CN112498350A - 自主车辆中的补充制动控制系统 - Google Patents

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Abstract

描述了用于管理自主车辆中的补充制动控制系统的设备、系统和方法。在一些方面，补充制动管理系统包括制动控制硬件和软件，所述制动控制硬件和软件与用于确定制动操作状态的感测机构和用于激活自主车辆中的补充制动控制的控制机构一起操作，除了车辆的主制动控制系统之外，还可以实现补充制动管理系统。

Description

自主车辆中的补充制动控制系统
优先权要求
本专利文件要求于2019年9月13日提交的题为“Supplemental Braking ControlSystem in Autonomous Vehicles”的临时申请No.62/900,430的优先权。上述临时申请的全部内容通过引用并入作为本文的公开的一部分。
技术领域
本专利文件涉及自主车辆的制动控制。
背景技术
自主或“自动驾驶”车辆是能够感测其环境并且在没有人类驾驶员控制的情况下移动的车辆。自主车辆使用导航技术来感测车辆的位置和移动，并基于该感测来自主地控制车辆以朝向目的地导航。自主车辆导航可以用于人员、货物和服务的运输。
发明内容
可以在各种实施例中实现本文公开的技术，以实现自主车辆中的补充制动控制系统，以及生产和管理补充制动控制系统的方法。
所公开的实施例的一个方面涉及一种用于管理自主车辆中的制动的系统，所述系统包括车辆控制单元，所述车辆控制单元包括车辆控制单元的处理器和存储器。所述车辆控制单元被配置为向自主车辆的子系统提供控制信号，所述自主车辆的子系统包括转向子系统、油门子系统和主制动子系统，所述主制动子系统包括连接到自主车辆的至少一个车轮的主制动器。所述车辆控制单元还被配置为向自主控制模块提供控制信号，所述自主控制模块被配置为控制自主车辆的自主驾驶功能。自主控制模块包括：转向控制模块、油门控制模块和主制动控制模块，其中所述主制动控制模块与主制动子系统通信。所述用于管理自主车辆中的制动的系统还包括：补充制动子系统，包括在自主车辆的一个或多个车轮处的补充制动器。所述用于管理自主车辆中的制动的系统还包括：补充制动管理单元，被配置为监测主制动子系统的制动以及调节补充制动子系统的制动。
所公开的实施例的另一方面涉及一种用于管理自主车辆中的制动的方法，所述方法包括：监测主制动子系统的制动以及调节补充制动子系统的制动。所述主制动子系统包括连接至所述自主车辆的至少一个车轮的主制动器，以及，所述补充制动子系统包括在所述自主车辆的一个或多个车轮处的补充制动器。
所公开的实施例的另一方面涉及一种生产用于自主车辆的补充制动系统的方法。所述方法包括：提供可操作用于自主驾驶的制造车辆。所述制造车辆包括车辆控制单元，所述车辆控制单元包括车辆控制单元的处理器和存储器。车辆控制单元被配置为向制造车辆的子系统提供控制信号，所述制造车辆的子系统包括转向子系统、油门子系统和主制动系统，所述主制动系统包括连接至制造车辆的至少一个车轮的主制动器。车辆控制单元还被配置为向自主控制模块提供控制信号，所述自主控制模块被配置为控制制造车辆的自主驾驶功能。自主控制模块包括转向控制模块、油门控制模块和主制动控制模块，其中所述主制动控制模块被配置为控制主制动系统。所述方法还包括：利用补充制动系统来增强制造车辆，所述补充制动系统包括在制造车辆的一个或多个车轮处的补充制动器。所述方法还包括：在制造车辆中提供与车辆控制单元通信的补充制动管理单元，用于监测主制动系统中的制动以及调节补充制动系统中的制动。
在所公开的技术的一些方面，一种补充制动管理系统，包括制动控制硬件和软件，所述制动控制硬件和软件与用于确定制动操作状态的感测机构和用于激活自主车辆中的补充制动控制的控制机构一起操作，除了车辆的主制动控制系统之外，还可以实现补充制动管理系统。
如本文所描述的，一种管理自主车辆中的制动的系统包括车辆控制单元、补充制动子系统和补充制动管理单元。车辆控制单元包括处理器和存储器。车辆控制单元被配置为向自主车辆的子系统和自主控制模块提供控制信号。所述自主车辆的子系统包括转向子系统、油门子系统和主制动子系统，所述主制动子系统包括连接到自主车辆的至少一个车轮的主制动器。自主控制模块被配置为控制自主车辆的自主驾驶功能，所述自主控制模块包括转向模块、油门控制模块和主制动控制模块。主制动控制模块与主制动子系统通信。补充制动子系统包括在自主车辆的一个或多个车轮处的补充制动器。补充制动管理单元被配置为监测主制动子系统的制动以及调节补充制动子系统的制动。
以下特征可以以任何合理的组合存在于所述系统中。补充制动管理单元可以包括补充制动管理单元的处理器和存储器。补充制动管理单元可以被配置为独立于主制动子系统的制动来调节补充制动子系统的制动。车辆控制单元的存储器可以存储指令，所述指令使车辆控制单元的处理器实现补充制动管理单元被配置为监测主制动子系统的制动以及调节补充制动系统的制动，其中所述指令由车辆控制单元的处理器执行。补充制动器可以包括防抱死型制动器。补充制动管理单元可以被配置为检测何时需要附加制动来使自主车辆减速、停止或减速和然后停止两者。补充制动管理单元可以被配置为检测主制动控制模块的故障或失效，并确定是否致动补充制动器中的至少一些。补充制动管理单元被配置为监测由于主制动控制模块致动的制动器的制动而导致的自主车辆的速度、减速度或速度和减速度两者，并确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。补充制动管理单元可以被配置为监测由主制动控制模块生成的一个或多个控制参数，并确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。补充制动管理单元可以被配置为监测主制动子系统对分配给主制动器的制动力的控制，以及确定是否致动补充制动器中的至少一些。
如本文的一些实施例中所描述的，一种用于管理自主车辆中的制动的方法，包括：监测主制动子系统的制动，以及调节补充制动子系统的制动。主制动子系统包括连接到自主车辆的至少一个车轮的主制动器，以及补充制动子系统包括在自主车辆的一个或多个车轮处的补充制动器。
以下特征可以以任何合理的组合存在于用于管理自主车辆中的制动的方法中。对补充制动子系统的制动的调节可以独立于对主制动子系统的制动的调节而执行。所述方法可以包括：检测主制动子系统中的故障或失效，并确定是否致动补充制动器中的至少一些。监测由于主制动器的制动导致的自主车辆的速度、减速度或速度和减速度两者可以是所述方法的一部分。在这样的方法中，监测由于制动导致的自主车辆的速度和/或减速度可以伴随确定是否致动补充制动器中的至少一些。所述方法还可以包括：监测在主制动子系统中生成的一个或多个控制参数；所述监测可以伴随确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。所述方法可以包括：监测由主制动子系统分配给主制动器的制动力，以及确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。
如本文中描述的，一种生产用于自主车辆的补充制动系统的方法，包括：提供可操作用于自主驾驶的制造车辆；利用补充制动系统来增强制造车辆；以及提供补充制动管理单元。制造车辆包括车辆控制单元，所述车辆控制单元包括处理器和存储器。车辆控制单元被配置为向制造车辆的子系统提供控制信号。制造车辆的子系统包括转向子系统、油门子系统和主制动系统。主制动系统包括连接到制造车辆的至少一个车轮的主制动器。车辆控制单元还被配置为向自主控制模块提供信号，所述自主控制模块被配置为控制制造车辆的自主驾驶功能。自主控制模块包括转向控制模块、油门控制模块和主制动控制模块。主制动控制模块被配置为控制主制动系统。具有补充制动系统的制造车辆包括在制造车辆的一个或多个车轮处的补充制动器。制造车辆中的补充制动管理单元与车辆控制单元通信，使其监测主制动系统中的制动以及调节补充制动系统中的制动。
以下特征可以以任何合理的组合存在于生产用于自主车辆的补充制动系统的方法中。补充制动系统的部件可以被添加到制造车辆的一个或多个车轮上的主制动器。可以安装补充制动管理单元的硬件、软件或硬件和软件两者。
本专利文件中描述的主题可以以提供以下一个或多个特征的具体方式来实现。
附图说明
图1示出了实施为半挂车(也称为牵引挂车)的示例性自主车辆的示意图，该车辆配备有用于自主功能的控制系统。
图2示出了根据本技术的补充制动管理单元的示例实施例的图。
图3示出了生产用于自主车辆的补充制动系统的方法的示例实施例的图。
具体实施方式
自主车辆可以具有多个控制系统，这些控制系统整体地和/或独立地工作以控制车辆的各种模块和子系统，例如动力传动系统、动力转向、车辆传感器(例如，发动机温度传感器、油压传感器等)、感知周围环境的环境传感器(例如，雷达、LIDAR、声纳、包括加速度计和/或陀螺仪和/或速率传感器的惯性测量单元等)、制动系统以及其他模块和子系统。与驾驶员控制的车辆类似，现有自主车辆典型地具有单一制动系统，其控制车辆的所有车轮的制动。
当今几乎所有运行的汽车和卡车都采用防抱死制动系统(ABS)作为车辆的主制动系统。ABS是一种自动化系统，可以基于阈值制动和节奏制动来实现制动。大多数传统的ABS制动器包括中央电子控制单元(CECU)、车轮速度传感器和制动液压子系统内的液压阀。CECU不断监测每个车轮的转速，以检测潜在的车轮抱死并对其作出反应，例如，当车轮旋转与车辆速度相比相对较慢或相对较快时，通过致动液压阀来分别降低或增加对所检测到的车轮处制动器的液压压力，并继而减小或增大该车轮上的制动力。ABS CECU持续监测并快速致动此过程，以防止在制动过程中车辆的车轮抱死。此外，现有的ABS制动器还提供自动化制动力分配、牵引力控制系统和/或紧急制动辅助。
为了提高自主车辆的安全性，在自主车辆上包括多于一个制动系统将是有益的。在自主车辆上提供多个独立制动系统的一种方式是从头开始，即从整个车辆的初始设计开始，设计这种制动系统及其控制。这既麻烦又非常昂贵，特别是对于半挂车这样的大型车辆而言。此外，将这样多个独立的制动系统及其控制集成到自主车辆的控制单元中是有挑战性和有问题的，因为车辆被设计为只有传统上由人类驾驶员控制的单一中央制动系统。一个关键的挑战是如何设计和实现自主车辆的制动系统的闭环控制，以使车辆在自主驾驶过程中稳定地运行(行驶和停止)。具体地，设计和实现用于半挂车的这种闭环制动控制系统特别具有挑战性，因为与其他类型的车辆相比，半挂车的运动控制要困难得多。
公开了用于集成和管理自主车辆中的补充制动控制系统的设备、系统和方法。在所公开的技术的一些方面，一种补充制动器管理系统，包括制动控制硬件和软件，所述制动控制硬件和软件与用于确定(主制动器和/或补充制动器的)制动器操作状态的感测机构以及用于激活自主车辆中的补充制动控制的控制机构一起操作，除了车辆的主制动控制系统外，还可以实现补充制动器管理系统。
图1示出了实施为半挂车(也称为牵引挂车)的示例自主车辆100的示意图，该车辆配备有用于自主功能的控制系统，如安装在自主车辆100上的驾驶系统、转向系统、制动系统和基于传感器的感知系统，与由自主车辆控制单元控制的自动驾驶系统通信，该车辆控制单元至少部分地实施在安装在车辆上的计算设备中，并且可以部分地实施在与车载计算设备通信的远程计算设备中。
在本文描述的示例实施例中，自主车辆100包括车辆的制动系统146C，该制动系统146C包括：(i)主制动子系统，包括在车辆的车轮处的制动器(例如ABS制动器)(有时称为“主制动器”，在图2中被标记为240)；以及(ii)补充制动子系统，可以包括在车辆的一些或全部车轮处的附加制动器部件(例如，有时被称为“补充制动器”的制动器，在图2中被标记为260)，并提供对附加制动器部件的控制。补充制动器可以是例如ABS制动器。补充制动子系统与主制动器耦合并独立于主制动器被控制。
在示例实施例中，自主车辆100可以包括车载控制系统150，也被称为车辆控制单元(VCU)，车载控制系统150可以与驻留在车辆100中的多个车辆子系统140(包括主制动子系统和独立的补充制动子系统)进行数据通信。车载控制系统150可以包括车辆子系统接口141，以促进车载控制系统150与多个车辆子系统140之间的数据通信。车载控制系统150可以被配置为包括数据处理器171(也被称为第一处理器或车辆控制单元的处理器)，以执行用于自主车辆控制的指令和数据，包括处理从一个或多个车辆子系统140接收的数据。数据处理器171可以与数据存储设备172(例如存储器，也被称为第一存储器或车辆控制单元的存储器；数据存储设备172可以是任何类型的数据存储设备)组合，该数据存储设备172作为车载控制系统150中的计算系统170的一部分。数据存储设备172可用于存储数据、处理参数和数据处理指令。
在各个实施例中，车辆子系统140包括主制动控制子系统，该主制动控制子系统与车载控制系统150进行数据通信，以控制自主车辆100的制动系统(例如，ABS制动器)。如图1所示，车载控制系统150还可以与补充制动管理单元200进行数据通信，该补充制动管理单元200独立于自主车辆100的主制动控制模块或子系统。
在各个实施例中，例如，数据处理器171被配置为执行与补充制动管理单元200相关联的指令和数据。如图1中的虚线所示，补充制动管理单元200可以被集成到车载控制系统150中，或者可选地被下载到车载控制系统150中，作为车载控制系统150的数据处理器171可以执行的代码以实现补充制动管理单元200的功能。在车载控制系统150的一些实施例中，可以提供处理模块接口165，以促进数据处理器171与补充制动管理单元200之间的数据通信。在一些实施例中，补充制动管理单元200可以包括处理器(也称为第二处理器或补充制动管理单元的处理器)和存储器(也称为第二存储器或补充制动管理单元的存储器)。为了说明的目的，图1示出了与车辆子系统140的其他车辆控制子系统146分开的补充制动管理单元200。
补充制动管理单元200被配置为检测何时必需或需要进行附加制动以使自主车辆100减速和/或停止，以补充主制动子系统(例如，在需要附加制动力的情况下)或替代主制动子系统(例如，在主制动力发生故障或失效的情况下)。在一些实施方式中，例如，补充制动管理单元200监测由主制动控制子系统致动的主制动器导致的车辆的速度和减速度，并确定是否致动自主车辆100的一些或全部车轮处的补充制动子系统(例如，施加独立的补充制动)。例如，在一些实施方式中，补充制动管理单元200被配置为监测主制动子系统对分配给主制动器的制动力的控制，并确定是否致动自主车辆100的一些或全部车轮处的补充制动子系统。例如，在一些实施方式中，补充制动管理单元200被配置为监测在主制动控制模块处生成的一个或多个控制参数，并确定是否致动自主车辆100的一些或全部车轮处的补充制动子系统。结合图2更详细地讨论包括补充制动器260和补充制动管理单元200的补充制动器子系统的示例实施例。
如图1所示，自主车辆100可以包括各种车辆子系统，例如车辆驱动子系统142、车辆传感器子系统144和车辆控制子系统146。自主车辆100可以可选地包括乘员接口子系统148。自主车辆100可以包括更多或更少的子系统，每个子系统可以包含多个元件。此外，自主车辆100的任何子系统和元件可以互连。因此，自主车辆100的所描述的功能中的一个或多个可以被划分为附加的功能或物理组件，或者被组合为较少的功能或物理组件。在一些其他示例中，可以将附加功能和物理组件添加到图1所示的示例中。
车辆驱动子系统142可以包括可操作以为自主车辆100提供动力运动的组件。在示例实施例中，车辆驱动子系统142可以包括发动机或电动机142A、车轮/轮胎142B、动力传动系统142C(包括变速器)、电气子系统142D(例如包括交流发电机)以及能源系统142E(包括能源和储能设备)。发动机或电动机142A可以是内燃发动机、电动机、蒸汽发动机、燃料电池发动机、丙烷发动机或其他类型的发动机或电动机的任何组合。在一些示例实施例中，发动机可以配置为将能源转换成机械能。在一些示例实施例中，车辆驱动子系统142可以包括多种类型的发动机或电动机。例如，油电混合车可以包括汽油发动机和电动机。具有各种类型的电动机和/或发动机的不同组合的其他示例实施例也是可能的。
自主车辆100的车轮142B可以是配备有标准轮胎。自主车辆100的车轮可以被配置为各种形式，例如包括单轮车、自行车、三轮车或四轮车(例如，在汽车或卡车上)形式。其他车轮几何形状也是可能的，例如包括六个或更多个车轮的那些。自主车辆100的车轮的任何组合可以可操作以相对于其他车轮不同地旋转。车轮142B可以表示固定地附接到变速器的至少一个车轮、以及耦接到车轮的轮辋的至少一个轮胎，其可以与驱动表面接触。车轮142B可以包括金属和橡胶的组合或任何其他材料的组合。动力传动系统142C可包括可操作以将机械能从发动机传递给车轮的元件。为此，动力传动系统142C可以包括具有齿轮箱、离合器、差速器和驱动轴的变速器。动力传动系统142C也可以包括其他元件。驱动轴可以连接至一个或多个轮轴，该一个或多个轮轴可耦接至一个或多个车轮。在一些车辆中，电动机可以连接至每个轮轴或每个车轮。
车辆驱动子系统142的能源系统142E可以代表可以全部或部分地为发动机或电动机提供能量并为车辆存储能量的能量源。能源系统142E还通常通过电源为自主车辆100的其他子系统提供能量。在图1所示的实施例中，电源包括电池。可以为发动机或电动机提供能量的能源的其他示例可以包括汽油、柴油、其他基于石油的燃料、丙烷、其他基于压缩气体的燃料、乙醇、燃料电池、太阳能板、电池和其他电源的来源。能源可以附加地或替代地包括能量箱、电池、电容器或飞轮的任何组合。电气系统142D可以包括可操作以传送和控制自主车辆100中的电信号的元件。这些电信号可以用于激活自主车辆100的灯光、伺服、电动机以及其他电驱动或控制的设备。
车辆传感器子系统144可以包括多个传感器，其被配置为感测关于自主车辆100的环境或状况的信息或感知数据。例如，车辆传感器子系统144可以包括惯性测量单元(IMU)144A、全球定位系统(GPS)收发器144B、雷达单元144C、激光测距仪/LIDAR单元144C、制动传感器144D、以及一个或多个相机或图像捕捉设备144E。车辆传感器子系统144还可以包括被配置为监测自主车辆100的内部系统和/或其他子系统的传感器(例如，O2监测器、燃料表、发动机油温)。其他传感器也是可能的。车辆传感器子系统144中包括的一个或多个传感器可以被配置为单独地或共同地被致动，以便修改一个或多个传感器的位置、朝向或两者。
IMU 144A可以包括被配置为基于惯性加速度感测自主车辆100的位置和朝向变化的传感器(例如，加速度计和陀螺仪)的任何组合。GPS收发器144B可以是被配置为估计自主车辆100的地理位置的任何传感器。为此，GPS收发器144B可以包括可操作以提供关于自主车辆100相对于地表的位置的信息的接收器/发送器。雷达单元144C可以表示利用无线电信号来感测自主车辆100的局部环境内的对象的系统。在一些实施例中，除了感测对象之外，雷达单元144C还可以被配置为感测自主车辆100附近的对象的速度和行进方向。激光测距仪或LIDAR单元144C可以是被配置为使用激光器来感测自主车辆100所在环境中的对象的任何传感器。在示例实施例中，激光测距仪/LIDAR单元144C可包括一个或多个激光源、激光扫描仪以及一个或多个检测器以及其他组件。激光测距仪/LIDAR单元144C可以被配置为以相干(例如，使用外差检测)或非相干检测模式操作。相机144E可以包括一个或多个设备，该设备被配置为捕捉自主车辆100的环境的多个图像。相机144E可以是静止图像相机或运动摄像机。
车辆控制子系统146可以被配置为控制自主车辆100及其组件的操作。因此，车辆控制子系统146可包括各种元件，例如转向单元146A、油门146B、制动单元146C(可以包括控制主制动器240的主制动器控制子系统)、导航单元146D和主自主控制单元146E。转向单元146A可以表示可操作以调节自主车辆100的行进方向的机构的任何组合。油门146B可以被配置为控制例如发动机的操作速度，并进而控制自主车辆100的速度。在内燃机发动机中，油门146B可以控制在燃烧期间提供给车辆的发动机的燃料。制动单元146C可以包括被配置为使自主车辆100减速的机构的任何组合。制动单元146C可以以标准方式使用摩擦使车轮减速。在其他实施例中，制动单元146C可以将车轮的动能转换为电流。制动单元146C也可以采用其他形式。导航单元146D可以是被配置为确定自主车辆100的行驶路径或路线的任何系统。导航单元146D可以被附加地配置为在自主车辆100操作时动态地更新驾驶路径。在一些实施例中，导航单元146D可以被配置为合并来自GPS收发器和/或一个或多个预定地图的数据，以便确定自主车辆100的驾驶路径。
车辆控制子系统146可以包括主控制单元146E，该主控制单元146E被配置为识别、评估、避免或以其他方式越过自主车辆100的环境中的潜在障碍。通常，主控制单元146E可以被配置为控制自主车辆100在没有驾驶员的情况下进行操作或提供驾驶员辅助以控制自主车辆100。在一些实施例中，主自主控制单元146E可以被配置为合并来自GPS收发器144B、雷达、LIDAR 144C、相机144E和/或其他车辆子系统的数据，以确定自主车辆100的行驶路径或轨迹。车辆控制子系统146可以附加地或备选地包括除所示和所述的组件以外的组件。
可选的乘员接口子系统148可以被配置为允许自主车辆100与外部传感器、其他车辆、其他计算机系统和/或自主车辆100的乘员或用户之间的交互。例如，乘员接口子系统148可以包括标准视觉显示设备148A、扬声器或其他音频输出设备148B、麦克风或其他音频输入设备148C、导航界面148D以及用于控制自主车辆100的内部环境148E(例如，温度、风扇等)的界面。视觉显示设备148A可以包括等离子体显示器、液晶显示器(LCD)、触摸屏显示器、平视显示器等中的任何显示设备。
在车载控制系统150的一些实施例中，可以提供具有网络能力的设备接口131，以促进经由自主车辆100的具有网络能力的设备(未示出)在车载控制系统150和外部网络(未示出)之间的数据通信。外部网络可以是互相通信的计算机的网络，包括云。类似地，在车载控制系统150的一些实施例中，可以提供用户移动设备接口133以促进经由用户移动设备(未示出)在车载控制系统150和外部网络之间的数据通信。以这种方式，车载控制系统150可以经由外部网络获得对网络资源的实时访问，其可以用于获得例如由数据处理器171执行的处理模块、用于训练车载控制系统150和/或自主车辆100的其他系统和/或子系统的内部神经网络的数据内容、系统参数或其他数据。
图2示出了自主车辆制动系统的示例实施例的图，该自主车辆制动系统包括与补充制动子系统(补充制动器)260通信的补充制动管理单元200，以及与主制动子系统(主制动器)通信的主制动控制子系统146C。补充制动管理单元200和主制动控制子系统146C都与车内控制系统150进行数据通信(例如，经由图1中的处理模块接口165)。如虚线298所示，在一些可选的实施例中，补充制动管理单元200可以被配置为与主制动控制子系统146C通信，例如用于监测主制动器240的控制过程，以调节补充制动器260的致动。如虚线299所示，在一些可选的实施例中，补充制动管理单元200可以被配置为与自主车辆100的发动机/电动机142A(和/或车辆驱动子系统142的其他元件)通信，例如用于监测各种驾驶参数，包括车辆的速度。
图2所示的自主车辆制动系统的示例实施例包括：在具有多个独立制动系统的自主车辆100上配置的补充制动管理单元200，其中，补充制动管理单元200能够有或没有来自其他独立制动系统的反馈或另一类型的通信或信息的情况下调节独立制动系统之一的制动。在该配置中，补充制动管理单元200可操作以独立于在常规制动实现中被自主以进行制动的主制动系统来调节对一些或全部车轮的制动力分配。在一些实施例中，补充制动子系统260(补充制动器)可以包括某些附加的制动部件，例如，辅助空气阀，以耦接至并增强主制动子系统240(主制动器)的制动盘/鼓的功能。
图3示出了标记为300的用于生产用于自主车辆的补充制动系统的方法的示例实施例的图。在方法300的一些实施方式中，制造车辆包括半挂车。方法300包括用于提供可操作用于自主驾驶的制造车辆的过程310。在一些实施方式中，制造车辆可以包括车辆控制单元(VCU)，例如车载控制系统150，其包括处理器和存储器并且被配置为向(i)车辆的主子系统和(ii)车辆的自主控制模块提供控制信号。例如，控制自主车辆的自主驾驶功能的自主控制模块可以包括转向控制模块、油门控制模块和主制动控制模块，其中主制动控制模块被配置为控制主制动系统，该主制动系统用作制造车辆的标准的主制动器。例如，主制动系统可以包括连接至自主车辆的至少一些车轮的主制动器。
例如，在一些实施例中，过程310可以包括从制造商或另一方(例如，售后市场)获得完全制造的自主车辆。然而，在一些实施例中，例如，过程310可以包括获得预先制造的车辆，其中该预先制造的车辆是部分自主的。例如，在一些实施例中，过程310可以包括获得功能上非自主或部分自主的车辆，并安装VCU以使其成为自主车辆。
方法300包括用于利用与主制动系统对接的补充制动系统来增强制造车辆的过程320，该补充制动系统包括连接至自主车辆的一个或多个车轮的制动器(补充制动器)。在一些实施例中，例如，过程320可以包括将补充制动系统的补充制动部件安装和/或添加到制造车辆的一个或多个车轮上的主制动系统，而在一些实施例中，过程320可以包括测试一个或多个车轮上的先前安装的补充制动器。
方法300包括用于在制造车辆中配置补充制动管理单元的过程330，其中，补充制动管理单元与车辆控制单元(VCU)通信以用于(i)监测主制动子系统的制动以及(ii)独立调节补充制动系统的制动。在一些实施例中，例如，过程330包括安装补充制动管理单元的硬件和/或软件(例如，其可以包括处理器和存储器和/或软件代码，该软件代码包括处理器可执行并且可存储在存储器上的指令)。
例如，在方法300的一些实施方式中，补充制动管理单元被配置为检测主制动控制模块的故障或失效，并确定是否致动补充制动系统以接合车辆的制动器。在方法300的一些实施方式中，例如，补充制动管理单元被配置为监测由于主制动控制模块致动的制动器的制动而导致的自主车辆的速度和/或减速度，并确定是否致动补充制动系统以接合车辆的制动器。例如，在方法300的一些实施方式中，补充制动管理单元被配置为监测在主制动控制模块处生成的一个或多个控制参数，并确定是否致动至少一些车辆制动器。
所公开技术的一个方面涉及一种用于管理自主车辆中的制动的系统，包括：车辆控制单元，包括所述车辆控制单元的处理器和存储器，其中，所述车辆控制单元被配置为向(i)自主车辆的子系统和(ii)自主控制模块提供控制信号，所述自主车辆的子系统包括转向子系统、油门子系统和主制动子系统，所述主制动子系统包括连接到自主车辆的至少一个车轮的主制动器，所述自主控制模块被配置为控制自主车辆的自主驾驶功能，其中，所述自主控制模块包括转向控制模块、油门控制模块和主制动控制模块，其中所述主制动控制模块与主制动子系统通信；补充制动子系统，包括在自主车辆的一个或多个车轮处的补充制动器；以及补充制动管理单元，被配置为(i)监测主制动子系统的制动，以及(ii)调节补充制动子系统的制动。
在用于管理自主车辆中的制动的系统的一些实施例中，补充制动管理单元包括补充制动管理单元的处理器和存储器。在一些示例实施例中，补充制动管理单元被配置为独立于主制动子系统的制动来调节补充制动子系统的制动。根据另一示例实施例，车辆控制单元的存储器存储指令，所述指令在由车辆控制单元的处理器执行时使车辆控制单元的处理器实现补充制动管理单元被配置为(i)监测主制动子系统的制动，以及(ii)调节补充制动子系统的制动。
在一些实施例中，补充制动器包括防抱死型制动器。在又一个示例实施例中，补充制动管理单元被配置为检测何时需要附加制动以使自主车辆减速和/或停止。在示例实施例中，补充制动管理单元被配置为检测主制动控制模块的故障或失效，并确定是否致动补充制动器中的至少一些。在一些示例实施例中，补充制动管理单元被配置为监测由于主制动控制模块致动的制动器的制动而导致的自主车辆的速度和/或减速度，并确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。根据示例实施例，补充制动管理单元被配置为监测由主制动控制模块生成的一个或多个控制参数，并确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。在又一示例实施例中，补充制动管理单元被配置为监测主制动子系统对分配给主制动器的制动力的控制，并确定是否致动补充制动器中的至少一些。
所公开的技术的另一方面涉及一种用于管理自主车辆中的制动的方法，包括：监测主制动子系统的制动以及调节补充制动子系统的制动，其中，主制动子系统包括连接至自主车辆的至少一个车轮的主制动器，以及其中，补充制动子系统包括在自主车辆的一个或多个车轮处的补充制动器。
在用于管理自主车辆中的制动的方法的一些示例实施例中，对补充制动子系统的制动的调节独立于对主制动子系统的制动的调节而执行。在示例实施例中，用于管理自主车辆中的制动的方法还包括：检测主制动子系统中的故障或失效；以及确定是否致动补充制动器中的至少一些。在另一示例实施例中，用于管理自主车辆中的制动的方法还包括：监测由于主制动器的制动而导致的自主车辆的速度和/或减速度，并且确定是否致动补充制动器中的至少一些。在又一个示例实施例中，用于管理自主车辆中的制动的方法还包括：监测在所述主制动子系统中产生的一个或多个控制参数，并确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。根据示例实施例，用于管理自主车辆中的制动的方法还包括：监测主制动子系统对分配给主制动器的制动力的控制，并确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。
所公开技术的另一方面涉及一种生产用于自主车辆的补充制动系统的方法，包括：提供可操作用于自主驾驶的制造车辆，所述制造车辆包括：车辆控制单元，所述车辆控制单元包括所述车辆控制单元的处理器和存储器，所述车辆控制单元被配置为向(i)制造车辆的子系统和(ii)自主控制模块提供控制信号，所述制造车辆的子系统包括转向子系统、油门子系统和主制动系统，所述主制动系统包括连接到制造车辆的至少一个车轮的主制动器，所述自主控制模块被配置为控制制造车辆的自主驾驶功能，其中，所述自主控制模块包括转向控制模块、油门控制模块和主制动控制模块，以及其中，所述主制动控制模块被配置为控制主制动系统；利用补充制动系统来增强制造车辆，所述补充制动系统包括在制造车辆的一个或多个车轮处的补充制动器；以及在制造车辆中提供与车辆控制单元通信的补充制动管理单元，用于(i)监测主制动系统中的制动以及(ii)调节补充制动系统中的制动。
在一些示例实施例中，生产用于自主车辆的补充制动系统的方法还包括：将补充制动系统的部件添加到制造车辆的一个或多个车轮上的主制动器。在示例实施例中，生产用于自主车辆的补充制动系统的方法还包括：安装补充制动管理单元的硬件和/或软件。根据一些示例实施例，制造车辆包括半挂车。
本专利文件中描述的主题和功能操作的实施方式可以在各种系统、数字电子电路中或在计算机软件、固件或硬件中实现，包括在本说明书中公开的结构及其结构等同物、或其一个或多个的组合。在本说明书中描述的主题的实施方式可以被实施为在有形非瞬时计算机可读介质上编码的一个或多个计算机程序程序产品，即计算机程序指令的一个或多个模块，用于由数据处理装置执行或者控制数据处理装置的操作。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储器设备、影响机器可读传播信号的物质组成或它们中的一个或多个的组合。术语“数据处理单元”或“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件以外，所述装置可以包括为所讨论的计算机程序创建运行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、或者上述各项中的一项或多项的组合的代码。
可以以任何形式的编程语言来编写计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)，该编程语言包括：编译或解释语言，并且可以以任何形式来部署计算机程序，包括部署为独立的程序或者部署为适合于用于计算环境的模块、组件、子例程，或者其它单元。计算机程序不必与文件系统中的文件相对应。程序可以存储在保存其它程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中，存储在所讨论的程序专用的单个文件中，或存储在多个协调文件(例如存储一个或多个模块、子程序或代码的一部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机上或者在位于一个站点或分布在多个站点并且通过通信网络互连的多个计算机上执行。
本说明书中描述的过程和逻辑流可以由一个或多个可编程处理器来执行，所述一个或多个可编程计算机执行一个或多个计算机程序以通过操作输入数据并且产生输出来执行功能。所述处理和逻辑流程也可以由专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))执行，并且装置也可以实现为该专用逻辑电路。
适用于执行计算机程序的处理器包括例如通用和专用微处理器以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或者这二者接收指令和数据。计算机的必不可少的元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或更多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个和或更多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或可操作耦接以便从所述一个或更多个大容量存储设备接收或向其发送数据。然而，计算机不需要具有这些设备。适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，其包括例如半导体存储器设备、例如EPROM、EEPROM和闪存设备。处理器和存储器可以由专用逻辑电路来补充或者并入到专用逻辑电路中。
说明书连同附图一起意在仅被视为是示例性的，其中示例性意味着示例。如本文所用，单数形式“一(a)”，“一(an)”和“该(the)”也意在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。另外，“或”的使用意在包括“和/或”，除非上下文另外明确指出。
虽然本专利文件包含许多细节，但是这些不应该被解释为对任何发明或可以要求保护的内容的范围的限制，而是作为可以特定于特定发明的特定实施例的特征的描述。在本专利文件中在分开的实施例的上下文中描述的特定特征也可以以组合的形式实现在单个实施例中。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开地实现或以任何合适的子组合的方式实现。此外，尽管特征可以在上面描述为在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以示出的特定顺序或以顺序次序执行，或者需要执行所有示出的操作来实现期望的结果。此外，在本专利文件中描述的实施例中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施例中都要求如此分离。
仅描述了几个实施方式和示例，并且可以基于本专利文件中描述和示出的内容来产生其他实施方式、增强和变化。

Claims (20)

1.一种用于管理自主车辆中的制动的系统，包括：
车辆控制单元，包括所述车辆控制单元的处理器和存储器，其中，所述车辆控制单元被配置为向(i)自主车辆的子系统和(ii)自主控制模块提供控制信号，所述自主车辆的子系统包括转向子系统、油门子系统和主制动子系统，所述主制动子系统包括连接到自主车辆的至少一个车轮的主制动器，所述自主控制模块被配置为控制自主车辆的自主驾驶功能，其中，所述自主控制模块包括转向控制模块、油门控制模块和主制动控制模块，其中所述主制动控制模块与主制动子系统通信；
补充制动子系统，包括在自主车辆的一个或多个车轮处的补充制动器；以及
补充制动管理单元，被配置为(i)监测主制动子系统的制动，以及(ii)调节补充制动子系统的制动。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充制动管理单元包括所述补充制动管理单元的处理器和存储器。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充制动管理单元被配置为独立于所述主制动子系统的制动来调节所述补充制动子系统的制动。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述车辆控制单元的存储器存储指令，所述指令在由所述车辆控制单元的处理器执行时使所述车辆控制单元的处理器实现所述补充制动管理单元被配置为：i)监测主制动子系统的制动，以及(ii)调节补充制动子系统的制动。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充制动器包括防抱死型制动器。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充制动管理单元被配置为检测何时需要附加制动以使所述自主车辆减速和/或停止。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充制动管理单元被配置为检测所述主制动控制模块的故障或失效，并确定是否致动所述补充制动器中的至少一些。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充制动管理单元被配置为监测由于所述主制动控制模块致动的制动器的制动而导致的自主车辆的速度和/或减速度，并确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充制动管理单元被配置为监测由所述主制动控制模块生成的一个或多个控制参数，并确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充制动管理单元被配置为监测所述主制动子系统对分配给所述主制动器的制动力的控制，并确定是否致动所述补充制动器中的至少一些。
11.一种用于管理自主车辆中的制动的方法，包括：监测主制动子系统的制动以及调节补充制动子系统的制动，其中，所述主制动子系统包括连接至所述自主车辆的至少一个车轮的主制动器，以及其中，所述补充制动子系统包括在所述自主车辆的一个或多个车轮处的补充制动器。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，对所述补充制动子系统的制动的调节独立于对所述主制动子系统的制动的调节而执行。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括：检测所述主制动子系统中的故障或失效，并确定是否致动所述补充制动器中的至少一些。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括：监测由于所述主制动器的制动而导致的自主车辆的速度和/或减速度，并且确定是否致动所述补充制动器中的至少一些。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括：监测在所述主制动子系统中产生的一个或多个控制参数，并确定是否致动自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。
16.根据权利要求11所述的方法，还包括：监测所述主制动子系统对分配给所述主制动器的制动力的控制，并确定是否致动所述自主车辆的一些或全部车轮处的补充制动器。
17.一种生产用于自主车辆的补充制动系统的方法，包括：
提供可操作用于自主驾驶的制造车辆，所述制造车辆包括：车辆控制单元，所述车辆控制单元包括所述车辆控制单元的处理器和存储器，所述车辆控制单元被配置为向(i)制造车辆的子系统和(ii)自主控制模块提供控制信号，所述制造车辆的子系统包括转向子系统、油门子系统和主制动系统，所述主制动系统包括连接到制造车辆的至少一个车轮的主制动器，所述自主控制模块被配置为控制制造车辆的自主驾驶功能，其中，所述自主控制模块包括转向控制模块、油门控制模块和主制动控制模块，以及其中，所述主制动控制模块被配置为控制主制动系统；
利用补充制动系统来增强制造车辆，所述补充制动系统包括在制造车辆的一个或多个车轮处的补充制动器；以及
在制造车辆中提供与车辆控制单元通信的补充制动管理单元，用于(i)监测主制动系统中的制动以及(ii)调节补充制动系统中的制动。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：将所述补充制动系统的部件添加到所述制造车辆的所述一个或多个车轮上的主制动器。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括：安装所述补充制动管理单元的硬件和/或软件。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述制造车辆包括半挂车。
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