CN115551755A - 为自主车辆仲裁摩擦制动和再生制动 - Google Patents
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Abstract
本公开的各方面提供了一种在自主驾驶模式下控制车辆100的方法。例如，该方法可以包括由车辆的制动控制器230的一个或多个处理器接收车辆未来要遵循的轨迹的制动曲线。制动控制器可以基于制动曲线来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个。基于对是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个的确定，根据制动曲线来控制车辆。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年7月9日提交的美国专利申请No.16/924,416的申请日的权益并且是其继续申请，该美国专利申请要求于2020年5月19日提交的美国临时申请No.63/026,822的申请日的权益，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
自主车辆(例如，不需要人类驾驶员的车辆)能够用于帮助将乘客或物品从一个位置运输到另一个位置。这样的车辆可以以完全自主模式操作，其中，乘客可以提供一些初始输入，诸如搭乘或目的地位置，并且车辆将自身操纵到该位置。自主车辆配备有各种类型的传感器，以便检测周围环境中的对象。例如，自主车辆可以包括声纳、雷达、相机、激光雷达(LIDAR)以及扫描和记录来自车辆周围环境的数据的其他设备。该数据能够用于相对于预先存储的地图信息定位车辆。
许多具有电动马达的车辆能够建立负扭矩，以便利用经由再生制动的电动马达和通过使用常规摩擦制动器中的任一个或两个使车辆放慢速度。对于给定的制动命令，制动控制器需要确定电动马达应该实现多少制动扭矩以及摩擦制动器应该实现多少制动扭矩。在做出该决定时，制动控制器可以权衡竞争因素，如由两种形式的制动产生的不同噪声水平、可从两种形式的制动获得的不同性能水平、使用再生制动的能量效率影响以及来自使用摩擦制动的车辆组件磨损。
发明内容
本公开的各方面提供了一种在自主驾驶模式下控制车辆的方法。该方法包括：由车辆的制动控制器的一个或多个处理器接收车辆未来要遵循的轨迹的制动曲线；由制动控制器基于制动曲线来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个；以及由制动控制器基于对是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个的确定，根据制动曲线来控制车辆的减速。
在一个示例中，确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于制动曲线的减速的幅度。在另一示例中，确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于制动曲线的减速的变化率。在另一示例中，该方法还包括接收标识与制动曲线相关联的对象的信息，其中确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于所标识的对象。在该示例中，该方法还包括基于所标识的对象来确定制动曲线是否针对安全关键驾驶情况，并且其中，确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于对制动曲线是否针对安全关键驾驶情况的确定。在另一示例中，制动曲线向未来延伸至少1秒。
本公开的另一方面提供了一种用于在自主驾驶模式下控制车辆的系统。该系统包括制动控制器的一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为：接收车辆未来要遵循的轨迹的制动曲线；基于制动曲线来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个；以及基于对是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个的确定，根据制动曲线来控制车辆的减速。
在该示例中，一个或多个处理器还被配置为还基于制动曲线的减速的幅度来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个。在另一示例中，一个或多个处理器还被配置为还基于制动曲线的减速的变化率来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个。在另一示例中，一个或多个处理器还被配置为确定接收标识与制动曲线相关联的对象的信息，并且还基于所标识的对象来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个。在该示例中，一个或多个处理器还被配置为基于所标识的对象来确定制动曲线是否针对安全关键驾驶情况，并且确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于对制动曲线是否针对安全关键驾驶情况的确定。在另一示例中，制动曲线向未来延伸至少1秒。在另一示例中，该系统还包括车辆。
本公开的另一方面提供了一种其上存储有指令的非暂时性记录介质。所述指令在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行在自主驾驶模式下控制车辆的方法。该方法包括：由车辆的制动控制器的一个或多个处理器接收车辆未来要遵循的轨迹的制动曲线；由制动控制器基于制动曲线来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个；以及由制动控制器基于对是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个的确定，根据制动曲线来控制车辆的减速。
在一个示例中，确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于制动曲线的减速的幅度。在另一示例中，确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于制动曲线的减速的变化率。在另一示例中，该方法还包括接收标识与制动曲线相关联的对象的信息，其中确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于所标识的对象。在另一示例中，该方法还包括基于所标识的对象来确定制动曲线是否针对安全关键驾驶情况，并且其中，确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于对制动曲线是否针对安全关键驾驶情况的确定。在另一示例中，制动曲线向未来延伸至少1秒。
附图说明
图1是根据示例性实施例的示例车辆的功能图。
图2是根据本公开的各方面的车辆的各方面的示例框图。
图3是根据本公开的各方面的车辆的示例图。
图4是根据本公开的各方面的示例制动曲线。
图5是根据本公开的各方面的示例制动曲线。
图6是根据本公开的各方面的示例制动曲线。
图7是根据本公开的各方面的示例制动曲线。
图8是根据本公开的各方面的示例流程图。
具体实施方式
概述
本技术涉及用于自主车辆的再生制动方案。如上所述，许多具有电动马达的车辆能够建立负扭矩，以便利用经由再生制动的电动马达和通过使用常规摩擦制动器中的任一个或两个使车辆放慢速度。对于给定的制动命令，制动控制器需要确定电动马达应该实现多少制动扭矩以及摩擦制动器应该实现多少制动扭矩。在做出该决定时，制动控制器可以权衡竞争因素，如由两种形式的制动产生的不同噪声水平、可从两种形式的制动获得的不同性能水平、使用再生制动的能量效率影响以及来自使用摩擦制动的车辆组件磨损。
通常，与摩擦制动相比，再生制动可以更安静，提高能量效率，并且允许摩擦制动组件持续更长时间。当然，摩擦制动会导致更短的停止距离。此外，常规制动控制器通常可以利用摩擦制动来用于安全关键事件，诸如利用自动应用制动器以避免与另一对象碰撞的高级驾驶员辅助系统。
尽管如此，因为驾驶员通过按压单个制动踏板来控制制动器，所以在常规系统中，当试图确定是否接合再生制动时，制动控制器仅知道当前和过去的制动命令。例如，人类驾驶员仅能够接合摩擦制动，但是由制动控制器确定车辆是否能够切换到再生制动。此外，这种车辆的制动控制器仅能够基于驾驶员对车辆的制动踏板的当前输入来确定是使用摩擦制动还是再生制动。这导致摩擦制动和再生制动的不完美分配，这导致制动器磨损增加和效率降低。
自主车辆可以生成未来数秒的轨迹，并且能够容易地发出多于一种制动命令。这些轨迹包括在未来不同时间点的期望的车辆加速和期望的加速变化率。在这方面，制动控制器不仅知道过去和当前的制动命令，制动控制器还知道未来的制动命令。
基于当前和未来加速命令和/或当前和未来加速变化率命令，自主车辆的制动控制器能够确定电动马达或再生制动和摩擦制动的适当混合。制动控制器能够执行这种制动类型仲裁，因为它能够维持多于一个制动接口，并且制动控制器能够基于制动控制器在未来的某个时刻将做什么来确定是接合再生制动还是摩擦制动。
例如，车辆的规划系统可以生成车辆要遵循的轨迹，包括制动曲线。制动控制器可以确定什么类型的制动最适合于制动曲线的每个部分。这可以基于制动曲线中的制动的幅度以及制动曲线中的制动的变化率两者。
车辆的规划系统可以基于分类的对象和道路特征来生成上述轨迹。制动控制器能够利用该信息，例如以确定该减速是否是安全关键的。这是可能的，因为制动控制器能够保持多于一个制动接口，并且当规划系统建立减速曲线时，制动控制器知道车辆正在响应什么对象和道路特征。因此，制动控制器能够以提升车辆、其乘员以及车辆外部的其他道路使用者和对象的安全性的方式管理再生制动。
与常规制动系统相比，本文描述的特征可以为自主车辆提供摩擦制动和再生制动的改进分配。这又可以导致减少的制动器磨损、提高的车辆效率(因为存在更大的再生制动)，同时保持车辆的安全操作，以及其他改进。
示例系统
如图1所示，根据本公开的一个方面的车辆100包括各种组件。虽然本公开的某些方面结合特定类型的车辆特别有用，但是车辆可以是任何类型的车辆，包括但不限于汽车、卡车、摩托车、公共汽车、休闲车等。车辆可以具有一个或多个计算设备，诸如包含一个或多个处理器120、存储器130和通常存在于通用计算设备中的其他组件的计算设备110。
存储器130存储可由一个或多个处理器120访问的信息，包括可以由处理器120执行或以其他方式使用的指令132和数据134。存储器130可以是能够存储可由处理器访问的信息的任何类型，包括能够由计算设备读取的非暂时性记录介质或存储可以借助于电子设备读取的数据的其他介质，诸如硬盘驱动器、存储卡、ROM、RAM、DVD或其他光盘，以及其他可写入和只读存储器。系统和方法可以包括前述内容的不同组合，由此指令和数据的不同部分存储在不同类型的介质上。
指令132可以是由处理器直接(诸如机器代码)或间接(诸如脚本)执行的任何指令集。例如，指令可以作为计算设备代码存储在计算设备可读介质上。在这方面，术语“指令”和“程序”在本文中可以互换使用。指令可以以目标代码格式存储以供处理器直接处理，或者以任何其他计算设备语言存储，包括按需解释或预先编译的脚本或独立源代码模块的集合。下面更详细地解释指令的功能、方法和例程。
数据134可以由处理器120根据指令132检索、存储或修改。例如，尽管所要求保护的主题不受任何特定数据结构的限制，但是数据可以存储在计算设备寄存器中，作为具有多个不同字段和记录的表、XML文档或平面文件存储在关系数据库中。数据还可以以任何计算设备可读格式被格式化。
一个或多个处理器120可以是任何常规处理器，诸如市售的CPU或GPU。可替代地，一个或多个处理器可为专用设备，诸如ASIC或其他基于硬件的处理器。尽管图1在功能上将计算设备110的处理器、存储器和其他元件示出为在同一块内，但是本领域普通技术人员将理解，处理器、计算设备或存储器实际上可以包括可以或可以不存储在同一物理壳体内的多个处理器、计算设备或存储器。例如，存储器可以是位于与计算设备110的壳体不同的壳体中的硬盘驱动器或其他存储介质。因此，对处理器或计算设备的引用将被理解为包括对可以并行操作或可以不并行操作的处理器或计算设备或存储器的集合的引用。
计算设备110还可以连接到一个或多个扬声器以及一个或多个用户输入。扬声器可以使计算设备能够向车辆的乘员(包括驾驶员)提供可听消息和信息，诸如本文所述的警报。在一些情况下，计算设备可以连接到一个或多个振动设备，该一个或多个振动设备被配置为基于来自计算设备的信号振动，以便向驾驶员和/或车辆的任何其他乘员提供触觉反馈。作为示例，振动装置可以由振动马达或一个或多个线性共振致动器组成，该振动马达或一个或多个线性共振致动器放置在车辆的一个或多个乘员的下方或后方，例如嵌入车辆的一个或多个座椅中。
用户输入可以包括按钮、触摸屏或如本文所述可以使车辆的乘员(诸如驾驶员)能够向计算设备110提供输入的其他设备。作为示例，触摸屏上的按钮或选项可以被特别设计为引起从自主驾驶模式到手动驾驶模式或半自主驾驶模式的转变。
在一个方面，计算设备110可以是自主控制系统的一部分，该自主控制系统能够与车辆的各种组件通信以便在自主驾驶模式下控制车辆。例如，返回图1，计算设备110可以与车辆100的各种系统(诸如减速系统160、加速系统162、转向系统164、路线选择系统166、规划系统168、定位系统170和感知系统172)通信，以便在自主驾驶模式下根据存储器130的指令132控制车辆100的移动、速度等。在这方面，这些系统中的每一个可以是一个或多个处理器、存储器、数据和指令。这样的处理器、存储器、指令和数据可以与计算设备110的一个或多个处理器120、存储器130、指令132和数据134类似地配置。
作为示例，计算设备110可以与减速系统160和加速系统162交互，以便控制车辆的速度。类似地，转向系统164可以由计算设备110使用，以便控制车辆100的方向。例如，如果车辆100被配置为在道路上使用，例如汽车或卡车，则转向系统可以包括控制车轮角度以使车辆转弯的组件。
减速系统160可以包括制动控制器和制动致动器，其可以用于控制车辆的制动器。例如，如图2的示例中所描绘的，如下面进一步讨论的，规划系统168可以生成轨迹210。计算设备110可以提取制动曲线或该轨迹的需要车辆减速的部分。换句话说，计算设备110可以确定当前和未来的加速命令和/或当前和未来的加速变化率命令。然后，计算设备110可以将包括制动曲线的控制信号220发送到减速系统160的控制器。
制动控制器230可以是包括被配置为与处理器120和存储器130相同或类似的处理器和存储器的计算设备。制动控制器230可以使用控制信号220的制动曲线来向车辆的制动致动器250发送制动命令240，例如，以便使用常规摩擦制动接合车辆的制动器并使车辆根据制动命令240减速。制动控制器可以使用控制信号220的制动曲线来向再生制动系统270的一个或多个电动马达发送制动命令260，以便接合再生制动。例如，在已知的常规再生制动系统中，电动马达可以将车辆的动能转换成势能。然后，该能量可以存储在例如一个或多个电池或其他化学反应中、一个或多个电容器中、旋转飞轮中、作为压缩空气等。这种能量的回收又可以使车辆根据制动命令260减速。当然，来自再生制动的车辆减速可能无法实现如摩擦制动的减速量和减速率。此外，再生制动可能不是动态的，即制动率可能不会快速改变，并且由于再生制动的额外复杂性，通常不被认为是高可靠性或高完整性。因此，再生制动对于安全关键停止可能是不实际或不期望的。
规划系统168可以由计算设备110使用，以便确定和遵循由路线选择系统166生成的到一个位置的路线。例如，路线选择系统166可以使用预先存储的地图信息来确定从车辆的当前位置到目的地位置的路线。规划系统168可以周期性地生成用于在未来的某个时间段内控制车辆的轨迹或短期规划，以便遵循到目的地的路线(车辆的当前路线)。在这方面，规划系统168、路线选择系统166和/或数据134可以存储详细的地图信息，例如，标识道路的形状和高程、车道线、交叉路口、人行横道、速度限制、交通信号、建筑物、标志、实时交通信息、植被或其他这样的对象和信息的高度详细的地图。此外，地图信息可以标识诸如建筑区、学校区、住宅区、停车场等的区域类型。
地图信息可以包括信息(诸如道路、车道、交叉路口以及可以由路段表示的这些特征之间的连接)的一个或多个道路图或图形网络。每个特征可以存储为图形数据，并且可以与诸如地理位置以及它是否链接到其他相关特征的信息相关联，例如，停车标志可以链接到道路和交叉路口等。在一些示例中，相关联的数据可以包括道路图的基于网格的索引，以允许有效查找某些道路图特征。
地图信息可以是基于图像的地图，或者不需要完全基于图像(例如，光栅)。例如，地图信息可以包括信息(诸如道路、车道、交叉路口以及可以由路段表示的这些特征之间的连接)的一个或多个道路图或图形网络。每个特征可以存储为图形数据，并且可以与诸如地理位置以及它是否链接到其他相关特征的信息相关联，例如，停车标志可以链接到道路和交叉路口等。在一些示例中，相关联的数据可以包括道路图的基于网格的索引，以允许有效查找某些道路图特征。
定位系统170可以由计算设备110使用，以便确定车辆在地图和/或地球上的相对或绝对位置。定位系统170还可以包括GPS接收器，以确定设备相对于地球的纬度、经度和/或高度位置。诸如基于激光的定位系统、惯性辅助GPS或基于相机的定位的其他定位系统也可用于标识车辆的位置。车辆的位置可以包括绝对地理位置，诸如纬度、经度和高度，以及相对位置信息，诸如相对于紧邻其周围的其他汽车的位置，其通常能够以比绝对地理位置更少的噪声来确定。
定位系统170还可以包括与计算设备110的计算设备通信的其他设备，诸如加速计、陀螺仪或另一方向/速度检测设备，以确定车辆的方向和速度或其变化。仅作为示例，加速设备可以确定其相对于重力方向或与其垂直的平面的俯仰、偏航或滚动(或其变化)。该设备还可以跟踪速度的增加或减少以及这种变化的方向。如本文所阐述的设备对位置和取向数据的提供可以自动提供给计算设备110、其他计算设备以及前述的组合。
感知系统172还包括用于检测车辆外部的对象(诸如其他车辆、道路中的障碍物、交通信号、标志、树木等)的一个或多个组件。例如，感知系统172可以包括激光器、声纳、雷达、相机和/或记录可以由计算设备110的计算设备处理的数据的任何其他检测设备。在车辆是诸如小型货车的乘用车的情况下，小型货车可以包括安装在车顶或其他方便位置上的激光器或其他传感器。例如，图3是车辆100的示例外部视图。在该示例中，车顶壳体310和圆顶壳体312可以包括LIDAR传感器以及各种相机和雷达单元。另外，位于车辆100的前端处的壳体320和车辆的驾驶员侧和乘客侧上的壳体330、332可以均容纳LIDAR传感器。例如，壳体330位于驾驶员门360的前方。车辆100还包括用于也位于车辆100的车顶上的雷达单元和/或相机的壳体340、342。附加的雷达单元和相机(未示出)可以位于车辆100的前端和后端处和/或沿着车顶或车顶壳体310的其他位置上。
计算设备110可以能够与车辆的各种组件通信，以便根据计算设备110的存储器的主车辆控制代码来控制车辆100的移动。例如，返回图1，计算设备110可以包括与车辆100的各种系统通信的各种计算设备，诸如减速系统160、加速系统162、转向系统164、路线选择系统166、规划系统168、定位系统170、感知系统172和功率系统174(即车辆的引擎或马达)，以便根据存储器130的指令132控制车辆100的移动、速度等。
车辆的各种系统可以使用自主车辆控制软件来运行，以便确定如何控制车辆。作为示例，感知系统172的感知系统软件模块可以使用由自主车辆的一个或多个传感器(诸如相机、LIDAR传感器、雷达单元、声纳单元等)生成的传感器数据来检测和标识对象及其特征。这些特征可以包括位置、类型、走向、取向、速度、加速、加速变化、大小、形状等。在一些情况下，可以将特征输入到行为预测系统软件模块中，该行为预测系统软件模块使用基于对象类型的各种行为模型来输出检测到的对象的预测未来行为。
在其他情况下，可以将特征放入一个或多个检测系统软件模块中，诸如被配置为检测已知交通信号的状态的交通灯检测系统软件模块、被配置为检测校车的校车检测系统软件模块、被配置为检测施工区的施工区检测系统软件模块、被配置为检测引导交通的一个或多个人(例如，行人)的检测系统软件模块、被配置为检测交通事故的交通事故检测系统软件模块、被配置为检测救援车辆的救援车辆检测系统等。这些检测系统软件模块中的每一个可以将由感知系统172和/或一个或多个传感器生成的传感器数据(并且在一些情况下，车辆周围区域的地图信息)输入到各种模型中，这些模型可以分别输出某个交通信号灯状态的可能性、对象是校车的可能性、施工区的区域、对象是引导交通的人的可能性、交通事故的区域、对象是救援车辆的可能性等。
检测到的对象、预测的未来行为、来自检测系统软件模块的各种可能性、标识车辆环境的地图信息、来自标识车辆的位置和取向的定位系统170的位置信息、车辆的目的地以及来自车辆的各种其他系统的反馈可以输入到规划系统168的规划系统软件模块中。规划系统可以基于由路线选择系统166的路线选择模块生成的车辆的当前路线，使用该输入来生成车辆在未来的某个大致时间段内遵循的轨迹。计算设备110的控制系统软件模块可以被配置为例如通过控制车辆的制动、加速和转向来控制车辆的移动，以便遵循如上面关于图2所讨论的轨迹。
示例方法
除了上述和附图中所示的操作之外，现在将描述各种操作。应当理解，以下操作不必以下面描述的精确顺序执行。相反，能够以不同的顺序或同时处理各种步骤，并且还可以添加或省略步骤。
图8包括用于定位车辆(诸如车辆100)的一些示例的示例流程图800，其可以由一个或多个处理器(诸如计算设备110的处理器和/或制动控制器230的处理器)执行。例如，在框810处，接收车辆未来要遵循的轨迹的制动曲线。如上所述，规划系统168可以使用各种输入以便生成车辆未来要遵循的轨迹。每个轨迹可以包括标识车辆应该遵循的期望路径的形状的几何形状分量和标识车辆未来应该行驶的期望速度和加速的速度分量。在这方面，轨迹可以定义例如未来至少几秒或更长或更短应该如何控制车辆。在一些情况下，轨迹可以包括第一部分和第二部分，第一部分用于控制车辆在未来的下一秒左右朝向目的地位置，第二部分用于在没有及时接收到新轨迹的情况下控制车辆安全停止。
速度分量可以由计算设备110使用，以便确定用于控制车辆的制动器的制动曲线，以便根据轨迹使车辆减速。在这方面，制动曲线也可以向未来延伸至少一秒或几秒或更长或更短。因此，制动曲线可以向未来延伸一时间段，该时间段显著长于人类驾驶员在车辆的制动踏板处的输入与当制动控制器在常规系统中作用于该输入时之间的任何延迟。
制动曲线可以定义未来给定时间点的减速(负加速)量，并且制动曲线的斜率可以定义任何两个时间点之间的减速(负加速)和扭矩的变化率。作为参考，图4提供了用于在感知系统172没有检测到附近道路使用者的空区域中停止车辆(诸如车辆100)的示例制动曲线。在该示例中，制动曲线被描绘为随时间的加速变化410和扭矩变化420。在该示例中描绘的时间是未来时间，即，这是车辆在未来的某个点将遵循的制动曲线，其不依赖于来自人类驾驶员从车辆的制动踏板(或加速器)的当前输入。如图4的示例中所示，在减速和加速变为零的点430处，减速量增加直到车辆停止。这些制动曲线可以结合到控制信号220中，控制信号220被发送到减速系统160的制动控制器230并由减速系统160的制动控制器230接收。
在框820处，基于制动曲线来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个。制动控制器230可以确定什么类型的制动最适合于制动曲线的每个部分。在这方面，“部分”可以指制动曲线的加速或扭矩的斜率改变的每个部分。可附加地或可替代地，可以使用阈值来确定这些部分，这是因为制动曲线可能不都是线性线而是连续弧线。例如，如果减速变化率、减速或扭矩在制动曲线中的任何点处超过阈值，则这可以对应于从再生制动到摩擦制动的转变。类似地，对于对应于安全关键的任何部分，这可以对应于从再生制动到摩擦制动的转变(或根据情况保持摩擦制动)。
这可以基于制动曲线的每个部分中的制动的幅度(例如，减速量)以及制动曲线的每个部分中的制动变化率(例如，减速变化率)两者。
例如，对于需要较大减速、较大扭矩或较大减速变化率的较硬制动事件，可以使用摩擦制动。类似地，对于需要较小减速、较小扭矩或较小减速变化率的较软制动事件，可以使用再生制动。当然，可能适用于摩擦制动或再生制动的精确减速率、扭矩值和减速变化率将取决于再生制动系统270的实施方式。换句话说，一些再生制动系统可以实现更大的减速率和减速率变化。
例如，对于与车辆100类似地配置的车辆，不大于4m/s3的减速变化率可以适用于再生制动，而大于4m/s3的减速变化率可以适用于摩擦制动。在该示例中，不大于4m/s2的减速可以适用于再生制动，而大于4m/s2的减速可以适用于摩擦制动。另外，不大于4000Nm/s的扭矩变化率可以适用于再生制动，而大于4000Nm/s的扭矩变化率可以适用于摩擦制动。此外，不大于4000Nm的扭矩可以适用于再生制动，而大于4000Nm的扭矩可以适用于摩擦制动。当然，也可以适当地使用其他值。
制动控制器能够执行这种制动类型仲裁，这是因为它能够维持多于一个制动接口(例如，摩擦和电动马达两者)，并且制动控制器能够基于制动控制器在未来的某个时刻将做什么来确定是接合摩擦制动还是再生制动。
如上所述，规划系统168可以基于分类的对象和道路特征来生成上述轨迹。当每个轨迹被发布或可用于车辆的其他系统时，规划系统还标识车辆在遵循轨迹时响应的一个或多个对象。该信息可以直接从规划系统168提供给制动控制器，或者可以并入控制信号220或由计算设备110发送到制动控制器230的另一信号中。此外，制动控制器还可以访问规划系统使用的地图信息。因此，制动控制器还可以知道车辆为什么正在减速。
制动控制器230能够利用该信息，例如以确定特定的制动曲线或制动曲线的一部分是否是安全关键的或是否针对安全关键驾驶情况。如果是这样，即使在制动曲线的变化的幅度和命令速率将适合于再生制动的情况下，制动控制器也将选择摩擦制动。换句话说，制动控制器能够基于给定制动曲线或驾驶情况的安全关键程度来选择如何在摩擦制动和再生制动之间进行仲裁。例如，制动控制器可以基于对象的表来仲裁摩擦制动和再生制动。例如，包括人、车辆、铁路交叉口等的情况无论他们何时在车辆100附近可以被认为是安全关键驾驶情况，但是停车标志和停车灯可以不被认为是安全关键驾驶情况。
图4-图7提供了制动曲线和制动控制器进行确定的示例。同样，对于这些示例中的每一个，该示例中描绘的时间是未来时间，即，这是车辆在未来的某个点将遵循的制动曲线，其不依赖于来自人类驾驶员从车辆的制动踏板(或加速器)的当前输入。如上所述，图4提供了用于使车辆停止在空区域中的示例制动曲线。
图5提供了用于因为在人行横道中的儿童而停止车辆的示例制动曲线。如上所述，儿童和人行横道可以由感知系统172检测和标识并提供给制动控制器230。可附加地或可替代地，制动控制器可以访问规划器系统使用的地图信息，以标识儿童位于人行横道中。在该示例中，制动曲线被描绘为随时间的加速变化510和扭矩变化520。如图5的示例中所示，在减速和加速变为零的点530处，减速量增加直到车辆停止。
虽然图4和图5的示例的制动曲线是相同的，但是制动控制器可以非常不同地处理这些制动曲线。例如，图4的示例制动曲线不是安全关键的或针对安全关键驾驶情况，因此制动控制器230可以使用再生制动。然而，在图5的示例中，制动控制器230可以例如通过参考上述表来确定人行横道中的儿童使制动曲线或驾驶情况成为安全关键的。因此，制动控制器230将仅使用摩擦制动。
图6提供了用于因为在车辆前方行走的人而停止车辆的示例制动曲线。如上所述，人和他或她的位置可以由感知系统172检测和标识并提供给制动控制器230。在该示例中，制动曲线被描绘为随时间的加速变化610和扭矩变化620。如图6的示例中所示，在减速和加速变为零的点630处，减速量增加直到车辆停止。在该示例中，制动控制器230可以例如通过参考上述表来确定位于车辆前方的人使制动曲线或情况成为安全关键的。因此，考虑到制动曲线所需的高减速率、扭矩和减速率以及制动曲线或驾驶情况的安全关键性质，对于该示例，制动控制器可以仅使用摩擦制动。
图7提供了用于将车辆靠边停车以便停止以接载乘客的示例制动曲线。在该示例中，制动曲线被描绘为随时间的加速变化710和扭矩变化720。如图7的示例中所示，在减速和加速变为零的点730处，减速量增加直到车辆停止。在该示例中，制动控制器230可以例如通过参考上述表来确定制动曲线或驾驶情况不是安全关键的。另外，考虑到所需的适度的减速量和扭矩，制动控制器230可以使用再生制动。
返回图8，在框830处，基于对是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个的确定，根据制动曲线来控制车辆的减速。基于针对制动曲线的不同部分确定的制动类型，制动控制器230可以确定当前和未来的加速或减速命令和/或当前和未来的加速或减速变化率命令。基于当前和未来的加速命令和/或当前和未来的加速变化率命令，自主车辆的制动控制器能够确定电动马达和摩擦制动的适当混合。制动控制器可以使用控制信号220的制动曲线来向车辆的制动致动器240发送制动命令230，例如，以便接合车辆的制动器，从而接合摩擦制动并使车辆根据制动曲线减速。制动控制器可以使用控制信号220的制动曲线来向再生制动系统260的一个或多个电动马达发送制动命令250，以便接合再生制动。
与常规制动系统相比，本文描述的特征可以为自主车辆提供摩擦制动和再生制动的改进分配。这又可以导致减少的制动器磨损、提高的车辆效率(因为与依赖于人类驾驶员的系统相比，存在更大的再生制动)，同时保持车辆的安全操作，以及其他改进。
除非另有说明，否则前述替代示例不是相互排斥的，而是可以以各种组合来实现以实现独特的优点。由于能够在不脱离由权利要求限定的主题的情况下利用以上讨论的特征的这些和其他变化和组合，因此实施例的前述描述应当通过说明的方式而不是通过限制由权利要求限定的主题的方式来理解。另外，本文描述的示例的提供以及措辞为“诸如”、“包括”等的句子不应被解释为将权利要求的主题限制于具体示例；相反，这些示例仅旨在说明许多可能的实施例之一。此外，不同附图中的相同附图标记能够标识相同或相似的元件。
Claims (19)
1.一种在自主驾驶模式下控制车辆的方法，所述方法包括：
由所述车辆的制动控制器的一个或多个处理器接收车辆未来要遵循的轨迹的制动曲线；
由所述制动控制器基于所述制动曲线来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个；以及
由所述制动控制器基于对是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个的确定，根据所述制动曲线来控制所述车辆的减速。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于所述制动曲线的减速的幅度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于所述制动曲线的减速的变化率。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括接收标识与所述制动曲线相关联的对象的信息，其中确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于所标识的对象。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括基于所标识的对象来确定所述制动曲线是否针对安全关键驾驶情况，并且其中确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于对所述制动曲线是否针对安全关键驾驶情况的确定。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述制动曲线向未来延伸至少1秒。
7.一种用于在自主驾驶模式下控制车辆的系统，所述系统包括：
制动控制器的一个或多个处理器，被配置为：
接收所述车辆未来要遵循的轨迹的制动曲线；
基于所述制动曲线来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个；以及
基于对是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个的确定，根据所述制动曲线来控制所述车辆的减速。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为还基于所述制动曲线的减速的幅度来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为还基于所述制动曲线的减速的变化率来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个。
10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为确定接收标识与所述制动曲线相关联的对象的信息，并且还基于所标识的对象来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为基于所标识的对象来确定所述制动曲线是否针对安全关键驾驶情况，并且其中确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于对所述制动曲线是否针对安全关键驾驶情况的确定。
12.根据权利要求7所述的系统，其中，所述制动曲线向未来延伸至少1秒。
13.根据权利要求7所述的系统，还包括所述车辆。
14.一种存储有指令的非暂时性记录介质，所述指令在由一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行一种在自主驾驶模式下控制车辆的方法，所述方法包括：
由所述车辆的制动控制器的一个或多个处理器接收车辆未来要遵循的轨迹的制动曲线；
由所述制动控制器基于所述制动曲线来确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个；以及
由所述制动控制器基于对是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个的确定，根据所述制动曲线来控制所述车辆的减速。
15.根据权利要求14所述的介质，其中，确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于所述制动曲线的减速的幅度。
16.根据权利要求14所述的介质，其中，确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于所述制动曲线的减速的变化率。
17.根据权利要求14所述的介质，其中，所述方法还包括接收标识与所述制动曲线相关联的对象的信息，其中确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于所标识的对象。
18.根据权利要求17所述的介质，其中，所述方法还包括基于所标识的对象来确定所述制动曲线是否针对安全关键驾驶情况，并且其中确定是否使用再生制动和摩擦制动中的一个或两个还基于对所述制动曲线是否针对安全关键驾驶情况的确定。
19.根据权利要求14所述的介质，其中，所述制动曲线向未来延伸至少1秒。
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