CN112141106B - 用于控制自主车辆制动的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制自主车辆制动的设备,该设备包括第一制动控制器和第二制动控制器,该第一制动控制器被配置为通过从用于控制自主车辆的自主驾驶的自主控制器接收减速命令来控制该自主车辆的制动模块;该第二制动控制器被配置为通过从该自主控制器接收减速命令来控制该自主车辆的制动模块。第一制动控制器和第二制动控制器以预定的通信方式彼此交换监测信息以监测操作状态,从而根据监测的结果来转移对制动模块的控制。

Description

用于控制自主车辆制动的设备
技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种用于控制自主车辆制动的设备,并且更具体地涉及一种用于控制自主车辆制动的设备,其中第一制动控制器和第二制动控制器通过自主车辆中的CAN通信来监测它们之间的操作状态,从而根据监测的结果来转移对制动模块的控制。
背景技术
自主驾驶是未来智能车辆时代的关键技术,并且根据驾驶员在驾驶控制中的干预程度对自主驾驶的级别进行分类。
国家公路交通安全管理局(NHTSA)根据驾驶员的干预程度将自主驾驶分为多个自主级别,最终寻求排除了驾驶员干预的无人驾驶车辆。
特别地,在这些自主级别中,级别4是仅针对特定道路或区域的自主驾驶,而级别5是不受限于特定道路或区域的完全的自主驾驶。
在这种自主级别4或5中,由于驾驶员将自主车辆的驾驶控制完全转移给自主车辆,因此驾驶员难以在制动模块发生紧急情况时进行干预,使得自主车辆的***自己处理这种情况。
因此,在自主级别4或5的情况下,需要确保制动***的冗余,以确保该***的可靠性。
例如,在题为“用于车辆的动力控制***和方法(Power Control System andMethod for Vehicle)”的韩国专利申请公开号10-2011-0059488(2011年6月2日)中公开了现有技术的一种自主制动***。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于加强对本发明背景技术的理解,因此,它可能包含不构成现有技术的信息。
发明内容
本发明的示例性实施例涉及一种用于控制自主车辆制动的设备,其中第一制动控制器和第二制动控制器通过自主车辆中的CAN通信来监测所述第一制动控制器和第二制动控制器之间的操作状态,从而根据监测的结果来转移对制动模块的控制。
本发明构思的附加特征将在下面的描述中阐述,并且部分地从该描述中变得明显,或者可以通过实践本发明构思来获悉。
本发明的示例性实施例提供了一种用于控制自主车辆制动的设备,该设备包括第一制动控制器和第二制动控制器,该第一制动控制器被配置为通过从用于控制自主车辆的自主驾驶的自主控制器接收减速命令来控制该自主车辆的制动模块;该第二制动控制器被配置为通过从该自主控制器接收减速命令来控制该自主车辆的制动模块。第一制动控制器和第二制动控制器以预定的通信方式彼此交换监测信息以监测操作状态,从而根据监测的结果来转移对制动模块的控制。
所述第一制动控制器和第二制动控制器可以通过各自的通信网络共同连接至所述自主控制器,以从自主控制器接收各自的减速命令。
所述第一制动控制器和第二制动控制器可以通过通信网络彼此连接。
所述第一制动控制器和第二制动控制器可以根据它们之间是否发生通信错误来切换所述控制。
当在所述第一制动控制器和第二制动控制器之间发生通信错误时,所述第二制动控制器可以获取所述控制。
该设备还可以包括传感器单元,该传感器单元被配置为检测所述自主车辆的驾驶状态,以将所检测到的驾驶状态独立地发送至第一制动控制器和第二制动控制器中的每一个。
该传感器单元可以包括第一轮速传感器和第二轮速传感器,该第一轮速传感器用于检测所述自主车辆的轮速,以将所检测到的轮速发送至第一制动控制器;该第二轮速传感器用于检测所述自主车辆的轮速,以将所检测到的轮速发送至第二制动控制器。
该传感器单元可以包括第一惯性测量单元(IMU)和第二IMU,该第一惯性测量单元用于检测自主车辆的加速度、旋转和倾斜度中的至少一个的惯性,以将所检测到的惯性发送至第一制动控制器和第二制动控制器;该第二IMU用于检测自主车辆的加速度、旋转和倾斜度中的至少一个的惯性,以将所检测到的惯性发送至第二制动控制器。
当满足预定的第一控制转移条件时,所述第一制动控制器可以将控制转移至第二制动控制器。
当满足预定的第二控制转移条件时,所述第二制动控制器可以将控制转移至第一制动控制器。
当满足预定的第一控制转移条件和第二控制转移条件时,所述第一制动控制器可以降级模式操作。
从以上描述显而易见的是,在用于控制自主车辆制动的设备中,第一制动控制器和第二制动控制器通过自主车辆中的CAN通信来监测它们之间的操作状态,从而根据监测的结果来转移对制动模块的控制。因此,即使当制动模块发生紧急情况时,也可以确保安全操作并确保制动***的可靠性。
应当理解,上述一般描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的,并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
所包括的附图用以提供对本发明的进一步理解并且被结合于本说明书中并构成本说明书的一部分,该附图示出了本发明的实施例,并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明示例性实施例的用于控制自主车辆制动的设备的框图。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的使用CAN通信在第一制动控制器和第二制动控制器之间进行监测的示例的示图。
具体实施方式
以下参考其中示出了本发明的实施例的附图来更全面地描述本发明。然而,本发明可以以许多不同的形式来体现,并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反,提供这些实施例是为了使本公开透彻,并将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。
如相应领域中的传统中,可以在附图中用功能块、单元和/或模块示出一些示例性实施例。本领域普通技术人员将理解,这些块、单元和/或模块通过诸如逻辑电路、分立组件、处理器、硬连线电路、存储元件、布线连接等电子(或光学)电路来物理地实现。当块、单元和/或模块由处理器或类似硬件实现时,可以使用软件(例如,代码)对它们进行编程和控制,以执行本文讨论的各种功能。可替代地,每个块、单元和/或模块可以由专用硬件来实现,或作为用于执行一些功能的专用硬件和用于执行其他功能的处理器(例如,一个或多个编程的处理器和关联的电路)的组合来实现。在不脱离本发明构思的范围的情况下,一些示例性实施例的每个块、单元和/或模块可以在物理上被分成两个或更多个相互作用且分立的块、单元和/或模块。此外,在不脱离本发明构思的范围的情况下,一些示例性实施例的块、单元和/或模块可以物理地组合成更复杂的块、单元和/或模块。
在下文中,将通过实施例的各种示例,参照附图详细地描述用于控制自主车辆制动的设备。应当注意,附图不一定是按比例绘制的,并且为了清楚和方便描述,可能会夸大线的粗细或部件的尺寸。此外,本文使用的术语是考虑到本发明的功能而定义的术语,并且可以根据用户或操作者的意图或实践而改变。因此,应基于本文阐述的全部公开内容来定义这些术语。
图1是示出根据本发明示例性实施例的用于控制自主车辆制动的设备的框图。图2是示出根据本发明的示例性实施例的使用CAN通信在第一制动控制器和第二制动控制器之间进行监测的示例的示图。
参照图1,根据本发明示例性实施例的用于控制自主车辆制动的设备包括第一制动控制器10、第二制动控制器20、传感器单元30、自主控制器40和车辆驾驶控制模块50。
第一电池90向第一制动控制器10提供用于制动模块80的操作的电力。
第二电池70向第二制动控制器20提供用于制动模块80的操作的电力。
尽管在本示例性实施例中示例性地描述了独立设置的第一电池90和第二电池70,但是本发明的技术范围不限于此。本发明可以包括单个电池,以从该电池向第一制动控制器10和第二制动控制器20中的每一者提供电力。
自主控制器40控制自主车辆的自主驾驶。自主控制器40可以使用精确的地图而无需由驾驶员操作方向盘、加速器踏板、制动踏板等的情况下控制自主车辆以行驶到目的地。
为此,自主控制器40通过控制第一制动控制器10、第二制动控制器20、转向角控制器60和诸如引擎管理***(EMS)51或变速箱控制单元(TCU)52的车辆驾驶控制模块50来控制自主车辆的操作。
在这种情况下,自主控制器40与以下项中的至少一者有组织地进行操作:用于警告在盲点发生事故危险的盲点检测(BSD)、用于警告包括驾驶员在内的乘员与前方车辆发生碰撞的前方碰撞警告***(FWC)、根据与前方车辆发生碰撞的可能性而自动减速的高级紧急制动***(AEBS)、进行巡航的同时响应于前面的车辆而自动加速和减速的智能巡航控制(SCC)、用于警告包括驾驶员在内的乘员车道偏离的车道偏离警告***(LDWS)、用于防止偏离车辆当前正在行驶的车道的车道保持辅助***(LKAS)、以及用于警告包括驾驶员在内的乘员与后方车辆发生碰撞的后方碰撞预警***(RCW)。每个这样的车辆控制***不限于以上的示例性实施例。
自主控制器40通过诸如主控制器局域网(CAN)的通信网络连接到车辆驾驶控制模块50、第一制动控制器10、第二制动控制器20和转向角控制器60,从而通过该主CAN将用于自主驾驶控制的各种控制命令发送至车辆驾驶控制模块50、第一制动控制器10、第二制动控制器20和转向角控制器60中的至少一个。
特别地,当车辆以自主级别4或5行驶时,自主控制器40通过主CAN共同连接到第一制动控制器10和第二制动控制器20,以将减速命令(目标减速)发送至第一制动控制器10和第二制动控制器20中的每一个。
在这种情况下,第一制动控制器10和第二制动控制器20中的一个根据其是否保持对制动模块80的控制来控制该制动模块80。稍后将对其进行详细描述。
车辆驾驶控制模块50响应于来自自主控制器40的控制信号来控制自主车辆的驾驶。车辆驾驶控制模块50包括EMS 51和TCU 52。
EMS 51响应于从自主控制器40接收的控制信号,通过控制TCU 52的电子节气门致动器(未示出)来控制节气阀(未示出)的开通角,从而产生驾驶自主车辆所需的驱动力并控制自主车辆的速度。
TCU 52允许响应于从自主控制器40接收的控制信号将齿轮变换至期望的变速范围。
传感器单元30检测自主车辆的驾驶状态,以将该驾驶状态独立地发送至第一制动控制器10和第二制动控制器20中的每一个。
传感器单元30包括第一轮速传感器(WSS)31、第二轮速传感器32、第一惯性测量单元(IMU)33和第二IMU 34。
第一轮速传感器31检测自主车辆的轮速。第一轮速传感器31直接连接至第一制动控制器10,以将自主车辆的轮速发送至第一制动控制器10。
第二轮速传感器32检测自主车辆的轮速。第二轮速传感器32直接连接至第二制动控制器20,以将自主车辆的轮速发送至第二制动控制器20。
即是,独立地设置第一轮速传感器31和第二轮速传感器32,以将自主车辆的轮速发送至第一制动控制器10和第二制动控制器20中的每一个。因此,当第一制动控制器10和第二制动控制器20中的一个发生错误时,当前保持控制的制动控制器(第一制动控制器10或第二制动控制器20)可以从与其相直接连接的第一轮速传感器31和第二轮速传感器32中的一个直接接收该自主车辆的轮速。因此,当前保持控制的制动控制器可以基于相应的轮速来控制该制动模块80。
尽管第一轮速传感器31和第二轮速传感器32在本示例性实施例中作为独立设置而被示例性地描述,但是本发明构思不限于此。本发明可以包括单个轮速传感器,以将轮速同时并行地发送至第一制动控制器10和第二制动控制器20。
第一IMU 33检测自主车辆的加速度、旋转、倾斜度等的惯性。第一IMU33通过主CAN连接至第一制动控制器10和第二制动控制器20,以通过主CAN将自主车辆的惯性发送至第一制动控制器10和第二制动控制器20中的每一个。
第二IMU 34检测自主车辆的加速度、旋转、倾斜度等的惯性。第二IMU34通过诸如本地CAN的通信网络连接至第二制动控制器20,以通过该本地CAN将自主车辆的惯性发送至第二制动控制器20。
即是,由于在第一IMU 33之外另外设置了第二IMU 34,因此即使当第一制动控制器10发生错误,与第一IMU 33相分离的第二IMU 34将自主车辆的惯性发送至第二制动控制器20,使得第二制动控制器20保持控制。因此,第二制动控制器20可以基于从第二IMU 34发送的自主车辆的惯性来控制该制动模块80。
制动模块80被配置为对自主车辆进行制动,并且包括前轮卡钳81和后轮电子驻车制动器(EPB)82。前轮卡钳81和后轮EPB 82中的每一个响应于第一制动控制器10和第二制动控制器20中的一个的控制信号而通过操作对车辆进行制动。
第一制动控制器10是主制动控制器。当从自主控制器40向第一制动控制器10输入减速命令时,第一制动控制器10基于从第一轮速传感器31输入的轮速或从第一IMU 33输入的自主车辆的惯性来控制制动模块80,从而控制自主车辆的速度。第一制动控制器10优先保持对制动模块的控制。
第二制动控制器20是次制动控制器。当从自主控制器40向第二制动控制器20输入减速命令时,第二制动控制器20基于从第二轮速传感器32输入的轮速或从第二IMU 34输入的自主车辆的惯性来控制制动模块80,从而控制自主车辆的速度。
参照图2,第一制动控制器10和第二制动控制器20通过主CAN共同从自主控制器40接收减速命令,并且它们中的一个根据当前是否保持对制动模块80的控制来控制该制动模块80。
例如,当第一制动控制器10保持对制动模块80的控制时,第一制动控制器10基于从第一轮速传感器31输入的轮速或从第一IMU 33输入的自主车辆的惯性来控制该制动模块80。当第二制动控制器20保持对制动模块80的控制时,第二制动控制器20基于从第二轮速传感器32输入的轮速或第二IMU34输入的自主车辆的惯性来控制该制动模块80。
第一制动控制器10和第二制动控制器20通过诸如监测用CAN的通信网络而彼此连接。因此,当第一制动控制器10和第二制动控制器20响应于减速命令而控制制动模块80时,它们可以通过该监测用CAN而彼此交换监测信息。
例如,当第一制动控制器10保持对制动模块80的控制并控制该制动模块80时,第二制动控制器20通过监测用CAN接收第一制动控制器10的监测信息,以监测第一制动控制器10的操作状态。另一方面,当第二制动控制器20保持对制动模块80的控制并控制该制动模块80时,第一制动控制器10通过监测用CAN接收第二制动控制器20的监测信息,以监测第二制动控制器20的操作状态。
在这种情况下,第一制动控制器10可以将状态信号、EPB控制信号、冗余请求信号、警告信号和传感器信号中的至少一者发送至第二制动控制器20。即,当第一制动控制器10保持对制动模块80的控制并控制该制动模块80时,第一制动控制器10将其状态信号、EPB控制信号、冗余请求信号、警告信号和传感器信号发送至第二制动控制器20。当第二制动控制器20处于错误状态并保持对制动模块80的控制时,第一制动控制器10将冗余请求发送至第二制动控制器20,以由此请求对制动模块80的控制并接管对制动模块80的控制。从第一制动控制器10发送至第二制动控制器20的信号不限于以上示例性实施例。
用于第一制动控制器10将对制动模块80的控制转移至第二制动控制器20的第一控制转移条件可以包括第一制动控制器10中的控制器或致动器的故障。例如,该第一控制转移条件可以包括:一个或多个轮速传感器(WSS)的故障,电子控制单元(ECU)中的阀继电器的故障,电子稳定性控制***(ESC)阀的断路或短路故障,马达继电器保险丝断开故障,马达功率FET预驱动器的故障,主要CAN消息(偏航率传感器(YRS)、中央网关(CGW)、速度传感器(SPS))的超时故障,智能巡航控制(SCC)、液压控制单元(HCU)或YRS的主要信号故障,电源电压低于或高于参考电压时的故障,微控制单元(MCU)或监视器(watchdog)的故障,不同的编码错误,防抱死制动***(ABS)或车辆动态控制(VDC)的异常运行,以及制动灯信号(BLS)继电器的断路或短路故障。在这种情况下,当满足第一控制转移条件中的至少一个时,第一制动控制器10将控制转移至第二制动控制器20。第一控制转移条件不限于上述示例性实施例。
另一方面,第二制动控制器20可以将状态信号、EPB状态和动态请求、故障信号(ABS或SCC功能)、ABS作用信号和传感器信号中的至少一个发送至第一制动控制器10。即,当第二制动控制器20保持对制动模块80的控制并控制该制动模块80时,第二制动控制器20将其状态信号、故障信号(ABS或SCC功能)、ABS作用信号和传感器信号发送至第一制动控制器10。当第一制动控制器10处于错误状态且保持对制动模块80的控制的情况下,第二制动控制器20将EPB状态和动态请求发送至第一制动控制器10,以由此请求对制动模块80的控制并接管对制动模块80的控制。从第二制动控制器20发送至第一制动控制器10的信号不限于以上示例性实施例。
用于第二制动控制器20将对制动模块80的控制转移至第一制动控制器10的第二控制转移条件可以包括第二制动控制器20中的控制器或致动器的故障。例如,该第二控制转移条件可以包括:一个或多个轮速传感器(WSS)的故障,主压力传感器的故障,Ax压力信号的超时故障,SCC超时或信号错误故障,电源电压低于或高于参考电压时的故障,MCU或监视器的故障,阀门或马达的断路/短路故障,以及EPB硬件的故障中的至少一种。在这种情况下,当满足第二控制转移条件中的至少一个时,第二制动控制器20将控制转移至第一制动控制器10。第二控制转移条件不限于以上示例性实施例。
在第一制动控制器10处于错误状态使得第一制动控制器10将控制转移至第二制动控制器20的情况下,如果第二制动控制器20也处于错误状态,则第一制动控制器10执行降级模式,在该降级模式中,制动模块80被机械操作至驾驶员踩下制动踏板的程度。
如上所述,第一制动控制器10和第二制动控制器20通过监测用CAN而互连。当在第一制动控制器10和第二制动控制器20之间发生CAN通信错误时,例如ECAN(DCAN)超时70ms或以上时,第一制动控制器10将对制动模块80的控制转移至第二制动控制器20。
转向角控制器60响应于来自自主控制器40的控制信号来控制自主车辆的方向盘的角度。
如上所述,在根据本发明示例性实施例的用于控制自主车辆制动的设备中,第一制动控制器10和第二制动控制器20通过自主车辆中的CAN通信来监测第一制动控制器10和第二制动控制器20之间的操作状态,从而根据监测结果来转移对制动模块80的控制。因此,即使在制动模块80中发生紧急情况时,也可以确保安全操作并确保制动***的可靠性。
尽管上面已经描述了各种实施例,但是本领域技术人员将理解,所描述的实施例仅是示例性的。对于本领域技术人员明显的是,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,可以进行各种修改和得到其他等效实施例。因此,本发明的真正技术保护范围应由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种用于控制自主车辆制动的设备,包括:
第一制动控制器,被配置为通过从用于控制自主车辆的自主驾驶的自主控制器接收减速命令来控制所述自主车辆的制动模块;和
第二制动控制器,被配置为通过从所述自主控制器接收减速命令来控制所述自主车辆的所述制动模块;和
传感器单元,被配置为检测所述自主车辆的驾驶状态,以将所检测到的驾驶状态独立地发送至所述第一制动控制器和所述第二制动控制器中的每一个,
其中,所述第一制动控制器和所述第二制动控制器被配置为以预定的通信方式彼此交换监测信息以监测操作状态,从而根据监测的结果来转移对所述制动模块的控制,
当满足预定的第一控制转移条件和第二控制转移条件时,所述第一制动控制器以降级模式操作,在所述降级模式中,所述制动模块被机械操作至驾驶员踩下制动踏板的程度,
所述传感器单元包括:
第一惯性测量单元IMU,用于检测所述自主车辆的加速度、旋转和倾斜度中的至少一个的惯性,以将所检测到的惯性发送至所述第一制动控制器和所述第二制动控制器;和
第二IMU,用于检测所述自主车辆的加速度、旋转和倾斜度中的至少一个的惯性,以将所检测到的惯性发送至所述第二制动控制器。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第一制动控制器和所述第二制动控制器通过各自的通信网络共同连接至所述自主控制器,以从所述自主控制器接收各自的减速命令。
3.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第一制动控制器和所述第二制动控制器通过通信网络彼此连接。
4.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第一制动控制器和所述第二制动控制器根据它们之间是否发生通信错误来切换所述控制。
5.根据权利要求4所述的设备,其中,当在所述第一制动控制器和所述第二制动控制器之间发生所述通信错误时,所述第二制动控制器获取所述控制。
6.根据权利要求1所述的设备,其中,所述传感器单元包括:
第一轮速传感器,用于检测所述自主车辆的轮速,以将所检测到的轮速发送至所述第一制动控制器;和
第二轮速传感器,用于检测所述自主车辆的轮速,以将所检测到的轮速发送至所述第二制动控制器。
7.根据权利要求1所述的设备,其中,当满足预定的第一控制转移条件时,所述第一制动控制器将所述控制转移至所述第二制动控制器。
8.根据权利要求1所述的设备,其中,当满足预定的第二控制转移条件时,所述第二制动控制器将所述控制转移至所述第一制动控制器。
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