CN114274935A - 基于can总线的电动制动系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提出了基于CAN总线的电动制动系统，包括至少两个电源与信号处理单元，用于对接收到的制动需求信号，生成控制设置在各轮端处电动制动器的控制电流，用于对接收到的控制电流进行制动的电动制动器以及进行数据采集、数据分析比较、对各轮端处电动制动器的驱动电流生成的过程控制的轮端控制器；通过CAN总线的连接使得电源与信号处理单元之间能够实现高效的数据传输，同时以互相备份的方式实现任意一方失效时均能依靠另一方实现整个车辆的制动控制，从而提升了制动可靠性。

Description

基于CAN总线的电动制动系统

技术领域

本申请属于车辆制动领域，尤其涉及基于CAN总线的电动制动系统。

背景技术

公布号CN10761433A、名称为电动制动系统和电动制动装置的中国专利指出，当前在车辆制动过程中，驾驶员或辅助驾驶系统向高级ECU输入制动踏板指令、传感器类的检测信号，高级ECU上的制动综合控制机构产生控制目标值(例如防抱死控制用的目标车轮速度)，将其分配给各电动制动装置上的电动制动控制装置。

由于该方案中，防抱死控制的车轮速度控制仅仅在电动制动控制装置中进行，不必要求普通的制动控制、高速动作的其它的制动控制通过网络区域而给出指令，故不必要求高价格的通信系统。形成高速处理部全部位于电动制动控制装置的内部，高级ECU(制动综合控制机构)与电动制动控制装同置之间的通信网络的速度可较低。

发明内容

本申请实施例提出了基于CAN总线的电动制动系统，通过CAN总线的连接使得电动制动系统之间能够实现高效的数据传输，同时以互相备份的方式实现任意一方失效时均能依靠另一方实现整个车辆的制动控制，从而提升了制动可靠性。

具体的，本身请实施例提出的基于CAN总线的电动制动系统，包括：

至少两个电源与信号处理单元，用于对接收到的制动需求信号，生成控制设置在各轮端处电动制动器的控制电流；

电动制动器，基于接收到的控制电流进行制动；

轮端控制器，进行包括数据采集、数据分析比较以及各轮端处电动制动器的驱动电流生成的过程控制。

可选的，所述电动制动系统包括：

其中，所述电源与信号处理单元之间基于CAN总线进行数据通信以及数据备份。

可选的，所述电源与信号处理单元包括：

电池包或超级电容，向所述轮端控制器供电的供电组件。

可选的，所述轮端控制器包括：

数据采集部，用于获取车辆参数；

数据运算部，用于根据包括车辆参数在内的数据计算施加在车轮上的制动力数据；

分析比较部，用于对车辆参数以及计算得到的制动力数据进行基于预设逻辑的筛选流程，得到处理后的车辆参数、制动力数据；

电流生成部，用于根据处理后的车辆参数、制动力数据计算所述驱动电流。

可选的，所述车辆参数包括：

基于设置在各车轮处传感器收集到的数据；和/或

基于设置在各车轮处采样电路输出的数据；和/或

基于CAN总线读取到的其他控制器发送的数据。

可选的，所述分析比较部至少包括以下单元中的一个：

错误数据识别单元，用于基于预设逻辑比较各轮端的信号，识别错误的信号；

异常数据比对单元，用于基于预设逻辑筛选来自不同途径下对应同一指令的车辆参数以及制动力数据之间的偏差是否超出可接受范围。

可选的，所述电流生成部包括：

驱动电流生成单元，结合预设的电动制动器参数生成分配至各轮端处电动制动器的驱动电流。

可选的，所述至少两个电源与信号处理单元中的任一个在对方中存储有备份数据。

可选的，所述电动制动系统包括：

所述CAN总线包括第一CAN总线网络以及第二CAN总线网络；

所述第一CAN总线网络连通所述至少两个电源与信号处理单元及所述轮端控制器的数据通信，所述第一CAN总线为高速的CAN总线；

所述第二CAN总线网络连通所述至少两个电源与信号处理单元及所述轮端控制器数据通信，所述第二CAN总线为标准的CAN总线。

有益效果：

1、使用CAN总线进行电源与信号处理单元之间的数据传输，提升车内通信网络的高效传输。

2、使用CAN总线进行电源与信号处理单元之间的数据相互备份，降低一个电源与信号处理单元失效后对整个车辆制动的影响，提升了制动控制的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例提出的基于CAN总线的电动制动系统的结构示意图；

图2为本申请提出的包含双路CAN总线的电动制动系统的详细结构示意图；

图3为本申请实施例提出的轮端控制器的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的结构作进一步地描述。

实施例一

本申请实施例提出了基于CAN总线的电动制动系统，如图1所示，该电动制动系统包括：

至少两个电源与信号处理单元，用于对接收到的制动需求信号，生成控制设置在各轮端处电动制动器的控制电流；

电动制动器，基于接收到的控制电流进行制动；

轮端控制器，进行包括数据采集、数据分析比较以及各轮端处电动制动器的驱动电流生成的过程控制

在实施中，不同的电源与信号处理单元之间通过CAN(Controller Area Network：控制器区域网络)连接，进行通讯。在CAN的通讯中进行单向及双向的信息的发送。

同时，电源与信号处理单元之间还基于CAN总线进行数据备份。不同的电源与信号处理单元之间通过CAN总线连接，并备份对方的信息。备份后可以在出现某一电源与信号处理单元信息不可利用时，采取备份信息进行临时性控制，至少确保局部可实现制动，工作可靠性提高。

典型的，如图2所示，将CAN总线包括第一CAN总线网络以及第二CAN总线网络；第一CAN总线网络连通至少两个电源与信号处理单元及轮端控制器的数据通信，此处第一CAN总线为高速的CAN总线；第二CAN总线网络连通所述至少两个电源与信号处理单元及轮端控制器数据通信，而第二CAN总线为标准的CAN总线。

当任何一CAN总线网络损坏不能工作时，影响信息传入某一电源与信号处理单元时，另一电源与信号处理单元上有备份，可以按照备份信息继续控制，确保基本的制动功能的实现。

在本实施例中，将电源与信号处理单元、控制器的计算内容进行了重新划分，将采集、运算的控制设置于轮端，电动制动系统的各控制装置之间所传输的信息，根据信息传输能力的需要，允许分别采用高速的CAN总线(CAN-FD)和标准的CAN总线，不必全部采用高速的CAN总线。当任何一根CAN总线损坏不能工作时，影响信息传入某一电源与信号处理单元时，另一电源与信号处理单元上有备份，可以按照备份信息继续控制，确保基本制动功能的实现。因此电源与信号处理单元与轮端控制器之间的通讯量降低，节省总线占用，同时提高了通讯效率。

实施例二

基于实施例一提出的电动制动系统，电源与信号处理单元包括：电池包或超级电容，向所述轮端控制器供电的供电组件。

在实施中，任一电源与信号处理单元中均设独立的电池包或超级电容构成的供电组件，向电源与信号处理单元上的电子部件、对应的轮端控制器、制动器电机供电。

电源与信号处理单元能够基于当前采集到的数据进行一系列处理得到控制电动制动器的控制电流，实现向各个轮端分配制动需求的目的。

现有技术中，轮速信号直接由轮端控制单元处理。而为了提高轮速信号的时序一致性，本申请提出的技术方案则是将例如前轴的第一驱动模组内的两个轮速信号由对应的信号处理单元处理并发送到CAN总线上，对应后轴的第二驱动模组内的两个轮速信号由另一信号处理单元处理并发送到CAN总线上，基于CAN总线完成数据通信，从而实现了将数据处理与数据通信的分离，确保了数据通信的时序一致性。

实施例三

基于实施例二提出的电动制动系统，本实施例中提出了自身完成数据处理与驱动电流生成的轮端控制器，如图3所示，具体包括：

数据采集部，用于获取车辆参数；

数据运算部，用于根据包括车辆参数在内的数据计算施加在车轮上的制动力数据；

分析比较部，用于对车辆参数以及计算得到的制动力数据进行基于预设逻辑的筛选流程，得到处理后的车辆参数、制动力数据；

电流生成部，用于根据处理后的车辆参数、制动力数据计算所述驱动电流。

在实施中，数据采集部获取的车辆参数来源众多，分为以下几类：

1)基于设置在各车轮处传感器收集到的数据；例如电机位置、电机三相电流、电机温度信号。

2)基于设置在各车轮处采样电路输出的数据；读取到自身48V电压信号。

3)基于CAN总线读取到的其他控制器发送的数据，例如其他控制器发送来的数据，踏板请求、驻车请求、轮速、能源、模块电压、惯性传感器、其他轮端控制器的执行指令。

数据运算部，对该车轮制动力进行运算的制动力，基于自身轮端信息、来自对应的电源与信号处理单元所分配的制动需求，车辆状态和EMB产品自身机械执行器状态；

分析比较部，对其它各个轮端信息进行分析，分析结果是供其它轮端和自身轮端的控制，内部至少包括以下单元中的一个：

错误数据识别单元，用于基于预设逻辑比较各轮端的信号，识别错误的信号；

异常数据比对单元，用于基于预设逻辑筛选来自不同途径下对应同一指令的车辆参数以及制动力数据之间的偏差是否超出可接受范围。

通过错误数据识别以及异常数据对比两种方式实现数据的清理净化，提升最终生成驱动电流的有效性。

电流生成部，按分析比较后的信号，并收集、结合其他控制器计算制动力，控制供给本轮端电动制动器的电流。具体的，电流生成部包括：

驱动电流生成单元，结合预设的电动制动器参数生成分配至各轮端处电动制动器的驱动电流。

实施例四

实施例三中提及到的错误数据识别单元，具体用于：

过滤与数据类型不符的车辆参数以及制动力数据；和/或

过滤与同一数据类型中其他数据格式错误的车辆参数以及制动力数据；

在实施中，具体执行方案如下：

(1)通过各轮端的信号比较，识别错误的信号，

(2)通过不同的信号源进行完全不同的计算来得到同一个执行指令，判断他们彼此偏差是否超出设定的阈值，

通过各轮端控制器信号的故障标志和信号本身进行可行性分析和比较识别出自身不正确的信号，并执行其他轮端的正确执行指令，

信号可以是：夹紧力执行指令/电机转矩/电机电流/前述信号的相应的故障信号/轮端控制器系统故障状态和功能状态。

以上所述仅为本申请的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于CAN总线的电动制动系统，其特征在于，所述系统包括：

至少两个电源与信号处理单元，用于对接收到的制动需求信号，生成控制设置在各轮端处电动制动器的控制电流；

电动制动器，基于接收到的控制电流进行制动；

轮端控制器，进行包括数据采集、数据分析比较以及各轮端处电动制动器的驱动电流生成的过程控制。

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动制动系统，其特征在于，所述电动制动系统包括：

其中，所述电源与信号处理单元之间基于CAN总线进行数据通信以及数据备份。

3.根据权利要求2所述的基于CAN总线的电动制动系统，其特征在于，所述电源与信号处理单元包括：

电池包或超级电容，向所述轮端控制器供电的供电组件。

4.根据权利要求2所述的基于CAN总线的电动制动系统，其特征在于，所述轮端控制器包括：

数据采集部，用于获取车辆参数；

数据运算部，用于根据包括车辆参数在内的数据计算施加在车轮上的制动力数据；

分析比较部，用于对车辆参数以及计算得到的制动力数据进行基于预设逻辑的筛选流程，得到处理后的车辆参数、制动力数据；

电流生成部，用于根据处理后的车辆参数、制动力数据计算所述驱动电流。

5.根据权利要求4所述的基于CAN总线的电动制动系统，其特征在于，所述车辆参数包括：

基于设置在各车轮处传感器收集到的数据；和/或

基于设置在各车轮处采样电路输出的数据；和/或

基于CAN总线读取到的其他控制器发送的数据。

6.根据权利要求4所述的基于CAN总线的电动制动系统，其特征在于，所述分析比较部至少包括以下单元中的一个：

错误数据识别单元，用于基于预设逻辑比较各轮端的信号，识别错误的信号；

异常数据比对单元，用于基于预设逻辑筛选来自不同途径下对应同一指令的车辆参数以及制动力数据之间的偏差是否超出可接受范围。

7.根据权利要求4所述的基于CAN总线的电动制动系统，其特征在于，所述电流生成部包括：

驱动电流生成单元，结合预设的电动制动器参数生成分配至各轮端处电动制动器的驱动电流。

8.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动制动系统，其特征在于，所述至少两个电源与信号处理单元中的任一个在对方中存储有备份数据。

9.根据权利要求1所述的基于CAN总线的电动制动系统，其特征在于，所述电动制动系统包括：

所述CAN总线包括第一CAN总线网络以及第二CAN总线网络；

所述第一CAN总线网络连通所述至少两个电源与信号处理单元及所述轮端控制器的数据通信，所述第一CAN总线为高速的CAN总线；

所述第二CAN总线网络连通所述至少两个电源与信号处理单元及所述轮端控制器数据通信，所述第二CAN总线为标准的CAN总线。

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