自动驾驶车辆控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动驾驶汽车领域，特别涉及一种自动驾驶车辆控制系统。


背景技术：

2.近年来，各大企业都大力投入进行自动驾驶系统的研发，在多个领域涌现出各种类型的自动驾驶车辆。随着自动驾驶车辆的需求，需要对传统车辆进行线控改造，目前主流的改造方式都是以硬线改造方式为主，即是传统车辆的控制系统不改变，改造线控制动，线控转向，线控驻车并用硬线控制油门、刹车、档位、灯光及车门的改造方式，此方法自动驾驶车辆控制系统与传统车辆控制系统，耦合性不高，相互独立，存在一定的控制风险，并且线束改造复杂，


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种自动驾驶车辆控制系统，能够通过整车控制器，用can总线网络衔接自动驾驶车辆控制系统与传统车辆控制系统，耦合性强，线束改造简单，可靠性及安全性高。
4.根据本实用新型实施例的自动驾驶车辆控制系统，包括：手动驾驶系统；自动驾驶系统，包括域控制器，与所述手动驾驶系统连接，用于采集传感器信息并输出控制指令；中央控制系统，包括整车控制器，通过can总线网络与所述自动驾驶系统和所述手动驾驶系统连接，用于接收控制指令，并进行仲裁控制输出；整车执行系统，通过can总线网络与所述中央控制系统连接，用于接收所述中央控制系统的控制信息执行对应的动作。
5.根据本实用新型实施例的自动驾驶车辆控制系统，至少具有如下有益效果：本实用新型实施例的自动驾驶车辆控制系统通过整车控制器作为中央控制单元，通过can总线网络接收各部件控制及反馈信号，进行车辆仲裁控制，可以起到增强控制逻辑、简化控制线束连接、兼容不同自动驾驶平台的作用，确保车辆安全。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述手动驾驶系统包括：中控屏、自动驾驶模式开关、刹车旋钮开关、档位控制器及驻车控制器；其中，所述自动驾驶模式开关通过硬线与所述域控制器连接；所述刹车旋钮开关通过硬线与所述整车控制器连接；所述中控屏、所述档位控制器及所述驻车控制器通过can线分别与所述域控制器和所述整车控制器连接，用于显示车辆状态信息，以及输出控制指令到中央控制系统。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述整车控制器，用于作为网关，接收、控制、转发相关can总线网络的总线信息。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述整车执行系统包括：车身模块、制动系统、驻车系统、转向系统、驱动系统及空调系统。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述车身模块通过硬线连接车门和灯，用于接收灯光、门的控制指令，执行相应控制指令的命令，并反馈相应的执行命令的执行状态。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述制动系统包含制动控制器及制动执行机构，
为车辆提供制动压力，用于执行整车控制器仲裁控制输出的制动控制命令，并反馈当前系统的相关执行状态。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述驻车系统包括驻车开关、驻车控制器及驻车执行机构，用于执行整车控制器仲裁控制输出的驻车控制命令及响应驻车开关的驻车指令，并反馈当前系统的相关执行状态。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述转向系统包含转向控制器及其转向执行机构，用于执行整车控制器仲裁控制输出的转向控制命令，并反馈当前系统的相关执行状态。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述空调系统包括空调控制器、空调控制面板及空调执行机构，用于实现整车车内的吹风、换气、制冷、制热功能，执行整车控制器输出的空调控制指令，并反馈当前系统的相关执行状态。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述驱动系统包含驱动控制器、驱动电机及驱动机构，用于执行整车控制器控制输出的车辆驱动控制命令，并反馈当前系统的相关执行状态。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1为本实用新型实施例的自动驾驶控制系统结构示意图。
18.图2为本实用新型实施例的自动驾驶控制系统的线路连接拓扑图。
具体实施方式
19.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
20.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
21.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
22.参照图1，本实用新型提出一种自动驾驶车辆控制系统，通过整车控制器，用can总线网络衔接自动驾驶车辆控制系统与传统车辆控制系统，耦合性强，线束改造简单，可靠性及安全性高。
23.参照图1，本实用新型实施例的自动驾驶车辆控制系统包括：自动驾驶系统、手动驾驶系统、中央控制系统和整车执行系统。
24.其中，自动驾驶车辆控制系统通过can总线网络进行各系统的连接，在can总线网络上进行控制信号及反馈信号的传输。从而实现车辆的自动驾驶。自动驾驶系统包含域控制器，用于采集自动驾驶相关传感器信息进行感知融合、路径规划、决策控制。中央控制系统包含整车控制器，用于作为中央控制枢纽，接收、控制、转发相关can总线网络的总线信息，接收控制指令，并进行仲裁控制输出。整车控制器作为中央控制单元，接收相关控制信号，进行车辆控制的状态判断，进而对整车执行系统进行仲裁控制。
25.在一些实施例中，手动驾驶系统包含中控屏、自动驾驶模式开关、刹车旋钮开关、档位控制器、驻车控制器等，无加速油门踏板，无方向盘。
26.在一些实施例中，中控屏用于显示车辆状态信息，并可进行灯光、空调、车门控制指令输出，相关控制指令发送给整车控制器进行仲裁控制输出。
27.在一些实施例中，档位控制器用于接收司机的档位控制需求，并将需求档位信号通过can总线网络发送给整车控制器接收，整车控制器接收到档位控制需求，根据整车状态确定车辆是否可以满足档位控制需求。
28.在一些实施例中，整车执行系统包含车身模块、制动系统、驻车系统、转向系统、驱动系统、空调系统等。
29.在一些实施例中，车身模块用于接收灯光、门的控制指令，执行相应控制指令的命令，并反馈相应的执行命令的执行状态。
30.在一些实施例中，制动系统包含制动控制器及制动执行机构，为车辆提供制动压力，用于执行整车控制器仲裁控制输出的制动控制命令，并反馈当前系统的相关执行状态。
31.在一些实施例中，驻车系统包含驻车开关、驻车控制器及驻车执行机构，可以实现车辆的轮胎提供抱死及松开的动作。用于执行整车控制器仲裁控制输出的驻车控制命令及响应开关驻车指令，并反馈当前系统的相关执行状态。
32.在一些实施例中，转向系统包含转向控制器及其转向执行机构，可以实现转向助力、转向角度及转向角速度的控制。用于执行整车控制器仲裁控制输出的转向控制命令，并反馈当前系统的相关执行状态。
33.在一些实施例中，空调系统包含空调控制器、空调控制面板、及空调执行机构，实现整车车内的吹风、换气、制冷、制热等功能，用于执行整车控制器仲裁控制输出的空调控制命令及响应空调控制指令，并反馈当前系统的相关执行状态。
34.在一些实施例中，驱动系统包含驱动控制器、驱动电机、及驱动机构，实现车辆的前进、后退及回馈等功能，用于执行整车控制器控制输出的车辆驱动控制命令，并反馈当前系统的相关执行状态。
35.本实用新型实施例的自动驾驶车辆控制系统，人工模式时，中央控制系统接收手动驾驶系统指令信息，经过整车信息仲裁判断，从而控制车身模块、驻车系统、制动系统、转向系统、驱动系统、空调系统等。
36.本实用新型实施例的自动驾驶车辆控制系统，通过硬线输入信号自动驾驶模式开关及域控制器自动驾驶模式请求从而进入车辆自动驾驶模式，中央控制系统接收自动驾驶系统指令信息，经过整车信息仲裁判断，从而控制车身模块、驻车系统、制动系统、转向系统、驱动系统、空调系统等。
37.在一些实施例中，域控制器的输出控制指令包括：转向控制、刹车控制、驻车控制、
油门控制、灯光控制、空调控制、车门控制、档位控制等。
38.本实用新型实施例的自动驾驶车辆控制系统通过整车控制器作为中央控制单元，通过can总线网络接收各部件控制及反馈信号，进行车辆仲裁控制，可以起到增强控制逻辑、简化控制线束连接、兼容不同自动驾驶平台的作用，确保车辆安全。
39.参照图2，本实用新型实施例的系统can拓扑结构图如图所示。智能控制器通过智能驾驶can与自动驾驶系统网关连接；线控can连接线控制动、线控驻车、线控转向及自动驾驶网关；线控转向连接obd诊断口的12和2接口，obd诊断口的11和3接口通过动力can连接mcu以及vcu；obd诊断口的14和6接口通过整车can连接有bms、绝缘检测仪、继电器控制板、dc-dc、电子手刹开关、10寸操控屏、车身控制模块、档位控制器、胎压检测仪、ats、液压abs、空调及远程终端。
40.相应的，用于本实用新型实施例的自动驾驶车辆控制系统的控制方法包括车辆人工驾驶控制方法和自动驾驶控制方法。车辆上电默认进入车辆人工驾驶控制，整车控制器通过接收手动驾驶系统信息，进行整车车辆的相应部件的控制；自动驾驶模式开关有效及域控制器自动驾驶模式请求有效时，整车控制器切换到自动驾驶模式，接收域控制器的车辆控制指令，进行整车车辆的相应部件的控制。
41.该方法还包括：当整车控制器控制转向系统时，其仲裁控制方法是：
42.当车辆进入自动驾驶模式时，整车控制器响应域控制器的转向控制指令，控制转向系统进入自动模式，进行转向角度及角速度控制；
43.当车辆退出自动驾驶模式时，整车控制器控制转向系统进入转向助力模式，由人工控制方向盘进行转向角度及角速度的控制；
44.转向系统在自动模式，检测到人工介入，转向系统退出自动模式，整车控制器不响应域控制器转向控制指令；
45.当整车控制器检测到转向系统通讯超时或者控制响应不一致时，整车控制器输出转向助力模式指令，整车报警并进行停车。
46.该方法还包括：当整车控制器控制制动系统时，其仲裁控制方法是：
47.当手动刹车开度信号不为零时，任何模式下，整车控制器优先响应手动刹车开度信号，控制驱动系统输出对应的刹车力；
48.当手动刹车开度信号为零，车辆人工模式，整车控制器响应手动刹车开度信号，车辆自动驾驶模式时，整车控制器响应域控制器的制动指令请求，控制制动系统输出相应的刹车力；
49.当制动系统未响应整车控制器制动指令时，整车控制器进行报警并控制驻车系统进行应急驻车；
50.当整车控制器检测到制动系统通讯超时，整车控制器进行报警并禁止行车。
51.该方法还包括：当整车控制器控制驻车系统时，其仲裁控制方法是：
52.人工模式时，驻车系统响应驻车开关信号及整车控制器的驻车指令信号；
53.自动驾驶模式时，整车控制器响应域控制器的驻车指令信号；
54.当制动系统发生控制响应问题及制动控制超时时，整车控制器控制驻车系统进行应急驻车。
55.当整车控制器检测到驻车系统通讯超时时，整车控制器进行报警。
56.该方法还包括：当整车控制器控制驱动系统时，其仲裁控制方法是：
57.当车辆处于人工模式，车辆上电ready后，车辆处于非空挡，刹车开度信号为零并且未拉手刹时，整车控制器模拟油门输出，控制驱动系统，让车辆前进或者后退，当油门输出为零或者刹车开度信号不为零，控制驱动系统进入回馈模式，进行电制动能量回收；
58.当车辆处于自动驾驶模式，车辆上电ready后，整车控制器接收域控制器档位、油门、刹车指令，控制驱动系统进行车辆驱动、发电。
59.当驱动系统或者整车控制系统发生故障报警时，整车控制器根据报警等级控制驱动系统进行限功率输出或者禁止输出。
60.当整车控制器检测到驱动系统通讯超时，整车控制器进行报警并禁止行车。
61.该方法还包括：当整车控制器控制车身模块时，其仲裁控制方法是：
62.当控制车身模块的灯光时，在自动驾驶模式，整车控制器响应中控屏、域控制器的灯光控制指令，只要相应指令发生变化，整车控制器即控制车身模块进行相应灯光变化；在人工模式，整车控制器响应中控屏的灯光控制指令，控制车身模块进行相应灯光变化。
63.当车辆静止状态，控制车身模块的车门时，在自动驾驶模式，整车控制器响应中控屏、域控制器的车门控制指令，只要相应指令发生变化，整车控制器即控制车身模块进行相应车门变化；在人工模式，整车控制器响应中控屏的车门控制指令，控制车身模块进行相应车门变化。
64.当车辆处于运行状态，整车控制器禁止控制车门模块打开车门。
65.当整车控制器检测到车身模块讯超时或者车身模块故障时，整车控制器进行报警。
66.该方法还包括：当整车控制器控制空调系统时，其仲裁控制方法是：
67.在自动驾驶模式，整车控制器响应中控屏、域控制器的空调控制指令，只要相应指令发生变化，整车控制器即控制空调系统进行相应模式变化；
68.在人工模式，整车控制器响应中控屏的空调控制指令，控制空调系统进行相应模式变化。
69.当整车控制器检测到空调系统讯超时或者空调系统故障时，整车控制器进行报警。
70.该方法还包括：车辆的档位控制，其仲裁控制方法是：
71.自动驾驶模式时，整车控制器响应域控制器的档位请求，从而控制整车进入相应档位。
72.人工模式时，整车控制器响应档位控制器的档位请求，从而控制整车进入相应档位。
73.当切换档位时，整车控制器需要检测到制动请求，才允许整车进入相应档位
74.该应用于自动驾驶车辆控制系统的控制方法通过整车控制器作为中央控制器进行仲裁控制，可以及时响应不同部件的控制需求的作用，避免响应冲突并及时响应，兼容不同系统的控制指令，确保车辆安全。
75.尽管本文描述了具体实施方案，但是本领域中的普通技术人员将认识到，许多其它修改或另选的实施方案同样处于本公开的范围内。例如，结合特定设备或组件描述的功能和/或处理能力中的任一项可以由任何其它设备或部件来执行。另外，虽然已根据本公开
的实施方案描述了各种例示性具体实施和架构，但是本领域中的普通技术人员将认识到，对本文所述的例示性具体实施和架构的许多其它修改也处于本公开的范围内。
76.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。