CN113119928A - 一种无人车线控底盘电气安全系统 - Google Patents

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李培亮
关超文
王岩
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Abstract

本发明公开了一种无人车线控底盘的电气安全系统，该系统包括底盘电压平台、主继电器、转向电机、驱动电机、急停开关、急停遥控器接收控制端、整车操控遥控器接收器、整车控制器和抱闸；主继电器内有线圈和触点，底盘电压平台的负极连接触点的一端后，另外一端再连接驱动电机和转向电机的负极，底盘电压平台的正极连接线圈的一端后再连接驱动电机、转向电机的正极；急停开关和急停遥控器接收控制端串联后与整车控制器并联接入线圈的负极一端，抱闸由整车控制器和底盘电压平台的正负极对其实现控制；系统能够实现四种无人驾驶车应用的紧急制动功能。本发明充分考虑通用型无人车应用状态下的多种场景，实现道路驾驶突发情况时候的紧急制动。

Description

一种无人车线控底盘电气安全系统
技术领域
本发明涉及一种无人车线控底盘的电气安全系统，属于无人车电气技术领域。
背景技术
在我国车辆行业加速智能网联化发展大背景下，多种功能以及不同环境下的无人车辆逐渐被大家认可并投入使用，但由于线控底盘无明确行业标准，各类产品质量、标准参差不齐，包括整体架构、电气件选型、控制系统和最重要的安全系统均存在较大差异和各种问题。
线控底盘系统作为无人车的重要组成部分，取消了传统汽车的方向盘、油门踏板、制动踏板等操纵机构，在实现了真正的意义上无人驾驶同时，也带来安全方面的诸多风险，虽然底盘控制策略以及上装控制器系统算法比较成熟，但是仍然避免不了实际使用条件复杂、指令错误或执行错误等造成的车辆多种问题。无人车线控底盘的安全策略需要考虑路况复杂无安全员的应用场景、人员密集的应用场景、集群控制应用场景等等多种情况，需避免某一点失效而影响整体安全性，需通过综合的电气安全策略冗余来满足线控底盘的通用性与安全性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种无人车线控底盘电气安全系统，系统充分考虑无人车多种场景应用场景，实现道路驾驶突发情况时候的紧急制动。
一种无人车线控底盘电气安全系统，该系统包括底盘电压平台、主继电器、转向电机、驱动电机、急停开关、急停遥控器接收控制端、整车操控遥控器接收器、整车控制器和抱闸；
所述主继电器内有线圈和触点，底盘电压平台的负极连接触点的一端后，另外一端再连接驱动电机和转向电机的负极，底盘电压平台的正极连接线圈的一端后再连接驱动电机、转向电机的正极；急停开关和急停遥控器接收控制端串联后与整车控制器并联接入线圈的负极一端，抱闸由整车控制器和底盘电压平台的正负极对其实现控制；所述电气安全系统分别通过急停开关、急停遥控器接收控制端和整车控制器实现四种无人车应用场景的紧急制动功能。
进一步地，所述四种无人车应用场景包括：无人车上配备有安全员的状态下、无人车在安全员的实时监管状态下、无人车在无人监管状态下和无法配备对应安全员接管状态下。
进一步地，所述无人车上配备有安全员的状态下实现紧急制动操作的过程是：安全员断开急停开关，继电器线圈端负极断开，继电器触点端断开，驱动电机与转向电机断电，整车控制器开关量接收不到低功率指令，抱闸负极低功率停指输出，抱闸抱死。
进一步地，所述无人车在安全员的实时监管状态下实现紧急制动操作的过程是：安全员按下急停遥控器急停按钮，急停遥控器接收器控制端断开继电器线圈端负极，继电器触点端断开，驱动电机与转向电机断电；整车控制器开关量接收不到低功率指令，抱闸负极低功率停指输出，抱闸抱死。
进一步地，所述无人车在无人监管状态下实现紧急制动操作的过程是：整车控制器接收到整车操控遥控器模拟量值的变化来判断为急停指令后，断开继电器线圈负极的低功率与抱闸负极的低功率来实现驱动电机、转向电机、抱闸断电抱死状态。
进一步地，所述无法配备对应安全员接管状态下实现紧急制动操作的过程是：整车控制器通过CAN通讯接收到急停指令后，断开继电器线圈负极的低功率与抱闸负极的低功率来实现驱动电机、转向电机、抱闸断电抱死状态。
有益效果：
本发明设计的电气安全系统能够应对无人车的多种应用场景。例如配备安全员的应用场景状态下需紧急制动时，安全员可以通过急停按钮来操作实现；在紧急状态因安全员慌张等原因未做急停操作时，后台也可通过远程急停来实现安全急停；集群控制的应用场景也可通过急停遥控器等实现单车或者多车紧急制动。因此能够避免某一点失效而影响整体安全性，并且能作为通用型线控底盘适应于全领域范围。本发明的安全系统适用于通用型无人车线控底盘控制，可保证无人车线控底盘的通用性与安全性。
附图说明
图1为本发明无人线控底盘的电气安全系统的组成原理图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种无人车线控底盘的电气安全系统，如附图1所示，系统包括底盘电压平台、主继电器、转向电机、驱动电机、急停开关、急停遥控器接收控制端、整车操控遥控器接收器、整车控制器和抱闸；主继电器内有线圈和触点，底盘电压平台的负极连接触点的一端后，另外一端再连接驱动电机和转向电机的负极，底盘电压平台的正极连接线圈的一端后再连接驱动电机、转向电机的正极；急停开关和急停遥控器接收控制端串联后与整车控制器并联接入线圈的负极一端，抱闸由整车控制器和底盘电压平台的正负极对其实现控制；电气安全系统分别通过急停开关、急停遥控器接收控制端和整车控制器实现四种无人车应用场景的紧急制动功能。急停开关闭合、急停遥控器接收器端闭合、整车控制器有低功率输出，这三种条件都满足的情况下整车驱动电机、转向电机、抱闸才有电。
场景1：适用于配备安全员在车上随时接管状态的应用场景下，线控底盘在自动驾驶模式或遥控器模式下，由于操作指令的失误或其他突发情况，车上的安全人员可以拍下急停开关来实现车辆的紧急制动。
系统实现过程是：继电器线圈端负极断开，继电器触点端断开，驱动电机与转向电机断电。整车控制器开关量接收不到低功率指令，抱闸负极低功率停指输出，抱闸抱死。
场景2：适用于底盘应用状态处于需要安全员在车辆周围随时监管状态下，线控底盘在自动驾驶模式或遥控器模式下，由于操作指令的失误或其他突发情况，整车遥控器的操作人员都可以拨动急停功能来实现车辆的紧急制动。
系统实现过程是：安全员按下急停遥控器急停按钮，急停遥控器接收器控制端断开继电器线圈端负极，继电器触点端断开，驱动电机与转向电机断电。整车控制器开关量接收不到低功率指令，抱闸负极低功率停指输出，抱闸抱死。
场景3：适用于集群控制、封闭场所控制、危险区域控制等需要无人监管状态下，线控底盘在自动驾驶模式或遥控器模式下，由于操作指令的失误或其他突发情况，可安排安全人员远距离实现车辆的紧急制动。
系统实现过程是：整车控制器接收到整车操控遥控器模拟量值的变化来判断为急停指令后，断开继电器线圈负极的低功率与抱闸负极的低功率来实现驱动电机、转向电机、抱闸断电抱死状态。
场景4：适用于多车辆控制、集群控制等无法配备对应安全员接管状态下，线控底盘在自动驾驶模式下，由于操作指令的失误或其他突发情况，可远程点对点发送急停指令来实现车辆的紧急制动。
系统实现过程是：整车控制器通过CAN通讯接收到急停指令后，断开继电器线圈负极的低功率与抱闸负极的低功率来实现驱动电机、转向电机、抱闸断电抱死状态。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无人车线控底盘的电气安全系统，其特征在于，该系统包括底盘电压平台、主继电器、转向电机、驱动电机、急停开关、急停遥控器接收控制端、整车操控遥控器接收器、整车控制器和抱闸；
所述主继电器内有线圈和触点，底盘电压平台的负极连接触点的一端后，另外一端再连接驱动电机和转向电机的负极，底盘电压平台的正极连接线圈的一端后再连接驱动电机、转向电机的正极；急停开关和急停遥控器接收控制端串联后与整车控制器并联接入线圈的负极一端，抱闸由整车控制器和底盘电压平台的正负极对其实现控制；所述电气安全系统分别通过急停开关、急停遥控器接收控制端和整车控制器实现四种无人车应用场景的紧急制动功能。
2.如权利要求1所述的无人车线控底盘的电气安全系统，其特征在于，所述四种无人车应用场景包括：无人车上配备有安全员的状态下、无人车在安全员的实时监管状态下、无人车在无人监管状态下和无法配备对应安全员接管状态下。
3.如权利要求2所述的无人车线控底盘的电气安全系统，其特征在于，所述无人车上配备有安全员的状态下实现紧急制动操作的过程是：安全员断开急停开关，继电器线圈端负极断开，继电器触点端断开，驱动电机与转向电机断电，整车控制器开关量接收不到低功率指令，抱闸负极低功率停指输出，抱闸抱死。
4.如权利要求3所述的无人车线控底盘的电气安全系统，其特征在于，所述无人车在安全员的实时监管状态下实现紧急制动操作的过程是：安全员按下急停遥控器急停按钮，急停遥控器接收器控制端断开继电器线圈端负极，继电器触点端断开，驱动电机与转向电机断电；整车控制器开关量接收不到低功率指令，抱闸负极低功率停指输出，抱闸抱死。
5.如权利要求4所述的无人车线控底盘的电气安全系统，其特征在于，所述无人车在无人监管状态下实现紧急制动操作的过程是：整车控制器接收到整车操控遥控器模拟量值的变化来判断为急停指令后，断开继电器线圈负极的低功率与抱闸负极的低功率来实现驱动电机、转向电机、抱闸断电抱死状态。
6.如权利要求5所述的无人车线控底盘的电气安全系统，其特征在于，所述无法配备对应安全员接管状态下实现紧急制动操作的过程是：整车控制器通过CAN通讯接收到急停指令后，断开继电器线圈负极的低功率与抱闸负极的低功率来实现驱动电机、转向电机、抱闸断电抱死状态。
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