CN113459832A - 一种车辆动力底盘的线路系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种车辆动力底盘的线路系统，属于无人驾驶车辆技术领域，提出以下方案：一种车辆动力底盘的线路系统，车辆动力底盘的线路系统包括驻车控制电机组、主中央域控制器和备份中央域控制器；驻车控制电机组包括第一前驻车控制电机、第二前驻车控制电机、第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机；主中央域控制器，用于对无人驾驶车辆的驻车控制电机组中的第一前驻车控制电机和第二前驻车控制电机进行控制；备份中央域控制器，用于对驻车控制电机组中的第一前驻车控制电机、第二前驻车控制电机、第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机进行备份控制。本发明技术方案提升无人驾驶车辆的安全性。

Description

一种车辆动力底盘的线路系统
技术领域
本发明涉及无人驾驶车辆技术领域，具体涉及一种车辆动力底盘的线路系统。
背景技术
随着汽车技术的发展，智能化成为各汽车厂家的发展目标，随之汽车的无人驾驶就越来越收到关注。汽车的无人驾驶技术一方面可以释放人们的双手，另一方面也可以避免人员疲劳驾驶导致的交通事故，无人驾驶车辆的应用前景非常广阔。无人驾驶车辆，具有一套安全可靠的电控系统显得比较重要，对于驻车制动方面的安全问题尤为重要。
然而，目前的无人驾驶车辆运行过程中，可能存在收发器失效和通讯线路失效，从而导致无人驾驶车辆的驻车制动故障失效；一旦无人驾驶车辆的驻车制动失效，使得车辆不能安全停止，可能会导致车辆失控，车辆上的乘客生命产生危险。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种车辆动力底盘的线路系统，旨在解决无人驾驶车辆中驻车制动故障导致车辆失控的问题，提升无人驾驶车辆的安全性。
本发明提供的基础方案：
一种车辆动力底盘的线路系统，所述车辆动力底盘的线路系统包括驻车控制电机组、主中央域控制器和备份中央域控制器；
所述驻车控制电机组包括第一前驻车控制电机、第二前驻车控制电机、第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机；
所述主中央域控制器，用于对所述无人驾驶车辆的驻车控制电机组中的第一前驻车控制电机和第二前驻车控制电机进行控制；
所述备份中央域控制器，用于对所述驻车控制电机组中的第一前驻车控制电机、第二前驻车控制电机、第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机进行备份控制。
本发明基础方案的原理及效果为：
本方案中，车辆动力底盘的线路系统包括驻车控制电机组、主中央域控制器和备份中央域控制器，主中央域控制器和备份中央域控制器均可控制驻车控制电机组中的第一前驻车控制电机和第二前驻车控制电机；同时备份中央域控制器还控制第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机。也即在第一前驻车控制电机发生故障失效时，可通过主中央域控制器控制第二前驻车控制电机工作，以及通过备份中央域控制器控制第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机工作；在第二前驻车控制电机发生故障失效时，可通过主中央域控制器控制第一前驻车控制电机工作，以及通过备份中央域控制器控制第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机工作；在第一后驻车控制电机发生故障失效时，可通过主中央域控制器控制第一前驻车控制电机和/或第二前驻车控制电机工作，以及通过备份中央域控制器控制第二后驻车控制电机工作；在第二后驻车控制电机发生故障失效时，可通过主中央域控制器控制第一前驻车控制电机和/或第二前驻车控制电机工作，以及通过备份中央域控制器控制第一后驻车控制电机工作。也即本方案通过主中央域控制器和备份中央域控制器实现了对第一前驻车控制电机、第二前驻车控制电机、第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机的控制，避免车辆动力底盘的线路系统中驻车控制电机发生故障失效，导致的车辆失控的问题，提升了车辆动力底盘的线路系统的冗余性；从而避免了车辆上的乘客生命产生危险，提升了无人驾驶车辆的安全性。
进一步地，所述车辆动力底盘的线路系统还包括制动控制电机组；
所述制动控制电机组包括第一制动控制电机和第二制动控制电机，所述第一前驻车控制电机和所述第一制动控制电机直接连线，所述第二前驻车控制电机和所述第二制动控制电机直接连线。
通过车辆动力底盘的线路系统设置股的第一制动控制电机和第二制动控制电机，第一前驻车控制电机直接连线至第一制动控制电机，第二前驻车控制电机直接连线至第二制动控制电机，从而避免通讯连接出现通讯故障的问题，提升了车辆动力底盘的线路系统的可靠性。
进一步地，所述第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机均直接连线至备份中央域控制器。
通过第一后驻车控制电机直接连线至备份中央域控制器，第二后驻车控制电机直接连线至备份中央域控制器，从而避免通讯连接出现通讯故障的问题，提升了车辆动力底盘的线路系统的可靠性。
进一步地，所述第一制动控制电机通过第一制动CAN-FD总线、第二制动CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器；所述第二制动控制电机通过第一制动CAN-FD总线、第二制动CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器。
通过第一制动CAN-FD总线、第二制动CAN-FD总线的连接，相对于CAN总线，提升了传输速率、数据长度等，使得在相同时间内，制动控制电机组中的各制动控制电机分别与主中央域控制器和所述备份中央域控制器之间传输效率更高。
进一步地，所述车辆动力底盘的线路系统还包括动力电池控制器、自动驾驶传感器、高压驱动电机和转向控制电机组：
所述主中央域控制器，还用于对所述无人驾驶车辆的动力电池控制器、自动驾驶传感器、高压驱动电机和转向控制电机组进行控制；
所述备份中央域控制器，还用于对所述无人驾驶车辆的动力电池控制器、自动驾驶传感器、高压驱动电机和转向控制电机组进行备份控制。
通过车辆动力底盘的线路系统中动力电池控制器、自动驾驶传感器、高压驱动电机和转向控制电机组的设置，且主中央域控制器和备份中央域控制器均对动力电池控制器、自动驾驶传感器、高压驱动电机和转向控制电机组，提升了无人驾驶车辆的可靠性。
进一步地，所述车辆动力底盘的线路系统还包括主控制电瓶和备用控制电瓶，均用于为所述无人驾驶车辆的自动驾驶传感器、高压驱动电机、驻车控制电机组、制动控制电机组和转向控制电机组供电。
通过主控制电瓶和备用控制电瓶的设置，结合动力电池控制器，以便于在其中一个电瓶失效时，另外一个电瓶可以及时供电，防止无人驾驶车辆的故障发生，提升无人驾驶车辆的安全可靠。
进一步地，所述动力电池控制器与所述高压驱动电机电连接，所述动力电池控制器通过高压动力CAN总线分别与所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器连接；所述高压驱动电机通过高压动力CAN总线分别与所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器连接。
通过动力电池控制器控制给高压驱动电机供电，主中央域控制器和备份中央域控制器对高压驱动电机的数据进行控制存储，提升无人驾驶车辆对高压驱动电机的冗余性。
进一步地，所述转向控制电机组包括第一转向控制电机和第二转向控制电机；
所述第一转向控制电机通过第一转向CAN-FD总线、第二转向CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器；
所述第二转向控制电机通过第一转向CAN-FD总线、第二转向CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器。
通过第一转向CAN-FD总线、第二转向CAN-FD总线的连接，相对于CAN总线，提升了传输速率、数据长度等，使得在相同时间内，转向控制电机组中的转向控制电机分别与主中央域控制器和所述备份中央域控制器之间传输效率更高。
进一步地，所述车辆动力底盘的线路系统还包括智能座舱域控制器，所述智能座舱域控制器通过点对点以太网分别与所述主中央域控制器和所述备用中央域控制器连接。
通过车辆动力底盘的线路系统中智能座舱域控制器的设置，并通过点对点以太网的连接方式分别与所述主中央域控制器和所述备用中央域控制器直接连接，也即通过单根网线点对点连接，使得不需要通过固定的车载通讯协议来进行控制器之间的通讯，有利于控制功能的实现、除错和升级，同时也降低线束的复杂度。
附图说明
图1为本发明一种车辆动力底盘的线路系统一实施例的结构示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
在一实施例中，参照如图1所示，一一种车辆动力底盘的线路系统，所述车辆动力底盘的线路系统包括驻车控制电机组、主中央域控制器和备份中央域控制器；
所述驻车控制电机组包括第一前驻车控制电机、第二前驻车控制电机、第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机；
所述主中央域控制器，用于对所述无人驾驶车辆的驻车控制电机组中的第一前驻车控制电机和第二前驻车控制电机进行控制；
所述备份中央域控制器，用于对所述无人驾驶车辆的驻车控制电机组中的第一前驻车控制电机、第二前驻车控制电机、第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机进行备份控制。
进一步地，所述车辆动力底盘的线路系统还包括制动控制电机组；
所述制动控制电机组包括第一制动控制电机和第二制动控制电机，所述第一前驻车控制电机和所述第一制动控制电机直接连线，所述第二前驻车控制电机和所述第二制动控制电机直接连线。
本实施例中，车辆动力底盘的线路系统包括驻车控制电机组、主中央域控制器和备份中央域控制器，第一制动控制电机通过常态收发总线连接第一制动CAN-FD总线，第二制动控制电机通过常态收发总线连接第二制动CAN-FD总线，第一制动CAN-FD总线通过常态收发总线连接至主中央域控制器，第一制动CAN-FD总线通过备用收发总线连接至备份中央域控制器；第一制动控制电机通过备用收发总线连接第二制动CAN-FD总线，第二制动控制电机通过备用收发总线连接第一制动CAN-FD总线，第二制动CAN-FD总线通过常态收发总线连接至主中央域控制器，第二制动CAN-FD总线通过备用收发总线连接至备份中央域控制器；主中央域控制器和备份中央域控制器均可控制驻车控制电机组中的第一前驻车控制电机和第二前驻车控制电机；同时备份中央域控制器还控制第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机。也即在第一前驻车控制电机发生故障失效时，可通过主中央域控制器控制第二前驻车控制电机工作，以及通过备份中央域控制器控制第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机工作；在第二前驻车控制电机发生故障失效时，可通过主中央域控制器控制第一前驻车控制电机工作，以及通过备份中央域控制器控制第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机工作；在第一后驻车控制电机发生故障失效时，可通过主中央域控制器控制第一前驻车控制电机和/或第二前驻车控制电机工作，以及通过备份中央域控制器控制第二后驻车控制电机工作；在第二后驻车控制电机发生故障失效时，可通过主中央域控制器控制第一前驻车控制电机和/或第二前驻车控制电机工作，以及通过备份中央域控制器控制第一后驻车控制电机工作。也即本方案通过主中央域控制器和备份中央域控制器实现了对第一前驻车控制电机、第二前驻车控制电机、第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机的控制，避免车辆动力底盘的线路系统中驻车控制电机发生故障失效，导致的车辆失控的问题，提升了车辆动力底盘的线路系统的冗余性；从而避免了车辆上的乘客生命产生危险，提升了无人驾驶车辆的安全性。
在一实施例中，所述第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机均直接连线至备份中央域控制器。通过第一后驻车控制电机直接连线至备份中央域控制器，第二后驻车控制电机直接连线至备份中央域控制器，从而避免通讯连接出现通讯故障的问题，提升了车辆动力底盘的线路系统的可靠性。
本实施例中，所述转向控制电机组包括第一转向控制电机和第二转向控制电机；所述第一转向控制电机通过第一转向CAN-FD总线、第二转向CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器；所述第二转向控制电机通过第一转向CAN-FD总线、第二转向CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器。所述第一制动控制电机通过第一制动CAN-FD总线、第二制动CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器；所述第二制动控制电机通过第一制动CAN-FD总线、第二制动CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器。通过第一转向CAN-FD总线、第二转向CAN-FD总线的连接，以及第一制动CAN-FD总线、第二制动CAN-FD总线的连接，相对于CAN总线，提升了传输速率、数据长度等，使得在相同时间内，转向控制电机组中的转向控制电机分别与主中央域控制器和所述备份中央域控制器之间传输效率更高；制动控制电机组中的各制动控制电机分别与主中央域控制器和所述备份中央域控制器之间传输效率更高。
在一实施例中，高压电池组与动力电池控制器直接电连接，以输出高压电源，动力电池控制器与高压驱动电机连接，以将高压电源进行分配至高压驱动电机，供高压驱动电机正常工作；动力电池控制器控制主控制电源和备用控制电源，主控制电源分别连接至主中央域控制器和备份中央域控制器，备用控制电源分别连接至主中央域控制器和备份中央域控制器；动力电池控制器通过高压动力CAN总线与主中央域控制器或者备份中央域控制器进行通信，高压驱动电机通过高压动力CAN总线与主中央域控制器或者备份中央域控制器进行通信；主中央域控制器和备用中央域控制器分别连接有自动驾驶传感器。需要说明的是，动力电池控制器也可以是电源转换分配器，自动驾驶传感器可以是设置于无人驾驶车辆上的各个自动驾驶传感器信号组合，通过分别与主中央控制域之间，以及备份中央控制域之间互相连接，以此实现对无人驾驶车辆上各自动驾驶传感器的备份控制，提升无人驾驶车辆行驶的安全性。可以理解的是，连接至主中央域控制器的各个自动驾驶传感器由主控制电源供电，连接至备用中央域控制器的各个自动驾驶传感器由备用控制电源供电。
本实施例中，中央域控制器和备份中央域控制器之间通过两心跳CAN总线连接，通过两条心跳信号CAN总线进行组合，在不符合预设频率和占空比定义的情况下，判定主中央域控制器是否失效，避免无人驾驶车辆中短路和断路，提升安全性。网络切换信号的控制，由两根线高低电平不同组合的情况，可以把通讯线路切换到主中央域控制器到智能座舱域控制器之间，备份中央域控制器到智能座舱域控制器之间；如果主中央域控制器有重要的传感器失效的情况，例如雷达或者摄像头，备份中央域控制器监控到这种失效，就会把网络切换到备份中央域控制器，以此上报故障，然后再切换到和主中央域控制器的连接。
进一步地，无人驾驶车辆中的制动/转向/驻车的执行器不分主从，也即本方案中的制动控制电机、转向控制电机、驻车控制电机不分主从，在常态时都工作，便于故障诊断，并降低单路驱动电路的电流，提升无人驾驶车辆内各部件的工作寿命。在一路电源失效时，系统的转向和制动力矩可以达到常态时的50％，保证无人驾驶车辆的正常行驶。常态时，电机控制指令发送使用一路CAN-FD总线，执行器的反馈信号使用另一路CAN-FD总线。在任意一路用于执行器控制的CAN-FD总线失效时，所有收发通讯都转到另外一路CAN-FD总线，使得无人驾驶车辆的系统工作不受影响。本方案可以在满足总线冗余备份时，让任意一路CAN-FD总线上的数据帧ID的种类减少，使得总线发送数据帧时需要仲裁ID优先级的几率最低，且总线占用率最低，保障对无人驾驶车辆控制的实时性。
需要说明的是，上述实施例中，参照如图1所示，智能座舱域控制器连接有各个控制开关，以及通过LVDS和USB总线连接有触摸屏；智能座舱域控制器集成了车身控制、外部的4G/5G网络连接和内部的WiFi连接。
本实施例中，中央域控制器和智能座舱域控制器之间使用高速的以太网进行连接，便于回传自动驾驶的数据，进行云端管理和监控。在备份中央域控制器判定主中央域控制器失效时，会切换以太网的线路到自身，进行紧急状态的通讯。从而不需要较贵的车载以太网交换芯片，极大降低了通讯线路的成本。
在智能座舱域控制器失效时，中央域控制器会先判定，然后使智能座舱域控制器复位和重启，重启失败时，通知无人驾驶车辆上的乘客，并自动选择安全路径停车。中央域控制器可以通过智能座舱域控制器的4G/5G/Wifi信号联网并升级自动驾驶软件系统，回传数据，云端管控等。
以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知系统不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种车辆动力底盘的线路系统，其特征在于，所述车辆动力底盘的线路系统包括驻车控制电机组、主中央域控制器和备份中央域控制器；
所述驻车控制电机组包括第一前驻车控制电机、第二前驻车控制电机、第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机；
所述主中央域控制器，用于对所述驻车控制电机组中的第一前驻车控制电机和第二前驻车控制电机进行控制；
所述备份中央域控制器，用于对所述无人驾驶车辆的驻车控制电机组中的第一前驻车控制电机、第二前驻车控制电机、第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机进行备份控制。
2.根据权利要求1所述的一种车辆动力底盘的线路系统，其特征在于，所述车辆动力底盘的线路系统还包括制动控制电机组；
所述制动控制电机组包括第一制动控制电机和第二制动控制电机，所述第一前驻车控制电机和所述第一制动控制电机直接连线，所述第二前驻车控制电机和所述第二制动控制电机直接连线。
3.根据权利要求2所述的一种车辆动力底盘的线路系统，其特征在于，所述第一后驻车控制电机和第二后驻车控制电机均直接连线至备份中央域控制器。
4.根据权利要求1所述的一种车辆动力底盘的线路系统，其特征在于，所述第一制动控制电机通过第一制动CAN-FD总线、第二制动CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器；所述第二制动控制电机通过第一制动CAN-FD总线、第二制动CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器。
5.根据权利要求1所述的一种车辆动力底盘的线路系统，其特征在于，所述车辆动力底盘的线路系统还包括动力电池控制器、自动驾驶传感器、高压驱动电机和转向控制电机组：
所述主中央域控制器，还用于对所述无人驾驶车辆的动力电池控制器、自动驾驶传感器、高压驱动电机和转向控制电机组进行控制；
所述备份中央域控制器，还用于对所述无人驾驶车辆的动力电池控制器、自动驾驶传感器、高压驱动电机和转向控制电机组进行备份控制。
6.根据权利要求5所述的一种车辆动力底盘的线路系统，其特征在于，所述车辆动力底盘的线路系统还包括主控制电瓶和备用控制电瓶，均用于为所述无人驾驶车辆的自动驾驶传感器、高压驱动电机、驻车控制电机组、制动控制电机组和转向控制电机组供电。
7.根据权利要求5所述的一种车辆动力底盘的线路系统，其特征在于，所述动力电池控制器与所述高压驱动电机电连接，所述动力电池控制器通过高压动力CAN总线分别与所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器连接；所述高压驱动电机通过高压动力CAN总线分别与所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器连接。
8.根据权利要求5所述的一种车辆动力底盘的线路系统，其特征在于，所述转向控制电机组包括第一转向控制电机和第二转向控制电机；
所述第一转向控制电机通过第一转向CAN-FD总线、第二转向CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器；
所述第二转向控制电机通过第一转向CAN-FD总线、第二转向CAN-FD总线分别连接至所述主中央域控制器和所述备份中央域控制器。
9.根据权利要求1所述的一种车辆动力底盘的线路系统，其特征在于，所述车辆动力底盘的线路系统还包括智能座舱域控制器，所述智能座舱域控制器通过点对点以太网分别与所述主中央域控制器和所述备用中央域控制器连接。
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