CN114889574A - 商用车纵向控制的局部域控方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种商用车纵向控制的局部域控方法和系统，其中，商用车纵向控制的局部域控系统包括：局部运算域控单元；所述局部运算域控单元连接摄像头和制动信号传输器，以及通过第一私有CAN连接前桥区域模块，通过第二私有CAN连接后桥区域模块，通过第三私有CAN连接车身姿态稳定模块和方向盘转角传感器，通过第四私有CAN连接雷达；所述前桥区域模块用于对位于前桥区域的传感器进行采集，并对前轮制动阀体进行控制，所述后桥区域模块用于对位于后桥区域的传感器进行采集，并对后轮制动阀体进行控制。本申请采用纵向控制局部域控方案，将辅助驾驶控制模块和制动控制模块集成，有利于提升系统的可靠性，同时提升整车的集成开发效率。

Description

商用车纵向控制的局部域控方法和系统

技术领域

本申请的实施例涉及商用车智能控制技术领域，尤其涉及一种商用车纵向控制的局部域控方法和系统。

背景技术

在商用车电气拓扑中，相较于之前仅有一路总线的简单架构，当前智能化发展下，配置先进的车型往往都是中央网关加上舒适控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)、动力CAN以及底盘CAN三路总线，携带各自功能域的网络节点，形成整车电子电气架构。

目前，新增的控制器节点：紧急刹车辅助系统(Advanced Emergency BrakingSystem，AEBS)放在原电气架构的底盘CAN上。AEBS系统一般由摄像头、雷达以及智能控制器组成，雷达和智能控制器通过私有CAN总线连接，同时控制器带有摄像头的模拟高清接口。如果仅仅是预警方面的需求，AEBS本身就可以满足，如果需要加上纵向制动的线控辅助控制，则电子制动系统（Electronic Brake Systems，EBS）成为了一起配备的电子控制模块。当下主流的EBS方案一般由主控模块、前桥控、后桥控、制动防抱死系统（Antilock BrakeSystem，ABS）电磁阀、挂车阀、转角传感器以及车身姿态稳定模块组成，其中布置在前轴附近的ABS电磁阀和挂车阀均由布置在驾驶舱内的主控直接电气线控制，加长了整车线束长度，不利于整车成本重量控制。而部分私有CAN的终端节点选取也是选了底盘上的两个控制单元，将座舱内的控制器作为其中一个非终端节点，这样的定义也不利于整车线束布局优化。

对于更加智能化的进阶，在新增电子驻车制动系统（Electrical Park Brake，EPB）配置时候，往往需要新增一个成本颇高的带电子控制单元（Electronic ControlUnit，ECU）的模块阀，且驾驶室内的EPB开关和后轴附近的EPB开关模块阀电气连接，不仅又增加了线束复杂度，还增加了信号传输的不可靠性。当下的纵向控制组件电气连接架构示意如图1所示。

对于这样的控制架构方案，不仅给线束布局和整车成本重量控制带来了负担，在整车集成匹配工作上也给主机厂带来了很多的困扰。一般的，辅助驾驶控制器AEBS和底盘的行车制动控制执行端EBS往往由不同的零部件厂家供货，在主机厂的整车集成过程中，往往需要主机厂内各部门综合协调外部对应的配套供应商进行标定匹配，给开发工作带来了很大的不便。同时，一套成熟的AEBS智能算法，在匹配到不同厂家的EBS执行端时，往往因为EBS性能调校的差异以及机械工艺等原因，会出现非预期的不同控制效果。即使是完全相同的车型，这套算法在匹配A厂的EBS时，能在预算的距离内实现刹车避免碰撞，但是对于B厂的EBS时又因为性能差异无法完成辅助制动控制功能，这给主机厂和零部件厂家的工作开展都带来了很大的困扰，大大降低了开发效率。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了提出一种商用车纵向控制的局部域控系统，包括：

局部运算域控单元；

所述局部运算域控单元通过电气线连接摄像头和制动信号传输器，以及通过第一私有CAN连接前桥区域模块，通过第二私有CAN连接后桥区域模块，通过第三私有CAN连接车身姿态稳定模块和方向盘转角传感器，通过第四私有CAN连接雷达；所述前桥区域模块和后桥区域模块具有信息采集和对所连接阀体的控制功能；

所述前桥区域模块用于对位于前桥区域的传感器进行采集，并对前轮制动阀体进行控制，所述后桥区域模块用于对位于后桥区域的传感器进行采集，并对后轮制动阀体进行控制；

所述局部运算域控单元通过第三私有CAN采集车身姿态和方向盘角度信息，进行车身稳定控制；

所述局部运算域控单元通过第四私有CAN采集雷达信号，通过摄像头采集图像，用于感知周围环境。

基于同一发明构思，本申请还提供了一种商用车纵向控制的局部域控方法，应用于任一实施例所述的系统，由局部运算域控单元执行，所述方法包括：

获取摄像头和雷达采集的周围环境信息以及车身姿态稳定模块和方向盘转角传感器采集的车身姿态和方向盘角度信息；

如果根据所述周围环境信息确定紧急制动，将制动指令发送给所述前桥区域模块和/或后桥区域模块，以通过前桥区域模块控制前轮制动阀体进行制动，和/或通过后桥区域模块控制后轮制动阀体进行制动；

根据所述车身姿态和方向盘角度信息，进行车身稳定控制。

从上面所述可以看出，本申请提供的商用车纵向控制的局部域控系统，将当前的商用车底盘纵向控制组件打散重组，针对商用车辅助驾驶配置特点，采用纵向控制局部域控方案，创新的将辅助驾驶控制模块和制动控制模块集成，有利于降低整车线束拓扑的复杂度，提升系统的可靠性，同时提升整车的集成开发效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术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申请的实施例，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是现有技术中的商用车纵向控制的结构图；

图2为本申请实施例的商用车纵向控制的局部域控系统的结构示意图；

图3为本申请实施例的一种商用车纵向控制的局部域控方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请的实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请的实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

本申请针对商用车纵向车身较长、整车ECU节点相对不多的特点，采用将AEBS与EBS主控制器模块跨域集成，同时优化底盘纵向控制的模块线束布局，形成一套针对商用车的辅助驾驶纵向控制局部域控架构方案。新的域控制器架构克服了AEBS与EBS分离时联合标定和算法参数匹配的问题，提高了整车集成效率，大大缩短了开发周期。同时通过优化传统EBS系统内控制分配，降低了整车线束长度和复杂度，不仅简化了装配流程，提高产线自动化水平；还大大控制了整车的成本和重量，提升了车辆燃油经济性。

图2为本申请实施例的商用车纵向控制的局部域控系统的结构示意图，包括局部运算域控单元，局部运算域控单元可以是微处理器等具有数据处理功能的设备，局部域控系统具有多个CAN接口和电气接口，以连接相应的设备。图2中的实线为CAN线，虚线为电气线。

局部运算域控单元通过电气线连接摄像头和制动信号传输器，以及通过第一私有CAN连接前桥区域模块，通过第二私有CAN连接后桥区域模块，通过第三私有CAN连接车身姿态稳定模块和方向盘转角传感器，通过第四私有CAN连接雷达。其中，第一私有CAN、第二私有CAN、第三私有CAN和第四私有CAN主要用于区分不同的私有CAN。

前桥区域模块和后桥区域模块均具有信息采集和对所连接阀体的控制功能。具体的，前桥区域模块用于对位于前桥区域的传感器进行采集，并对前轮制动阀体（例如ABS电磁阀或挂车阀）进行控制，所述后桥区域模块用于对位于后桥区域的传感器进行采集，并对后轮制动阀体（例如挂车阀）进行控制。可选的，前桥区域模块还用于对前桥区域的传感器供电，后桥区域模块还用于对后桥区域的传感器供电。可选的，前桥区域的传感器包括但不限于前轮周围的轮速传感器、制动蹄片磨损传感器以及压力传感器。后桥区域的传感器包括但不限于后轮周围的轮速传感器、制动蹄片磨损传感器以及压力传感器。

需要说明的是，挂车阀根据实车布置情况可以由前桥区域模块或后桥区域模块进行控制。前桥区域模块和后桥区域模块均需要预留与挂车阀连接的电气接口，根据实际需求贴片，便于功能扩展和匹配主机厂不同车型的布置需求。

局部运算域控单元通过第三私有CAN连接车身姿态稳定模块和方向盘转角传感器；可选的，方向盘转角传感器部署在驾驶舱内，车身姿态稳定模块部署在质心附近，在扩展车身稳定性控制功能时使用。

拓展车身稳定控制功能时，局部运算域控单元通过第三私有CAN实现对车身姿态和方向盘角度等信息的获取。这一部分与当前EBS的电气控制相比，将控制端的执行阀体按区域划分，由区域模块各自就近配电和驱动控制，相较于传统的拓扑中如前桥ABS电磁阀由主控连接电气线控制，优化了整车线束布局，更适应当下主流的设计概念。

局部运算域控单元通过第四私有CAN采集雷达信号，通过摄像头采集图像，用于感知周围环境。

其中，局部运算域控单元布置在驾驶舱内，通过电气线就近连接布置在车前方的摄像头，以及通过电气线连接布置在驾驶舱内的制动信号传输器。

局部运算域控单元用于通过所述制动信号控制器采集踏板信号，实现驾驶员的主动制动控制。

下面，结合图2所示的结构，图3提供了一种商用车纵向控制的局部域控方法，适用于执行紧急制动的场景，由局部运算域控单元执行，包括以下步骤：

S110、获取摄像头和雷达采集的周围环境信息以及车身姿态稳定模块和方向盘转角传感器采集的车身姿态和方向盘角度信息。

S120、如果根据所述周围环境信息确定紧急制动，将制动指令发送给所述前桥区域模块和/或后桥区域模块，以通过前桥区域模块控制前轮制动阀体进行制动，和/或通过后桥区域模块控制后轮制动阀体进行制动。

S130、根据所述车身姿态和方向盘角度信息，进行车身稳定控制。

可选的，在执行驾驶员主动制动的场景时，响应于制动信号传输器采集的踏板信号，根据所述踏板信号生成加速度值；将所述加速度值发送至前桥区域模块和/或后桥区域模块，以通过前桥区域模块控制前轮制动阀体进行制动，和/或通过后桥区域模块控制后轮制动阀体进行制动，获取所述前桥区域的传感器采集的信息和/或后桥区域的传感器采集的信息。也就是说，轮速传感器、制动蹄片磨损传感器以及压力传感器，由对应的区域控制模块分别供电和信号采集，再通过相应的私有CAN传输回局部运算域控单元。

可选的，局部运算域控单元通过底盘CAN连接网关，所述网关连接动力CAN和舒适CAN，从而具备和整车发动机、变速箱以及缓速器等电控单元的通讯接口。

可选的，局部运算域控单元连接EPB开关模块（用粗线框示出）。其中，与EPB开关模块的连接接口为局部运算域控单元的预留接口，便于功能扩展。为了配合EPB开关模块还需要加装ABS电磁阀（用粗线框示出），具体的，局部运算域控单元通过后桥区域模块连接至少一个ABS电磁阀。在智能化配置新增EPB功能时，该架构下仅新增一个EPB开关模块和后桥上新增两个ABS电磁阀就可以实现，不再单独增加控制器。原EPB开关模块阀的ECU运算部分由新的局部运算域控单元替代，因此，局部运算预控单元可以直接用于控制所述EPB开关模块进行电子驻车。

可选的，后桥区域模块具有第一控制通道和第二控制通道，在无EPB开关模块时，后桥区域模块自身双控制通道实现左右侧驱动轮独立制动控制，具体的，第一控制通道用于控制左后轮制动阀体，实现制动控制，所述第二控制通道用于控制右后轮制动阀体，实现制动控制。在配备EPB开关模块时，后桥区域模块的第一控制通道用于实现驻车制动控制，所述第二控制通道用于控制（加装的）至少一个ABS电磁阀，实现行车制动控制。这种通过软件灵活配置的方法，只需要新增2个ABS电磁阀就可以实现EPB功能，从而替代成本较高的EPB开关模块阀，大大降低了开发成本。同时EPB开关模块就近由驾驶舱内的控制器采集，相对于传统EPB配置中开关连接到后桥附近的模块阀，大大降低了整车线束长度，提升了电气信号的可靠性。此外，在挂车阀装配在后桥区域模块上时，第二控制通道用于控制挂车阀实现挂车的行车制动控制。

可选的，局部运算域控单元响应于智能化辅助预警功能开启，获取所述雷达和摄像头采集的周围环境信息；根据周围环境信息确定预警和制动控制；通过底盘CAN由网关到仪表或车身控制器进行预警对应的声光提示；将制动指令发送给所述前桥区域模块和/或后桥区域模块，以通过前桥区域模块控制前轮制动阀体进行制动，和/或通过后桥区域模块控制后轮制动阀体进行制动。

具体而言，在执行车辆智能化辅助预警和控制时，局部运算域控单元通过摄像头和雷达信息的获取，对周围环境形成感知，通过内部算法输出对应的预警和控制指令。一般的，预警指令通过底盘CAN总线由网关路由到仪表或车身控制器进行对应的声光提示；制动指令则直接通过私有CAN发送给内部前后桥区域控制模块执行。相较于现有的电气控制，省去了AEBS和EBS在总线上的信号传输交互，提升了系统响应时间，同时AEBS或EBS对外的接口如扭矩控制指令，在软件层面上可以由局部运算域控单元本身区分，这样整车上的发动机等其他交互模块也不需要重新匹配控制协议，降低了产品方案迭代的周期。此外，AEBS和EBS的跨域集成，统一在一个域控单元进行逻辑运算，不仅是成本意义上的优化，最重要是简化了两个节点标定匹配中的资源协调和参数匹配过程，解决了主机厂的痛点，大大提升了开发效率。

综上所述，本申请具有以下技术效果：

1、本申请将当前的商用车底盘纵向控制组件打散重组，针对商用车辅助驾驶配置特点，采用纵向控制局部域控方案，创新的将辅助驾驶控制模块和制动控制模块集成，有利于降低整车线束拓扑的复杂度，提升系统的可靠性，同时提升整车的集成开发效率。

2、本申请通过简单的加装两个ABS电磁阀，与后桥区域模块结合，通过软件策略的配置就可以实现EPB功能，省去了一个带电控单元的EPB开关模块阀，大大降低了整车开发成本。

3、本申请集成的局部运算域控单元和区域模块具备冗余的硬件方案设计，除了丰富的接口灵活配置实现功能扩展，还大大提升了系统的安全性。

本申请的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请的实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种商用车纵向控制的局部域控系统，其特征在于，包括：

局部运算域控单元；

所述局部运算域控单元通过电气线连接摄像头和制动信号传输器，以及通过第一私有CAN连接前桥区域模块，通过第二私有CAN连接后桥区域模块，通过第三私有CAN连接车身姿态稳定模块和方向盘转角传感器，通过第四私有CAN连接雷达；所述前桥区域模块和后桥区域模块具有信息采集和对所连接阀体的控制功能；

所述前桥区域模块用于对位于前桥区域的传感器进行采集，并对前轮制动阀体进行控制，所述后桥区域模块用于对位于后桥区域的传感器进行采集，并对后轮制动阀体进行控制；

所述局部运算域控单元通过第三私有CAN采集车身姿态和方向盘角度信息，进行车身稳定控制；

所述局部运算域控单元通过第四私有CAN采集雷达信号，通过摄像头采集图像，用于感知周围环境。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前桥区域模块用于对前桥区域的传感器供电，后桥区域模块还用于对后桥区域的传感器供电；

其中，前桥区域的传感器至少包括前轮周围的轮速传感器、制动蹄片磨损传感器以及压力传感器；后桥区域的传感器至少包括后轮周围的轮速传感器、制动蹄片磨损传感器以及压力传感器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述局部运算域控单元通过底盘CAN连接网关，所述网关连接动力CAN和舒适CAN。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述局部运算域控单元连接EPB开关模块，以及通过所述后桥区域模块连接至少一个ABS电磁阀；

其中，局部运算域控单元上与EPB开关模块的连接接口为局部运算域控单元的预留接口；

所述局部运算预控单元用于控制所述EPB开关模块进行电子驻车。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述后桥区域模块具有第一控制通道和第二控制通道；

所述第一控制通道用于实现驻车制动控制；

所述第二控制通道用于控制所述至少一个ABS电磁阀和/或挂车阀，实现行车制动控制。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述后桥区域模块具有第一控制通道和第二控制通道；

所述第一控制通道用于控制左后轮制动阀体，实现制动控制，所述第二控制通道用于控制右后轮制动阀体，实现制动控制。

7.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，

所述局部运算域控单元通过电气线连接制动信号控制器，用于通过所述制动信号控制器采集踏板信号。

8.一种商用车纵向控制的局部域控方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的系统，由局部运算域控单元执行，所述方法包括：

获取摄像头和雷达采集的周围环境信息以及车身姿态稳定模块和方向盘转角传感器采集的车身姿态和方向盘角度信息；

如果根据所述周围环境信息确定紧急制动，将制动指令发送给所述前桥区域模块和/或后桥区域模块，以通过前桥区域模块控制前轮制动阀体进行制动，和/或通过后桥区域模块控制后轮制动阀体进行制动；

根据所述车身姿态和方向盘角度信息，进行车身稳定控制。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于制动信号传输器采集的踏板信号，根据所述踏板信号生成加速度值；

将所述加速度值发送至前桥区域模块和/或后桥区域模块，以通过前桥区域模块控制前轮制动阀体进行制动，和/或通过后桥区域模块控制后轮制动阀体进行制动，获取所述前桥区域的传感器采集的信息和/或后桥区域的传感器采集的信息。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于智能化辅助预警功能开启，获取所述雷达和摄像头采集的周围环境信息；

根据所述周围环境信息确定预警和制动控制；

通过底盘CAN由网关到仪表或车身控制器进行预警对应的声光提示；

将制动指令发送给所述前桥区域模块和/或后桥区域模块，以通过前桥区域模块控制前轮制动阀体进行制动，和/或通过后桥区域模块控制后轮制动阀体进行制动。

Images