CN111301393A - 汽车人机共驾模式制动控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车人机共驾模式制动控制系统及控制方法，属汽车制造技术领域，该系统包括线控制动中央控制单元和通过制动控制单元与制动器相连接的踏板行程开关，线控制动中央控制单元的输入端与人机共驾模式开关、自动驾驶控制器的输出端对应相接，线控制动中央控制单元的继电器电源控制端与发动机控制单元的回路地端之间依次连接有继电器和踏板行程开关，发动机控制单元的开关信号采样端与继电器的公共触点端相连接，发动机控制单元通过变速箱控制单元与变速箱相连接。本发明可以解决现有兼具人工驾驶和自动驾驶的车辆存在的在自动驾驶模式下，车辆无法按请求的减速度稳定刹车的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，尤其是一种汽车人机共驾模式制动控制系统及控制方法。
背景技术
现有的汽车制动控制系统，包括通过制动控制单元与制动器相连接的踏板行程开关，踏板行程开关的信号输出端依次通过发动机控制单元和变速箱控制单元与变速箱相连接。当司机踩下制动踏板时，踏板行程开关断开，其生成的制动信号通过制动控制单元输入到制动器对整车制动的同时，也通过发动机控制单元输入到变速箱控制单元，以判断车速、转速是否匹配，然后控制变速箱减少或切断动力输出，起到防止定点刹车停不住，或者停车效果太急的目的。对于兼具人工驾驶和自动驾驶的车辆来说，在自动驾驶模式下，自动驾驶控制器是通过线控制动中央控制单元请求制动控制单元进行制动的，司机未触动制动踏板，车辆无法生成制动信号，发动机控制单元、变速箱控制单元未接收制动信号而持续输出动力，这就导致了在自动驾驶模式下，当自动驾驶请求的制动力输出小于动力输出时，整车无法减速，当请求的制动力输出大于动力输出时，车辆会突然减速，车辆无法按请求的减速度稳定刹车的问题。
发明内容
本发明提供一种汽车人机共驾模式制动控制系统及控制方法，这种系统及控制方法可以解决现有兼具人工驾驶和自动驾驶的车辆存在的在自动驾驶模式下，当自动驾驶请求的制动力输出小于动力输出时，整车无法减速，当请求的制动力输出大于动力输出时，车辆会突然减速的车辆无法按请求的减速度稳定刹车的问题。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：该汽车人机共驾模式制动控制系统，包括线控制动中央控制单元和通过制动控制单元与制动器相连接的踏板行程开关，所述线控制动中央控制单元的信号输入端与人机共驾模式开关的信号输出端、自动驾驶控制器的信号输出端对应相接，所述线控制动中央控制单元的继电器电源控制端与继电器线圈的一端相连接，所述继电器线圈的另一端接地，所述继电器的常闭触点端与所述踏板行程开关的一端相连接，所述踏板行程开关的另一端与发动机控制单元的回路地端相连接，所述发动机控制单元的开关信号采样端与所述继电器的公共触点端相连接，所述发动机控制单元的信号输出端通过变速箱控制单元与变速箱相连接；所述线控制动中央控制单元的外部制动请求输出端通过所述制动控制单元与所述制动器相连接；
其制动控制方法是：
1）线控制动中央控制单元分别读取人机共驾模式开关的信号和自动驾驶控制器的人机共驾模式报文，并进行解析，判断车辆驾驶模式；
2）当人工驾驶模式时，线控制动中央控制单元无外部制动请求报文输出，其继电器电源控制端的电压为零，发动机控制单元只接收踏板行程开关信号来判断整车是否处于制动状态；发动机控制单元的回路地端与开关信号采样端接通时，判断为整车无刹车；当踩下踏板行程开关，制动信号通过制动控制单元输入到制动器对整车进行制动，同时发动机控制单元的回路地端与开关信号采样端断开，判断为整车刹车，此时，发动机控制单元发送整车制动状态信号给变速箱控制单元，变速箱控制单元根据收到的整车制动状态信号同时判断车速、转速不匹配时，控制变速箱慢慢断开离合并保证发动机不熄火、车辆稳定刹车；
3）当自动驾驶模式时，线控制动中央控制单元接收到自动驾驶控制器的减速度需求信号时，向制动控制单元发出外部制动请求报文，制动控制单元通过外部制动请求报文中的减速度请求值等信息，输出相应的制动力给制动器实现整车制动，同时，线控制动中央控制单元通过继电器电源控制端向继电器的线圈输出电压信号，使继电器的常闭触点端断开，发动机控制单元的回路地端与开关信号采样端断开，发动机控制单元即判断为整车刹车，此时， 发动机控制单元发送整车制动状态信号给变速箱控制单元，变速箱控制单元根据收到的整车制动状态信号同时判断车速、转速不匹配时，控制变速箱慢慢断开离合并保证发动机不熄火、车辆稳定刹车。
上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述线控制动中央控制单元具有信号采样端和回路地端，所述信号采样端与所述回路地端之间连接有制动系统型号选择开关；自动驾驶模式时， 线控制动中央控制单元首先采集制动系统型号选择开关的档位电阻所对应的档位电压信号，并根据其内预设的相应的控制算法指令，来确定并解析相应制动系统所调用减速度报文的ID及调用的方式。
进一步的：所述制动控制单元通过车身控制器与制动灯相连接；自动驾驶模式时，制动控制单元响应减速度请求并输出制动力的同时，向车身控制器发出基础制动使用情况报文控制点亮制动灯。
进一步的：所述线控制动中央控制单元还具有故障信息输出端，所述故障信息输出端与仪表相连接；当系统出现故障时，线控制动中央控制单元通过CAN总线将故障信息报文发送给仪表，直接在仪表屏上显示。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、由于本系统的线控制动中央控制单元的信号输入端与人机共驾模式开关的信号输出端、自动驾驶控制器的信号输出端对应相接，线控制动中央控制单元的继电器电源控制端与继电器线圈的一端相连接，继电器线圈的另一端接地，继电器的常闭触点端与踏板行程开关的一端相连接，踏板行程开关的另一端与发动机控制单元的回路地端相连接，发动机控制单元的开关信号采样端与继电器的公共触点端相连接，发动机控制单元的信号输出端通过变速箱控制单元与变速箱相连接；线控制动中央控制单元的外部制动请求输出端通过制动控制单元与制动器相连接；不但保证了人工驾驶模式以及自动驾驶模式下的变速箱控制单元都能根据收到的整车制动状态信号同时判断车速、转速不匹配时，慢慢断开离合时的发动机不熄火，车辆稳定刹车，解决了车辆无法按请求的减速度稳定刹车的问题，而且在人工驾驶控制制动的基础上兼具了自动驾驶线控制动功能，实现了汽车人机共驾模式下的制动控制，同时也兼容了变速箱控制单元、发动机控制单元、制动控制单元的人工驾驶的数据，解决了自动驾驶程序开发周期长、成本高的问题。
2、由于线控制动中央控制单元具有信号采样端和回路地端，信号采样端与回路地端之间连接有制动系统型号选择开关；可通过制动系统型号选择开关选择不同的制动系统控制执行单元的厂家，适配多种制动系统配置，满足零件通用性。
3、由于线控制动中央控制单元具有故障信息输出端，故障信息输出端与仪表相连接；可在仪表屏上实时显示车辆故障码，维修人员可以根据提示的故障信息进行车辆检查及维修，无需新增额外的诊断仪，节约了成本。
附图说明
图1是本发明实施例的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图实施例对本发明作进一步详述：
图1所示的汽车人机共驾模式制动控制系统，包括线控制动中央控制单元3和踏板行程开关5，踏板行程开关5通过制动信号传输器15和制动控制单元9与制动器13相连接；线控制动中央控制单元3具有信号采样端34、回路地端35、继电器电源控制端31、外部制动请求输出端32、故障信息输出端33和多个信号输入端，线控制动中央控制单元3的一个信号输入端与人机共驾模式开关1的信号输出端相连接，线控制动中央控制单元3的另二个信号输入端分别通过CAN总线与自动驾驶控制器2的二个信号输出端对应相接；信号采样端34与回路地端35之间连接有制动系统型号选择开关8；继电器电源控制端31与继电器4线圈的一端相连接，继电器4线圈的另一端接地，继电器4的常闭触点端a与踏板行程开关5的一端相连接，踏板行程开关5的另一端与发动机控制单元6的回路地端43相连接，发动机控制单元6的开关信号采样端54与继电器4的公共触点端b相连接，发动机控制单元6的信号输出端通过CAN总线与变速箱控制单元7的信号输入端相连接；外部制动请求输出端32通过CAN总线与制动控制单元9的信号输入端相连接，制动控制单元9的信号输出端通过CAN总线与车身控制器10的信号输入端相连接，车身控制器10的信号输出端与制动灯11相连接；故障信息输出端33通过CAN总线与仪表12相连接；
其制动控制方法是：
1）系统上电后，线控制动中央控制单元分别读取人机共驾模式开关的信号和通过CAN总线传输的自动驾驶控制器的人机共驾模式报文，并进行解析，判断车辆驾驶模式；其中人机共驾模式开关的信号优先级大于CAN总线信号优先级，CAN总线信号方式可预留给后续的遥控及远程控制方式超控车辆。
2）当人工驾驶模式时
线控制动中央控制单元无外部制动请求报文输出，其继电器电源控制端的电压为零，即继电器的线圈两端的电压值为零，发动机控制单元只接收踏板行程开关信号来判断整车是否处于制动状态；当发动机控制单元的回路地端与开关信号采样端接通时，判断为整车无刹车；当踩下踏板行程开关，踏板行程开关断开，制动信号通过制动控制单元输入到制动器对整车进行制动，同时，发动机控制单元的回路地端与开关信号采样端断开，发动机控制单元即判断为整车刹车，此时， 发动机控制单元通过巡航控制/车辆速度报文发送整车制动状态信号给变速箱控制单元，变速箱控制单元接收的是巡航控制/车辆速度报文里面的制动踏板行程开关信号，并根据收到的整车制动状态信号同时判断车速、转速不匹配时，慢慢断开离合并保证发动机不熄火、车辆稳定刹车。
3）当自动驾驶模式时，
3.1线控制动中央控制单元首先采集制动系统型号选择开关的档位电阻所对应的档位电压信号，并根据其内预设的相应的控制算法指令，来确定并解析相应制动系统所调用减速度报文的ID及调用的方式；
3.2线控制动中央控制单元通过CAN总线接收到自动驾驶控制器的减速度需求信号时，向制动控制单元发出外部制动请求报文以调用制动减速度，制动控制单元通过外部制动请求报文中的减速度请求值等信息，输出相应的制动力实现整车制动；制动控制单元响应减速度请求并输出制动力的同时，向车身控制器发出基础制动使用情况报文控制点亮制动灯；同时线控制动中央控制单元接收到自动驾驶控制器的减速度需求信号时通过继电器电源控制端向继电器的线圈输出数值为24伏特的电压信号，使继电器的常闭触点端断开，即发动机控制单元的回路地端与开关信号采样端断开，发动机控制单元即判断为整车刹车，此时， 发动机控制单元发送整车制动状态信号给变速箱控制单元，变速箱控制单元根据收到的整车制动状态信号同时判断车速、转速不匹配时，慢慢断开离合并保证发动机不熄火、车辆稳定刹车。
4）当系统出现故障时，线控制动中央控制单元通过CAN总线将故障信息报文发送给仪表，直接在仪表屏上显示。
本系统不但保证了不但保证了人工驾驶模式以及自动驾驶模式下的变速箱控制单元都能根据收到的整车制动状态信号同时判断车速、转速不匹配时，慢慢断开离合时的发动机不熄火，车辆稳定刹车，解决了车辆无法按请求的减速度稳定刹车的问题，而且在人工驾驶控制制动的基础上兼具了自动驾驶线控制动功能，实现了汽车人机共驾模式下的制动控制，同时也兼容了变速箱控制单元、发动机控制单元、制动控制单元的人工驾驶的数据，解决了自动驾驶程序开发周期长、成本高的问题；同时本系统适配多种制动系统配置，满足零件通用性，也能在仪表屏上实时显示车辆故障码，维修人员可以根据提示的故障信息进行车辆检查及维修，无需新增额外的诊断仪，节约了成本。
Claims (7)
1.一种汽车人机共驾模式制动控制系统，包括线控制动中央控制单元和通过制动控制单元与制动器相连接的踏板行程开关，其特征在于：所述线控制动中央控制单元的信号输入端与人机共驾模式开关的信号输出端、自动驾驶控制器的信号输出端对应相接，所述线控制动中央控制单元的继电器电源控制端与继电器线圈的一端相连接，所述继电器线圈的另一端接地，所述继电器的常闭触点端与所述踏板行程开关的一端相连接，所述踏板行程开关的另一端与发动机控制单元的回路地端相连接，所述发动机控制单元的开关信号采样端与所述继电器的公共触点端相连接，所述发动机控制单元的信号输出端通过变速箱控制单元与变速箱相连接；所述线控制动中央控制单元的外部制动请求输出端通过所述制动控制单元与所述制动器相连接。
2.根据权利要求1所述的汽车人机共驾模式制动控制系统，其特征在于：所述线控制动中央控制单元具有信号采样端和回路地端，所述信号采样端与所述回路地端之间连接有制动系统型号选择开关。
3.根据权利要求1或2所述的汽车人机共驾模式制动控制系统，其特征在于：所述制动控制单元通过车身控制器与制动灯相连接；所述线控制动中央控制单元还具有故障信息输出端，所述故障信息输出端与仪表相连接。
4.一种汽车人机共驾模式制动控制方法，其特征在于：采用一种汽车人机共驾模式制动控制系统，该系统包括线控制动中央控制单元和通过制动控制单元与制动器相连接的踏板行程开关，所述线控制动中央控制单元的信号输入端与人机共驾模式开关的信号输出端、自动驾驶控制器的信号输出端对应相接，所述线控制动中央控制单元的继电器电源控制端与继电器线圈的一端相连接，所述继电器线圈的另一端接地，所述继电器的常闭触点端与所述踏板行程开关的一端相连接，所述踏板行程开关的另一端与发动机控制单元的回路地端相连接，所述发动机控制单元的开关信号采样端与所述继电器的公共触点端相连接，所述发动机控制单元的信号输出端通过变速箱控制单元与变速箱相连接；所述线控制动中央控制单元的外部制动请求输出端通过所述制动控制单元与所述制动器相连接；
其制动控制方法是：
1）线控制动中央控制单元分别读取人机共驾模式开关的信号和自动驾驶控制器的人机共驾模式报文，并进行解析，判断车辆驾驶模式；
2）当人工驾驶模式时，线控制动中央控制单元无外部制动请求报文输出，其继电器电源控制端的电压为零，发动机控制单元只接收踏板行程开关信号来判断整车是否处于制动状态；发动机控制单元的回路地端与开关信号采样端接通时，判断为整车无刹车；当踩下踏板行程开关，制动信号通过制动控制单元输入到制动器对整车进行制动，同时发动机控制单元的回路地端与开关信号采样端断开，判断为整车刹车，此时，发动机控制单元发送整车制动状态信号给变速箱控制单元，变速箱控制单元根据收到的整车制动状态信号同时判断车速、转速不匹配时，控制变速箱慢慢断开离合并保证发动机不熄火、车辆稳定刹车；
3）当自动驾驶模式时，线控制动中央控制单元接收到自动驾驶控制器的减速度需求信号时，向制动控制单元发出外部制动请求报文，制动控制单元通过外部制动请求报文中的减速度请求值等信息，输出相应的制动力给制动器实现整车制动，同时，线控制动中央控制单元通过继电器电源控制端向继电器的线圈输出电压信号，使继电器的常闭触点端断开，发动机控制单元的回路地端与开关信号采样端断开，发动机控制单元即判断为整车刹车，此时， 发动机控制单元发送整车制动状态信号给变速箱控制单元，变速箱控制单元根据收到的整车制动状态信号同时判断车速、转速不匹配时，控制变速箱慢慢断开离合并保证发动机不熄火、车辆稳定刹车。
5.根据权利要求4所述的汽车人机共驾模式制动控制方法，其特征在于：所述线控制动中央控制单元具有信号采样端和回路地端，所述信号采样端与所述回路地端之间连接有制动系统型号选择开关；自动驾驶模式时， 线控制动中央控制单元首先采集制动系统型号选择开关的档位电阻所对应的档位电压信号，并根据其内预设的相应的控制算法指令，来确定并解析相应制动系统所调用减速度报文的ID及调用的方式。
6.根据权利要求4或5所述的汽车人机共驾模式制动控制方法，其特征在于：所述制动控制单元通过车身控制器与制动灯相连接；自动驾驶模式时，制动控制单元响应减速度请求并输出制动力的同时，向车身控制器发出基础制动使用情况报文控制点亮制动灯。
7.根据权利要求6所述的汽车人机共驾模式制动控制方法，其特征在于：所述线控制动中央控制单元还具有故障信息输出端，所述故障信息输出端与仪表相连接；当系统出现故障时，线控制动中央控制单元通过CAN总线将故障信息报文发送给仪表，直接在仪表屏上显示。
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