CN117885708A - 一种线控制动*** - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种线控制动***,涉及车辆制动技术领域。其包括主控制器、复合控制模块、执行控制模块;复合控制模块包括冗余控制器,每个执行控制器均电连接有制动执行器,主控制器、复合控制模块及执行控制模块通过车载网络建立通讯。由主控制器基于最终制动请求执行车辆制动功能,主控制器发出指令给所有的执行控制器,由执行控制器控制其对应的制动执行器,以制动车辆;在主控制器失效时,由冗余控制器实现车辆降级制动功能,并控制执行控制模块中所有的有效的执行控制器,然后执行控制器控制其对应的制动执行器来制动车轮,以制动车辆;通过仅增加一个冗余控制器既实现了在制动***内实现冗余,又未增加***的复杂度与制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及车辆制动技术领域,具体涉及一种线控制动***。
背景技术
现代车辆制动***中,每个单独的车轮均设置有机电制动制动器单元,这种制动***被称为“线控制动”***。
目前,在线控制动***中,制动踏板仅用于询问车辆驾驶员的制动需求,基于该制动需求,然后借助于一个或多个电子控制单元来激活这些单独的制动器单元,在制动踏板与制动器单元之间没有机械连接。由于制动***是车辆的重要安全装置,所以通常需要在制动***内冗余地增加至少某些部件或实现某些功能,使得制动***即使在发生故障或存在缺陷的情况下也能可靠地运行。业内一般会通过机械装置来提供冗余,如通过附加的液压制动装置来作为制动***的备用选项,但是这样会使制动***更加复杂、成本更高,同时还会占用更多结构空间并增加了车辆的重量。
因此,亟需一种即可实现制动***冗余,又不会大幅提高制动***复杂度和成本的技术。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种线控制动***,以解决现有技术中为实现制动***冗余而造成制动***复杂度较高的问题。
本申请提供了一种线控制动***,包括:
主控制器,用于根据最终制动请求执行车辆制动功能;
复合控制模块,其包括冗余控制器,所述冗余控制器用于在所述主控制器失效时执行车辆降级制动功能;
执行控制模块,其包括至少一个执行控制器;
其中,每个所述执行控制器均电连接有制动执行器,所述制动执行器用于制动车轮;
所述主控制器、所述复合控制模块及所述执行控制模块通过车载网络建立通讯。
进一步的,所述复合控制模块包括执行控制器。
进一步的,所述制动***还包括综合采集模块,其包括各个车轮的轮速传感器、运动传感器。
进一步的,所述制动***还包括踏板传感器及冗余踏板传感器,所述踏板传感器及所述冗余踏板传感器均与制动踏板电连接,所述踏板传感器与所述主控制器电连接,所述冗余踏板传感器与所述复合控制模块电连接;
所述制动***还包括踏板合理性检测模块,用于检测所述踏板传感器及所述冗余踏板传感器两者所发出的信号是否合理,并基于该检测结果输出驾驶员制动请求信号。
进一步的,所述制动***还包括综合制动请求模块,用于计算所述驾驶员制动请求信号和外部制动请求信号,并输出所述最终制动请求信号;
其中,所述外部制动请求信号来自车辆所处的外部环境。
进一步的,所述制动***还包括制动力矩计算及分配模块,用于至少接收所述最终制动请求信号和车身状态信号。
进一步的,当所述主控制器、所述复合控制模块以及所述执行控制模块均有效时,所述制动***还同时接收所有的轮速传感器信号及运动传感器信号,所述制动力矩计算及分配模块计算出车轮制动力矩请求、能量回收制动力矩请求和制动信号灯请求。
进一步的,当所述主控制器失效、复合控制模块以及执行控制模块均有效时,所述制动***仅接收所述最终制动请求信号和所述车身状态信号,所述制动力矩计算及分配模块计算出车轮制动力矩请求及制动信号灯请求。
进一步的,当所述主控制器有效、所述复合控制模块失效、所述执行控制模块中至少一个所述执行控制有效;
或者,
所述主控制器有效、所述复合控制模块有效、所述执行控制模块中至少一个所述执行控制器失效时;
所述制动***还同时接收所有的轮速传感器信号及运动传感器信号,所述制动力矩计算及分配模块计算出车轮制动力矩请求、能量回收制动力矩请求和制动信号灯请求。
进一步的,所述最终制动请求信号中包含的最终制动请求值不大于第一设定值。
进一步的,所述最终制动请求信号中包含的最终制动请求值不大于第二设定值。
进一步的,所述制动***还包括VCU控制器以及能量回收制动力矩模块,所述能量回收制动力矩模块接收所述能量回收制动力矩请求,并再次输出所述能量回收制动力矩请求,所述VCU控制器接收所述再次输出的所述能量回收制动力矩请求,以实现能量回收功能。。
本发明上述一个或多个实施例,至少具有如下一种或多种有益效果:
由主控制器实现全部控制功能,并基于最终制动请求执行车辆制动功能,主控制器发出指令给所有的执行控制器,由执行控制器控制其对应的制动执行器,以制动车辆;在主控制器失效时,由冗余控制器实现车辆降级制动功能,并控制执行控制模块中所有的有效的执行控制器,然后执行控制器控制其对应的制动执行器来制动车轮,以制动车辆;通过仅增加一个冗余控制器既实现了在制动***内实现冗余,又未增加***的复杂度与制造成本。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
参照附图,本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于说明的目的,而并非意在对本发明的保护范围组成限制。此外,图中类似的数字用以表示类似的部件,其中:
图1为本申请实施例提供的线控制动***的架构示意图;
图2为本申请实施例提供的线控制动***内各元件的连接关系示意图;
图3为本申请实施例提供的车辆制动功能交互示意图;
图4为本申请实施例提供的主控制器失效时制动功能交互的示意图;
图5为本申请实施例提供的复合控制模块失效时制动功能交互的示意图;
图6为本申请实施例提供的任意执行控制器失效时制动功能交互的示意图。
附图标记:1、复合控制模块;2、执行控制模块;3、综合采集模块。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的一些实施例。本领域技术人员应当理解的是,这些实施例仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。
如背景技术所述,由于制动***是车辆的重要安全装置,因此通常需要在制动***内冗余地增加至少某些部件或实现某些功能,使得制动***即使在发生故障或存在缺陷的情况下也能可靠地运行。目前业内有相当一部分厂家是通过附加的机械装置来作为制动***中备用选项,但是这样会使制动***变得更加复杂、同时还会带来高生产成本、车辆质量过重及车辆体积较大的问题。
为解决现有技术中的上述一个或多个技术问题,本申请创造性的提出了一种线控制动***,由主控制器实现全部控制功能,并基于最终制动请求执行车辆制动功能,主控制器发出指令给所有的执行控制器,由执行控制器控制其对应的制动执行器,以制动车辆;在主控制器失效时,由冗余控制器实现车辆降级制动功能,并控制执行控制模块中所有的有效的执行控制器,然后执行控制器控制其对应的制动执行器来制动车轮,以制动车辆;通过仅增加一个冗余控制器既实现了在制动***内实现冗余,又未增加***的复杂度与制造成本。
以下将通过具体实施例对本发明进行具体阐述。
参照图1及图2所示,该制动***包括主控制器、复合控制模块1、执行控制模块2,三者之间通过车载网络建立通讯。
在本实施例中,车载网络为CAN通讯网络。本实施例中附图中的“M”均表示电机。
主控制器,用于根据最终制动请求执行车辆制动功能;复合控制模块1包括冗余控制器,冗余控制器用于在主控制器失效时执行车辆降级制动功能。执行控制模块2包括至少一个执行控制器,每个执行控制器均电连接有制动执行器,制动执行器用于制动车轮。
具体地,当驾驶员驾驶车辆时,驾驶员根据需要对车辆进行主动制动或者受外界影响而车辆自身会对其进行被动制动。此时,这些操作或环境变化会传递给主控制器并进行处理,最终转化为最终制动请求,而后主控制器根据最终制动请求执行车辆制动功能,主控制器发出命令给复合控制模块1及执行控制模块2,然后所有的执行控制器接收命令,接着执行控制器控制其对应的制动执行器对车辆实施夹紧力以制动车轮,从而制动车辆。而当主控制器失效时,冗余控制器会替代主控制器执行车辆降级制动功能,即冗余控制器发出指令给所有的执行控制器,并由执行控制器控制制动执行器对车轮施加夹紧力以制动车轮,从而制动车辆。
需要说明的是,在实际生产制造中,考虑到主控制器的生产制造成本,冗余控制器的生产制造并不会完全替代主控制器;“降级”意味着冗余控制器至少可以实现车辆制动功能中的基础功能,即制动车辆。
进一步的,复合控制模块1包括执行控制器。通过将执行控制器与冗余控制器集成至一个结构内,既可以实现车辆制动功能的冗余,又可以节省安装所需空间。
参照图1及图2所示,在本实施例中,车辆为四轮轿车,四个车轮可根据方位划分为前左、前右、后左及后右。相应地,执行控制器有四个,对应四个车轮,每个车轮对应一个执行控制器。执行控制模块2包括三个执行控制器,复合控制模块1包括一个执行控制器;具体地,前左车轮对应执行控制器命名为前左(FL)执行控制器,前右车轮对应复合控制模块1中的执行控制器,并命名为前右(FR)执行控制器,后左车轮对应执行控制器命名为后左(RL)执行控制器,后右车轮对应执行控制器命名为后右(RR)执行控制器。
进一步的,***还包括综合采集模块3,其包括各个车轮的轮速传感器、运动传感器。将轮速传感器及运动传感器分别在四个车轮上各安装一个,以获取车轮的轮速和运动状态信号。
进一步的,***还包括踏板传感器及冗余踏板传感器,踏板传感器及冗余踏板传感器均与制动踏板电连接,以便驾驶员在对制动踏板操作时,踏板传感器及冗余踏板传感器两者可以同时接收到信号。踏板传感器与主控制器电连接,冗余踏板传感器与复合控制模块1电连接。
参照图3所示,***还包括踏板合理性检测模块,用于检测踏板传感器及冗余踏板传感器两者所发出的信号是否合理,并基于该检测结果输出驾驶员制动请求信号。
具体地,当驾驶员对制动踏板进行操作时,踏板传感器及冗余踏板传感器同时感受到操作;其中,踏板传感器将信号直接发给主控制器,而冗余踏板传感器则将其信号通过冗余控制器转发给主控制器。而实际上两个信号是相同的,故当踏板合理性检测模块接收到两个信号时,即可以判定检测结果是合理的,然后输出踏板合理性检测结果作为驾驶员制动请求信号。
进一步的,***还包括综合制动请求模块,用于计算驾驶员制动请求信号和外部制动请求信号,并输出最终制动请求信号。
其中,外部制动请求信号来自车辆所处的外部环境。
具体地,在车辆行驶过程中,受车辆外部驾驶环境的影响,车辆自身会主动判断是否需要制动,外部驾驶环境等因素会变成车辆的外部制动请求信号。驾驶员制动请求信号和外部制动请求信号两者均由综合制动请求模块接收,并进行相关的计算,然后输出最终制动请求。
进一步的,参照图3所示,***还包括制动力矩计算及分配模块,用于至少接收最终制动请求信号和车身状态信号。
需要说明的是,在本实施例中,***中相关计算模块皆内置于主控制器内;若主控制器失效,冗余控制器内置有相关的计算模块。
示例性的,当主控制器、复合控制模块1以及执行控制模块2均有效时,***还同时接收四轮的轮速传感器信号及运动传感器信号,来实现制动请求功能、能量回收功能请求功能、ABS功能和ESC功能,并计算出车轮制动力矩请求、能量回收制动力矩请求和制动信号灯请求。
进一步的,***还包括VCU控制器以及能量回收制动力矩模块,能量回收制动力矩模块接收能量回收制动力矩请求,并再次输出能量回收制动力矩请求,VCU控制器接收再次输出的能量回收制动力矩请求来实现能量回收功能。
***还包括制动信号灯请求模块,其接收制动信号灯请求,并再次输出制动信号灯请求给制动信号灯,以使制动信号灯亮起。
***还包括四轮制动夹紧力计算模块,其接收四轮制动力矩请求后,再通过整车四轮制动参数计算出四轮制动夹紧力请求。FR执行控制器、FL执行控制器、RR执行控制器及RL执行控制器执行四轮制动夹紧力请求,然后分别控制其对应的制动执行器来实现行车制动。
示例性的,参照图4所示,当主控制器失效,复合控制模块1以及执行控制模块2均有效时,***仅接收最终制动请求信号和车声状态信号,制动力矩计算及分配模块计算出车轮制动力矩请求及制动信号灯请求。
进一步的,最终制动请求信号中包含的最终制动请求值不大于第一设定值。在本实施例中,第一设定值为3m/s2。
其中,复合控制模块1接收冗余踏板传感器的信号,踏板合理性检测模块对踏板信号进行合理性检测,只要检测到踏板信号即为合理,并输出踏板合理性检测结果作为驾驶员制动请求信号。
在主控制器失效的情况下,***无法获取踏板传感器信号、四轮的轮速传感器信号、运动传感器信号,并且外部制动请求信号被禁用。故综合制动请求模块仅接收驾驶员制动请求信号,并限制最终制动请求值不大于第一设定值,然后输出最终制动请求信号。
制动力矩及分配模块接收最终制动请求信号,同时接收车身状态信号来实现车辆降级制动请求功能;当主控制器失效时,降级制动请求功能以固定比例分配四轮的制动力矩请求,最终计算出四轮制动力矩请求、制动信号灯请求。
制动信号灯请求模块接收制动信号灯请求,并再次输出制动信号灯请求给制动信号灯,以使制动信号灯亮起。
四轮制动夹紧力计算模块接收四轮制动力矩请求后,再通过整车四轮制动参数计算出四轮制动夹紧力请求。FR执行控制器、FL执行控制器、RR执行控制器及RL执行控制器执行四轮制动夹紧力请求,然后分别控制其对应的制动执行器来实现行车制动。
示例性的,参照图5及图6所示,当主控制器有效、复合控制模块1失效、执行控制模块2中至少一个执行控制器有效时;
或者,
主控制器有效,复合控制模块1有效、执行控制模块2中至少一个执行控制器失效时;
***还同时接收多个轮的轮速传感器信号和运动传感器信号,制动力矩计算及分配模块计算出车轮制动力矩请求、能量回收制动力矩请求和制动信号灯请求。
其中,多个的数量少于四个,在本实施例中为3个。
进一步的,最终制动请求信号中包含的最终制动请求值不大于第二设定值。在本实施例中,第二设定值为6m/s2。保证车辆在上述情况下仍能保持较好的制动性能,使车辆可以达到制动要求。
参照图5所示,当主控制器失效、复合控制模块1失效、执行控制模块2中至少一个执行控制器有效时;主控制器仅接收到踏板传感器的信号,并禁用外部制动请求信号。
参照图6所示,当主控制器有效、复合控制模块1有效、执行控制模块2中至少一个执行控制器失效时;主控制器接收踏板传感器的信号以及由复合控制模块1转发的冗余踏板传感器的信号,并禁用外部制动请求信号。
需要说明的是,在上述两种情况下,制动力矩计算及分配模块接收最终制动请求信号,同时接收多个车轮的轮速传感器信号、运动传感器信号和车身状态信号,来实现车辆降级制动请求功能、能量回收功能请求功能和降级ABS功能,最终计算出多个车轮制动力矩请求、能量回收制动力矩请求以及制动信号灯请求。
在本实施例中,制动执行器包括电机,每个执行控制器均与其对应的制动执行器的电机电连接,同时还电连接有夹紧力传感器和电机角度传感器。。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (12)
1.一种线控制动***,其特征在于,所述制动***包括:
主控制器,用于根据最终制动请求执行车辆制动功能;
复合控制模块,其包括冗余控制器,所述冗余控制器用于在所述主控制器失效时执行车辆降级制动功能;
执行控制模块,其包括至少一个执行控制器;
其中,每个所述执行控制器均电连接有制动执行器,所述制动执行器用于制动车轮;
所述主控制器、所述复合控制模块及所述执行控制模块通过车载网络建立通讯。
2.根据权利要求1所述的线控制动***,其特征在于,所述复合控制模块包括执行控制器。
3.根据权利要求1所述的线控制动***,其特征在于,所述制动***还包括综合采集模块,其包括各个车轮的轮速传感器、运动传感器。
4.根据权利要求3所述的线控制动***,其特征在于,所述制动***还包括踏板传感器及冗余踏板传感器,所述踏板传感器及所述冗余踏板传感器均与制动踏板电连接,所述踏板传感器与所述主控制器电连接,所述冗余踏板传感器与所述复合控制模块电连接;
所述制动***还包括踏板合理性检测模块,用于检测所述踏板传感器及所述冗余踏板传感器两者所发出的信号是否合理,并基于该检测结果输出驾驶员制动请求信号。
5.根据权利要求4所述的线控制动***,其特征在于,所述制动***还包括综合制动请求模块,用于计算所述驾驶员制动请求信号和外部制动请求信号,并输出所述最终制动请求信号;
其中,所述外部制动请求信号来自车辆所处的外部环境。
6.根据权利要求5所述的线控制动***,其特征在于,所述制动***还包括制动力矩计算及分配模块,用于至少接收所述最终制动请求信号和车身状态信号。
7.根据权利要求6所述的线控制动***,其特征在于,当所述主控制器、所述复合控制模块以及所述执行控制模块均有效时,所述制动***还同时接收所有的轮速传感器信号及运动传感器信号,所述制动力矩计算及分配模块计算出车轮制动力矩请求、能量回收制动力矩请求和制动信号灯请求。
8.根据权利要求6所述的线控制动***,其特征在于,当所述主控制器失效、复合控制模块以及执行控制模块均有效时,所述制动***仅接收所述最终制动请求信号和所述车身状态信号,所述制动力矩计算及分配模块计算出车轮制动力矩请求及制动信号灯请求。
9.根据权利要求6所述的线控制动***,其特征在于,当所述主控制器有效、所述复合控制模块失效、所述执行控制模块中至少一个所述执行控制有效;
或者,
所述主控制器有效、所述复合控制模块有效、所述执行控制模块中至少一个所述执行控制器失效时;
所述制动***还同时接收所有的轮速传感器信号及运动传感器信号,所述制动力矩计算及分配模块计算出车轮制动力矩请求、能量回收制动力矩请求和制动信号灯请求。
10.根据权利要求8所述的线控制动***,其特征在于,所述最终制动请求信号中包含的最终制动请求值不大于第一设定值。
11.根据权利要求9所述的线控制动***,其特征在于,所述最终制动请求信号中包含的最终制动请求值不大于第二设定值。
12.根据权利要求8或9所述的线控制动***,其特征在于,所述制动***还包括VCU控制器以及能量回收制动力矩模块,所述能量回收制动力矩模块接收所述能量回收制动力矩请求,并再次输出所述能量回收制动力矩请求,所述VCU控制器接收所述再次输出的所述能量回收制动力矩请求,以实现能量回收功能。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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