CN116572981A - 具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统及方法，该方法，包括获取车辆制动信号，并对电子机械制动系统的底盘域控制器和整车中央计算平台进行信息交互得到信息交互结果；将信息交互结果以及车辆操控信号发送至底盘域控制器进行信号处理得到信号处理结果；根据底盘域控制器的状态信息和信号处理结果，以及根据整车操纵意图信息进行电子机械制动系统的信息管理操作，并根据整车操纵意图及预设的控制指令对电子机械制动系统进行控制。本发明可以实现制动控制器处于失效状态时具备制动防抱死的功能，从而提升车辆的安全性能。

Description

具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统及方法。

背景技术

随着汽车智能化和电动化的发展，电子机械制动系统技术快速发展，其凭借响应迅速控制精确逐步成为整车制动系统的重要解决方案。在CN 113002511 B中，公布了一种商用车电子机械制动系统，其通过控制轮边的制动电机实现车轮制动功能。

当前电子机械制动系统通过制动控制器完成整车制动意图识别及轮边目标制动力的计算，电制动控制器完成轮边电子机械制动内电机扭矩调节。该方案存的问题是当制动控制器失效时系统无法实现整车制动功能，尤其是其电制动控制器内部未冗余备份制动防抱死模块，当制动控制器失效时系统无法具备制动防抱死功能，从而导致车轮在制动过程中抱死，引发安全事故。

区别于传统气压制动系统，电子机械制动系统通常具备多个电机控制器，其电机控制芯片的计算能力及存储能力都具备较大的潜力，除完成常规的电机控制外可执行车辆制动意图识别、制动力分配及滑移率控制等功能，而传统的制动控制器功能可向底盘域控制器上集成，是减少硬件成本的一种技术方案。当前电子机械制动系统通过制动控制器完成整车制动意图识别及轮边目标制动力的计算，电制动控制器完成轮边电子机械制动内电机扭矩调节。该方案存的问题是当制动控制器失效时系统无法实现整车制动功能，尤其是其电制动控制器内部未冗余备份制动防抱死模块，当制动控制器失效时系统无法具备制动防抱死功能，从而导致车轮在制动过程中抱死，引发安全事故。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统，以实现制动控制器处于失效状态时具备制动防抱死的功能，从而提升车辆的安全性能。

本发明的另一个目的在于提出一种具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动方法。

为达上述目的，本发明一方面提出了一种具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统，包括：中央计算平台、底盘域控制器、轮边电子机械制动单元、电制动控制器、轮速传感器、电子制动踏板、方向盘转角传感器、组合传感器和手动制动推杆，其中，

所述中央计算平台，用于向底盘域控制器发送整车状态信息，所述整车状态信息包括整车动力系统状态信息、座舱状态信息以及车辆智能驾驶系统相关命令；

所述底盘域控制器，用于向所述中央计算平台发送底盘状态信息，并根据内部的制动控制算法计算轮边目标制动力，将所述轮边目标制动力发送到电制动控制器；

所述电制动控制器，用于控制所述轮边电子机械制动单元产生轮速信号和夹紧力控制信号，并发送到所述底盘域控制器；

所述轮速传感器，用于采集车轮转动状态并将与实际轮速值相对应的电信号发送到所述电制动控制器；

所述电子制动踏板，用于采集制动意图信息并将所述制动意图信息发送到所述电制动控制器；

所述手动制动推杆，用于产生车辆制动信号，并发送到所述电制动控制器；

所述组合传感器，用于采集车辆速度信息，并将所述车辆速度信息发送到所述底盘域控制器；

所述方向盘转角传感器，用于采集车辆方向盘转角信号，并将所述车辆方向盘转角信号发送到所述底盘域控制器。

根据本发明实施例的具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统还可以具有以下附加技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述底盘域控制器包括第一数据采集处理模块、第一功能仲裁模块、第一故障诊断模块、电源管理模块、第一状态估计模块和制动力控制模块；

所述电制动控制器，包括第二数据采集处理模块、第二功能仲裁模块、第二故障诊断模块、第二状态估计模块、制动力分配模块、电机控制模块和机械锁止控制模块。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括通讯网络，所述通讯网络至少包括车载网络；所述电子机械制动系统，至少包括一个底盘域控制器，在每个车轮处配备至少一个电制动控制器；所述底盘域控制器与中央计算平台通过所述车载网络进行通讯，所述底盘域控制器与每个电制动控制器通过独立的所述车载网络进行通讯，所有的电制动控制器之间通过独立的所述通讯网络进行通讯。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述车辆制动信号通过所述电子制动踏板发送到所述底盘域控制器，所述车辆制动信号经过所述底盘域控制器处理后得到制动力命令并发送给所述电制动控制器。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电制动控制器的第二故障诊断模块，用于实时诊断所述底盘域控制器的工作状态，以在所述底盘域控制器失效时根据所述第二状态估计模块计算车速估计值，通过所述车速估计值和所述实际轮速值计算当前滑移率。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电制动控制器的第二故障诊断模块，还用于实时诊断所述底盘域控制器的工作状态，以在底盘域控制器失效时接收所述手动制动推杆的车辆制动信号，进行车辆制动意图识别和制动力分配。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述轮边电子机械制动单元，包括电机、机械锁止机构、旋转变换机构、压力传感器、电机位置传感器；所述轮边电子机械制动单元，用于产生制动卡钳夹紧力；所述电机位置传感器用于电机旋转位置的采集计算，所述压力传感器用于采集计算卡钳夹紧力。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电制动控制器，用于在底盘域控制器失效时监控底盘域控制器内的电源状态，根据电源状态对所述轮边电子机械制动单元进行控制，当电压低于预设的门限值时，所述电机控制模块控制电机达到目标扭矩对应的指定位置，通过所述机械锁止机构对电机进行锁止，切断电机控制电流。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述电制动控制器的机械锁止控制模块，用于控制所述机械锁止机构的状态，在机械锁止机构闭合状态下制动电机不做旋转运动，以及在机械锁止机构打开状态下制动电机做旋转运动；

所述电制动控制器的制动力分配模块，用于在不同制动模式下进行目标制动力计算及分配；所述制动力分配模块，包括常规制动模块、自主行车制动模块、自主ABS制动模块、自主驻车制动模块及命令分配模块；所述自主ABS制动模块，包括滑移率计算模块、滑移率选择模块、目标滑移率模块、防滑控制器模块和堵转监控模块。

优选地，所述的电子机械制动系统包含1个或以上底盘域控制器，每个车轮处配备至少1个电制动控制器。底盘域控制器与中央计算平台直接通过车载网络进行通讯，底盘域控制器与每个电制动控制器均通过独立的车载网络进行通讯，所有电制动控制器之间通过独立网络进行通讯。每个车轴配备1个底盘域控制器，底盘域控制器与中央计算平台及其他域控制器之间可具备2路及以上通讯线路交互数据，其中1路为常规通讯线路，另1路为失效备份通讯线路。底盘域控制器与每个电制动控制器之间可具备2路及以上通讯线路交互数据，其中1路为常规通讯线路，另1路为失效备份通讯线路。电制动控制器之间可具备2路及以上通讯线路交互数据，其中1路为常规通讯线路，另1路为失效备份通讯线路。

所述底盘域控制器，可与整车中央计算平台进行通讯，向其他控制器发送底盘状态等信息，同时接收整车操纵意图等信息，完成制动系统、转向系统及悬架系统信息的综合管理，根据整车操纵意图及其内部控制逻辑完成所有执行机构的控制命令计算。

所述底盘域控制器根据内部的制动控制算法计算轮边目标制动力，并将轮边目标制动力发送到电制动控制器，同时接收电制动控制器发出的轮速信号、夹紧力控制信号。底盘域控制器其内部包含数据采集处理模块、功能仲裁模块、故障诊断模块、电源管理模块、状态估计模块、制动力控制模块。

所述轮边电子机械制动单元，包含电机、机械锁止机构、旋转变换机构、压力传感器、电机位置传感器。电子机械制动单元用于产生制动卡钳夹紧力，其内部电机产生制动力，并通过机械传递部件将电机转轴的旋转运动变换为卡钳的直线运动。轮边电子机械制动单元内部包含电机位置传感器和压力传感器，其中位置传感器用于电机旋转位置的采集计算，压力传感器用于采集计算卡钳的夹紧力。

所述电制动控制器，用于轮边电子机械制动单元控制。内部包含数据采集处理模块、功能仲裁模块、故障诊断模块、状态估计模块、制动力分配模块、电机控制模块、机械锁止控制模块。

所述电制动控制器的数据采集处理模块用于接收外界传入信号，且将自身信号发送给底盘域控制器，数据采集处理模块接收底盘域控制器、其他各轮电制动控制器、自身所在轮的轮速传感器、手动制动推杆的信息。

所述电制动控制器的功能仲裁模块用于根据数据采集处理模块接收的信息进行电制动控制器制动模式选择，制动模式包含常规制动、自主行车制动、自主ABS制动及自主驻车制动。

所述电制动控制器的故障诊断模块用于判断底盘域控制器工作状态，同时也监督自身工作状态。

所述电制动控制器的状态估计模块可根据各轮的轮速信息及所在轮的轮速信息进行车速估计。

所述电制动控制器的电机控制模块用于制动电机的控制，内部可包含力矩环控制器、位置环控制器及电流环控制器。

所述电制动控制器的机械锁止控制模块用于控制机械锁止机构的状态，机械锁止机构闭合状态下制动电机无法旋转、机械锁止机构打开状态下制动电机可自行旋转。

所述电制动控制器的制动力分配模块用于不同制动模式下目标制动力计算及分配，其内部包含常规制动模块、自主行车制动模块、自主ABS制动模块、自主驻车制动模块及命令分配模块，其中的自主ABS制动模块包含滑移率计算模块、滑移率选择模块、目标滑移率模块、防滑控制器模块、堵转监控模块。

所述轮速传感器，采集车轮转动状态并将与实际轮速相对应的电信号发送到电制动控制器。

所述的电子制动踏板，用于采集驾驶员制动意图并将该命令发送到底盘域控制器。

所述的手动制动推杆，用于驻车及电子刹车或制动控制器失效时产生制动命令，其可产生连续渐变的电气模拟信号。当车辆需要进行驻车制动时，电制动控制器在接收到手动制动推杆的驻车命令后，将手动制动推杆信号发送到底盘域控制器，由底盘域控制器完成车辆制动意图识别及制动力分配，同时根据车辆载荷估计值、坡度估计值实现制动驻车功能。

所述的组合传感器，用于采集车辆纵向加速度、侧向加速度及横摆角速度，并将上述信号发送到底盘域控制器。

所述的方向盘转角传感器，用于采集车辆方向盘转角信号，并将上述信号发送到底盘域控制器。

为达到上述目的，本发明另一方面提出了一种基具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制方法，包括：

获取车辆制动信号，并对电子机械制动系统的底盘域控制器和中央计算平台进行信息交互得到信息交互结果；

将信息交互结果以及车辆操控信号发送至底盘域控制器进行信号处理得到信号处理结果；；

根据所述底盘域控制器的状态信息和所述信号处理结果，以及根据整车操纵意图信息进行电子机械制动系统的信息管理操作，并根据整车操纵意图及预设的控制指令对电子机械制动系统进行控制。

本发明实施例的具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统及方法，实现车辆进入极端路况，且制动控制器处于失效状态时具备制动防抱死的功能，从而提升车辆的安全性能。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的底盘域控制器示意图；

图3为根据本发明实施例的电制动控制器示意图；

图4为根据本发明实施例的可行的电制动控制器软件框架图；

图5为根据本发明实施例的可行的自主ABS制动控制软件框架图；

图6为根据本发明实施例的具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动方法流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统及犯法。

图1是本发明一个实施例的具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统的结构图。

如图1所示，该系统，包括：中央计算平台101、底盘域控制器201、电制动控制器之间通讯网络301、底盘域控制器201与电制动控制器间电气线路302、303、304、305，电子制动踏板401、组合传感器402、方向盘转角传感器403、手动制动推杆501、电制动控制器601、602、701、702、制动电机603、605、703、705，机械锁止机构604、606、704、706，轮速传感器801、802、901、902。

在本实施例中，中央计算平台101向底盘域控制器201发送整车状态信息，可包含：车辆动力域信息、智能驾驶域信息、座舱域信息。底盘域控制器201向中央计算平台101发送底盘状态信息。

底盘域控制器201具有图2所示的软件模块，内部包含状态估计模块210、制动力控制模块211、电源管理模块212、故障诊断模块213、功能仲裁模块214、数据采集处理模块215，其中制动控制模块中包含制动意图识别模块及制动力分配，负责计算车轮处的目标制动力。优选的，底盘域控制器201可包含转向控制模块、悬架控制模块、底盘状态切换控制模块及底盘纵-横垂协同控制模块。

底盘域控制器201中的数据采集处理模块215接收电子制动踏板401、组合传感器402、方向盘转角传感器403发出的信号并发送给制动力控制模块211，制动力控制模块211可根据车身稳定性控制要求计算各车轮的目标制动力。

底盘域控制器201将动力域信息、电制动控制器状态信息及组合传感器信息发送到自身内部的状态估计模块，完成车辆载荷估计计算、坡度估计计算、道路附着估计计算及车身姿态计算。

优选的，底盘域控制器201中的状态估计模块210可以根据中央计算平台101发送的智能驾驶域传感器信号对载荷估计计算、坡度估计计算、道路附着估计计算及车身姿态计算进行加权融合计算，智能驾驶域传感器信号可包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、惯性导航、GPS，可使用基于卡尔曼滤波估计等加权融合算法对载荷、坡度、道路附着及车身姿态进行进一步优化计算，以提升其精度。底盘域控制器201将计算得到的车辆载荷、坡度、道路附着及车身姿态发送到电制动控制器601、602、701、702。

底盘域控制器201中的故障诊断模块213可完成底盘域控制器自身的故障诊断功能，可将故障等级及故障码发送给中央计算平台及电制动控制器。

底盘域控制器201中的电源管理模块212可完成控制器内部电源控制功能，该电源不仅为底盘域控制器201供电，同时为电制动控制器601、602、701、702提供电能。

底盘域控制器201与电制动控制器601、602、701、702之间通过电气线路302、303、304、305连接，电气线路中包含通信线路、供电线路及信号采集线路，通信线路用于传输两个控制器之间的信息，供电线路为电制动控制器提供电能，信号采集线路用于采集底盘域控制器关键状态，例如底盘域控制器201电源电压。

底盘域控制器201根据电制动控制器601、602、701、702发送的轮速进行车速估计，优选的，底盘域控制器201可以根据中央计算平台101发送的惯导导航信号、GPS信号对车速进行优化计算，并将优化后的车速发送给中央计算平台101及电制动控制器601、602、701、702。

电制动控制器601、602、701、702内均包含数据采集处理模块610、状态估计模块611、功能仲裁模块612、制动力分配模块613、电机控制模块614、故障诊断模块615、机械锁止控制模块616。

如图3所示，电制动控制器601、602、701、702分别采集各自所在车轮的轮速传感器801、802、901、902发出的信号，并完成轮速计算。各轮速信号通过302、303、304、305中的通信线路发送给底盘域控制器201。

底盘域控制器201根据轮速及车速计算车轮滑移率，触发防抱死制动功能时将根据目标滑移率和实际滑移率的偏差计算车轮处的目标制动力，并将该目标制动力发送给电制动控制器，优选的，轮速传感器801、802、901、902可同时将信号发送给底盘域控制器201及电制动控制器601、602、701、702。

当车辆处于智能驾驶状态时，底盘域控制器201接收中央计算平台101发送的减速度请求命令，根据该减速度请求命令完成车辆制动意图识别及制动力分配计算，将车轮目标制动力通过电气线路302、303、304、305中的通信线路发送给电制动控制器601、602、701、702。

当车辆处于驾驶员驾驶状态时，底盘域控制器201接收电子制动踏板401发送的制动命令，根据该制动命令完成车辆制动意图识别及制动力分配计算，将车轮目标制动力通过电气线路302、303、304、305发送给电制动控制器601、602、701、702。

当车辆需要进行驻车制动时，底盘域控制器接收电制动控制器发出的手动制动推杆501信号，根据该制动命令完成车辆制动意图识别，根据坡度估计值完成驻车制动力分配计算，向电制动控制器发出驻车制动命令，电制动控制器将制动电机603、605、703、705控制在驻车目标制动力对应的位置，当制动电机转轴旋转到指定位置时启动机械锁止机构锁定制动电机，随后关闭制动电机控制电流。

一种可行的电制动控制器软件框架如图4所示，电制动控制器601、602、701、702同时通过底盘域控制器201之间的通信信号及电压检测模块判断底盘域控制器201工作状态时，通信信号包括底盘域控制器201的心跳报文、故障诊断信号、电子制动踏板命令及目标制动力命令，同时通过电气线路302、303、304、305内的电压检测线路监控底盘域控制器内部电源模块状态。

作为一种可行的底盘域控制器失效控制架构，电制动控制器601、602、701、702内的功能仲裁模块612根据数据采集处理模块610发送的信息进行底盘域控制器状态判断，制动力分配模块613中的常规制动模块、自主行车制动模块、自主ABS制动模块及自主驻车模块同步运行，上述模块将计算结果全部发送到命令分配模块中，命令模块根据功能仲裁模块612的结果进行制动力选择分配，同一时刻有且只有一个功能模块可被功能仲裁模块612选择，被选择到的功能模块将向电机控制模块614及机械锁止模块616发送控制命令，控制命令包含制动电机603、605、703、705的目标制动力及机械锁止机构604、606、704、706的目标位置命令。

作为一种可行的底盘域控制器失效控制架构，当电制动控制器判断底盘域控制器201处于失效状态时，故障诊断模块615向状态估计模块611发送信号释放命令，状态估计模块611将前一时刻底盘域控制器正常状态时存储的目标减速度命令值、目标制动力命令值发送到常规制动模块，常规制动模块接收上述信息完成车辆制动动作，当车速降为零值时，状态估计模块611将目标减速度命令值、目标制动力命令值的存储空间清空。进一步的，当功能仲裁模块612选择自主行车制动或自主ABS制动或自主驻车制动命令时，状态估计模块611将目标减速度命令值、目标制动力命令值的存储空间清空。

电制动控制器601、602、701、702持续监控手段制动推杆的状态，在判断底盘域控制器失效时，将手段制动推杆状态发送到功能仲裁模块612、自主行车制动模块、自主ABS制动模块、自主驻车制动模块。

底盘域控制器201处于失效状态时，电制动控制器601、602、701、702通过通信网络301进行相互数据传输，每个电制动控制器都将其所在车轮的轮速及滑移率发送到通信网络301，每个电制动控制器均可得到其他轮的轮速及滑移率，每个电制动控制器根据自身轮速及其他各轮轮速完成车速估计，并将车速估计值发送到自主行车制动模块、自主ABS制动模块、自主驻车制动模块。

底盘域控制器201处于失效状态时，自主行车制动模块接收手动制动推杆位置信号，根据该值完成整车制动意图解析，得到车辆总制动需求，完成车轴目标制动力分配计算，制动力分配可以是多种分配方法，例如前-后轴固定比例分配，理想制动力I曲线分配等方法。在车轴目标制动力确定后计算所有车轮的目标制动力，并将自身所在车轮的车轮制动目标扭矩发送到电机控制模块。

作为一种可行的自主ABS制动控制软件框架，如图5所示，底盘域控制器201处于失效状态时，自主ABS制动模块根据车速及自身轮速完成车轮当前滑移率的计算，将当前自身滑移率与同轴车轮的滑移率进行比较，取两者的最大值作为反馈滑移率，将反馈滑移率与目标滑移率的偏差发送到防滑控制器，防滑控制器可以是PI控制器或ADRC控制器或其他单输入单输出反馈控制器，防滑控制器根据滑移率偏差计算得到电机目标扭矩，该电机目标扭矩受到堵转监控模块的限制，堵转监控模块根据机械锁止机构闭合状态限制电机目标扭矩。上述过程将使同桥的两个电制动控制器处于制动防抱死扭矩低选状态，以此保证在底盘域控制器失效状态制动防抱死稳定性。

底盘域控制器201处于失效状态时，电制动控制器601、602、701、702通过电气线路302、303、304、305实时检测底盘域控制器电源电压信号，将实际采集的电压值与预先设定的失效保护电压门限值进行对比，当电源电压信号低于该门限值后，电制动控制器601、602、701、702进入节能控制模式，命令分配模块实时监控制动电机扭矩，当制动电机扭矩的变化率绝对值低于预先设定的门限值时，向机械锁止控制模块616发出锁止命令，启动机械锁止机构锁定制动电机。优选的，分配模块可实时监控轮边电子机械制动单元内的压力传感器，当压力传感器采样的压力信号变化率绝对值低于预先设定的门限值时，向机械锁止控制模块616发出锁止命令，启动机械锁止机构锁定制动电机。当命令分配模块检测到所有制动电机目标扭矩处于零值时，释放机械锁止机构，此时制动电机可进行旋转运动。

根据本发明实施例的具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统，以实现制动控制器处于失效状态时具备制动防抱死的功能，从而提升车辆的安全性能。

为了实现上述实施例，如图6所示，本实施例中还提供了具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制方法，该方法包括：

S1，获取车辆制动信号，并对电子机械制动系统的底盘域控制器和中央计算平台进行信息交互得到信息交互结果；

S2，将信息交互结果以及车辆操控信号发送至底盘域控制器进行信号处理得到信号处理结果；

S3，根据底盘域控制器的状态信息和信号处理结果，以及根据整车操纵意图信息进行电子机械制动系统的信息管理操作，并根据整车操纵意图及预设的控制指令进行电子机械制动系统的控制命令计算。

具体地，该方法应用于对电子机械制动系统的控制。该电子机械制动系统包括：底盘域控制器、轮边电子机械制动单元、电制动控制器、通讯网络、轮速传感器、电子制动踏板、方向盘转角传感器、组合传感器、手动制动推杆，底盘域控制器，可与整车中央计算平台进行通讯，向其他控制器发送底盘状态等信息，同时接收整车操纵意图等信息，完成制动系统、转向系统及悬架系统信息的综合管理，根据整车操纵意图及其内部控制逻辑完成所有执行机构的控制命令计算。底盘域控制器根据内部的制动控制算法计算轮边目标制动力，并将轮边目标制动力发送到电制动控制器，同时接收电制动控制器发出的轮速信号、夹紧力控制信号。底盘域控制器其内部包含，数据采集处理模块、功能仲裁模块、故障诊断模块、电源管理模块、状态估计模块、制动力控制模块。电制动控制器，用于轮边电子机械制动单元控制。内部包含数据采集处理模块、功能仲裁模块、故障诊断模块、状态估计模块、制动力分配模块、电机控制模块、机械锁止控制模块。轮速传感器，采集车轮转动状态并将与实际轮速相对应的电信号发送到电制动控制器。电子制动踏板，用于采集驾驶员制动意图并将该命令发送到制动控制器。手动制动推杆，用于驻车及电子刹车或制动控制器失效时产生制动命令，其可产生连续渐变的电气模拟信号。组合传感器，用于采集车辆纵向加速度、侧向加速度及横摆角速度，并将上述信号发送到底盘域控制器。方向盘转角传感器，用于采集车辆方向盘转角信号，并将上述信号发送到底盘域控制器。

进一步地，电子机械制动系统包含1个或以上底盘域控制器，每个车轮处配备至少1个电制动控制器。底盘域控制器与中央计算平台直接通往车载网络进行通讯，底盘域控制器与每个电制动控制器均通过独立的车载网络进行通讯，所有电制动控制器之间通过独立网络进行通讯。

进一步地，车辆制动信号可通过手动制动推杆直接发送到电制动控制器，也可通过电子制动踏板发送到底盘域控制器，车辆制动信号经过底盘域控制器处理后形成制动力命令发送给电制动控制器。车辆制动信号也可有中央计算平台发送给底盘域控制器。

进一步地，电制动控制器实时诊断底盘域控制器工作状态，在底盘域控制器失效时根据状态估计模块计算车速估计值，通过该车速估计值及实际轮速值可完成当前滑移率计算。

进一步地，电制动控制器实时诊断底盘域控制器工作状态，在底盘域控制器失效时可接收手动制动推杆的控制命令，完成车辆制动意图识别及制动力分配，在车轮出现抱死趋势时通过防抱死控制模块实现制动防抱死功能。

进一步地，电制动控制器在底盘域控制器失效时监控底盘域控制器内的电源状态，根据其电压状态对轮边电子机械制动单元进行控制，当电源模块电压低于预先设定的门限值时，电制动控制器在执行制动过程中首先控制电机达到目标扭矩对应的指定位置，随后通过机械锁止机构对电机进行锁止，切断电机控制电流。

根据本发明实施例的具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动方法，以实现制动控制器处于失效状态时具备制动防抱死的功能，从而提升车辆的安全性能。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制动系统，其特征在于，包括：中央计算平台、底盘域控制器、轮边电子机械制动单元、电制动控制器、轮速传感器、电子制动踏板、方向盘转角传感器、组合传感器和手动制动推杆，其中，

所述中央计算平台，用于向底盘域控制器发送整车状态信息；

所述底盘域控制器，用于向所述中央计算平台发送底盘状态信息，并根据内部的制动控制算法计算轮边目标制动力，将所述轮边目标制动力发送到电制动控制器；

所述电制动控制器，用于控制所述轮边电子机械制动单元产生轮速信号和夹紧力控制信号，并发送到所述底盘域控制器；

所述轮速传感器，用于采集车轮转动状态并将与实际轮速值相对应的电信号发送到所述电制动控制器；

所述电子制动踏板，用于采集制动意图信息并将所述制动意图信息发送到所述电制动控制器；

所述手动制动推杆，用于产生车辆制动信号，并发送到所述电制动控制器；

所述组合传感器，用于采集车辆速度信息，并将所述车辆速度信息发送到所述底盘域控制器；

所述方向盘转角传感器，用于采集车辆方向盘转角信号，并将所述车辆方向盘转角信号发送到所述底盘域控制器。

2.根据权利要求1所述的电子机械制动系统，其特征在于，所述整车状态信息，包括整车动力系统状态信息、座舱状态信息以及车辆智能驾驶系统相关命令；所述底盘域控制器包括第一数据采集处理模块、第一功能仲裁模块、第一故障诊断模块、电源管理模块、第一状态估计模块和制动力控制模块；

所述电制动控制器，包括第二数据采集处理模块、第二功能仲裁模块、第二故障诊断模块、第二状态估计模块、制动力分配模块、电机控制模块和机械锁止控制模块。

3.根据权利要求1所述的电子机械制动系统，其特征在于，还包括通讯网络，所述通讯网络至少包括车载网络；所述电子机械制动系统，至少包括一个底盘域控制器，在每个车轮处配备至少一个电制动控制器；所述底盘域控制器与中央计算平台通过所述车载网络进行通讯，所述底盘域控制器与每个电制动控制器通过独立的所述车载网络进行通讯，所有的电制动控制器之间通过独立的所述通讯网络进行通讯。

4.根据权利要求1所述的电子机械制动系统，其特征在于，所述车辆制动信号通过所述电子制动踏板发送到所述底盘域控制器，所述车辆制动信号经过所述底盘域控制器处理后得到制动力命令并发送给所述电制动控制器。

5.根据权利要求2所述的电子机械制动系统，其特征在于，所述电制动控制器的第二故障诊断模块，用于实时诊断所述底盘域控制器的工作状态，以在所述底盘域控制器失效时根据所述第二状态估计模块计算车速估计值，通过所述车速估计值和所述实际轮速值计算当前滑移率。

6.根据权利要求2所述的电子机械制动系统，其特征在于，所述电制动控制器的第二故障诊断模块，还用于实时诊断所述底盘域控制器的工作状态，以在底盘域控制器失效时接收所述手动制动推杆的车辆制动信号，进行车辆制动意图识别和制动力分配。

7.根据权利要求2所述的电子机械制动系统，其特征在于，所述轮边电子机械制动单元，包括电机、机械锁止机构、旋转变换机构、压力传感器、电机位置传感器；所述轮边电子机械制动单元，用于产生制动卡钳夹紧力；所述电机位置传感器用于电机旋转位置的采集计算，所述压力传感器用于采集计算卡钳夹紧力。

8.根据权利要求7所述的电子机械制动系统，其特征在于，所述电制动控制器，用于在底盘域控制器失效时监控底盘域控制器内的电源状态，根据电源状态对所述轮边电子机械制动单元进行控制，当电压低于预设的门限值时，所述电机控制模块控制电机达到目标扭矩对应的指定位置，通过所述机械锁止机构对电机进行锁止，切断电机控制电流。

9.根据权利要求7所述的电子机械制动系统，其特征在于，所述电制动控制器的机械锁止控制模块，用于控制所述机械锁止机构的状态，在机械锁止机构闭合状态下制动电机不做旋转运动，以及在机械锁止机构打开状态下制动电机做旋转运动；

所述电制动控制器的制动力分配模块，用于在不同制动模式下进行目标制动力计算及分配；所述制动力分配模块，包括常规制动模块、自主行车制动模块、自主ABS制动模块、自主驻车制动模块及命令分配模块；所述自主ABS制动模块，包括滑移率计算模块、滑移率选择模块、目标滑移率模块、防滑控制器模块和堵转监控模块。

10.应用于权利要求1-9任一一项所述的具备控制器失效冗余控制功能的电子机械制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取车辆制动信号，并对电子机械制动系统的底盘域控制器和中央计算平台进行信息交互得到信息交互结果；

将信息交互结果以及车辆操控信号发送至底盘域控制器进行信号处理得到信号处理结果；

根据所述底盘域控制器的状态信息和所述信号处理结果，以及根据整车操纵意图信息进行电子机械制动系统的信息管理操作，并根据整车操纵意图及预设的控制指令对电子机械制动系统进行控制。