CN114715106B - 刹车切换控制器及刹车切换控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刹车切换控制器及刹车切换控制系统。刹车切换控制器包括：调理模块、刹车控制模块、刹车灯信号转换模块和刹车灯控制模块。调理模块用于根据刹车选择信号控制刹车切换控制信号的电位，并根据刹车灯选择信号控制刹车灯切换控制信号的电位；刹车控制模块用于根据刹车切换控制信号输出自动刹车控制信号或者原车刹车控制信号；刹车灯信号转换模块用于根据刹车灯切换控制信号以及自动刹车灯使能信号，将第一刹车互斥信号和第二刹车互斥信号转换为自动刹车灯控制信号；刹车灯控制模块用于根据刹车灯切换控制信号输出自动刹车灯控制信号或者原车刹车灯控制信号。本发明可以提高刹车切换控制器的可靠性。

Description

刹车切换控制器及刹车切换控制系统

技术领域

本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种刹车切换控制器及刹车切换控制系统。

背景技术

刹车切换控制器是一种集成的控制设备，主要运用于无人驾驶(或自动驾驶)行业，用于车辆上刹车信号和刹车灯的切换控制，用以实现车辆从手动驾驶到无人驾驶的刹车功能和刹车灯功能的正常切换。

无人驾驶行业中，实现刹车控制切换的方式多种多样，但目前常规刹车切换控制器还存在一些问题，影响无人驾驶车辆的使用。例如：行驶过程中刹车控制信号或刹车灯控制信号在切换瞬态信号抖动不稳的问题；以及，自动驾驶过程中，在刹车时由于踏板没有行程导致刹车灯不点亮的问题等。上述问题影响着无人驾驶系统的安全可靠性，无法做到不同模式下信号的准确切换，甚至影响了自动驾驶控制器的判断控制准确性。因此，目前无人驾驶行业中的刹车切换控制器的可靠性较差，急需改善。

发明内容

本发明提供了一种刹车切换控制器及刹车切换控制系统，以提高刹车切换控制器的可靠性，提高无人驾驶的安全可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种刹车切换控制器，包括：调理模块、刹车控制模块、刹车灯信号转换模块和刹车灯控制模块；

所述调理模块分别与所述刹车控制模块、所述刹车灯信号转换模块和所述刹车灯控制模块电连接；

所述调理模块用于根据刹车选择信号控制其第一输出端输出的刹车切换控制信号的电位，并根据刹车灯选择信号控制其第二输出端输出的刹车灯切换控制信号的电位；

所述刹车控制模块用于根据所述刹车切换控制信号输出自动刹车控制信号或者原车刹车控制信号至电控刹车助力器；

所述刹车灯信号转换模块用于根据所述刹车灯切换控制信号以及自动刹车灯使能信号，将第一刹车互斥信号和第二刹车互斥信号转换为自动刹车灯控制信号；

所述刹车灯控制模块用于根据所述刹车灯切换控制信号输出所述自动刹车灯控制信号或者原车刹车灯控制信号，所述刹车灯控制模块的输出信号用于控制车身控制器是否点亮刹车灯。

可选地，所述调理模块还接入急停控制信号；所述调理模块还用于在所述急停控制信号为第一电平时，控制所述刹车切换控制信号和所述刹车灯切换控制信号均为第一电位；在所述急停控制信号为第二电平时，根据所述刹车选择信号控制所述刹车切换控制信号的电位，并根据所述刹车灯选择信号控制所述刹车灯切换控制信号的电位。

可选地，所述调理模块包括：第一调理单元和第二调理单元；

所述第一调理单元包括：第一非门、第一与门、第一晶体管和第一电阻；所述第一非门的输入端接入所述刹车选择信号，所述第一非门的输出端与所述第一与门的第一输入端电连接；所述第一与门的第二输入端接入所述急停控制信号，所述第一与门的输出端与所述第一晶体管的控制极电连接；所述第一晶体管的第一极与所述第一电阻的第二端电连接，并作为所述调理模块的第一输出端；所述第一电阻的第一端接入第一电源信号；所述第一晶体管的第二极接入第二电源信号；

所述第二调理单元包括：第二非门、第二与门、第二晶体管和第二电阻；所述第二非门的输入端接入所述刹车灯选择信号，所述第二非门的输出端与所述第二与门的第一输入端电连接；所述第二与门的第二输入端接入所述急停控制信号，所述第二与门的输出端与所述第二晶体管的控制极电连接；所述第二晶体管的第一极与所述第二电阻的第二端电连接，并作为所述调理模块的第二输出端；所述第二晶体管的第二极接入所述第二电源信号；所述第二电阻的第一端接入所述第一电源信号。

可选地，所述刹车灯信号转换模块包括：使能控制单元、信号传输控制单元和互斥控制单元；所述使能控制单元和所述信号传输控制单元均与所述互斥控制单元电连接；

所述使能控制单元用于根据所述自动刹车灯使能信号输出第一电源信号或者第二电源信号；

所述信号传输控制单元用于根据所述刹车灯切换控制信号控制所述第一刹车互斥信号是否输出，以及控制所述第二刹车互斥信号是否输出；

所述互斥控制单元用于在所述信号传输控制单元输出所述第一刹车互斥信号和所述第二刹车互斥信号时，根据所述使能控制单元的输出信号，将所述第一刹车互斥信号和所述第二刹车互斥信号转换为自动刹车灯控制信号。

可选地，所述使能控制单元包括：第三晶体管和第三电阻；所述第三晶体管的控制极接入所述自动刹车灯使能信号；所述第三晶体管的第一极与所述第三电阻的第二端电连接，并作为所述使能控制单元的输出端；所述第三晶体管的第二极接入所述第二电源信号；所述第三电阻的第一端接入所述第一电源信号。

可选地，所述信号传输控制单元包括：第一开关元件和第二开关元件；所述第一开关元件的控制端和所述第二开关元件的控制端均与所述调理模块电连接；所述第一开关元件的输入端接入所述第一刹车互斥信号，所述第一开关元件的输出端与所述互斥控制单元电连接；所述第二开关元件的输入端接入所述第二刹车互斥信号，所述第二开关元件的输出端与所述互斥控制单元电连接。

可选地，所述互斥控制单元包括：第三开关元件和第四开关元件；所述第三开关元件的控制端和所述第四开关元件的控制端均与所述使能控制单元电连接；所述第三开关元件的输入端与所述第一开关元件的输出端电连接，所述第三开关元件的输出端与所述刹车灯控制模块电连接；所述第四开关元件的输入端与所述第二开关元件的输出端电连接，所述第四开关元件的输出端与所述刹车灯控制模块电连接。

可选地，所述刹车灯控制模块包括：第五开关元件、第六开关元件、第七开关元件和第八开关元件；所述第五开关元件的控制端、所述第六开关元件的控制端、所述第七开关元件的控制端和所述第八开关元件的控制端均与所述调理模块电连接；所述第五开关元件的输入端与所述刹车灯信号转换模块电连接，所述第五开关元件的输出端分别与所述第六开关元件的输出端和所述车身控制器电连接；所述第六开关元件的输入端接入第一原车刹车灯控制信号；所述第七开关元件的输入端与所述刹车灯信号转换模块电连接，所述第七开关元件的输出端分别与所述第八开关元件的输出端和所述车身控制器电连接；所述第八开关元件的输入端接入第二原车刹车灯控制信号。

可选地，所述刹车控制模块包括：第九开关元件、第十开关元件、第十一开关元件和第十二开关元件；所述第九开关元件的控制端、所述第十开关元件的控制端、所述第十一开关元件的控制端和所述第十二开关元件的控制端均与所述调理模块电连接；所述第九开关元件的输入端接入第一自动刹车控制信号，所述第九开关元件的输出端分别与所述第十开关元件的输出端和所述电控刹车助力器电连接，所述第十开关元件的输入端接入第一原车刹车控制信号；所述第十一开关元件的输入端接入第二自动刹车控制信号，所述第十一开关元件的输出端分别与所述第十二开关元件的输出端和所述电控刹车助力器电连接，所述第十二开关元件的输入端接入第二原车刹车控制信号。

第二方面，本发明实施例还提供了一种刹车切换控制系统，包括：自动驾驶控制器、原车驾驶控制器和如本发明任意实施例所提供的刹车切换控制器；

所述自动驾驶控制器输出所述刹车选择信号、所述刹车灯选择信号、所述自动刹车灯使能信号和所述自动刹车控制信号；

所述原车驾驶控制器包括所述电控刹车助力器和所述车身控制器；且所述原车驾驶控制器输出所述原车刹车控制信号、所述第一刹车互斥信号、所述第二刹车互斥信号和所述原车刹车灯控制信号。

本发明实施例提供的刹车切换控制器中，设置有调理模块、刹车控制模块、刹车灯信号转换模块和刹车灯控制模块。可以在保证手动驾驶和无人驾驶状态下，刹车和刹车灯的控制信号来源的准确切换的同时，保证各驾驶状态下，各控制信号的正确产生和传输，尤其是无人驾驶状态下刹车灯控制信号的正确产生，从而提高刹车切换控制器的可靠性，提高自动驾驶控制器的判断控制准确性，提高无人驾驶的安全可靠性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种刹车切换控制器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种刹车切换控制器的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种调理模块的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种刹车控制模块的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种使能控制单元的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种信号传输控制单元的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种互斥控制单元的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种刹车灯控制模块的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种刹车切换控制器的外观示意图；

图10是本发明实施例提供的一种刹车切换控制器的连接座的引脚示意图；

图11是本发明实施例提供的一种刹车切换控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本发明实施例提供了一种刹车切换控制器。图1是本发明实施例提供的一种刹车切换控制器的结构示意图。参见图1，该刹车切换控制器包括：调理模块10、刹车控制模块20、刹车灯信号转换模块40和刹车灯控制模块50。调理模块10用于根据刹车选择信号nIBC_switch控制其第一输出端14输出的刹车切换控制信号IBC_ctr的电位，并根据刹车灯选择信号nBL_switch控制其第二输出端16输出的刹车灯切换控制信号BL_switch_ON的电位。刹车控制模块20用于根据刹车切换控制信号IBC_ctr输出自动刹车控制信号ECU_C或者原车刹车控制信号V_C至电控刹车助力器(iBooster)。刹车灯信号转换模块40用于根据刹车灯切换控制信号BL_switch_ON以及自动刹车灯使能信号BL_ctr_EN，将第一刹车互斥信号SME1和第二刹车互斥信号SME2转换为自动刹车灯控制信号E_BRAKE。刹车灯控制模块50用于根据刹车灯切换控制信号BL_switch_ON输出自动刹车灯控制信号E_BRAKE或者原车刹车灯控制信号V_BRAKE，刹车灯控制模块50的输出信号BCM_sig用于控制车身控制器(BodyControl Module，BCM)是否点亮刹车灯。

示例性地，车辆的控制系统中除刹车切换控制器外，还包括自动驾驶控制器(Drive-by-Wire，DBW)和原车驾驶控制器。其中，自动驾驶控制器在无人驾驶模式下作为车辆行驶的主要控制器件，原车驾驶控制器在手动驾驶模式下作为车辆的主要控制器件，并且，车辆行驶需要的各功能部件均受原车驾驶控制器的控制。也就是说，自动驾驶控制器发送刹车和刹车灯的选择信号，用于控制刹车切换控制器选择各控制信号的来源；刹车切换控制器根据上述选择信号，选择车辆的刹车和刹车灯是由自动驾驶控制器控制还是由原车驾驶控制器控制；原车驾驶控制器在刹车切换控制器的输出信号的控制下做出相应的反应。本实施例中，由于设置了刹车灯信号转换模块40，在无人驾驶状态下，刹车切换控制器可以在自动刹车灯使能信号BL_ctr_EN的控制下，将第一刹车互斥信号SME1和第二刹车互斥信号SME2转换为自动刹车灯控制信号E_BRAKE，从而模拟手动驾驶状态下刹车灯控制信号的状态变化；例如设置第一刹车互斥信号SME1输出而第二刹车互斥信号SME2不输出时，自动刹车灯控制信号E_BRAKE可被识别为逻辑信号01，代表需要点亮刹车灯；第一刹车互斥信号SME1不输出而第二刹车互斥信号SME2输出时，自动刹车灯控制信号E_BRAKE可被识别为逻辑信号10，代表不需要点亮刹车灯。这样，可以解决无人驾驶状态下，自动驾驶控制器并不能直接发出刹车灯控制信号，而由于刹车踏板没有行程，原车驾驶控制器也不能正确发出刹车灯控制信号的问题。

具体地，自动驾驶控制器可用于向刹车切换控制器传输刹车选择信号nIBC_switch、刹车灯选择信号nBL_switch、自动刹车灯使能信号BL_ctr_EN和自动刹车控制信号ECU_C。原车驾驶控制器可包括电控刹车助力器和车身控制器；其中，电控刹车助力器用于根据刹车控制模块20的输出信号IBC_C控制车辆刹车，车身控制器用于根据刹车灯控制模块50的输出信号BCM_sig控制刹车灯是否启亮；并且原车驾驶控制器可向刹车切换控制器输出原车刹车控制信号V_C、第一刹车互斥信号SME1、第二刹车互斥信号SME2和原车刹车灯控制信号V_BRAKE。示例性地，原车驾驶控制器还用于向刹车切换控制器传输第一电源信号DC_PWR和第二电源信号MCU_GND；第一电源信号DC_PWR可以是正极电源信号，第二电源信号MCU_GND可以是地信号。

下面结合图1，对刹车切换控制器中各功能模块间可能具有的连接方式和具体作用过程进行说明。

如图1所示，示例性地，对于调理模块10，其第一控制端11接入刹车选择信号nIBC_switch、第一输入端12接入第一电源信号DC_PWR、第二端13接入第二电源信号MCU_GND、第一输出端14输出刹车切换控制信号IBC_ctr、第二控制端接入刹车灯选择信号nBL_switch、第二输出端输出刹车灯切换控制信号BL_switch_ON。调理模块10根据刹车选择信号nIBC_switch控制其第一输出端14与其第一输入端12连通，或者与其第二输入端13连通，从而控制刹车切换控制信号IBC_ctr的电位，使传输至刹车控制模块20的控制信号的电平高低分明，可以被正确识别。以及，调理模块10根据刹车灯选择信号nBL_switch控制其第二输出端16与其第一输入端12连通，或者与其第二输入端13连通，从而控制刹车灯切换控制信号BL_switch_ON的电位，使传输至刹车灯信号转换模块40和刹车灯控制模块50的控制信号的电平高低分明，可以被正确识别。

对于刹车控制模块20，其控制端21接入刹车切换控制信号IBC_ctr、第一输入端22接入原车刹车控制信号V_C、第二输入端23接入自动刹车控制信号ECU_C、输出端24输出刹车控制信号IBC_C。刹车控制模块20根据刹车切换控制信号IBC_ctr控制其输出端24与其第一输入端22连通，或者与其第二输入端23连通，实现对刹车控制信号IBC_C的来源选择。具体地，在刹车切换控制信号IBC_ctr的控制下，刹车控制模块20在手动驾驶状态下输出原车刹车控制信号V_C，在无人驾驶状态下输出自动刹车控制信号ECU_C。

对于刹车灯信号转换模块40，其第一控制端41接入刹车灯切换控制信号BL_switch_ON、第二控制端42接入自动刹车灯使能信号BL_ctr_EN、第一输入端43接入第一刹车互斥信号SME1、第二输入端44接入第二刹车互斥信号SME2、输出端45输出自动刹车灯控制信号E_BRAKE。其中，刹车灯切换控制信号BL_switch_ON的控制优先级高于自动刹车灯使能信号BL_ctr_EN的控制优先级。刹车灯切换控制信号BL_switch_ON用于控制刹车灯信号转换模块40是否输出信号，自动刹车灯使能信号BL_ctr_EN用于在刹车灯信号转换模块40输出信号时，控制其输出信号的电位。例如刹车灯切换控制信号BL_switch_ON为高电平时代表当前状态为手动驾驶状态，反之为无人驾驶状态。那么，当刹车灯切换控制信号BL_switch_ON为高电平时，刹车灯信号转换模块40不输出任何信号；当刹车灯切换控制信号BL_switch_ON为低电平时，刹车灯信号转换模块40在自动刹车灯使能信号BL_ctr_EN的控制下，将第一刹车互斥信号SME1和第二刹车互斥信号SME2转换为自动刹车灯控制信号E_BRAKE，在无人驾驶状态下对原车刹车灯控制信号的状态变化进行模拟。

对于刹车灯控制模块50；其控制端51接入刹车灯切换控制信号BL_switch_ON、第一输入端52接入原车刹车灯控制信号V_BRAKE、第二输入端53接入自动刹车灯控制信号E_BRAKE、输出端54输出刹车灯控制信号BCM_sig。刹车灯控制模块50根据刹车灯切换控制信号BL_switch_ON控制其输出端54与其第一输入端52连通，或者与其第二输入端53连通，从而实现对刹车灯控制信号BCM_sig的来源选择。具体地，在刹车灯切换控制信号BL_switch_ON的控制下，刹车灯控制模块50在手动驾驶状态下输出原车刹车灯控制信号V_BRAKE，在无人驾驶状态下输出自动刹车灯控制信号E_BRAKE。

本发明实施例提供的刹车切换控制器中，设置有调理模块10、刹车控制模块20、刹车灯信号转换模块40和刹车灯控制模块50。可以在保证手动驾驶和无人驾驶状态下，刹车和刹车灯的控制信号来源的准确切换的同时，保证各驾驶状态下，各控制信号的正确产生和传输，尤其是无人驾驶状态下刹车灯控制信号的正确产生，从而提高刹车切换控制器的可靠性，提高自动驾驶控制器的判断控制准确性，提高无人驾驶的安全可靠性。

图2是本发明实施例提供的另一种刹车切换控制器的结构示意图。参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，与刹车控制相关的信号均采用CAN总线以差分信号传输，从而保证信号传输的准确性。那么，调理模块10接入的刹车选择信号表示为nIBC_CAN_switch、调理模块10输出的刹车切换控制信号表示为IBC_CAN_ctr。刹车控制模块20接入的原车刹车控制信号包括差分形式的第一原车刹车控制信号V_CAN_H和第二原车刹车控制信号V_CAN_L；刹车控制模块20接入的自动刹车控制信号包括差分形式的第一自动刹车控制信号ECU_CAN_H和第二自动刹车控制信号ECU_CAN_L；刹车控制模块20输出的刹车控制信号包括差分形式的第一刹车控制信号IBC_CAN_H和第二刹车控制信号IBC_CAN_L。

继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，调理模块10还接入急停控制信号nE_STOP_D。调理模块10用于在急停控制信号nE_STOP_D为第一电平(例如高电平)时，控制刹车切换控制信号IBC_CAN_ctr和刹车灯切换控制信号BL_switch_ON均为第一电位(例如为输出第一电源信号DC_PWR)。此时，控制刹车控制模块20将原车刹车控制信号输出，刹车灯控制模块50将原车刹车灯控制信号输出。在急停控制信号nE_STOP_D为第二电平(例如低电平)时，调理模块10根据刹车选择信号nIBC_CAN_switch控制其第一输出端输出第一电源信号DC_PWR(对应手动驾驶状态)或者第二电源信号MCU_GND(对应无人驾驶状态)，并根据刹车灯选择信号nBL_switch控制其第二输出端输出第一电源信号DC_PWR(对应手动驾驶状态)或者第二电源信号MCU_GND(对应无人驾驶状态)。

本实施例引入了急停控制信号nE_STOP_D，其控制优先级高于刹车选择信号nIBC_CAN_switch和刹车灯选择信号nBL_switc。当急停控制信号nE_STOP_D为第一电平时，无论刹车切换控制器处于什么状态，都会被强制切换到与原车驾驶控制器的各控制信号连接的状态，即强制变为手动驾驶状态。这样，在紧急情况下，驾驶员通过按下急停按钮，将急停控制信号nE_STOP_D切换为第一电平，可以强制控制行车为手动驾驶模式，以增强情急情况下的驾驶灵活性和安全性。

继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，调理模块10包括第一调理单元1101和第二调理单元1102。第一调理单元1101用于输出刹车切换控制信号IBC_CAN_ctr。第二调理单元1102用于输出刹车灯切换控制信号BL_switch_ON。

继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，刹车灯信号转换模块40包括：使能控制单元410、信号传输控制单元420和互斥控制单元430。其中，使能控制单元410用于根据自动刹车灯使能信号BL_ctr_EN输出第一电源信号DC_PWR或者第二电源信号MCU_GND。信号传输控制单元420用于根据刹车灯切换控制信号BL_switch_ON控制第一互斥控制信号SME1是否输出，以及控制第二刹车互斥信号SME2是否输出；其中，第一电源信号DC_PWR作为第一中间输出信号BRAKE_PWR输出的同时，第二刹车互斥信号SME2作为第二中间输出信号BRAKE_SME输出；当第一电源信号DC_PWR不输出时，刹车互斥信号SME也不输出。互斥控制单元430用于在信号传输控制单元420输出第一电源信号DC_PWR和刹车互斥信号SME时，根据使能控制单元410的输出信号BL_ctr，将传输至互斥控制单元430的第一电源信号(第一中间输出信号BRAKE_PWR)和第二刹车互斥信号(第二中间输出信号BRAKE_SME)转换为自动刹车灯控制信号。其中，自动刹车灯控制信号包括：第一自动刹车灯控制信号BRAKE_PWR_NO和第二自动刹车灯控制信号BRAKE_SME_NC。同一时刻，第一自动刹车灯控制信号BRAKE_PWR_NO和第二自动刹车灯控制信号BRAKE_SME_NC中仅有一个输出。示例性地，当某一自动刹车灯控制信号输出时，刹车灯控制模块50的对应端口可以将其识别为逻辑1，当某一自动刹车灯控制信号不输出时，刹车灯控制模块50的对应端口可以将其识别为逻辑0；那么，通过控制同一时刻，第一自动刹车灯控制信号BRAKE_PWR_NO和第二自动刹车灯控制信号BRAKE_SME_NC的输出状态，即可实现对第一原车刹车灯控制信号PWR_NO和第二原车刹车灯控制信号S_NC在不同状态下的模拟。

本实施例设置刹车灯信号转换模块40包括使能控制单元410、信号传输控制单元420和互斥控制单元430，在刹车灯控制信号的根本来源始终来自于原车驾驶控制器的情况下，使刹车切换控制器在所有驾驶状态下均可输出正确的刹车灯控制信号，保证刹车灯正常点亮。

下面结合图3-7，对刹车切换控制器各功能模块的具体结构进行说明，但不作为对本发明的限定。

图3是本发明实施例提供的一种调理模块的结构示意图。参见图3，在一种实施方式中，可选地，第一调理单元1101包括：第一非门U1、第一与门U2、第一晶体管M1和第一电阻R1。第一非门U1的输入端接入刹车选择信号nIBC_CAN_switch，第一非门U1的输出端与第一与门U2的第一输入端电连接；第一与门U2的第二输入端接入急停控制信号nE_STOP_D，第一与门U2的输出端与第一晶体管M1的控制极电连接；第一晶体管M1的第一极与第一电阻R1的第二端电连接，并作为调理模块的第一输出端；第一晶体管M1的第二极接入第二电源信号MCU_GND；第一电阻R1的第一端接入第一电源信号DC_PWR。

示例性地，第一晶体管M1可以是N型晶体管；第一调理单元1101还可以包括第一发光二极管D1，连接在第一电阻R1的第二端和第一晶体管M1的第一极之间，用于指示第一调理单元1101的输出状态。另外，第一调理三元1101中还可以包括由电阻和电容等构成的保护电路。

第二调理单元1102包括：第二非门U3、第二与门U4、第二晶体管M2和第二电阻R2。第二非门U3的输入端接入刹车灯选择信号nBL_switch，第二非门U3的输出端与第二与门U4的第一输入端电连接；第二与门U4的第二输入端接入急停控制信号nE_STOP_D，第二与门U4的输出端与第二晶体管M2的控制极电连接；第二晶体管M2的第一极与第二电阻R2的第二端电连接，并作为调理模块的第二输出端；第二晶体管M2的第二极接入第二电源信号MCU_GND；第二电阻R2的第一端接入第一电源信号DC_PWR。

示例性地，第二晶体管M2可以是N型晶体管；第二调理单元1102还可以包括第二发光二极管D2，连接在第二电阻R2的第二端和第二晶体管M2的第一极之间，用于指示第二调理单元1102的输出状态。另外，第二调理单元1102中还可以包括由电阻和电容等构成的保护电路。以及，刹车切换控制器中还可以包括：第三发光二极管D3，连接在第一与门U2的第二输入端与地信号之间，用于指示急停控制信号nE_STOP_D的状态。

图4是本发明实施例提供的一种刹车控制模块的结构示意图。参见图4，在一种实施方式中，可选地，刹车控制模块20包括：第九开关元件U109、第十开关元件U110、第十一开关元件U111和第十二开关元件U112。第九开关元件U109的控制端、第十开关元件U110的控制端、第十一开关元件U111的控制端和第十二开关元件U112的控制端均与调理模块电连接，接入刹车切换控制信号IBC_CAN_ctr；第九开关元件U109的输入端接入第一自动刹车控制信号ECU_CAN_H；第九开关元件U109的输出端分别与第十开关元件U110的输出端和电控刹车助力器电连接，输出第一刹车控制信号IBC_CAN_H；第十开关元件U110的输入端接入第一原车刹车控制信号V_CAN_H；第十一开关元件U111的输入端接入第二自动刹车控制信号ECU_CAN_L；第十一开关元件U111的输出端分别与第十二开关元件U112的输出端和电控刹车助力器电连接，输出第二刹车控制信号IBC_CAN_L；第十二开关元件U112的输入端接入第二原车刹车控制信号V_CAN_L。

示例性地，各开关元件均可以是光电耦合器，在实现开关控制功能的基础上，还可以起到电气隔离的作用，提高车辆安全性。下面以第九开关元件U109为例，对开关元件的引脚结构进行说明。第九开关元件U109包括第一引脚(左上)、第二引脚(左下)、第三引脚(右上)和第四引脚(右下)；其中，第一引脚接入第一电源信号DC_PWR，第二引脚作为第九开关元件U109的控制端，第三引脚作为第九开关元件U109的输入端，第四引脚作为第九开关元件U109的输出端。本申请中涉及到的其他开关元件的引脚分布均与第九开关元件U109相同，不同之处仅在于输入端与输出端的设置位置，相同之处下文不再赘述。示例性地，各开关元件的第一引脚均经过滤波电阻和滤波电容接入第一电源信号DC_PWR。

示例性地，第九开关元件U109与第十开关元件U110的开闭特性相反，例如第九开关元件U109为常开器件，第十开关元件U110为常闭器件。这样，可以保证在同一信号的控制下，任意时刻，第九开关元件U109与第十开关元件U110中仅有一个导通，以防止第一刹车控制信号IBC_CAN_H的输出冲突。相应的，第十一开关元件U111和第十二开关元件U112的开闭特性相反。以及，第九开关元件U109与第十一开关元件U111的开闭特性相同，以保证第一刹车控制信号IBC_CAN_H和第二刹车控制信号IBC_CAN_L为一组对应的控制信号。

图5是本发明实施例提供的一种使能控制单元的结构示意图。参见图5，在一种实施方式中，可选地，使能控制单元410包括：第三晶体管M3和第三电阻R3；第三晶体管M3的控制极接入自动刹车灯使能信号BL_ctr_EN；第三晶体管M3的第一极与第三电阻R3的第二端电连接，并作为使能控制单元410的输出端；第三晶体管M3的第二极接入第二电源信号MCU_GND；第三电阻R3的第一端接入第一电源信号DC_PWR。

示例性地，第三晶体管M3可以是N型晶体管；使能控制单元410还可以包括发光二极管D4，连接在第三电阻R3的第二端和第三晶体管M3的第一极之间，用于指示使能控制单元410的输出状态。另外，使能控制单元410中还可以包括由电阻和电容等构成的保护电路。

图6是本发明实施例提供的一种信号传输控制单元的结构示意图。参见图6，在一种实施方式中，可选地，信号传输控制单元420包括：第一开关元件U101和第二开关元件U102；第一开关元件U101的控制端和第二开关元件的控制端U102均与调理模块电连接，接入刹车灯切换控制信号BL_switch_ON；第一开关元件U101的输入端接入第一刹车互斥信号SME1，第一开关元件U101的输出端与互斥控制单元电连接，输出第一中间输出信号BRAKE_PWR；第二开关元件U102的输入端接入第二刹车互斥信号SME2，第二开关元件U102的输出端与互斥控制单元电连接，输出第二中间输出信号BRAKE_SME。示例性地，第一开关元件U101和第二开关元件U102的开闭特性相同，例如均为常开器件，以使第一中间输出信号BRAKE_PWR和第二中间输出信号BRAKE_SME同时输出。

图7是本发明实施例提供的一种互斥控制单元的结构示意图。参见图7，在一种实施方式中，可选地，互斥控制单元430包括：第三开关元件U103和第四开关元件U104；第三开关元件U103的控制端和第四开关元件U104的控制端均与使能控制单元电连接，接入使能控制单元的输出信号BL_ctr；第三开关元件U103的输入端与第一开关元件U101的输出端电连接，接入第一中间输出信号BRAKE_PWR；第三开关元件U103的输出端与刹车灯控制模块电连接，输出第一自动刹车灯控制信号BRAKE_PWR_NO；第四开关元件U104的输入端与第二开关元件U102的输出端电连接，接入第二中间输出信号BRAKE_SME；第四开关元件U104的输出端与刹车灯控制模块电连接，输出第二自动刹车灯控制信号BRAKE_SME_NC。

示例性地，第三开关元件U103和第四开关元件U104的开闭特性不同，例如第三开关元件U103为常开器件，第四开关元件U104为常闭器件，以使第一自动刹车灯控制信号BRAKE_PWR_NO和第二自动刹车灯控制信号BRAKE_SME_NC不同时输出。例如，当输出第一自动刹车灯控制信号BRAKE_PWR_NO指示需要点亮刹车灯，当输出第二自动刹车灯控制信号BRAKE_SME_NC指示无需点亮刹车灯。

图8是本发明实施例提供的一种刹车灯控制模块的结构示意图。参见图8，在一种实施方式中，示例性地，刹车灯控制模块50包括：第五开关元件U105、第六开关元件U106、第七开关元件U107和第八开关元件U108。这四个开关元件的控制端均与调理模块电连接，接入刹车灯切换控制信号BL_switch_ON；第五开关元件U105的输入端与刹车灯信号转换模块电连接，接入第一自动刹车灯控制信号BRAKE_PWR_NO；第五开关元件U105的输出端分别与第六开关元件U106的输出端和车身控制器电连接，输出第一刹车灯控制信号BCM_PWR_sig；第六开关元件U106的输入端接入第一原车刹车灯控制信号PWR_NO；第七开关元件U107的输入端与刹车灯信号转换模块电连接，接入第二自动刹车灯控制信号BRAKE_SME_NC；第七开关元件U107的输出端分别与第八开关元件U108的输出端和车身控制器电连接，输出第二刹车灯控制信号BCM_SME_sig；第八开关元件U108的输入端接入第二原车刹车灯控制信号S_NC。

示例性地，第五开关元件U105与第六开关元件U106的开闭特性相反，第七开关元件U107和第八开关元件U108的开闭特性相反，且第五开关元件U105与第七开关元件U107的开闭特性相同。例如第五开关元件U105为常开器件、第六开关元件U106为常闭器件、第七开关元件U107为常开器件、第八开关元件U108为常闭器件。这样，可以在防止输出信号来源冲突的基础上，保证第一刹车灯控制信号BCM_PWR_sig和第二刹车灯控制信号BCM_SME_sig来源于一组对应的控制信号。

图9是本发明实施例提供的一种刹车切换控制器的外观示意图。参见图9，在一种实施方式中，可选地，刹车切换控制器包括机壳201、连接座J1和LED指示灯202。连接座J1中可接入供电线、启动信号、检测信号、切换控制信号、刹车控制传输通路、刹车灯控制传输通路等各类信号；刹车切换控制器通过连接座J1实现内部电路与外部的自动驾驶控制器和车端各信号接口的连接，当启动信号进入后，刹车切换控制器开始运行，伴随LED指示灯202闪烁指示控制器正常运行。

在使用该刹车切换控制器时，将所有电源和信号按照连接座J1的线序接入，线序可参见图10，只有线序正确，刹车切换控制器才能正常运行，无论手动驾驶还是无人驾驶，刹车及刹车灯功能才能正常工作。具体地，参见图10，连接座J1可包括20个引脚，左侧从上至下依次为引脚101-引脚110，右侧从上至下依次为引脚111-引脚120。其中，部分引脚可空置，部分引脚可通过电阻或TVS管接入对应的信号。

综上所述，刹车切换控制器主要由逻辑电路和光耦搭建组合而成，当车辆处于手动驾驶状态下，刹车信号从原车驾驶控制器经刹车切换控制器再回到原车的电控刹车助力器；刹车灯控制信号(第一原车刹车灯控制信号PWR_NO和第二原车刹车灯控制信号S_NC)从原车驾驶控制器的刹车灯开关控制器(Brake Light Switch)经刹车切换控制器再回到原车车身控制器，由车身控制器点亮刹车灯。

当车辆处于无人驾驶状态下，刹车信号从自动驾驶控制器发出，经过刹车切换控制器再到原车的电控刹车助力器；刹车灯控制信号(第一刹车互斥信号SME1和第二刹车互斥信号SME2)同样从原车发出，经刹车切换控制器再到原车车身控制器，此时自动驾驶控制器控制自动刹车灯使能信号BL_ctr_EN的电位，当该信号有效时，指示车身控制器点亮刹车灯。

当急停按钮(Estop Button)处于默认状态未被拍下时，刹车切换控制器的切换由自动驾驶控制器通过逻辑门电路实现，当急停按钮被拍下时，无论刹车切换控制器处于什么状态，都会被强制切换到手动驾驶状态。

该刹车切换控制器的切换控制，是无人驾驶刹车系统功能的重要组成部分，显著提升了刹车控制在手动驾驶和无人驾驶不同状态需求切换的准确性和平滑性，为实现带iBooster刹车系统的无人驾驶车辆实现刹车功能提供了重要保障。

本发明实施例还提供了一种刹车切换控制系统，包括本发明任意实施例所提供的刹车切换控制器，具有相应的有益效果。图11是本发明实施例提供的一种刹车切换控制系统的结构示意图。参见图11，该刹车切换控制系统包括：刹车切换控制器100、自动驾驶控制器200和原车驾驶控制器300。

其中，自动驾驶控制器200的输出端out11输出刹车选择信号、输出端out12输出自动刹车控制信号、输出端out13输出刹车灯选择信号，输出端out14输出自动刹车灯使能信号。原车驾驶控制器300包括电控刹车助力器301和车身控制器302，车身控制器302与刹车灯400电连接；且原车驾驶控制器300的输出端out21输出原车刹车控制信号、输出端out22输出第一刹车互斥信号，输出端out23输出第二刹车互斥信号、输出端out24输出原车刹车灯控制信号；另外，原车驾驶控制器300还可包括用于输出电源信号的输出端(图中未示出)。

进一步地，该刹车切换控制系统还可以包括急停按钮500，用于在紧急情况下按下，强制车辆进入手动驾驶状态。以及，该刹车切换控制系统还可以包括自动按钮600，用于在需要无人驾驶时按下，使车辆进入无人驾驶状态。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种刹车切换控制器，其特征在于，包括：调理模块、刹车控制模块、刹车灯信号转换模块和刹车灯控制模块；

所述调理模块分别与所述刹车控制模块、所述刹车灯信号转换模块和所述刹车灯控制模块电连接；

所述调理模块用于根据刹车选择信号控制其第一输出端输出的刹车切换控制信号的电位，并根据刹车灯选择信号控制其第二输出端输出的刹车灯切换控制信号的电位；

所述刹车控制模块用于根据所述刹车切换控制信号输出自动刹车控制信号或者原车刹车控制信号至电控刹车助力器；

所述刹车灯信号转换模块用于根据所述刹车灯切换控制信号以及自动刹车灯使能信号，将第一刹车互斥信号和第二刹车互斥信号转换为自动刹车灯控制信号；

所述刹车灯控制模块用于根据所述刹车灯切换控制信号输出所述自动刹车灯控制信号或者原车刹车灯控制信号，所述刹车灯控制模块的输出信号用于控制车身控制器是否点亮刹车灯。

2.根据权利要求1所述的刹车切换控制器，其特征在于，所述调理模块包括：第一调理单元和第二调理单元；

所述第一调理单元包括：第一非门、第一与门、第一晶体管和第一电阻；所述第一非门的输入端接入所述刹车选择信号，所述第一非门的输出端与所述第一与门的第一输入端电连接；所述第一与门的第二输入端接入急停控制信号，所述第一与门的输出端与所述第一晶体管的控制极电连接；所述第一晶体管的第一极与所述第一电阻的第二端电连接，并作为所述调理模块的第一输出端；所述第一电阻的第一端接入第一电源信号；所述第一晶体管的第二极接入第二电源信号；

所述第二调理单元包括：第二非门、第二与门、第二晶体管和第二电阻；所述第二非门的输入端接入所述刹车灯选择信号，所述第二非门的输出端与所述第二与门的第一输入端电连接；所述第二与门的第二输入端接入所述急停控制信号，所述第二与门的输出端与所述第二晶体管的控制极电连接；所述第二晶体管的第一极与所述第二电阻的第二端电连接，并作为所述调理模块的第二输出端；所述第二晶体管的第二极接入所述第二电源信号；所述第二电阻的第一端接入所述第一电源信号。

3.根据权利要求1所述的刹车切换控制器，其特征在于，所述刹车灯信号转换模块包括：使能控制单元、信号传输控制单元和互斥控制单元；所述使能控制单元和所述信号传输控制单元均与所述互斥控制单元电连接；

所述使能控制单元用于根据所述自动刹车灯使能信号输出第一电源信号或者第二电源信号；

所述信号传输控制单元用于根据所述刹车灯切换控制信号控制所述第一刹车互斥信号是否输出，以及控制所述第二刹车互斥信号是否输出；

所述互斥控制单元用于在所述信号传输控制单元输出所述第一刹车互斥信号和所述第二刹车互斥信号时，根据所述使能控制单元的输出信号，将所述第一刹车互斥信号和所述第二刹车互斥信号转换为自动刹车灯控制信号。

4.根据权利要求3所述的刹车切换控制器，其特征在于，所述使能控制单元包括：第三晶体管和第三电阻；所述第三晶体管的控制极接入所述自动刹车灯使能信号；所述第三晶体管的第一极与所述第三电阻的第二端电连接，并作为所述使能控制单元的输出端；所述第三晶体管的第二极接入所述第二电源信号；所述第三电阻的第一端接入所述第一电源信号。

5.根据权利要求3所述的刹车切换控制器，其特征在于，所述信号传输控制单元包括：第一开关元件和第二开关元件；所述第一开关元件的控制端和所述第二开关元件的控制端均与所述调理模块电连接；所述第一开关元件的输入端接入所述第一刹车互斥信号，所述第一开关元件的输出端与所述互斥控制单元电连接；所述第二开关元件的输入端接入所述第二刹车互斥信号，所述第二开关元件的输出端与所述互斥控制单元电连接。

6.根据权利要求5所述的刹车切换控制器，其特征在于，所述互斥控制单元包括：第三开关元件和第四开关元件；所述第三开关元件的控制端和所述第四开关元件的控制端均与所述使能控制单元电连接；所述第三开关元件的输入端与所述第一开关元件的输出端电连接，所述第三开关元件的输出端与所述刹车灯控制模块电连接；所述第四开关元件的输入端与所述第二开关元件的输出端电连接，所述第四开关元件的输出端与所述刹车灯控制模块电连接。

7.根据权利要求1所述的刹车切换控制器，其特征在于，所述刹车灯控制模块包括：第五开关元件、第六开关元件、第七开关元件和第八开关元件；所述第五开关元件的控制端、所述第六开关元件的控制端、所述第七开关元件的控制端和所述第八开关元件的控制端均与所述调理模块电连接；所述第五开关元件的输入端与所述刹车灯信号转换模块电连接，所述第五开关元件的输出端分别与所述第六开关元件的输出端和所述车身控制器电连接；所述第六开关元件的输入端接入第一原车刹车灯控制信号；所述第七开关元件的输入端与所述刹车灯信号转换模块电连接，所述第七开关元件的输出端分别与所述第八开关元件的输出端和所述车身控制器电连接；所述第八开关元件的输入端接入第二原车刹车灯控制信号。

8.根据权利要求1所述的刹车切换控制器，其特征在于，所述刹车控制模块包括：第九开关元件、第十开关元件、第十一开关元件和第十二开关元件；所述第九开关元件的控制端、所述第十开关元件的控制端、所述第十一开关元件的控制端和所述第十二开关元件的控制端均与所述调理模块电连接；所述第九开关元件的输入端接入第一自动刹车控制信号，所述第九开关元件的输出端分别与所述第十开关元件的输出端和所述电控刹车助力器电连接，所述第十开关元件的输入端接入第一原车刹车控制信号；所述第十一开关元件的输入端接入第二自动刹车控制信号，所述第十一开关元件的输出端分别与所述第十二开关元件的输出端和所述电控刹车助力器电连接，所述第十二开关元件的输入端接入第二原车刹车控制信号。

9.一种刹车切换控制系统，其特征在于，包括：自动驾驶控制器、原车驾驶控制器和如权利要求1-8任一项所述的刹车切换控制器；

所述自动驾驶控制器输出所述刹车选择信号、所述刹车灯选择信号、所述自动刹车灯使能信号和所述自动刹车控制信号；

所述原车驾驶控制器包括所述电控刹车助力器和所述车身控制器；且所述原车驾驶控制器输出所述原车刹车控制信号、所述第一刹车互斥信号、所述第二刹车互斥信号和所述原车刹车灯控制信号。

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