CN112249000A - 一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***及方法，涉及底盘控制***技术领域，该***包括第一CAN总线和第二CAN总线，所述第一CAN总线和第二CAN总线上均设有多个控制器，且所述第二CAN总线上设有车辆状态控制器，所述第一CAN总线上设有的控制器包括备份车辆状态控制器，所述第一CAN总线或第二CAN总线上的其中一控制器与第一CAN总线和第二CAN总线均连接，该控制器用于当中央网关故障时在第一CAN总线和第二CAN总线之间进行整车工况信息的传输。本发明根据整车工况信息执行快速有效的车辆状态控制操作，能够有效适用于高速等复杂路况场景。

Description

一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***及方法
技术领域
本发明涉及底盘控制***技术领域，具体涉及一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***及方法。
背景技术
安全是当前汽车学上最重要的话题，汽车安全设计不仅仅包含底盘、车体以及每一个关键零部件的打造，还包括与行驶安全相关***的匹配。对于整车行驶安全，最为重要的便是整车的制动***，它不仅直接影响到驾驶员的安全驾驶，而且当整车处于极端条件下，它的可靠性常常是司乘人员的生命守护线，因此，进行制动相关的安全备份显得尤为重要。
当前，制动相关的安全备份一般采用两种方案：一种是新增一个备份制动控制器，并从新增的备份制动控制器和原有制动控制器中选择一个作为主制动控制器，当档位控制器、动力控制器、转向控制器、第一CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线、第二CAN总线、网关中一个或多个失效，或者智能控制器进入静默状态时，主制动控制器执行制动操作；另一种是增加备份CAN总线，并在备份CAN总线上设置备份制动控制器，当原有制动控制器故障时，智能控制器通过备份网络向备份制动控制器发动制动请求，备份制动控制器基于制动请求执行制动操作。两种现有方案都保证了制动控制端的有序备份，只是对于功能模块失效的处理方法不同，方案一是当检测到任意功能模块失效时，主制动控制器接收任意功能模块的故障信息来执行制动操作，从而保证车辆的安全；方案二是智能控制器根据各控制器状态及各网络状态变化，及时的切换备份制动控制器和备份网络，保证制动控制的持续可运行。
对于上述第一种方案，由于一旦接收到故障信息便会执行制动操作，逻辑处理单一，导致其只能满足低速场景或者路况相对单纯的场景下的功能安全要求；对于上述第二种方案，制动控制的持续可运行的前提是当智能控制器下达制动请求后，备份制动控制器和备份网络能够持续拿到整车实时有效的行车数据，从而执行快速有效的制动操作，但是当贯通整车的中央网关失效的情况下，第一CAN总线上的档位及动力相关信息将无法有效的向第二CAN总线和备份CAN总线传递，备份制动控制器无法获得整车动力档位相关实时数据，便不能快速执行有效的制动操作，增加在高速和复杂路况场景下的危险性。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***及方法，根据整车工况信息执行快速有效的车辆状态控制操作，能够有效适用于高速等复杂路况场景。
为达到以上目的，本发明提供一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***，包括第一CAN总线和第二CAN总线，所述第一CAN总线和第二CAN总线上均设有多个控制器，且所述第二CAN总线上设有车辆状态控制器，所述第一CAN总线上设有的控制器包括备份车辆状态控制器，所述第一CAN总线或第二CAN总线上的其中一控制器与第一CAN总线和第二CAN总线均连接，该控制器用于当中央网关故障时在第一CAN总线和第二CAN总线之间进行整车工况信息的传输。
在上述技术方案的基础上，
所述车辆状态控制器包括制动控制器和转向控制器；
所述备份车辆状态控制器为备份制动控制器或备份转向控制器；
所述整车工况信息包括整车动力信息和档位信息。
在上述技术方案的基础上，
所述第一CAN总线上设有的控制器包括档位控制器、动力控制器和备份车辆状态控制器；
所述第二CAN总线上设有的控制器包括转向控制器、驻车控制器和制动控制器。
在上述技术方案的基础上，
还包括中央网关和智能控制器；
所述第一CAN总线与中央网关和智能控制器均相连；
所述第二CAN总线与中央网关和智能控制器均相连。
本发明提供一种提高自动驾驶车辆行驶安全的方法，基于上述所述***实现，包括以下步骤：
进行主车辆状态控制器的确定，并基于所确定的主车辆状态控制器：
当主车辆状态控制器为车辆状态控制器时，若中央网关故障，则用于进行整车工况信息传输的控制器将第一CAN总线上的整车工况信息传输给第二CAN总线，主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制；
当主车辆状态控制器为备份车辆状态控制器时，若中央网关故障，则主车辆状态控制器直接获取第一CAN总线上的整车工况信息，对车辆进行紧急控制。
在上述技术方案的基础上，
所述整车工况信息包括整车动力信息和档位信息；
所述备份车辆状态控制器为备份制动控制器或备份转向控制器；
所述第二CAN总线上设有制动控制器和转向控制器。
在上述技术方案的基础上，当备份车辆状态控制器为备份制动控制器时，所述进行主车辆状态控制器的确定，具体为：
在第一CAN总线上的备份制动控制器和第二CAN总线上制动控制器间进行主车辆状态控制器的确定。
在上述技术方案的基础上，
当备份车辆状态控制器为备份制动控制器，且确定的主车辆状态控制器为第二CAN总线上的车辆状态控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第二CAN总线上的制动控制器对车辆进行紧急制动；
当备份车辆状态控制器为备份制动控制器，且确定的主车辆状态控制器为第一CAN总线上的备份车辆状态控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第一CAN总线上的备份制动控制器对车辆进行紧急制动。
在上述技术方案的基础上，当备份车辆状态控制器为备份转向控制器时，所述进行主车辆状态控制器的确定，具体为：
在第一CAN总线上的备份转向控制器和第二CAN总线上转向控制器间进行主车辆状态控制器的确定。
在上述技术方案的基础上，
当备份车辆状态控制器为备份转向控制器，且确定的主车辆状态控制器为第二CAN总线上的车辆转向控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第二CAN总线上的转向控制器对车辆进行转向控制；
当备份车辆状态控制器为备份转向控制器，且确定的主车辆状态控制器为第一CAN总线上的备份车辆状态控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第一CAN总线上的备份转向控制器对车辆进行转向控制。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过第一CAN总线上设置备份车辆状态控制器，并在现有控制器中选择一个兼做备份网关，在中央网关失效的情况下，通过备份网关进行整车工况信息的转发，保证车辆状态控制器或备份车辆状态控制器能够实时获得整车工况信息，并根据整车工况信息执行快速有效的车辆状态控制操作，能够有效适用于高速等复杂路况场景。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中备份车辆状态控制器为备份制动控制器时的结构示意图；
图2为本发明实施例中备份车辆状态控制器为备份转向控制器时的结构示意图；
图3为本发明实施例中提高自动驾驶车辆行驶安全的方法的流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***，通过在现有控制器中选择一个兼做备份网关，在中央网关失效的情况下，通过备份网关进行整车工况信息的转发，保证车辆状态控制器或备份车辆状态控制器能够实时获得整车工况信息，从而执行快速有效的车辆状态控制操作，能够有效适用于高速等复杂路况场景。本发明实施例相应地还提供了一种提高自动驾驶车辆行驶安全的方法。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图1所示，本发明实施例提供的一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***，包括第一CAN总线和第二CAN总线，第一CAN总线和第二CAN总线上均设有多个控制器，且第一CAN总线上设有的控制器包括备份车辆状态控制器，第二CAN总线上设有车辆状态控制器，第一CAN总线或第二CAN总线上的其中一控制器与第一CAN总线和第二CAN总线均连接，该控制器用于当中央网关故障时在第一CAN总线和第二CAN总线之间进行整车工况信息的传输。即与第一CAN总线和第二CAN总线均连接的控制器兼作备份网关，起到路由的作用，从而通过该控制器进行第一CAN总线和第二CAN总线间整车工况信息的传输。
本发明实施例中，车辆状态控制器包括制动控制器和转向控制器；备份车辆状态控制器为备份制动控制器或备份转向控制器；整车工况信息包括整车动力信息和档位信息。第一CAN总线上设有的控制器包括档位控制器、动力控制器和备份车辆状态控制器；第二CAN总线上设有的控制器包括转向控制器、驻车控制器和制动控制器。中央网关和智能控制器；第一CAN总线与中央网关和智能控制器均相连；第二CAN总线与中央网关和智能控制器均相连。
参见图1所示，为当备份车辆状态控制器为备份制动控制器时，本发明实施例中提高自动驾驶车辆行驶安全的***的结构示意图。本采用备份制动控制器作为制动控制器故障后的紧急备份，但是考虑到动力及档位相关信息对于制动控制的必要性，以及中央网关失效后动力及档位相关信息无法向第一制动控制器所在的网段传递的潜在风险，在第一CAN总线或第二CAN总线中选取一个控制器兼做备份网关的功能，该控制器不仅同时连接第一CAN总线和第二CAN总线，而且与第一CAN总线和第二CAN总线上的传输数据有着较多的直接关联。同时在第一CAN总线负载可承受的范围内，将备份制动控制器置于第一CAN总线上，相当于第一CAN总线兼做备份CAN总线，从而，既能实现主备份制动控制器和主备份网络的有序切换，实现整车的持续可运行，又能在中央网关失效的情况下，保证备份制动控制器或制动控制器实时获得整车动力及档位相关信息，从而执行快速有效的制动操作，保证高速等复杂场景下的进行制动。
参见图2所示，为当备份车辆状态控制器为备份转向控制器时，本发明实施例中提高自动驾驶车辆行驶安全的***的结构示意图。在第一CAN总线或第二CAN总线中选取一个控制器兼做备份网关的功能，该控制器不仅同时连接第一CAN总线和第二CAN总线，而且与第一CAN总线和第二CAN总线上的传输数据有着较多的直接关联。同时在第一CAN总线负载可承受的范围内，将备份转向控制器置于第一CAN总线上，相当于第一CAN总线兼做备份CAN总线，从而，既能实现主备份转向控制器和主备份网络的有序切换，实现整车的持续可运行，又能在中央网关失效的情况下，保证备份转向控制器或转向控制器实时获得整车动力及档位相关信息，从而执行快速有效的转向操作。
本发明实施例中，在第一CAN总线负载可承受的范围内，将备份制动控制器或备份转向控制器置于第一CAN总线上，使第一CAN总线兼做备份CAN总线，额外的提高了网络资源的复用率，降低了成本。
参见图3所示，本发明实施例还提供一种提高自动驾驶车辆行驶安全的方法，基于上述所述的提高自动驾驶车辆行驶安全的***实现，具体包括以下步骤：
S1：进行主车辆状态控制器的确定，并基于所确定的主车辆状态控制器，当主车辆状态控制器为车辆状态控制器时，转到S2，当主车辆状态控制器为备份车辆状态控制器时，转到S3；
S2：若中央网关故障，则用于进行整车工况信息传输的控制器将第一CAN总线上的整车工况信息传输给第二CAN总线，主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制；
S3：若中央网关故障，则主车辆状态控制器直接获取第一CAN总线上的整车工况信息，对车辆进行紧急控制。
本发明实施例中，整车工况信息包括整车动力信息和档位信息；备份车辆状态控制器为备份制动控制器或备份转向控制器；第二CAN总线上设有制动控制器和转向控制器。当备份车辆状态控制器为备份制动控制器时，所述进行主车辆状态控制器的确定，具体为：在第一CAN总线上的备份制动控制器和第二CAN总线上制动控制器间进行主车辆状态控制器的确定。
本发明实施例中，当备份车辆状态控制器为备份制动控制器，且确定的主车辆状态控制器为第二CAN总线上的车辆状态控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第二CAN总线上的制动控制器对车辆进行紧急制动；当备份车辆状态控制器为备份制动控制器，且确定的主车辆状态控制器为第一CAN总线上的备份车辆状态控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第一CAN总线上的备份制动控制器对车辆进行紧急制动。
本发明实施例中，当备份车辆状态控制器为备份转向控制器时，所述进行主车辆状态控制器的确定，具体为：在第一CAN总线上的备份转向控制器和第二CAN总线上转向控制器间进行主车辆状态控制器的确定。当备份车辆状态控制器为备份转向控制器，且确定的主车辆状态控制器为第二CAN总线上的车辆转向控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第二CAN总线上的转向控制器对车辆进行转向控制；当备份车辆状态控制器为备份转向控制器，且确定的主车辆状态控制器为第一CAN总线上的备份车辆状态控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第一CAN总线上的备份转向控制器对车辆进行转向控制。
当备份车辆状态控制器为备份制动控制器时，在第一CAN总线或第二CAN总线中选取一个控制器兼做备份网关的功能，备份网关同时连接第一CAN总线和第二CAN总线，而且与第一CAN总线和第二CAN总线上的传输数据有着较多的直接关联，可以在第一CAN总线和第二CAN总线间起到很好的路由作用。同时该备份网关本身就是第一CAN总线和第二CAN总线通讯网络的一部分，不是额外增加的控制器，所以不会额外增加成本。如此，在中央网关失效的前提下，当第二CAN总线上的制动控制器作为主制动控制器时，仍然能够通过该备份网关将第一CAN总线中的动力及档位相关数据路由至第二CAN总线，从而更及时有效地达到制动效果，紧急情况下甚至是挽救不可避免的人员伤害。当第一CAN总线上的备份制动控制器作为主制动控制器时，备份制动控制器本身就连接在第一CAN总线上，同时第一CAN总线兼做备份CAN总线，备份制动控制器可以直接获得动力及档位相关数据，从而及时有效的执行制动操作。
当备份车辆状态控制器为备份转向控制器时，在第一CAN总线或第二CAN总线中选取一个控制器兼做备份网关的功能，备份网关同时连接第一CAN总线和第二CAN总线，而且与第一CAN总线和第二CAN总线上的传输数据有着较多的直接关联，可以在第一CAN总线和第二CAN总线间起到很好的路由作用。同时该备份网关本身就是第一CAN总线和第二CAN总线通讯网络的一部分，不是额外增加的控制器，所以不会额外增加成本。如此，在中央网关失效的前提下，当第二CAN总线上的转向控制器作为主转向控制器时，仍然能够通过该备份网关将第一CAN总线中的动力及档位相关数据路由至第二CAN总线，从而更及时有效地实现转向。当第一CAN总线上的备份转向控制器作为主转向控制器时，备份转向控制器本身就连接在第一CAN总线上，同时第一CAN总线兼做备份CAN总线，备份转向控制器可以直接获得动力及档位相关数据，从而及时有效的执行转向操作。
本发明实施例的提高自动驾驶车辆行驶安全的方法，通过第一CAN总线上设置备份车辆状态控制器，并在现有控制器中选择一个兼做备份网关，在中央网关失效的情况下，通过备份网关进行整车工况信息的转发，保证车辆状态控制器或备份车辆状态控制器能够实时获得整车工况信息，并根据整车工况信息执行快速有效的车辆状态控制操作，能够有效适用于高速等复杂路况场景，同时，在第一CAN总线负载可承受的前提下，将备份制动控制器置于第一CAN总线上，相当于第一CAN总线兼做备份CAN总线，额外的提高了网络资源的复用率，降低了整车成本。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

Claims (10)

1.一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***，其特征在于：包括第一CAN总线和第二CAN总线，所述第一CAN总线和第二CAN总线上均设有多个控制器，且所述第二CAN总线上设有车辆状态控制器，所述第一CAN总线上设有的控制器包括备份车辆状态控制器，所述第一CAN总线或第二CAN总线上的其中一控制器与第一CAN总线和第二CAN总线均连接，该控制器用于当中央网关故障时在第一CAN总线和第二CAN总线之间进行整车工况信息的传输。
2.如权利要求1所述的一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***，其特征在于：
所述车辆状态控制器包括制动控制器和转向控制器；
所述备份车辆状态控制器为备份制动控制器或备份转向控制器；
所述整车工况信息包括整车动力信息和档位信息。
3.如权利要求2所述的一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***，其特征在于：
所述第一CAN总线上设有的控制器包括档位控制器、动力控制器和备份车辆状态控制器；
所述第二CAN总线上设有的控制器包括转向控制器、驻车控制器和制动控制器。
4.如权利要求1所述的一种提高自动驾驶车辆行驶安全的***，其特征在于：
还包括中央网关和智能控制器；
所述第一CAN总线与中央网关和智能控制器均相连；
所述第二CAN总线与中央网关和智能控制器均相连。
5.一种提高自动驾驶车辆行驶安全的方法，基于基于权利要求1所述***实现，其特征在于，包括以下步骤：
进行主车辆状态控制器的确定，并基于所确定的主车辆状态控制器：
当主车辆状态控制器为车辆状态控制器时，若中央网关故障，则用于进行整车工况信息传输的控制器将第一CAN总线上的整车工况信息传输给第二CAN总线，主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制；
当主车辆状态控制器为备份车辆状态控制器时，若中央网关故障，则主车辆状态控制器直接获取第一CAN总线上的整车工况信息，对车辆进行紧急控制。
6.如权利要求5所述的一种提高自动驾驶车辆行驶安全的方法，其特征在于：
所述整车工况信息包括整车动力信息和档位信息；
所述备份车辆状态控制器为备份制动控制器或备份转向控制器；
所述第二CAN总线上设有制动控制器和转向控制器。
7.如权利要求6所述的一种提高自动驾驶车辆行驶安全的方法，其特征在于：当备份车辆状态控制器为备份制动控制器时，所述进行主车辆状态控制器的确定，具体为：
在第一CAN总线上的备份制动控制器和第二CAN总线上制动控制器间进行主车辆状态控制器的确定。
8.如权利要求7所述的一种提高自动驾驶车辆行驶安全的方法，其特征在于：
当备份车辆状态控制器为备份制动控制器，且确定的主车辆状态控制器为第二CAN总线上的车辆状态控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第二CAN总线上的制动控制器对车辆进行紧急制动；
当备份车辆状态控制器为备份制动控制器，且确定的主车辆状态控制器为第一CAN总线上的备份车辆状态控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第一CAN总线上的备份制动控制器对车辆进行紧急制动。
9.如权利要求6所述的一种提高自动驾驶车辆行驶安全的方法，其特征在于：当备份车辆状态控制器为备份转向控制器时，所述进行主车辆状态控制器的确定，具体为：
在第一CAN总线上的备份转向控制器和第二CAN总线上转向控制器间进行主车辆状态控制器的确定。
10.如权利要求9所述的一种提高自动驾驶车辆行驶安全的方法，其特征在于：
当备份车辆状态控制器为备份转向控制器，且确定的主车辆状态控制器为第二CAN总线上的车辆转向控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第二CAN总线上的转向控制器对车辆进行转向控制；
当备份车辆状态控制器为备份转向控制器，且确定的主车辆状态控制器为第一CAN总线上的备份车辆状态控制器时，所述主车辆状态控制器对车辆进行紧急控制，具体为：第一CAN总线上的备份转向控制器对车辆进行转向控制。
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