CN107792033B - 线控制动(brake-by-wire)系统 - Google Patents

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Abstract

一种包含被构造成控制所述车辆相应车轮的制动的若干个制动组件的车辆。这些制动组件包括集成有智能致动器单元的第一制动组件，该智能致动器单元包括第一致动器控制器以及被构造成调节施加到与第一制动组件连接的第一车轮的制动力的第一机电致动器。第二制动组件不包括致动器控制器，并且在其中安装有被构造成调节施加到与第二制动组件连接的第二车轮的制动力的第二机电致动器。至少一个电子致动器驱动器单元远离第一和第二制动组件设置，并且被构造成响应于从第一致动器控制器接收到的数字命令信号而输出驱动第一和第二机电致动器的大功率信号。

Description

线控制动(BRAKE-BY-WIRE)系统
技术领域
本发明涉及车辆制动系统，具体地，涉及含有线控制动(BBW)系统的车辆。
背景技术
目前工业汽车趋向于减少车辆整体机械部件的数量，降低整体车辆重量，这有助于线控系统应用的发展，通常称之为线控-X系统。受到越来越多关注的一种这类线控-X系统便是线控制动(BBW)系统，有时也称之为电子制动系统(EBS)。
与常规机械制动系统不同，线控制动(BBW)系统通过由车载处理器/控制器产生，或从车辆外部的来源接收到的电信号来驱动一个或多个车辆制动部件。在一些系统中，线控制动系统通过替代常规的，带有电气基础系统以执行基本制动功能的，基于液压液的行车制动系统来产生效果。这种系统通常设置有可以进行液压操作的手动启动备用系统。
因为线控制动(BBW)系统通常移除了车辆驾驶员和制动控制单元之间的任何直接的机械联动装置和/或液压传力途径，所以可以集中更多注意力在设计线控制动(BBW)控制系统和控制架构上，以确保可靠和稳健的运行。已经实行了各种设计技术来提高线控制动(BBW)系统的可靠性，包括，例如冗余，对非期望事件的容错(例如，影响控制信号，数据，硬件，软件，或该系统其他元件的事件)，故障监测，以及恢复。已经在线控制动控制系统中使用的用于提供容错的一种常规的设计方法包括能够用作制动车辆替代装置的机械备用系统。
发明内容
根据一个非限制性实施例，提供了一种包含被构造成控制车辆相应车轮的制动的若干个制动组件的车辆。这些制动组件包括集成有智能致动器单元的第一制动组件，该智能致动器单元包括第一致动器控制器，以及被构造成调节施加到与第一制动组件连接的第一车轮的制动力的第一机电致动器；第二制动组件，不包含致动器控制器，而在其中安装有被构造成调节施加到与该第二制动组件连接的第二车轮的制动力的第二机电致动器。至少一个电子致动器驱动器单元远离第一和第二制动组件设置，并且被构造成响应从第一致动器控制器接收到数字命令信号，输出驱动第一和第二机电致动器的大功率信号。
根据另一个非限制性实施例，提供了一种车辆，其包括容错型电子线控制动(BBW)系统。该车辆包括被配置成控制该车辆各车轮制动的若干个制动组件。该若干个制动组件包括第一组制动组件和第二组制动组件。该第一组制动组件均集成有包含电子致动器控制器和机电致动器的电子智能致动器单元。该第二组制动组件均不包含电子致动器控制器，而具有安装在其中的从动机电致动器。该车辆还包括远离制动组件设置的第一和第二致动器驱动器单元。该第一和第二致动器驱动器单元与第一组制动组件的各个机电致动器和第二组制动组件的各个从动机电致动器电气连通。
根据另一个非限制性实施例，一种控制容错型电子线控制动(BBW)系统的方法，包括，在第一智能制动组件上集成包含第一电子致动器控制器和第一机电致动器的第一智能致动器单元，在第一从动制动组件上集成不包含电子致动器控制器的第一从动机电致动器。该方法还包括经由第一电子致动器控制器，输出启动远离第一智能制动组件和第一从动制动组件设置的第一致动器驱动器单元的第一数字命令信号。响应于该第一数字命令信号，第一致动器驱动器单元输出控制与第一制动组件连接的第一车轮，以及与第一从动制动组件连接的第二车轮的大功率驱动信号。
通过结合附图，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点可以显而易见的从以下详细描述中得出。
附图说明
其他特征和细节仅作为示例在以下实施例的详细描述中示出，参考附图的详细描述中：
图1为实施例中具有容错型线控制动(BBW)机构的车辆的俯视示意图；
图2示出了包含致动器控制器的智能致动器单元与从动机电致动器电气连通；
图3A为一个非限制性实施例中基于分裂型电子制动系统(EBS)控制器拓扑结构的容错型线控制动(BBW)系统的示意图；
图3B为另一个非限制性实施例中基于分裂型电子制动系统(EBS)控制器拓扑结构的容错型线控制动(BBW)系统的示意图；
图3C为一个非限制性实施例中基于全电子制动系统(EBS)控制器拓扑结构的容错型线控制动(BBW)系统的示意图；以及
图4为一个非限制性实施例中示出控制容错型线控制动(BBW)系统的方法的流程图。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意在限制本发明，以及本发明应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件及特征。
各种非限制性实施例中提供了一种包含至少一个智能制动组件以及至少一个从动制动组件的容错型线控制动(BBW)系统。该智能制动组件包括与电子致动器控制器以及机电致动器集成在一起的智能制动致动器单元，而该从动制动组件不包含致动器控制器，但仍包含本领域普通技术人员所理解的机电致动器。根据一个非限制性实施例，集成有智能致动器单元的第一组制动组件称之为智能制动组件，而不包含电子致动器控制器的第二组制动组件称之为从动制动组件。
该线控制动(BBW)系统还包括远离(即外部)智能制动组件以及从动制动组件设置的一个或多个致动器驱动器单元。在安装有多个致动器驱动器单元的至少一个实施例中，各个致动器驱动器单元与相应的致动器控制器电气连接。这样，各个致动器控制器将单独的数字命令信号输出到相应的致动器驱动器单元。响应接收数字命令信号，致动器驱动器单元输出诸如高频开关大电流信号的大功率驱动信号，例如，该大功率驱动信号驱动包含在智能制动组件中的机电致动器，以及包含在从动机电制动组件中的从动机电致动器。在至少一个实施例中，各个致动器驱动单元能够驱动各个智能制动组件，以及各个从动制动组件中的机电致动器。将致动器驱动器单元远离(例如外部)制动组件设置使致动器控制器暴露于低水平的电磁兼容性(EMC)(例如，电磁能的产生，传播和接收)。由于开关大功率输出信号，致动器驱动器单元也会产生过热。因此，致动器驱动器单元远离制动组件设置也可以保护致动器控制器和机电致动器免受过高的温度。
现在参考图1，根据一个非限制性实施例，示出了一种车辆100，其包含被构造成电子控制车辆100制动的容错型线控制动(BBW)系统102。该车辆100由包含发动机104，变速器108，以及变速箱110的动力系统驱动。发动机104包括例如被构造成，通过车辆传动系统的各个部件，产生驱动前轮112a和112b以及后轮114a和114b的驱动转矩的内燃机104。各种类型的发动机104能够在车辆100中应用，例如，包含但不限于柴油发动机，汽油发动机，以及将内燃机与电动机组合的混合动力发动机。在不脱离本发明范围的情况下，也可将该容错型线控制动(BBW)系统在包含电动马达的电动汽车中使用。车辆传动系可理解为包括除发动机104之外的各种动力系统部件。根据一个非限制性实施例，发动机驱动转矩经由可旋转的曲轴(未示出)传递到变速器108。因此，提供给变速器108的转矩能够通过各种方式进行调节，包括例如通过本领域普通技术人员所理解的控制发动机104的运行。
该容错型线控制动(BBW)系统102包括踏板组件116，制动组件118a-118d(即制动模块)，一个或多个致动器单元120a-120d，一个或多个车轮传感器122a和122b，以及电子制动系统(EBS)控制器200。尽管示出了两个轮传感器122a和122b，但是应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以改变车轮传感器的数量，例如可以包含4个车轮传感器。在至少一个实施例中，如文中更详细的论述，致动器单元120a-120d包含与独立的硬件控制器一同使用的一个或多个智能致动器单元，以及不包含硬件控制器的一个或多个从动机电致动器单元。致动器单元120a-120d和/或传感器122a-122b能够经由通信数据总线在彼此间互通数据。数据可以通过通信接口进行传送，其包含但不限于FlexRayTM，以太网，以及基于消息的低功率接口，例如控制器局域网(CAN)总线。FlexRayTM是一种包含静态和动态构架的高速容错型时间触发协议。FlexRayTM可支持高达10Mbit/s的高数据速率。
踏板组件116包括制动踏板124，踏板力传感器126，以及踏板行程传感器128。踏板组件116能够由硬件和软件任意组合。例如，踏板组件116可以是像推入式液压制动系统的机械踏板一样的踏板模拟器。在至少一个实施例中，踏板组件116能够相对于电子布线和硬件计算机处理器独立进行操作，使得在省略传统踏板组件中能够找到的各种机械和/或液压部件的同时能够实现车辆制动。
如本领域普通技术人员所理解的，基于从踏板力传感器126以及踏板行程传感器128输出的相应信号，能够确定制动踏板行程和/或施加到制动踏板124的制动力。根据一个非限制性实施例，踏板力传感器126作为力/压力传感器或其他合适的被构造成或适应于精确检测，测量或其他用以确定通过车辆100的操作者施予制动踏板124的压力或力的力传感器使用。踏板行程传感器128可作为被构造成或适应于精确检测，测量或其他用以确定当制动踏板124被压下或启动时制动踏板124固定的运动范围上的相对位置和行进方向的踏板位置和距离传感器使用。
通过踏板力传感器126和踏板行程传感器128获得的可传送的或可转达的测量值或读数能够根据需要与存储在电子控制器的存储器中的一个或多个制动算法一起使用。来自踏板力传感器126和/或踏板行程传感器128的数据也可用于计算，选择和/或确定相应的制动请求或制动事件以响应从车轮传感器122a和122b输出的检测到的和记录的测量值或读数。基于所确定的制动请求或制动事件，电子制动系统(EBS)控制器200能够执行各种制动算法，速度计算，距离对制动计算等。此外，电子制动系统(EBS)控制器200能够控制各种制动机构或系统，例如，电子紧急刹车。
车轮传感器122a和122b能够提供各种类型的车辆数据，包括但不限于速度，加速度，减速度，相对于地面的车身角度，以及车轮滑转。在至少一个实施例中，该容错型线控制动(BBW)系统102包括设置在车辆100中各个位置处的一个或多个物体检测传感器129。物体检测传感器129被构造成检测车辆周围各种物体的运动和/或存在，其包括但不限于，周围车辆，行人，路牌，以及道路危险。物体检测传感器129能够基于车辆速度，接近车辆100的物体等来提供指示减慢和/或停止车辆的场景(例如，请求和/或需求)的数据。如文中更详细的讨论，为响应确定制动场景，对一个或多个制动组件118a-118d进行控制以减慢或停止车辆100。
根据至少一个实施例，该容错型线控制动(BBW)系统102还可包含隔离器模块(图1中未示出)和一个或多个电源(图1中未示出)。隔离器模块能够被构造成电气线路用以隔离信号线路(SLC)回路上的电路故障。隔离器模块还限制由于SLC回路上的电路故障(例如，接地短路，过压等)而可能导致的无法运行的模块或检测器的数量。根据一个非限制性实施例，如果发生电路故障，该隔离器模块能够自动地在SLC回路中造成开路(断开)以便将制动组件118a-118d与电路故障状况隔离。此外，如果发生电源故障，该隔离器模块可以在维持其余的电源的同时断开故障电源。这样，根据一个非限制性实施例，该容错型线控制动(BBW)系统102提供至少一个可以允许一个或多个制动组件118a-118d在容错型线控制动(BBW)系统102发生电路故障状况的情况下继续运行的容错特性。当电路故障状况被移除时，隔离器模块可以自动地将SLC回路的隔离部分例如，制动组件118a-118d重新连接到电源。
参考图2，根据一个非限制性实施例，图中所示出的集成在与第一车轮(例如，112a)连接的第一制动组件118a(即，智能制动组件118a)上的智能致动器单元203a与包含在与第二轮(例如，112b)连接的第二制动组件118b(即，从制动组件118b)中的从动机电致动器120b进行信号通信。尽管图2中示出了单个智能致动器单元(例如，203a)和单个从动机电致动器(例如，120b)，应当理解，在容错型线控制动(BBW)系统102中应用的其余智能致动器单元以及从动机电致动器应将以文中所述的相似方式运行。
智能致动器单元203a包括致动器控制器201a以及例如电子制动卡钳(e-caliper)120a的电子控制致动器120a。将致动器控制器201a和机电致动器120a集成为单个部件，能够在致动器控制器201a以及机电致动器120a之间提供快速，稳健且可诊断的通信，同时能够减少数据延迟以及减小总体车辆重量。此外，通过集成在其中的致动器控制器(例如，201a)，能够对一个或多个制动组件(例如，118a)进行独立控制。
致动器控制器201a包含硬件处理器和存储包括但不限于制动算法以及自我诊断算法的可执行指令的存储器。硬件处理器被构造成读取和执行存储在存储器中的指令来控制容错型线控制动(BBW)系统102。因此，响应于一个或多个制动事件，致动器控制器201a可以选择性地输出低功率数据命令信号(例如，低功率数字信号)。该数据命令信号可基于接口或传输信道例如，控制器局域网(CAN)总线通过低功率消息进行传递。如文中更详细的细节所述，数据命令信号启动远离安装在第一制动组件118a中的智能致动器单元203a，以及安装在第二制动组件118b中的从动机电致动器120b设置的一个或多个致动器驱动器单元(例如，202a)。
包含在致动器控制器201a中的可编程存储器能够存储可擦写软件，以为生产实践提供灵活性。这样，致动器控制器201a能够通过编程的或存储在存储器中的制动踏板转换逻辑方法或算法来快速执行用于实现以及控制致动器驱动器(例如，功率电路)的必要控制逻辑。
致动器控制器201a(例如，存储器)也能够通过一个或多个制动转矩查阅表(LUTs)进行预加载或预编程，即在实现或执行制动算法时，能够很快地通过微处理器访问的制动转矩数据表。在至少一个实施例中，制动转矩查阅表LUT存储记录下来的踏板组件116(例如，踏板力传感器)的测量值或读数，并且包含适用于各个检测到的力的测量值的相关联命令制动请求。致动器控制器201a还可存储对应于传感器(例如，踏板行程传感器128)监测到的测量值或读数，并且包含适用于检测踏板位置的命令制动请求的踏板位置查阅表LUT。
从动机电致动器120b可被构造为电子控制机械致动器120b，例如常规电子制动卡钳(e-caliper)120b。如上所述，常规从动机电致动器(例如，120b)与智能致动器单元(例如，203a)的不同之处在于常规从动机电致动器不包含致动器控制器(例如，201)。因此，至少一个实施例提供了一种通过集成在远离从动制动组件(例如，118b)设置的智能制动组件(例如，118a)上的致动器控制器(例如，201a)来启动各个从动机电致动器的特征。
进一步参考图2，该容错型线控制动(BBW)系统102还包括一个或多个致动器驱动器单元202a。虽然示出了单个致动器驱动器202a，但是应当理解，若干个致动器驱动器单元能够分别被安装在容错型线控制动(BBW)系统102中。致动器驱动器单元202a从一个或多个电源204a接收恒定的大功率输入信号，并且产生被传送到一个或多个制动组件118a和118b的高频开关大功率驱动信号。致动器驱动器单元202a可包含各种电力电子部件和/或包括但不限于h桥，散热器，专用集成电路(ASIC)，控制器局域网(CAN)收发器或温度或电流传感器的电路。在至少一个实施例中，致动器驱动器单元202a包括与放大器电路连接的脉冲宽度调制(PWM)电路，以将恒定的大功率信号转换为高频开关大功率信号。高频开关大电流信号可具有从大约15千赫(kHz)到大约65kHz范围的频率，并且可具有大约0安培到大约200安培的电流值。
根据至少一个实施例，单个致动器驱动器202a可输出高频开关大功率信号(例如，开关大电流信号)以驱动集成有智能制动组件118a的机电致动器120a，以及安装在从动制动组件118b中的从动机电致动器120b。响应于该高频开关大功率信号，智能机电致动器120a施加可变的(即可调节的)摩擦力以减慢与第一制动组件118a连接的车轮(例如，112a)的速度，同时从动机电致动器120b施加可变的(即可调节的)摩擦力以减慢与第二制动组件118b连接的车轮(例如，112b)的速度。
转到图3A-3C，根据非限制性实施例示出了用于实现容错型线控制动(BBW)系统102的各种拓扑结构。首先参考图3A(并且有时也参考图2)，根据一个非限制性实施例示出了基于第一分裂型电子EBS控制器拓扑结构(例如，对角线分裂型拓扑结构)的容错型线控制动(BBW)系统102。在至少一个实施例中，该对角线分裂型拓扑结构包括被构造成制动车辆100的相应车轮112a和112b以及114a和114b的若干个制动组件118a-118d。
根据一个非限制性实施例，该若干个制动组件118a-118d包括分别集成有智能致动器单元203a和203b的第一组制动组件118a和118b，以及分别使从动机电致动器120c和120d生效的第二组制动组件118c和118d。也就是说，第二组制动组件118c和118d不包含局部集成的电子致动器控制器。因此，第一组制动组件118a和118b可称之为智能制动组件118a和118b，而第二组制动组件可称之为从动制动组件118c和118d。
智能制动组件118a和118b以及从动制动组件118c和118d均包括例如电气控制卡钳(即e-caliper)和/或马达的机电致动器。分别包含在智能制动组件118a和118b中的机电致动器120a和120b可称之为智能机电致动器120a和120b，而分别包含在从动制动组件118c和118d中的机电致动器120c和120d可称之为从动机电致动器120c和120d。
第一智能制动组件118a能够控制位于车辆100的驾驶员侧(例如，前驱动器侧车轮112a)的第一车轮112a的制动，并且第二智能制动组件118b能够控制位于车辆100的乘客侧(例如，前排乘客侧车轮112b)的第二车轮112b的制动。第一从动制动组件118c能够控制位于车辆100的乘客侧(例如，后排乘客侧车轮114b)的第三车轮114b的制动，并且第二从动制动组件118d能够控制位于车辆100的驾驶员侧(例如，后排驾驶员侧车轮114a)的第四车轮114a的制动。
容错型线控制动(BBW)系统102还包括位于车辆100第一侧(例如，驾驶员侧)的第一致动器驱动器单元202a，以及位于车辆100相对侧(例如，乘客侧)的第二致动器驱动器单元202b。致动器驱动器单元202a和202b均包括被构造成将电源204a和204b输出的恒定大功率输入信号(例如，非开关大功率输入电流)转换成被构造成驱动机电致动器120a-120d的大功率驱动信号的各种电源电路。由电源204a和204b输送的恒定大功率输入信号的范围为大约0安培到大约200安培。如前所述，电源电路可包括被构造成将电源204a和204b的输出转换成高频开关大电流信号的PWM模块和放大器电路。
根据图3A所示的非限制性实施例，通过将第一智能致动器单元203a(其控制前排驾驶员侧的车轮112a的制动)与位于车辆100乘客侧的第二致动器驱动器单元202b电气连接，同时将第二智能致动器单元203b(其控制前排乘客侧车轮112b的制动)与位于车辆100驾驶员侧的第一致动器驱动器单元202a电气连接得到对角线分裂型拓扑结构。这样，如文中更详细的描述，致动器驱动器单元202a和202b均输出大功率驱动信号到相对于彼此对角线设置的制动组件。
第一和第二智能致动器单元203a和203b被构造成检测制动事件或制动请求，以响应踏板组件116和/或物体检测传感器的信号输出。尽管图3A中未示出，踏板单元116包括监测踏板的各种传感器，其包括但不限于踏板力传感器以及踏板行程传感器。踏板力传感器以及踏板行程传感器输出的信号能够被传送到智能致动器单元203a和203b以提供输出冗余。
基于检测到的制动事件或制动请求，第一智能致动器单元203a输出启动第二致动器驱动器单元202b的第一数字命令信号，而第二智能致动器单元203b产生启动第一致动器驱动器单元202a的第二数字命令信号。响应于第一数字命令信号，第二致动器驱动器单元202b产生大功率驱动信号，该大功率驱动信号驱动安装在第一智能制动组件118a中的智能机电致动器120a，以及安装在与第一智能制动组件118a对角线设置的第二从制动组件118c中的从动机电致动器120c。
以类似的方式，第二数字命令信号启动第一致动器驱动器单元202a以产生大功率驱动信号，该大功率驱动信号驱动安装在第二智能制动组件118b(例如，前排乘客侧制动组件118b)中的智能机电致动器120b，以及安装在与第二智能制动组件118b对角线设置的第二从动制动组件118d(例如，后排驾驶员侧制动组件118d)中的从机电致动器120d。
如图3A进一步所示，第一智能致动器单元203a与第二智能致动器单元203b电气连通。这样，智能致动器单元203a和203b(即，致动器控制器)可彼此共享数据。所共享的数据包括例如检测到的制动请求以及执行自我诊断测试之后获得的诊断结果。因此，智能致动器单元203a和203b中的一个或多个可确定致动器控制器和/或致动器驱动器单元202a和202b是否包含故障或者没有按照预期运行。
在至少一个实施例中，隔离器模块206连接在第一和第二电源204a和204b，以及容错型线控制动(BBW)系统102其余的电气系统之间。隔离器模块206被构造成接收由第一和第二电源204a和204b产生的恒定大功率信号，并产生若干个单独的功率输入信号。
例如，隔离器模块206输出第一和第二恒定高压功率信号到各个致动器驱动器单元202a。隔离器模块206还输出为集成有各自智能致动器单元203a和203b的致动器控制器提供动力的低功率信号。这样，第一和第二智能致动器单元203a和203b可获得各种诊断信息，其包括但不限于短路事件，开路事件，过电压事件，或其他故障电路事件。
如上所述，隔离器模块206还可被构造成隔离电路故障，例如信号线电路(SLC)回路上的线对线短路，且能够限制由于SLC回路上的故障状况而可能停止运行的模块或检测器的数量。根据一个非限制性实施例，如果发生线对线短路，隔离器模块206可自动断开SLC回路(例如，造成开路)，以将智能致动器单元203a和203b与电气故障状况隔离。这样，根据一个非限制性实施例的容错型线控制动(BBW)系统102提供至少一种容错特性。当故障状况被移除时，隔离器模块206可自动重新连接SLC回路的隔离部分，例如将制动组件118a-118d重新连接到电源204a和/或204b。
现在转向图3B，根据一个非限制性实施例，示出了基于第二分裂型EBS控制器拓扑结构(例如，前/后分裂型拓扑结构)的容错型线控制动(BBW)系统102。类似于以上关于图3A所描述的对角线分裂型拓扑结构，容错型线控制动(BBW)系统102包括若干个智能制动组件以及若干个从动制动组件。然而，在前/后分裂型拓扑结构中，第一智能制动组件118a能够控制位于车辆100驾驶员侧(例如，前排驾驶员侧车轮112a)的第一车轮112a的制动，而第二智能制动组件118c能够控制位于车辆100乘客侧(例如，后排乘客侧车轮114b)的第二车轮114b的制动。
其余的车轮与从动制动组件连接。例如，第一从动制动组件118b控制位于车辆100乘客侧(例如，前排乘客侧车轮112b)的第三车轮112b的制动，而第二从动制动组件118d能够控制位于车辆100驾驶员侧(例如，后排驾驶员侧车轮114a)的第四车轮114a的制动。
根据图3B中的非限制性实施例，通过将第一智能致动器单元203a(其控制前排驾驶员侧车轮112a的制动)与位于车辆100前排驾驶员侧的第一致动器驱动器单元202a电气连通，同时将第二智能致动器单元203c(其控制后排乘客侧车轮114b的制动)与位于车辆100后排乘客侧的第二致动器驱动器单元202b电气连通，实现前/后分裂型拓扑结构。因此，第一致动器驱动器单元202a可紧邻第一智能制动组件118a安装，且第二致动器驱动器单元202b可紧邻第二智能制动组件118c安装。
基于第一智能致动器单元203a产生的数字命令信号，第一致动器驱动器单元202a产生大功率驱动信号，该大功率驱动信号驱动安装在第一制动组件118a(例如，前排驾驶员侧制动组件118a)中的智能机电致动器120a，以及安装在第二制动组件118b(例如，前排乘客侧制动组件118b)中的从动机电致动器120b。类似地，第二智能致动器单元203c产生的数字命令信号启动第二致动器驱动器单元202b输出大功率驱动信号，该大功率驱动信号驱动安装在第三制动组件118c(例如，后排乘客侧制动组件118c)中的智能机电致动器120c，以及安装在第四制动组件118d(例如，后排驾驶员侧制动组件118d)中的从动机电致动器120d。这样，便形成了第一致动器驱动器单元202a驱动位于车辆100前端的机电致动器118a和118b，同时，第二致动器驱动器单元202b驱动位于车辆100后端的机电致动器118c和118d的前/后拓扑结构。
现在参照图3C，根据一个非限制性实施例示出了基于全电子制动系统(EBS)控制器拓扑结构的容错型线控制动(BBW)系统102。图3C中的全EBS控制器拓扑结构类似于以上参照图3A-3B所述的分裂型EBS控制器拓扑结。然而，图3C中的全EBS控制器拓扑结构的不同之处在于，第一和第二致动器驱动器单元202a和202b均与安装在车辆100中的每个机电致动器120a-120d电气连接。这样，可通过第一致动器驱动器单元202a和/或第二致动器驱动器单元202b输出的大功率驱动信号控制任一机电致动器120a-120d。因此，全控制器BBW拓扑结构可提供额外的容错功能。
A根据至少一个实施例，智能致动器单元203a和203c被构造成基于集成在相应的智能致动器单元203a和203c(参见图2中元件201a)中的致动器控制器检测到的数据，选择性地运行分裂型拓扑结构模式和完整拓扑结构模式。所监视到的数据包括但不限于响应于致动器控制器执行的自我诊断操作而获得的诊断结果。
当运行分裂型拓扑结构模式时，例如，第一致动器驱动器202a驱动包含在第一组制动组件内的机电致动器，而第二致动器驱动器202b驱动包含在不同组的制动组件内的机电致动器。如果分裂型拓扑结构模式按照对角线分裂型拓扑结构(参见图3A)运行，则第一组制动组件包括，例如第二智能制动组件118b，以及第二从动制动组件118d，而第二组制动组件包括第一智能制动组件118a，以及第一从动制动组件118c。
然而，如果分裂型拓扑结构模式按照前/后分裂型拓扑结构(参见图3B)运行，则由第一致动器驱动器单元202a驱动的第一组制动组件包括第一智能制动组件118a，以及第一从动制动组件118b，而由第二致动器驱动器单元202b驱动的第二组制动组件包括第二智能制动组件118c，以及第二从动制动组件118d。
当以完整拓扑结构模式(参见图3C)运行时，第一和第二致动器驱动器单元202a和202b均被构造成输出驱动第一组的各个机电致动器，以及第二组的各个从动机电致动器的至少一个大功率驱动信号。也就是说，在完整拓扑结构模式下运行时，第一智能致动器单元203a和/或第二智能致动器单元203c能够驱动安装在车辆中的每个机电致动器120a-120d。
如文中所述，智能致动器单元203a和203c可基于响应于执行自我诊断测试获取的诊断结果，转换为完整EBS拓扑结构模式。例如，第一智能致动器单元203a可执行第一自我诊断操作，并将第一诊断结果传送到第二智能致动器单元203c。类似地，第二智能致动器单元203c可执行其自身的第二自我诊断操作，并且能够将第二诊断结果传送到第一智能致动器单元203a。如果第一诊断结果和/或第二诊断结果指示错误，则可启动完整电子制动系统(EBS)拓扑结构模式。
例如，如果第二智能致动器单元203c传动的第二诊断结果指示第二致动器驱动器单元202b有故障，则第一智能致动器单元203a可以命令第二智能致动器单元203c禁用故障致动器驱动器单元202b，并且容错型线控制动(BBW)系统102可以调用完整EBS拓扑结构模式。相反，第一增强智能致动器203a可以命令其余正常运行的驱动器致动器单元202a输出大功率驱动器信号到安装在车辆100中的每个机电致动器120a-120d。这样，如果致动器驱动器单元(例如，202a和202b)包含故障，则容错型线控制动(BBW)系统102仍然可以由其余正常运行的致动器驱动器电路完成所有操作，从而提供容错特性。
现转到图4，根据一个非限制性实施例，流程图示出了控制容错型电子制动系统的方法。该方法开始于操作400，且在操作402中，传感器数据被输出到第一智能致动器单元以及第二智能致动器单元。传感器数据可由安装在车辆上的各种传感器输出，其包括但不限于车轮传感器，制动踏板传感器和/或物体检测传感器。操作404中对是否至少一个智能致动器单元检测到制动事件作出判定。制动事件基于上述传感器数据。当没有检测到制动事件时，该方法返回到操作402并继续监测传感器数据。
然而，当至少一个智能致动器单元检测到制动事件时，该方法继续进行到操作406，并且第一和第二智能致动器单元彼此通信，从而对各自检测到的制动事件数据进行比对。例如，第一智能致动器单元能够检测到第一制动事件，并且可请求确认第二智能致动器单元已检测到相同或类似的制动事件。当由第一智能致动器单元监测到的和产生的制动事件数据与由第二智能致动器单元监测到的和产生的制动事件数据匹配或基本匹配时，该方法继续进行到操作408，其中智能致动器的第一致动器控制器输出第一数字命令信号以驱动远离制动组件设置的第一致动器驱动器单元，并且第二智能致动器单元的第二致动器控制器输出第二数字命令信号以驱动同样远离制动组件设置的第二致动器驱动器单元。
操作410中，第一致动器驱动器单元输出驱动包含在第一制动组件中的第一智能机电致动器，以及包含在第二制动组件中的第一从动机电致动器的大功率驱动器信号。类似地，第二致动器驱动器单元输出驱动包含在第三制动组件中的第二智能机电致动器，以及包含在第四制动组件中的第二从动机电致动器的大功率驱动信号。因此，包含第一智能致动器单元的第一机电致动器调节施加到第一车轮的第一制动转矩，并且包含在增强致动器单元中的第二机电致动器调节施加到第二车轮的第二制动转矩，该方法在操作412处结束。这样，第一致动器驱动器被构造成独立地驱动第一组制动组件，同时第二致动器驱动器被构造成独立地驱动不同组的制动组件。
对于操作406，可能会出现由第一智能致动器单元监测和产生的制动事件数据与由第二智能致动器单元监测和产生的制动事件数据不匹配或不基本匹配的情况。在这种情况下，该方法继续进行到对故障致动器驱动器单元进行识别的操作414，且在操作416中故障致动器驱动器单元被禁用。在至少一个实施例中，启动故障致动器驱动器单元的致动器控制器被禁用，继而禁用故障致动器驱动器单元。操作418中，其余被激活的智能致动器单元输出数据命令信号到其对应的，命令致动器驱动器单元输出大功率驱动信号到安装在车辆上的每个机电致动器(即，每个制动组件)的致动器驱动器单元。操作420中，各个智能机电致动器和各个从动机电制动力，响应于普通致动器驱动器单元输出的大功率驱动信号而施加制动力，并且该方法在操作412处结束。这样，即使控制致动器驱动器单元的致动器驱动器单元和/或智能致动器单元没有按预期运行，也可通过响应检测到的制动事件来对所有机电致动器进行控制。
如上所述，各种非限制性实施例提供了一种包括连接电子制动控制器和智能制动致动器的数据接口的线控制动(BBW)系统。根据一个非限制性实施例，包含在第一制动组件中的第一智能致动器由第一致动器控制器进行控制，同时，包含在第二制动组件中的第二智能致动器由第二致动器控制器进行控制。各个致动器控制器经由诸如控制器局域网(CAN)总线的基于消息的低功率接口，可输出低功率数据命令信号到相应的致动器驱动器单元(例如，电源电路)。因此，提供了一种允许灵活的设计选择，线路长度缩减，以及灵活执行制动算法，同时仍然将容错应用到系统中的灵活的线控制动(BBW)系统。
如文中所使用的，术语“模块”或“单元”是指专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)，电子电路，电子计算机处理器(共享，专用或组)及执行一个或多个软件或固件程序的存储器，组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适的组件。当以软件实现时，模块可集成在存储器内作为可由处理电路读取并存储用于处理电路执行方法的指令的非暂时性机器可读存储介质。
虽然已经对各种实施例进行了描述，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离实施例的范围的情况下，可以进行各种改变，并且对本发明元件进行同等替换。此外，在不脱离本发明实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应实施例的教导。因此，本发明并不限于所公开的特定实施例，而将包含落入本申请范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种包含容错型电子线控制动（brake-by-wire）系统的车辆，所述车辆包括：
被构造成控制所述车辆相应车轮的制动的若干个制动组件，所述若干个制动组件包括：
集成有第一智能致动器单元的第一制动组件，所述第一智能致动器单元包括第一致动器控制器，以及被构造成调节施加到与所述第一制动组件连接的第一车轮的制动力的第一机电致动器；
不包含致动器控制器的第二制动组件，且所述第二制动组件中安装有被构造成调节施加到与所述第二制动组件连接的第二车轮的制动力的第二机电致动器；以及
至少一个电子致动器驱动器单元远离所述第一和第二制动组件设置，并且被构造成响应从所述第一致动器控制器接收到的数字命令信号而输出驱动所述第一和第二机电致动器的大功率信号，所述大功率信号能够达到200安培的电流值。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中各个所述至少一个电子致动器驱动器单元均包括被构造成输出驱动所述第一和第二机电致动器的高频开关大功率电流驱动信号的电源电路。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中所述第一致动器控制器与至少一个传感器电气连通以检测制动请求，并响应所述制动请求，输出所述数字命令信号。
4.根据权利要求1所述的车辆，进一步包括，包含集成有第二电子致动器控制器以及第三机电致动器的第二智能致动器单元的第三制动组件，以及不包含电子致动器控制器，并在其中安装有第四机电致动器的第四制动组件。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中所述至少一个电子致动器驱动器单元包括：驱动所述第一和第二机电致动器的第一致动器驱动器单元，以及响应从所述第二电子致动器控制器接收到第二数字命令信号而产生驱动所述第三和第四机电致动器的第二大功率信号的第二致动器驱动器单元。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中所述第一和第二致动器控制器基于与所述若干个制动组件的相应制动组件连接的相应车轮的状态产生运行数据。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中至少一个智能致动器单元基于所述运行数据诊断所述若干个制动组件中至少一个制动组件的运行。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述第一智能致动器单元与所述第二智能致动器单元信号连通。
9.一种包含容错型电子线控制动（brake-by-wire）系统的车辆，所述车辆包括：
被构造成控制车辆相应车轮的制动的若干个制动组件，所述若干个制动组件包括，第一组制动组件，所述第一组制动组件中的每个制动组件均集成有包含电子致动器控制器和机电致动器的电子智能致动器单元，以及第二组制动组件，所述第二组制动组件中的每个制动组件均不包含电子致动器控制器，而具有安装在其中的从动机电致动器;以及
远离所述制动组件设置的第一和第二致动器驱动器单元，所述第一和第二致动器驱动器单元与所述第一组制动组件的各个机电致动器，以及所述第二组制动组件的各个从动机电致动器电气连通；
其中第一和第二致动器驱动器单元中的每一个被构造成输出至少一个大功率驱动信号，用于驱动第一组制动组件的机电致动器和第二组制动组件的从动机电致动器，所述至少一个大功率驱动信号能够达到200安培的电流值。
10.一种控制容错型电子线控制动（brake-by-wire）系统的方法，所述方法包括：
在第一智能制动组件上集成包含第一电子致动器控制器和第一机电致动器的第一智能致动器单元，并且在第一从动制动组件上集成不包含电子致动器控制器的第一从动机电致动器；
经由所述第一电子致动器控制器输出启动远离所述第一智能制动组件以及所述第一从动制动器组件设置的第一致动器驱动器单元的第一数字命令信号，
其中，响应所述第一数字命令信号，所述第一致动器驱动器单元输出控制与第一制动组件连接的第一车轮，以及与第一从动制动组件连接的第二车轮的大功率驱动信号，所述大功率驱动信号能够达到200安培的电流值。
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