CN110696820A - 一种自主泊车的控制系统和备份方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自主泊车的控制系统和备份方法。基于本申请的一个实施例提供的一种自主泊车的控制系统，在正常情况下，ESP(Electronic Stability Program，电子稳定系统)接收来自AVP(Unmanned‑Auto Parking System，自主泊车系统)的控制请求并发送驱动、制动以及转向的控制指令；在ESP失效静默的情况下，VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)作为驱动、制动以及转向的备份控制器发送控制指令。因此，在不增加动力单元以及附加控制器的情况下，利用车辆上现有的VCU实现对驱动、制动以及转向系统的备份，有利于降低车辆的生产成本。

Description

一种自主泊车的控制系统和备份方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种自主泊车的控制系统、一种自主泊车的备份方法以及一种汽车。

背景技术

在自主泊车过程中，驾驶员不在车内，自主泊车系统对车辆的运动和停止进行控制，当被控系统发生故障，可能导致发生危害。目前主要针对控制的转向、动力及制动系统进行独立的备份，ESP(Electronic Stability Program，电子稳定系统)需要设计失效运行机制，在复杂度和成本上相对于原来失效静默的转向系统都会提高，制动系统当前最成熟的备份系统是增加一个ibooster控制器，方案成熟，但成本增加较多；动力系统通常会增设为双电机、三电机或者四电机。

基于上述需求，提供一种利用现有控制器实现动力、转向以及制动备份的自主泊车的控制系统，成为现有技术有待解决的技术问题。

发明内容

本申请的一个实施例提供了一种自主泊车的控制系统，其利用现有车上控制器实现驱动、转向和制动备份系统，降低成本同时保证安全。该自主泊车的控制系统包括：自主泊车系统AVP、电子稳定系统ESP以及整车控制器VCU，其中，

AVP，用于向所述ESP和所述VCU发送控制请求，其中，所述控制请求中包含驱动请求、制动请求以及转向请求；

ESP，用于根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述驱动请求，向所述VCU发送驱动控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向转向控制单元发送转向控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向制动控制单元发送制动控制指令；

VCU，用于在从所述ESP成功接收到所述驱动控制指令时，将接收到的所述驱动控制指令向驱动控制单元转发；在从所述ESP接收所述驱动控制指令失败时，根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述驱动请求，向所述驱动控制单元发送驱动控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向所述转向控制单元发送转向控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向所述驱动控制单元发送制动控制指令。

可选地，所述驱动控制单元包括驱动控制器和驱动电机，所述驱动控制器响应于来自所述VCU的驱动控制指令控制所述驱动电机进行驱动扭矩输出。

可选地，所述VCU向所述驱动控制单元发送制动控制指令进一步包括根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩产生制动控制指令，并且，所述VCU将产生的制动控制指令发送给所述驱动控制器。

可选地，所述制动控制单元包括：变速箱控制器TCU、减速器控制器以及电子驻车EPB，其中：

TCU，用于响应于来自所述ESP的制动控制指令进行档位调整；

减速器控制器，用于响应于来自所述ESP的制动控制指令控制制动电机进行驻车操作；

EPB，用于在所述减速器控制器完成驻车操作后自动施加驻车制动。

可选地，所述转向控制单元包括电动助力转向EPS和转向电机，所述EPS响应于来自所述ESP或所述VCU的转向控制指令控制所述转向电机进行转向扭矩输出。

可选地，当所述VCU向所述EPS发送转向控制指令发送失败时，所述VCU进一步根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩产生驱动信号，并且，所述VCU将产生的驱动信号发送给所述转向电机。

本申请的另一个实施例提供了一种自主泊车的备份方法，包括由整车控制器VCU执行的如下步骤：

在从所述ESP成功接收到所述驱动控制指令时，将接收到的所述驱动控制指令向驱动控制单元转发；

在从所述ESP接收所述驱动控制指令失败时，根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述驱动请求，向所述驱动控制单元发送驱动控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向所述转向控制单元发送转向控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向所述驱动控制单元发送制动控制指令。

可选地，根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向所述转向控制单元发送转向控制指令包括：

所述VCU根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩向所述转向电机发送转向控制指令。

可选地，根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向所述驱动控制单元发送制动控制指令包括：

所述VCU根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩向所述驱动控制单元发送制动控制指令。

本申请的又一个实施例提供了一种汽车，其特征在于，包括如本申请的一个实施例提供的自主泊车的控制系统。

基于本申请实施例提供的一种自主泊车的控制系统，在正常情况下，ESP接收来自AVP(Unmanned-Auto Parking System，自主泊车系统)的控制请求并发送驱动、制动以及转向的控制指令；在ESP失效静默的情况下，VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)作为驱动、制动以及转向的备份控制器发送控制指令。因此，在不增加动力单元以及附加控制器的情况下，利用车辆上现有的VCU实现对驱动、制动以及转向系统的备份，有利于降低车辆的生产成本。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本申请的一个实施例提供的一种自主泊车的控制系统的结构示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的控制系统中VCU的执行状态的流程示意图；

图3为本申请的另一个实施例提供的一种自主泊车的备份方法的流程示意图；

图4为适应于如图3所示的备份方法的一种扩展流程示意图；

图5为适应于如图3所示的备份方法的又一种扩展流程图。

附图说明：

100 控制系统

110 AVP

120 ESP

130 VCU

131 空闲状态

132 判决状态

133 执行状态

134 备份状态

140 转向制动单元

141 EPS

142 转向电机

150 制动控制单元

151 TCU

152 减速器控制器

153 EPB

160 驱动控制单元

161 驱动控制器

162 驱动电机

200 传感器组

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

图1为本申请的一个实施例提供的一种自主泊车的控制系统的结构示意图。

请参见图1，本申请的一个实施例提供了一种自主泊车的控制系统100，包括：自主泊车系统AVP 110、电子稳定系统ESP 120以及整车控制器VCU 130，其中，

AVP 110用于向ESP 120和VCU 130发送控制请求，控制请求中包含驱动请求、制动请求以及转向请求。控制系统100还可以包括传感器组200，传感器组200可以包括一个或者多个摄像头、碰撞传感器等设备，AVP 110根据传感器组200测得的实时路况数据进行路径规划，并将路径规划数据转化为控制请求发送给ESP 120和VCU 130。可以理解的是，根据路径规划数据可以得到车辆的扭矩需求数据、制动需求数据以及转向角度数据。

在ESP 120正常运行的情况下，ESP 120用于根据从AVP 110接收到的控制请求中的驱动请求，向VCU 130发送驱动控制指令；根据从AVP 110接收到的控制请求中的转向请求，向转向控制单元140发送转向控制指令；根据从AVP 110接收到的控制请求中的制动请求，向制动控制单元150发送制动控制指令。

VCU 130用于在从ESP 120成功接收到驱动控制指令时，将接收到的驱动控制指令向驱动控制单元160转发；在ESP 120失效静默的情况，即，在从ESP 120接收驱动控制指令失败时，根据从AVP 110接收到的控制请求中的驱动请求，向驱动控制单元160发送驱动控制指令；根据从AVP 110接收到的控制请求中的转向请求，向转向控制单元140发送转向控制指令；根据从AVP 110接收到的控制请求中的制动请求，向驱动控制单元160发送制动控制指令。

基于上述实施例提供的一种自主泊车的控制系统100，在正常情况下，ESP 120接收来自AVP 110的控制请求并发送驱动、制动以及转向的控制指令；在ESP 120失效静默的情况下，VCU 130作为驱动、制动以及转向的备份控制器发送控制指令。因此，在不增加动力单元以及附加控制器的情况下，利用车辆上现有的VCU 130实现对驱动、制动以及转向系统的备份，有利于降低车辆的生产成本。

图2为本申请的一个实施例提供的控制系统中VCU的执行状态的流程示意图。

请参见图2，为了对控制系统100的运行状态更好的理解，本实施例以VCU 130的执行状态进行解释。VCU 130包括空闲状态131、判决状态132、执行状态133以及备份状态134，其中：

VCU 130的空闲状态134指的是VCU 130没有接收到来自AVP 110的控制请求；当VCU 130接收到来自AVP 110的控制请求时即进入判决状态132，在判决状态132下，VCU130可以根据时间窗进行判断ESP 120是否正常工作，因为在VCU 130接收到来自AVP 110的控制请求时，AVP 110同时会发送控制请求给ESP 120，因此，可以设置VCU 130接收到来自ESP120的驱动控制指令的等待时间(即时间窗)，在时间窗范围内接收到来自ESP120的驱动控制指令，则可判定为ESP 120处于正常工作状态，VCU 130进入执行状态133(即，将接收到的驱动控制指令向驱动控制单元160转发)；在时间窗范围内没有接收到来自ESP 120的驱动控制指令，则可判定为ESP 120处于静默失效状态，VCU 130进入备份状态134，即，VCU 130根据从AVP 110接收到的控制请求中的驱动请求，向驱动控制单元160发送驱动控制指令；根据从AVP 110接收到的控制请求中的转向请求，向转向控制单元140发送转向控制指令；根据从AVP 110接收到的控制请求中的制动请求，向驱动控制单元160发送制动控制指令。

可以理解的是，在本实施例中，通过VCU 130是否接收到来自ESP 120的驱动控制指令来判断ESP 120是否正常工作，但本申请并不排斥其他控制器通过是否接受到来自ESP120控制指令集中任意一条控制指令来判断ESP 120是否正常工作的方法。

请继续参见图1，驱动控制单元160包括驱动控制器161和驱动电机162，驱动控制器161响应于来自VCU 130的驱动控制指令控制驱动电机162进行驱动扭矩输出。其中，驱动控制器161与驱动电机162可以为一一对应的多组，在本实施例中，驱动控制器161可以选择为MCU(Motor Control Unit，电机控制器)。来自VCU 130的驱动控制指令包含有驱动扭矩的输出量，驱动电机162响应于驱动控制器161的控制根据输出量进行驱动扭矩输出。

VCU 130向驱动控制单元160发送制动控制指令进一步包括根据从AVP 110接收到的控制请求中的制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩产生制动控制指令，并且，VCU 130将产生的制动控制指令发送给驱动控制器161。可以理解的是，制动扭矩对于驱动电机162而言即为反向扭矩。因此，驱动控制单元160还能够响应于VCU 130的制动控制指令进行制动系统备份，从而，有利于增强控制系统100的安全性。

制动控制单元150包括：变速箱控制器TCU(Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元)151、减速器控制器152以及电子驻车EPB(Electrical Park Brake，电子驻车)153，其中：

TCU 151用于响应于来自ESP 120的制动控制指令进行档位调整；减速器控制器152用于响应于来自ESP 120的制动控制指令控制制动电机进行驻车操作；EPB 153用于在减速器控制器152完成驻车操作后自动施加驻车制动。在实际应用中，EPB 153可以选择在车辆熄火后自动启动。

来自ESP 120的制动控制指令包含有制动扭矩的输出量，制动电机响应于减速器控制器152的控制根据制动扭矩的输出量进行制动扭矩输出。

转向控制单元140包括电动助力转向EPS(Electric Power Steering，电动助力转向)141和转向电机142，EPS 141响应于来自ESP120或者来自VCU 130的转向控制指令控制转向电机142进行转向扭矩输出。其中，转向电机142可以包括设置在车身宽度方向上的两侧的左转向电机和右转向电机。转向控制指令包含有转向角度数据，EPS 141根据转向角度数据分别计算左转向电机和右转向电机的转向扭矩输出量、并根据计算得到的转向扭矩输出量控制左转向电机和右转向电机进行转向扭矩输出。

请再次参见图1并结合图2，当VCU 130向EPS 141发送转向控制指令发送失败时，VCU 130进一步根据从AVP 110接收到的控制请求中的转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩产生驱动信号，并且，VCU 130将产生的驱动信号发送给转向电机142。其中，VCU 130根据控制请求中的转向角度计算左转向电机和右转向电机的扭矩差，并根据扭矩差分别计算左转向电机和右转向电机的转向扭矩输出，从而，通过VCU 130分别向左转向电机和右转向电机发送包含有对应的转向扭矩的驱动信号实现转向。因此，VCU 130还可以对EPS 141进行备份，即，在EPS 141失效的状态下，自主泊车的控制系统100通过VCU 130对转向电机142的控制还能够正常工作，从而，有利于增强控制系统100的安全性。

对于VCU 130向EPS 141发送转向控制指令是否失败的判断，可以选择对转向电机142是否动作进行时间窗设置，即，当VCU 130向EPS 141发送转向控制指令后，在时间窗范围内，转向电机142发生转向动作即可认为EPS 141处于正常状态；在时间窗范围内，转向电机142没有发生转向动作，即可认为EPS 141处于失效状态，则VCU 130进行备份状态134，即，VCU 130进一步根据从AVP 110接收到的控制请求中的转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩产生用于向转向电机142发送的转向控制指令。

图3为本申请的另一个实施例提供的一种自主泊车的备份方法的流程示意图。

请参见图3，本申请的另一个实施例提供了一种自主泊车的备份方法，包括由VCU130执行的如下步骤：

S310、在从ESP 120成功接收到驱动控制指令时，将接收到的驱动控制指令向驱动控制单元160转发；

S320、在从ESP 120接收驱动控制指令失败时，根据从AVP 110接收到的控制请求中的驱动请求，向驱动控制单元160发送驱动控制指令；根据从AVP 110接收到的控制请求中的转向请求，向转向控制单元140发送转向控制指令；根据从AVP 110接收到的控制请求中的制动请求，向驱动控制单元160发送制动控制指令。

图4为适应于如图3所示的备份方法的一种扩展流程示意图。

请参见图4，根据从AVP 110接收到的控制请求中的转向请求，向转向控制单元140发送转向控制指令包括：

S421、VCU 130根据从AVP 110接收到的控制请求中的转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩向转向电机142发送转向控制指令。

相应地，如图3所示的备份方法包括：

S410、在从ESP 120成功接收到驱动控制指令时，将接收到的驱动控制指令向驱动控制单元160转发；

S421、在从ESP 120接收驱动控制指令失败时，VCU 130根据从AVP 110接收到的控制请求中的转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩向转向电机142发送转向控制指令。

图5为适应于如图3所示的备份方法的又一种扩展流程图。

请参见图5，根据从AVP 110接收到的控制请求中的制动请求，向驱动控制单元160发送制动控制指令包括：

S521、VCU 130根据从AVP 110接收到的控制请求中的制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩向驱动控制单元160发送制动控制指令。

相应地，如图3所示的备份方法包括：

S510、在从ESP 120成功接收到驱动控制指令时，将接收到的驱动控制指令向驱动控制单元160转发；

S521、在从ESP 120接收驱动控制指令失败时，VCU 130根据从AVP 110接收到的控制请求中的制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩向驱动控制单元160发送制动控制指令。

本申请的又一个实施例提供了一种汽车，包括如本申请的一个实施例提供的自主泊车的控制系统100。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自主泊车的控制系统，其特征在于，包括：自主泊车系统AVP、电子稳定系统ESP以及整车控制器VCU，其中，

AVP，用于向所述ESP和所述VCU发送控制请求，其中，所述控制请求中包含驱动请求、制动请求以及转向请求；

ESP，用于根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述驱动请求，向所述VCU发送驱动控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向转向控制单元发送转向控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向制动控制单元发送制动控制指令；

VCU，用于在从所述ESP成功接收到所述驱动控制指令时，将接收到的所述驱动控制指令向驱动控制单元转发；在从所述ESP接收所述驱动控制指令失败时，根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述驱动请求，向所述驱动控制单元发送驱动控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向所述转向控制单元发送转向控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向所述驱动控制单元发送制动控制指令。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述驱动控制单元包括驱动控制器和驱动电机，所述驱动控制器响应于来自所述VCU的驱动控制指令控制所述驱动电机进行驱动扭矩输出。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述VCU向所述驱动控制单元发送制动控制指令进一步包括根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩产生制动控制指令，并且，所述VCU将产生的制动控制指令发送给所述驱动控制器。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述制动控制单元包括：变速箱控制器TCU、减速器控制器以及电子驻车EPB，其中：

TCU，用于响应于来自所述ESP的制动控制指令进行档位调整；

减速器控制器，用于响应于来自所述ESP的制动控制指令控制制动电机进行驻车操作；

EPB，用于在所述减速器控制器完成驻车操作后自动施加驻车制动。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述转向控制单元包括电动助力转向EPS和转向电机，所述EPS响应于来自所述ESP或所述VCU的转向控制指令控制所述转向电机进行转向扭矩输出。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，当所述VCU向所述EPS发送转向控制指令发送失败时，所述VCU进一步根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩产生驱动信号，并且，所述VCU将产生的驱动信号发送给所述转向电机。

7.一种自主泊车的备份方法，其特征在于，包括由整车控制器VCU执行的如下步骤：

在从所述ESP成功接收到所述驱动控制指令时，将接收到的所述驱动控制指令向驱动控制单元转发；

在从所述ESP接收所述驱动控制指令失败时，根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述驱动请求，向所述驱动控制单元发送驱动控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向所述转向控制单元发送转向控制指令；根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向所述驱动控制单元发送制动控制指令。

8.根据权利要求7所述的备份方法，其特征在于，根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向所述转向控制单元发送转向控制指令包括：

所述VCU根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩向所述转向电机发送转向控制指令。

9.根据权利要求7所述的备份方法，其特征在于，根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向所述驱动控制单元发送制动控制指令包括：

所述VCU根据从所述AVP接收到的所述控制请求中的所述制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩向所述驱动控制单元发送制动控制指令。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的自主泊车的控制系统。

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