CN112977433A - 一种汽车中央控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车中央控制系统，包括设于车辆中央的中央控制器和分别设于车辆前部、尾部、左侧及右侧的四个从控制器；中央控制器用于通过从控制器获取布置在车周的超声波雷达的障碍物距离信息，并结合障碍物距离信息、汽车轮速及车辆宽度信息进行自动泊车控制；以及用于，通过从控制器获取摄像头和毫米波雷达采集的障碍物信息，并结合摄像头数据、障碍物信息、车辆当前车速以及驾驶员需求信息进行车辆运动控制；并通过从控制器获取车周环境温度等信息，继而通过从控制器对水泵、风扇等执行部件进行控制，管理车辆散热系统。通过实施本发明能够在保留汽车的多功能智能控制的同时简化汽车控制系统的线束布置。

Description

一种汽车中央控制系统
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种汽车中央控制系统。
背景技术
随着汽车行业以及经济社会的不断发展，汽车逐步向新四化方向发展，电动化、智能化、网联化已经成为汽车发展的趋势，而随着汽车往电动化、智能化、网联化的方向发展，汽车上的控制器越来越多，它不仅包括了传统的车身控制器、转向助力控制器这些控制器，也增加了电动动力系统中的整车控制器VCU、热管理控制器TMS等，而智能化之后汽车又增加了自动泊车控制器APA和辅助驾驶ADAS的控制器等等，这些控制器的增加导致车上控制器数量大大增加，线束连接也非常复杂，整车成本随之上升；若采用现有技术对汽车控制系统进行简化后则无法实现汽车的多功能智能控制。
发明内容
本发明旨在提供一种汽车中央控制系统，以解决上述技术问题，从而能够在保留汽车的多功能智能控制的同时简化汽车控制系统的线束布置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车中央控制系统，包括中央控制器和从控制器；
所述中央控制器用于通过所述从控制器获取布置在车周的超声波雷达的障碍物距离信息，并结合所述障碍物距离信息、汽车轮速及车辆宽度信息进行自动泊车控制；以及用于，通过所述从控制器获取摄像头和毫米波雷达采集的障碍物信息，并结合所述摄像头数据、所述障碍物信息、车辆当前车速以及驾驶员需求信息进行车辆运动控制。
进一步地，所述从控制器包括前部从控制器、尾部从控制器、左侧从控制器和右侧从控制器。
进一步地，所述碍物距离信息包括前部障碍物距离信息、尾部障碍物距离信息、左侧障碍物距离信息和右侧障碍物距离信息；其中，所述碍物距离信息的获取方式包括：
所述前部从控制器将激励信号发送至前部超声波雷达，根据所述前部超声波雷达反馈的回波解析为所述前部障碍物距离信息并转发至所述中央处理器；
所述尾部从控制器将激励信号发送至尾部超声波雷达，根据所述尾部超声波雷达反馈的回波解析为所述尾部障碍物距离信息并转发至所述中央处理器；
所述左侧从控制器将激励信号发送至左侧超声波雷达，根据所述左侧超声波雷达反馈的回波解析为所述左侧障碍物距离信息并转发至所述中央处理器；
所述右侧从控制器将激励信号发送至右侧超声波雷达，根据所述右侧超声波雷达反馈的回波解析为所述右侧障碍物距离信息并转发至所述中央处理器。
进一步地，所述障碍物信息包括视觉障碍物信息和雷达障碍物信息；其中，视觉障碍物信息包括前部视觉障碍物信息、尾部视觉障碍物信息、左侧视觉障碍物信息和右侧视觉障碍物信息；所述雷达障碍物信息包括前部雷达障碍物信息和尾部雷达障碍物信息；
所述前部视觉障碍物信息为所述前部从控制器根据前部摄像头采集的图像进行解析得到；所述尾部视觉障碍物信息为所述尾部从控制器根据尾部摄像头采集的图像进行解析得到；所述左侧视觉障碍物信息为所述左侧从控制器根据左侧摄像头采集的图像进行解析得到；所述右侧视觉障碍物信息为所述右侧从控制器根据右侧摄像头采集的图像进行解析得到；
所述前部雷达障碍物信息为所述前部从控制器通过前部毫米波雷达进行采集得到；所述尾部雷达障碍物信息为所述尾部从控制器通过尾部毫米波雷达进行采集得到。
进一步地，所述中央控制器还用于，获取所述前部从控制器通过温度传感器采集的温度信号，并根据所述温度信号生成风扇及水泵转速命令，继而将所述风扇及水泵转速命令下发至所述前部从控制器，以使所述前部从控制器根据所述风扇及水泵转速命令分别对风扇转速及水泵转速进行控制。
进一步地，所述中央控制器还用于，将尾门电机转速指令发送至所述尾部从控制器，以使所述尾部从控制器根据所述尾门电机转速指令对尾门电机进行控制。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种汽车中央控制系统，包括设于车辆中央的中央控制器和分别设于车辆前部、尾部、左侧及右侧的四个从控制器；所述中央控制器用于通过所述从控制器获取布置在车周的超声波雷达的障碍物距离信息，并结合所述障碍物距离信息、汽车轮速及车辆宽度信息进行自动泊车控制；以及用于，通过所述从控制器获取摄像头和毫米波雷达采集的障碍物信息，并结合所述摄像头数据、所述障碍物信息、车辆当前车速以及驾驶员需求信息进行车辆运动控制；并通过所述从控制器获取车周环境温度等信息，继而通过所述从控制器对水泵、风扇等执行部件进行控制，管理车辆散热系统。通过实施本发明能够在保留汽车的多功能智能控制的同时简化汽车控制系统的线束布置。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的汽车中央控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，本发明实施例提供了一种汽车中央控制系统，包括中央控制器和从控制器；在本发明实施例中，进一步地，所述从控制器包括前部从控制器、尾部从控制器、左侧从控制器和右侧从控制器；
所述中央控制器用于通过所述从控制器获取布置在车周的超声波雷达的障碍物距离信息，并结合所述障碍物距离信息、汽车轮速及车辆宽度信息进行自动泊车控制；以及用于，通过所述从控制器获取摄像头和毫米波雷达采集的障碍物信息，并结合所述摄像头数据、所述障碍物信息、车辆当前车速以及驾驶员需求信息进行车辆运动控制。
在本发明实施例中，进一步地，所述碍物距离信息包括前部障碍物距离信息、尾部障碍物距离信息、左侧障碍物距离信息和右侧障碍物距离信息；其中，所述碍物距离信息的获取方式包括：
所述前部从控制器将激励信号发送至前部超声波雷达，根据所述前部超声波雷达反馈的回波解析为所述前部障碍物距离信息并转发至所述中央处理器；
所述尾部从控制器将激励信号发送至尾部超声波雷达，根据所述尾部超声波雷达反馈的回波解析为所述尾部障碍物距离信息并转发至所述中央处理器；
所述左侧从控制器将激励信号发送至左侧超声波雷达，根据所述左侧超声波雷达反馈的回波解析为所述左侧障碍物距离信息并转发至所述中央处理器；
所述右侧从控制器将激励信号发送至右侧超声波雷达，根据所述右侧超声波雷达反馈的回波解析为所述右侧障碍物距离信息并转发至所述中央处理器。
在本发明实施例中，进一步地，所述障碍物信息包括视觉障碍物信息和雷达障碍物信息；其中，视觉障碍物信息包括前部视觉障碍物信息、尾部视觉障碍物信息、左侧视觉障碍物信息和右侧视觉障碍物信息；所述雷达障碍物信息包括前部雷达障碍物信息和尾部雷达障碍物信息；
所述前部视觉障碍物信息为所述前部从控制器根据前部摄像头采集的图像进行解析得到；所述尾部视觉障碍物信息为所述尾部从控制器根据尾部摄像头采集的图像进行解析得到；所述左侧视觉障碍物信息为所述左侧从控制器根据左侧摄像头采集的图像进行解析得到；所述右侧视觉障碍物信息为所述右侧从控制器根据右侧摄像头采集的图像进行解析得到；
所述前部雷达障碍物信息为所述前部从控制器通过前部毫米波雷达进行采集得到；所述尾部雷达障碍物信息为所述尾部从控制器通过尾部毫米波雷达进行采集得到。
在本发明实施例中，进一步地，所述中央控制器还用于，获取所述前部从控制器通过温度传感器采集的温度信号，并根据所述温度信号生成风扇及水泵转速命令，继而将所述风扇及水泵转速命令下发至所述前部从控制器，以使所述前部从控制器根据所述风扇及水泵转速命令分别对风扇转速及水泵转速进行控制。
在本发明实施例中，进一步地，所述中央控制器还用于，将尾门电机转速指令发送至所述尾部从控制器，以使所述尾部从控制器根据所述尾门电机转速指令对尾门电机进行控制。
请继续参见图1，基于上述方案，为便于更好的理解本发明实施例提供的汽车中央控制系统，以下进行详细说明：
本发明实施例提供的汽车中央控制系统包含一个布置于车辆中部的中央控制器以及4个布置于车辆前后左右位置的分布式从控制器。该系统集成了新能源汽车上的整车控制器(VCU)、热管理控制器(TMS)、车身控制器(BCM)等控制器的功能，还结合了自动驾驶中的ADAS功能(包括自动泊车APA、自适应巡航ACC、自动紧急制动AEB)，是汽车的一体化集中式控制器。
4个从控制器与中央控制器之间通过总线进行通讯，可以是CAN总线，也可以是以太网总线。
前部从控制器连接了前视摄像头、前部超声波雷达、前部毫米波雷达、风扇、水泵以及温度传感器。具体地：前部从控制器通过CAN总线与前视摄像头连接，读取前视摄像头采集的前方障碍物信息、车道线信息以及交通标志信息；前部从控制器通过CAN总线与前部毫米波雷达连接，读取前部毫米波雷达采集的前方障碍物信息，并将从中央控制器得到的车速信息转发给前部毫米波雷达；前部从控制器通过IO接口与前部超声波雷达(4个)相连，前部超声波雷达需要的激励信号由前部从控制器通过IO口发送出去，并接收前部超声波雷达探测的回波，并将回波解析成障碍物距离信息，最终将该障碍物距离通过总线发送给中央控制器；前部从控制器通过PWM信号与风扇连接，并将中央控制器发送的风扇转速指令转化为PWM信号的占空比，通过该PWM信号的占空比调整风扇转速；前部从控制器通过PWM信号与水泵连接，并将中央控制器发送的水泵转速指令转化为PWM信号的占空比，通过该PWM信号的占空比调整水泵转速；温度传感器通过IO口与前部从控制器连接，前部从控制器将温度传感器给出的模拟量信号转化为温度信号，并将该温度信号通过总线发送给中央控制器。在实际中，温度传感器可能不止一个，有可能有多个温度传感器布置在冷却水路的不同位置。
尾部从控制器连接了后视摄像头、尾部超声波雷达、尾部毫米波雷达、尾门电机、尾门开关。具体地：尾部从控制器通过CAN总线与后视摄像头连接，读取后视摄像头采集的后方障碍物信息；尾部从控制器通过CAN总线与尾部毫米波雷达连接，读取尾部毫米波雷达采集的后方障碍物信息，并将从中央控制器得到的车速信息转发给尾部毫米波雷达；尾部从控制器通过IO接口与尾部超声波雷达(4个)相连，尾部超声波雷达需要的激励信号由尾部从控制器通过IO口发送出去，并接收尾部超声波雷达探测的回波，并将回波解析成障碍物距离信息，最终将该障碍物距离通过总线发送给中央控制器；尾部从控制器通过PWM信号与尾门电机连接，并将中央控制器发送的尾门电机转速指令转化为PWM信号的占空比，通过该PWM信号的占空比调整尾门电机转速；尾部从控制器通过IO与尾门开关连接，检测该IO的高低电平状态，将其转化为尾门的开闭状态，并通过总线发送给中央控制器。
左侧从控制器连接了左侧摄像头、左侧超声波雷达。具体地：左侧从控制器通过CAN总线与左侧摄像头连接，读取左侧摄像头采集的左侧停车位信息和左侧障碍物信息；左侧从控制器通过IO接口与左侧超声波雷达(2个)相连，左侧超声波雷达需要的激励信号由左侧从控制器通过IO口发送出去，并接收左侧超声波雷达探测的回波，并将回波解析成障碍物距离信息，最终将该障碍物距离通过总线发送给中央控制器。
右侧从控制器连接了右侧摄像头、右侧超声波雷达。具体地：右侧从控制器通过CAN总线与右侧摄像头连接，读取右侧摄像头采集的右侧停车位信息和右侧障碍物信息。右侧从控制器通过IO接口与右侧超声波雷达(2个)相连，右侧超声波雷达需要的激励信号由右侧从控制器通过IO口发送出去，并接收右侧超声波雷达探测的回波，并将回波解析成障碍物距离信息，最终将该障碍物距离通过总线发送给中央控制器。
中央控制器通过总线得到前部从控制器采集的温度，根据该温度调整风扇和水泵的转速命令，将该命令通过总线下发给前部从控制器，并由前部从控制器转化为对应PWM信号的占空比，调整风扇和水泵的转速，实现传统架构中由热管理控制器(TMS)实现的热管理功能。
中央控制器可以通过总线获得4个从控制器得到的布置在车周总计12个超声波雷达的障碍物距离信息，根据这些障碍物距离信息识别有效停车位。通过布置于车辆左侧或右侧的超声波雷达探测障碍物距离，若距离大于车辆长度则认为是有效车位，并通过轮速进行积分得到车位宽度，若车位宽度大于本车宽度则认为是可泊车位。中央控制器可以通过有效停车位信息结合本车当前实际位置，计算得到最优泊车路径，控制车辆运动，实现传统架构中由自动泊车控制器(APA)的自动泊车功能。
另外，中央控制器可以通过总线获得前视摄像头和前部毫米波雷达采集的前方障碍物信息，根据这些障碍物信息并结合车辆当前车速、驾驶员需求等，控制车辆运动，实现自适应巡航(ACC)和自动紧急制动(AEB)功能。
中央控制器可以通过总线获得尾门的开闭状态，结合驾驶员对尾门的开关指令，通过总线将尾门电机的转速指令发送给尾部从控制器，并通过尾部从控制器将该指令转化为PWM信号的占空比，调节尾门电机的转速，实现尾门的开闭功能。
需要说明的是，本发明实施例提供了一种汽车中央控制系统，该系统包含一个中央控制器以及4个布置于车辆前后左右位置的分布式从控制器。该系统集成了新能源汽车上的整车控制器(VCU)、热管理控制器(TMS)、车身控制器(BCM)等控制器的功能，还结合了自动驾驶中的ADAS功能(包括自动泊车APA、自适应巡航ACC、自动紧急制动AEB)，是汽车的一体化集中式控制器。本系统定义了一个全新的车辆电气架构，大大简化了车辆的线束布置，降低了车辆成本，同时大大提高了系统功能升级的灵活性和可靠性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车中央控制系统，其特征在于，包括中央控制器和从控制器；
所述中央控制器用于通过所述从控制器获取布置在车周的超声波雷达的障碍物距离信息，并结合所述障碍物距离信息、汽车轮速及车辆宽度信息进行自动泊车控制；以及用于，通过所述从控制器获取摄像头和毫米波雷达采集的障碍物信息，并结合所述摄像头数据、所述障碍物信息、车辆当前车速以及驾驶员需求信息进行车辆运动控制。
2.根据权利要求1所述的汽车中央控制系统，其特征在于，所述从控制器包括前部从控制器、尾部从控制器、左侧从控制器和右侧从控制器。
3.根据权利要求2所述的汽车中央控制系统，其特征在于，所述碍物距离信息包括前部障碍物距离信息、尾部障碍物距离信息、左侧障碍物距离信息和右侧障碍物距离信息；其中，所述碍物距离信息的获取方式包括：
所述前部从控制器将激励信号发送至前部超声波雷达，根据所述前部超声波雷达反馈的回波解析为所述前部障碍物距离信息并转发至所述中央处理器；
所述尾部从控制器将激励信号发送至尾部超声波雷达，根据所述尾部超声波雷达反馈的回波解析为所述尾部障碍物距离信息并转发至所述中央处理器；
所述左侧从控制器将激励信号发送至左侧超声波雷达，根据所述左侧超声波雷达反馈的回波解析为所述左侧障碍物距离信息并转发至所述中央处理器；
所述右侧从控制器将激励信号发送至右侧超声波雷达，根据所述右侧超声波雷达反馈的回波解析为所述右侧障碍物距离信息并转发至所述中央处理器。
4.根据权利要求2所述的汽车中央控制系统，其特征在于，所述障碍物信息包括视觉障碍物信息和雷达障碍物信息；其中，视觉障碍物信息包括前部视觉障碍物信息、尾部视觉障碍物信息、左侧视觉障碍物信息和右侧视觉障碍物信息；所述雷达障碍物信息包括前部雷达障碍物信息和尾部雷达障碍物信息；
所述前部视觉障碍物信息为所述前部从控制器根据前部摄像头采集的图像进行解析得到；所述尾部视觉障碍物信息为所述尾部从控制器根据尾部摄像头采集的图像进行解析得到；所述左侧视觉障碍物信息为所述左侧从控制器根据左侧摄像头采集的图像进行解析得到；所述右侧视觉障碍物信息为所述右侧从控制器根据右侧摄像头采集的图像进行解析得到；
所述前部雷达障碍物信息为所述前部从控制器通过前部毫米波雷达进行采集得到；所述尾部雷达障碍物信息为所述尾部从控制器通过尾部毫米波雷达进行采集得到。
5.根据权利要求2所述的汽车中央控制系统，其特征在于，所述中央控制器还用于，获取所述前部从控制器通过温度传感器采集的温度信号，并根据所述温度信号生成风扇及水泵转速命令，继而将所述风扇及水泵转速命令下发至所述前部从控制器，以使所述前部从控制器根据所述风扇及水泵转速命令分别对风扇转速及水泵转速进行控制。
6.根据权利要求2所述的汽车中央控制系统，其特征在于，所述中央控制器还用于，将尾门电机转速指令发送至所述尾部从控制器，以使所述尾部从控制器根据所述尾门电机转速指令对尾门电机进行控制。
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