CN115771502A - 用于爆胎车辆控制的方法、装置、车辆和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及爆胎车辆控制技术，具体地涉及一种用于爆胎车辆控制的方法、车辆控制装置、车辆和计算机可读存储介质。该方法包括：A、接收车辆状态信息，车辆状态信息包括实时胎压和车速；B、在胎压和车速满足特定条件的情况下，基于由车载智能驾驶模块生成的轨迹规划信息以及由驾驶员输入的转向盘输入转角判断是否出现驾驶员误操作；以及C、若判定出现驾驶员误操作，则基于用于将车辆制动减速至安全速度的纵向控制策略生成第一指令以输出至纵向执行器并且基于用于维持车辆的横向稳定性的横向控制策略生成第二指令以输出至横向执行器，以代替驾驶员对车辆进行接管控制。

Description

用于爆胎车辆控制的方法、装置、车辆和存储介质

技术领域

本发明涉及爆胎车辆控制技术，具体地涉及一种用于爆胎车辆控制的方法、车辆控制装置、车辆和计算机可读存储介质。

背景技术

汽车高速行驶时发生爆胎的时刻具有很高的不确定性，如若驾驶员操作不及时或过激都可能导致车辆失控甚至侧翻，这会严重威胁车内和其他车辆中人员的生命财产安全。

目前，一些现有技术基于测试数据对某些品牌的轮胎爆胎后的动力学模型进行建模，且对不同工况下爆胎后的车辆运动学响应进行仿真分析，仿真结果显示直线行驶前轮爆胎会导致严重的偏航，曲线行驶时后轮爆胎会导致车辆甩尾失控，且驾驶员的激烈操作会带来更大的风险。在爆胎后的车辆稳定性控制方面，一些现有技术应用电子车身稳定控制（ESC）模型，在车辆爆胎后以差动制动方式利用车轮制动力来调整车辆所受的横摆合力矩，避免方向失控，该技术虽然能实现减速效果，但是无法限制车辆的运动轨迹不超出原行驶车道，仍会有突然换道撞到其他车辆或行人的可能性，因此仍存在很大的交通安全隐患。

发明内容

为了解决或至少缓解以上问题中的一个或多个，本发明提出了一种用于爆胎车辆控制的方法、车辆控制装置、车辆和计算机可读存储介质，其能够在车辆爆胎后尽快降低车速并维持车辆方向稳定，同时避免驾驶员的误操作可能导致的潜在风险。

按照本发明的第一方面，提供了一种用于爆胎车辆控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、接收车辆状态信息，所述车辆状态信息包括实时胎压和车速；B、在所述胎压和所述车速满足特定条件的情况下，基于由车载智能驾驶模块生成的轨迹规划信息以及由驾驶员输入的转向盘输入转角判断是否出现驾驶员误操作；以及C、若判定出现驾驶员误操作，则基于用于将所述车辆制动减速至安全速度的纵向控制策略生成第一指令以输出至纵向执行器并且基于用于维持所述车辆的横向稳定性的横向控制策略生成第二指令以输出至横向执行器，以代替驾驶员对所述车辆进行接管控制。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的方法中，所述纵向执行器为车辆底盘制动***的制动器，所述横向执行器为电子助力转向电机或线控转向电机。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的方法中，在步骤B中，所述胎压和所述车速满足特定条件包括：所述胎压在第一时段期间的减小量大于或等于第一阈值；以及所述车速大于或等于第二阈值。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的方法中，步骤B包括在所述胎压和所述车速满足特定条件的情况下执行以下操作：B1、基于所述轨迹规划信息确定使所述车辆按规划轨迹行驶时的理想转向盘转角；B2、确定所述理想转向盘转角与所述转向盘输入转角之间的差值；以及B3、如果所述差值的绝对值大于第三阈值，则判定出现驾驶员误操作。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的方法中，步骤C包括在判定出现驾驶员误操作的情况下执行以下操作：C1、若在第二时段期间车辆侧向加速度的均值大于第四阈值并且横摆角速度的均值大于第五阈值，则判定所述车辆处于转向状态并根据转向横向控制策略和转向纵向控制策略对所述车辆进行接管控制；以及C2、若在第二时段期间所述侧向加速度的均值小于或等于所述第四阈值、并且所述横摆角速度的均值小于或等于第五阈值，则判定所述车辆处于直行状态并根据直行横向控制策略和直行纵向控制策略对所述车辆进行接管控制。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的方法中，在步骤C1中，根据所述转向横向控制策略对所述车辆进行接管控制包括：确定使所述车辆进行匀减速曲线运动的理想横摆角速度的时域函数；确定所述车辆所处的车道中心线的数学解析式；将所述时域函数和所述数学解析式带入单点预瞄驾驶员模型以获取预瞄点与所述车道中心线的预瞄偏差；以及将所述预瞄偏差作为反馈量输入闭环控制器，以使得所述预瞄偏差为零并将所述预瞄偏差下的目标转向盘转角作为所述第二指令输出至所述横向执行器。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的方法中，在步骤C1中，根据所述转向纵向控制策略对所述车辆进行接管控制包括：基于由胎压传感器采集的所述胎压确定爆胎车胎的位置信息；若车辆转向方向的外侧前轮爆胎，则向内侧前轮施加其临界制动压力的第一比例，向外侧后轮施加其临界制动压力，并根据所述外侧后轮与内侧后轮的垂向轮荷比确定所述内侧后轮的制动压力；若车辆转向方向的所述内侧前轮爆胎，则向所述外侧前轮施加其临界制动压力的第二比例，并向所述外侧后轮和所述内侧后轮施加所述外侧后轮的临界制动压力和所述内侧后轮的临界制动压力中的最小值；若车辆转向方向的所述外侧后轮爆胎，则向所述内侧前轮施加其临界制动压力的第三比例，根据所述内侧前轮与所述外侧前轮的垂向轮荷比确定所述外侧前轮的制动压力，并向所述内侧后轮施加其临界制动压力；若车辆转向方向的所述内侧后轮爆胎，则向所述外侧后轮施加其临界制动压力，并向所述外侧前轮和所述内侧前轮施加所述外侧前轮的临界制动压力和所述内侧前轮的临界制动压力中的最小值；其中，若施加到相应车轮上的制动压力超过其临界制动压力，则所述相应车轮进入抱死状态。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的方法中，在步骤C2中，根据所述直行横向控制策略对所述车辆进行接管控制包括：基于所述车速、车辆质心偏离车道中心线的横向位移、质心侧偏角和横摆角，利用单点预瞄驾驶员模型计算将车辆保持在车道中心线的第一转向盘转角；对所述横摆角速度与预设横摆角速度的偏差进行闭环控制，以获得第二转向盘转角；计算所述第一转向盘转角和所述第二转向盘转角之和作为目标转向盘转角；以及将所述目标转向盘转角作为所述第二指令输出至所述横向执行器。

作为以上方案的替代或补充，在根据本发明一实施例的方法中，在步骤C2中，根据所述直行纵向控制策略对所述车辆进行接管控制包括：基于由胎压传感器采集的所述胎压确定爆胎车胎的位置信息；若两后轮之一爆胎，则向未爆胎的后轮施加其临界制动压力，向与爆胎后轮同侧的前轮施加其临界制动压力，并根据两前轮的垂向轮荷比确定与未爆胎后轮同侧的前轮的制动压力；若两前轮之一爆胎，则向未爆胎前轮施加其临界制动压力，向与爆胎前轮同侧的后轮施加其临界制动压力，并根据两后轮的垂向轮荷比确定与未爆胎前轮同侧的后轮的制动压力；其中，若施加到相应车轮上的制动压力超过其临界制动压力，则所述相应车轮进入抱死状态。

作为以上方案的替代或补充，根据本发明一实施例的方法还包括：D、当所述车速小于或等于所述安全速度，退出所述接管控制。

按照本发明的第二方面，提供了一种车辆控制装置，包含：存储器；处理器；以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，所述计算机程序的运行使得根据本发明的第一方面的任一实施例所述的方法被执行。

按照本发明的第三方面，提供了一种车辆，所述车辆包括：用于采集的车辆状态信息的车载传感器；以及根据本发明的第二方面的任一实施例所述的车辆控制装置。

按照本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可由处理器执行的程序指令，所述程序指令在由所述处理器执行时，执行根据本发明的第一方面的任一实施例所述的方法。

本发明提出的用于爆胎车辆控制的方案通过在判定出现驾驶员误操作的情况下对车辆进行接管控制，从而避免了驾驶员在应对爆胎时的过激操作导致的潜在风险。此外，本发明提出的用于爆胎车辆控制的方案利用纵向控制策略将爆胎车辆快速制动减速至安全速度并利用横向控制策略维持爆胎车辆的横向稳定性，从而确保爆胎车辆的运动方向稳定且能尽快停车，防止了车辆方向失控、突然换道撞向其他车辆或障碍物，大幅降低了意外爆胎对人员造成的生命财产威胁。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于爆胎车辆控制的方法10的示意性流程图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的用于爆胎车辆控制的方法20的示意性流程图；

图3示出了车辆直线行驶时右前轮爆胎工况下质心运动轨迹的仿真结果；

图4示出了车辆直线行驶时右前轮爆胎工况下横摆角速度的仿真结果；以及

图5示出了车辆直线行驶时右前轮爆胎工况下车速的仿真结果。

具体实施方式

在本说明书中，参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。

需要说明的是，本文中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述对象在时间、空间、大小等方面的顺序。此外，除非另外特别指明，本文中的术语“包括”、“具备”以及类似表述意在表示不排他的包含。

本文中的术语“车辆”或者其它类似的术语包括一般的机动车辆，例如乘用车（包括运动型多用途车、公共汽车、卡车等）、各种商用车等等，并包括混合动力汽车、电动车、插电式混动电动车等。混动动力汽车是一种具有两个或更多个功率源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的各示例性实施例。

现在参考图1，图1为根据本发明的一个实施例的用于爆胎车辆控制的方法10的示意性流程图。如图1所示，方法10包括以下步骤。

在步骤S110中，接收车辆状态信息。示例性地，车辆状态信息可以包括车胎胎压、车速、由驾驶员输入的转向盘输入转角、侧向加速度、横摆角速度、车辆所处的车道线信息等中的一项或多项。车辆状态信息可以来自于车辆中的各车载传感器（例如，胎压传感器、惯性测量单元IMU、毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头）、车辆中的控制器（例如，电子控制单元ECU）、或云服务器等。

在步骤S120中，在胎压和车速满足特定条件的情况下，基于由车载智能驾驶模块生成的轨迹规划信息以及由驾驶员输入的转向盘输入转角判断是否出现驾驶员误操作。

示例性地，根据由胎压传感器采集的胎压变化量来判断爆胎与否。在一个示例中，如果胎压出现剧烈或缓慢下降，例如，若胎压在第一时段期间的减小量大于或等于第一阈值，则判定相应的车胎出现爆胎。在另一个示例中，如果某一时刻的胎压过低，例如，胎压小于或等于安全胎压，也可将其视为已发生爆胎。进一步地，若根据胎压判定车辆发生爆胎，则继续判断爆胎车辆是否处于高速行驶状态，例如，判断由速度传感器采集的车速是否大于或等于第二阈值。可以理解的是，当爆胎车辆处于高速行驶状态时，若出现驾驶员误操作则会引起更大的安全风险，因此需要进一步监控是否出现驾驶员误操作。由于高速行驶状态的车辆在爆胎后车头通常向某一方向偏斜，导致车辆失去控制，此时典型的驾驶员误操作表现为大角度打方向盘。可以理解的是，即使是正常车辆在高速下猛打方向盘也会发生甩尾、滑移或侧翻现象，更不用说爆胎的车辆了。因此，可以根据爆胎后的驾驶员转向盘输入转角判断是否出现爆胎后的驾驶员误操作。

可选地，在步骤S120中，在胎压和车速满足特定条件的情况下执行以下操作：基于轨迹规划信息确定使车辆按规划轨迹行驶时的理想转向盘转角；确定理想转向盘转角与转向盘输入转角之间的差值；以及如果差值的绝对值大于第三阈值，则判定出现驾驶员误操作。

示例性地，若判定爆胎车辆处于高速行驶状态，则从车载智能驾驶模块（例如，高级驾驶辅助***（ADAS））接收其根据爆胎工况生成的轨迹规划信息，并据此轨迹规划信息计算出使爆胎车辆按规划轨迹行驶时的理想转向盘转角

。接下来，基于理想转向盘转角

与由驾驶员输入的转向盘输入转角

之间的大小关系确定是否出现驾驶员误操作。可以理解的是，若出现驾驶员在爆胎后大角度打方向盘的情况，此时保证车辆按照安全轨迹行驶的理想转向盘转角

与实际的转向盘输入转角

的差值将突然变大。如果驾驶员的转向盘输入转角

与理想转向盘转角

差值超过了事先设定的第三阈值

，即

，则判定为驾驶员误操作并进一步由控制器代替驾驶员对车辆进行接管控制。

在步骤S130中，若判定出现驾驶员误操作，则基于用于将车辆制动减速至安全速度的纵向控制策略生成第一指令以输出至纵向执行器并且基于用于维持车辆的横向稳定性的横向控制策略生成第二指令以输出至横向执行器，以代替驾驶员对车辆进行接管控制。

如背景技术部分所述，一些现有技术在车辆爆胎后以差动制动方式利用车轮制动力来调整车辆所受的横摆合力矩，避免方向失控，该技术虽然能实现减速效果，但是无法限制车辆的运动轨迹不超出原行驶车道。本发明创造性地提出了在应用使高速行驶的车辆在发生意外爆胎后能够尽快停车的纵向控制策略的同时，应用横向控制策略以限制车辆的运动轨迹不超出原行驶车道线，从而保持爆胎后行驶方向的稳定性，避免突然换道撞到其他车辆或行人的可能性。

可选地，步骤S130中的纵向执行器为车辆底盘制动***的制动器，横向执行器为电子助力转向电机或线控转向电机。利用近年来才被广泛使用的电子助力转向电机作为执行器能够达到更好的车辆运动轨迹控制效果，应用线控转向技术还可以实现主动转向，进一步提高了转向效率和稳定性，从而避免了爆胎后驾驶员的激烈误操作带来的潜在危害。

可选地，根据本发明的一个或多个实施例的方法10对高速直线行驶和高速转向行驶的车辆应用不同的控制策略，也即，对高速直线行驶的车辆应用直行横向控制策略和直行纵向控制策略，对高速转向行驶的车辆应用转向横向控制策略和转向纵向控制策略。

可选地，可以基于由车载惯性测量单元IMU采集的车辆侧向加速度和横摆角速度判断车辆处于直行状态或转向状态。示例性地，若在第二时段期间车辆侧向加速度的均值大于第四阈值并且横摆角速度的均值大于第五阈值，则判定车辆处于转向状态并根据转向横向控制策略和转向纵向控制策略对车辆进行接管控制；以及若在第二时段期间侧向加速度的均值小于或等于第四阈值、并且横摆角速度的均值小于或等于第五阈值，则判定车辆处于直行状态并根据直行横向控制策略和直行纵向控制策略对车辆进行接管控制。下面将分别介绍根据本发明的一个或多个实施例的转向横向控制策略、转向纵向控制策略、直行横向控制策略和直行纵向控制策略。

可选地，在步骤S130中，若判定车辆正高速转向行驶，则根据以下转向横向控制策略对车辆进行接管控制：确定使车辆进行匀减速曲线运动的理想横摆角速度的时域函数；确定车辆所处的车道中心线的数学解析式；将时域函数和数学解析式带入单点预瞄驾驶员模型以获取预瞄点与车道中心线的预瞄偏差；以及将预瞄偏差作为反馈量输入闭环控制器，以使得预瞄偏差为零并将预瞄偏差下的目标转向盘转角作为第二指令输出至横向执行器。

如上所述，根据本发明的一个或多个实施例的横向控制策略（即，转向横向控制策略和直行横向控制策略）旨在把爆胎后的车辆控制在其爆胎前所处的车道内部，以防止爆胎后车辆方向失控，突然换道撞向其他车辆或障碍物。首先，当转向行驶意外爆胎后，希望车辆能在当前车道内稳定地减速行驶。假设弯道的转向半径恒定，则理想横摆角速度是随时间递减的函数。可将此函数作为理想横摆角速度的目标值，此时能保证车辆处于匀减速曲线运动。其次，可以基于现有的计算机视觉技术确定计算车辆所处的三维车道中心线的数学解析式。该解析式可以作为理想运动轨迹，将其带入单点预瞄驾驶员模型后即可计算预瞄点到该轨迹的预瞄偏差。综上所述，利用理想横摆角速度的时域函数和车道中心线的数学解析式这两个条件即可进行车道线中心偏移闭环控制，也即，将预瞄偏差作为反馈量输入闭环控制器，经过调参将预瞄偏差调整零并将预瞄偏差下的目标转向盘转角作为第二指令输出至横向执行器（例如，电子助力转向电机或线控转向电机），以确保转向时将车辆保持在车道中心线内。

可选地，在步骤S130中，若判定车辆正高速转向行驶，则根据以下转向纵向控制策略对车辆进行接管控制：基于由所述车载传感器采集的胎压确定爆胎车胎的位置信息；若车辆转向方向的外侧前轮爆胎，则向内侧前轮施加其临界制动压力的第一比例（例如，内侧前轮的临界制动压力的80%），向外侧后轮施加其临界制动压力，并根据外侧后轮与内侧后轮的垂向轮荷比确定内侧后轮的制动压力；若车辆转向方向的内侧前轮爆胎，则向外侧前轮施加其临界制动压力的第二比例（例如，外侧前轮的临界制动压力的70%），并向外侧后轮和内侧后轮施加外侧后轮的临界制动压力和内侧后轮的临界制动压力中的最小值；若车辆转向方向的外侧后轮爆胎，则向内侧前轮施加其临界制动压力的第三比例（例如，内侧前轮的临界制动压力的70%），根据内侧前轮与外侧前轮的垂向轮荷比确定外侧前轮的制动压力，并向内侧后轮施加其临界制动压力；若车辆转向方向的内侧后轮爆胎，则向外侧后轮施加其临界制动压力，并向外侧前轮和内侧前轮施加外侧前轮的临界制动压力和内侧前轮的临界制动压力中的最小值。

这里需要说明的是，本文中提及的第一比例、第二比例、第三比例为大于0且小于100%的相同值或不同值。优选的，第一比例、第二比例、第三比例为大于0且小于或等于80%的相同值或不同值。

还需要说明的是，本文中提及的临界制动压力无限接近车轮在当前时刻达到抱死状态的最大制动压力，也即，若施加到相应车轮上的制动压力超过其临界制动压力，则相应车轮进入抱死状态。临界制动压力是制动器所施加的制动压力，由车辆控制器或制动防抱死***（ABS）基于路面附着系数和相应车轮的垂向轮荷计算得出。

在一个示例中，若车辆正向右转向并且转向方向的外侧前轮（也即，左前轮）爆胎，根据上述转向纵向控制策略，向内侧前轮（也即，右前轮）施加其临界制动压力

的80%，向外侧后轮（也即，左后轮）施加其临界制动压力

，并根据外侧后轮与内侧后轮（也即，右后轮）的垂向轮荷比确定内侧后轮的制动压力。在该示例中，若外侧后轮的垂向轮荷为

，内侧后轮的垂向轮荷为

，则内侧后轮的制动压力为

。同理，在车辆转向方向的外侧后轮爆胎的情况下，可以按类似的方式根据前轴两轮的垂向轮荷比确定外侧前轮的制动压力。

可选地，在步骤S130中，若判定车辆正高速直行，则根据以下直行横向控制策略对车辆进行接管控制：基于车速、车辆质心偏离车道中心线的横向位移、质心侧偏角和横摆角，利用单点预瞄驾驶员模型计算将车辆保持在车道中心线的第一转向盘转角；对横摆角速度与预设横摆角速度的偏差进行闭环控制，以获得第二转向盘转角；计算第一转向盘转角和第二转向盘转角之和作为目标转向盘转角；以及将目标转向盘转角作为第二指令输出至横向执行器。

为了将爆胎后的车辆控制在其爆胎时所在的车道内部，接收由车载智能驾驶生成的车辆质心偏离车道中心线的横向位移，还可以获取由惯导采集的质心侧偏角和横摆角以及由车速传感器采集的车速信息，基于以上信息利用单点预瞄驾驶员模型计算爆胎后将车辆控制在车道内部所需的第一转向盘转角

。此外，为了兼顾到舒适性，引入横摆角速度闭环控制，也即，将惯导采集到的横摆角速度与预设横摆角速度相比较并形成偏差后，输入闭环控制器（例如，PID控制器），基于滞后-超前校正调整控制效果，以获得减小横摆角速度所需的第二转向盘转角

，从而避免过大的横摆角速度引起的驾驶员慌张与不适。最后，将第一转向盘转角和第二转向盘转角相加后得到目标转向盘转角

，作为控制指令输出至横向执行器（例如，电子助力转向电机或线控转向电机）。

可选地，在步骤S130中，若判定车辆正高速直行，则根据以下直行纵向控制策略对车辆进行接管控制：基于由车载传感器采集的所述胎压确定爆胎车胎的位置信息；若两后轮之一爆胎，则向未爆胎的后轮施加其临界制动压力，向与爆胎后轮同侧的前轮施加其临界制动压力，并根据两前轮的垂向轮荷比确定与未爆胎后轮同侧的前轮的制动压力；若两前轮之一爆胎，则向未爆胎前轮施加其临界制动压力，向与爆胎前轮同侧的后轮施加其临界制动压力，并根据两后轮的垂向轮荷比确定与未爆胎前轮同侧的后轮的制动压力。

在直线行驶时，轮胎爆胎后，该车轮由于缺少气压支撑将处于悬空的状态，无法提供垂向力。此时该车轮所在的车轮对角线的载荷之和会显著下降。由于车辆的总质量不变，则此时另一条对角线的载荷之和会增大。就像有四根支撑的桌子突然有一根支撑断裂，桌子会以该断裂支撑旁边的两根支撑接地点的连线为旋转轴线倾覆。根据本发明的一个或多个实施例的直行纵向控制策略根据同轴两轮的垂向轮荷比对车轮施加相应制动压力，以在保证制动效能的同时防止车轮抱死。根据轮胎特性，垂向轮荷更高的车轮可以产生更高的纵向附着力，因此可以充分利用爆胎后垂向轮荷变大的车轮来产生足够的制动力，以帮助车辆更快减速。另一方面，对于垂向轮荷减小的车轮，应该适当减小制动压力，以防止车轮抱死，避免丧失转向能力或甩尾。对于爆胎的车轮，不对其施加制动压力，避免轮胎从轮辋脱下，造成安全隐患。

在一个示例中，若车辆直线行驶时右前轮爆胎，则左前-右后车轮对角线的轮荷在爆胎后会有所提高，因此对右后轮施加其临界制动压力

，左后轮按照其和右后轮的垂向载荷之比

施加制动压力

。同理，在车辆直行爆胎的其他工况下，可以按类似的方式根据同轴两轮的垂向轮荷比确定制动压力。

可选地，为了避免爆胎后驾驶员指令突变为控制器指令，而这种过激的变化可能带来潜在的安全隐患，在步骤S130中，可以在短时间内逐步建立制动压力以及方向盘转角，即逐步接管车辆。此外，考虑到实际应用中机械***具有一定惯性，如果方向盘转角变化过快，会给转向***带来过大的动载荷和惯性力，从而可能损坏机械结构，因此可以对转向盘转角控制指令增加限幅控制和限斜率控制。

可选地，方法10还包括步骤S140：若在步骤S120中判定未出现驾驶员误操作，则基于用于将车辆制动减速至安全速度的纵向控制策略生成第一指令以输出至纵向执行器。当高速行驶的车辆爆胎后，若未出现驾驶员误操作，则可以继续由驾驶员对车辆进行横向控制，也即，基于由驾驶员输入的转向盘输入转角对车辆进行控制。然而，由于常规制动器控制策略在爆胎后不能提供高效的制动效果，还会引入额外的整车横摆力矩，加剧车辆偏航，因此只要出现高速爆胎情况，则立即启用根据本发明的纵向控制策略（例如，转向纵向控制策略、直行纵向控制策略）。

可选地，方法10还包括步骤S150：当车速小于或等于安全速度，退出接管控制。考虑到实际的行车道路条件，为避免爆胎后的车辆影响公路资源，因此令驾驶员能够在车速降低到安全速度之后及时恢复对车辆的控制，便于驾驶员将爆胎的车辆移到路边。由于此时车速很低，因此已经能够实现大幅降低碰撞危害的目的。

根据一个或多个实施例的方法10通过在判定出现驾驶员误操作的情况下对车辆进行接管控制，从而避免了驾驶员在应对爆胎时的过激操作导致的潜在风险。此外，根据一个或多个实施例的方法10利用纵向控制策略将爆胎车辆快速制动减速至安全速度并利用横向控制策略维持爆胎车辆的横向稳定性，从而确保爆胎车辆的运动方向稳定且能尽快停车，防止了车辆方向失控、突然换道撞向其他车辆或障碍物，大幅降低了意外爆胎对人员造成的生命财产威胁。

继续参考图2，图2为根据本发明的一个实施例的用于爆胎车辆控制的方法20的示意性流程图。如图2所示，方法20包括以下步骤。

在步骤S201中，基于胎压信息判断车辆是否出现爆胎。示例性地，若胎压在第一时段期间的减小量大于或等于第一阈值，则判定相应的车胎出现爆胎。若判定出现爆胎，则继续步骤S203；否则，继续监测胎压。

在步骤S203中，基于车速信息判断车辆是否正高速行驶。示例性地，判断由速度传感器采集的车速是否大于或等于第二阈值。若判定车辆正在高速行驶，则继续步骤S205；否则，返回至步骤S201。

在步骤S205中，判断是否出现驾驶员误操作并判断车辆处于直行状态或转向状态。有驾驶员误操作的判断流程可以参考上文中关于步骤S120的描述，此处不再赘述。有关车辆行驶状态的判断流程可以参考上文中关于步骤S130的描述，此处不再赘述。

若在步骤S205中判定出现驾驶员误操作并判断车辆处于直行状态，则继续步骤S207。在步骤S207中，基于用于将车辆制动减速至安全速度的直行纵向控制策略生成第一指令以输出至纵向执行器并且基于用于维持车辆的横向稳定性的直行横向控制策略生成第二指令以输出至横向执行器，以代替驾驶员对车辆进行接管控制。

若在步骤S205中判定出现驾驶员误操作并判断车辆处于转向状态，则继续步骤S209。在步骤S209中，基于用于将车辆制动减速至安全速度的转向纵向控制策略生成第一指令以输出至纵向执行器并且基于用于维持车辆的横向稳定性的转向横向控制策略生成第二指令以输出至横向执行器，以代替驾驶员对车辆进行接管控制。

若在步骤S205中判定未出现驾驶员误操作并判断车辆处于直行状态，则继续步骤S211。在步骤S211中，基于用于将车辆制动减速至安全速度的直行纵向控制策略生成第一指令以输出至纵向执行器。

若在步骤S205中判定未出现驾驶员误操作并判断车辆处于转向状态，则继续步骤S213。在步骤S213中，基于用于将车辆制动减速至安全速度的转向纵向控制策略生成第一指令以输出至纵向执行器。

有关直行纵向控制策略、直行横向控制策略、转向纵向控制策略、转向横向控制策略的具体实施方式可以参考上文中关于步骤S130的描述，此处不再赘述。

图3-5示出了车辆直线行驶时右前轮爆胎工况的仿真结果。图3-5示出的仿真结果均列出了以下条件下的车辆控制效果：爆胎后施加方法10或方法20；未爆胎；爆胎后无操作；爆胎后驾驶员盲目操作。驾驶员盲目操作的含义是指不应用本发明提出的制动策略，只采用常规制动器紧急制动时的最大压力作为输入，并且爆胎车轮的制动压力为零，并且在发生爆胎后立刻将转向盘回正。

从图3可以看出，运用本发明提出的控制方法10或20的车辆在爆胎后，可以将质心偏离原轨迹的最大横向距离控制在0.015m之内，这可以防止车辆爆胎后严重偏离原直线轨迹，撞向护栏或其他车辆。从图4可以看出，本发明的控制方法10或20大幅降低了爆胎后横摆角速度的波动幅度，提高了乘员的舒适性。从图5可以看出，本发明的纵向控制方法10或20可以有效地将爆胎车辆快速制动减速到安全车速。

按照本发明的第二方面，提供了一种车辆控制装置，包含：存储器；处理器；以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该计算机程序的运行使得如图1所示的方法10或图2所示的方法20被执行。

按照本发明的第三方面，提供了一种车辆，车辆包括：用于采集的车辆状态信息的车载传感器；以及根据本发明的第二方面的任一实施例的车辆控制装置。

按照本发明的第四方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如图1所示的方法10或图2所示的方法20。该计算机可读存储介质可以包括随机存取存储器（RAM）（诸如同步动态随机存取存储器（SDRAM））、只读存储器（ROM）、非易失性随机存取存储器（NVRAM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪存、其他已知的存储介质等。

应当理解的是，本发明附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或者在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或者在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

还应当理解的是，在一些备选实施例中，前述方法中所包括的功能/步骤可以不按流程图所示的次序来发生。例如，依次示出的两个功能/步骤可以基本同时执行或甚至逆序执行。这具体取决于所涉及的功能/步骤。

另外，本领域技术人员容易理解，本发明的上述一个或多个实施例提供的用于提供辅助驾驶信息的方法可通过计算机程序来实现。例如，当存有该计算机程序的计算机存储介质（例如U盘）与计算机相连时，运行该计算机程序即可执行本发明的一个或多个实施例的方法。

以上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。

Claims (13)

1.一种用于爆胎车辆控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、接收车辆状态信息，所述车辆状态信息包括实时胎压和车速；

B、在所述胎压和所述车速满足特定条件的情况下，基于由车载智能驾驶模块生成的轨迹规划信息以及由驾驶员输入的转向盘输入转角判断是否出现驾驶员误操作；以及

C、若判定出现驾驶员误操作，则基于用于将所述车辆制动减速至安全速度的纵向控制策略生成第一指令以输出至纵向执行器并且基于用于维持所述车辆的横向稳定性的横向控制策略生成第二指令以输出至横向执行器，以代替驾驶员对所述车辆进行接管控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纵向执行器为车辆底盘制动***的制动器，所述横向执行器为电子助力转向电机或线控转向电机。

3. 根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤B中，所述胎压和所述车速满足特定条件包括：

所述胎压在第一时段期间的减小量大于或等于第一阈值；以及

所述车速大于或等于第二阈值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤B包括在所述胎压和所述车速满足特定条件的情况下执行以下操作：

B1、基于所述轨迹规划信息确定使所述车辆按规划轨迹行驶时的理想转向盘转角；

B2、确定所述理想转向盘转角与所述转向盘输入转角之间的差值；以及

B3、如果所述差值的绝对值大于第三阈值，则判定出现驾驶员误操作。

5. 根据权利要求1所述的方法，其中，步骤C包括在判定出现驾驶员误操作的情况下执行以下操作：

C1、若在第二时段期间车辆侧向加速度的均值大于第四阈值并且横摆角速度的均值大于第五阈值，则判定所述车辆处于转向状态并根据转向横向控制策略和转向纵向控制策略对所述车辆进行接管控制；以及

C2、若在第二时段期间所述侧向加速度的均值小于或等于所述第四阈值、并且所述横摆角速度的均值小于或等于第五阈值，则判定所述车辆处于直行状态并根据直行横向控制策略和直行纵向控制策略对所述车辆进行接管控制。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤C1中，根据所述转向横向控制策略对所述车辆进行接管控制包括：

确定使所述车辆进行匀减速曲线运动的理想横摆角速度的时域函数；

确定所述车辆所处的车道中心线的数学解析式；

将所述时域函数和所述数学解析式带入单点预瞄驾驶员模型以获取预瞄点与所述车道中心线的预瞄偏差；以及

将所述预瞄偏差作为反馈量输入闭环控制器，以使得所述预瞄偏差为零并将所述预瞄偏差下的目标转向盘转角作为所述第二指令输出至所述横向执行器。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤C1中，根据所述转向纵向控制策略对所述车辆进行接管控制包括：

基于由胎压传感器采集的所述胎压确定爆胎车胎的位置信息；

若车辆转向方向的外侧前轮爆胎，则向内侧前轮施加其临界制动压力的第一比例，向外侧后轮施加其临界制动压力，并根据所述外侧后轮与内侧后轮的垂向轮荷比确定所述内侧后轮的制动压力；

若车辆转向方向的所述内侧前轮爆胎，则向所述外侧前轮施加其临界制动压力的第二比例，并向所述外侧后轮和所述内侧后轮施加所述外侧后轮的临界制动压力和所述内侧后轮的临界制动压力中的最小值；

若车辆转向方向的所述外侧后轮爆胎，则向所述内侧前轮施加其临界制动压力的第三比例，根据所述内侧前轮与所述外侧前轮的垂向轮荷比确定所述外侧前轮的制动压力，并向所述内侧后轮施加其临界制动压力；

若车辆转向方向的所述内侧后轮爆胎，则向所述外侧后轮施加其临界制动压力，并向所述外侧前轮和所述内侧前轮施加所述外侧前轮的临界制动压力和所述内侧前轮的临界制动压力中的最小值；

其中，若施加到相应车轮上的制动压力超过其临界制动压力，则所述相应车轮进入抱死状态。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤C2中，根据所述直行横向控制策略对所述车辆进行接管控制包括：

基于所述车速、车辆质心偏离车道中心线的横向位移、质心侧偏角和横摆角，利用单点预瞄驾驶员模型计算将车辆保持在车道中心线的第一转向盘转角；

对所述横摆角速度与预设横摆角速度的偏差进行闭环控制，以获得第二转向盘转角；

计算所述第一转向盘转角和所述第二转向盘转角之和作为目标转向盘转角；以及

将所述目标转向盘转角作为所述第二指令输出至所述横向执行器。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤C2中，根据所述直行纵向控制策略对所述车辆进行接管控制包括：

基于由胎压传感器采集的所述胎压确定爆胎车胎的位置信息；

若两后轮之一爆胎，则向未爆胎的后轮施加其临界制动压力，向与爆胎后轮同侧的前轮施加其临界制动压力，并根据两前轮的垂向轮荷比确定与未爆胎后轮同侧的前轮的制动压力；

若两前轮之一爆胎，则向未爆胎前轮施加其临界制动压力，向与爆胎前轮同侧的后轮施加其临界制动压力，并根据两后轮的垂向轮荷比确定与未爆胎前轮同侧的后轮的制动压力；

其中，若施加到相应车轮上的制动压力超过其临界制动压力，则所述相应车轮进入抱死状态。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

D、当所述车速小于或等于所述安全速度，退出所述接管控制。

11.一种车辆控制装置，其特征在于，包含：存储器；处理器；以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，所述计算机程序的运行使得根据权利要求1-10中任一项所述的方法被执行。

12. 一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

用于采集的车辆状态信息的车载传感器；以及

根据权利要求11所述的车辆控制装置。

13.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-10中任意一项所述的方法。

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