CN109760518A - 车辆、车辆紧急制动控制系统及方法和车辆紧急制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆制动领域，特别是车辆、车辆紧急制动控制系统及方法和车辆紧急制动装置。该车辆包括电机、电机控制器、整车控制器和紧急制动控制装置，紧急制动控制装置的第一信号输入端连接整车控制器的故障信号输出端；紧急制动控制装置的第二信号输入端连接电机控制器的通讯故障信号输出端，紧急制动控制装置的控制信号输出端连接电机控制器的输入端，当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号时，紧急制动控制装置输出紧急制动控制信号，以设定的制动力矩控制电机制动，保证了车辆的安全，解决了车辆中再生制动系统通讯故障或错误造成的车辆电机制动失控的问题。

Description

车辆、车辆紧急制动控制系统及方法和车辆紧急制动装置
技术领域
本发明涉及车辆制动领域，特别是车辆、车辆紧急制动控制系统及方法和车辆紧急制动装置。
背景技术
传统客车向新能源客车的转变是当前客车发展的主要趋势，其中电机系统的应用也由此得以普及。在新能源车辆中电机系统不仅仅担任了提供驱动力以便车辆能够正常行驶的任务，同时也承担了提供制动力、制动能量回收、提高新能源汽车经济性的重任。从制动能量来源来分析，现有的新能源车辆制动系统主要由两个子系统组成：1)传统制动系统提供的气制动力或液压制动力；2)电机系统提供的电制动力。现有大部分设计都为将两种系统结合起来使用，在制动力需求较小的情况下，仅由电机系统提供制动力；在制动力需求较大时，气制动或液压制动才会参与制动。
上述制动组合方法考虑了车辆的制动安全性能和车辆的经济性能，但存在一个严重的问题：当整车控制器由于自身故障导致与电机控制器CAN通讯中断或通讯信息错误时，电机接收不到VCU的控制指令或接收到的控制指令错误，导致车辆失去制动功能；甚至当整车控制器由于自身故障导致与电机控制器CAN通讯中断或通讯信息错误，且气制动或液压制动系统出现故障不能提供制动力时，车辆失去制动功能，严重影响车辆的安全性。因此从整车功能安全的角度来考虑，需要设计一种更加安全的方法来避免上述情况的发生。
发明内容
本发明的目的是提供车辆、车辆紧急制动控制系统及方法和车辆紧急制动装置，用以解决车辆中再生制动系统通讯故障或错误造成的车辆电机制动失控的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种车辆紧急制动控制系统，包括电机控制器和整车控制器，所述整车控制器通讯连接所述电机控制器，还包括紧急制动控制装置，所述紧急制动控制装置的第一信号输入端连接所述整车控制器的故障信号输出端，所述故障信号输出端用于在整车控制器出现故障时输出故障信号；所述紧急制动控制装置的第二信号输入端连接所述电机控制器的通讯故障信号输出端，所述通讯故障信号输出端用于输出整车控制器和电机控制器之间通讯故障的通讯故障信号；所述紧急制动控制装置的控制信号输出端连接所述电机控制器的输入端，当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号时，紧急制动控制装置输出紧急制动控制信号，以设定的制动力矩控制电机制动。
有益效果是，本发明通过设置紧急制动控制装置采集整车控制器的故障信号和通讯故障信号，当整车控制器由于自身故障导致与电机控制器通讯中断或通讯信息错误时，电机接收不到电机控制器的控制指令或接收到的控制指令错误，可直接控制电机控制器使电机以设定的制动力矩控制电机制动，保证了车辆的安全，解决了车辆中再生制动系统通讯故障或错误造成的车辆电机制动失控的问题。
作为本发明提供的一种车辆紧急制动控制系统的改进，还包括加速度传感器，所述紧急制动控制装置的第三信号输入端连接所述加速度传感器的加速度信号输出端，当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号，且加速度小于设定阈值时，紧急制动控制装置输出所述紧急制动控制信号。
有益效果是，本发明通过加速传感器检测车辆当前的加速度，用于判断车辆的气制动或液压制动是否生效，防止车辆气制动或液压制动生效的情况下，对车辆进行紧急制动控制。
作为本发明提供的一种车辆紧急制动控制系统的改进，所述紧急制动控制装置的控制信号输出端通过硬线连接所述电机控制器。
本发明提供一种车辆，包括电机、电机控制器和整车控制器，所述电机控制器控制连接所述电机，所述整车控制器通讯连接所述电机控制器，还包括紧急制动控制装置，所述紧急制动控制装置的第一信号输入端连接所述整车控制器的故障信号输出端，所述故障信号输出端用于在整车控制器出现故障时输出故障信号；所述紧急制动控制装置的第二信号输入端连接所述电机控制器的通讯故障信号输出端，所述通讯故障信号输出端用于输出整车控制器和电机控制器之间通讯故障的通讯故障信号；所述紧急制动控制装置的控制信号输出端连接所述电机控制器的输入端，当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号时，紧急制动控制装置输出紧急制动控制信号，以设定的制动力矩控制电机制动。
作为本发明提供的一种车辆的改进，还包括加速度传感器，所述紧急制动控制装置的第三信号输入端连接所述加速度传感器的加速度信号输出端，当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号，且加速度小于设定阈值时，紧急制动控制装置输出所述紧急制动控制信号。
作为本发明提供的一种车辆的改进，所述紧急制动控制装置的控制信号输出端通过硬线连接所述电机控制器。
本发明提供一种车辆紧急制动控制方法，当整车控制器出现故障时和/或当整车控制器与电机控制器之间通讯故障时，输出紧急制动指令，以设定的制动力矩控制电机进行制动。
作为本发明提供的一种车辆紧急制动控制方法的改进，所述控制方法还包括车辆加速度判断步骤，当整车控制器出现故障时和/或当整车控制器与电机控制器之间通讯故障时，且车辆加速度小于设定阈值时，输出所述紧急制动指令。
本发明提供一种车辆紧急制动控制装置，包括第一信号输入端、第二信号输入端和控制信号输出端，所述第一信号输入端用于在整车控制器出现故障时获取故障信号，所述第二信号输入端用于获取输出整车控制器和电机控制器之间通讯故障的通讯故障信号，所述控制信号输出端用于向电机控制器输出紧急制动控制信号；当接收到整车控制器故障信号和/或整车控制器与电机控制器之间通讯故障信号时，输出紧急制动控制信号，以设定的制动力矩控制电机制动。
作为本发明提供的一种车辆紧急制动控制装置的改进，还包括第三信号输入端，所述第三信号输入端用于获取加速度传感器输出的加速度信号；当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号，且加速度小于设定阈值时，输出所述紧急制动控制信号。
附图说明
图1是实施例1的一种车辆紧急制动控制系统原理图；
图2是实施例1的一种车辆紧急制动控制方法逻辑图；
图3是实施例2的一种车辆紧急制动控制系统原理图；
图4是实施例2的一种车辆紧急制动控制方法逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例1提供一种车辆，包括电机和紧急制动控制系统，如图1所示，包括电机控制器MCU、整车控制器VCU和紧急制动控制装置。
优选整车控制器通过CAN网络通讯连接电机控制器，紧急制动控制装置的第一信号输入端连接整车控制器的故障信号输出端；紧急制动控制装置的第二信号输入端连接电机控制器的通讯故障信号输出端，紧急制动控制装置的控制信号输出端连接电机控制器的输入端，其中，为了保证信号的可靠性，紧急制动控制装置的控制信号输出端通过硬线连接电机控制器的输入端。
整车控制器VCU同电机控制器MCU进行报文交互，接收MCU的状态信号，并向MCU发送电机控制指令；同时，当VCU自身已发生故障时，此时VCU发送给MCU的电机控制指令正确性不能保证，因此，通过故障信号输出端输出VCU ERROR信号即故障信号给紧急制动控制装置。
电机控制器MCU响应VCU的控制指令，控制电机按照驾驶员的需求输出制动扭矩；同时，检测VCU发送给MCU的报文状态，若CAN网络通讯故障，通过通讯故障信号输出端将CAN网络通讯故障信号传递给紧急制动控制装置。
紧急制动控制装置通过判断VCU ERROR信号和CAN网络故障信号的状态，决定是否进入紧急制动，并通过硬线把紧急制动信号传递给MCU，从而控制电机制动。
本实施例1提供一种车辆紧急制动控制方法，如图2所示，具体流程如下：
1、判断整车控制器是否故障。
当整车控制器VCU输出VCU ERROR信号即整车控制器出现故障，紧急制动控制装置接管控制电机控制器MCU，输出控制指令，控制电机输出设定的制动扭矩，使车辆进入减速状态，进行减速停车。
2、判断CAN网络是否通讯故障。
当电机控制器MCU接收不到整车控制器VCU发来的控制指令，则判断为CAN网络通讯出现故障，因此，紧急制动控制装置接管控制电机控制器MCU，输出控制指令，控制电机输出设定的制动扭矩，使车辆进入减速状态，进行减速停车。
本实施例1对上述整车控制器故障和通讯故障的判定无先后顺序，紧急制动控制装置判断整车控制器错误和/或CAN网络通讯故障，即可接管对电机控制器的控制，直接控制电机输出制动扭矩，当车辆的气制动或液压制动等摩擦制动有效的情况下，对车辆的驾驶存在一定的影响。
实施例2
为了防止车辆在其他制动有效的情况下，仍然通过紧急制动控制装置控制电机输出制动扭矩，影响车辆正常行驶，本实施例2在实施例1的基础上提供一种车辆紧急制动控制系统，如图3所示，还包括加速度传感器，加速度传感器的加速度信号输出端连接紧急制动控制装置的第三信号输入端，对应的本实施例2还提供一种车辆紧急制动控制方法，如图4所示，还判断车辆当前加速度值是否大于设定加速度阈值。
当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号，且加速度小于设定阈值时，紧急制动控制装置输出所述紧急制动控制信号。
通过加速度传感器检测得出车辆当前的加速值，若当前加速度值小于设定加速度阈值，则认为车辆气制动/液压制动失效，此时如果整车控制器故障或CAN网络通讯故障，电机制动同样失效，此时需进入紧急制动模式即通过紧急制动控制装置控制电机控制器使得电机输出设定制动扭矩；若当前加速度值大于设定加速度阈值，则认为车辆在气制动或液压制动的作用下应经开始减速，不需要启动紧急制动控制装置进行紧急制动控制。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车辆紧急制动控制系统，包括电机控制器和整车控制器，所述整车控制器通讯连接所述电机控制器，其特征在于，还包括紧急制动控制装置，所述紧急制动控制装置的第一信号输入端连接所述整车控制器的故障信号输出端，所述故障信号输出端用于在整车控制器出现故障时输出故障信号；所述紧急制动控制装置的第二信号输入端连接所述电机控制器的通讯故障信号输出端，所述通讯故障信号输出端用于输出整车控制器和电机控制器之间通讯故障的通讯故障信号；所述紧急制动控制装置的控制信号输出端连接所述电机控制器的输入端，当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号时，紧急制动控制装置输出紧急制动控制信号，以设定的制动力矩控制电机制动。
2.根据权利要求1所述的车辆紧急制动控制系统，其特征在于，还包括加速度传感器，所述紧急制动控制装置的第三信号输入端连接所述加速度传感器的加速度信号输出端，当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号，且加速度小于设定阈值时，紧急制动控制装置输出所述紧急制动控制信号。
3.根据权利要求1或2所述的车辆紧急制动控制系统，其特征在于，所述紧急制动控制装置的控制信号输出端通过硬线连接所述电机控制器。
4.一种车辆，包括电机、电机控制器和整车控制器，所述电机控制器控制连接所述电机，所述整车控制器通讯连接所述电机控制器，其特征在于，还包括紧急制动控制装置，所述紧急制动控制装置的第一信号输入端连接所述整车控制器的故障信号输出端，所述故障信号输出端用于在整车控制器出现故障时输出故障信号；所述紧急制动控制装置的第二信号输入端连接所述电机控制器的通讯故障信号输出端，所述通讯故障信号输出端用于输出整车控制器和电机控制器之间通讯故障的通讯故障信号；所述紧急制动控制装置的控制信号输出端连接所述电机控制器的输入端，当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号时，紧急制动控制装置输出紧急制动控制信号，以设定的制动力矩控制电机制动。
5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，还包括加速度传感器，所述紧急制动控制装置的第三信号输入端连接所述加速度传感器的加速度信号输出端，当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号，且加速度小于设定阈值时，紧急制动控制装置输出所述紧急制动控制信号。
6.根据权利要求4或5所述的车辆，其特征在于，所述紧急制动控制装置的控制信号输出端通过硬线连接所述电机控制器。
7.一种车辆紧急制动控制方法，其特征在于，当整车控制器出现故障时和/或当整车控制器与电机控制器之间通讯故障时，输出紧急制动指令，以设定的制动力矩控制电机进行制动。
8.根据权利要求7所述的车辆紧急制动控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括车辆加速度判断步骤，当整车控制器出现故障时和/或当整车控制器与电机控制器之间通讯故障时，且车辆加速度小于设定阈值时，输出所述紧急制动指令。
9.一种车辆紧急制动控制装置，其特征在于，包括第一信号输入端、第二信号输入端和控制信号输出端，所述第一信号输入端用于在整车控制器出现故障时获取故障信号，所述第二信号输入端用于获取输出整车控制器和电机控制器之间通讯故障的通讯故障信号，所述控制信号输出端用于向电机控制器输出紧急制动控制信号；当接收到整车控制器故障信号和/或整车控制器与电机控制器之间通讯故障信号时，输出紧急制动控制信号，以设定的制动力矩控制电机制动。
10.根据权利要求9所述的车辆紧急制动控制装置，其特征在于，还包括第三信号输入端，所述第三信号输入端用于获取加速度传感器输出的加速度信号；当整车控制器输出故障信号和/或电机控制器输出通讯故障信号，且加速度小于设定阈值时，输出所述紧急制动控制信号。
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