一种车辙地形行驶控制方法、装置和电动汽车与流程

1.本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辙地形行驶控制方法、装置和电动汽车。


背景技术：

2.随着能源危机的日益严重和环境污染的不断恶化，新能源汽车越来越被人们的重视和认可。动力电池、驱动电机、充电机等作为新能源汽车的主要动力器件，具备质量小、体积小、易于布置、无机械传动装置等优点。对于新能源车型来说，四驱布置形式更易实现，且四驱车型动力强、操控好，经过良好的匹配/标定后亦可做到和两驱车型一样的经济性能。综上，四驱新能源车型是新能源车未来发展的趋势。
3.现有技术中，主要强调新能源四驱车型要发挥出动力性、操控性的优势，同时在整车所能达到的物理性能范围内尽可能保证经济性，很少有新能源四驱车型侧重于强化通过性。
4.现有技术中，还有部分车辆的通过性优化措施相对更简单一些，如：某些新能源四驱车型的扭矩分配策略相对简单，并且由于前后轴配置完全相同的动力系统、减速器及轮胎，扭矩控制策略仅做简单的50:50分配，不同的驾驶模式仅通过不同的油门踏板-扭矩输出特性标定参数来实现。但是这均是控制器内部的控制策略，而在驾驶员看来，应用上述控制策略的车型在复杂路况下/极端气候条件下势必缺少必要的通过性，且在复杂路况上需要驾驶员认为的进行模式判断/模式选择/模式确认，很大程度上增加了操控的复杂度，降低了驾乘体验，虽然具备特殊地形模式，但是真正的通过/脱困能力很有限，且操作繁琐复杂。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种车辙地形行驶控制方法、装置和电动汽车，以解决现有车辆在车辙模式下脱困效率低的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
7.本发明实施例提供一种车辙地形行驶控制方法，应用于四驱电动汽车，包括：
8.获取电动汽车行驶过程中的环境信息，确定行驶前方的路面类型；
9.若所述路面类型为车辙路面，获取车身稳定状态；所述车身稳定状态包括：车轮轮速状态、车身平衡状态以及车身悬架系统状态中的至少之一；
10.根据所述车身稳定状态，控制所述电动汽车的行驶状态。
11.可选的，所述环境信息包括：行驶前方的图像识别信息、行驶前方的位置信息以及行驶过程中的天气信息。
12.可选的，所述确定行驶前方的路面类型，包括：
13.将所述图像识别信息、位置信息以及天气信息输入路面类型判断模型，并获取所述路面类型判断模型输出的概率分布；
14.将所述概率分布中最大概率值对应的路面类型作为所述行驶前方的路面类型对应的路面类型。
15.可选的，所述根据所述车身稳定状态，控制所述电动汽车的行驶状态，包括：
16.根据所述车轮轮速状态确定车轮打滑时，控制降低与车轮或者车身相关的第一电机的输出扭矩，并将部分扭矩转移至第二电机的输出扭矩上；
17.或者，
18.根据所述车身平衡状态确定车身失去平衡状态时，控制降低与车轮或者车身相关的第一电机的输出扭矩，并将部分扭矩转移至第二电机的输出扭矩上。
19.可选的，所述根据所述车身稳定状态，控制所述电动汽车的行驶状态，包括：
20.根据车身悬架系统状态，控制所述车身悬架系统升高第一预设高度，用于控制所述电动汽车通过车辙路面；
21.其中，所述第一预设根据高度车辙路面的类型，从第一预设关系表中匹配与所述车辙路面的类型相对应的预设高度，所述第一预设关系表中存储有每一车辙路面的类型对应的预设高度。
22.可选的，所述方法还包括：
23.根据所述车辙路面的类型不同，从第二预设关系表中选择与所述车辙路面的类型相对应的加速踏板开度和输出总扭矩；
24.其中，所述第二预设关系表中存储有每一车辙路面的类型对应的加速踏板开度和输出总扭矩。
25.可选的，所述车辙路面的类型包括以下至少一种：普通路面、雪地、冰面、砾石路面、草地、沙地、泥泞路面、扭曲路面和岩石路面。
26.本发明还提供一种车辙地形行驶控制装置，应用于四驱电动汽车，包括：
27.第一确定模块，用于获取电动汽车行驶过程中的环境信息，确定行驶前方的路面类型；
28.获取模块，用于若所述路面类型为车辙路面，获取车身稳定状态；所述车身稳定状态包括：车轮轮速状态、车身平衡状态以及车身悬架系统状态中的至少之一；
29.控制模块，用于根据所述车身稳定状态，控制所述电动汽车的行驶状态。
30.本发明还提供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有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的车辙地形行驶控制方法的步骤。
31.本发明还提供一种电动汽车，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可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辙地形行驶控制方法的步骤。
32.本发明的有益效果是：
33.上述技术方案中，通过获取电动汽车行驶过程中的环境信息，确定行驶前方的路面类型；若所述路面类型为车辙路面，获取车身稳定状态；所述车身稳定状态包括：车轮轮速状态、车身平衡状态以及车身悬架系统状态中的至少之一；根据所述车身稳定状态，控制所述电动汽车的行驶状态。本发明的方法结合高精度地图数据进行地形预判，针对车辆在车辙模式下行驶时对前后电机扭矩进行合理的分配，增加在车辙模式下的行车制动力。
附图说明
34.图1表示本发明实施例提供的车辙地形行驶控制方法的流程示意图；
35.图2表示本发明实施例提供的车辙地形行驶控制系统的结构示意图；
36.图3表示本发明实施例提供的加速踏板开度和输出总扭矩的关系示意图；
37.图4表示本发明实施例提供的车辙地形行驶控制装置的模块示意图。
具体实施方式
38.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
39.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
40.在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
41.本发明针对现有车辆在车辙模式下脱困效率低的问题，提供一种车辙地形行驶控制方法、装置和电动汽车。
42.图2是根据一示例性实施例示出的一种车辙地形行驶控制系统框图。参照图2的系统包括：车辙地形自动识别系统1，所述车辙自动识别系统可以通过局域互联网络(local interconnect network，简称：lin)、控制器局域网络(controller area network，简称：can)或者其他线束分别与加速意图识别系统2、制动意图识别系统3、车辙地形自动识别系统4、车辙地形手动选择系5、前电机控制系统6、后电机控制系统7、车身悬架控制系统8、车身稳定系统9、仪表显示系统11连接。这里，所述仪表显示系统11根据车辙地形行驶系统状态，显示系统开启/关闭状态。所述车身稳定系统9分别与左前轮传感器12、右前轮传感器13、左后轮传感器14、右后轮传感器15，获取四个车辆轮速状态，所述车身稳定系统9还分别与车身横摆角传感器16和横/纵向加速度传感器17获取的车身姿态信息，综合得出当前车辆行驶状态。而所述车辙地形自动识别系统1可以实现通过获取各个信号，确定车辙路面的车身稳定状态，根据所述车身稳定状态，控制所述电动汽车的行驶状态。本发明的车辙地形行驶控制方法可以通过该系统实施，当然也可以选择其他程序实施，下面的车辙地形行驶控制方法以该系统为例进行阐述。
43.如图2所示，本发明一可选实施例提供一种车辙地形行驶控制方法，应用于四驱电动汽车，包括：
44.步骤100，获取电动汽车行驶过程中的环境信息，确定行驶前方的路面类型；
45.步骤200，若所述路面类型为车辙路面，获取车身稳定状态；所述车身稳定状态包括：车轮轮速状态、车身平衡状态以及车身悬架系统状态中的至少之一；
46.步骤300，根据所述车身稳定状态，控制所述电动汽车的行驶状态。
47.该实施例中，通过获取电动汽车行驶过程中的环境信息，识别车辆当前行驶的路面是否为车辙地形，并获取车身稳定状态，根据当前车身稳定状态，控制所述电动汽车的行驶状态，控制车辙模式下的行驶状态，包括但不限于前后电机扭矩分配策略、轴间扭矩转移策略、轮间限滑控制策略等，提升了车辙模式下的驾驶体验。
48.可选的，所述环境信息包括：行驶前方的图像识别信息、行驶前方的位置信息以及行驶过程中的天气信息。
49.需要说明的是，所述行驶前方的位置信息可以通过高精度地图识别，所述行驶前方的图像识别信息可以通过车载摄像头识别和所述天气信息可以通过云服务器或者其他识别天气的设备发送云端天气。
50.可选的，所述步骤100，包括：
51.步骤110，用于将所述图像识别信息、位置信息以及天气信息输入路面类型判断模型，并获取所述路面类型判断模型输出的概率分布；
52.步骤120，用于将所述概率分布中最大概率值对应的路面类型作为所述行驶前方的路面类型对应的路面类型。
53.该实施例中，将所述图像识别信息、位置信息以及天气信息，包括但不限于高精度地图识别的位置信息、车载摄像头识别的图像识别信息和云服务器发送的云端天气等信息输入路面类型判断模型，并获取所述路面类型判断模型输出的概率分布识别车辆当前行驶的路面是否为车辙地形，所述路面类型判断模型会识别出上述三种信息综合最大的概率分布，以实现路面类型的判断。
54.其中，路面类型判断模型可以是预先训练生成的地形图像识别模型，具体可以是卷积神经网络模型，可以预先通过不同地形图像训练生成，路面类型可以是地形图像中路面的类型，包括但不限于普通路面、雪地、冰面、砾石路面、草地、沙地、泥泞路面、车载路面、扭曲路面和岩石路面等。例如，可以将地形图像输入到路面类型判断模型中，可以由路面类型判断模型确定该地形图像为各路面类型的概率值，地形图像为沙地的概率为0.95，位置信息为“a路”，所述天气信息为雪天，可以确定当前路面为“在雪天中，行驶在a路上的沙地车辙路面上”。
55.需要说明的是，本发明的确定行驶前方的路面类型的功能，可以自动识别车辙地形，也可以手动开启该功能识别。当选择为手动时，可手动选择车辙地形行驶控制系统的状态为开启或关闭；当设置为自动时，车辙地形行驶控制系统，可根据车辙地形自动识别系统的识别结果进行自动开启或关闭。
56.可选的，所述步骤300，包括：
57.根据所述车轮轮速状态确定车轮打滑时，控制降低与车轮或者车身相关的第一电机的输出扭矩，并将部分扭矩转移至第二电机的输出扭矩上；
58.或者，
59.根据所述车身平衡状态确定车身失去平衡状态时，控制降低与车轮或者车身相关的第一电机的输出扭矩，并将部分扭矩转移至第二电机的输出扭矩上。
60.该实施例中，通过上述系统可以分别采集左前轮、右前轮、左后轮、右后轮轮速信息，获取四个车辆轮速状态，当监测到某一车轮打滑时，通过制动控制降低与打滑车速相关
的轴电机降低输出扭矩，将降低的扭矩向另外一轴上转移，增强打滑车轮的地面附着力，保证车辆及时脱困，即根据所述车轮轮速状态确定车轮打滑时，控制降低与车轮或者车身相关的第一电机的输出扭矩，并将部分扭矩转移至第二电机的输出扭矩上。
61.当然，该实施例中，根据所述车身平衡状态确定车身失去平衡状态时，即结合上述系统的车身横摆角传感器和横/纵向加速度传感器获取车身运动姿态信息，当监测到车身失稳时，控制降低与车轮或者车身相关的第一电机的输出扭矩，并将部分扭矩转移至第二电机的输出扭矩上，可以及时纠正车身姿态，保证车辆在车辙地形中平稳行驶。
62.需要说明的是，上述步骤针对车辙地形应进行适应性标定，在不同的车速及动力系统负载情况下，采用针对车辙地形的轮间防滑限制阈值，增强车轮打滑后地面附着力，增强车辆操控性。
63.可选的，所述步骤300，包括：
64.根据车身悬架系统状态，控制所述车身悬架系统升高第一预设高度，用于控制所述电动汽车通过车辙路面；
65.其中，所述第一预设根据高度车辙路面的类型，从第一预设关系表中匹配与所述车辙路面的类型相对应的预设高度，所述第一预设关系表中存储有每一车辙路面的类型对应的预设高度。
66.该实施例中，在车辙路面下，获取车身悬架系统状态，根据车辙路面的类型及时调整车身悬架系统的高度，保证安全通过车辙路面。即当车辆进入车辙模式，将所述车身悬架系统的悬架升高控制指令发送给所述车身悬架系统车身的悬架控制器，车身控制器控制车身悬架升高第一预设高度，提升车辆在车辙地形中的通过性。
67.可选的，如图3所示，所述方法还包括：
68.步骤400，根据所述车辙路面的类型不同，从第二预设关系表中选择与所述车辙路面的类型相对应的加速踏板开度和输出总扭矩；
69.其中，所述第二预设关系表中存储有每一车辙路面的类型对应的加速踏板开度和输出总扭矩。
70.该实施例中，根据所述车辙路面的类型不同，当识别为车辙地形后，对加速踏板开度对应的总扭矩请求应进行适应性匹配标定，保证车辆在车辙地形中平稳行驶而不打滑陷入车辙中无法脱困。图3给出其中一种类型下，加速踏板开度对应的总扭矩请求的非线性关系，当然，每一类型的加速踏板开度对应的总扭矩请求的具体数值或者具体范围，均存储在所述第二预设关系表中。本发明针对车辙路面的类型不同，及时调整总扭矩请求，可以保证行车的安全性和体验性。
71.可选的，所述车辙路面的类型包括以下至少一种：普通路面、雪地、冰面、砾石路面、草地、沙地、泥泞路面、扭曲路面和岩石路面。
72.需要说明的是，所述车辙路面为泥地路面，即泥泞有车辙的泥地路面下提供一个力度较大的转向助力，使驾驶员获得更好的操纵性和舒适性；在普通路面上快速良好的路面，驾驶风格偏激烈下提供一个力度较小的转向助力，使驾驶员获得更好的路感及驾驶乐趣；所述车辙路面为砾石路面，可以增加降低形式过程中前电机和后电机的输出扭矩，从而增加四驱车辆的抓地力。当然，在每个不同类型的车辙路面上，均有相适应的控制所述电动汽车的行驶状态的策略，根据实际需求进行更换策略。
73.综上所述，针对四驱电动汽车，本发明提供的方法通过获取电动汽车行驶过程中的环境信息，识别车辆当前行驶的路面是否为车辙地形，并获取车身稳定状态，根据当前车身稳定状态，控制所述电动汽车的行驶状态，控制车辙模式下的行驶状态，包括但不限于前后电机扭矩分配策略、轴间扭矩转移策略、轮间限滑控制策略等，提升了车辙模式下的驾驶体验。
74.本发明提供的方法针对车辙地形，对前后电机扭矩分配策略进行了适应性调整，车身稳定状态中对轮间限滑策略进行标定匹配，同时车辙地形行驶控制系统配合进行前后电机扭矩分配转移，增强了双电机四驱车型在车辙地形中的脱困能力，提升行驶通过性。
75.如图4所示，本发明还提供一种车辙地形行驶控制装置，应用于四驱电动汽车，包括：
76.第一确定模块10，用于获取电动汽车行驶过程中的环境信息，确定行驶前方的路面类型；
77.获取模块20，用于若所述路面类型为车辙路面，获取车身稳定状态；所述车身稳定状态包括：车轮轮速状态、车身平衡状态以及车身悬架系统状态中的至少之一；
78.控制模块30，用于根据所述车身稳定状态，控制所述电动汽车的行驶状态。
79.需要说明的是，所述环境信息包括：行驶前方的图像识别信息、行驶前方的位置信息以及行驶过程中的天气信息。
80.可选的，所述第一确定模块10，包括：
81.第一获取单元，用于将所述图像识别信息、位置信息以及天气信息输入路面类型判断模型，并获取所述路面类型判断模型输出的概率分布；
82.第一确定单元，用于将所述概率分布中最大概率值对应的路面类型作为行驶前方的路面类型对应的路面类型。
83.可选的，所述控制模块30，包括：
84.第一控制单元，用于根据所述车轮轮速状态确定车轮打滑时，控制降低与车轮或者车身相关的第一电机的输出扭矩，并将部分扭矩转移至第二电机的输出扭矩上；
85.或者，
86.第二控制单元，用于根据所述车身平衡状态确定车身失去平衡状态时，控制降低与车轮或者车身相关的第一电机的输出扭矩，并将部分扭矩转移至第二电机的输出扭矩上。
87.可选的，所述控制模块30，包括：
88.第三控制单元，用于根据车身悬架系统状态，控制所述车身悬架系统升高第一预设高度，用于控制所述电动汽车通过车辙路面；
89.其中，所述第一预设根据高度车辙路面的类型，从第一预设关系表中匹配与所述车辙路面的类型相对应的预设高度，所述第一预设关系表中存储有每一车辙路面的类型对应的预设高度。
90.可选的，所述装置还包括：
91.选择模块，用于根据所述车辙路面的类型不同，从第二预设关系表中选择与所述车辙路面的类型相对应的加速踏板开度和输出总扭矩；
92.其中，所述第二预设关系表中存储有每一车辙路面的类型对应的加速踏板开度和
输出总扭矩。
93.需要说明的是，所述车辙路面的类型包括以下至少一种：普通路面、雪地、冰面、砾石路面、草地、沙地、泥泞路面、扭曲路面和岩石路面。
94.在另一实施例中，本发明还提供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有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的车辙地形行驶控制方法的步骤。
95.通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
96.在另一实施例中，本发明还提供一种电动汽车，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可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辙地形行驶控制方法的步骤。
97.综上所述，本发明提供的方法、装置和电动汽车均可以强化四驱新能源车型的通过性能，还可以通过选择全地形对应的驾驶模式或者由地形自动识别装置识别/通知驾驶员、或者由云端数据被动激活全地形模式、进一步结合高精度地图数据进行地形预判，综合上述信息，在必要的情况下激活/退出全地形控制，极大的提升新能源四驱车型的通过性能。
98.值得注意的是，上述车辆控制装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
99.以上所述的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人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。