CN111469784A - 一种无人驾驶车辆的整车线控系统及控制方法 - Google Patents

一种无人驾驶车辆的整车线控系统及控制方法 Download PDF

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宿佳敏
唐新鑫
黄夏锋
田永义
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Abstract

本发明揭示了一种无人驾驶车辆的整车线控系统及控制方法，该系统包括中央底盘控制模块、与中央底盘控制模块连接的急停开关、与急停开关连接的空气制动系统；所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口连接有用于执行行车电子制动的动力子网、用于执行行车机械制动的空气制动系统、用于执行行车电子制动或机械制动失效时的驻车制动的电子驻车系统。本发明实现了提高车辆多重安全主动性，实时响应能力。

Description

一种无人驾驶车辆的整车线控系统及控制方法
技术领域
本发明属于无人驾驶技术领域，尤其涉及一种无人驾驶车辆的整车线控系统及控制方法。
背景技术
物流运输领域，中大型载重车辆全生命周期内，初次购入成本不足10％，其雇佣成本高达60％，另中大型载重车辆载重量大，体积大，发生碰撞事故时惯性力特别大，破坏力，危害性远远大于其它车辆，其事故主因有60％为驾驶人员造成，无人驾驶载重车辆可以避免人为因素导致的交通事故。无人驾驶载重车辆主要由线控底盘、车载计算平台及智能传感器构成，目前试运营的无人驾驶载重车辆的底盘系统大部分由传统车辆底盘改装而成，通过增加转向助力电机、模拟人力踩踏板、更改整车控制总线协议等方式，不能满足无人载重车辆高可靠性，安全性要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种无人驾驶车辆的整车线控系统及控制方法，从而实现提高车辆多重安全主动性，实时响应能力。为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
一种无人驾驶车辆的整车线控系统，包括中央底盘控制模块、与中央底盘控制模块连接的急停开关、与急停开关连接的空气制动系统；所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口连接有用于执行行车电子制动的动力子网、用于执行行车机械制动的空气制动系统、用于执行行车电子制动或机械制动失效时的驻车制动的电子驻车系统。
具体的，所述动力子网包括空调系统、电源转换模块、空压泵控制器、热管理系统、电池管理模块、电机驱动模块，所述电池管理模块连接有快充/慢充模块。
具体的，所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有车身子网，车身子网包括重量检测、灯光控制、胎压检测系统、外显示屏。
具体的，所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有底盘控制子网，底盘控制子网包括电动助力循环球转向系统、空气制动系统、电子驻车系统。
具体的，所述电子驻车系统在检测车辆速度下降为零时执行驻车制动。
具体的，所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有网关，网关连接车载计算平台，网关通过以太网连接远程控制中心。
一种无人驾驶车辆的整车线控控制方法，包括以下步骤：
1)急停开关连接至中央底盘控制模块，当车辆失控时，人为操作急停开关，中央底盘控制模块检测到急停开关的急停信息后，发送停车指令；
2)中央底盘控制模块通过CAN总线接口连接有动力子网、空气制动系统和电子驻车系统，动力子网接收停车指令后，执行车辆的电子制动；空气制动系统接收停车指令后，执行车辆的机械制动；
3)当电子制动或机械制动失效时，或当电子驻车系统在检测车辆速度下降为零时；电子驻车系统执行车辆的驻车制动。
具体的，所述动力子网包括空调系统、电源转换模块、空压泵控制器、热管理系统、电池管理模块、电机驱动模块，所述电池管理模块连接有快充/慢充模块。
具体的，所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有车身子网，车身子网包括重量检测、灯光控制、胎压检测系统、外显示屏。
具体的，所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有底盘控制子网，底盘控制子网包括电动助力循环球转向系统、空气制动系统、电子驻车系统。
与现有技术相比，本发明一种无人驾驶车辆的整车线控系统及控制方法的有益效果主要体现在：
采用正向开发模式,从无人载重车辆对底盘功能、性能、安全性、可靠性出发，集成全线控技术(线控驱动、线控转向、线控制动)，多重主动安全措施，开放式总线通信网络，不仅大大提高了无人驾驶载重车辆的可靠性，安全性，更提高了车辆动态控制能力，实时响应能力。
附图说明
图1为本发明实施例的系统架构示意图；
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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。
实施例1：
参照图1所示，本实施例为一种无人驾驶车辆的整车线控系统，包括中央底盘控制模块、与中央底盘控制模块连接的急停开关、与急停开关连接的空气制动系统；
中央底盘控制模块通过CAN总线接口连接有用于执行行车电子制动的动力子网、用于执行行车机械制动的空气制动系统、用于执行行车电子制动或机械制动失效时的驻车制动的电子驻车系统。
动力子网包括空调系统、电源转换模块、空压泵控制器、热管理系统(TMS)、电池管理模块(BMS)、电机驱动模块(MCU)。电池管理模块连接有快充/慢充模块，支撑充电桩充电以及车载充电器充电。
动力子网执行行车电子制动的方式是通过电机反托力矩以降低车速。
空调系统用于对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。
电源转换模块用于能够将车辆动力电池高压电源通过DC/DC,转换成12V/24V低压电源供一般电器使用。
热管理系统用于调节座舱环境和零部件工作环境的零部件的总称。
电池管理模块用于智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有车身子网，车身子网包括重量检测、灯光控制、胎压检测系统(TPMS)、外显示屏。
重量检测用于实时监测车辆载重信息。
灯光控制用于车辆外灯和座舱内灯的灯光调节。
胎压监测系统通过记录轮胎转速或安装在轮胎中的电子传感器，对轮胎的各种状况进行实时自动监测，能够为行驶提供有效的安全保障。
外显示屏用于显示车身子网传输信号的各项数据。
中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有底盘控制子网，底盘控制子网包括电动助力循环球转向系统、空气制动系统、电子驻车系统。
电动助力循环球式转向系统取消了传统液压助力，实现纯电动助力和系统力与位移耦合控制，具有低速轻便、高速路感强、节能环保等优点，适用于中大型商用车。满足前轴轴荷大于2.5吨中重型车辆。
电子驻车系统在检测车辆速度下降为零时或接收电子制动或机械制动失效信号时，执行驻车制动。
中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有网关，网关连接车载计算平台，网关通过以太网连接远程控制中心，其具有协议转换、信息入侵检测、数据加密功能，保证车辆的通信安全性。
实施例2：
本实施例为一种无人驾驶车辆的整车线控控制方法，包括以下步骤：
1)急停开关连接至中央底盘控制模块，当车辆失控时，人为操作急停开关，中央底盘控制模块检测到急停开关的急停信息后，发送停车指令；
2)中央底盘控制模块通过CAN总线接口连接有动力子网、空气制动系统和电子驻车系统，动力子网接收停车指令后，执行车辆的电子制动；空气制动系统接收停车指令后，执行车辆的机械制动；
3)当电子制动或机械制动失效时，或当电子驻车系统在检测车辆速度下降为零时；电子驻车系统执行车辆的驻车制动。
动力子网包括空调系统、电源转换模块、空压泵控制器、热管理系统、电池管理模块、电机驱动模块，所述电池管理模块连接有快充/慢充模块。
中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有车身子网，车身子网包括重量检测、灯光控制、胎压检测系统、外显示屏。
中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有底盘控制子网，底盘控制子网包括电动助力循环球转向系统、空气制动系统、电子驻车系统。
上述实施例采用正向开发模式,从无人载重车辆对底盘功能、性能、安全性、可靠性出发，集成全线控技术(线控驱动、线控转向、线控制动)，多重主动安全措施，开放式总线通信网络，不仅大大提高了无人驾驶载重车辆的可靠性，安全性，更提高了车辆动态控制能力，实时响应能力。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人驾驶车辆的整车线控系统，其特征在于：包括中央底盘控制模块、与中央底盘控制模块连接的急停开关、与急停开关连接的空气制动系统；所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口连接有用于执行行车电子制动的动力子网、用于执行行车机械制动的空气制动系统、用于执行行车电子制动或机械制动失效时的驻车制动的电子驻车系统。
2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的整车线控系统，其特征在于：所述动力子网包括空调系统、电源转换模块、空压泵控制器、热管理系统、电池管理模块、电机驱动模块，所述电池管理模块连接有快充/慢充模块。
3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的整车线控系统，其特征在于：所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有车身子网，车身子网包括重量检测、灯光控制、胎压检测系统、外显示屏。
4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的整车线控系统，其特征在于：所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有底盘控制子网，底盘控制子网包括电动助力循环球转向系统、空气制动系统、电子驻车系统。
5.根据权利要求4所述的一种无人驾驶车辆的整车线控系统，其特征在于：所述电子驻车系统在检测车辆速度下降为零时执行驻车制动。
6.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆的整车线控系统，其特征在于：所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有网关，网关连接车载计算平台，网关通过以太网连接远程控制中心。
7.一种无人驾驶车辆的整车线控控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)急停开关连接至中央底盘控制模块，当车辆失控时，人为操作急停开关，中央底盘控制模块检测到急停开关的急停信息后，发送停车指令；
2)中央底盘控制模块通过CAN总线接口连接有动力子网、空气制动系统和电子驻车系统，动力子网接收停车指令后，执行车辆的电子制动；空气制动系统接收停车指令后，执行车辆的机械制动；
3)当电子制动或机械制动失效时，或当电子驻车系统在检测车辆速度下降为零时；电子驻车系统执行车辆的驻车制动。
8.根据权利要求7所述的一种无人驾驶车辆的整车线控控制方法，其特征在于：所述动力子网包括空调系统、电源转换模块、空压泵控制器、热管理系统、电池管理模块、电机驱动模块，所述电池管理模块连接有快充/慢充模块。
9.根据权利要求7所述的一种无人驾驶车辆的整车线控控制方法，其特征在于：所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有车身子网，车身子网包括重量检测、灯光控制、胎压检测系统、外显示屏。
10.根据权利要求7所述的一种无人驾驶车辆的整车线控控制方法，其特征在于：所述中央底盘控制模块通过CAN总线接口还连接有底盘控制子网，底盘控制子网包括电动助力循环球转向系统、空气制动系统、电子驻车系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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