CN116061958A - 一种轮端线控底盘的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种轮端线控底盘控制系统,包括:整车控制器主控VCU、整车控制器冗余VCU、驾驶员主输入模块、驾驶员冗余输入模块、智能驾驶主控制器、智能驾驶冗余控制器、轮毂电机驱动控制器总成、轮毂电机总成、轮端转向控制器总成、轮端转向总成、EMB驱动控制器总成、EMB执行器总成、主电源总成和冗余电源总成。本发明集成线控制动、驱动、转向于一体,可以实现基于轮端线控底盘的整车控制,对车辆横向、纵向的控制更精准,更好的实现车身稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域,特别涉及一种轮端线控底盘的控制系统。
背景技术
当前汽车的产业生态正在不断向数字化和智能化转型,汽车逐步从配备电子功能的机械产品向配备机械功能的电子产品转变,智能汽车需要更智能化、响应速度更快、集成度更高的线控底盘。
线控底盘主要包括线控制动、线控驱动、线控转向等系统,现阶段底盘各子系统都在向线控化发展,而未来多系统多控制器的线控子系统将逐渐由集成线控制动、驱动、转向、悬架于一体的轮端线控底盘取代。
发明内容
本发明的目的是提出一种轮端线控底盘的控制系统,实现基于轮端线控底盘的整车控制。
本发明的技术方案如下:
本发明所述的一种轮端线控底盘的控制系统,主要包括:整车控制器主控VCU、整车控制器冗余VCU、驾驶员主输入模块、驾驶员冗余输入模块、智能驾驶主控制器、智能驾驶冗余控制器、轮毂电机驱动控制器总成、轮毂电机总成、轮端转向控制器总成、轮端转向总成、EMB(电子机械制动)驱动控制器总成、EMB(电子机械制动)执行器总成、主电源总成、冗余电源总成。
从所述驾驶员主输入模块、智能驾驶主控制器到整车控制器主控VCU,再到轮毂电机驱动控制器总成、轮端转向控制器总成、EMB驱动控制器总成构成主控制回路。
从所述驾驶员冗余输入模块、智能驾驶冗余控制器到整车控制器冗余VCU,再到轮毂电机驱动控制器总成、轮端转向控制器总成、EMB驱动控制器总成构成冗余控制回路。
所述主控制回路和冗余控制回路通信独立,整车控制器主控VCU与整车控制器冗余VCU二者互为冗余,并实时通信进行校验,检测主控制回路或冗余控制回路是否存在故障;当系统主控制回路出现故障时,系统冗余控制回路会介入工作。
本发明的优点如下:
本发明提出的一种轮端线控底盘的控制系统,为线控系统,其集成线控制动、驱动、转向于一体,可以实现基于轮端线控底盘的整车控制,相较于传统车辆制动、驱动、转向独立控制,本发明提出的轮端线控底盘的控制系统能够实现制动、驱动、转向的耦合控制,对车辆横向、纵向的控制更精准,更好的实现车身稳定性。
本发明提出的轮端线控底盘的控制系统在供电、通讯、控制器、执行器层面都进行了冗余设计,确保了驾乘的安全性。制动、驱动、转向的线控化也为车身、座舱的设计提供了更多的可能性,大大降低了布置难度。
同时,本发明提出的轮端线控底盘的控制系统更容易实现车辆底盘的平台化、模块化设计,降低了整车开发成本,缩短整车开发周期。
附图说明
图1为本发明中轮端线控底盘的控制系统的系统框图;
图2为本发明中轮端线控底盘的供电系统示意图;
图3为本发明中驾驶员输入模块示意图。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、详细的实施方案以及优缺点能够展现出来,下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示,本发明提出的一种轮端线控底盘控制系统,主要包括整车控制器主控VCU、整车控制器冗余VCU、驾驶员主输入模块、驾驶员冗余输入模块、智能驾驶主控制器、智能驾驶冗余控制器、轮毂电机驱动控制器总成、轮毂电机总成、轮端转向控制器总成、轮端转向总成、EMB驱动控制器总成、EMB执行器总成。
从驾驶员主输入模块、智能驾驶主控制器到整车控制器主控VCU,再到四轮轮毂电机驱动控制器总成、四轮轮端转向控制器总成、EMB驱动控制器总成是本系统主控制回路。
从驾驶员冗余输入模块、智能驾驶冗余控制器到整车控制器冗余VCU,再到四轮轮毂电机驱动控制器总成、四轮轮端转向控制器总成、EMB驱动控制器总成是本系统冗余控制回路。
本系统的主控制回路和冗余控制回路通信独立,其中整车控制器主控VCU与整车控制器冗余VCU是本系统主控制回路和冗余控制回路的主要控制单元,二者互为冗余,并实时通信进行校验,检测主控制回路或冗余控制回路是否存在故障;当系统主控制回路出现故障时,系统冗余控制回路会介入工作。
在本发明一实施例中,所述整车控制器主控VCU用于基于驾驶员驾驶意图或智能驾驶控制器的驾驶请求,结合整车状态,控制整车按照驾驶员或智能驾驶的驾驶意图行驶,实现整车各种驾驶功能。
在本发明一实施例中,所述整车控制器冗余VCU作为整车控制器主控VCU的补充,用于当整车控制器主控VCU失效时,整车控制器冗余VCU基于驾驶员驾驶意图或智能驾驶控制器的驾驶请求,结合整车状态,控制整车按照驾驶员或智能驾驶的驾驶意图行驶,实现整车各种驾驶功能。
在本发明一实施例中,所述驾驶员主输入模块,包括油门踏板总成、制动踏板模拟器总成、转向操纵机构总成、换挡开关总成、电子手刹开关总成,能够采集驾驶员加速、制动、转向、换挡、驻车等驾乘意图,并发送给整车控制器主控VCU;
在本发明一实施例中,所述驾驶员冗余输入模块,包括油门踏板总成、制动踏板模拟器总成、转向操纵机构总成、换挡机构总成、能够采集驾驶员加速、制动、转向等驾乘意图,并发送给整车控制器冗余VCU。
在本发明一实施例中,所述智能驾驶主控制器,是整车自适应巡航,自动泊车等智能驾驶功能的主控制单元,智能驾驶主控制器将加速、制动、转向、驻车、换挡等请求发送给整车控制器主控VCU,控制车辆智能驾驶。
在本发明一实施例中,所述智能驾驶冗余控制器,作为智能驾驶主控制器的补充,当智能驾驶过程中,智能驾驶主控制器失效后,智能驾驶冗余控制器会将加速、制动、转向、驻车等请求发送给整车控制器冗余VCU,控制车辆安全停车。
在本发明一实施例中,所述轮毂电机驱动控制器总成,与轮毂电机总成连接,驱动轮毂电机运转;同时轮毂电机驱动控制器总成也与整车控制器主控VCU和整车控制器冗余VCU连接,接收VCU的驱动力矩请求,并反馈当前电机实际力矩及力矩请求响应状态。
在本发明一实施例中,所述轮毂电机总成,装配在车轮轮辋里,为整车提供驱动力,轮毂电机正转时,提供向前的驱动力,轮毂电机反转时,提供向后的驱动力。
在本发明一实施例中,所述轮端转向控制器总成,与轮端转向总成连接,驱动轮端转向总成运转;同时轮端转向控制器总成也与整车控制器主控VCU和整车控制器冗余VCU连接,接收VCU的转向角请求,并反馈当前轮端转向总成的实际转角及转角请求响应状态。
在本发明一实施例中,所述轮端转向总成,与车体和转向节连接,通过内置电机的正、反转,实现单个车轮的左、右转向,并通过集成的转角传感器来判断实时的转向角度。所述轮端转向总成,能够实现轮端转向角度范围为-90°—+90°,当四轮的轮端转向角度都为-90°或+90°时,整车能够实现横向行驶;
在本发明一实施例中,所述EMB驱动控制器总成,与EMB执行器总成连接,通过驱动EMB执行器总成内置电机,对制动盘进行夹紧与释放,实现制动功能;同时EMB驱动控制器总成也与整车控制器主控VCU和整车控制器冗余VCU连接,接收VCU的制动力矩请求,并反馈当前EMB执行器总成的实际制动力矩及制动力矩请求响应状态。所述EMB执行器总成,通过对制动盘进行夹紧与释放,实现制动功能,通过内部的锁止机构,在对制动盘夹紧后自锁,实现电子驻车功能。
如图2所示,为本控制系统的供电系统示意图,其中主电源总成,向整车控制器主控VCU、驾驶员主输入模块、智能驾驶主控制器、前轴轮毂电机驱动控制器总成、前轴轮端转向控制器总成、前轴EMB驱动控制器总成进行供电;冗余电源总成向整车控制器冗余VCU、驾驶员冗余输入模块、智能驾驶冗余控制器、后轴轮毂电机驱动控制器总成、后轴轮端转向控制器总成、后轴EMB驱动控制器总成进行供电;两套供电系统相互独立。
如图3所示,为本控制系统的驾驶员输入模块示意图,其中油门踏板总成、制动踏板模拟器总成、转向操纵机构总成、换挡开关总成都进行冗余设计,其中任一路信号失效时,整车系统都能从另一回路获知驾驶员的驾驶意图;电子手刹开关仅与车控制器主控VCU连接。
当系统正常工作时:
在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器发送目标速度或目标加、减速度请求至整车控制器主控VCU,整车控制器主控VCU再将对整车的目标速度或目标加、减速度请求转化为对四个轮毂电机、四个EMB执行器总成的驱动力矩和制动力矩请求,分别发送给四个轮毂电机驱动控制器总成和四个EMB驱动控制器总成,实现整车的纵向加、减速控制。
在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器发送整车目标转向角请求至整车控制器主控VCU,整车控制器主控VCU再将对整车的目标转向角请求转化为对四个轮端转向总成的转向角请求,分别发送给四个轮端转向控制器总成,实现整车的转向。
在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器发送前进、后退请求至整车控制器主控VCU,整车控制器主控VCU再将对整车的前进、后退请求转化为对四个轮毂电机的正、负力矩请求,分别发送给四个轮毂电机驱动控制器总成,实现整车的前进、后退挡位控制。
在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器发送电子手刹夹紧、释放请求至整车控制器主控VCU,整车控制器主控VCU再将对整车电子手刹夹紧、释放请求,分别发送给四个EMB驱动控制器总成,实现整车驻车控制。
在人驾模式下,驾驶员主输入模块通过采集油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号,发送给整车控制器主控VCU,转化为对整车的目标加、减速请求,整车控制器主控VCU再将对整车的加、减速请求,转化为对四个轮毂电机、四个EMB执行器总成的驱动力矩和制动力矩请求,分别发送给四个轮毂电机驱动控制器总成和四个EMB驱动控制器总成,实现整车的纵向加、减速。
在人驾模式下,驾驶员主输入模块通过采集方向盘转角信号,发送给整车控制器主控VCU,转化为对整车的目标转角请求,整车控制器主控VCU再将对整车的目标转角请求,转化为对四个轮端转向总成的转向角请求,分别发送给四个轮端转向控制器总成,实现整车的转向。
在人驾模式下,驾驶员主输入模块通过采集驾驶员的换挡操作信号,发送给整车控制器主控VCU,转化为对整车的前进、后退请求,整车控制器主控VCU再将对整车的前进、后退请求转化为对四个轮毂电机的正、负力矩请求,分别发送给四个轮毂电机驱动控制器总成,实现整车的前进、后退挡位控制。
在人驾模式下,驾驶员主输入模块通过采集驾驶员的驻车操作信号,发送给整车控制器主控VCU,转化为对整车电子手刹的夹紧、释放请求,整车控制器主控VCU再将对整车电子手刹夹紧、释放请求,分别发送给四个EMB驱动控制器总成,实现整车驻车控制。
当主电源总成故障时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于2kph的车速行驶。此时,整车控制器冗余VCU基于驾驶员冗余输入模块的加速、减速、换挡、转向等驾驶意图,控制后轴轮毂电机驱动控制器进行整车加速及前进后退切换,控制后轴轮端转向控制器总成实现整车转向,控制后轴EMB驱动控制器总成实现整车制动,通过整车下电实现电子手刹夹紧,通过上电踩油门驶离,实现电子手刹释放。
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶冗余控制器在主电源总成故障时介入工作,发送送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器冗余VCU,由整车控制器冗余VCU控制后轴轮毂电机驱动控制器、后轴轮端转向控制器总成、后轴EMB驱动控制器总成,让车辆在合适地点安全停车;同时提醒驾驶员系统故障,请及时接管、检修。
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下,驾驶员冗余输入模块和整车控制器冗余VCU会在主电源总成故障时介入工作,由驾驶员冗余输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器冗余VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对后轴轮毂电机、后轴EMB执行器总成、后轴轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制;同时提醒驾驶员系统故障,请及时检修。
当冗余电源总成故障时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于2kph的车速行驶。此时,整车控制器主控VCU基于驾驶员主输入模块的加速、减速、换挡、转向、驻车等驾驶意图,控制前轴轮毂电机驱动控制器进行整车加速及前进后退切换,控制前轴轮端转向控制器总成实现整车转向,控制前轴EMB驱动控制器总成实现整车制动,控制前轴EMB驱动控制器总成实现整车电子手刹的夹紧与释放。
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器继续工作,发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器主控VCU,由整车控制器主控VCU控制前轴轮毂电机驱动控制器、前轴轮端转向控制器总成、前轴EMB驱动控制器总成,让车辆在合适地点安全停车;同时提醒驾驶员及时接管、检修。
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下,驾驶员主输入模块和整车控制器主控VCU会继续工作,由驾驶员主输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器主控VCU,并由整车控制器主控VCU转化为对前轴轮毂电机、前轴EMB执行器总成、前轴轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制;同时提醒驾驶员系统故障,请及时检修。
当驾驶员主输入模块失效时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于2kph的车速行驶;
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器主控VCU,让车辆在合适地点安全停车;
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下,驾驶员冗余输入模块和整车控制器冗余VCU会在驾驶员主输入模块失效时介入工作,由驾驶员冗余输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器冗余VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对四个轮毂电机、四个EMB执行器总成、四个轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制。
当驾驶员冗余输入模块失效时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于2kph的车速行驶。
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器主控VCU,让车辆在合适地点安全停车。
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下,由驾驶员主输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器主控VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对四个轮毂电机、四个EMB执行器总成、四个轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制。
当智能驾驶主控制器失效时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆智能驾驶当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启;车辆在人驾模式下能够正常驾驶。
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶冗余控制器和整车控制器冗余VCU会在智能驾驶主控制器失效时介入工作,智能驾驶冗余控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器冗余VCU,让车辆在合适地点安全停车;车辆在人驾模式下能够正常驾驶。
当智能驾驶冗余控制器失效时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆智能驾驶当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启;车辆在人驾模式下能够正常驾驶;
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器和整车控制器主控VCU会在智能驾驶冗余控制器失效时继续工作,智能驾驶主控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器主控VCU,让车辆在合适地点安全停车;车辆在人驾模式下能够正常驾驶。
当整车控制器主控VCU失效时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于2kph的车速行驶。
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶冗余控制器和整车控制器冗余VCU会在整车控制器主控VCU失效时介入工作,智能驾驶冗余控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器冗余VCU,让车辆在合适地点安全停车;同时,系统会提醒驾驶员车辆当前处于故障状态,请及时接管并安全停车。
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下, 驾驶员冗余输入模块和整车控制器冗余VCU会在整车控制器主控VCU失效时介入工作,由驾驶员冗余输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器冗余VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对四个轮毂电机、四个EMB执行器总成、四个轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制;同时,系统会提醒驾驶员车辆当前处于故障状态,请及时安全停车。
当整车控制器冗余VCU失效时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于2kph的车速行驶。
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器和整车控制器主控VCU会在智能驾驶冗余控制器失效时继续工作,智能驾驶主控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器主控VCU,让车辆在合适地点安全停车; 同时,系统会提醒驾驶员车辆当前处于故障状态,请及时接管并安全停车。
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下,由驾驶员主输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器主控VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对四个轮毂电机、四个EMB执行器总成、四个轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制;同时,系统会提醒驾驶员车辆当前处于故障状态,请及时安全停车。
当任一轮毂电机驱动控制器总成或轮毂电机失效时:
与失效轮毂电机驱动控制器或轮毂电机同轴的轮毂电机驱动控制器会主动降级,整车驱动模式会由四驱模式降级为前驱或后驱;系统会提醒驾驶员当前驱动系统降级,请及时检修,整车智能驾驶模式和人驾模式也进入两驱模式,整车能够正常驾驶。
当任一EMB驱动控制器总成或EMB执行器总成失效时;
与失效EMB驱动控制器总成或EMB执行器总成同轴的EMB驱动控制器总成主动降级。
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于2kph的车速行驶。
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器和整车控制器主控VCU会在EMB驱动控制器总成或EMB执行器总成失效时继续工作,智能驾驶主控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器主控VCU(其中减速度请求会被整车控制器主控VCU转化为制动力矩请求发送给未降级的两个EMB驱动控制器总成),让车辆在合适地点安全停车;同时,系统会提醒驾驶员车辆制动系统当前处于故障状态,请及时接管并安全停车。
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下,由驾驶员主输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器主控VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对四个轮毂电机、未降级的两个EMB执行器总成、四个轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制;同时,系统会提醒驾驶员车辆制动系统当前处于故障状态,请及时安全停车。
当任一轮端转向控制器总成或轮端转向总成失效时;
与失效轮端转向控制器总成或轮端转向总成同轴的轮端转向控制器总成主动降级;例如左后轮端转向总成失效时,右后轮端转向控制器总成主动降级,左前轮端转向总成失效时,右前轮端转向控制器总成主动降级。
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于2kph的车速行驶。
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器和整车控制器主控VCU会在轮端转向控制器总成或轮端转向总成失效时继续工作,智能驾驶主控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器主控VCU(其中整车目标转向角请求会被整车控制器主控VCU转化为单轮的转向角请求发送给未降级的两个轮端转向控制器总成),让车辆在合适地点安全停车;同时,系统会提醒驾驶员车辆转向系统当前处于故障状态,请及时接管并安全停车。
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下,由驾驶员主输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器主控VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对四个轮毂电机、四个EMB执行器总成、未降级的两个轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制;同时,系统会提醒驾驶员车辆转向系统当前处于故障状态,请及时安全停车。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的某些实施例,然而应当理解的是,本申请可以通过各种形式来实现,而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例,相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是,本申请的附图及实施例仅用于示例性作用,并非用于限制本申请的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。 此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本 公开的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (14)
1.一种轮端线控底盘控制系统,其特征在于,包括:整车控制器主控VCU、整车控制器冗余VCU、驾驶员主输入模块、驾驶员冗余输入模块、智能驾驶主控制器、智能驾驶冗余控制器、轮毂电机驱动控制器总成、轮毂电机总成、轮端转向控制器总成、轮端转向总成、EMB驱动控制器总成、EMB执行器总成、主电源总成和冗余电源总成;
从所述驾驶员主输入模块、智能驾驶主控制器到整车控制器主控VCU,再到轮毂电机驱动控制器总成、轮端转向控制器总成、EMB驱动控制器总成构成主控制回路;
从所述驾驶员冗余输入模块、智能驾驶冗余控制器到整车控制器冗余VCU,再到轮毂电机驱动控制器总成、轮端转向控制器总成、EMB驱动控制器总成构成冗余控制回路;
所述主控制回路和冗余控制回路通信独立,整车控制器主控VCU与整车控制器冗余VCU二者互为冗余,并实时通信进行校验,检测主控制回路或冗余控制回路是否存在故障;当系统主控制回路出现故障时,系统冗余控制回路会介入工作。
2.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,所述整车控制器主控VCU基于驾驶员驾驶意图或智能驾驶控制器的驾驶请求,结合整车状态,控制整车按照驾驶员或智能驾驶的驾驶意图行驶,实现整车各种驾驶功能;
所述整车控制器冗余VCU当整车控制器主控VCU失效时,基于驾驶员驾驶意图或智能驾驶控制器的驾驶请求,结合整车状态,控制整车按照驾驶员或智能驾驶的驾驶意图行驶,实现整车各种驾驶功能。
3.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,所述驾驶员主输入模块,包括油门踏板总成、制动踏板模拟器总成、转向操纵机构总成、换挡开关总成和电子手刹开关总成,用于采集驾驶员加速、制动、转向、换挡、驻车等驾乘意图,并发送给整车控制器主控VCU;
所述驾驶员冗余输入模块,包括油门踏板总成、制动踏板模拟器总成、转向操纵机构总成和换挡机构总成,用于采集驾驶员加速、制动、转向等驾乘意图,并发送给整车控制器冗余VCU。
4.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,所述智能驾驶主控制器,用于将加速、制动、转向、驻车、换挡等请求发送给整车控制器主控VCU,控制车辆智能驾驶;
所述智能驾驶冗余控制器,用于当智能驾驶过程中智能驾驶主控制器失效后,将加速、制动、转向、驻车等请求发送给整车控制器冗余VCU,控制车辆安全停车。
5.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,所述轮毂电机驱动控制器总成,与轮毂电机总成连接,驱动轮毂电机运转;同时与整车控制器主控VCU和整车控制器冗余VCU连接,接收VCU的驱动力矩请求,并反馈当前电机实际力矩及力矩请求响应状态;
所述轮端转向控制器总成,与轮端转向总成连接,驱动轮端转向总成运转;同时与整车控制器主控VCU和整车控制器冗余VCU连接,接收VCU的转向角请求,并反馈当前轮端转向总成的实际转角及转角请求响应状态。
6.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,所述EMB驱动控制器总成与EMB执行器总成连接,通过驱动EMB执行器总成内置电机,对制动盘进行夹紧与释放,实现制动功能;同时与整车控制器主控VCU和整车控制器冗余VCU连接,接收VCU的制动力矩请求,并反馈当前EMB执行器总成的实际制动力矩及制动力矩请求响应状态。
7.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,所述主电源总成,向整车控制器主控VCU、驾驶员主输入模块、智能驾驶主控制器、前轴轮毂电机驱动控制器总成、前轴轮端转向控制器总成、前轴EMB驱动控制器总成进行供电;
所述冗余电源总成,向整车控制器冗余VCU、驾驶员冗余输入模块、智能驾驶冗余控制器、后轴轮毂电机驱动控制器总成、后轴轮端转向控制器总成、后轴EMB驱动控制器总成进行供电。
8.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,当系统正常工作时:在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器通过发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、前进、后退请求、电子手刹夹紧、释放请求至整车控制器主控VCU,整车控制器主控VCU再将这些请求转化后,分别把各种请求发送给对应的控制器总成,实现整车的纵向加、减速、转向、前进、后退挡位以及驻车控制;
在人驾模式下,驾驶员主输入模块通过采集油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、驾驶员的换挡操作信号、驾驶员的驻车操作信号,发送给整车控制器主控VCU,转化为对整车的目标加、减速请求、目标转角请求、前进、后退请求或电子手刹的夹紧、释放请求,整车控制器主控VCU再将这些请求转化后,分别把各种请求发送给对应的控制器总成,实现整车的纵向加、减速、转向、前进、后退挡位以及驻车控制。
9.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,当驾驶员主输入模块失效时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于设定的车速行驶;
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器主控VCU,让车辆在合适地点安全停车;
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下,驾驶员冗余输入模块和整车控制器冗余VCU介入工作,由驾驶员冗余输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器冗余VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对轮毂电机、EMB执行器总成、轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制。
10.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,当智能驾驶主控制器失效时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆智能驾驶当前处于故障状态,请检查维修,智能驾驶功能无法开启;车辆在人驾模式下能够正常驾驶;
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶冗余控制器和整车控制器冗余VCU会在智能驾驶主控制器失效时介入工作,智能驾驶冗余控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器冗余VCU,让车辆在合适地点安全停车;车辆在人驾模式下能够正常驾驶。
11.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,当整车控制器主控VCU失效时:
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于设定的车速行驶;
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶冗余控制器和整车控制器冗余VCU介入工作,智能驾驶冗余控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器冗余VCU,让车辆在合适地点安全停车;同时,系统提醒驾驶员车辆当前处于故障状态;
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下, 驾驶员冗余输入模块和整车控制器冗余VCU介入工作,由驾驶员冗余输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器冗余VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对轮毂电机、EMB执行器总成、轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制;同时,系统提醒驾驶员车辆当前处于故障状态。
12.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,当任一轮毂电机驱动控制器总成或轮毂电机失效时:与失效轮毂电机驱动控制器或轮毂电机同轴的轮毂电机驱动控制器主动降级,整车驱动模式由四驱模式降级为前驱或后驱;系统提醒驾驶员当前驱动系统降级,整车智能驾驶模式和人驾模式也进入两驱模式,整车能够正常驾驶。
13.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,当任一EMB驱动控制器总成或EMB执行器总成失效时:与失效EMB驱动控制器总成或EMB执行器总成同轴的EMB驱动控制器总成主动降级;
如果车辆处于非运行状态,系统提示驾驶员车辆当前处于故障状态,智能驾驶功能无法开启,车辆仅能在维修模式下以低于设定的车速行驶;
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器和整车控制器主控VCU在EMB驱动控制器总成或EMB执行器总成失效时继续工作,智能驾驶主控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器主控VCU,其中减速度请求被整车控制器主控VCU转化为制动力矩请求发送给未降级的两个EMB驱动控制器总成,让车辆在合适地点安全停车;同时,系统提醒驾驶员车辆制动系统当前处于故障状态;
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下,由驾驶员主输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器主控VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对四个轮毂电机、未降级的两个EMB执行器总成、四个轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制;同时,系统提醒驾驶员车辆制动系统当前处于故障状态。
14.根据权利要求1所述的轮端线控底盘控制系统,其特征在于,当任一轮端转向控制器总成或轮端转向总成失效时:与失效轮端转向控制器总成或轮端转向总成同轴的轮端转向控制器总成主动降级;
如果车辆处于非运行状态,系统将提示驾驶员车辆当前处于故障状态,智能驾驶功能无法开启,车辆将仅能在维修模式下以低于设定的车速行驶;
如果车辆处于运行状态,在智能驾驶模式下,智能驾驶主控制器和整车控制器主控VCU继续工作,智能驾驶主控制器发送目标速度或目标加、减速度请求、整车目标转向角请求、整车前进后退请求、电子手刹夹紧请求至整车控制器主控VCU,其中整车目标转向角请求会被整车控制器主控VCU转化为单轮的转向角请求发送给未降级的两个轮端转向控制器总成,让车辆在合适地点安全停车;同时,系统提醒驾驶员车辆转向系统当前处于故障状态;
如果车辆处于运行状态,在人驾模式下,由驾驶员主输入模块将油门踏板行程信号、制动踏板模拟器踏板行程信号、方向盘转角信号、换挡操作信号、驻车操作信号发送给整车控制器主控VCU,并由整车控制器冗余VCU转化为对四个轮毂电机、四个EMB执行器总成、未降级的两个轮端转向总成的驱动力矩、制动力矩、转向力矩、电子手刹夹紧释放请求,实现对整车的动态控制;同时,系统提醒驾驶员车辆转向系统当前处于故障状态。
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CN202211495046.6A CN116061958A (zh) | 2022-11-26 | 2022-11-26 | 一种轮端线控底盘的控制系统 |
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CN202211495046.6A CN116061958A (zh) | 2022-11-26 | 2022-11-26 | 一种轮端线控底盘的控制系统 |
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CN (1) | CN116061958A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116968760A (zh) * | 2023-08-04 | 2023-10-31 | 比博斯特(上海)汽车电子有限公司 | 一种无人车的线控底盘的冗余控制方法及装置 |
CN117148704A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 格陆博科技有限公司 | 一种具有硬件全冗余设计的智能底盘域控制器 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116968760A (zh) * | 2023-08-04 | 2023-10-31 | 比博斯特(上海)汽车电子有限公司 | 一种无人车的线控底盘的冗余控制方法及装置 |
CN116968760B (zh) * | 2023-08-04 | 2024-04-23 | 比博斯特(上海)汽车电子有限公司 | 一种无人车的线控底盘的冗余控制方法及装置 |
CN117148704A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 格陆博科技有限公司 | 一种具有硬件全冗余设计的智能底盘域控制器 |
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