CN108809790B - 一种车辆控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车辆控制系统，用于将量产车改装为可在线受控车辆，该车辆控制系统包括原车的车辆基础网络及与其连接的智能控制装置，该智能控制装置包括智能网关、车联网模块及控制感知模块，本车辆控制系统中，各个模块及车辆基础网络都通过智能网关实现通信，且由控制感知模块对全车的执行器进行调控，控制车辆安全驾驶。该车辆控制系统充分利用量产车原有的车辆基础网络，将新增的传感器，控制器，附加电子控制器集成为一智能控制装置，与原车的车辆基础网络融合起来，直接将量产车改装为可在线受控车辆，减少改装工作量，降低改装成本。

Description

一种车辆控制系统

技术领域

本发明涉及车辆在线控制领域，特别涉及一种将量产车改装为在线受控车辆的智能控制装置及车辆控制系统。

背景技术

目前，可在线受控车辆为了更好地感知周围的环境以及更大的操控自由度，会安装大量的传感器，同时会有更多的线控执行机构。现有的可在线受控车辆的主要控制网络如图1所示，主要分为如下三个部分：传感器、控制器与执行器，各部分之间采用分布式的架构，各个传感器将采集到的信号分别传递给控制器，控制器接收到这些信号后，通过内部算法，再将决策出的控制信号分别传递给各个控制器，以此达到车辆可在线受控的目的。

但是，现有的可在线受控车辆采用的控制网络，没有充分利用量产车已有的网络，若利用量产车改装可在线受控车辆，则需要重新连接车辆传感器、控制器及执行器，车辆改装工作量较大，制作成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆控制系统，该车辆控制系统充分利用量产车原有的车辆基础网络，将新增的传感器，控制器，附加电子执行器集成为一智能控制装置，与原车的车辆基础网络融合起来，直接将量产车改装为可在线受控车辆，减少改装工作量，降低改装成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车辆控制系统，包括车辆基础网络，还包括一连接所述车辆基础网络的智能控制装置，所述智能控制装置包括智能网关、车联网模块、控制感知模块、第一总线及第二总线，其中，

所述车联网模块挂载在所述第一总线上，所述控制感知模块挂载在所述第二总线上，所述车辆基础网络包括第三总线；所述第一总线、所述第二总线和所述第三总线分别连接所述智能网关，并通过所述智能网关进行协议转换；

所述车联网模块，与外部服务器通信，获取服务器传送的远程服务数据并通过所述第一总线传输出去；所述车辆基础网络采集车辆状态数据；所述控制感知模块通过所述第二总线获取所述远程服务数据及所述车辆状态数据，进行处理后产生相应的控制信号发送给所述车联网模块及车辆基础网络；所述车联网模块和所述车辆基础网络通过所述智能网关获取所述控制信号后执行相应的指令。

优选的，所述智能控制装置还包括附加电子控制模块，所述附加电子控制模块通过第四总线连接所述智能网关，所述附加电子控制模块通过所述智能网关获取从所述控制感知模块发送的控制信号，以执行相应的指令；其中，

所述附加电子控制模块包括：油门电子控制单元、变速器电子控制单元及制动电子控制单元，所述油门电子控制单元、变速器电子控制单元及制动电子控制单元挂载在所述第四总线上，接收从所述控制感知模块发送的控制信号后，分别对油门、变速器及制动器进行调节。

优选的，所述控制感知模块包括工控机单元及传感器单元，所述传感器单元检测车辆的驾驶环境数据发送给所述工控机单元，所述工控机单元结合接收的驾驶环境数据、车辆状态数据及远程服务数据进行分析处理后，产生对应的所述控制信号。

具体的，所述第一总线、第二总线和第三总线为CAN总线。

进一步的，所述控制感知模块还包括以太网转CAN总线单元，所述以太网转CAN总线单元的一端通过以太网连接所述工控机单元和所述传感器单元；所述以太网转CAN总线单元的另一端连接所述第二总线。

优选的，所述车联网模块包括远程信息处理单元及定位单元，所述远程信息处理单元与所述定位单元分别挂载在所述第一总线上；

所述远程信息处理单元无线连接所述外部服务器，其接收所述外部服务器发送的远程服务数据并进行数据处理后转发给所述控制感知模块，所述定位单元用于定位车辆当前位置信息并发送给所述控制感知模块。

优选的，所述智能控制装置还包括监测模块，所述监测模块通过所述第二总线连接所述智能网关，所述监测模块用于存储从所述车辆基础网络发送的车辆状态数据；

所述监测模块还连接所述控制感知模块，所述控制感知模块用于从所述监测模块调取所述车辆状态数据。

优选的，所述车辆基础网络包括执行器，每一个所述执行器连接有控制该执行器的控制器，所述控制器接收从所述控制感知模块发送的控制信号进行筛选后发送给对应的执行器执行。

优选的，所述车辆基础网络还包括传感器，所述传感器采集车辆的车辆状态数据发送到所述智能网关。

与现有技术相比，本发明提供的车辆控制系统具有以下有益效果：

本发明提供的车辆控制系统，包括量产车辆原有的车辆基础网络，以及可快速安装于该车辆基础网络之上的智能控制装置，该智能控制装置各模块通过总线连接到智能网关，车辆基础网络也通过总线连接到智能网关，很便捷地实现了智能控制装置与原车车辆基础网络的通信连接。

此外，车辆基础网络采集车辆状态数据，智能控制装置的车联网模块连接外部服务器并接受远程服务数据，控制感知模块通过总线获取上述车辆状态数据和远程服务数据，并进行处理分析，产生相应的控制信号后，再通过总线发送给车辆基础网络和车联网模块对控制信号进行相应的执行操作，控制车辆驾驶，此设计充分利用原车的车辆基础网络，无需对原车的基础控制网络进行很大的改装，即可将智能控制装置与原车融合起来，直接将量产车改装为可在线受控车辆，减少了改装工作量，降低了改装成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种车辆控制系统架构原理框图。

1-车辆基础网络， 2-智能控制装置；

3-第一总线， 4-第二总线；

5-第三总线， 6-车联网模块；

7-控制感知模块， 8-附加电子控制模块；

9-第四总线， 10-监测模块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等不一定代表具体数量及名称，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的数量和特定的连接方式，因此不能理解为对本发明的限制。但是，本领域技术人员应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是无线连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参照图1，本实施例提供的一种车辆控制系统，包括量产车辆原有的车辆基础网络1，还包括一连接车辆基础网络1的智能控制装置2，且智能控制装置2可方便快捷的与车辆基础网络1完成安装与拆卸，智能控制装置2包括智能网关、车联网模块6、控制感知模块7、第一总线3及第二总线4。

具体在本实施例中，所述车联网模块6挂载在第一总线3上，控制感知模块7挂载在第二总线4上，车辆基础网络1包括第三总线5；第一总线3、第二总线4和第三总线5分别连接智能网关，并通过智能网关进行协议转换；该智能控制装置2中的各模块通过总线连接到智能网关，车辆基础网络也通过总线连接到智能网关，很便捷地实现了智能控制装置与原车车辆基础网络的通信连接，同时智能网关将不同总线之间的协议进行快速转换，保证了车辆控制系统中所有总线节点上挂载的模块或元器件都能进行有效通信。

车联网模块6，与外部服务器通信，获取服务器传送的远程服务数据并通过第一总线3传输出去；车辆基础网络1采集车辆状态数据；控制感知模块7通过第二总线4获取远程服务数据及车辆状态数据，进行处理后产生相应的控制信号，再通过第二总线4发送给车辆基础网络1和车联网模块6，车联网模块6和车辆基础网络1通过智能网关获取控制信号后执行相应的指令，控制车辆驾驶。此设计充分利用原车的车辆基础网络，无需对原车的基础控制网络进行很大的改装，即可将智能控制装置与原车融合起来，直接将量产车改装为可在线受控车辆，减少了改装工作量，降低了改装成本。

此外，由于量产车辆原车的油门、变速器及制动器等执行器均为机械结构操控，无法进行线控，因此本实施例提供的智能控制装置2还设有附加电子控制模块8，附加电子控制模块8通过第四总线9连接智能网关，实现与其他模块的通信，且附加电子控制模块8通过智能网关获取从所述控制感知模块7发送的控制信号，以执行相应的控制指令；其中，附加电子控制模块8包括：油门电子控制单元(或者称之为油门ECU)、变速器电子控制单元(或者称之为变速器ECU)及制动电子控制单元(或者称之为制动ECU)，上述电子控制单元都挂载在第四总线9上，且通过第四总线及智能网关接收从控制感知模块7发送的控制信号后，分别对油门、变速器及制动器进行在线控制调节。本实施例设计的附加电子控制模块不仅限于包括油门电子控制单元、变速器电子控制单元及制动电子控制单元，还可以包括诸如方向盘电子控制单元、空调电子控制单元等，对于汽车原本需要机械结构控制的执行器均可以设有专用的电子控制单元，以实现该执行器的在线控制，且上述执行器在改装完成之后，既可以使用机械结构控制操作，也可以由所对应的电子控制单元进行在线控制。

实施例二

参照图1，本实施例提供的一种车辆控制系统，智能控制装置2所包括的控制感知模块7由工控机单元及传感器单元构成，工控机单元根据需要控制传感器单元是否工作，当传感器单元工作时，传感器单元检测车辆的驾驶环境数据发送给工控机单元，工控机单元根据接收的驾驶环境数据建立环境模型，并结合来自车辆基础网络1的车辆状态数据及来自车联网模块6的远程服务数据进行分析处理后，产生对应的车辆控制信号，并将车辆控制信号通过第二总线4发送出去。

而且，第一总线3、第二总线4、第三总线5、第四总线9及车辆基础网络1中原有的总线均为CAN总线，因此挂载在上述总线的节点上的模块及单元均采用广播通信方式进行信号传输，可以保证所有的执行器均能收到控制感知模块7发出的控制信号，也保证了控制感知模块7能够得到全面的车辆状态数据及远程服务数据。

进一步的，控制感知模块7中的工控机单元根据需要来确定具体的工控机数量以满足繁复的数据处理过程；传感器单元也为统称，根据需要，其可以包括激光雷达等传感器，其中激光雷达用来感知障碍物等驾驶环境数据，方便工控机建立环境模型，有效躲避障碍物，使得车辆行驶更安全。由于在控制感知模块7中，工控机单元及传感器单元之间对信息传输的速率要求较高，普通的CAN总线难以达到要求，因此在控制感知模块7内部采用以太网相连接，对应的，控制感知模块7还包括以太网转CAN总线单元，以太网转CAN总线单元的一端通过以太网连接工控机单元和传感器单元，另一端连接第二总线4，并通过第二总线4实现与其他模块之间的通信连接，进一步的控制各个执行器来调节车辆驾驶状态，使其安全稳定的行驶。

实施例三

请继续参照图1，本实施例提供的一种车辆控制系统，智能控制装置2的车联网模块6包括远程信息处理单元及定位单元，远程信息处理单元与定位单元分别挂载在第一总线3上，并通过第一总线3与其他模块进行通信连接。

具体的，远程信息处理单元为车载远程信息处理器T-BOX，车载T-BOX通过移动网络无线连接外部服务器，其接收外部服务器发送的远程服务数据并进行数据处理后转发给控制感知模块7，同时，若控制感知模块7需要访问服务器或上传车辆状态数据，也是通过远程信息处理单元实现的；定位单元为高精度差分定位器，该高精度差分定位器可以采用RTK-BD(即支持北斗定位的RTK载波相位差分定位仪器)，也可以是支持北斗定位的RTK-GPS(即支持GPS定位的RTK载波相位差分定位仪器)，还可以是其他支持北斗或GPS的高精度定位仪器，用来定位车辆当前位置信息并通过第一总线3传输出去，除了发送给所述控制感知模块用于车辆驾驶调节外，若用户想从外部终端了解车辆当前的位置，则可以通过远程信息处理单元来获取该位置信息，方便了用户对车辆的在线监控。同时，若用户发现车辆驾驶状态存在问题，则可通过外部终端发送指令，远程信息处理单元接收到之后转发给控制感知模块7进行处理分析，进而对车辆驾驶实现远程调节，提高了可在线受控车辆驾驶过程的安全性。

实施例四

请参阅图1，本实施例提供的一种车辆控制系统，智能控制装置还包括监测模块，所述监测模块通过所述第二总线连接所述智能网关，所述监测模块包括一车辆状态记录仪(或者称之为AUTO-BOX)10，用于存储从所述车辆基础网络发送的车辆状态数据；

监测模块与控制感知模块7分别挂载在第二总线4上，控制感知模块7根据需要可以从所述监测模块调取所述车辆状态数据进行分析处理，并产生相应的控制信号；此外，用户可以调取监测模块中记录的车辆状态数据来查验车辆状态，及时发现车辆存在的问题进行检修，进一步提高车辆驾驶的安全。

实施例五

请参阅图1，本实施例提供的一种车辆控制系统，原车的车辆基础网络1包括车灯、空调、音响等执行器，每一个执行器连接有控制该执行器的控制器，所述控制器通过所挂载的CAN总线接收从控制感知模块7发送的控制信号，筛选出属于自己的控制信号后发送给对应的执行器执行操作，例如：当工控机传输出“开双闪”的控制信号时，原车所有执行器的控制器都会接收到该“开双闪”控制信号，只有车灯的控制器会识别并控制对应的车灯组合执行该控制信号，其他执行器的控制器则不识别并丢弃该控制信号。本实施例提供的车辆控制系统充分利用了原车的执行器，并且实现了对原车执行器的在线控制。

车辆基础网络1还包括雷达、摄像头、光照雨量传感器、温湿度传感器等传感器，所述传感器均挂载在车辆基础网络1中的CAN总线上，采集车辆的车辆状态数据并通过CAN总线发送到所述智能网关，进而发送给控制感知模块7、监测模块等，以对车辆驾驶进行针对性在线控制。

本发明实施例提供的车辆控制系统，采用了模块化设计，能够快速的将量产车改装为可在线受控车辆，同时本发明实施例提供的车辆控制系统，不依赖与原车的结构，对各个主机厂的量产车辆都能进行改装，极大地降低了改装工作量，降低了成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种车辆控制系统，包括车辆基础网络，其特征在于，所述车辆控制系统还包括一连接所述车辆基础网络的智能控制装置，所述智能控制装置包括智能网关、车联网模块、控制感知模块、附加电子控制模块、第一总线及第二总线，其中，

所述车联网模块挂载在所述第一总线上，所述控制感知模块挂载在所述第二总线上，所述车辆基础网络包括第三总线；所述第一总线、所述第二总线和所述第三总线分别连接所述智能网关，并通过所述智能网关进行协议转换；

所述车联网模块，与外部服务器通信，获取服务器传送的远程服务数据并通过所述第一总线传输出去；所述车辆基础网络采集车辆状态数据；所述控制感知模块通过所述第二总线获取所述远程服务数据及所述车辆状态数据，进行处理后产生相应的控制信号发送给所述车联网模块及车辆基础网络；所述车联网模块和所述车辆基础网络通过所述智能网关获取所述控制信号后执行相应的指令；

所述控制感知模块，包括工控机单元及传感器单元，所述传感器单元检测车辆的驾驶环境数据发送给所述工控机单元，所述工控机单元结合接收的驾驶环境数据、车辆状态数据及远程服务数据进行分析处理后，产生对应的所述控制信号；

所述附加电子控制模块，通过第四总线连接所述智能网关，所述附加电子控制模块通过所述智能网关获取从所述控制感知模块发送的控制信号，以执行相应的指令；

所述附加电子控制模块，包括油门电子控制单元、变速器电子控制单元及制动电子控制单元，所述油门电子控制单元、变速器电子控制单元及制动电子控制单元挂载在所述第四总线上，接收从所述控制感知模块发送的控制信号后，分别对油门、变速器及制动器进行调节。

2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述第一总线、第二总线和第三总线为CAN总线。

3.根据权利要求2所述的车辆控制系统，其特征在于，所述控制感知模块还包括以太网转CAN总线单元，所述以太网转CAN总线单元的一端通过以太网连接所述工控机单元和所述传感器单元；所述以太网转CAN总线单元的另一端连接所述第二总线。

4.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述车联网模块包括远程信息处理单元及定位单元，所述远程信息处理单元与所述定位单元分别挂载在所述第一总线上；

所述远程信息处理单元无线连接所述外部服务器，其接收所述外部服务器发送的远程服务数据并进行数据处理后转发给所述控制感知模块，所述定位单元用于定位车辆当前位置信息并发送给所述控制感知模块。

5.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述智能控制装置还包括监测模块，所述监测模块通过所述第二总线连接所述智能网关，所述监测模块用于存储从所述车辆基础网络发送的车辆状态数据；

所述监测模块还连接所述控制感知模块，所述控制感知模块用于从所述监测模块调取所述车辆状态数据。

6.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述车辆基础网络包括执行器，每一个所述执行器连接有控制该执行器的控制器，所述控制器接收从所述控制感知模块发送的控制信号进行筛选后发送给对应的执行器执行。

7.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述车辆基础网络还包括传感器，所述传感器采集车辆的车辆状态数据发送到所述智能网关。