所述目标制动力对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在转向控制系统失效的情况下,所述第一控制信息包括目标转向角和第一目标减速度;
所述根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,包括:
根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定目标轮速差;
根据所述目标轮速差,确定针对车轮的目标制动力。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定针对车轮的目标轮速差,包括:
根据所述目标转向角和所述第一目标减速度,确定目标横摆角速度;
根据所述目标横摆角速度,确定目标轮速差。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述目标横摆角速度与所述目标转向角正相关、与所述第一目标减速度负相关;
所述目标轮速差与所述目标横摆角速度正相关。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述按照所述目标制动力进行制动控制和/或转向控制之后,还包括:
根据实际转向角与所述目标转向角的偏差情况,更新所述目标制动力,并按照更新后的目标制动力进行转向控制。
10.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在制动控制系统失效的情况下,所述第一控制信息包括第二目标减速度;
所述根据所述第一控制信息确定针对车轮的目标制动力,包括:
根据所述第二目标减速度,确定针对车轮的目标制动力。
11.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括:
在制动控制系统失效的情况下,所述整车控制器通过控制制动能量回收系统的制动能量回收强度来对所述车辆进行制动控制。
12.根据权利要求5至11任一项所述的方法,其特征在于,还包括:
获取车轮角速度和当前车速;
根据所述车轮角速度和所述当前车速,确定当前滑移率,并在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,减小所述目标制动力。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,减小所述目标制动力,包括:
在所述当前滑移率大于滑移率阈值时,检测前方是否存在碰撞风险;
在未检测到前方存在碰撞风险的情况下,减小所述目标制动力。
14.一种车辆控制系统,其特征在于,包括智能驾驶域控制器、制动控制系统、转向控制系统以及整车控制器,
所述智能驾驶域控制器,用于在所述制动控制系统和/或所述转向控制系统失效的情况下,将第一控制信息发送至所述整车控制器;
所述整车控制器用于按照所述第一控制信息,对所述车辆进行制动控制和/或转向控制。
15.一种控制器,其特征在于,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至13中任一项所述的车辆控制方法。
16.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至13中任一项所述的车辆控制方法。
Publications (1)
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CN118289017A true CN118289017A (zh) | 2024-07-05 |
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