用于可自主驾驶车辆的方法和停放制动装置
背景技术：
1.本技术涉及车辆停放系统，并且特别涉及用于可自主驾驶车辆、诸如用于可自主驾驶商用卡车的停放系统的方法和停放制动装置。
2.用于商用卡车的车辆停放系统是已知的。一种类型的用于卡车的车辆停放系统是电子停放系统，其中当满足与卡车或卡车驾驶员相关联的某些标准时，使用主停放机构自动施加停放制动。在一些电子停放系统中，提供第二停放机构作为备用，用于在主停放机构不能引起停放制动被施加的情况下施加停放制动。这些已知的第二停放机构要求卡车驾驶员在卡车驾驶员被警告主停放机构已经不能引起停放制动被施加之后采取某个手动动作来激活第二停放机构。
3.已知的辅停放机构可以用在包括可自主驾驶的卡车的任何类型的卡车中。然而，在自主驾驶卡车的情况下，如果主停放机构不能引起停放制动被施加，则将仍然需要来自自主驾驶卡车的乘客的某个手动动作来激活辅停放机构。因此，本领域的技术人员继续在诸如商用卡车的车辆的停放系统领域中进行研究和开发努力，该停放系统包括主停放机构，并且可以包括或可以不包括作为主停放机构的备用的辅停放机构。
技术实现要素：
4.根据一个实施例，提供了一种用于可自主驾驶车辆的停放制动装置，该可自主驾驶车辆具有用于施加停放制动的停放制动系统的组件。该停放制动装置包括第一控制器，该第一控制器被布置成响应于请求施加停放制动的信号，而提供要施加到停放制动系统的组件的一个或多个控制信号以施加停放制动。该停放制动装置还包括第二控制器，该第二控制器被布置成响应于第一控制器不可用于引起停放制动被施加，而提供要施加到停放制动系统的其他组件的一个或多个控制信号以施加停放制动。
5.根据另一实施例，提供了一种用于可自主驾驶车辆的停放制动装置，该可自主驾驶车辆具有用于施加停放制动的停放制动系统的组件。该停放装置包括主停放制动控制器，该主停放制动控制器被布置成响应于请求施加停放制动的信号，而控制一个或多个停放制动阀以使得一个或多个停放制动弹簧能够施加停放制动。该停放制动装置还包括用于以下操作的构件：当车辆被自主驾驶并且不要求来自自主驾驶车辆的乘客的任何手动动作时，控制一个或多个停放制动阀以使得一个或多个停放制动弹簧能够在主停放制动控制器不能引起停放制动被施加时施加停放制动。
6.根据再另一实施例，提供了一种用于可自主驾驶车辆的计算机实现方法，该可自主驾驶车辆具有停放制动器、主停放制动控制器和不同于主停放制动控制器的辅停放制动控制器。该计算机实现方法包括检测主停放制动控制器不可用于引起停放制动被施加。该方法还包括响应于主停放制动控制器的不可用性，通过辅停放制动控制器以电子方式引起停放制动被施加。
附图说明
7.图1a是示出了用于可自主驾驶车辆的并且根据实施例构造的示例停放制动装置的示意性框图。
8.图1b是类似于图1a并且示出了不同位置中的部件的示意性框图。
9.图2是描绘了根据实施例的用于操作停放制动装置的示例计算机实现方法的流程图。
10.图3a是示出了用于可自主驾驶车辆并且根据另一实施例构造的示例停放制动装置的示意性框图。
11.图3b是类似于图3a并且示出了不同位置中的部件的示意性框图。
具体实施方式
12.本技术涉及用于可自主驾驶车辆（诸如商用卡车）的停放制动装置。停放制动装置的具体构造可以改变。要理解，下面的公开内容提供了用于实现各种实施例的不同特征的多个实施例或示例。描述了组件和布置的具体示例以简化本公开。这些仅仅是示例，并不旨在是限制性的。
13.参考图1a，图示了用于可自主驾驶车辆的并且根据实施例构造的示例停放制动装置100的示意性框图。在图1a中，电线连接示为实线，气动线连接示为虚线，并且机械耦合示为双实线。
14.停放制动装置100包括控制器局域网（can）总线110，多个车辆设备连接到该控制器局域网（can）总线110以彼此通信。can总线110可以是以标准化串行通信格式，诸如sae j1939，或者以专有格式。可设想的是，一些或所有车辆设备被硬连线用于通信，而不是使用can总线110用于通信。
15.可以连接至can总线110的车辆设备包括但不限于作为主停放制动控制器120的第一控制器、作为冗余停放制动控制器160的第二控制器和作为自动化驾驶员控制器180的第三控制器。主停放制动控制器120可以向can总线110提供各种信号，包括配置消息、诊断状态和特定于制动的信号（诸如停放制动状态和停放制动压力）。类似地，冗余停放制动控制器160可以向can总线110提供各种信号，包括配置消息、诊断状态和特定于制动的信号（诸如停放制动状态和停放制动压力）。自动化驾驶员控制器180可以向can总线110提供各种信号，包括配置消息、诊断状态、驾驶模式（即，自主、半自主或驾驶员控制）以及车辆状态的期望意图（例如，停止、行进、停放）。can总线110使得主停放制动控制器120、冗余停放制动控制器160和自动化驾驶员控制器180能够彼此通信。
16.主压缩空气供应部130在线路131中通过第一3/2常开电磁阀134并且然后在线路135中提供压缩空气源至停放制动阀138的第一供应端口136。作为示例，停放制动阀138可以包括作为bendix intellipark
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系统（可从位于俄亥俄州elyria的bendix商用车辆系统有限责任公司商业上获得）的一部分这样可获得的阀。第一3/2常开电磁阀134设置在主压缩空气供应部130和停放制动阀138之间。类似地，辅压缩空气供应部140在线路141中通过第二3/2常开电磁阀144并且然后在线路145中提供压缩空气源至停放制动阀138的第二供应端口146。第二3/2常开电磁阀144设置在辅压缩空气供应部140和停放制动阀138之间。第一和第二3/2常开电磁阀134、144中的每一个可以包括可从bendix商用车辆系统有限责任
公司商业上获得的bendix at-3
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电磁阀。
17.尽管以上描述对3/2常开电磁阀的使用进行了描述，但可设想的是，也可以使用另一类型的阀。例如，可以使用防抱死制动系统（abs）阀，诸如可从bendix商用车辆系统有限责任公司商业上获得的bendix m-40
tm
调节阀。出于解释的目的，本文将描述3/2常开电磁阀的使用。
18.主停放制动控制器120以电子控制器单元的形式，其被布置成监视can总线110上的信号，以基于存储在主停放制动控制器120的数据存储单元中的控制逻辑122提供一个或多个控制信号来施加停放制动。主停放制动控制器120在线路124、125上向停放制动阀138的第一和第二控制端口126、127提供一个或多个信号，以控制压缩空气（源自第一和第二压缩空气供应部130、140）向停放制动阀138的第一和第二输送端口128、129的输送。
19.停放制动阀138由停放制动控制器120的控制逻辑122控制，以改变线路142中至弹簧制动腔室143的一个或多个腔室的气动压力，并且还改变线路152中至拖车供应气路接头154的气动压力。更具体地，当施加车辆的停放制动时，主停放制动控制器120在线路124、125上向停放制动阀138提供一个或多个信号，以便排放弹簧制动腔室143的一个或多个腔室中的空气。弹簧制动腔室143经由线路147以已知的方式操作性耦合到停放制动弹簧149。如已知的，当弹簧制动腔室143中的空气被排放并且系统空气压力下降到小于大约45 psi到60 psi时，停放制动弹簧149被激活以施加车辆停放制动。用于控制弹簧制动腔室143和停放制动弹簧149的操作以施加停放制动的主停放制动控制器120和停放制动阀138的结构和操作是常规的，并且因此将不再进一步描述。
20.在线路142中向一个或多个弹簧制动腔室143的气动压力改变以施加停放制动的同时，在线路152中向拖车供应气路接头154（其可连接至车辆的拖车停放制动）的气动压力改变以使得能够施加拖车停放制动。用于经由拖车供应气路接头154控制拖车停放制动操作的主停放制动控制器120和停放制动阀138的结构和操作是常规的，并且因此将不再进一步描述。
21.一个或多个压力-电压换能器耦合到对应的一个或多个停放制动组件。每个压力-电压换能器提供指示与对应停放制动组件相关联的压力的电压。更具体地，第一压力-电压换能器171感测气动线路142中的压力，并在电线175上向主停放制动控制器120提供对应的电压。第二压力-电压换能器172感测气动线路142中的压力，并在电线176上向冗余停放制动控制器160提供对应的电压。第三压力-电压换能器173感测气动线路152中的压力，并在电线177上向主停放制动控制器120提供对应的电压。第四压力-电压换能器174感测气动线路152中的压力，并在电线178上向冗余停放制动控制器160提供对应的电压。
22.冗余停放制动控制器160以电子控制器单元的形式，其被布置成监视can总线110上的信号，以基于存储在冗余停放制动控制器160的数据存储单元中的控制逻辑162提供一个或多个控制信号来施加停放制动。冗余停放制动控制器160在线路164上向第一3/2常开电磁阀134提供第一控制信号，并在165上向第二3/2常开电磁阀142提供第二控制信号。
23.自动化驾驶员控制器180以电子控制器单元的形式，其被布置成监视can总线110上的信号，该信号指示主停放制动控制器120不可用于施加停放制动（或拖车停放制动）。自动化驾驶员控制器180然后在can总线110上提供一个或多个信号，以激活冗余停放制动控制器160来施加停放制动。
24.根据本发明的方面，冗余停放制动控制器160和自动化驾驶员控制器180协作，以在主停放制动控制器120不可用于引起停放制动被施加的情况下提供备用停放制动解决方案。自动化驾驶员控制器110监视主停放制动控制器120，检测主停放制动控制器120不可用于引起停放制动被施加，并且当检测到不可用性时激活冗余停放制动控制器160以施加停放制动。更具体地，冗余停放制动控制器160具有控制逻辑162，并且自动化驾驶员控制器180具有与冗余停放制动控制器160的控制逻辑162协作的控制逻辑182，以提供备用停放制动解决方案。尽管分开示出，但是可设想到的是，冗余停放制动控制器160和自动化驾驶员控制器180可以组合为单个控制器，并且控制逻辑162和控制逻辑182可以组合为单个控制逻辑块。
25.第一3/2常开电磁阀134和第二3/2常开电磁阀144在图1a中示出在其断电位置中。在图1a中所示的其断电位置中，压缩空气通过停放制动阀138供应到弹簧制动腔室143和拖车供应气路接头154。两个停放制动（即，卡车牵引车的停放制动和卡车拖车的停放制动）均被释放（即，不被施加）。当主停放制动控制器120向停放制动阀138发信号以施加停放制动时，线路142中的压缩空气和线路152中的压缩空气被排放到大气，这允许以已知的方式施加停放制动。
26.然而，如果停放制动没有响应于主停放制动控制器120这样做而施加，则冗余停放制动处理器160和自动化驾驶员控制器180协作，为第一3/2常开电磁阀134和第二3/2常开电磁阀144通电，以便将它们移动至图1b中所示的其通电位置。在图1b中所示的其通电位置中，来自主压缩空气供应部130的压缩空气和来自辅压缩空气供应部140的压缩空气被第一和第二3/2常开电磁阀134、144阻止到达停放制动阀138，以使得当主停放制动控制器120向停放制动阀138发信号施加停放制动时能够这样做。当压缩空气被阻止到达弹簧制动腔室143和拖车供应气路接头154时，施加停放制动。
27.更具体地，执行与冗余停放制动控制器160的控制逻辑162和自动化驾驶员控制器180的控制逻辑182相关联的辅停放制动控制算法的程序指令，以在停放制动未响应于与主停放制动控制器120的控制逻辑122相关联的主停放制动控制算法的程序指令的执行而被施加的情况下，为主停放制动控制器120的控制逻辑122提供备用。
28.要施加的停放制动的不可用性可能是由于多种原因。一个原因可能是主停放制动控制器120未执行主停放制动控制算法的程序指令来响应于请求施加停放制动的信号而施加停放制动。另一个原因可能是来自主停放制动控制器120的一个或多个控制信号没有到达停放制动组件使得停放制动可以被施加。又一个原因可能是由于停放制动阀138的一部分（例如，停放制动阀138的内部继动阀）的无响应性。再一个原因可能是由于包括停放制动系统的组件在内的某些车辆组件之间失去通信。要施加的停放制动的不可用性的其他原因是可能的。
29.参考图2，流程图200描绘了根据实施例的操作停放制动装置的示例计算机实现方法。该计算机实现方法用于可自主驾驶车辆，其具有停放制动器、主停放制动控制器和不同于主停放制动控制器的辅停放制动控制器。
30.在块210中，该过程开始于检测主停放制动控制器不可用于引起停放制动被施加。该检测可以通过在主停放制动控制器的存储器处或can总线处寻找以下信号来执行，该信号指示响应于主停放制动控制器施加停放制动而施加的停放制动的不可用性。然后，在块
220中，辅停放制动控制器通过响应于主停放制动控制器的不可用性而引起停放制动被施加来作出响应。作为示例，辅停放制动控制器对主停放制动控制器发送表明它不可用的信号作出响应。作为另一个示例，当辅停放制动控制器看到车辆需要停放时（例如，当辅停放制动控制器看到来自自动化驾驶员控制器的指示车辆需要停放的消息时），辅停放制动控制器对主停放制动控制器简直根本不通信作出响应。该过程然后结束。
31.在一些实施例中，当主停放制动控制器不可用于引起停放制动被施加是由于主停放制动控制器不能提供一个或多个控制信号以用于施加到一个或多个停放制动阀从而使得一个或多个停放制动弹簧能够施加停放制动时，辅停放制动控制器引起停放制动被施加。
32.在一些实施例中，当主停放制动控制器不可用于引起停放制动被施加是由于来自主停放制动控制器的一个或多个控制信号不能到达一个或多个停放制动阀以使得一个或多个停放制动弹簧能够施加停放制动时，辅停放制动控制器引起停放制动被施加。
33.在一些实施例中，当主停放制动控制器不可用于引起停放制动被施加是由于停放制动系统的停放制动阀无响应时，辅停放制动控制器引起停放制动被施加。
34.在一些实施例中，通过辅停放制动控制器从主停放制动控制器接收表明主停放制动控制器不可用的信号，来检测主停放制动控制器不可用于引起停放制动被施加。
35.在一些实施例中，通过辅停放制动控制器从自主驾驶员控制器接收表明主停放制动控制器不可用的信号，来检测主停放制动控制器不可用于引起停放制动被施加。
36.在一些实施例中，该方法由具有存储器的执行一个或多个指令程序的处理器来执行，所述指令程序有形地体现在处理器可读的程序存储介质中。
37.用于使得辅停放制动控制器（例如，图1a和图1b中所示的冗余停放制动控制器160连同自动化驾驶员控制器180）能够执行根据图2中所示的流程图200的操作步骤的程序指令可以嵌入控制器内部的存储器中。替代地或附加地，程序指令可以存储在控制器外部的存储器中。作为示例，程序指令可以存储在车辆的不同电子控制器单元内部的存储器中。可设想的是，可以使用任何数量的电子控制器单元。此外，可设想的是，可以使用任何类型的电子控制器单元。用于在车辆中使用的合适的电子控制器单元是已知的，并且因此没有进行描述。因此，本公开的程序指令可以存储在与一个或多个车辆电子控制器单元相关联的程序存储介质上。程序指令可以存储在任何类型的程序存储介质上，包括但不限于外部硬盘驱动器、闪存驱动器和致密盘。取决于特定电子控制器单元的特征，程序指令可以被重新编程。
38.在图3a和3b中图示了停放制动装置的第二实施例。由于图3a和3b中所图示的实施例大体上类似于图1a和1b中所图示的实施例，所以类似的数字用于标示类似的组件，后缀字母“a”与图3a和3b的实施例相关联以避免混淆。
39.停放制动装置100a包括主停放制动控制器120a、冗余停放制动控制器160a和自动化驾驶员控制器180a。主停放制动控制器120a以类似于主停放制动控制器120控制停放制动阀138和弹簧制动腔室143（如上文在图1a和1b的实施例中所描述的）的方式控制停放制动阀138a和弹簧制动腔室143a的操作。
40.类似地，冗余停放制动控制器160a以类似于冗余停放制动控制器160控制第一和第二3/2常开电磁阀134、144的操作（如上文在图1a和1b的实施例中所描述的）的方式控制
第一和第二3/2常开电磁阀134a、144a的操作。自动化驾驶员控制器180a以跟自动化驾驶员控制器180与主停放制动控制器120和冗余停放制动控制器160通信（如上文在图1a和1b的实施例中所描述的）相同的方式与主停放制动控制器120a和冗余停放制动控制器160a通信。
41.在图3a和3b的实施例中，第一继动阀310设置在第一3/2常开电磁阀134a和停放制动阀138a之间。类似地，第二继动阀320设置在第二3/2常开电磁阀144a和停放制动阀138a之间。
42.压缩空气在线路131a中从主压缩空气供应部130a供应至第一3/2常开电磁阀134a，并且然后在线路312中供应至第一继动阀310的控制端口313。气动线路315将第一继动阀310的输送端口314和停放制动阀138a的供应端口136a互连。压缩空气还在线路316中从主压缩空气供应部130a供应到第一继动阀310的供应端口318。
43.压缩空气在线路141a中从辅压缩空气供应部140a供应至第二3/2常开电磁阀144a，并且然后在线路322中供应至第二继动阀320的控制端口323。气动线路325将第二继动阀320的输送端口324和停放制动阀138a的供应端口146a互连。压缩空气还在线路326中从辅压缩空气供应部140a供应到第二继动阀320的供应端口328。
44.在主停放制动控制器120a不可用于引起停放制动被施加的情况下，冗余停放制动控制器160a和自动化驾驶员控制器180a协作为第一和第二3/2常开电磁阀134a、144a通电，以将它们从图3a中所示的其断电位置移动至图3b中所示的其通电位置，从而以与上文在图1a和1b的实施例中所描述的相同的方式施加停放制动。然而，在图3a和3b中所示的实施例中，结合第一和第二3/2常开电磁阀134a、144a使用第一和第二继动阀310、320增加了到停放制动阀138a的压缩空气流量以施加停放制动，同时减少了使第一和第二3/2常开电磁阀134a、144a通电所需的电力。
45.应当清楚的是，以上描述对用于自主驾驶车辆的主要停放制动系统的备用停放制动系统进行描述，该自主驾驶车辆可能有或可能没有人类“驾驶员”占用该自主驾驶车辆。如果人类驾驶员正在占用自主驾驶车辆，则人类驾驶员不是备用停放制动系统的组成部分（即，在主要停放制动系统不可用于施加停放制动的情况下，不需要来自人类驾驶员的手动动作来激活备用停放制动系统）。因此，当主要停放制动系统不能引起停放制动被施加时，诸如当控制信号不能到达停放制动阀或当停放制动阀无响应时，备用停放制动系统引起停放制动被施加。
46.还应当清楚的是，与图1a和1b的停放制动装置100以及图3a和3b的停放制动装置100a相关联的停放制动控制算法被集成到为可自主驾驶车辆实现低成本备用停放制动机构的实际应用中。备用停放制动机构是低成本的，因为实现基本上仅要求添加一对3/2常开电磁阀和一对控制器（或者如果冗余停放制动控制器和自动化驾驶员控制器相组合，则只添加单个控制器）。
47.通过为可自主驾驶车辆提供图1a和1b的上述停放制动装置100（以及图3a和3b的停放制动装置100a）以提供备用停放制动机构，结果得到许多优点。
48.一个优点是，即使主要停放制动系统将不可用，也可以保持行车制动压力（即，不需要排放到大气），使得如果需要，行车制动能继续保持车辆。这消除了卸载压缩空气的需要或关闭车辆发动机的需要。
49.另一个优点是，由于第一和第二3/2常开电磁阀134、144由一个控制器（即冗余停放制动控制器160）控制，因此无需协调两个控制器之间的电磁阀诊断。这简化了停放制动系统设计，并且在需要维修停放制动机构时促进故障检修。
50.再一个优点是，由于两个压力-电压换能器171、172耦合到去往弹簧制动腔室143的气动线路142，因此提供了弹簧制动腔室143中空气压力的独立指示。类似地，由于两个压力-电压换能器173、174耦合到去往拖车供应气路接头154的气动线路154，所以提供了拖车供应气路接头154中空气压力的独立指示。这是有利的，因为附加信息可以用于满足系统的附加功能安全要求。
51.此外，尽管以上描述对压力-电压换能器171、172、173、174的使用进行描述，但可设想到的是可以使用其他类型的换能器，诸如车轮速度-电压换能器（即车轮速度传感器）。作为示例，在使用车轮速度传感器（单独或与压力-电压换能器结合使用）的情况下，可能的是监视以下事件序列：（1）车辆静止，其中停放制动释放，（2）车辆静止，其中主要停放制动系统指示停放制动被激活，以及（3）车辆正在移动，其中主要停放制动系统指示停放制动被激活。对该事件序列的观察指示由于停放制动在需要时不可用于被施加或不能被施加而导致的从停放滚移（rollaway-from-park）而不是滚移。如果发生这种情况，则自动化驾驶员控制器180可以使用行车制动来停止车辆，或者使用备用停放制动系统来尝试停放车辆，同时继续监视车轮速度传感器以确定车辆是否正保持静止。
52.可以在软件、硬件、固件或其组合中实现所公开实施例的各方面。系统的各种元件可以单独或组合地实现为计算机程序产品，该计算机程序产品有形地体现在机器可读存储设备中，用于由处理器执行。实施例的各个步骤可以由计算机处理器来执行，该计算机处理器执行有形地体现在计算机可读介质上的程序，以通过对输入进行操作并生成输出来执行功能。计算机可读介质可以是例如存储器、诸如致密盘或闪存驱动器的可运输介质，使得体现所公开的实施例的各方面的计算机程序可以被加载到计算机上。
53.虽然本发明已通过示例过程和系统组件的描述进行了说明，并且虽然已详细描述各种过程和组件，但申请人无意将所附权利要求的范围局限或以任何方式限定于这样的细节。对于本领域技术人员来说，附加的修改也将是容易清楚的。因此，本发明在其最广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、实现或说明性示例。因此，在不脱离申请人的总体发明构思的精神或范围的情况下，可以偏离这样的细节。