1.本发明涉及车辆控制的技术领域，尤其涉及一种车辆及控制系统、方法和装置。
背景技术：
2.在自动驾驶中，需要对机动车的刹车进行自动控制。在目前对现有机动车进行改装成含有自动驾驶功能的车辆时，通常的方法是在车辆内部安装电机，通过电机提供驱动力作用于刹车踏板上，对电机进行控制从而实现机动车的制动。该种控制系统和方法实施自动驾驶的切换比较复杂并且成本较高。
3.因此，需要提出一种新的控制系统和方法，以更简单的方式实施对车辆自动控制的切换。
技术实现要素：
4.本发明的一种车辆及控制系统、方法和装置，以更简单的方式实施了对车辆自动控制的切换。
5.本发明实施例提供了以下方案：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种车辆控制系统，所述系统包括：第一主管路、第二主管路、第一支管、第二支管、第一阀门、第二阀门、第三阀门和控制单元；
7.所述第一支管和所述第二支管的第一端均与所述第一主管路的出口连接，所述第一支管的第二端和所述第二支管的第二端均与所述第二主管路的入口连接，所述第二主管路用于将所述第一主管路输送的流体供应至车辆的刹车活塞；
8.所述第一阀门，安装于所述第一支管上，用于执行非自动驾驶对所述车辆的第一刹车动作；
9.所述第二阀门，安装于所述第二支管上，用于执行自动驾驶对所述车辆的第二刹车动作；
10.所述第三阀门，安装于所述第一支管上，位于所述第一阀门和所述第二主管路之间，用于在执行所述第一刹车动作时保持开启状态，在执行所述第二刹车动作时保持关闭状态；
11.所述控制单元，与所述第二阀门和所述第三阀门连接，用于控制所述第二阀门执行所述第二刹车动作。
12.在一种可选的实施例中，所述第一阀门为三通阀；
13.所述第二阀门为常闭型电控流量阀；
14.所述第三阀门为常开型电控流量阀。
15.在一种可选的实施例中，所述控制单元包括：
16.控制电路板，与所述第二阀门和所述第三阀门连接，用于控制所述第二阀门和所述第三阀门的开度。
17.在一种可选的实施例中，所述流体为如下任意一种：
18.空气和液压油。
19.第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆控制方法，应用于第一方面任一项所述的车辆控制系统中，所述方法包括：
20.在所述车辆自动驾驶状态时，根据所述车辆的刹车信号，控制开启所述第二阀门，关闭所述第三阀门，对所述车辆执行所述第二刹车动作；
21.在所述车辆处于非自动驾驶状态时，控制关闭所述第二阀门，开启所述第三阀门。
22.在一种可选的实施例中，所述根据所述车辆的刹车信号，控制开启所述第二阀门，包括：
23.根据所述刹车信号的第一安全距离，关闭所述第三阀门，调节所述第二阀门至第一开度，以控制所述车辆的刹车距离；其中，所述第一安全距离为车辆由行驶刹车至静止过程中不发生碰撞的距离。
24.在一种可选的实施例中，所述根据所述车辆的刹车信号，控制开启所述第二阀门，还包括：
25.根据所述刹车信号的第二安全距离，关闭所述第三阀门，调节所述第二阀门至第二开度，以控制所述车辆的加速度；其中，所述第二安全距离为车辆由行驶刹车至非静止过程中不发生碰撞的距离。
26.第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆控制装置，应用于第一方面中任一项所述的车辆控制系统中，所述装置包括：
27.第一控制模块，用于在所述车辆自动驾驶状态时，根据所述车辆的刹车信号，控制开启所述第二阀门，关闭所述第三阀门，对所述车辆执行所述第二刹车动作；
28.第二控制模块，用于在所述车辆处于非自动驾驶状态时，控制关闭所述第二阀门，开启所述第三阀门。
29.在一种可选的实施例中，所述第一控制模块包括：
30.第一控制子模块，用于根据所述刹车信号的第一安全距离，关闭所述第三阀门，调节所述第二阀门至第一开度，以控制所述车辆的刹车距离；其中，所述第一安全距离为车辆由行驶刹车至静止过程中不发生碰撞的距离；
31.第二控制子模块，用于根据所述刹车信号的第二安全距离，关闭所述第三阀门，调节所述第二阀门至第二开度，以控制所述车辆的加速度；其中，所述第二安全距离为车辆由行驶刹车至非静止过程中不发生碰撞的距离
32.第四方面，本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括第一方面中任一所述的车辆控制系统
33.本发明提供的一种车辆及控制系统、方法和装置与现有技术相比，具有以下优点：
34.本发明通过第一支管和第二支管并行连通第一主管路和第二主管路，以开启第一阀门和第三阀门执行非自动驾驶对车辆的第一刹车动作；以开启第二阀门，关闭第三阀门执行自动驾驶对车辆的第二刹车动作，实现车辆刹车动作的自动控制。控制系统和控制方法以不同的驾驶状态切换更简单，所需零部件少，降低了实施的成本，且占据车辆的空间小，尤其对于现有的出厂车辆更易于进行实施自动控制的改装。
附图说明
35.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本发明实施例提供的第一阀门执行第一刹车动作的气路示意图；
37.图2为本发明实施例提供的第一阀门解除第一刹车动作的气路示意图；
38.图3为本发明实施例提供的车辆控制系统执行第二刹车动作的气路示意图；
39.图4为本发明实施例提供的车辆控制系统解除第二刹车动作的气路示意图；
40.图5为本发明实施例提供的一种车辆控制方法的流程图；
41.图6为本发明实施例提供的一种车辆控制装置的结构示意图。
42.附图标记说明：
43.1-第一主管路、2-第二主管路、3-第一支管、4-第二支管、5-第一阀门、6-第二阀门、7-第三阀门、8-控制单元。
具体实施方式
44.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，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
45.车辆的刹车系统结构包括依次连通的流体压力供应源、车辆控制系统和刹车装置，流体压力供应源将具有压力的流体(或称液压介质)供应至车辆控制系统，车辆控制系统根据车辆的刹车需求控制刹车装置执行刹车动作，流体压力供应源可以根据流体的种类进行适应性选取。例如流体选用空气时，流体压力供应源可选用空气压缩装置；流体选用液压油时，流体压力供应源可选用液压站。刹车装置根据车型的配置情况确定，通常为刹车卡钳，刹车卡钳上设有制动室和活塞，制动室连通活塞。执行刹车动作时，活塞在流体压力的作用下驱动刹车片夹紧刹车盘，以执行刹车动作；不执行刹车动作时，刹车卡钳上的弹簧撑开刹车片，使活塞回位，以解除刹车动作。
46.本发明实施例提供的一种车辆控制系统，所述系统包括：第一主管路1、第二主管路2、第一支管3、第二支管4、第一阀门5、第二阀门6、第三阀门7和控制单元8。
47.第一支管3和第二支管4的第一端均与第一主管路1的出口连接，第一支管3的第二端和第二支管4的第二端均与第二主管路2的入口连接，第二主管路2用于将第一主管路1输送的流体供应至车辆的刹车装置；第一阀门5，安装于第一支管3上，用于执行非自动驾驶对车辆的第一刹车动作；第二阀门6，安装于第二支管4上，用于执行自动驾驶对车辆的第二刹车动作；第三阀门7，安装于第一支管上，位于第一阀门和第二主管路之间，用于在执行第一刹车动作时保持开启状态，在执行第二刹车动作时保持关闭状态；控制单元8，与第二阀门6和第三阀门7连接，用于控制第二阀门6执行第二刹车动作。
48.具体的，第一支管3和第二支管4并行连通第一主管路1的出口和第二主管路2的入口的方式可以根据实际情况进行选择。例如在第一主管路1的出口和第二主管路2的入口分
别安装三通管，通过两个三通管使第一支管3和第二支管4并行安装，以对第一主管路1流的流体进行分流，再合流至第二主管路2。当然，第一支管3和第二支管4为软管时，也可以通过螺纹结构直接连接于第一主管路1和第二主管路2。
49.下面将选用空气作为流体，具体阐述如何执行第一刹车动作和第二刹车动作，车辆控制系统安装于与车辆的刹车系统后，流体压力供应源先将一定量的流体加压存储于储气罐中。未执行第一刹车动作时，第三阀门7为开启状态。请参见图1，第一阀门5控制第二主管路2与大气连通，无压力作用于制动室；非自动驾驶需要执行第一刹车动作时，请参见图2，控制第一阀门5关闭第二主管路2与大气的连通状态，同时，控制第一阀门5开启第一支管3和第二主管路2的连通状态，空气经第一主管路1、第一支管3和第二主管路2至制动室，以执行第一刹车动作。可以理解，第一阀门5可以直接与刹车踏板机械连接，通过控制刹车踏板的踩踏深度，控制刹车力大小，解除第一刹车动作时，通过刹车踏板的回位弹簧驱使第一阀门回位至初始状态。其中，非自动驾驶包括人工驾驶和遥控驾驶等。
50.请参见图3，图中箭头表示气路的流经方向，执行第二刹车动作时，关闭第三阀门7，空气不能经第一支管3流通至第二主管路2，控制第二阀门6开启，空气经第一主管路1、第二支管4和第二主管路2至制动室，以执行第二刹车动作。解除第二刹车动作时，请参见图4，第三阀门7开启，制动室与大气连通，执行第二刹车动作用于制动室的空气压力得到释放，以解除第二刹车动作。其中，执行第二刹车动作时，第二阀门6和第三阀门7的开度和控制时序，通过控制单元7进行控制。
51.可以理解，第三阀门7可以为多种形式。例如止回阀类结构，通过一阀片控制开闭，阀片的边沿设置一缓冲弹簧，在执行完第一刹车动作后，通过缓冲弹簧缓慢回位，缓慢回位的过程中释放制动室内的气压，以解除第一刹车动作。执行第二刹车动作时，在气压反推的作用下阀片关闭，以执行第二刹车动作，需要解除第二刹车动作时，控制单元7通过一电机控制阀片偏转，释放制动室内的气压，再回位至初始状态。
52.需要说明的是，执行第一刹车动作和第二刹车动作，可以根据车辆的配置情况对进行车载智能控制及非车载控制。
53.进行车载智能控制时，活塞与刹车连杆或刹车踏板机械连接，执行第一刹车动作或第二刹车动作时，流体作用于活塞带动刹车连杆或刹车踏板移动，移动过程中刹车动作信号发送至车辆ecu(electronic control unit，电子控制器单元)，车辆ecu根据刹车动作信号对应控制刹车卡钳，以实现刹车动作的精准控制。非车载控制时，第一刹车动作和第二刹车动作的执行不通过车辆ecu，活塞直接作用于刹车卡钳。可以理解，非车载控制时，第一刹车动作依据非自动驾驶的操控，以调整第一阀门5的开度大小，使车辆以不同的急缓状态完成刹车动作，以实现刹车踏板与第一阀门5的联动。同理，第二刹车动作的执行可以依据自动驾驶的控制。因此，通过第一阀门5或第二阀门6开启的开度大小可以对应控制刹车力的大小。
54.第二阀门6和第三阀门7可以为电动阀门，控制单元8可以为继电器或集成有单片机的控制电路板，控制单元8可以由车辆的自动驾驶系统发送指令控制，以对第二阀门6和第三阀门7的开度进行控制；当然，控制单元8也可自行控制第二阀门6的开度。控制单元8采用继电器时，继电器的常开端分别连接电动阀门的供电端和供电电源，继电器的控制端接收自动驾驶系统的控制指令。需要执行第二刹车动作时，控制继电器吸合使电动阀门上电，
第二阀门6打开，第三阀门7关闭，流体经第二支管4至车辆的刹车卡钳，以执行第二刹车动作。自动驾驶执行第二刹车动作的时机，根据车辆的周边环境进行判断，周边环境可以通过自动驾驶系统的车载雷达或摄像头获取。
55.需要说明的是，车辆执行第一刹车动作和第二刹车动作，根据非自动驾驶和自动驾驶的状态不同时控制执行。在自动驾驶不工作的时候，此时可以为人工驾驶模式，控制单元8关闭第二阀门6，整个气路只受脚刹的控制。在自动驾驶不工作时，不影响人工驾驶。
56.需要进一步说明的是，在车辆的配置情况仅能对第一刹车动作和第二刹车动作进行非车载控制，第一刹车动作和第二刹车动作的执行不通过车辆ecu，在人工驾驶时，第一刹车动作的刹车力依靠驾驶员踩踏刹车踏板的深度控制，为减少刹车过程中车辆轮胎动态抱死的情况发生，驾驶员根据驾驶经验可以人工控制点刹；但执行自动驾驶的第二刹车动作，直接开启第二阀门6，持续的恒定流量供应，会导致流体持续作用于刹车卡钳的活塞，刹车卡钳的刹车片持续夹住刹车盘，必然导致车辆轮胎动态抱死，造成第二刹车动作存在车辆甩尾的风险。所以在该状态下需要对第二支管4的流量进行可变化的调控，本领域技术人员可以理解，通过控制单元8控制第二阀门6以一定频率的开闭可以解决该问题。
57.为以更好的方式解决上述问题，本发明实施例中的第二阀门6选用蝶阀，蝶阀的阀杆可周向旋转，蝶阀的开闭主要依靠阀杆带动阀板旋转实现，阀板为一圆盘形，阀杆带动阀板在阀体内绕其自身的轴线旋转，可以达到启闭或调节流量的目的。为达到流量可变化调控的目的，阀杆的一端安装从动齿轮；蝶阀上安装一驱动电机，驱动电机上安装与从动齿轮啮合的主动齿轮，驱动电机电连接控制单元8，控制单元8为集成有单片机的控制电路板。执行第二刹车动作时，单片机控制驱动电机以额定转速旋转，以带动阀板在阀体中旋转，阀板旋转至与第二支管4的长度方向平行时，开度最大，第二刹车动作的刹车力对应最大；阀板旋转至与第二支管4的长度方向垂直时，刹车力对应最小。在执行第二刹车动作时，阀板在阀体中持续旋转，第二支管4的流体流量按规律波动变化，以避免执行第二刹车动作时发生车辆轮胎动态抱死。当然，驱动电机的转速还可以通过控制单元8控制发出不同占空比的pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)进行调节，使阀板在旋转一圈(或称360
°
)的过程中对应不同的转速。其中，转速可以通过标定试验的结果进行选取，在此不再赘述。该种实施方式结构简单、成本较低，且对车辆的刹车距离影响较小。
58.当然，在本发明实施例中，第二阀门6也可以其他类型的阀门。
59.在一种可选的实施例中，第一阀门5为三通阀；第二阀门6为常闭型电控流量阀；第三阀门7为常开型电控流量阀。
60.具体的，第一阀门5选用三通阀，其中一端用于释放制动室的压力，利用三通阀阀芯的转动角度控制对应的连通状态。常闭型电控流量阀在不进行控制开启时为闭合状态，对于车辆的驾驶控制，通常需要优先保障人工驾驶，根据实际需求和路况选择自动驾驶。第二阀门6采用常闭型电控流量阀，在自动驾驶出现故障时，第二阀门6为关闭状态，仍可保障人工驾驶不受影响，提高了第二阀门6的适用性；同时，常闭型电控流量阀在未进行自动驾驶时，无功耗产生。此外，选用常闭型电控流量阀还具有控制灵敏度高，具有较好的气密性，且安全可靠，调试简便，使用寿命长等优点。同理，第三阀门7选用常开型电控流量阀，同样具有上述优点。
61.在一种可选的实施例中，控制单元8包括：
62.控制电路板，与第二阀门6和第三阀门7连接，用于控制第二阀门6和第三阀门7的开度。
63.对于常闭型电控流量阀，采用控制电路板可以更精准控制第二阀门6的开度，不同的开度对应流经第二管路的流体流量，以精准控制第二刹车动作的执行。当然，也可以选用设有流量计的第二阀门6，控制电路板获取流量计反馈的流量值，对应控制第二阀门6的开度。
64.在一种可选的实施例中，流体为如下任意一种：
65.空气和液压油。
66.具体的，空气通过空气压缩机压缩后以一定的压力储存于储气罐内，储气罐连通第一主管路；液压油通过液压站供应至第一主管路。空气和液压油选取的方式，可以根据车辆的实际情况进行灵活选取。例如对于质量较小的轻型车辆可以选用空气作为流体，空气粘度小，在管类的流动阻力小，便于远距离传输，与液压油相比，气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易堵塞；对于质量较大的重型车辆可以选用液压油作为流体，液压推力大，布置简单，易于借助溢流阀实现过载保护，同时液压件能够实现自动润滑，因此使用寿命更长。
67.需要说明的是，流体选用液压油时，第一阀门5选用三通阀，三通阀其中的一端连接一分油箱，解除第一刹车动作或第二刹车动作时，液压油流至分油箱暂存，待液位达到目标高度时，通过一油泵泵送至液压站的储油罐内，再经液压站加压执行第一刹车动作或第二刹车动作。
68.本发明实施例还提供了一种车辆控制方法，应用于车辆控制系统中，所述方法包括：
69.步骤10、在所述车辆自动驾驶状态时，根据所述车辆的刹车信号，控制开启所述第二阀门，关闭所述第三阀门7，对所述车辆执行所述第二刹车动作。
70.具体的，刹车信号可以通过车载雷达或摄像头获取。车载雷达通过发射脉冲与回波脉冲之间的时间差获取车辆的距离，根据该距离确定是否执行第二刹车动作；摄像头可以通过识别空间深度，获取车辆的距离。当然，刹车信号也可以基于现有的自动驾驶系统以其他方式获取。
71.在一种可选的实施例中，根据车辆的刹车信号，控制开启第二阀门，包括：
72.步骤10.1、根据刹车信号的第一安全距离，关闭第三阀门7，调节第二阀门至第一开度，以控制车辆的刹车距离；其中，第一安全距离为车辆由行驶刹车至静止过程不发生碰撞的距离。
73.具体的，刹车距离是衡量车辆的刹车性能的关键性参数之一，是在车辆处于某一时速的情况下，从开始制动到汽车完全静止时，车辆所驶过的路程。特别是进行紧急刹车时，缩小刹车距离至关重要。在自动驾驶状态，第二刹车动作的执行通过车辆ecu时，为保证刹车距离最小，控制第一开度直接开启为第二阀门的流量最大值，车辆ecu按车辆配置的最大刹车力执行第二刹车动作，可以理解，车辆ecu通常会根据配置的abs(antilock brake system，制动防抱死系统)执行第二刹车动作，以控制车辆刹车过程的稳定性。第二刹车动作的执行不通过车辆ecu时，为保证车辆及驾乘人员的安全性，控制第一开度匹配第一安全距离，以在执行第二刹车动作时，具有足够的刹车力刹停车辆。其中，第一开度可以根据车
辆由行驶刹车至静止过程的速度变化自适应调节；或根据车辆与刹停位置的距离变化自适应调节；当然，也可以综合速度变化和距离变化自适应调节，以保障在第一安全距离内将车辆刹车至静止即可。可以理解，车辆静止停放，第二阀门仍然保持一定的开度，使一定的刹车力作用于刹车盘上，使车辆保持持续静止。调节第二阀门至第一开度保障了车辆及驾乘人员的安全性。
74.需要说明的是，车辆在跟车行驶或其他方式行驶过程中，不需要将车辆刹车至完全静止，可以根据刹车信号以对第二阀门调节至其他开度。
75.在一种可选的实施例中，根据车辆的刹车信号，控制开启第二阀门，还包括：
76.步骤10.2、根据刹车信号的第二安全距离，关闭第三阀门7，调节第二阀门至第二开度，以控制车辆的加速度；其中，第二安全距离为车辆由行驶刹车至非静止过程中不发生碰撞的距离。
77.具体的，车辆在行驶过程中，车辆加速度的变化将影响驾乘人员的舒适性，即车辆加速度变化的越慢，乘客的越舒适越好；加速度变化的越快，乘客的越舒适越差。刹车过程中，车辆的加速度是刹车装置夹持刹车盘的松紧程度决定的，第二阀门开度波动越大，夹持刹车盘的夹持力越大，加速度变化越大；反之越小。
78.在执行第二刹车动作的过程中，调节第二阀门至第二开度，以控制车辆的加速度，可兼顾控制刹车的安全性和舒适性。其中，第二开度同样可以根据车辆刹车过程的速度变化自适应调节。
79.步骤11、在所述车辆处于非自动驾驶状态时，控制关闭所述第二阀门，开启所述第三阀门7。
80.具体的，处于非自动驾驶状态时，非紧急情况不通过开启第二阀门执行刹车动作，因此对第二阀门进行关闭，第三阀门7打开。
81.基于与控制方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种车辆控制装置，应用于上述实施例任一所述的车辆控制系统中，所述装置包括：
82.第一控制模块101，用于在所述车辆自动驾驶状态时，根据所述车辆的刹车信号，控制开启所述第二阀门，关闭所述第三阀门7，对所述车辆执行所述第二刹车动作；
83.第二控制模块102，用于在所述车辆处于非自动驾驶状态时，控制关闭所述第二阀门，开启所述第三阀门7。
84.在一种可选的实施例中，所述第一控制模块包括：
85.第一控制子模块，用于根据所述刹车信号的第一安全距离，关闭所述第三阀门7，调节所述第二阀门至第一开度，以控制所述车辆的刹车距离；其中，所述第一安全距离为车辆由行驶刹车至静止过程中不发生碰撞的距离；
86.第二控制子模块，用于根据所述刹车信号的第二安全距离，关闭所述第三阀门7，调节所述第二阀门至第二开度，以控制所述车辆的加速度；其中，所述第二安全距离为车辆由行驶刹车至非静止过程中不发生碰撞的距离。
87.基于与控制方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括上述实施例任一所述的车辆控制系统。
88.本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
89.通过第一支管和第二支管并行连通第一主管路和第二主管路，以第一阀门执行非
自动驾驶对车辆的第一刹车动作；以第二阀门执行自动驾驶对车辆的第二刹车动作，实现车辆刹车动作的自动控制。控制系统和控制方法以不同的驾驶状态切换更简单，所需零部件少，降低了实施的成本，且占据车辆的空间小，尤其对于现有的出厂车辆更易于进行实施自动控制的改装。
90.由于本实施例所介绍的电子设备为实施本技术实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，故而基于本技术实施例中所介绍的信息处理的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本技术实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本技术实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，都属于本技术所欲保护的范围。