CN114523951A - 一种自适应悬架控制方法、自动驾驶***及其工作方法 - Google Patents

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CN114523951A CN202210171879.0A CN202210171879A CN114523951A CN 114523951 A CN114523951 A CN 114523951A CN 202210171879 A CN202210171879 A CN 202210171879A CN 114523951 A CN114523951 A CN 114523951A
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Abstract

本发明公开了一种自适应悬架控制方法、自动驾驶***及其工作方法，该控制方法通过高精度地图及定位装置获取车辆实时位置及前方路面信息，当车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，自动升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；当车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，自动降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度。本方案在自动驾驶过程中，能够根据路面情况对空气悬架进行自动的调节，从而大大提高自动驾驶过程中的舒适性和通过性。

Description

一种自适应悬架控制方法、自动驾驶***及其工作方法
技术领域
本发明涉及智能汽车技术领域，具体涉及一种自适应悬架控制方法、自动驾驶***及其工作方法。
背景技术
悬架是汽车的车架/车身与底盘/车桥之间的进行传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮与车架之间的力和力矩，例如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车架的冲击，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。
随着汽车的普及，人们已经不满足于有车可乘，而是要求乘坐舒适。载人舒适性已然成为评价一辆汽车的重要指标，而舒适性最终由车辆悬架***来体现的。
空气悬架是一种既能兼顾通过性又能兼顾舒适性的一种悬架结构，空气悬架根据路况的不同以及距离传感器的信号，由行车电脑判断出车身高度变化，再控制空气压缩机和排气阀门，使弹簧自动压缩或伸长，从而降低或升高底盘离地间隙，以增加高速车身稳定性或复杂路况的通过性。
随着自动驾驶技术的不断发展，自动驾驶技术主要解决驾驶员几个问题。第一是减轻驾驶员的驾驶负担，达到轻松驾驶；第二是提升驾驶员或车辆的安全性，提示或控制实现车辆安全辅助；第三是提升驾驶舒适性，拟人化设计提升机器控制的平滑度和舒适度；不断升级从而实现完全或高度自动驾驶。
现有的自动驾驶技术主要是与动力***、制动***、转向***等进行关联设计，而与其他***如空气悬架***等的结合性较差，这样就使得在自动驾驶过程中无法根据路面情况对空气悬架进行自动调节，由此就大大降低了自动驾驶过程中的舒适性和通过性。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种在自动驾驶过程中，能够根据路面情况对空气悬架进行自动的调节，从而大大提高自动驾驶过程中的舒适性和通过性的自适应悬架控制方法、自动驾驶***及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种自适应悬架控制方法，通过高精度地图及定位装置获取车辆实时位置及前方路面信息，当车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，自动升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；当车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，自动降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度。
本发明的工作原理是：本发明在自动驾驶过程中，通过高精度地图及定位装置获取车辆实时位置及前方路面信息，当车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，自动升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度，以提高车辆的通过性；当车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，自动降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度，以提高车辆的舒适性。由此本方案在自动驾驶过程中，能够根据车辆的当前位置和行驶前方的路面信息自动对空气悬架进行调节，以满足不同路面的行驶需求，从而大大提高自动驾驶过程中车辆的舒适性和通过性。
一种实现上述自适应悬架控制方法的自动驾驶***，包括自动驾驶主***、空气悬架***、网关、高精度地图及定位单元和基础地图单元；
所述高精度地图及定位单元与所述自动驾驶主***通信连接，用于获取车辆实时位置及前方路面信息，并传输给所述自动驾驶主***；
所述基础地图单元通过网关与所述自动驾驶主***进行数据交互，用于设置目的地，并规划导航路径输入到所述自动驾驶主***；
所述自动驾驶主***根据输入的所述高精度地图及定位单元和所述基础地图单元信息输出相应的控制信号到所述空气悬架***；
所述空气悬架***通过所述网关与所述自动驾驶主***进行数据交互，用于根据所述自动驾驶主***的控制信号对空气悬架进行调节。
优选的，自动驾驶***还包括人机交互***，所述人机交互***通过所述网关与所述自动驾驶主***进行数据交互，用于对自动驾驶***的工作过程和结果状态进行显示，并通过文字、图片或动画的方式提示用户。
一种自动驾驶***的工作方法，采用上述的自动驾驶***，所述高精度地图及定位单元获取车辆实时位置及前方路面信息并输入给所述自动驾驶主***；
当车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，所述空气悬架***升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；
当车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，所述空气悬架***降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度。
优选的，第一设定距离S 1和第二设定距离S 2的计算方法为：
S 1 = V t ×t 0；
S 2 =V t ×t 0；
式中：V t 为车辆行进的速度；t 0为空气悬架的调整响应时间。其中空气悬架的调整响应时间t 0是车辆经过调试标定后预先根据标定的空气悬架实际的调整响应时间在***中所设定的一个固定值。
优选的，当车辆行驶在标准路面时，自动驾驶***的工作方法包括以下步骤：
步骤1）自动驾驶***工作是否正常，若是则执行步骤2），若否则执行步骤8）；
步骤2）所述空气悬架***中空气悬架的自适应功能是否开启，若是则执行步骤3），若否则执行步骤8）；
步骤3）所述基础地图单元是否已规划导航路径并输入到所述自动驾驶主***，若是则执行步骤4），若否则执行步骤8）；
步骤4）所述高精度地图及定位单元实时获取车辆位置及前方路面信息并输入给所述自动驾驶主***，所述自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内是否存在异常路面，当所述自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，执行步骤5）；
步骤5）所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，使得所述空气悬架***对空气悬架进行调节，升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；
步骤6）所述自动驾驶主***判断车辆是否从异常路面行驶到标准路面第二设定距离，当所述自动驾驶主***判断车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，执行步骤7）；
步骤7）所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，使得所述空气悬架***对空气悬架进行调节，降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度，然后返回执行步骤1）；
步骤8）结束。
优选的，当车辆行驶在异常路面时，自动驾驶***的工作方法包括以下步骤：
步骤1）自动驾驶***工作是否正常，若是则执行步骤2），若否则执行步骤8）；
步骤2）所述空气悬架***中空气悬架的自适应功能是否开启，若是则执行步骤3），若否则执行步骤8）；
步骤3）所述基础地图单元是否已规划导航路径并输入到所述自动驾驶主***，若是则执行步骤4），若否则执行步骤8）；
步骤4）所述高精度地图及定位单元实时获取车辆位置及前方路面信息并输入给所述自动驾驶主***，所述自动驾驶主***判断车辆是否从异常路面行驶到标准路面第二设定距离，当所述自动驾驶主***判断车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，执行步骤5）；
步骤5）所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，使得所述空气悬架***对空气悬架进行调节，降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度；
步骤6）所述自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内是否存在异常路面，当所述自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，执行步骤7）；
步骤7）所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，使得所述空气悬架***对空气悬架进行调节，升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；然后返回执行步骤1）；
步骤8）结束。
优选的，自动驾驶***还包括人机交互***，所述人机交互***通过所述网关与所述自动驾驶主***进行数据交互，用于对自动驾驶***的工作过程和结果状态进行显示，并通过文字、图片或动画的方式提示用户。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明自动驾驶时，空气悬架***的自适应功能开启，导航路径已规划，路面情况及距离由高精度地图及定位单元输出给自动驾驶主***，自动驾驶主***根据不同的路面情况，执行不同的自适应空气悬架的调节策略，并通过人机交互***将空气悬架调节过程及状态反馈给驾驶员。
2、本发明基于当前主流自动驾驶技术方案，在不改变整车硬件架构，不增加成本的基础上，随着空气悬架技术的不断成熟及普遍，将其应用于自动驾驶领域，最大化利用车辆硬件***，不断扩展功能提高车辆溢价能力。
3、本发明通过高精度地图及定位技术，根据不同路边情况执行不同自适应空气悬架的调节策略，既拓展了自动驾驶功能运行场景，也提高了驾驶的舒适性。
4、本发明工作原理简单，可行有效，充分利用现有自动驾驶技术方案及硬件架构，超视距信息辅助车辆悬架调节，不断提升自动驾驶的鲁棒性和舒适性。
附图说明
图1为本发明自动驾驶***的***框图；
图2为车辆在标准路面行驶时的状态图；
图3为采用本发明自动驾驶***的工作方法行驶在标准路面时的工作逻辑流程图；
图4为采用本发明自动驾驶***的工作方法行驶在异常路面时的工作逻辑流程图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
本发明的异常路面包含但不限于颠簸路面、泥泞路面、坑洼路面等。
一种自适应悬架控制方法，通过高精度地图及定位装置获取车辆实时位置及前方路面信息，当车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，自动升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；当车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，自动降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度。
本发明的工作原理是：本发明在自动驾驶过程中，通过高精度地图及定位装置获取车辆实时位置及前方路面信息，当车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，自动升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度，以提高车辆的通过性；当车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，自动降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度，以提高车辆的舒适性。由此本方案在自动驾驶过程中，能够根据车辆的当前位置和行驶前方的路面信息自动对空气悬架进行调节，以满足不同路面的行驶需求，从而大大提高自动驾驶过程中车辆的舒适性和通过性。
如附图1所示，一种自动驾驶***，包括自动驾驶主***、空气悬架***、网关、高精度地图及定位单元和基础地图单元；
网关为车辆数据的交互中心，用以车辆相关信息的收集、处理及传输交互；
高精度地图及定位单元与自动驾驶主***通信连接，用于获取车辆实时位置及前方路面信息，并传输给自动驾驶主***；
基础地图单元（SD map 单元）通过网关与自动驾驶主***进行数据交互，用于设置目的地，并规划导航路径输入到自动驾驶主***；
自动驾驶主***根据输入的高精度地图及定位单元和基础地图单元信息输出相应的控制信号到空气悬架***；
空气悬架***通过网关与自动驾驶主***进行数据交互，用于根据自动驾驶主***的控制信号对空气悬架进行调节。
在本实施例中，自动驾驶***还包括人机交互***，人机交互***通过网关与自动驾驶主***进行数据交互，用于对自动驾驶***的工作过程和结果状态进行显示，异常状态反馈等，并通过文字、图片或动画的方式提示用户。
一种自动驾驶***的工作方法，采用上述的自动驾驶***，高精度地图及定位单元获取车辆实时位置及前方路面信息并输入给自动驾驶主***；
当车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，自动驾驶主***向空气悬架***发出控制信号，空气悬架***升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；
当车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，自动驾驶主***向空气悬架***发出控制信号，空气悬架***降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度。
在本实施例中，第一设定距离S 1和第二设定距离S 2的计算方法为：
S 1 = V t ×t 0；
S 2 =V t ×t 0；
式中：V t 为车辆行进的速度；t 0为空气悬架的调整响应时间。其中空气悬架的调整响应时间t 0是车辆经过调试标定后预先根据标定的空气悬架实际的调整响应时间在***中所设定的一个固定值。
在本实施例中，当车辆行驶在标准路面时，如附图2所示，预设车辆位于标准路面，前方存在异常路面，定义参数如下：车辆与前方异常路面的距离定义为L，车辆行进速度定义为V t ，行进方向定义为F，此时自动驾驶***的工作方法包括以下步骤，如附图3所示：
步骤1）自动驾驶***工作是否正常，若是则执行步骤2），若否则执行步骤8）；
步骤2）空气悬架***中空气悬架的自适应功能是否开启，若是则执行步骤3），若否则执行步骤8）；
步骤3）基础地图单元是否已规划导航路径并输入到自动驾驶主***，若是则执行步骤4），若否则执行步骤8）；
步骤4）高精度地图及定位单元实时获取车辆位置及前方路面信息并输入给自动驾驶主***，自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内是否存在异常路面，此处第一设定距离可根据车辆的速度V t 的实际值由***进行即时测算确定，当自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，执行步骤5）；
步骤5）自动驾驶主***向空气悬架***发出控制信号，使得空气悬架***对空气悬架进行调节，升高空气悬架的高度Xmm且提高空气悬架的柔度，此处空气悬架升高的高度可以根据不同的情况进行标定，同时在此过程中，通过人机交互***反馈自动驾驶***的执行过程及状态；
步骤6）自动驾驶主***判断车辆是否从异常路面行驶到标准路面第二设定距离，此处第二设定距离可根据车辆的速度V t 的实际值由***进行即时测算确定，当自动驾驶主***判断车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，执行步骤7）；
步骤7）自动驾驶主***向空气悬架***发出控制信号，使得空气悬架***对空气悬架进行调节，降低空气悬架的高度Ymm且提高空气悬架的刚度，此处空气悬架降低的高度可以根据不同的情况进行标定，同时在此过程中，通过人机交互***反馈自动驾驶***的执行过程及状态，然后返回执行步骤1）；
步骤8）结束。
在本实施例中，当车辆行驶在异常路面时，如附图4所示，自动驾驶***的工作方法包括以下步骤：
步骤1）自动驾驶***工作是否正常，若是则执行步骤2），若否则执行步骤8）；
步骤2）空气悬架***中空气悬架的自适应功能是否开启，若是则执行步骤3），若否则执行步骤8）；
步骤3）基础地图单元是否已规划导航路径并输入到自动驾驶主***，若是则执行步骤4），若否则执行步骤8）；
步骤4）高精度地图及定位单元实时获取车辆位置及前方路面信息并输入给自动驾驶主***，自动驾驶主***判断车辆是否从异常路面行驶到标准路面第二设定距离，此处第二设定距离可根据车辆的速度V t 的实际值由***进行即时测算确定，当自动驾驶主***判断车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，执行步骤5）；
步骤5）自动驾驶主***向空气悬架***发出控制信号，使得空气悬架***对空气悬架进行调节，降低空气悬架的高度且提高空气悬架的高度Ymm，此处空气悬架降低的高度可以根据不同的情况进行标定，同时在此过程中，通过人机交互***反馈自动驾驶***的执行过程及状态；
步骤6）自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内是否存在异常路面，此处第一设定距离可根据车辆的速度V t 的实际值由***进行即时测算确定，当自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，执行步骤7）；
步骤7）自动驾驶主***向空气悬架***发出控制信号，使得空气悬架***对空气悬架进行调节，升高空气悬架的高度Xmm且提高空气悬架的柔度；此处空气悬架升高的高度可以根据不同的情况进行标定，同时在此过程中，通过人机交互***反馈自动驾驶***的执行过程及状态；然后返回执行步骤1）；
步骤8）结束。
与现有技术相比，本发明自动驾驶时，空气悬架***的自适应功能开启，导航路径已规划，路面情况及距离由高精度地图及定位单元输出给自动驾驶主***，自动驾驶主***根据不同的路面情况，执行不同的自适应空气悬架的调节策略，并通过人机交互***将空气悬架调节过程及状态反馈给驾驶员。本发明基于当前主流自动驾驶技术方案，在不改变整车硬件架构，不增加成本的基础上，随着空气悬架技术的不断成熟及普遍，将其应用于自动驾驶领域，最大化利用车辆硬件***，不断扩展功能提高车辆溢价能力。本发明通过高精度地图及定位技术，根据不同路边情况执行不同自适应空气悬架的调节策略，既拓展了自动驾驶功能运行场景，也提高了驾驶的舒适性。本发明工作原理简单，可行有效，充分利用现有自动驾驶技术方案及硬件架构，超视距信息辅助车辆悬架调节，不断提升自动驾驶的鲁棒性和舒适性。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种自适应悬架控制方法，其特征在于，通过高精度地图及定位装置获取车辆实时位置及前方路面信息，当车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，自动升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；当车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，自动降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度。
2.一种实现如权利要求1所述的自适应悬架控制方法的自动驾驶***，其特征在于，包括自动驾驶主***、空气悬架***、网关、高精度地图及定位单元和基础地图单元；
所述高精度地图及定位单元与所述自动驾驶主***通信连接，用于获取车辆实时位置及前方路面信息，并传输给所述自动驾驶主***；
所述基础地图单元通过网关与所述自动驾驶主***进行数据交互，用于设置目的地，并规划导航路径输入到所述自动驾驶主***；
所述自动驾驶主***根据输入的所述高精度地图及定位单元和所述基础地图单元信息输出相应的控制信号到所述空气悬架***；
所述空气悬架***通过所述网关与所述自动驾驶主***进行数据交互，用于根据所述自动驾驶主***的控制信号对空气悬架进行调节。
3.根据权利要求2所述的自动驾驶***，其特征在于，自动驾驶***还包括人机交互***，所述人机交互***通过所述网关与所述自动驾驶主***进行数据交互，用于对自动驾驶***的工作过程和结果状态进行显示，并通过文字、图片或动画的方式提示用户。
4.一种自动驾驶***的工作方法，其特征在于，采用如权利要求2所述的自动驾驶***，所述高精度地图及定位单元获取车辆实时位置及前方路面信息并输入给所述自动驾驶主***；
当车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，所述空气悬架***升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；
当车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，所述空气悬架***降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度。
5.根据权利要求4所述的自动驾驶***的工作方法，其特征在于，第一设定距离S 1和第二设定距离S 2的计算方法为：
S 1 = V t ×t 0；
S 2 =V t ×t 0；
式中：V t 为车辆行进的速度；t 0为空气悬架的调整响应时间。
6.根据权利要求4所述的自动驾驶***的工作方法，其特征在于，当车辆行驶在标准路面时，自动驾驶***的工作方法包括以下步骤：
步骤1）自动驾驶***工作是否正常，若是则执行步骤2），若否则执行步骤8）；
步骤2）所述空气悬架***中空气悬架的自适应功能是否开启，若是则执行步骤3），若否则执行步骤8）；
步骤3）所述基础地图单元是否已规划导航路径并输入到所述自动驾驶主***，若是则执行步骤4），若否则执行步骤8）；
步骤4）所述高精度地图及定位单元实时获取车辆位置及前方路面信息并输入给所述自动驾驶主***，所述自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内是否存在异常路面，当所述自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，执行步骤5）；
步骤5）所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，使得所述空气悬架***对空气悬架进行调节，升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；
步骤6）所述自动驾驶主***判断车辆是否从异常路面行驶到标准路面第二设定距离，当所述自动驾驶主***判断车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，执行步骤7）；
步骤7）所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，使得所述空气悬架***对空气悬架进行调节，降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度，然后返回执行步骤1）；
步骤8）结束。
7.根据权利要求4所述的自动驾驶***的工作方法，其特征在于，当车辆行驶在异常路面时，自动驾驶***的工作方法包括以下步骤：
步骤1）自动驾驶***工作是否正常，若是则执行步骤2），若否则执行步骤8）；
步骤2）所述空气悬架***中空气悬架的自适应功能是否开启，若是则执行步骤3），若否则执行步骤8）；
步骤3）所述基础地图单元是否已规划导航路径并输入到所述自动驾驶主***，若是则执行步骤4），若否则执行步骤8）；
步骤4）所述高精度地图及定位单元实时获取车辆位置及前方路面信息并输入给所述自动驾驶主***，所述自动驾驶主***判断车辆是否从异常路面行驶到标准路面第二设定距离，当所述自动驾驶主***判断车辆从异常路面行驶到标准路面第二设定距离后，执行步骤5）；
步骤5）所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，使得所述空气悬架***对空气悬架进行调节，降低空气悬架的高度且提高空气悬架的刚度；
步骤6）所述自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内是否存在异常路面，当所述自动驾驶主***判断车辆行驶前方第一设定距离内存在异常路面时，执行步骤7）；
步骤7）所述自动驾驶主***向所述空气悬架***发出控制信号，使得所述空气悬架***对空气悬架进行调节，升高空气悬架的高度且提高空气悬架的柔度；然后返回执行步骤1）；
步骤8）结束。
8.根据权利要求6或7所述的自动驾驶***的工作方法，其特征在于，自动驾驶***还包括人机交互***，所述人机交互***通过所述网关与所述自动驾驶主***进行数据交互，用于对自动驾驶***的工作过程和结果状态进行显示，并通过文字、图片或动画的方式提示用户。
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