CN114771433A - 一种无人驾驶矿车的线控系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无人驾驶矿车的线控系统，用于提高无人驾驶矿车的可靠性和安全性。本申请公开的无人驾驶矿车的线控系统包括：线控控制子系统和功能安全执行器；所述线控控制子系统包括：工控机、主域控制器PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、电动助力转向系统EPS线控转向控制器、电子制动系统EBS控制器、电子驻车系统EPB控制器和电子控制单元ECU发动机控制器，所述工控机与所述PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、EPS线控转向控制器之间通过第一CAN总线连接；所述PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、ECU发动机控制器、EBS电子制动系统控制器、EPB电子驻车系统控制器之间通过第二CAN总线连接；所述功能安全执行器包括：冗余制动阀组、冗余转向阀组、自动排水阀组和冗余油门；所述冗余制动阀组、冗余转向阀组、自动排水阀组和冗余油门与所述车身控制器BCM连接。

Description

一种无人驾驶矿车的线控系统

技术领域

本申请涉及无人驾驶领域，尤其涉及一种无人驾驶矿车的线控系统。

背景技术

无人矿山涉及开采、通讯、后台管理、运输等多个环节的交互，是一项复杂的系统工程，而其核心是无人驾驶矿车。无人驾驶矿车无需司机的输入、指导和帮助，可以自动控制车辆转向、加速、制动和处理紧急情况，车辆能够靠自身保持从一个位置到达另一个位置行驶状态。

现有技术中，因无人驾驶矿车沿袭了有人驾驶车辆的结构部件，存在着可预知及不可预知的影响安全的因素，在可靠性和安全性方面依然无法满足无人驾驶的安全要求。可见，提高无人驾驶车辆的可靠性和安全性是亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述技术问题，本申请实施例提供了一种无人驾驶矿车的线控系统，用以提高无人驾驶矿车的可靠性和安全性。

本申请实施例提供的一种无人驾驶矿车的线控系统，包括：

线控控制子系统和功能安全执行器；

所述线控控制子系统包括：工控机、主域控制器PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、电动助力转向系统EPS线控转向控制器、电子制动系统EBS控制器、电子驻车系统EPB控制器和电子控制单元ECU发动机控制器，所述工控机与所述PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、EPS线控转向控制器之间通过第一CAN总线连接；所述PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、ECU发动机控制器、EBS电子制动系统控制器、EPB电子驻车系统控制器之间通过第二CAN总线连接；

所述功能安全执行器包括：冗余制动阀组、冗余转向阀组、自动排水阀组和冗余油门；所述冗余制动阀组、冗余转向阀组、自动排水阀组和冗余油门与所述车身控制器BCM连接；

所述工控机和所述车身控制器BCM之间还通过第三CAN总线连接；

其中，所述第一CAN总线和第二CAN总线均包括两条相互备份的CAN总线。

本发明的无人驾驶矿车的线控系统中，第三CAN总线为冗余CAN总线，与冗余制动阀组、冗余转向阀组、自动排水阀组和冗余油门一起共同构成冗余系统，从而提高了矿车线控系统的安全性和可靠性。

具体的，所述冗余油门的油门线模拟量输入所述车身控制器BCM，由所述车身控制器BCM转发到所述ECU发动机控制器。

优选的，所述冗余制动阀组包括：

线控制动子系统和冗余制动子系统；

所述线控制动子系统包括：EBS制动总阀，单通道EBS阀，双通道EBS阀，EPB驻车制动阀，前轮制动器，中轮制动器和后轮制动器；

所述冗余制动子系统包括：前轮冗余比例制动阀，中轮冗余比例制动阀，后轮冗余比例制动阀，冗余驻车阀；

其中，所述EBS制动总阀与所述单通道EBS阀，双通道EBS阀，前轮冗余比例制动阀，中轮冗余比例制动阀，后轮冗余比例制动阀连接；

所述EPB驻车制动阀与所述前轮制动器，中轮制动器，后轮制动器和冗余驻车阀连接；

所述前轮制动器包括左前轮制动器和右前轮制动器；

所述中轮制动器包括左中轮制动器和右中轮制动器；

所述后轮制动器包括左后轮制动器和右后轮制动器；

所述冗余比例驻车阀包括左前轮冗余比例驻车阀、右前轮冗余比例驻车阀、左中轮冗余比例驻车阀、右中轮冗余比例驻车阀、左后轮冗余比例驻车阀和右后轮冗余比例驻车阀；

所述左前轮冗余比例驻车阀与所述左前轮制动器连接，所述右前轮冗余比例驻车阀与所述右前轮制动器连接，所述左中轮冗余比例驻车阀与所述左中轮制动器连接，所述右中轮冗余比例驻车阀与所述右中轮制动器连接，所述左后轮冗余比例驻车阀与所述左后轮制动器连接，所述右后轮冗余比例驻车阀与所述右后轮制动器连接。

优选的，所述冗余制动阀组被配置用于：

若所述第一CAN总线通信故障或者轮速传感器故障，则所述BCM控制器通过所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的制动指令；

若所述BCM控制器监听到所述工控机的制动指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发制所述动控制指令，或所述PDC底盘域控制器已转发所述制动控制指令所述但所述EBS电子制动系统控制器未执行所述制动控制指令时，所述BCM控制器直接控制所述冗余比例制动阀完成线控减速或制动动作。

优选的，所述冗余制动阀组被配置用于：

若所述第一CAN总线通信故障或者所述EPB电子驻车系统控制器故障，则所述BCM控制器所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的驻车制动指令；

若所述BCM控制器监听到所述工控机的驻车制动指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发所述驻车制动指令，或所述PDC底盘域控制器已转发所述制动控制指令但所述EBS电子制动系统控制器未执行所述驻车制动指令时，所述BCM控制器直接控制所述冗余驻车阀完成车辆驻车制动。

优选的，所述冗余制动阀组被配置用于：

若所述线控制动子系统和所述冗余制动子系统均失灵时，所述BCM控制器所述驻车制动阀释放驻车制动气压，实现车辆减速或者制动。

优选的，所述冗余转向阀组包括：

线控转向子系统和冗余转向子系统；

所述线控转向子系统包括：EPS电动转向机、全液压转向机、转向前桥和转角传感器；

所述冗余转向子系统包括：冗余转向机和冗余转角传感器；

其中，所述EPS电动转向机、全液压转向机、转向前桥和转角传感器与所述EPS控制器连接并受所述EPS控制器的控制；

所述冗余转向机和冗余转角传感器与所述BCM控制器连接并受所述BCM控制器的控制；

所述冗余转向机与所述全液压转向机连接，所述冗余转角传感器与所述转向前桥连接。

优选的，所述冗余转向阀组被配置用于：

若所述第一CAN总线通信故障或者电动转向电机过温保护，则所述BCM控制器所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的转向指令；

若所述BCM控制器监听到所述工控机的转向指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发所述转向指令，或所述PDC底盘域控制器已转发所述转向指令但电动转向电机未执行所述转向指令时，所述BCM控制器直接控制所述冗余转向机完成转向动作。

优选的，所述自动排水阀组包括：

至少一个储气筒和与所述储气筒连接的自动排水阀；

所述自动排水阀与所述BCM控制器连接并受所述BCM控制器的控制。

进一步的，所述自动排水阀组被配置用于：

若环境温度高于或等于预设的门限，则所述BCM控制器控制所述自动排水阀开启排出所述储气筒内的积水；

若环境温度低于预设的门限，则所述BCM控制器控制所述自动排水阀先加热预设的时间，然后控制所述自动排水阀开启排出所述储气筒内的积水。

进一步的，所述冗余油门被配置用于：

若所述第一CAN总线通信故障或者驱动器失灵，则所述BCM控制器所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的发动机控制指令；

若所述BCM控制器监听到所述发动机控制指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发所述发动机控制指令时，所述BCM控制器直接输出油门开度模拟信号到发动机，实现车辆起步或者加速。

与现有技术比较，本发明的无人驾驶矿车线控系统，通过冗余控制器、冗余CAN总线、冗余转向、冗余制动、冗余油门、自动排水等功能安全措施及控制策略，提高了无人驾驶矿车线控功能的安全性；通过本发明的无人驾驶矿车线控系统，即使产品出现故障，也能进入受控的安全运行模式，实现了对驾驶员的零依赖，即使检测到故障也能继续维持运行或者紧急制动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本发明实施例提供的无人驾驶矿车冗余线控系统拓扑示意图；

图2为本申请实施例提供的冗余制动阀组示意图；

图3为本申请实施例提供的冗余转向阀组示意图；

图4为本申请实施例提供的自动排水阀组示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面对文中出现的一些词语进行解释：

1、本发明实施例中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

2、本申请实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。

3、PDC，primary domain controller的简称，即主域控制器；

4、BCM，body control module的简称，即车身控制器；在本发明实施例中，车身控制器BCM和BCM是同一个概念；

5、EPS，electronic power steering的简称，即电动助力转向系统；

6、EBS，electronic braking system的简称，即电子刹车系统；

7、EPB，electronic park brake的简称，即电子驻车制动系统；

8、ECU，electronic control unit的简称，电子控制单元；

9、CAN总线，即控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线的简称。

本发明实施例中，第一CAN总线，又称为线控底盘CAN总线，也称为底盘CAN总线；第二CAN总线，又称为整车CAN总线；第三CAN总线又称为冗余CAN总线。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例的展示顺序仅代表实施例的先后顺序，并不代表实施例所提供的技术方案的优劣。

实施例

参见图1，本申请实施例提供的无人驾驶矿车的线控系统示意图，如图1所示，该系统由线控控制子系统和功能安全执行器组成，具体的：

所述线控控制子系统包括：工控机、主域控制器PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、电动助力转向系统EPS线控转向控制器、电子制动系统EBS控制器、电子驻车系统EPB控制器和电子控制单元ECU发动机控制器，所述工控机与所述PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、EPS线控转向控制器之间通过第一CAN总线连接；所述PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、ECU发动机控制器、EBS电子制动系统控制器、EPB电子驻车系统控制器之间通过第二CAN总线连接；

所述功能安全执行器包括：冗余制动阀组、冗余转向阀组、自动排水阀组和冗余油门；所述冗余制动阀组、冗余转向阀组、自动排水阀组和冗余油门与所述车身控制器BCM连接；

所述工控机和所述车身控制器BCM之间还通过第三CAN总线连接；

其中，所述第一CAN总线、第二CAN总线和第三CAN总线均包括两条相互备份的CAN总线。

本发明实施例中，第三CAN总线与第一CAN总线和第二CAN总线分离，即第三CAN总线构成第一CAN总线的冗余备份。

本发明实施例中，所述第一CAN总线、第二CAN总线和第三CAN总线均包括两条相互备份的CAN总线是指，第一CAN总线、第二CAN总线和第三CAN总线本身均由两条独立的CAN总线组成，形成每条总线内的冗余备份。通过本发明的冗余设置，当第一CAN总线、第二CAN总线或者第三CAN总线中的其中一条CAN总线故障时，另一条CAN总线依然能保证正常通信。

作为一种优选示例，当第一CAN总线、第二CAN总线或者第三CAN总线中的两条CAN总线均故障时，本发明提供的线控系统将触发故障停车动作，从而保证矿车的安全。

作为一种优选示例，所述冗余油门的油门线模拟量输入所述车身控制器BCM，由所述车身控制器BCM转发到所述ECU发动机控制器。也就是说，油门线模拟量输出接入BCM，由BCM转接到发动机ECU油门硬线接口，同常规以报文形式通过CAN总线控制ECU驱动发动机指令，从而构成异构油门控制系统的冗余。

作为一种优选示例，如图2所示的冗余制动阀组示意图，冗余制动阀组包括线控制动子系统和冗余制动子系统；

所述线控制动子系统包括：EBS制动总阀，单通道EBS阀，双通道EBS阀，EPB驻车制动阀，前轮制动器，中轮制动器和后轮制动器；

所述冗余制动子系统包括：前轮冗余比例制动阀，中轮冗余比例制动阀，后轮冗余比例制动阀，冗余驻车阀；

其中，所述EBS制动总阀与所述单通道EBS阀，双通道EBS阀，前轮冗余比例制动阀，中轮冗余比例制动阀，后轮冗余比例制动阀连接；

所述EPB驻车制动阀与所述前轮制动器，中轮制动器，后轮制动器和冗余驻车阀连接；

所述前轮制动器包括左前轮制动器和右前轮制动器；

所述中轮制动器包括左中轮制动器和右中轮制动器；

所述后轮制动器包括左后轮制动器和右后轮制动器；

所述冗余比例驻车阀包括左前轮冗余比例驻车阀、右前轮冗余比例驻车阀、左中轮冗余比例驻车阀、右中轮冗余比例驻车阀、左后轮冗余比例驻车阀和右后轮冗余比例驻车阀；

所述左前轮冗余比例驻车阀与所述左前轮制动器连接，所述右前轮冗余比例驻车阀与所述右前轮制动器连接，所述左中轮冗余比例驻车阀与所述左中轮制动器连接，所述右中轮冗余比例驻车阀与所述右中轮制动器连接，所述左后轮冗余比例驻车阀与所述左后轮制动器连接，所述右后轮冗余比例驻车阀与所述右后轮制动器连接。

也就是说，如图2所示的冗余制动组，线控制动子系统由EBS制动总阀、单双通道EBS阀、EPB驻车制动阀及前中后各轮制动器构成，分别接受EBS控制器、EPB控制器控制；冗余制动子系统由前中后各轮冗余比例制动阀、冗余驻车阀构成，接受BCM控制器控制。

作为一种优选示例，冗余制动阀组的工作过程包括：

情形一、行车制动的功能安全：

若所述第一CAN总线通信故障或者轮速传感器故障，则所述BCM控制器通过所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的制动指令；若所述BCM控制器监听到所述工控机的制动指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发制所述动控制指令，或所述PDC底盘域控制器已转发所述制动控制指令所述但所述EBS电子制动系统控制器未执行所述制动控制指令时，所述BCM控制器直接控制所述冗余比例制动阀完成线控减速或制动动作。

也就是说，正常工作状态下，线控制动是由工控机通过线控底盘CAN总线下发控制指令，PDC底盘域控制器接收到制动指令后，通过整车CAN总线转发制动指令给EBS电子制动控制器，EBS电子制动控制器控制安装车辆底盘上的单双通道EBS阀动作，控制各轮制动气压变化，实现车辆减速或制动动作；而异常情况下，因为底盘CAN总线通信失联或轮速传感器故障，EBS将不执行制动或减速指令，导致车辆线控制动失灵，此时，BCM通过冗余CAN总线监听到工控机的制动指令，同时判断到PDC底盘域控制器未转发制动控制指令，或PDC底盘域控制器已转发制动控制指令，但EBS因故障未执行制动指令时，BCM直接控制各冗余比例制动阀，完成线控减速或制动动作。

情形二、驻车制动的功能安全：

若所述第一CAN总线通信故障或者所述EPB电子驻车系统控制器故障，则所述BCM控制器所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的驻车制动指令；若所述BCM控制器监听到所述工控机的驻车制动指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发所述驻车制动指令，或所述PDC底盘域控制器已转发所述制动控制指令但所述EBS电子制动系统控制器未执行所述驻车制动指令时，所述BCM控制器直接控制所述冗余驻车阀完成车辆驻车制动。

也就是说，正常工作状态下，线控驻车制动是由工控机通过线控底盘CAN总线下发控制指令，PDC底盘域控制器接收到制动指令后，通过整车CAN总线转发制动指令给EPB电子驻车控制器，EPB电子驻车控制器控制安装在车辆底盘上的EPB阀动作，控制各轮制动气室释放驻车制动气压，实现车辆驻车制动；而在异常情况下，因为底盘CAN总线通信失联或EPB故障，EPB将不执行驻车制动指令，导致车辆线控驻车制动失灵，此时，BCM通过冗余CAN总线监听到工控机的驻车制动指令，同时判断到PDC底盘域控制器未转发驻车制动控制指令，或PDC底盘域控制器已转发制动控制指令，但EPB因故障未执行驻车制动指令时，BCM直接控制冗余驻车阀，释放驻车制动气压，实现车辆驻车制动。

情形三，极端情形：

若所述线控制动子系统和所述冗余制动子系统均失灵时，所述BCM控制器所述驻车制动阀释放驻车制动气压，实现车辆减速或者制动。

也就是说，极端情况，车辆行驶状态下，在线控制动子系统和冗余制动子系统均失灵时，BCM亦可以控制驻车制动阀动作，释放驻车制动气压，实现车辆行车减速及制动，形成制动系统第三道防线，确保制动系统功能安全。

作为一种优选示例，如图3所示为冗余转向阀组示意图，包括：

线控转向子系统和冗余转向子系统；

所述线控转向子系统包括：EPS电动转向机、全液压转向机、转向前桥和转角传感器；

所述冗余转向子系统包括：冗余转向机和冗余转角传感器；

其中，所述EPS电动转向机、全液压转向机、转向前桥和转角传感器与所述EPS控制器连接并受所述EPS控制器的控制；

所述冗余转向机和冗余转角传感器与所述BCM控制器连接并受所述BCM控制器的控制；

所述冗余转向机与所述全液压转向机连接，所述冗余转角传感器与所述转向前桥连接。

也就是说，线控转向子系统由EPS电动转向机、全液压转向机、转向前桥及转角传感器构成，接受EPS控制器控制；冗余转向子系统由冗余转向机、冗余转角传感器构成，接受BCM控制器控制。

作为一种优选示例，本发明示例提供的冗余转向阀组工作过程如下：

若所述第一CAN总线通信故障或者电动转向电机过温保护，则所述BCM控制器所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的转向指令；若所述BCM控制器监听到所述工控机的转向指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发所述转向指令，或所述PDC底盘域控制器已转发所述转向指令但电动转向电机未执行所述转向指令时，所述BCM控制器直接控制所述冗余转向机完成转向动作。

也就是说，正常工作状态下，线控转向是由工控机通过线控底盘CAN总线下发控制指令，PDC底盘域控制器接收到转向指令后，通过线控底盘CAN总线转发转向指令给EPS线控转向控制器，EPS线控转向控制器控制电动转向机动作，电动转向机带动全液压转向机转动，驱动转向前桥实现转向动作；异常情况下，因为底盘CAN总线通信失联或电动转向机电机过温保护，将不执行转向指令，导致车辆线控转向失灵，此时，BCM通过冗余CAN总线监听到工控机的转向指令，同时判断到PDC底盘域控制器未转发转向控制指令，或PDC底盘域控制器已转发转向控制指令，但转向电机因过温保护未执行转向指令时，BCM直接控制冗余转向机，完成线控转向动作。

作为一种优选示例，如图4所示自动排水阀组包括：

至少一个储气筒和与所述储气筒连接的自动排水阀；

所述自动排水阀与所述BCM控制器连接并受所述BCM控制器的控制。

本发明实施例中，自动排水阀的数量与储气筒的数量相同，一个储气筒与一个自动排水阀相连。自动排水阀的数量本发明不做限定，实施中根据需要设置。优选的为5个。

作为一种优选示例，所述动排水阀组工作过程如下：

若环境温度高于或等于预设的门限，则所述BCM控制器控制所述自动排水阀开启排出所述储气筒内的积水；

若环境温度低于预设的门限，则所述BCM控制器控制所述自动排水阀先加热预设的时间，然后控制所述自动排水阀开启排出所述储气筒内的积水。

本发明实施例中，预设的门限事先设定，例如5摄氏度；预设的时间事先设定，例如为30秒。

例如，空气经空压机压缩后，往往会产生大量水分残留在制动系统储气罐底部及管路内，人工遗忘排水或排水不净，在冬季时，管路内结冰，可引起制动压力不足或直接导致刹车失灵，严重威胁行车安全。安装的自动排水系统直接接受BCM车身控制器的控制，当车辆启动上电后或车辆停车下电后，BCM自动判断环境温度，环境温度高于零上5°条件下，依次控制自动排水阀开启，排出储气筒内积水，环境温度低于零上5°条件下，依次控制自动排水阀先加热30秒，融化结冰后，再控制排水，这种方法保证了制动管路内没有冰水残留，确保制动系统功能安全。

作为一种优选示例，本发明的冗余油门工作过程包括：

若所述第一CAN总线通信故障或者驱动器失灵，则所述BCM控制器所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的发动机控制指令；若所述BCM控制器监听到所述发动机控制指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发所述发动机控制指令时，所述BCM控制器直接输出油门开度模拟信号到发动机，实现车辆起步或者加速。

例如，正常工作状态下，线控驱动是由工控机通过线控底盘CAN总线下发控制指令，PDC底盘域控制器接收到驱动指令后，通过整车CAN总线转发制动指令给发动机ECU控制器，发动机ECU控制器控制发动机的转速、扭矩，实现车辆起步、加速功能；异常情况下，因为底盘CAN总线通信失联，ECU接收不到发动机控制指令，导致车辆线控驱动失灵，此时，BCM通过冗余CAN总线监听到工控机的发动机控制指令，同时判断到PDC底盘域控制器未转发发动机控制指令，BCM直接输出油门开度模拟信号到发动机ECU，实现车辆起步、加速功能。

与现有技术比较，本发明的无人驾驶矿车线控系统，通过冗余控制器、冗余CAN总线、冗余转向、冗余制动、冗余油门、自动排水等功能安全措施及控制策略，提高了无人驾驶矿车线控功能的安全性；通过本发明的无人驾驶矿车线控系统，即使产品出现故障，也能进入受控的安全运行模式，实现了对驾驶员的零依赖，即使检测到故障也能继续维持运行或者紧急制动。

需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种无人驾驶矿车的线控系统，其特征在于，包括：

线控控制子系统和功能安全执行器；

所述线控控制子系统包括：工控机、主域控制器PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、电动助力转向系统EPS线控转向控制器、电子制动系统EBS控制器、电子驻车系统EPB控制器和电子控制单元ECU发动机控制器，所述工控机与所述PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、EPS线控转向控制器之间通过第一CAN总线连接；所述PDC底盘域控制器、车身控制器BCM、ECU发动机控制器、EBS电子制动系统控制器、EPB电子驻车系统控制器之间通过第二CAN总线连接；

所述功能安全执行器包括：冗余制动阀组、冗余转向阀组、自动排水阀组和冗余油门；所述冗余制动阀组、冗余转向阀组、自动排水阀组和冗余油门与所述车身控制器BCM连接；

所述工控机和所述车身控制器BCM之间还通过第三CAN总线连接；

其中，所述第一CAN总线、第二CAN总线和第三CAN总线均包括两条相互备份的CAN总线。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冗余油门的油门线模拟量输入所述车身控制器BCM，由所述车身控制器BCM转发到所述ECU发动机控制器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冗余制动阀组包括：

线控制动子系统和冗余制动子系统；

所述线控制动子系统包括：EBS制动总阀，单通道EBS阀，双通道EBS阀，EPB驻车制动阀，前轮制动器，中轮制动器和后轮制动器；

所述冗余制动子系统包括：前轮冗余比例制动阀，中轮冗余比例制动阀，后轮冗余比例制动阀，冗余驻车阀；

其中，所述EBS制动总阀与所述单通道EBS阀，双通道EBS阀，前轮冗余比例制动阀，中轮冗余比例制动阀，后轮冗余比例制动阀连接；

所述EPB驻车制动阀与所述前轮制动器，中轮制动器，后轮制动器和冗余驻车阀连接；

所述前轮制动器包括左前轮制动器和右前轮制动器；

所述中轮制动器包括左中轮制动器和右中轮制动器；

所述后轮制动器包括左后轮制动器和右后轮制动器；

所述冗余比例驻车阀包括左前轮冗余比例驻车阀、右前轮冗余比例驻车阀、左中轮冗余比例驻车阀、右中轮冗余比例驻车阀、左后轮冗余比例驻车阀和右后轮冗余比例驻车阀；

所述左前轮冗余比例驻车阀与所述左前轮制动器连接，所述右前轮冗余比例驻车阀与所述右前轮制动器连接，所述左中轮冗余比例驻车阀与所述左中轮制动器连接，所述右中轮冗余比例驻车阀与所述右中轮制动器连接，所述左后轮冗余比例驻车阀与所述左后轮制动器连接，所述右后轮冗余比例驻车阀与所述右后轮制动器连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述冗余制动阀组被配置用于：

若所述第一CAN总线通信故障或者轮速传感器故障，则所述BCM控制器通过所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的制动指令；

若所述BCM控制器监听到所述工控机的制动指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发制所述动控制指令，或所述PDC底盘域控制器已转发所述制动控制指令所述但所述EBS电子制动系统控制器未执行所述制动控制指令时，所述BCM控制器直接控制所述冗余比例制动阀完成线控减速或制动动作。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述冗余制动阀组被配置用于：

若所述第一CAN总线通信故障或者所述EPB电子驻车系统控制器故障，则所述BCM控制器所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的驻车制动指令；

若所述BCM控制器监听到所述工控机的驻车制动指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发所述驻车制动指令，或所述PDC底盘域控制器已转发所述制动控制指令但所述EBS电子制动系统控制器未执行所述驻车制动指令时，所述BCM控制器直接控制所述冗余驻车阀完成车辆驻车制动。

6.根据权利要求4或者5所述的系统，其特征在于，所述冗余制动阀组被配置用于：

若所述线控制动子系统和所述冗余制动子系统均失灵时，所述BCM控制器所述驻车制动阀释放驻车制动气压，实现车辆减速或者制动。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冗余转向阀组包括：

线控转向子系统和冗余转向子系统；

所述线控转向子系统包括：EPS电动转向机、全液压转向机、转向前桥和转角传感器；

所述冗余转向子系统包括：冗余转向机和冗余转角传感器；

其中，所述EPS电动转向机、全液压转向机、转向前桥和转角传感器与所述EPS控制器连接并受所述EPS控制器的控制；

所述冗余转向机和冗余转角传感器与所述BCM控制器连接并受所述BCM控制器的控制；

所述冗余转向机与所述全液压转向机连接，所述冗余转角传感器与所述转向前桥连接。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述冗余转向阀组被配置用于：

若所述第一CAN总线通信故障或者电动转向电机过温保护，则所述BCM控制器所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的转向指令；

若所述BCM控制器监听到所述工控机的转向指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发所述转向指令，或所述PDC底盘域控制器已转发所述转向指令但电动转向电机未执行所述转向指令时，所述BCM控制器直接控制所述冗余转向机完成转向动作。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自动排水阀组包括：

至少一个储气筒和与所述储气筒连接的自动排水阀；

所述自动排水阀与所述BCM控制器连接并受所述BCM控制器的控制。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述自动排水阀组被配置用于：

若环境温度高于或等于预设的门限，则所述BCM控制器控制所述自动排水阀开启排出所述储气筒内的积水；

若环境温度低于预设的门限，则所述BCM控制器控制所述自动排水阀先加热预设的时间，然后控制所述自动排水阀开启排出所述储气筒内的积水。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冗余油门被配置用于：

若所述第一CAN总线通信故障或者驱动器失灵，则所述BCM控制器所述第一CAN总线中未发生通信故障的总线监听所述工控机的发动机控制指令；

若所述BCM控制器监听到所述发动机控制指令，但是所述PDC底盘域控制器未转发所述发动机控制指令时，所述BCM控制器直接输出油门开度模拟信号到发动机，实现车辆起步或者加速。

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