CN113110238A - Emb冗余控制系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车制动系统技术领域，公开了一种EMB冗余控制系统与方法，其中控制系统包括：四个EMB模块，分别连接至不同车轮，以控制其连接的车轮；主MCU模块，通过第一CAN线路连接各个EMB模块；和副MCU模块，通过第二CAN线路连接各个EMB模块；其中，主MCU模块和副MCU模块之间连有第三CAN线路，副MCU模块监控主MCU模块状态，当主MCU模块未失效时，主MCU模块对四个EMB模块进行控制；当主MCU模块失效时，副MCU模块代替主MCU模块对四个EMB模块进行控制。对于EMB冗余控制系统，主MCU模块和副MCU模块之间构成冗余控制架构，实现车辆安全控制。

Description

EMB冗余控制系统与方法

技术领域

本发明涉及汽车制动系统技术领域，尤其涉及一种EMB冗余控制系统与方法。

背景技术

电子机械制动(EMB，Electro Mechanical Brake)，不使用液压，而是利用螺杆/螺母机构，将驱动电机的旋转力变换为直线运动，加压活塞的电动式制动装置。EMB取消液压系统，直接用电机驱动机械活塞制动，具有下述优点：一、安全优势极为突出，大幅度缩短刹车距离，EMB的反应时间大约90毫秒，比博世公司推出的iBooster电动助力制动系统的120毫秒更快速；二、没有液压系统，不会有液体泄露，对电动车来说尤其重要，液体泄露可能导致短路或元件失效，进而导致灾难；同时成本和维护费用也降低不少。

目前EMB无冗余设计，导致一旦发生电路障碍，就会影响制动，严重影响汽车安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种EMB冗余控制系统与方法，以解决目前EMB无冗余设计的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种EMB冗余控制系统，包括：

四个EMB模块，分别连接至不同车轮，以控制其连接的所述车轮；

主MCU模块，通过第一CAN线路连接各个所述EMB模块；和

副MCU模块，通过第二CAN线路连接各个所述EMB模块；

其中，所述主MCU模块和所述副MCU模块之间连有第三CAN线路，所述副MCU模块监控所述主MCU模块状态，当所述主MCU模块未失效时，所述主MCU模块对四个所述EMB模块进行控制；当所述主MCU模块失效时，所述副MCU模块代替所述主MCU模块对四个所述EMB模块进行控制。

作为优选，所述主MCU模块和所述副MCU模块均能够接收轮速信息和车辆状态信号。

主MCU模块和副MCU模块通过接收轮速信息和车辆状态信号进行相应冗余控制。

作为优选，所述车辆状态信号包括点火开关信号、挡位信号灯信号、驱动器状态信号和仪表显示信号。

主MCU模块和副MCU模块能够获取多种车辆信息。

作为优选，EMB冗余控制系统还包括：

第一电池，与所述主MCU模块和其中两个所述EMB模块连接并供电；和

第二电池，与所述副MCU模块和另外两个所述EMB模块连接并供电，其中，所述第一电池连接的两个所述EMB模块呈对角布置，所述第二电池连接的两个所述EMB模块也呈对角布置。

第一电池单独为主MCU模块和其中两个EMB模块连接并供电，第二电池单独为副MCU模块和另外两个EMB模块，且第一电池和第二电池分别连接的EMB模块均呈对角布置，更有利于汽车制动。

作为优选，EMB冗余控制系统还包括：

第一制动故障灯，与所述副MCU模块连接，且当所述主MCU模块失效时亮起；和

第二制动故障灯，与所述主MCU模块连接，且当所述副MCU模块失效时亮起。

通过第一制动故障灯和第二制动故障灯的亮起能够快速知道具体哪个MCU模块失效。

作为优选，EMB冗余控制系统还包括：

第一供电故障灯，与所述主MCU模块连接，当所述第一电池的供电电压处于异常状态时亮起；

第二供电故障灯，与所述副MCU模块连接，当所述第二电池的供电电压处于异常状态时亮起。

通过第一供电故障灯和第二供电故障灯能够快速知道具体哪个电池发生异常。

本发明还提供一种EMB冗余控制方法，控制上述的EMB冗余控制系统，包括以下步骤：

副MCU模块判断主MCU模块是否正常；

若是，所述主MCU模块控制四个EMB模块；

若否，所述副MCU模块代替所述主MCU模块控制四个EMB模块。

作为优选，所述若是，所述主MCU模块控制四个EMB模块步骤包括：

所述主MCU模块使用所述副MCU模块的轮速信息，功能不降级。

作为优选，所述副MCU模块判断主MCU模块是否正常步骤之前包括：

所述主MCU模块判断所述副MCU模块是否正常；

若否，所述副MCU模块功能降级或关闭。

作为优选，该EMB冗余控制方法还包括步骤：

若第一电池供电电压处于异常状态，所述主MCU模块关闭，亮起第一供电故障灯；

若第二电池供电电压处于异常状态，所述副MCU模块关闭，亮起第二供电故障灯。

本发明的有益效果：对于EMB冗余控制系统，主MCU模块和副MCU模块之间构成冗余控制架构，实现车辆安全控制。

对于EMB冗余控制方法，主MCU和副MCU相互监控对方的状态，进行冗余控制，确保车辆安全。

附图说明

图1是本申请实施例的EMB冗余控制系统的连接关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提供一种EMB冗余控制系统，如图1所示，该系统包括四个EMB模块、一个主MCU模块和一个副MCU模块。

四个EMB模块分别连接至四个车轮，以控制其连接的车轮。主MCU模块通过第一CAN线路连接四个EMB模块，副MCU模块通过第二CAN线路连接四个EMB模块。

其中，主MCU模块和副MCU模块之间连有第三CAN线路，副MCU模块监控主MCU模块状态，当主MCU模块未失效时，主MCU模块对四个EMB模块进行控制，当主MCU模块失效时，副MCU模块代替主MCU模块对四个EMB模块进行控制。

即主MCU和副MCU中的一个发生故障时，另一个能够顶替继续工作。

进一步，主MCU模块和副MCU模块均能够接收轮速信息和车辆状态信号。

具体地，车辆状态信号包括点火开关信号、挡位信号灯信号、驱动器状态信号和仪表显示信号。

进一步，EMB冗余控制系统还包括第一电池，第一电池与主MCU模块和其中两个EMB模块连接并供电。

EMB冗余控制系统还包括第二电池，第二电池与副MCU模块和另外两个EMB模块连接并供电。

其中，第一电池连接的两个EMB模块呈对角布置，第二电池连接的两个EMB模块也呈对角布置。即，第一电池连接左前轮和右后轮，第二电池连接右前轮和左后轮。

EMB冗余控制系统还包括第一制动故障灯和第二制动故障灯，第一制动故障灯与副MCU模块连接，且当主MCU模块失效时亮起。第二制动故障灯与主MCU模块连接，且当副MCU模块失效时亮起。

EMB冗余控制系统还包括第一供电故障灯和第二供电故障灯，第一供电故障灯与主MCU模块连接，当第一电池的供电电压处于异常状态时亮起；第二供电故障灯与副MCU模块连接，当第二电池的供电电压处于异常状态时亮起。

本实施例还提供一种EMB冗余控制方法，控制上述的EMB冗余控制系统。

该方法包括以下步骤：

副MCU模块判断主MCU模块是否正常；

若是，主MCU模块控制四个EMB模块；

若否，副MCU模块代替主MCU模块控制四个EMB模块。

具体地，若是，主MCU模块控制四个EMB模块步骤包括：主MCU模块使用副MCU模块的轮速信息，功能不降级。

需要说明的是，正常情况下，四个EMB模块由主MCU模块进行控制，副MCU模块不起作用。当主MCU模块失效，副MCU模块可以接收外部信号，继续将车安全停下。

需要说明的是，对四个EMB模块控制主要包括行车制动和驻车制动。

行车制动包括稳态行车制动和非稳态行车制动，稳态行车制动是通过主MCU控制四个EMB模块电机工作，将车辆刹停。非稳态行车制动包括ABS、TCS和VDC等功能，通过滑移率监控和调节对四个EMB模块进行控制，保证车辆稳定性。

驻车制动，主要通过机械形式的锁止机构对EMB模块进行锁止。

主MCU模块和副MCU模块相互监控对方的状态，当副MCU模块监控到主MCU模块发生通信失效、信息错误等状况时，副MCU模块接管控制，并点亮第一制动故障灯，优选地，第一制动故障灯为红色。

当主MCU模块监控到副MCU模块出现通信失效、信息错误等时，并点亮第二制动故障灯，优选地，第二制动故障灯为黄色。

当主MCU模块连接的轮速传感器有故障，仪表会报相关故障灯，主MCU模块会使用副MCU的传递来的轮速信息，但功能不降级。

当主MCU模块连接的第一电池的供电电压过高或者过低，仪表会报第一电源故障灯，主MCU功能关闭，并由副MCU接管，仪表报警。

当副MCU模块连接的轮速传感器有故障，并将故障信息告知主MCU模块，仪表会报相关故障灯，但副MCU模块功能降级或者关闭。

当副MCU模块连接的第二电源供电电压过高或者过低，会将错误状态告知主MCU模块，仪表会报第二供电故障灯，副MCU模块功能关闭。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种EMB冗余控制系统，其特征在于，包括：

四个EMB模块，分别连接至不同车轮，以控制其连接的所述车轮；

主MCU模块，通过第一CAN线路连接各个所述EMB模块；和

副MCU模块，通过第二CAN线路连接各个所述EMB模块；

其中，所述主MCU模块和所述副MCU模块之间连有第三CAN线路，所述副MCU模块监控所述主MCU模块状态，当所述主MCU模块未失效时，所述主MCU模块对四个所述EMB模块进行控制；当所述主MCU模块失效时，所述副MCU模块代替所述主MCU模块对四个所述EMB模块进行控制。

2.根据权利要求1所述的EMB冗余控制系统，其特征在于，所述主MCU模块和所述副MCU模块均能够接收轮速信息和车辆状态信号。

3.根据权利要求2所述的EMB冗余控制系统，其特征在于，所述车辆状态信号包括点火开关信号、挡位信号灯信号、驱动器状态信号和仪表显示信号。

4.根据权利要求3所述的EMB冗余控制系统，其特征在于，还包括：

第一电池，与所述主MCU模块和其中两个所述EMB模块连接并供电；和

第二电池，与所述副MCU模块和另外两个所述EMB模块连接并供电，其中，所述第一电池连接的两个所述EMB模块呈对角布置，所述第二电池连接的两个所述EMB模块也呈对角布置。

5.根据权利要求4所述的EMB冗余控制系统，其特征在于，还包括：

第一制动故障灯，与所述副MCU模块连接，且当所述主MCU模块失效时亮起；和

第二制动故障灯，与所述主MCU模块连接，且当所述副MCU模块失效时亮起。

6.根据权利要求4所述的EMB冗余控制系统，其特征在于，还包括：

第一供电故障灯，与所述主MCU模块连接，当所述第一电池的供电电压处于异常状态时亮起；

第二供电故障灯，与所述副MCU模块连接，当所述第二电池的供电电压处于异常状态时亮起。

7.一种EMB冗余控制方法，控制权利要求1-6任一项所述的EMB冗余控制系统，其特征在于，包括以下步骤：

副MCU模块判断主MCU模块是否正常；

若是，所述主MCU模块控制四个EMB模块；

若否，所述副MCU模块代替所述主MCU模块控制四个EMB模块。

8.根据权利要求7所述的EMB冗余控制方法，其特征在于，所述若是，所述主MCU模块控制四个EMB模块步骤包括：

所述主MCU模块使用所述副MCU模块的轮速信息，功能不降级。

9.根据权利要求7所述的EMB冗余控制方法，其特征在于，所述副MCU模块判断主MCU模块是否正常步骤之前包括：

所述主MCU模块判断所述副MCU模块是否正常；

若否，所述副MCU模块功能降级或关闭。

10.根据权利要求9所述的EMB冗余控制方法，其特征在于，还包括步骤：

若第一电池供电电压处于异常状态，所述主MCU模块关闭，亮起第一供电故障灯；

若第二电池供电电压处于异常状态，所述副MCU模块关闭，亮起第二供电故障灯。

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