[发明专利]无人驾驶矿车档位限制的控制系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种无人驾驶矿车档位限制的控制系统及控制方法，上述控制系统包括：自动变速箱控制单元、第一转速传感器、发动机管理系统、整车控制器、电子制动系统、第二转速传感器、智能驾驶控制器、决策与规划系统、感知与定位系统。本发明通过第一、第二转速传感器和发动机管理系统等的信息反馈，在无人驾驶矿车在作业行驶过程中对矿车状态进行实时监测，根据车辆状态和行驶场景或者行驶工况对矿车最高档位进行实时的限制控制，能够保证车辆正常行驶的前提下，提升无人驾驶矿车行驶的安全性能，适应矿区复杂恶劣的行驶环境以及矿车空载重载行驶的差异，避免一定的行驶安全隐患，提升矿车无人驾驶系统的安全冗余度。

技术领域

本发明属于无人驾驶的智能控制技术领域，特别涉及一种无人驾驶矿车档位限制的控制系统及控制方法。

背景技术

无人驾驶的关键技术涉及到环境感知，高精定位，决策规划，执行控制等众多的技术领域，其中车辆运动控制作为智能驾驶车辆系统的车端执行层，直接关系着智能驾驶功能的最终实现。车辆运动控制是执行控制中最核心的部分，一般分为车辆纵向控制和横向控制。纵向控制主要控制车辆的油门开度(电子节气门开度)和制动程度实现车辆的加速和减速，从而控制车辆的车速，以保证车辆的稳定，安全，舒适行驶。

在矿车实际行驶过程中，为了更好跟随期望加速度并且保证车辆发动机的工作平稳，往往会伴随着档位的切换，如发动机转速和车速上升而进行升档，发动机转速和车速下降会进行降档。但是在一些工况下，可能需要对档位进行限制避免档位过高而获得更大的驱动力矩。比如，通过设置一定的车速和发动机转速阈值，在需要进行档位限制的时候，直接将发送给档位控制器(Transmission Control Unit，简称TCU)的车速和发动机转速信号值上限设定为所设置的阈值，从而实现限档控制。

已有技术方案中，其主要针对的有人驾驶的车辆，直接通过设定单一阈值上限的方式具有一定的局限性，设定的阈值可能不能满足多样的档位上限限制情况，同时档位限制功能需要加入手动开关进行控制，对于无人驾驶车辆来说可行性欠缺。对于无人驾驶而言，需要根据实时的车辆状态和路况信息，对车辆的档位进行实时的控制，故其档位的限制具有一定的不确定性和多样性，特别是无人驾驶矿车，由于其工作环境比较恶劣，并且运载矿车重载和空载也存在差别，因此对档位限制的控制也提出的更高的要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种无人驾驶矿车档位限制的控制系统及控制方法，对无人驾驶矿车在作业行驶过程中的档位进行实时的限制控制，能够保证车辆正常行驶的前提下，提升无人驾驶矿车行驶的安全性能，避免一定的安全隐患，提升无人驾驶系统的安全允余度。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种无人驾驶矿车档位限制的控制系统，包括：自动变速箱控制单元、发动机管理系统、整车控制器、智能驾驶控制器、决策与规划系统、感知与定位系统；其中，

所述自动变速箱控制单元用于进行换档控制和档位限制控制，同时反馈当前车速和当前档位给所述整车控制器；

所述发动机管理系统用于反馈当前发动机转速给所述整车控制器；

所述整车控制器用于将车端数据信息反馈给所述智能驾驶控制器，并将所述智能驾驶控制器生成的档位限档指令发送给所述自动变速箱控制单元；所述车端数据信息包括所述当前车速、当前档位和当前发动机转速；

所述智能驾驶控制器用于根据所述车端数据信息、所述决策与规划系统反馈的车辆期望运行轨迹以及所述感知与定位系统反馈的车辆环境状态信息，计算所述档位限制指令并发送给所述整车控制器；并且，所述智能驾驶控制器还将所述车端数据信息发送给所述决策与规划系统；

所述决策与规划系统用于根据所述车端数据信息和所述感知与定位系统反馈的车辆环境状态信息生成车辆期望运行轨迹并将其发送给所述智能驾驶控制器；