CN108536114A - 一种车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆控制装置，以解决现有技术中实现车辆自动驾驶控制需要对车辆原有硬件结构及控制器内部软件进行大幅整改的问题。该装置包括：上层控制器，用于通过CAN总线通信方式连接至车辆CAN总线通信网络中，并通过CAN总线通信网络控制连接在CAN总线上的第一控制器；以及，用于通过硬线连接方式控制非CAN总线上的第二控制器。采用本发明技术方案，在实现自动驾驶控制的同时无需破坏车辆的软硬件结构，不会对车辆增加安全隐患，操作简单、易于实现、通用性强。

Description

一种车辆控制装置
技术领域
本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种车辆控制装置。
背景技术
目前，随着交通智能化的发展，越来越多的传统汽车厂商、高科技公司投入自动驾驶的研究当中，实现车辆的自动驾驶，主要是控制车辆的油门、刹车、方向盘、换挡、车灯等等。
为了实现车辆的自动驾驶控制，目前大多数的做法是对车辆的硬件、软件进行大幅度的整改。例如全部通过追加外部辅助电机物理操作控制车辆的方向盘、油门、刹车等；还例如，部分通过追加外部辅助电机物理操作控制车辆的方向盘、油门、刹车等一部分功能，其他由CAN总线控制；还例如完全由CAN总线控制，需要重写ECU(Electronic ControlUnit，电子控制单元)或者VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)内部程序逻辑。
由于车辆本身的软硬件结构、涉及的技术较为复杂，需要专业的人员进行整改，整改不仅需要耗费大量的人力、无力，而且如果一旦在整改过程中操作失误，将可能给车辆埋下安全隐患，甚至还可能会导致整个车辆无法驾驶。
对于如何能够较好的实现车辆自动驾驶的控制，目前还没有提出一种较好的解决方案。
发明内容
鉴于前述技术问题，本发明实施例提供一种车辆控制装置，在实现车辆自动驾驶控制的同时，无需对原始车辆的软硬件结构做大幅整改、易于实现、通用性较强。
一种车辆控制装置，包括：
上层控制器，用于通过CAN总线通信方式连接至车辆CAN总线通信网络中，并通过CAN总线通信网络控制连接在车辆CAN总线上的第一控制器；以及，用于通过硬线连接方式控制非车辆CAN总线上的第二控制器。
本发明技术方案，在车辆上增加上层控制器，一方面，上层控制器接入车辆原有的CAN总线通信网络中，并通过CAN总线通信网络控制原本已经连接在车辆CAN总线上的第一控制器，无需破坏车辆的原有软硬件结构即可实现对车辆上现有的支持CAN总线通信方式的第一控制器；另一方面，上层控制器通过硬线连接方式实现对车辆上不支持CAN通信方式的第二控制器，而硬线连接方式一般只是做一些细小的结构改变即可实现，无需破坏车辆的硬件结构。因此，采用本发明技术方案，在实现自动驾驶控制的同时无需破坏车辆的硬件结构，不会对车辆增加安全隐患，操作简单、易于实现、通用性强。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中车辆控制装置的结构示意图之一；
图2为本发明实施例中车辆控制装置的结构示意图之二；
图3为本发明实施例中车辆控制装置的结构示意图之三；
图4为本发明实施例中车辆控制装置的结构示意图之四；
图5为本发明实施例中车辆控制装置的结构示意图之五；
图6为本发明实施例中车辆控制装置的结构示意图之六；
图7为本发明实施例中上层控制器接入车辆CAN总线的结构示意图；
图8为本发明实施例中上层控制器与油门踏板传感器连接的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
以上是本发明的核心思想，为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的一种车辆控制装置的结构示意图，该装置包括：
上层控制器1，用于通过CAN总线通信方式连接至车辆CAN总线通信网络中，并通过CAN总线通信网络控制连接在车辆CAN总线2上的第一控制器3；以及，用于通过硬线连接方式控制非车辆CAN总线上的第二控制器4。
优选地，图1所示的装置中，本发明实施例中前述第一控制器3是指车辆上已经有的支持CAN通信方式的控制器，例如，第一控制器3可以包含以下一种或多种：纵向控制器31、横向控制器32和发动机控制器33。如图2所示，该第一控制器3包含纵向控制器31、横向控制器32和发动机控制器33。
优选地，本发明实施例中，前述图1、图2所示的装置中，前述纵向控制器31可包括以下一种或多种：油门控制器311、制动控制器312和档位控制器313。如图3所示为在图2的装置中，前述纵向控制器31包括油门控制器311、制动控制器312和档位控制器313。前述横向控制器32可包括但不仅限于转向控制器321。
优选地，在前述图1～图3所示的装置中，第二控制器4是指车辆中已有的不支持CAN通信方式的控制器。所述第二控制器4包括控制器执行器41和/或车载传感器42，如图4所示，在图3的装置中，第二控制器4包括控制器执行器41和车载传感器42。
优选地，所述控制器执行器41包括以下一种或多种：前向大灯、转向灯、雨刷器、喇叭、车窗、门锁、车内多媒体和座椅等等。如图5所示，在前述图4所示的装置中，控制器执行器41包括前向大灯411、转向灯412和雨刷器413。
优选地，在前述图4或图5所示的装置中，所述车载传感器42可包括以下一种或多种：油门踏板传感器421、刹车踏板传感器422和方向盘传感器423。如图6所示，在前述图5所示的装置中，车载传感器42包括油门踏传感器421、刹车踏板传感器422和方向盘传感器423。
优选地，为进一步减少对车辆整车改造，本发明实施例中通过硬件开关实现上层控制器与整车的连接与分离，快速恢复原始整车状态。
优选地，上层控制器1可通过如图7所示的双刀单掷开关(即DPST)连接至车辆的CAN总线上。
优选地，上层控制器1可分别通过多刀双掷开关与各第二控制器4连接，例如上层控制器1与油门踏板传感器通过双刀双掷开关连接、上层控制器1余雨刷通过五刀双掷开关连接等等。如图8所示，上层控制器与油门踏板传感器通过双刀双掷开关(即DPDT)连接。
优选地，在一个实例中，上层控制器1具有决策控制功能，能够根据车辆的整车相关信息(例如油门踏板开度、刹车踏板开度、车速、发动机转速、档位、方向盘转角/扭矩信号、控制器执行器故障诊断信息、胎压、邮箱油量、电瓶电压等)生成用于控制第一控制器、第二控制器的控制指令，以实现对第一控制器和第二控制器的控制。因此，本发明实施例中，上层控制器1，还可进一步用于：从所述第一控制器3和第二控制器4中采集无人驾驶所需的整车相关信息，并根据所述整车相关信息生成用于控制所述第一控制器3、第二控制器4的控制指令。该实例适用于对自动驾驶程度要求不高的应用场景，例如美国汽车工程师学会定义的L2级及以下级别的自动驾驶。
优选地，在另一个实例中，为进一步提高决策速度和准确性，本发明实施例中上层控制器不具备决策控制功能，由预先设置的上层计算服务器实现决策控制，由上层控制器负责从车辆的控制器中采集用于进行决策的整车相关信息，并将该整车信息上传给上层计算服务器；以及，由上层控制器将上层计算服务器决策得到的用于控制各个控制器的计算机指令转换成各个控制器能够识别的控制指令(例如，可以按存储有各个计算机指令与控制指令的对应关系，从该对应关系中确定计算机指令对应的控制指令)，以实现对车辆的各控制器的控制。因此，本发明实施例中，所述上层控制器1，还可进一步用于：从所述第一控制器、第二控制器中采集无人驾驶所需的整车相关信息，并将所述整车相关信息发送给上层计算服务器；以及，接收所述上层计算服务器发送的根据所述整车相关信息生成的用于控制所述第一控制器、第二控制器的计算机指令；以及，将所述计算机指令转换为所述第一控制器和第二控制器识别的控制指令。该实例适用于对自动驾驶程度要求较高的应用场景，例如美国汽车工程师学会定义的L3级及以上级别的自动驾驶。
优选地，所述上层控制器1可以为DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)控制器、工业电脑、行车电脑、ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)或者VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)。
本发明技术方案，在车辆上增加上层控制器，一方面，上层控制器接入车辆原有的CAN总线通信网络中，并通过CAN总线通信网络控制原本已经连接在车辆CAN总线上的第一控制器，无需破坏车辆的原有软硬件结构即可实现对车辆上现有的支持CAN总线通信方式的第一控制器；另一方面，上层控制器通过硬线连接方式实现对车辆上不支持CAN通信方式的第二控制器，而硬线连接方式一般只是做一些细小的结构改变即可实现，无需破坏车辆的硬件结构。因此，采用本发明技术方案，在实现自动驾驶控制的同时无需破坏车辆的硬件结构，不会对车辆增加安全隐患，操作简单、易于实现、通用性强。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：
上层控制器，用于通过CAN总线通信方式连接至车辆CAN总线通信网络中，并通过CAN总线通信网络控制连接在车辆CAN总线上的第一控制器；以及，用于通过硬线连接方式控制非车辆CAN总线上的第二控制器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一控制器包含以下一种或多种：纵向控制器、横向控制器和发动机控制器。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述纵向控制器包括以下一种或多种：油门控制器、制动控制器和档位控制器。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述横向控制器包括转向控制器。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二控制器包括控制器执行器和/或车载传感器。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制器执行器包括以下一种或多种：前向大灯、转向灯、雨刷器、喇叭、车窗、门锁、车内多媒体和座椅。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述车载传感器包括以下一种或多种：油门踏板传感器、刹车踏板传感器、方向盘传感器。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上层控制器分别通过多刀双掷开关与第二控制器连接。
9.据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上层控制器通过双刀单掷开关连接至CAN总线。
10.根据权利要求1～9任一项所述的装置，其特征在于，所述上层控制还进一步用于：
从所述第一控制器和第二控制器中采集无人驾驶所需的整车相关信息，并根据所述整车相关信息生成用于控制所述第一控制器、第二控制器的控制指令。
11.根据权利要求1～9任一项所述的装置，其特征在于，所述上层控制器还进一步用于：
从所述第一控制器、第二控制器中采集无人驾驶所需的整车相关信息，并将所述整车相关信息发送给上层计算服务器；
以及，接收所述上层计算服务器发送的根据所述整车相关信息生成的用于控制所述第一控制器、第二控制器的计算机指令；
以及，将所述计算机指令转换为所述第一控制器和第二控制器识别的控制指令。
12.根据权利要求1～9任一项所述的装置，其特征在于，所述上层控制器为数字信号处理器DSP、现场可编程门阵列FPGA控制器、工业电脑、行车电脑、电子控制单元ECU或者整车控制器VCU。
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