一种基于EPS的车辆低速脱困控制方法、系统及车辆与流程

一种基于eps的车辆低速脱困控制方法、系统及车辆
技术领域
1.本发明涉及车辆电助力转向技术领域，尤其涉及一种基于eps的车辆低速脱困控制方法、系统及车辆。


背景技术：

2.随着车辆技术水平的不断提高，智能驾驶技术在汽车领域应用越来越广，并日趋成熟。智能驾驶技术不仅能够减轻驾驶员驾驶疲劳，增加驾驶安全性，并且能够有效优化车辆发动机负荷，达到节能减排的效果。
3.当车辆行驶在雨雪天气、泥地、沙地时，由于地面附着力降低，车辆极易产生打滑现象。驾驶员可以根据路况信息对车辆进行降档操作或转向蛇行行驶。而智能驾驶车辆，仅根据车辆自身摄像头及雷达等实现路况信息采集，针对低附着系数路面，现有智能车辆多数针对此情况无法做出正确操作，影响驾驶安全。


技术实现要素：

4.本发明提供一种基于eps的车辆低速脱困控制方法，方法可以在低附着路面行驶时，利用低速脱困模式实现车辆正常行驶，达到脱困目的。提高驾驶安全性，有效优化车辆节能减排效果。
5.方法包括：
6.在智能驾驶模式下，ecu模块采集轮速信号、发动机转速信号、变速箱档位信号得出理论车速v1；
7.获取车辆运行实际车速v2；
8.对车辆实际行驶情况进行分析，若v2远小于v1×
η，则判定车辆异常行驶，自动进入低速脱困模式，并通过警示信号提供车速异常信息给驾驶员。
9.进一步需要说明的是，车辆进入低速脱困模式后，ecu模块通过采集yaw rate信号，结合摄像头摄取车辆行驶图像信息以及雷达获取车辆行驶信息，判定车身姿态，计算出车辆行驶需求理论扭矩，对发动机转速、变速箱档位、制动系统进行限定；
10.由发动机输出最佳滑移率s范围内的扭矩，保证扭矩在最佳范围。
11.ecu模块发送转角信号，驱动转向器电机改变转向角，并结合雷达、摄像头对路况分析，在对整车横向控制时合理避障；
12.在实际车速满足理论状态时，退出低速脱困模式，恢复至脱困前状态。
13.进一步需要说明的是，若v2＝v1×
η，η为车速修正系数，则判定车辆正常行驶。
14.进一步需要说明的是，ecu模块通过yaw rate传感器采集整车ax信号，结合车载摄像头和设置在车辆上的雷达分析车辆运行实际车速v2。
15.进一步需要说明的是，在驾驶员操控模式下，驾驶员判定路况信息，根据路况信息手动按下低速脱困按钮，启动低速脱困模式。
16.本发明还提供一种基于eps的车辆低速脱困控制系统，系统包括：ecu模块、eps转
向系统、bcm车身控制器、yaw rate传感器、wss轮速传感器、摄像头以及雷达；
17.ecu模块分别与eps转向系统、bcm车身控制器、yaw rate传感器、wss轮速传感器、摄像头以及雷达连接；
18.ecu模块用于采集轮速信号、发动机转速信号、变速箱档位信号得出理论车速v1；
19.ecu模块通过yaw rate传感器采集整车ax信号，结合车载摄像头和设置在车辆上的雷达分析车辆运行实际车速v2；
20.ecu模块根据v2与v1×
η之间的状态判断进入低速脱困模式。
21.进一步需要说明的是，系统还包括：驾驶模式选择模块；
22.ecu模块与驾驶模式选择模块连接，获取用户输入的驾驶模式选择控制指令；
23.驾驶模式选择模块设有智能驾驶模式和驾驶员操控模式。
24.系统还包括：低速脱困开关和低速脱困指示灯；
25.ecu模块分别与低速脱困开关和低速脱困指示灯连接，如果车辆进入低速脱困模式，或者驾驶员通过低速脱困开关开启低速脱困模式，则开启低速脱困指示灯。
26.本发明还提供一种具有低速脱困模式的车辆，车辆具有基于eps的车辆低速脱困控制方法。
27.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
28.本发明提供的基于eps的车辆低速脱困控制方法和系统中，车辆进入低速脱困模式后，ecu模块采集yaw rate信号，结合摄像头、雷达，判定车身姿态，计算出车辆行驶需求理论扭矩，对发动机转速、变速箱档位、制动系统进行限定，由发动机输出最佳滑移率s范围内的扭矩，保证扭矩在最佳范围。
29.本发明为增大脱困几率，在可变条件中，应尽可能减小坡度，故通过ecu模块发送转角信号，驱动转向器电机改变转向角，并结合雷达、摄像头对路况分析，在对整车横向控制时合理避障。直至ecu模块分析，实际车速满足理论状态，则低速脱困模式退出，提供驾驶员退出信号并恢复至脱困前状态。本发明提高了驾驶安全性，有效的保障了车辆的安全性。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为基于eps的车辆低速脱困控制系统示意图；
32.图2为基于eps的车辆低速脱困控制系统实施例示意图；
33.图3为基于eps的车辆低速脱困控制方法流程图；
34.图4为脱困模式下发动机扭矩控制曲线图；
35.图5为脱困模式下转角曲线图。
具体实施方式
36.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做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。
37.本发明提供的基于eps的车辆低速脱困控制方法和系统中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
38.本发明提供的基于eps的车辆低速脱困控制方法和系统的附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
39.在本发明提供的基于eps的车辆低速脱困控制方法和系统中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
40.如图1和2所示，本发明提供了一种基于eps的车辆低速脱困控制系统，系统包括：ecu模块、eps转向系统、bcm车身控制器、yaw rate传感器、wss轮速传感器、摄像头以及雷达；
41.ecu模块分别与eps转向系统、bcm车身控制器、yaw rate传感器、wss轮速传感器、摄像头以及雷达连接；
42.ecu模块用于采集轮速信号、发动机转速信号、变速箱档位信号得出理论车速v1；
43.ecu模块通过yaw rate传感器采集整车ax信号，结合车载摄像头和设置在车辆上的雷达分析车辆运行实际车速v2；
44.ecu模块根据v2与v1×
η之间的状态判断进入低速脱困模式。
45.本发明提供了多种驾驶模式，通过驾驶模式选择模块来选择驾驶模式。ecu模块与驾驶模式选择模块连接，获取用户输入的驾驶模式选择控制指令；驾驶模式选择模块设有智能驾驶模式和驾驶员操控模式。
46.本发明中，系统还包括：低速脱困开关和低速脱困指示灯；ecu模块分别与低速脱困开关和低速脱困指示灯连接，如果车辆进入低速脱困模式，或者驾驶员通过低速脱困开关开启低速脱困模式，则开启低速脱困指示灯。
47.具体来讲，低速脱困开关通过电路接通/断开两种状态，将驾驶员意图以硬线行驶发动到ecu模块；ecu模块执行低速脱困请求时，低速脱困指示灯显示目前工作状态；低速脱困系统未执行脱困或驾驶员关闭开关时，低速脱困指示灯关闭。
48.ecu模块可以实现对行驶数据进行分析，并根据驾驶员选择的模式控制低速脱困模式的开启或关闭。同时ecu模块作为仲裁方，对分析结果进行判定后转发，确定下级接收方，并发送信号执行脱困。
49.对于本发明的系统来讲，如果驾驶员选择了智能驾驶模式，ecu模块通过采集wss
轮速传感器、发动机转速、变速箱档位信号，计算出理论车速。ecu模块通过雷达，摄像头并结合yaw rate传感器，计算出车身实际车速，判定车身姿态，对车辆行驶状况进行判定。
50.若判定实际车速远低于理论车速，则判定车辆处于异常行驶，车辆进入低速脱困模式，同时开启低速脱困指示灯。ecu模块综合车辆行驶需求理论扭矩，对发动机转速、变速箱档位、制动系统进行限定，进入低速脱困模式，同时为增大脱困几率，在可变条件中，应尽可能减小坡度，故通过ecu模块发送转角信号，驱动转向器电机改变转向角，并结合雷达、摄像头对路况分析，在对整车横向控制时合理避障。
51.如果车辆为驾驶员操控模式：驾驶员对车辆行驶状况进行判定，如判定为行驶异常，可以手动按下低速脱困开关，整车进入自动驾驶下脱困模式。
52.这样，本发明将脱困系统集成化；显著提高整车的操纵性；提高驾驶安全性；优化车辆节能减排效果。
53.基于上述系统本发明还提供基于eps的车辆低速脱困控制方法，如图3所示，
54.在智能驾驶模式下，ecu模块采集轮速信号、发动机转速信号、变速箱档位信号得出理论车速v1；
55.ecu模块通过yaw rate传感器采集整车ax信号，结合车载摄像头和设置在车辆上的雷达分析车辆运行实际车速v2。综合两个车速，对整车实际行驶情况进行分析。
56.若v2＝v1×
η，η为车速修正系数，则判定车辆正常行驶。
57.若v2远小于v1×
η，则判定车辆异常行驶，则自动进入低速脱困模式，并通过开启低速脱困指示灯，提供车速异常信息给驾驶员。
58.如果车辆为驾驶员操控模式：驾驶员对车辆行驶状况进行判定，如判定为行驶异常，可以手动按下低速脱困开关，整车进入自动驾驶下脱困模式。
59.车辆进入低速脱困模式后，ecu模块采集yaw rate信号，结合摄像头、雷达，判定车身姿态，计算出车辆行驶需求理论扭矩，对发动机转速、变速箱档位、制动系统进行限定，由发动机输出最佳滑移率s范围内的扭矩，并按附图4所示波形输出，保证扭矩在最佳范围。
60.同时为增大脱困几率，在可变条件中，应尽可能减小坡度，故通过ecu模块发送转角信号，驱动转向器电机改变转向角，按附图5所示波形改变，并结合雷达、摄像头对路况分析，在对整车横向控制时合理避障。直至ecu模块分析，实际车速满足理论状态，则低速脱困模式退出，提供驾驶员退出信号并恢复至脱困前状态。
61.低速脱困过程中，各系统出现过热、过载等情况，ecu模块在接收到系统异常时，输出警示信号并自动退出低速脱困功能。提高驾驶安全性，有效的保障了车辆的安全性。
62.基于上述方法，本发明还提供一种车辆，车辆具有基于eps的车辆低速脱困控制方法。
63.具有低速脱困模式的车辆是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
64.所属技术领域的技术人员能够理解，基于eps的车辆低速脱困控制方法、系统及车
辆的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
65.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。