控制车辆的方法、车辆控制器以及车身稳定系统与流程

1.本发明涉及车辆控制方案，更具体地，涉及一种控制车辆的方法、车辆控制器、车身稳定系统、汽车以及计算机存储介质。


背景技术：

2.轮胎是车辆驱动力的执行部件，它直接与路面接触靠轮胎与地面的摩擦力来驱动车辆。当路面过软或崎岖不平时，很容易陷入泥坑或松软凹坑，导致车辆无法行进。在这种情形下，为了摆脱困境，车主通常采用以下三种方式：第一，利用人力助推帮助车辆摆脱，这种脱困方式需要借助驾驶员之外的其它人的帮助；第二，借助其他车辆拖曳进行摆脱，这种脱困方式需要借助其它车辆的帮助；第三，借助外界坚硬物体垫住车轮，防止车轮打滑脱困，这种脱困方式也需要一定的体力和垫装技巧。
3.以上现有方法都具有费时、费力、效率低、需要借助外力和外物，耗损车轮胎使用寿命等缺点。尤其是军用车远程执行紧急任务时遭遇陷坑等意外时，无力摆脱困境，后果则不堪设想。
4.因此，期望一种改进的车辆控制方案，以帮助车主摆脱困境。


技术实现要素：

5.根据本发明的一方面，提供了一种控制车辆的方法，所述方法包括：（步骤1）通过控制车辆扭矩和/或车辆纵向加速度沿第一方向使所述车辆进行移动；（步骤2）判断所述车辆是否驶出被困路面；以及（步骤3）若否，则在所述车辆满足第一条件时，将所述车辆的传动方向调整为与所述第一方向相反的第二方向。
6.可选地，在上述方法中，所述步骤3包括：在所述车辆沿第一方向行驶到无法继续行驶或不适合继续行驶的条件时，将所述车辆的传动方向调整为与所述第一方向相反的第二方向。
7.可选地，在上述方法中，所述第一条件包括：沿所述第一方向的车速降低至第一车速阈值；所述车辆纵向加速度不再增加；所述车辆已经或即将后溜；以及所述车辆已经或即将行驶到合理的最长行驶点。
8.可选地，上述方法还包括：（步骤4）在所述车辆沿所述第二方向行进时，控制车辆扭矩和/或车辆纵向加速度；（步骤5）判断所述车辆是否驶出被困路面；以及（步骤6）若否，则在所述车辆满足第二条件时，将所述车辆的传动方向调整为所述第一方向。
9.可选地，在上述方法中，所述步骤6包括：在所述车辆沿第二方向行驶到无法继续行驶或不适合继续行驶的条件时，将所述车辆的传动方向调整为所述第一方向。
10.可选地，在上述方法中，所述第二条件包括：沿所述第二方向的车速降低至第二车速阈值；所述车辆纵向加速度不再增加；所述车辆已经或即将后溜；以及所述车辆已经或即将行驶到合理的最长行驶点。
11.可选地，在上述方法中，在执行步骤6之后，重复执行所述步骤1至6，直至所述车辆
驶出所述被困路面。
12.可选地，在上述方法中，所述合理的最长行驶点基于实时的车速和路面情况来确定，其中所述路面情况通过摄像头或超声雷达来检测或预测。
13.可选地，在上述方法中，所述步骤2和/或所述步骤5包括：检测所述被困路面的地面形状以及地面附着情况。
14.可选地，所述方法还包括：记忆所述被困路面的坡道特征和附着力特征，以及所述被困路面的变化。
15.可选地，在上述方法中，若判断出所述车辆已驶出被困路面，则在确定周围环境合适的情况下，让驾驶员接管控制车辆的权限。
16.可选地，在上述方法中，在接管过渡期间，保持所述车辆的速度，并控制所述车辆的速度不超过第一阈值。
17.可选地，在上述方法中，在步骤1之前，从用户处接收功能开关激活信号，其中所述激活信号指示执行步骤1至3。
18.可选地，在上述方法中，在步骤1之前，经由握手协议从用户处接收激活信息，所述激活信息指示执行步骤1至3。
19.可选地，在上述方法中，通过轮速传感器和/或雷达和/或摄像头，确定车辆每次沿所述第一方向或所述第二方向的行进距离。
20.可选地，在上述方法中，控制所述行进距离不超过第二阈值。
21.根据本发明的另一个方面，提供了一种车辆控制器，所述车辆控制器包括：第一控制装置，用于通过控制车辆扭矩和/或车辆纵向加速度沿第一方向使所述车辆进行移动；第一判断装置，用于判断所述车辆是否驶出被困路面；以及第一调整装置，用于在所述第一判断装置判断出所述车辆未能驶出被困路面并且所述车辆满足第一条件时，将所述车辆的传动方向调整为与所述第一方向相反的第二方向。
22.可选地，在上述车辆控制器中，所述第一调整装置配置成在所述车辆沿第一方向行驶到无法继续行驶或不适合继续行驶的条件时，将所述车辆的传动方向调整为与所述第一方向相反的第二方向。
23.可选地，在上述车辆控制器中，所述第一条件包括：沿所述第一方向的车速降低至第一车速阈值；所述车辆纵向加速度不再增加；所述车辆已经或即将后溜；以及所述车辆已经或即将行驶到合理的最长行驶点。
24.可选地，上述车辆控制器还可包括：第二控制装置，用于在所述车辆沿所述第二方向行进时，控制车辆扭矩和/或车辆纵向加速度；第二判断装置，用于判断所述车辆是否驶出被困路面；以及第二调整装置，用于在所述第二判断装置判断出所述车辆未能驶出被困路面并且所述车辆满足第二条件时，将所述车辆的传动方向调整为所述第一方向。
25.可选地，在上述车辆控制器中，所述第二调整装置配置成在所述车辆沿第二方向行驶到无法继续行驶或不适合继续行驶的条件时，将所述车辆的传动方向调整为所述第一方向。
26.可选地，在上述车辆控制器中，所述第二条件包括：沿所述第二方向的车速降低至第二车速阈值；所述车辆纵向加速度不再增加；所述车辆已经或即将后溜；以及所述车辆已经或即将行驶到合理的最长行驶点。
27.可选地，在上述车辆控制器中，所述合理的最长行驶点基于实时的车速和路面情况来确定，其中所述路面情况通过摄像头或超声雷达来检测或预测。
28.可选地，在上述车辆控制器中，所述第一判断装置和/或所述第二判断装置配置成检测所述被困路面的地面形状以及地面附着情况。
29.可选地，所述车辆控制器还包括：记忆装置，用于记忆被困路面的坡道特征和附着力特征，以及所述被困路面的变化。
30.可选地，上述车辆控制器还可包括：提醒装置，用于在所述第一判断装置或所述第二判断装置判断出所述车辆已驶出被困路面时并且在确定周围环境合适的情况下，提醒驾驶员接管控制车辆的权限。
31.可选地，上述车辆控制器还可包括：保持装置，用于在接管过渡期间，保持所述车辆的速度并控制所述车辆的速度不超过第一阈值。
32.可选地，上述车辆控制器还可包括：接收装置，用于从用户处接收功能开关激活信号，或经由握手协议从用户处接收激活信息。
33.根据本发明的又一方面，提供了一种车身稳定系统，其包括如前所述的车辆控制器。
34.根据本发明的又一方面，提供了一种汽车，其包括如前所述的车身稳定系统。
35.根据本发明的又一方面，提供了一种计算机存储介质，所述介质包括指令，所述指令在运行时执行如前所述的控制车辆的方法。
36.综上，本发明的车辆控制方案可在车辆驶入被困路面（例如陷入泥坑、沙坑或雪坑或凹坑）的情形下帮助车主快速摆脱困境，且较现有方案更为便捷和高效。
附图说明
37.从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
38.图1示出了根据本发明的一个实施例的控制车辆的方法；图2示出了根据本发明的一个实施例的车辆控制器的结构示意图；以及图3和图4示出了根据本发明的一个实施例、当车辆驶入被困路面时控制车辆的原理示意图。
具体实施方式
39.应理解，这里所使用的术语“车辆”或者其他类似的术语包含采用轮式驱动的装置或者履带式驱动的装置等具有主动驱动能力的装置，例如：汽车，民用汽车、军用汽车、特种车辆、坦克等。
40.虽然将示例性实施例描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应理解，这些示例性过程也可由一个或多个模块来执行。
41.而且，本发明的控制逻辑可作为非瞬时计算机可读介质而包含在包含可执行程序指令的计算机可读介质上，该可执行程序指令由处理器等实施。计算机可读介质的实例包括，但不限于，rom、ram、光盘、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可分布在连接有网络的计算机系统中，使得例如通过车载远程通信服务或
者控制器局域网（can）以分布式方式储存并实施计算机可读介质。
42.除非具体地提到或者从上下文中显而易见，否则如这里使用的，将术语“大约”理解为在本领域中的正常公差的范围内，例如在平均值的2个标准差内。
43.在下文中，将参考附图详细地描述根据本发明的各示例性实施例的用于控制车辆的方法。
44.图1示出了一种控制车辆的方法1000。如图1所示，方法1000包括如下步骤：在步骤s110中，通过控制车辆扭矩和/或车辆纵向加速度使所述车辆进行移动；在步骤s120中，判断所述车辆是否驶出被困路面；以及在步骤s130中，若所述车辆未驶出被困路面，则在所述车辆满足第一条件时，将所述车辆的传动方向调整为与所述第一方向相反的第二方向。
45.在本发明的上下文中，术语“车辆扭矩”是衡量汽车的驱动力大小的重要参数，其包括发动机扭矩和/或电动机扭矩和/或制动扭矩。其中，发动机扭矩即指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，反映了汽车在一定范围内的负载能力。电动机扭矩，也称为电机扭矩，其表示电动机的输出扭矩，常用单位是n*m（牛*米），电机输出的扭矩与电动机的转速和功率有关。术语“车辆纵向加速度”就是沿着车辆的轴向的加速度。
46.在一个实施例中，步骤s110包括通过控制车辆扭矩来使车辆进行移动。在车辆驶入被困路面时，通过合适的牵引力控制（即扭矩控制）来改变车辆的纵向加速度，从而使车辆向前或向后进行移动。牵引力或车辆扭矩可例如基于滑移率或其他与车辆打滑程度相关的信息来进行控制。例如，为了评价汽车车轮滑移成分所占比例的多少，常用滑移率s来表示，其定义如下：在上式中，u为车速，u
w
为轮速。当车轮纯滚动时，车速等于轮速，因此s为0；当车轮抱死纯滑动时，轮速为0，因此s =100%；当车轮边滚边滑时，u> u
w
，0<s<100%。车轮滑移率越大，说明车轮在运动中滑动成分所占的比例越大。
47.在本发明的上下文中，“被困路面”可指代任何使车辆困住的路面，例如凹坑等路面中崎岖不平的部分。在一些实施例中，被困路面还包括沙地或沙地中由于车轮驶过而形成的凹陷部分。
48.在一个实施例中，步骤s120包括通过超声雷达或安装在车身周围的摄像头来判断车辆是否驶出被困路面。该步骤s120在一些实施例中还可包括检测所述被困路面的地面形状以及地面附着情况。例如通过车轮附近的路面探测系统对地面的性质进行探测感知地面形状以及地面附着情况。此外，还可利用安装在后视镜上对着车轮附近路面的摄像头或者超声波雷达，来用于路面状况和属性的探测。通过这种针对被困路面的主动探测，可便于车辆了解周围环境信息，包括但不限于，被困路面形状以及附着力和危险程度和移动或静止障碍物等。
49.术语“第一方向”和“第二方向”在本发明的一个示例中是与车辆的轴向平行的方向。例如，第一方向表示车辆前进的方向，而第二方向表示车辆后退的方向。当然，在另一个示例中，第一方向表示车辆后退的方向，而第二方向表示车辆前进的方向。本发明对此不做
限定。
50.在步骤s130中，在判断车辆未驶出被困路面的情形下，则在所述车辆满足第一条件时，将所述车辆的传动方向调整为与所述第一方向相反的第二方向。在一些实施例中，所述第一条件包括（但不限于）：沿所述第一方向的车速降低至第一车速阈值；所述车辆纵向加速度不再增加；所述车辆已经或即将后溜；以及所述车辆已经或即将行驶到合理的最长行驶点。在一些实施例中，第一车速阈值可设置为0km/h或者0km/h附近。在一些实施例中，车辆纵向加速度不再增加可包括：增加车轮的有效驱动力（克服坡道上重力的分力和其他损失的力，能够增加车轮加速度的有效加速的力），车辆的加速度仍然没有增加；以及增加车轮的有效驱动力，产生了更严重的车轮打滑（没有滑移率的车轮产生了滑移率，或者有滑移率的车轮滑移率变的更大），导致车轮的附着系数下降，车辆的加速度降低。
51.在一些实施例中，所述第一条件还可包括：在准备更换传动方向时，车轮滑移率高或者车轮打滑。为了防止对传动装置造成的损害，采用降低扭矩或增加反向扭矩者增加制动力的方式，保证轮速接近0km/h左右的时候，再更换传动方向。这可以减小或避免对传动机构造成的损害。例如：车辆当前处于运动中，向第一方向行驶。在克服重力在坡道上的分力的情况下，继续增加车辆的驱动力矩让车辆加速行驶，直至车辆出现车轮打滑。车轮打滑造成纵向加速度降低。这时通过降低动力扭矩或增加制动力的方式或者控制车辆加速度的方式让车辆以尽可能大的加速度向目标方向行驶较长的距离。
52.在一个实施例中，使用更换动力传动方向的方式控制车辆的前后连续运动。前后的运动包含了利用惯性力矩来增加下一段行驶的加速时间和行驶距离的长度。
53.需要指出的是，合理的最长行驶点可基于实时的车速和路面情况来确定，其中所述路面情况通过摄像头或超声雷达来检测或预测。例如，可通过超声波和/或摄像头等对地面情况进行探测。又例如，可利用车辆的感知系统来预测复杂路面的凹凸情况以及路面的附着力。由于凹凸路面可能是多级凹凸的路面，如果在进入下一级的路面附着力更低，脱困环境更复杂将会造成更严重的被困以及可能出现的无法继续脱困。因此，每次行驶的合理的最长行驶点可以不同。又因为路面复杂，有些路面在低速通过时会被困，所以基于实时的车速和路面情况来确定合理的最长行驶点可避免进一步驶入困境。
54.上述控制车辆的方法1000在判断车辆未驶出被困路面后，在车辆满足一定条件时（即第一条件），及时改变车辆的传动方向，从而有助于车辆最终驶出被困路面，帮助车主摆脱困境。
55.在一个实施例中，方法1000还可包括：在所述车辆沿所述第二方向行进时，控制车辆扭矩和/或车辆纵向加速度；判断所述车辆是否驶出被困路面；以及若否，则在所述车辆满足第二条件时，将所述车辆的传动方向调整为所述第一方向。
56.通过该实施例的方法，车轮在被困路面内可形成前后（摆动）运动或往复运动。这样，通过在合适的时机调整车辆的传动方向（并施加牵引力），使得车轮在被困路面（例如凹坑）上形成往复运动，直至驶离被困路面，摆脱困境。而且，车轮的前后往复运动也有助于使被困路面内的路面崎岖部分趋于平缓，更有利于车辆摆脱困境。
57.在一些实施例中，所述第二条件包括（但不限于）：沿所述第二方向的车速降低至第二车速阈值；所述车辆纵向加速度不再增加；所述车辆已经或即将后溜；以及所述车辆已经或即将行驶到合理的最长行驶点。在一些实施例中，第二车速阈值可设置为0km/h或者
0km/h附近。在一些实施例中，车辆纵向加速度不再增加可包括：增加车轮的有效驱动力（克服坡道上重力的分力和其他损失的力，能够增加车轮加速度的有效加速的力），车辆的加速度仍然没有增加；以及增加车轮的有效驱动力，产生了更严重的车轮打滑（没有滑移率的车轮产生了滑移率，或者有滑移率的车轮滑移率变的更大），导致车轮的附着系数下降，车辆的加速度降低。
58.在一些实施例中，所述第二条件还可包括：在准备更换传动方向时，车轮滑移率高或者车轮打滑。为了防止对传动装置造成的损害，采用降低扭矩或增加反向扭矩者增加制动力的方式，保证轮速接近0km/h左右的时候，再更换传动方向。这可以减小或避免对传动机构造成的损害。例如：车辆当前处于运动中，向第二方向行驶。在克服重力在坡道上的分力的情况下，继续增加车辆的驱动力矩让车辆加速行驶，直至车辆出现车轮打滑。车轮打滑造成纵向加速度降低。这时通过降低动力扭矩或增加制动力的方式或者控制车辆加速度的方式让车辆以尽可能大的加速度向目标方向行驶较长的距离。
59.需要指出的是，合理的最长行驶点可基于实时的车速和路面情况来确定，其中所述路面情况通过摄像头或超声雷达来检测或预测。例如，可通过超声波和/或摄像头等对地面情况进行探测。又例如，可利用车辆的感知系统来预测复杂路面的凹凸情况以及路面的附着力。由于凹凸路面可能是多级凹凸的路面，如果在进入下一级的路面附着力更低，脱困环境更复杂将会造成更严重的被困以及可能出现的无法继续脱困。因此，每次行驶的合理的最长行驶点可以不同。又因为路面复杂，有些路面在低速通过时会被困，所以基于实时的车速和路面情况来确定合理的最长行驶点可避免进一步驶入困境。
60.尽管图1中未示出，在一个实施例中，方法1000还可包括：记忆所述被困路面的坡道特征和附着力特征，以及所述被困路面的变化。例如，车辆在行驶过程中记忆道路中的坡道特征和附着力特征，和往返运动造成路面的变化。这可包括周边静止和移动障碍物的信息以及是否有危险物（例如悬崖等）的信息。记忆道路特征可辅助摄像头和超声波雷达探测路面的情况做进一步的修正。而且，在往复运动中车辆可能会再次经过该路面，通过记忆道路特征等可为下一次运动做预测控制和路径规划等。具体来说，目前一般车辆都装备了xy方向的加速度传感器，为了表征三维空间加速运动，可在xy方向基础上增加垂直方向z的传感器。该垂直方向z的传感器例如可以是能够表征三维空间加速运动的传感器，包括但不限于，3轴、6轴或者9轴传感器等表征物体空间加速运动的传感器。通过z方向传感器，可对空间的加速度做更准确的判断，例如结合车辆的轮端力和车速，可计算车辆加速度；利用两者的差计算更准确的坡道和坡道变化信息；利用z垂直方向的传感器精确判断坡道以及坡道上车辆的运动状态，从而为行驶路面和车辆状态提供更精确的信息。
61.参考图3，图3示出了根据本发明的一个实施例、当车辆处于被困路面时控制车辆的原理图。如图3所示，在t1时，车轮310处于被困路面320中的位置330。通过合理地控制车辆扭矩和/或车辆纵向加速度使车轮310滚动，例如朝着车辆前进的方向360。在t2时，由于被困路面320内的阻力等原因，在车辆沿方向360的速度降为0（此时，车轮向前行进了距离l，并且车辆处于最高点340）时，改变车辆的传动方向，使得车轮310朝着与方向360相反的方向（即车辆后退方向）移动。在车轮310沿后退方向行进时，控制车辆扭矩和/或车辆纵向加速度；在t3时，车辆沿后退方向的速度降低为0。这时，车轮向后行进了l （l i）的距离，并且车轮处于被困路面后侧的最高点350。可以理解的是，通过这种类似荡秋千的惯性往复运
动，并且每次在合适的时机调整车辆的传动方向和施加合适的牵引力，使得每次车轮在往复运动中越来越高，直至驶离被困路面。
62.在一个实施例中，当物体在如图3所示或类似形状的被困路面，向传动方向360移动的时候。会出现车辆到达某一个点无法继续向该方向移动的情况。该点340就成为了当次行驶距离的最大点。通过选取该点，可以让车辆能够用尽可能短的次数来通过该被困路面。在一个实施例中，更换传动方向的位置在该点的之前或附近。保证车辆能够顺利的进入下一次的行驶，和下一次的行驶不会因这次行驶的位置点导致下一次的行驶和行驶的距离产生问题。在如图3中所示路面的时候可考虑采用以速度和加速度的方式判断该可能达到的最大距离。例如，当车辆的移动速度很低接近0附近的时候，采用更换传动方向的方式来向反方向行驶。在图4中，传动方向460与图3中的传动方向360相反。在一个实施例中，更换传动方向的动作可以包括直接的更换传动方向的动作，也包括间接的更换传动方向的动作，例如可能的降低动力系统扭矩或者通过制动系统降低当前的轮速或者先更换空挡或让其自由滑行一定的距离或时间，更换成反方向的传动挡位。因此，本领域技术人员可以理解，在本发明的上下文中，更换传动方向的动作可包含各种方式的更换挡位的动作。
63.在一个实施例中，使用变速箱前后的换挡动作来实现传动方向的更换。为了保护在更换方向过程中产生的机械冲击，可通过降低动力系统的扭矩或者增加制动系统的制动力来降低更换传动方向的车速或驱动轮转速或动力系统的部件的转速等。
64.在一个实施例中，当路面为两级或多级被困路面的时候，需要考虑避让或者规避以过低的速度进入该二级或多级被困点，导致车辆因无法使出二级或多级被困点造成再次被困。例如，当车辆处于两级或多级被困路面的时候，由于过低的车速会让车辆在二级或多级凹凸路面再次被困，所以计算进入并能够使出该二级被困路面的最小车速。在该实施例中，进入二级或多级凹凸路面的最小车速指的是以这个最小车速进入之后仍然能从该被困路面反向使回能力的最小车速。该最小车速使用被困路面的形状和被困路面附着力或者有水或有阻尼性质的路面计算出能量的损失。当车辆的车速无法使车辆驶离二级或二级后面的位置，则让车辆在确定不能驶离的上一个凸起处作为单次行程的最远位置点。在一个实施例中，可通过减小动力系统扭矩和制动实现位置点的控制。在一个实施例中，如果车速一直不满足要求则在达到一定的时间后，或者反复运动不能再增加车速时，终止目前的动作病缓慢刹车停车。反之，如果车辆没有受到车速阻碍，车辆会继续行驶，直至完成脱困。
65.在一个实施例中，重复执行前述控制车辆的方法，从而使车辆执行往复运动，直至该车辆驶出被困路面。在另一个实施例中，可设置一计时器，并且当计时器时间超过预设激活时间上限时，结束前述控制车辆的方法。这可至少取得如下效果：（1）由于频繁改变车辆的传动方向可能会造成变速箱频繁换挡，所以通过设置激活时间上限，可避免变速箱长时间频繁换挡，从而避免其发热以及可能的损坏；（2）长时间频繁改变车辆的传动方向也可能使坐在车辆中的人员头晕，无法很好地控制或驾驶车辆。因此，设置激活时间上限也可提升驾驶体验，避免安全隐患。
66.在一个实施例中，整个控制车辆驶离被困路面的过程通过例如车身稳定系统中的程序来自动执行。若判断出所述车辆已驶出被困路面，则在确定周围环境合适的情况下，让驾驶员接管控制车辆的权限。例如，可通过超声雷达和/或车身周围的摄像头来检查周围环境是否存在危险。在一些实施例中，在接管过渡期间，保持所述车辆的速度，并控制所述车
辆的速度不超过第一阈值（第一阈值的范围可根据实际需要而进行相应设置）。例如，第一阈值的范围可以为15km/h至20km/h。这样，可增加整个控制方法的安全系数。在又一些实施例中，车主甚至可不坐在车辆内，而由车辆自行规划行走路线，从而驶离困境。
67.在另一个实施例中，整个控制车辆驶离被困路面的过程需考虑驾驶员的操作。例如，驾驶员在整个控制车辆驶离被困路面的过程中可控制方向盘，确定合适的行进路线。又例如，驾驶员还可通过油门或刹车来进行辅助控制。
68.需要说明的是，尽管图1中未示出，在一个实施例中，在步骤s110之前，可从用户处接收功能开关激活信号，其中所述激活信号指示执行步骤s110至s130。在另一个实施例中，在步骤s110之前，可经由握手协议从用户处接收激活信息，所述激活信息指示执行步骤s110至s130。
69.在一些实施例中，为了进一步提高控制车辆的方法1000的安全性，还可考虑通过轮速传感器和/或雷达和/或摄像头，确定车辆每次沿第一方向或第二方向的行进距离，并控制每次的行进距离不超过一个预设值。
70.图2示出了根据本发明的一个实施例的车辆控制器2000的结构示意图。如图2所示，车辆控制器2000包括第一控制装置210、第一判断装置220以及第一调整装置230。其中，第一控制装置210用于通过控制车辆扭矩和/或车辆纵向加速度使所述车辆沿第一方向进行移动。第一判断装置220用于判断所述车辆是否驶出被困路面。第一调整装置230用于在所述第一判断装置220判断出所述车辆未能驶出被困路面并且所述车辆满足第一条件时，将所述车辆的传动方向调整为与所述第一方向相反的第二方向。
71.上述车辆控制器2000在第一判断装置220判断出车辆未驶出被困路面后，在车辆满足一定条件时，由第一调整装置230及时改变车辆的传动方向，从而有助于车辆最终驶出被困路面，帮助车主摆脱困境。
72.在本发明的上下文中，术语“车辆扭矩”是衡量汽车的驱动力大小的重要参数，其包括发动机扭矩和/或电动机扭矩。其中，发动机扭矩即指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，反映了汽车在一定范围内的负载能力。电动机扭矩，也称为电机扭矩，其表示电动机的输出扭矩，常用单位是n*m（牛*米），电机输出的扭矩与电动机的转速和功率有关。术语“车辆纵向加速度”就是沿着车辆的轴向的加速度。
73.在一个实施例中，第一控制装置210配置成通过控制车辆扭矩来使车辆进行移动。在车辆陷入被困路面时，通过合适的牵引力控制（即扭矩控制）来改变车辆的纵向加速度，从而使车辆向前或向后进行移动。牵引力或车辆扭矩可例如基于滑移率或其他与车辆打滑程度相关的信息来进行控制。例如，为了评价汽车车轮滑移成分所占比例的多少，常用滑移率s来表示，其定义如下：在上式中，u为车速，u
w
为轮速。当车轮纯滚动时，车速等于轮速，因此s为0；当车轮抱死纯滑动时，轮速为0，因此s =100%；当车轮边滚边滑时，u> u
w
，0<s<100%。车轮滑移率越大，说明车轮在运动中滑动成分所占的比例越大。
74.在本发明的上下文中，“被困路面”可指代任何使车辆困住的路面，例如凹坑等路
面中崎岖不平的部分。在一些实施例中，被困路面还包括沙地或沙地中由于车轮驶过而形成的凹陷部分。
75.在一个实施例中，第一判断装置220配置成通过超声雷达或安装在车身周围的摄像头来判断车辆是否驶出被困路面。在一些实施例中，第一判断装置220还可配置成检测所述被困路面的地面形状以及地面附着情况。例如第一判断装置220通过车轮附近的路面探测系统对地面的性质进行探测感知地面形状以及地面附着情况。此外，第一判断装置220还可利用安装在后视镜上对着车轮附近路面的摄像头或者超声波雷达，来用于路面状况和属性的探测。通过这种针对被困路面的主动探测，可便于车辆了解周围环境信息，包括但不限于，被困路面形状以及附着力和危险程度和移动或静止障碍物等。
76.术语“第一方向”和“第二方向”在本发明的一个示例中是与车辆的轴向平行的方向。例如，第一方向表示车辆前进的方向，而第二方向表示车辆后退的方向。当然，在另一个示例中，第一方向表示车辆后退的方向，而第二方向表示车辆前进的方向。本发明对此不做限定。
77.在一个实施例中，在第一判断装置220判断车辆未驶出被困路面的情形下，第一调整装置230配置成在所述车辆满足第一条件时，将所述车辆的传动方向调整为与所述第一方向相反的第二方向。在一些实施例中，所述第一条件包括（但不限于）：沿所述第一方向的车速降低至第一车速阈值；所述车辆纵向加速度不再增加；所述车辆已经或即将后溜；以及所述车辆已经或即将行驶到合理的最长行驶点。在一些实施例中，第一车速阈值可设置为0km/h或者0km/h附近。在一些实施例中，车辆纵向加速度不再增加可包括：增加车轮的有效驱动力（克服坡道上重力的分力和其他损失的力，能够增加车轮加速度的有效加速的力），车辆的加速度仍然没有增加；以及增加车轮的有效驱动力，产生了更严重的车轮打滑（没有滑移率的车轮产生了滑移率，或者有滑移率的车轮滑移率变的更大），导致车轮的附着系数下降，车辆的加速度降低。
78.需要指出的是，合理的最长行驶点可基于实时的车速和路面情况来确定，其中所述路面情况通过摄像头或超声雷达来检测或预测。例如，可通过超声波和/或摄像头等对地面情况进行探测。又例如，可利用车辆的感知系统来预测复杂路面的凹凸情况以及路面的附着力。由于凹凸路面可能是多级凹凸的路面，如果在进入下一级的路面附着力更低，脱困环境更复杂将会造成更严重的被困以及可能出现的无法继续脱困。因此，每次行驶的合理的最长行驶点可以不同。又因为路面复杂，有些路面在低速通过时会被困，所以基于实时的车速和路面情况来确定合理的最长行驶点可避免进一步驶入困境。
79.在一个优选的实施例中，尽管图2中未示出，车辆控制器2000还可包括：第二控制装置，用于在所述车辆沿所述第二方向行进时，控制车辆扭矩和/或车辆纵向加速度；第二判断装置，用于判断所述车辆是否驶出被困路面；以及第二调整装置，用于在所述第二判断装置判断出所述车辆未能驶出被困路面并且所述车辆满足第二条件时，将所述车辆的传动方向调整为所述第一方向。
80.通过该实施例的车辆控制器，车轮在被困路面内可形成前后（摆动）运动或往复运动。这样，通过在合适的时机调整车辆的传动方向（并施加牵引力），使得车轮在被困路面（例如凹坑）上形成往复运动，直至驶离被困路面，摆脱困境。而且，车轮的前后往复运动也有助于使被困路面内的路面崎岖部分趋于平缓，更有利于车辆摆脱困境。
81.在一些实施例中，所述第二条件包括（但不限于）：沿所述第二方向的车速降低至第二车速阈值；所述车辆纵向加速度不再增加；所述车辆已经或即将后溜；以及所述车辆已经或即将行驶到合理的最长行驶点。在一些实施例中，第二车速阈值可设置为0km/h或者0km/h附近。在一些实施例中，车辆纵向加速度不再增加可包括：增加车轮的有效驱动力（克服坡道上重力的分力和其他损失的力，能够增加车轮加速度的有效加速的力），车辆的加速度仍然没有增加；以及增加车轮的有效驱动力，产生了更严重的车轮打滑（没有滑移率的车轮产生了滑移率，或者有滑移率的车轮滑移率变的更大），导致车轮的附着系数下降，车辆的加速度降低。
82.需要指出的是，合理的最长行驶点可基于实时的车速和路面情况来确定，其中所述路面情况通过摄像头或超声雷达来检测或预测。例如，可通过超声波和/或摄像头等对地面情况进行探测。又例如，可利用车辆的感知系统来预测复杂路面的凹凸情况以及路面的附着力。由于凹凸路面可能是多级凹凸的路面，如果在进入下一级的路面附着力更低，脱困环境更复杂将会造成更严重的被困以及可能出现的无法继续脱困。因此，每次行驶的合理的最长行驶点可以不同。又因为路面复杂，有些路面在低速通过时会被困，所以基于实时的车速和路面情况来确定合理的最长行驶点可避免进一步驶入困境。
83.尽管图2中未示出，在一个实施例中，车辆控制器2000还可包括：记忆装置，用于记忆所述被困路面的坡道特征和附着力特征，以及所述被困路面的变化。例如，记忆装置在车辆行驶过程中记忆道路中的坡道特征和附着力特征，和往返运动造成路面的变化。这可包括周边静止和移动障碍物的信息以及是否有危险物（例如悬崖等）的信息。通过记忆装置来记忆道路特征可辅助摄像头和超声波雷达探测路面的情况做进一步的修正。而且，在往复运动中车辆可能会再次经过该路面，通过记忆装置记忆道路特征等可为下一次运动做预测控制和路径规划等。具体来说，目前一般车辆都装备了xy方向的加速度传感器，为了表征三维空间加速运动，可在xy方向基础上增加垂直方向z的传感器。该垂直方向z的传感器例如可以是能够表征三维空间加速运动的传感器，包括但不限于，3轴、6轴或者9轴传感器等表征物体空间加速运动的传感器。通过z方向传感器，可对空间的加速度做更准确的判断，例如结合车辆的轮端力和车速，可计算车辆加速度；利用两者的差计算更准确的坡道和坡道变化信息；利用z垂直方向的传感器精确判断坡道以及坡道上车辆的运动状态，从而为行驶路面和车辆状态提供更精确的信息。
84.在一个实施例中，前述车辆控制器2000还可包括：停止装置，用于在所述车辆驶出所述被困路面或计时器时间超过预设激活时间上限时，停止所述车辆控制器。在一个实施例中，上述车辆控制器还可包括：提醒装置，用于在所述第一判断装置或所述第二判断装置判断出所述车辆已驶出被困路面时并且在确定周围环境合适的情况下，提醒驾驶员接管控制车辆的权限。在进一步的实施例中，上述车辆控制器还可包括：保持装置，用于在接管过渡期间，保持所述车辆的速度并控制所述车辆的速度不超过第一阈值。
85.在另一个实施例中，车辆控制器在控制车辆驶离被困路面的过程中需考虑驾驶员的操作。例如，驾驶员在整个控制车辆驶离被困路面的过程中可控制方向盘，确定合适的行进路线。又例如，驾驶员还可通过油门或刹车来进行辅助控制。
86.除上以外，在一个实施例中，上述车辆控制器还可包括：接收装置，用于从用户处接收功能开关激活信号，或经由握手协议从用户处接收激活信息。当然，本领域技术人员可
以想到各种从车主或用户处接收启用信号的方案，本发明对此不作限制。
87.前述车辆控制器2000作为示例可位于车身稳定系统中。所谓“车身稳定系统”，是指这样一种系统，它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析，然后向abs、ebd等发出纠偏指令，来帮助车辆维持动态平衡。车身稳定系统可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。在本领域中，车身稳定系统包括（但不限于）esp、vsc、dtsc、dsc、vsa等。作为对该车身稳定系统功能的延伸，通过将本方案中的车辆控制器2000集成于该车身稳定系统中，使得本发明的车辆控制方案可应用于或集成到现有的驾驶辅助控制器中。
88.综上，本发明的车辆控制方案可在判断车辆未驶出被困路面后，在车辆满足一定条件（例如在单方向行驶到无法继续朝着该方向继续行驶）时，及时改变车辆的传动方向，从而有助于车辆最终驶出被困路面，帮助车主摆脱困境。
89.以上例子主要说明了本发明的车辆控制方案。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。