冗余制动系统、自动驾驶系统及车辆的制作方法

1.本实用新型属于自动驾驶技术领域，尤其涉及一种冗余制动系统、自动驾驶系统及车辆。


背景技术：

2.随着人工智能技术的发展，自动驾驶车辆成为可能，自动驾驶车辆可以在无人驾驶时实现自动化驾驶。其中，自动泊车作为其中一个细分场景，可以在特定场景下实现自动停车。
3.目前，采用12v低压电网为自动驾驶车辆的各个功能部件供电，如图3所示，但是，这种供电方式在12v低压电网出现故障无法供电时，车辆的各个自动控制部件无法正常工作，无法实现自动停车，容易发生事故。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实施例提供了一种冗余制动系统、自动驾驶系统及车辆，以解决现有技术在12v低压电网出现故障无法供电时，车辆的各个自动控制部件无法正常工作，无法实现自动停车，容易发生事故的问题。
5.本实施例的第一方面提供了一种冗余制动系统，包括：发电装置、电池、隔离部件、泊车控制器、第一制动子系统和第二制动子系统；
6.隔离部件的第一端分别与电池和第二制动子系统连接，隔离部件的第二端分别与发电装置、泊车控制器和第一制动子系统连接；
7.隔离部件，用于在电池的供电回路或发电装置的供电回路发生故障时断开；
8.发电装置，用于在隔离部件处于导通状态时，为泊车控制器、第一制动子系统和第二制动子系统供电，并为电池充电；在隔离部件处于断开状态时，为泊车控制器和第一制动子系统供电；
9.电池，用于在隔离部件处于断开状态时，为第二制动子系统供电。
10.可选的，泊车控制器，用于向第一制动子系统和/或第二制动子系统发送制动指令；
11.第一制动子系统，用于在接收到泊车控制器的制动指令时，进行制动；
12.第二制动子系统，用于在接收到泊车控制器的制动指令时，或，在自动泊车模式时，进行制动。
13.可选的，隔离部件包括隔离开关和隔离控制器；
14.隔离开关的第一端与隔离部件的第一端连接，隔离开关的第二端与隔离部件的第二端连接，隔离开关的控制端与隔离控制器连接；
15.隔离控制器，用于在检测到电池的供电回路或发电装置的供电回路发生故障时，控制隔离开关断开。
16.可选的，隔离控制器还分别与电池和发电装置连接，用于监测电池和发电装置的
工作状态。
17.可选的，第一制动子系统包括传感器、制动控制器和执行器；
18.制动控制器分别与传感器、执行器、泊车控制器、发电装置和隔离部件的第二端连接。
19.可选的，冗余制动系统还包括与电池连接的电池监控装置；
20.电池监控装置，用于监控电池的工作状态。
21.可选的，冗余制动系统还包括与隔离部件的第二端连接的负载。
22.可选的，负载包括动力子系统、转向子系统、灯光子系统和舒适娱乐子系统中的至少一种。
23.本实施例的第二方面提供了一种自动驾驶系统，包括如第一方面任一项的冗余制动系统。
24.本实施例的第三方面提供了一种车辆，包括如第二方面的自动驾驶系统。
25.本实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实施例通过隔离部件将发电装置和电池分开，实现两路独立的供电架构，可以实现电源供给的冗余，当任意一路出现故障时，隔离部件断开，可以保证系统中有一路电源正常供电，第一制动子系统和第二制动子系统中的至少一个可以正常工作，可以实现车辆的自动制动，防止事故发生。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本实用新型一实施例提供的冗余制动系统的结构示意图；
28.图2是本实用新型又一实施例提供的冗余制动系统的结构示意图；
29.图3是现有的低压电网架构的示意图；
30.图4是本实用新型一实施例提供的冗余制动系统的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
31.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
32.为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
33.图1是本实用新型一实施例提供的冗余制动系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
34.如图1所示，上述冗余制动系统可以包括：发电装置10、电池20、隔离部件30、泊车控制器40、第一制动子系统50和第二制动子系统60；
35.隔离部件30的第一端分别与电池20和第二制动子系统60连接，隔离部件30的第二端分别与发电装置10、泊车控制器40和第一制动子系统50连接；
36.隔离部件30，用于在电池20的供电回路或发电装置30的供电回路发生故障时断开；
37.发电装置10，用于在隔离部件30处于导通状态时，为泊车控制器40、第一制动子系统50和第二制动子系统60供电，并为电池20充电；在隔离部件30处于断开状态时，为泊车控制器40和第一制动子系统50供电；
38.电池20，用于在隔离部件30处于断开状态时，为第二制动子系统60供电。
39.具体地，电池20与第二制动子系统60连接，发电装置10与泊车控制器40和第一制动子系统50均连接，泊车控制器40与第一制动子系统50连接。
40.其中，电池20可以为蓄电池，在发电装置10连接的主电源回路发生故障，从而隔离部件30断开时，可以单独为第二制动子系统60提供电能，实现车辆自动制动、自动停车的功能。电池20可以向起动机提供瞬时大电流，保证发动机在各种情况下均能够可靠起动；在车辆不启动时，为整车负载供电；在发动机怠速或停机时能在一定时间内保证用于其他重要系统所需的部分或全部电能。
41.发电装置10，在车辆启动后可以为整车用电设备供电，在隔离部件30导通时可以为电池20充电。
42.隔离部件30，连接电池20和发电装置10，可以实现主电源回路的导通与断开。隔离部件30自身具备逻辑诊断及运算能力，在冗余制动系统出现过压、欠压、过流等故障时，断开，从而保证蓄电池20和发电装置10分别对应的供电回路之间相互独立，互不影响。其中，主电源回路可以为隔离部件30导通时，发电装置10为泊车控制器40、第一制动子系统50和第二制动子系统60供电，并为电池20充电的回路。
43.本实施例通过隔离部件30将发电装置10和电池20分开，实现两路独立的供电架构，可以实现电源供给的冗余，当任意一路出现故障时，隔离部件30断开，可以保证系统中有一路电源正常供电，第一制动子系统50和第二制动子系统60中的至少一个可以正常工作，可以实现车辆的自动制动，防止事故发生。
44.在本实用新型的一个实施例中，泊车控制器40，用于向第一制动子系统50和/或第二制动子系统60发送制动指令；
45.第一制动子系统50，用于在接收到泊车控制器40的制动指令时，进行制动；
46.第二制动子系统60，用于在接收到泊车控制器40的制动指令时，或，在自动泊车模式时，进行制动。
47.泊车控制器40为自动泊车的主控制器，可以通过采集传感器信号，与整车其他控制器模块交互，进行自动泊车功能逻辑判断，实现车辆在特定场景下的自动驾驶控制；当检测到影响驾驶功能实现的预设故障时，输出制动指令实现车辆紧急制动。泊车控制器40可以优先发送制动指令给第一制动子系统50，若第一制动子系统50发生故障，则发送制动指令至第二制动子系统60。
48.在本实用新型的一个实施例中，第一制动子系统50包括传感器、制动控制器和执行器；
49.制动控制器分别与传感器、执行器、泊车控制器40、发电装置10和隔离部件30的第二端连接。
50.第一制动子系统50为主制动子系统，可以包含制动传感器、制动控制器及执行器
等。在自动驾驶功能场景下，制动控制器接收泊车控制器40的工作指令，例如制动指令，基于传感器，控制执行器，实现自动制动机驻车功能。
51.第二制动子系统60为辅助制动子系统，当第一制动子系统50出现故障时，第二制动子系统60接收泊车控制器40的工作指令，实现自动制动功能。在自动泊车模式下，即使第二制动子系统60在检测不到与泊车控制器40的交互信号时，即检测不到自动泊车的交互信号时，也会自动实施车辆制动功能。
52.可选地，在自动泊车模式下，第二制动子系统60在检测不到与泊车控制器40和第一制动子系统50的交互信号时，可以自行进行车辆制动。
53.在本实用新型的一个实施例中，参见图2，隔离部件30包括隔离开关31和隔离控制器32；
54.隔离开关31的第一端与隔离部件30的第一端连接，隔离开关31的第二端与隔离部件30的第二端连接，隔离开关31的控制端与隔离控制器32连接；
55.隔离控制器32，用于在检测到电池20的供电回路或发电装置10的供电回路发生故障时，控制隔离开关31断开。
56.在本实施例中，可以通过隔离控制器32控制隔离开关31的导通或断开，从而实现隔离部件30的导通或断开。
57.在本实用新型的一个实施例中，隔离控制器32还分别与电池20和发电装置10连接，用于监测电池和发电装置的工作状态。
58.具体地，隔离控制器32还可以与电池20的输出端和发电装置10的输出端连接，用于监测电池和发电装置的工作状态，确定两者各自的供电回路是否发生故障。
59.在本实用新型的一个实施例中，参见图2，冗余制动系统还包括与电池20连接的电池监控装置70；
60.电池监控装置70，用于监控电池20的工作状态。
61.电池监控装置70可以监测电池20的电压值、电流值即剩余电量值等信息，还可以监测这些值是否超出对应的预设范围，还可以监测电池20连接的供电回路是否导通，等等。
62.在本实用新型的一个实施例中，参见图2，冗余制动系统还包括与隔离部件30的第二端连接的负载80。
63.负载80可以与发电装置10连接。
64.在本实用新型的一个实施例中，负载80包括动力子系统、转向子系统、灯光子系统和舒适娱乐子系统中的至少一种。
65.负载80可以为车辆正常工作所连接的电气负载，可以包括动力子系统、转向子系统、灯光子系统、舒适娱乐子系统等车用电器件。
66.其中，动力子系统用于为车辆提供动力，例如，可以通过发动机产生动力，经过一系列的动力传动，最后将动力传到车轮。转向子系统是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的装置。灯光子系统是车辆安全行驶的必备系统之一，主要包括外部照明灯具、内部照明灯具、外部信号灯具、内部信号灯具等。舒适娱乐子系统可以提供舒适的环境，娱乐设施等等，例如，可以包括空调、音箱等等。
67.本实施例增加了一个隔离部件30，将发电装置10作为一个供电系统，在系统运行过程中，可以实现低压电源供给的冗余。本实施例在现有的低压电网架构(参见图3，现有的
低压电网架构包括发电机90、12v低压电池91、传统泊车控制器92和制动系统93)的基础上新增隔离部件30，可以与现有的低压电网架构共同存在，不会对现有的低压电网架构造成冲突，以实现较低的成本、较短的周期、较小的更改量，可以应用于现有的低压电网架构。
68.对应于上述冗余制动系统，本实施例还提供了一种自动驾驶系统，包括如上任意一种冗余制动系统，具有和如上任意一种冗余制动系统同样的有益效果。
69.对应于上述自动驾驶系统，本实施例还提供了一种车辆，包括如上所述的自动驾驶系统，具有和如上所述的自动驾驶系统同样的有益效果。
70.对应于上述冗余制动系统，本实施例还提供了一种冗余制动系统的控制方法，应用于如上任意一种冗余制动系统。参见图4，上述控制方法包括：
71.s301：获取电源工作模式和隔离部件30的工作模式。
72.s302：根据电源工作模块和隔离部件30的工作模式，控制隔离部件30导通或断开。
73.其中，电源工作模式包括on和off，当电源工作模式为off时，发电装置10不工作，当电源工作模式为on时，发电装置10可以工作。
74.隔离部件30的工作模式可以包括第一预设模式和第二预设模式。第一预设模式为常规模式，在该模式下，隔离部件30仅仅作为常闭开关连接在电路中，只有在回路中出现超出硬件自身的功能异常时，隔离部件30才会断开。第二预设模式为设定模式，在该模式下，隔离部件30可以对所处回路进行诊断，若出现过压、过流或欠压等故障时，控制自身断开，实现电池20和发电装置10分别对应的回路的独立性。
75.可选地，自定制动系统的控制方法的执行主体可以是上述隔离控制器32。控制隔离部件30导通或断开，具体为隔离控制器32控制隔离开关31导通或断开。
76.在本实施例中，可以根据电源工作模块和隔离部件30的工作模式，控制隔离部件30导通或断开，从而保证至少一个制动子系统是处于工作状态的，从而可以实现自动紧急制动。
77.在一个实施例中，上述s302可以包括：
78.若电源工作模式为on，且隔离部件30的工作模式为第一预设模式，则控制隔离部件30导通；
79.若电源工作模式为on，且隔离部件30的工作模式为第二预设模式，则确定电池20的供电回路的工作状态和发电装置10的供电回路的工作状态，并根据电池20的供电回路的工作状态和发电装置10的供电回路的工作状态，控制隔离部件30导通或断开。
80.在本实施例中，当电源工作模式为on，且隔离部件30的工作模式为第一预设模式时，若车辆处于工作状态，无论回路是否有故障，均控制隔离部件30导通，电池20的供电回路和发电装置10的供电回路均处于常导通状态。
81.其中，电池20的供电回路为电池20和第二制动子系统60组成的供电回路，发电装置10的供电回路为发电装置10、泊车控制器40、第一制动子系统50和负载80组成的供电回路。
82.当电源工作模式为on，且隔离部件30的工作模式为第二预设模式时，若车辆处于工作状态，根据电池20的供电回路的工作状态和发电装置10的供电回路的工作状态，控制隔离部件30导通或断开。
83.在一个实施例中，根据电池20的供电回路的工作状态和发电装置10的供电回路的
工作状态，控制隔离部件30导通或断开，包括：
84.若电池20的供电回路的工作状态和发电装置10的供电回路的工作状态均为无故障状态，则控制隔离部件30导通，由发电装置10为泊车控制器40、第一制动子系统50和第二制动子系统60供电，由发电装置10为电池20充电；
85.若电池20的供电回路的工作状态为故障状态，且发电装置10的供电回路的工作状态为无故障状态，则控制隔离部件30断开，由发电装置10为泊车控制器40和第一制动子系统50供电；
86.若电池20的供电回路的工作状态为无故障状态，且发电装置10的供电回路的工作状态为故障状态，则控制隔离部件30断开，由电池20为第二制动子系统60供电。
87.其中，电池20的供电回路的工作状态和发电装置10的供电回路的工作状态均包括故障状态和无故障状态。
88.当电池20的供电回路的工作状态和发电装置10的供电回路的工作状态均为无故障状态时，控制隔离部件30导通，此时，发电装置10为泊车控制器40、第一制动子系统50、第二制动子系统60和负载80供电，发电装置10为电池20充电，第一制动子系统50或第二制动子系统60根据泊车控制器40的工作指令实现自动制动功能。
89.当电池20的供电回路的工作状态为故障状态，或，发电装置10的供电回路的工作状态为故障状态时，控制隔离部件30断开，发电装置10与电池20之间不导通。若是电池20的供电回路的工作状态为故障状态，则此时由发电装置10为泊车控制器40、第一制动子系统50和负载80供电，第一制动子系统50根据泊车控制器40的工作指令实现自动制动功能。若是发电装置10的供电回路的工作状态为故障状态，则此时电池20为第二制动子系统60供电，第二制动子系统60实现自动制动功能。
90.在一个实施例中，根据电源工作模块和隔离部件30的工作模式，控制隔离部件30导通或断开，还包括：
91.若电源工作模式为off，则控制隔离部件30导通，由电池20为泊车控制器40、第一制动子系统50和第二制动子系统60供电。
92.当电源工作模式为off时，不论隔离部件30的工作模式为什么模式，均控制隔离部件30导通，导通后，由电池20为泊车控制器40、第一制动子系统50、第二制动子系统60和负载80供电。第一制动子系统50或第二制动子系统60根据泊车控制器40的工作指令实现自动制动功能。
93.在本实施例中，隔离部件30具有两种工作模式，在第一预设模式下，隔离部件30作为导体，回路故障不会触发其动作；在第二预设模式下，隔离部件30响应电路故障，可以实现冗余制动系统两路独立电源供电的需求，在一路电源出现故障时，另一路电源仍能正常工作。
94.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实施例的实施过程构成任何限定。
95.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
96.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟
以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
97.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
98.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
99.另外，在本技术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。
100.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。