一种自主泊车的控制系统和备份方法与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种自主泊车的控制系统、一种自主泊车的备份方法以及一种汽车。

背景技术：

在自主泊车过程中，驾驶员不在车内，自主泊车系统对车辆的运动和停止进行控制，当被控系统发生故障，可能导致发生危害。目前主要针对控制的转向、动力及制动系统进行独立的备份，esp(electronicstabilityprogram，电子稳定系统)需要设计失效运行机制，在复杂度和成本上相对于原来失效静默的转向系统都会提高，制动系统当前最成熟的备份系统是增加一个ibooster控制器，方案成熟，但成本增加较多；动力系统通常会增设为双电机、三电机或者四电机。

基于上述需求，提供一种利用现有控制器实现动力、转向以及制动备份的自主泊车的控制系统，成为现有技术有待解决的技术问题。

技术实现要素：

本申请的一个实施例提供了一种自主泊车的控制系统，其利用现有车上控制器实现驱动、转向和制动备份系统，降低成本同时保证安全。该自主泊车的控制系统包括：自主泊车系统avp、电子稳定系统esp以及整车控制器vcu，其中，

avp，用于向所述esp和所述vcu发送控制请求，其中，所述控制请求中包含驱动请求、制动请求以及转向请求；

esp，用于根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述驱动请求，向所述vcu发送驱动控制指令；根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向转向控制单元发送转向控制指令；根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向制动控制单元发送制动控制指令；

vcu，用于在从所述esp成功接收到所述驱动控制指令时，将接收到的所述驱动控制指令向驱动控制单元转发；在从所述esp接收所述驱动控制指令失败时，根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述驱动请求，向所述驱动控制单元发送驱动控制指令；根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向所述转向控制单元发送转向控制指令；根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向所述驱动控制单元发送制动控制指令。

可选地，所述驱动控制单元包括驱动控制器和驱动电机，所述驱动控制器响应于来自所述vcu的驱动控制指令控制所述驱动电机进行驱动扭矩输出。

可选地，所述vcu向所述驱动控制单元发送制动控制指令进一步包括根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩产生制动控制指令，并且，所述vcu将产生的制动控制指令发送给所述驱动控制器。

可选地，所述制动控制单元包括：变速箱控制器tcu、减速器控制器以及电子驻车epb，其中：

tcu，用于响应于来自所述esp的制动控制指令进行档位调整；

减速器控制器，用于响应于来自所述esp的制动控制指令控制制动电机进行驻车操作；

epb，用于在所述减速器控制器完成驻车操作后自动施加驻车制动。

可选地，所述转向控制单元包括电动助力转向eps和转向电机，所述eps响应于来自所述esp或所述vcu的转向控制指令控制所述转向电机进行转向扭矩输出。

可选地，当所述vcu向所述eps发送转向控制指令发送失败时，所述vcu进一步根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩产生驱动信号，并且，所述vcu将产生的驱动信号发送给所述转向电机。

本申请的另一个实施例提供了一种自主泊车的备份方法，包括由整车控制器vcu执行的如下步骤：

在从所述esp成功接收到所述驱动控制指令时，将接收到的所述驱动控制指令向驱动控制单元转发；

在从所述esp接收所述驱动控制指令失败时，根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述驱动请求，向所述驱动控制单元发送驱动控制指令；根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向所述转向控制单元发送转向控制指令；根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向所述驱动控制单元发送制动控制指令。

可选地，根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述转向请求，向所述转向控制单元发送转向控制指令包括：

所述vcu根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩向所述转向电机发送转向控制指令。

可选地，根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述制动请求，向所述驱动控制单元发送制动控制指令包括：

所述vcu根据从所述avp接收到的所述控制请求中的所述制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩向所述驱动控制单元发送制动控制指令。

本申请的又一个实施例提供了一种汽车，其特征在于，包括如本申请的一个实施例提供的自主泊车的控制系统。

基于本申请实施例提供的一种自主泊车的控制系统，在正常情况下，esp接收来自avp(unmanned-autoparkingsystem，自主泊车系统)的控制请求并发送驱动、制动以及转向的控制指令；在esp失效静默的情况下，vcu(vehiclecontrolunit，整车控制器)作为驱动、制动以及转向的备份控制器发送控制指令。因此，在不增加动力单元以及附加控制器的情况下，利用车辆上现有的vcu实现对驱动、制动以及转向系统的备份，有利于降低车辆的生产成本。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本申请的一个实施例提供的一种自主泊车的控制系统的结构示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的控制系统中vcu的执行状态的流程示意图；

图3为本申请的另一个实施例提供的一种自主泊车的备份方法的流程示意图；

图4为适应于如图3所示的备份方法的一种扩展流程示意图；

图5为适应于如图3所示的备份方法的又一种扩展流程图。

附图说明：

100控制系统

110avp

120esp

130vcu

131空闲状态

132判决状态

133执行状态

134备份状态

140转向制动单元

141eps

142转向电机

150制动控制单元

151tcu

152减速器控制器

153epb

160驱动控制单元

161驱动控制器

162驱动电机

200传感器组

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

图1为本申请的一个实施例提供的一种自主泊车的控制系统的结构示意图。

请参见图1，本申请的一个实施例提供了一种自主泊车的控制系统100，包括：自主泊车系统avp110、电子稳定系统esp120以及整车控制器vcu130，其中，

avp110用于向esp120和vcu130发送控制请求，控制请求中包含驱动请求、制动请求以及转向请求。控制系统100还可以包括传感器组200，传感器组200可以包括一个或者多个摄像头、碰撞传感器等设备，avp110根据传感器组200测得的实时路况数据进行路径规划，并将路径规划数据转化为控制请求发送给esp120和vcu130。可以理解的是，根据路径规划数据可以得到车辆的扭矩需求数据、制动需求数据以及转向角度数据。

在esp120正常运行的情况下，esp120用于根据从avp110接收到的控制请求中的驱动请求，向vcu130发送驱动控制指令；根据从avp110接收到的控制请求中的转向请求，向转向控制单元140发送转向控制指令；根据从avp110接收到的控制请求中的制动请求，向制动控制单元150发送制动控制指令。

vcu130用于在从esp120成功接收到驱动控制指令时，将接收到的驱动控制指令向驱动控制单元160转发；在esp120失效静默的情况，即，在从esp120接收驱动控制指令失败时，根据从avp110接收到的控制请求中的驱动请求，向驱动控制单元160发送驱动控制指令；根据从avp110接收到的控制请求中的转向请求，向转向控制单元140发送转向控制指令；根据从avp110接收到的控制请求中的制动请求，向驱动控制单元160发送制动控制指令。

基于上述实施例提供的一种自主泊车的控制系统100，在正常情况下，esp120接收来自avp110的控制请求并发送驱动、制动以及转向的控制指令；在esp120失效静默的情况下，vcu130作为驱动、制动以及转向的备份控制器发送控制指令。因此，在不增加动力单元以及附加控制器的情况下，利用车辆上现有的vcu130实现对驱动、制动以及转向系统的备份，有利于降低车辆的生产成本。

图2为本申请的一个实施例提供的控制系统中vcu的执行状态的流程示意图。

请参见图2，为了对控制系统100的运行状态更好的理解，本实施例以vcu130的执行状态进行解释。vcu130包括空闲状态131、判决状态132、执行状态133以及备份状态134，其中：

vcu130的空闲状态134指的是vcu130没有接收到来自avp110的控制请求；当vcu130接收到来自avp110的控制请求时即进入判决状态132，在判决状态132下，vcu130可以根据时间窗进行判断esp120是否正常工作，因为在vcu130接收到来自avp110的控制请求时，avp110同时会发送控制请求给esp120，因此，可以设置vcu130接收到来自esp120的驱动控制指令的等待时间(即时间窗)，在时间窗范围内接收到来自esp120的驱动控制指令，则可判定为esp120处于正常工作状态，vcu130进入执行状态133(即，将接收到的驱动控制指令向驱动控制单元160转发)；在时间窗范围内没有接收到来自esp120的驱动控制指令，则可判定为esp120处于静默失效状态，vcu130进入备份状态134，即，vcu130根据从avp110接收到的控制请求中的驱动请求，向驱动控制单元160发送驱动控制指令；根据从avp110接收到的控制请求中的转向请求，向转向控制单元140发送转向控制指令；根据从avp110接收到的控制请求中的制动请求，向驱动控制单元160发送制动控制指令。

可以理解的是，在本实施例中，通过vcu130是否接收到来自esp120的驱动控制指令来判断esp120是否正常工作，但本申请并不排斥其他控制器通过是否接受到来自esp120控制指令集中任意一条控制指令来判断esp120是否正常工作的方法。

请继续参见图1，驱动控制单元160包括驱动控制器161和驱动电机162，驱动控制器161响应于来自vcu130的驱动控制指令控制驱动电机162进行驱动扭矩输出。其中，驱动控制器161与驱动电机162可以为一一对应的多组，在本实施例中，驱动控制器161可以选择为mcu(motorcontrolunit，电机控制器)。来自vcu130的驱动控制指令包含有驱动扭矩的输出量，驱动电机162响应于驱动控制器161的控制根据输出量进行驱动扭矩输出。

vcu130向驱动控制单元160发送制动控制指令进一步包括根据从avp110接收到的控制请求中的制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩产生制动控制指令，并且，vcu130将产生的制动控制指令发送给驱动控制器161。可以理解的是，制动扭矩对于驱动电机162而言即为反向扭矩。因此，驱动控制单元160还能够响应于vcu130的制动控制指令进行制动系统备份，从而，有利于增强控制系统100的安全性。

制动控制单元150包括：变速箱控制器tcu(transmissioncontrolunit，自动变速箱控制单元)151、减速器控制器152以及电子驻车epb(electricalparkbrake，电子驻车)153，其中：

tcu151用于响应于来自esp120的制动控制指令进行档位调整；减速器控制器152用于响应于来自esp120的制动控制指令控制制动电机进行驻车操作；epb153用于在减速器控制器152完成驻车操作后自动施加驻车制动。在实际应用中，epb153可以选择在车辆熄火后自动启动。

来自esp120的制动控制指令包含有制动扭矩的输出量，制动电机响应于减速器控制器152的控制根据制动扭矩的输出量进行制动扭矩输出。

转向控制单元140包括电动助力转向eps(electricpowersteering，电动助力转向)141和转向电机142，eps141响应于来自esp120或者来自vcu130的转向控制指令控制转向电机142进行转向扭矩输出。其中，转向电机142可以包括设置在车身宽度方向上的两侧的左转向电机和右转向电机。转向控制指令包含有转向角度数据，eps141根据转向角度数据分别计算左转向电机和右转向电机的转向扭矩输出量、并根据计算得到的转向扭矩输出量控制左转向电机和右转向电机进行转向扭矩输出。

请再次参见图1并结合图2，当vcu130向eps141发送转向控制指令发送失败时，vcu130进一步根据从avp110接收到的控制请求中的转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩产生驱动信号，并且，vcu130将产生的驱动信号发送给转向电机142。其中，vcu130根据控制请求中的转向角度计算左转向电机和右转向电机的扭矩差，并根据扭矩差分别计算左转向电机和右转向电机的转向扭矩输出，从而，通过vcu130分别向左转向电机和右转向电机发送包含有对应的转向扭矩的驱动信号实现转向。因此，vcu130还可以对eps141进行备份，即，在eps141失效的状态下，自主泊车的控制系统100通过vcu130对转向电机142的控制还能够正常工作，从而，有利于增强控制系统100的安全性。

对于vcu130向eps141发送转向控制指令是否失败的判断，可以选择对转向电机142是否动作进行时间窗设置，即，当vcu130向eps141发送转向控制指令后，在时间窗范围内，转向电机142发生转向动作即可认为eps141处于正常状态；在时间窗范围内，转向电机142没有发生转向动作，即可认为eps141处于失效状态，则vcu130进行备份状态134，即，vcu130进一步根据从avp110接收到的控制请求中的转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩产生用于向转向电机142发送的转向控制指令。

图3为本申请的另一个实施例提供的一种自主泊车的备份方法的流程示意图。

请参见图3，本申请的另一个实施例提供了一种自主泊车的备份方法，包括由vcu130执行的如下步骤：

s310、在从esp120成功接收到驱动控制指令时，将接收到的驱动控制指令向驱动控制单元160转发；

s320、在从esp120接收驱动控制指令失败时，根据从avp110接收到的控制请求中的驱动请求，向驱动控制单元160发送驱动控制指令；根据从avp110接收到的控制请求中的转向请求，向转向控制单元140发送转向控制指令；根据从avp110接收到的控制请求中的制动请求，向驱动控制单元160发送制动控制指令。

图4为适应于如图3所示的备份方法的一种扩展流程示意图。

请参见图4，根据从avp110接收到的控制请求中的转向请求，向转向控制单元140发送转向控制指令包括：

s421、vcu130根据从avp110接收到的控制请求中的转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩向转向电机142发送转向控制指令。

相应地，如图3所示的备份方法包括：

s410、在从esp120成功接收到驱动控制指令时，将接收到的驱动控制指令向驱动控制单元160转发；

s421、在从esp120接收驱动控制指令失败时，vcu130根据从avp110接收到的控制请求中的转向请求计算转向扭矩、并根据计算得到的转向扭矩向转向电机142发送转向控制指令。

图5为适应于如图3所示的备份方法的又一种扩展流程图。

请参见图5，根据从avp110接收到的控制请求中的制动请求，向驱动控制单元160发送制动控制指令包括：

s521、vcu130根据从avp110接收到的控制请求中的制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩向驱动控制单元160发送制动控制指令。

相应地，如图3所示的备份方法包括：

s510、在从esp120成功接收到驱动控制指令时，将接收到的驱动控制指令向驱动控制单元160转发；

s521、在从esp120接收驱动控制指令失败时，vcu130根据从avp110接收到的控制请求中的制动请求计算反向扭矩、并根据计算得到的反向扭矩向驱动控制单元160发送制动控制指令。

本申请的又一个实施例提供了一种汽车，包括如本申请的一个实施例提供的自主泊车的控制系统100。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。