CN116691632A - 电子机械制动系统、方法、设备及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆制动领域，并公开了一种电子机械制动系统、方法、设备及计算机存储介质，该系统包括冗余电源模块和与连接的轮端电子机械制动模块、应急指令模块、制动指令模块、底盘域控制器和外部连接模块；底盘域控制器连接外部连接模块和与轮端电子机械制动模块连接的应急指令模块和制动指令模块及轮端电子机械制动模块；外部连接模块接收外部输入信息，底盘域控制器对采集的车辆信息进行识别得到识别信息，根据外部输入信息和识别信息生成协调控制指令，制动指令模块下发协调控制指令至轮端电子机械制动模块，轮端电子机械制动模块根据协调控制指令或应急指令模块下发的应急制动指令控制车辆。本发明提高了电子机械制动系统的控制稳定性。

Description

电子机械制动系统、方法、设备及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及车辆制动领域，尤其涉及一种电子机械制动系统、方法、设备及计算机存储介质。

背景技术

随着智能驾驶技术的高速发展，用户对智能驾驶的要求也越来越高，在希望可以满足基本的智能驾驶控制的同时提高线控制动的准确性与及时性，这也对智能驾驶的线控制动系统提出了更高的要求。

现如今，线控制动系统分为电子机械制动系统、线控气压制动系统和线控液压制动系统等技术路线，而电子机械制动系统作为线控制动系统进行使用时，可以减少能量的传递和转换路径，大大提升了效率和系统的响应，并直接作用于轮边，提升了制动力的调节能力。

传统的电子机械制动系统是以分布式为主的电气架构，通过整车及系统的反馈单独实现制动、转向和悬架等功能。但是，这种电子机械制动系统因各功能实现模块之间的缺少协同控制，导致整车的控制连续性不高，进而造成电子机械制动系统的控制稳定性不高。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种电子机械制动系统、方法、设备及计算机存储介质，旨在提高电子机械制动系统的控制稳定性。

为实现上述目的，本发明提供一种电子机械制动系统，所述电子机械制动系统包括：冗余电源模块、轮端电子机械制动模块、应急指令模块、制动指令模块、底盘域控制器和外部连接模块；

所述冗余电源模块分别与所述轮端电子机械制动模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述底盘域控制器分别与所述外部连接模块、所述轮端电子机械制动模块、所述应急指令模块和所述制动指令模块连接，所述轮端电子机械制动模块分别与所述应急指令模块和所述制动指令模块连接；

所述外部连接模块用于接收外部输入信息，所述底盘域控制器用于对采集的车辆信息进行识别得到识别信息，并根据所述外部输入信息和所述识别信息生成协调控制指令，所述制动指令模块用于下发所述协调控制指令至所述轮端电子机械制动模块，所述应急指令模块下发的应急制动指令至所述轮端电子机械制动模块，所述轮端电子机械制动模块用于根据所述协调控制指令或所述应急制动指令对车辆进行控制。

可选地，所述轮端电子机械制动模块包括第一轮端电子机械制动单元、第二轮端电子机械制动单元、第三轮端电子机械制动单元和第四轮端电子机械制动单元，所述第一轮端电子机械制动单元分别与所述冗余电源模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述第二轮端电子机械制动单元分别与所述冗余电源模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述第三轮端电子机械制动单元分别与所述冗余电源模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述第四轮端电子机械制动单元分别与所述冗余电源模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接。

可选地，所述第一轮端电子机械制动单元包括双绕组驱动电机、第一轮速传感器、第二轮速传感器和第一轮端电子机械制动电路；

所述第一轮端电子机械制动电路分别与所述双绕组驱动电机、所述第一轮速传感器的输出端、所述第二轮速传感器的输出端、所述冗余电源模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接。

可选地，所述第一轮端电子机械制动电路包括第一机械制动电路和第二机械制动电路，所述第一机械制动电路包括第一控制器、第一电源滤波电路、第一驱动保护电路；

所述第一控制器分别与所述第一轮速传感器的输出端、所述应急指令模块、所述制动指令模块、所述底盘域控制器、所述第一电源滤波电路和所述第一驱动保护电路连接，所述第一电源滤波电路与所述冗余电源模块连接，所述第一驱动保护电路与所述双绕组驱动电机连接。

可选地，所述冗余电源模块包括第一蓄电池、第二蓄电池、第一电源线组和第二电源线组，所述第一电源线组包括第一电源总线和第一电源分线，所述第二电源线组包括第二电源总线和第二电源分线；

所述第一蓄电池的输出端通过所述第一电源分线与所述第一电源总线连接，所述轮端电子机械制动模块通过所述第一电源分线与所述第一电源总线连接，所述应急指令模块通过所述第一电源分线与所述第一电源总线连接，所述制动指令模块通过所述第一电源分线与所述第一电源总线连接，所述底盘域控制器通过所述第一电源分线与所述第一电源总线连接；

所述第二蓄电池的输出端通过所述第二电源分线与所述第二电源总线连接，所述轮端电子机械制动模块通过所述第二电源分线与所述第二电源总线连接，所述应急指令模块通过所述第二电源分线与所述第二电源总线连接，所述制动指令模块通过所述第二电源分线与所述第二电源总线连接，所述底盘域控制器通过所述第二电源分线与所述第二电源总线连接。

可选地，所述电子机械制动系统还包括硬线组和通讯线组，所述通讯线组包括通讯总线和通讯线，所述硬线组包括硬线总线和硬线；

所述底盘域控制器通过所述通讯线与所述外部连接模块连接，所述底盘域控制器通过所述通讯线与所述制动指令模块连接，所述底盘域控制器通过所述通讯线与所述通讯总线连接，所述轮端电子机械制动模块通过所述通讯线与所述通讯总线连接，所述急指令模块通过所述通讯线与所述通讯总线连接；

所述底盘域控制器通过所述硬线与所述硬线总线连接，所述轮端电子机械制动模块通过所述硬线与所述硬线总线连接，所述急指令模块通过所述硬线与所述硬线总线连接，所述制动指令模块通过所述硬线与所述硬线总线连接。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电子机械制动方法，所述电子机械制动方法应用于所述电子机械制动系统，所述电子机械制动方法的步骤，包括：

获取采集的车辆信息，并对所述车辆信息进行识别得到识别信息；

获取采集的外部输入信息，并根据所述识别信息和所述外部输入信息生成协调控制指令；

根据所述协调控制指令对车辆进行控制。

可选的，根据所述识别信息和所述外部输入信息生成协调控制指令的步骤，包括：

确定所述识别信息中的环境关键状态信息、驾驶意图信息和轮胎力学信息，并确定所述识别信息中的整车模型识别信息；

基于预设的多自由度模型确定所述整车模型识别信息、所述环境关键状态信息、所述驾驶意图信息、所述轮胎力学信息和所述外部输入信息对应的最佳控制指令，并将所述最佳控制指令作为协调控制指令。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电子机械制动设备，包括：存储器、处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的电子机械制动程序，所述电子机械制动程序被所述处理器执行时实现上所述的电子机械制动方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有电子机械制动程序，所述电子机械制动程序被处理器执行时实现如上所述的电子机械制动方法的步骤。

本发明电子机械制动系统包括冗余电源模块、轮端电子机械制动模块、应急指令模块、制动指令模块、底盘域控制器和外部连接模块；所述冗余电源模块分别与所述轮端电子机械制动模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述底盘域控制器分别与所述外部连接模块、所述轮端电子机械制动模块、所述应急指令模块和所述制动指令模块连接，所述轮端电子机械制动模块分别与所述应急指令模块和所述制动指令模块连接；所述外部连接模块用于接收外部输入信息，所述底盘域控制器用于对采集的车辆信息进行识别得到识别信息，并根据所述外部输入信息和所述识别信息生成协调控制指令，所述制动指令模块用于下发所述协调控制指令至所述轮端电子机械制动模块，所述应急指令模块下发的应急制动指令至所述轮端电子机械制动模块，所述轮端电子机械制动模块用于根据所述协调控制指令或所述应急制动指令对车辆进行控制。通过底盘域控制器对整个系统进行控制，以及采集的车辆信息进行识别得到识别信息，并根据外部输入信息和识别信息生成协调控制指令，进而实现整个车辆根据协调控制指令进行协调控制，从而避免了现有方案中因各功能实现模块之间的缺少协同控制，导致整车的控制连续性不高的现象发生，这种电子机械制动系统通过使用单一底盘域控制器实现控制进而可以降低控制成本，还可以通过盘域控制器实现的控制实现整个车辆电子机械制动系统的协同控制，进而可以保证车辆控制的连续性使电子机械制动系统的控制稳定性进一步提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电子机械制动系统中一实施例的结构示意图；

图2为本发明电子机械制动系统的一连接示意图；

图3为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的电子机械制动设备结构示意图；

图4为本发明电子机械制动方法中一实施例的流程示意图；

图5为本发明电子机械制动方法协调控制架构图；

图6为本发明电子机械制动系统中的轮端电子机械制动单元的框架示意图；

图7为本发明电子机械制动电路的电路示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为了下述各实施例的描述清楚简洁，首先给出一种电子机械制动系统的实现的简要介绍：

目前随着汽车新四化的快速发展，线控底盘技术已经是大势所趋，其中线控制动技术是汽车智能化发展中线控底盘的重点，目前线控制动系统分为两大类，一类为有机械备压的系统，包括EHB(Electro-Hydraulic Brake，电子液压制动系统)和EBS(ElectronicBraking System，电子气压制动系统)，另一类为无机械备压的EMB(electromechanicalbrake，电子机械制动系统)。其中EMB是以电机驱动作为制动执行器，代替传统的液压或气压制动方式，汽车车轮的制动执行机构均由独立电机进行驱动，且由独立电源来进行供电。由此可见EMB系统大大的简化了线控制动系统的构成，也减少了能量的传递和转换路径，大大提升了效率和系统的响应；直接作用于轮边，提升了制动力的调节能力；因此从发展趋势来说，EMB将成为线控制动系统的终极形态。而目前商用车的整个电子电气架构主要还是以分布式为主，制动、转向、悬架等系统均基于整车及系统的反馈自我控制，缺少相关系统之间的协同，导致整车在控制过程中，控制的非连续性导致的舒适性不足，同时各系统的冗余考虑之后，整车总体的运动边界被进一步压缩，导致性能不能充分发挥。

基于以上问题，提出了本申请的电子机械制动系统包括冗余电源模块、轮端电子机械制动模块、应急指令模块、制动指令模块、底盘域控制器和外部连接模块；所述冗余电源模块分别与所述轮端电子机械制动模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述底盘域控制器分别与所述外部连接模块、所述轮端电子机械制动模块、所述应急指令模块和所述制动指令模块连接，所述轮端电子机械制动模块分别与所述应急指令模块和所述制动指令模块连接；所述外部连接模块用于接收外部输入信息，所述底盘域控制器用于对采集的车辆信息进行识别得到识别信息，并根据所述外部输入信息和所述识别信息生成协调控制指令，所述制动指令模块用于下发所述协调控制指令至所述轮端电子机械制动模块，所述轮端电子机械制动模块用于根据所述协调控制指令，或，所述应急指令模块下发的应急制动指令对车辆进行控制。通过底盘域控制器对整个系统进行控制，以及采集的车辆信息进行识别得到识别信息，并根据外部输入信息和识别信息生成协调控制指令，进而实现整个车辆根据协调控制指令进行协调控制，从而避免了现有方案中的因为缺少各系统之间的协同工作，导致整车的控制连续性不高现象发生，这种电子机械制动系统通过使用单一底盘域控制器实现控制进而可以降低控制成本，还可以通过盘域控制器实现的控制实现整个车辆电子机械制动系统的协同控制，进而可以保证车辆控制的连续性使电子机械制动系统的控制稳定性进一步提高。

本发明提出一种电子机械制动系统。

在本发明一实施例中，如图1所示，图1为电子机械制动系统中一实施例的结构示意图，该电子机械制动系统包括：冗余电源模块10、轮端电子机械制动模块20、应急指令模块30、制动指令模块40、底盘域控制器50和外部连接模块60；

所述冗余电源模块10分别与所述轮端电子机械制动模块20、所述应急指令模块30、所述制动指令模块40和所述底盘域控制器50连接，所述底盘域控制器50分别与所述外部连接模块60、所述轮端电子机械制动模块20、所述应急指令模块30和所述制动指令模块40连接，所述轮端电子机械制动模块20分别与所述应急指令模块30和所述制动指令模块40连接；

所述外部连接模块60用于接收外部输入信息，所述底盘域控制器50用于对采集的车辆信息进行识别得到识别信息，并根据所述外部输入信息和所述识别信息生成协调控制指令，所述制动指令模块40用于下发所述协调控制指令至所述轮端电子机械制动模块20，所述应急指令模块30下发的应急制动指令至所述轮端电子机械制动模块20，所述轮端电子机械制动模块20用于根据所述协调控制指令或所述应急制动指令对车辆进行控制。

在本实施例中，为了打通底盘融合控制、降低制动系统构成部件数量，同时又进一步的控制整车的制动安全风险；并且通过创新的系统架构、系统部件及控制策略，提升整车在安全、动力学稳定控制、底盘线控化及智能化水平，支持实现高等级自动驾驶，本申请电子机械制动系统是基于底盘域控制器的制动系统，结合的底盘域控制及EMB轮边控制形成完全的线控制动系统，通过将EMB作为轮边执行系统，并通过冗余电源、双路传感器、双绕组电机、双控芯片(见第一轮端电子机械制动单元21的组成)等实现系统的冗余，极大的提升了整个系统的安全性，支持高等级自动驾驶的实现。基于本申请电子机械制动系统的组成进行说明，整个系统通过采用底盘域控制器50进行EMB制动系统控制，简化EMB制动系统构成，传统的制动、转向、悬架及EMB都需要单独的控制器进行单独控制，并进行自我反馈，整个系统的各个功能单独进行工作，缺少控制之间的协调，而本申请则可以基于底盘域控制器可实现与转向、悬架等联合控制，提升整车稳定性边界，至少可以通过底盘域控器进行EMB制动系统轮端制动减速度分配，进而轮端基于减速度闭环进行车轮单独的制动力闭环控制。底盘域控制器50基于各模块的信号输入，判断整车的总体安全运行的稳定性边界，进而实时的分配给各模块的控制目标，因此在非主动制动操作时，仍可基于整车的需求，激活整车或单轮的制动请求；整个系统具备提前上电自检及延迟下电检测功能，确保行驶前后制动系统均处于安全可用的行车及驻车状态。进而可以基于底盘域控制器50对整个系统进行控制，在保证整个系统控制成本进一步减少的前提下，可以基于底盘域控制器50控制整个系统的模块之间的协调控制，进而使制动、转向、悬架及EMB控制之间进行协调控制，保证了整车运行的稳定性。

基于本申请的电子机械制动系统进而实现使用特有的控制策略对整个系统进行控制，以保证整车行驶的稳定性。应急指令模块30是指接收应急指令的器件，例如直接就是一个简单执行器，如接收到踩刹车信号则输出应急指令，制动指令模块40是指接收底盘域控制器50的需求生成指令控制EMB轮端的模块，例如简单的指令生成器，外部连接模块60是指接入外部系统的模块，可以是直接的接入信号的通讯线，也可以是通讯线与信号处理器的组成，外部系统是指除电子机械制动系统的其他车辆系统，可以包括通过双路通信网络智能驾驶域控制系统、动力域控制系统、智能座舱域控制系统等外部控制系统，进而可以采集外部信息进行协调控制。通过外部连接模块60接收来自外部系统的外部输入信息，并在底盘域控制器50对采集的车辆信息进行识别得到识别信息，并根据外部输入信息和，识别信息生成协调控制指令，最终将协调控制指令通过制动指令模块40下发至轮端电子机械制动模块20进行控制。其中，外部输入信息是指通过外部连接模块60采集的外部系统的信息，车辆信息是指整个电子机械制动系统自身的采集信息，可以是轮端电子机械制动模块20的采集信息，协调控制指令是指整个系统多种功能之间的协调控制指令。还有一种情况就是通过应急指令模块30下发的应急制动指令对车辆进行控制。其中，应急制动指令是指制动指令模块40或底盘域控制器50出现故障，进而由急指令模块30触发的控制指令，不仅可以通过急指令模块30的指令触发进行可以保证整个车辆控制的功能性，而且还可以通过底盘域控制器50对整个系统进行协调控制，进而保证了整车行驶的稳定性。

本实施例的电子机械制动系统包括冗余电源模块、轮端电子机械制动模块、应急指令模块、制动指令模块、底盘域控制器和外部连接模块；所述冗余电源模块分别与所述轮端电子机械制动模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述底盘域控制器分别与所述外部连接模块、所述轮端电子机械制动模块、所述应急指令模块和所述制动指令模块连接，所述轮端电子机械制动模块分别与所述应急指令模块和所述制动指令模块连接；所述外部连接模块用于接收外部输入信息，所述底盘域控制器用于对采集的车辆信息进行识别得到识别信息，并根据所述外部输入信息和所述识别信息生成协调控制指令，所述制动指令模块用于下发所述协调控制指令至所述轮端电子机械制动模块，所述应急指令模块下发的应急制动指令至所述轮端电子机械制动模块，所述轮端电子机械制动模块用于根据所述协调控制指令或所述应急制动指令对车辆进行控制。通过底盘域控制器对整个系统进行控制，以及采集的车辆信息进行识别得到识别信息，并根据外部输入信息和识别信息生成协调控制指令，进而实现整个车辆根据协调控制指令进行协调控制，从而避免了现有方案中因各功能实现模块之间的缺少协同控制，导致整车的控制连续性不高的现象发生，这种电子机械制动系统通过使用单一底盘域控制器实现控制进而可以降低控制成本，还可以通过盘域控制器实现的控制实现整个车辆电子机械制动系统的协同控制，进而可以保证车辆控制的连续性使电子机械制动系统的控制稳定性进一步提高。

在一实施例中，参照如图2，图2为电子机械制动系统的连接示意图，所述轮端电子机械制动模块20包括第一轮端电子机械制动单元21、第二轮端电子机械制动单元22、第三轮端电子机械制动单元23和第四轮端电子机械制动单元24，所述第一轮端电子机械制动单元21分别与所述冗余电源模块10、所述应急指令模块30、所述制动指令模块40和所述底盘域控制器50连接，所述第二轮端电子机械制动单元22分别与所述冗余电源模块10、所述应急指令模块30、所述制动指令模块40和所述底盘域控制器50连接，所述第三轮端电子机械制动单元23分别与所述冗余电源模块10、所述应急指令模块30、所述制动指令模块40和所述底盘域控制器50连接，所述第四轮端电子机械制动单元24分别与所述冗余电源模块10、所述应急指令模块30、所述制动指令模块40和所述底盘域控制器50连接。

具体的，所述第一轮端电子机械制动单元21包括双绕组驱动电机25、第一轮速传感器212、第二轮速传感器213和第一轮端电子机械制动电路211；所述第一轮端电子机械制动电路211分别与所述双绕组驱动电机25、所述第一轮速传感器212的输出端、所述第二轮速传感器213的输出端、所述冗余电源模块10、所述应急指令模块30、所述制动指令模块40和所述底盘域控制器50连接。

具体的，所述第一轮端电子机械制动电路211包括第一机械制动电路(图中未标出)和第二机械制动电路(图中未标出)，所述第一机械制动电路包括第一控制器2B、第一电源滤波电路2A、第一驱动保护电路2C；所述第一控制器2B分别与所述第一轮速传感器212的输出端、所述应急指令模块30、所述制动指令模块40、所述底盘域控制器50、所述第一电源滤波电路2A和所述第一驱动保护电路2C连接，所述第一电源滤波电路2A与所述冗余电源模块10连接，所述第一驱动保护电路2C与所述双绕组驱动电机25连接。

在本实施例中，轮端电子机械制动模块20包括四个轮端电子机械制动单元，而每个轮端电子机械制动单元组成一致，例如每个轮端电子机械制动单元包括双绕组驱动电机25(亦可以指不同轮胎处的双绕组驱动电机，例如图中的第一轮胎71，第二轮胎72，第三轮胎73和第四轮胎74处设置的双绕组驱动电机)，两个轮速传感器(图中的第三轮速传感器222、第四轮速传感器223、第五轮速传感器232、第六轮速传感器233、第七轮速传感器242和第八轮速传感器243)和第一轮端电子机械制动电路211(图中的第二轮端电子机械制动电路221，第三轮端电子机械制动电路231，第四轮端电子机械制动电路241)，每个车轮处的轮端电子机械制动单元连接方式如第一轮端电子机械制动单元21的一致，用于控制每个车轮。

参照图7，图7为电子机械制动电路的电路示意图，每个轮端电子机械制动电路都如图7所示，包括两个机械制动电路，以用于备份使用，在此以第一轮端电子机械制动电路211进行说明，两个轮端电子机械制动电路均接入车辆电源连接，车辆通信连接器以连接CAN(Controller Area Network，控制器局域网网络)，因为根据图2可知，通讯线和电源线存在两根，进而可以实现单个轮端电子机械制动电路的冗余备份，两个轮端电子机械制动电路还会通过硬线连接器1、硬线连接器5、轮速传感器1(图2中的第一轮速传感器212)和轮速传感器2(图2中的第二轮速传感器213)，进而实现硬线控制和传感器采集的备份操作。两个轮端电子机械制动电路还可以通过电机位置传感器1进行采集电机位置。进而使轮端电子机械制动电路具备处理轮速、响应并处理该轮制动请求、执行应急操作、驻车制动、故障诊断及安全判断等功能；同时将相关信息形成对双绕组电机的驱动控制，通过电机的正反转、驱动电流、转角及位移等来控制电机的输出扭矩及驻车控制；通过结核机械制动器的自调机构，补偿间隙。值得说明的是第一电源滤波电路2A可以包括基本的电源滤波器实现电源滤波，并通过降压或者稳压或者变压等方式的供电单元实现对第一控制器2B(图中的锁步核MCU1)和第二控制器2E(图中的锁步核MCU2)进行供电。对应的第一驱动保护电路2C和第二驱动保护电路2F，包括对应的桥#2和桥#1驱动电路及隔离保护电路，整个电路对双绕组电机进行驱动保护，与现有电机驱动保护电路可以相同，在此不予限定，进而基于隔离保护的电流或者电影驱动与其连接的双绕组电机(在其中一组绕组失效时，通过单元内的快速诊断与处置功能，及时的切换到备份绕组上，确保制动系的安全)，进而通过双路控制、驱动电路及双绕组电机来实现EMB轮端制动模块控制及输入部分的冗余，结合机械制动器结构来整体的实现轮端模块的高安全性。

进一步的，参照图6，图6为电子机械制动系统中的轮端电子机械制动单元的框架示意图，轮端电子机械制动的框架与大部分框架相同，软件部分分为基础层和中间层，通过内部程序设定实现轮边EMB模块控制系统的功能，主要功能有驻车驱动、单轮控制、安全判断、故障检测、EMB供能和I/O信号处理的功能，也就是轮端电子机械制动单元可以内部进行自检以及控制，进而保证了整个控制的可靠性。在硬件部分，分为EMB制动电机控制硬件1和EMB制动电机控制硬件2，通过控制电路及电机驱动电路进行实现，以实现整个控制的备份，保证安全性。整个轮端电子机械制动单元通过EMB制动机械部件驱动双绕组EMB制动电机实现机械制动及系统协调控制，保证系统控制的稳定性。

值得说明的是，在电子机械制动系统中应急指令模块30分别通过通讯线及硬线与整个系统中的其他模块进行信息交互，当制动指令模块40或底盘域控制器50失效时，可通过应急指令模块30直接通过硬线操作轮端电子机械制动模块20，轮端电子机械制动模块20在确保稳定性的前提下，按特定程序执行应急制动。而底盘域控制器50具备双冗余处理系统，确保该控制的安全性，进而可以通过底盘域控制器50内底盘动态控制系统(包括车辆动态控制和制动模块控制)，获取制动系统的实时控制目标，基于当前实时的控制目标，进行制动系统的制动力控制分配，车轮的控制通过行星滚柱减速增扭传动机构与轮端机械制动器相连接，将电机的旋转运动转化为制动器的制动力输入源，因行星滚柱具有较好的自锁能力，可以有效的实施位置驻车功能，制动指令模块40由双路双位移传感器组成制动指令系统，该模块每一路具备双向自检测的功能，确保信号的准确；同时每一路通过各自的处理器，分别通过通讯线与底盘域控制器50相连接。通过将整个系统融合在底盘域控制器50进行控制，进而使整个系统具备综合的底盘稳定性控制支撑能力，能基于整车总体稳定性需求合理、适时的在相应或全部车轮实施制动力输出。同时还具有较少的构成组件，可以实现更好的轻量化、更好的装配性、更低的整车NVH波动以及更快的制动响应能力和更低的制动能耗。

在又一实施例中，所述冗余电源模块包括第一蓄电池11、第二蓄电池12、第一电源线组(图中未标出)和第二电源线组(图中未标出)，所述第一电源线组包括第一电源总线1A和第一电源分线，所述第二电源线组包括第二电源总线2G和第二电源分线；

所述第一蓄电池11的输出端通过所述第一电源分线与所述第一电源总线1A连接，所述轮端电子机械制动模块20通过所述第一电源分线与所述第一电源总线1A连接，所述应急指令模块30通过所述第一电源分线与所述第一电源总线1A连接，所述制动指令模块40通过所述第一电源分线与所述第一电源总线1A连接，所述底盘域控制器50通过所述第一电源分线与所述第一电源总线1A连接；

所述第二蓄电池12的输出端通过所述第二电源分线与所述第二电源总线2G连接，所述轮端电子机械制动模块20通过所述第二电源分线与所述第二电源总线2G连接，所述应急指令模块30通过所述第二电源分线与所述第二电源总线2G连接，所述制动指令模块40通过所述第二电源分线与所述第二电源总线2G连接，所述底盘域控制器50通过所述第二电源分线与所述第二电源总线2G连接。

示例性的，参照图2可知，所述第一电源线包括第一电源分线组1B、第二电源分线组1C、第三电源分线1D、第四电源分线1E和第五电源分线1F，所述第二电源线包括第六电源分线组1H、第七电源分线1I、第八电源分线1J、第九电源分线1K和第十电源分线1L；

所述第一蓄电池11的输出端通过所述第三电源分线1D与所述第一电源总线1A连接，所述轮端电子机械制动模块20通过所述第一电源分线组1B与所述第一电源总线1A连接，所述应急指令模块30通过所述第二电源分线组1C与所述第一电源总线1A连接，所述制动指令模块40通过所述第四电源分线1E与所述第一电源总线1A连接，所述底盘域控制器50通过所述五电源分线3F与所述第一电源总线1A连接；

所述第二蓄电池12的输出端通过所述第八电源分线1J与所述第二电源总线2G连接，所述轮端电子机械制动模块20通过所述第六电源分线组1H与所述第二电源总线2G连接，所述应急指令模块30通过所述第七电源分线1I与所述第二电源总线2G连接，所述制动指令模块40通过所述第九电源分线1K与所述第二电源总线2G连接，所述底盘域控制器50通过所述十电源分线2F与所述第二电源总线2G连接。

具体的，所述电子机械制动系统还包括硬线组(图中未标出)和通讯线组(图中未标出)，所述通讯线组包括通讯总线83和通讯线，所述硬线组包括硬线总线91和硬线；

所述底盘域控制器50通过所述通讯线与所述外部连接模块60连接，所述底盘域控制器50通过所述通讯线与所述制动指令模块40连接，所述底盘域控制器50通过所述通讯线与所述通讯总线83连接，所述轮端电子机械制动模块20通过所述通讯线与所述通讯总线83连接，所述急指令模块30通过所述通讯线与所述通讯总线83连接；

所述底盘域控制器50通过所述硬线与所述硬线总线91连接，所述轮端电子机械制动模块20通过所述硬线与所述硬线总线91连接，所述急指令模块30通过所述硬线与所述硬线总线91连接，所述制动指令模块40通过所述硬线与所述硬线总线91连接。

示例性的，参照图2可知，所述通讯线包括第一通讯线81、第二通讯线82、第三通讯线组84、第四通讯线85和第五通讯线86，所述硬线包括第一硬线组92、第二硬线93、第三硬线94和第四硬线95；

所述底盘域控制器50通过所述第一通讯线81与所述外部连接模块60连接，所述底盘域控制器50通过所述第二通讯线82与所述制动指令模块40连接，所述底盘域控制器50通过所述第五通讯线86与所述通讯总线83连接，所述轮端电子机械制动模块20通过所述第三通讯线组84与所述通讯总线83连接，所述急指令模块30通过所述第四通讯线85与所述通讯总线83连接，其中，所述第一通讯线81、所述第二通讯线82、所述通讯总线83、所述第四通讯线85和所述第五通讯线86包括两根，所述第三通讯线组84包括两组；

所述底盘域控制器50通过所述第四硬线95与所述硬线总线91连接，所述轮端电子机械制动模块20通过所述第一硬线组92与所述硬线总线91连接，所述急指令模块30通过所述第二硬线93与所述硬线总线91连接，所述制动指令模块40通过所述第三硬线94与所述硬线总线91连接。

在本实施例中，连接轮端电子机械制动模块20的硬线组和通讯线组实际是指连接四个位置的四根分支线。系统(电子机械制动系统，简称)通过双路电源系统，分别与一蓄电池连接，确保任意一路电源失效时，系统仍能确保足够的制动力及相应的控制能力，同时通过双路通信网络与底盘域控制器50连接；确保输入信号的多重安全保障。在车轮位置的轮速传感器通过硬线与EMB制动电路相连接，轮速信号通过EMB制动电路处理后通过通信网络与其他系统共享。通过以上系统连接简化了部件组成、冗余的架构设计、系统的控制能力等，较好的实现线控制动系统的高安全、高性能、低能耗、低噪音、智能化等，大大的支持了商用车高等级自动驾驶系统的发展。

综上，本申请通过打通底盘融合控制、降低制动系统构成部件数量，同时又通过冗余架构进一步的控制整车的制动安全风险；并且通过创新的系统架构、系统部件及控制策略，提升整车在安全、动力学稳定控制、底盘线控化及智能化水平，支持实现高等级自动驾驶；具备不同车型之间快速移植能力。

进一步的，参照图3，图3为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的电子机械制动设备结构示意图。

如图3所示，该电子机械制动设备可以包括：处理器0003，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线0001、获取接口0002，处理接口0004，存储器0005。其中，通信总线0001用于实现这些组件之间的连接通信。获取接口0002可以包括信息采集装置、获取单元比如计算机，可选获取接口0002还可以包括标准的有线接口、无线接口。处理接口0004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器0005可以是高速的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器0005可选的还可以是独立于前述处理器0003的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构并不构成对电子机械制动设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图3所示，作为一种计算机存储介质的存储器0005中可以包括操作系统、获取接口模块、处理接口模块以及电子机械制动程序。

在图3所示的电子机械制动设备中，通信总线0001主要用于实现组件之间的连接通信；获取接口0002主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；处理接口0004主要用于连接部署端(用户端)，与部署端进行数据通信；本发明电子机械制动设备中的处理器0003、存储器0005可以设置在电子机械制动设备中，所述电子机械制动设备通过处理器0003调用存储器0005中存储的电子机械制动程序，并执行本发明实施例提供的电子机械制动方法。

进一步地，参照如图4所示，基于上述电子机械制动系统的一实施例提出本发明电子机械制动方法的第一实施例的流程示意图，所述电子机械制动方法的步骤包括：

步骤S10，获取采集的车辆信息，并对所述车辆信息进行识别得到识别信息；

在本实施例中，通过底盘域控制器实时获取车辆信息，进而在底盘域控制器中对车辆信息进行识别得到识别信息。其中，车辆信息是指底盘域控制器获取到的车辆的相关信息，识别信息是指基于底盘域控制器进行处理识别之后的车辆信息，进而基于识别信息进行实时车辆控制，可以保证车辆控制的稳定性和安全性。

步骤S20，获取采集的外部输入信息，并根据所述识别信息和所述外部输入信息生成协调控制指令；

在本实施例中，在对车辆信息进行识别的同时，还会通过外部连接模块使底盘域控制器获取外部输入信息，例如车辆其他系统采集的驾驶员输入、外部输入及控制输入信息，与车辆信息的区别在于外部输入信息是指外部输入的，而车辆信息是本身车辆采集自身的信息，车辆信息也可以是其他系统采集并在本系统或者其他系统进行识别，例如踩刹车为外部输入信息，而车辆质量为车辆信息，最终就会根据识别信息和外部输入信息生成协调控制指令，也就是整个车辆的协调控制是实时基于车辆信息及外部输入信息进行控制，协调控制指令是指各个功能模块进行协调控制的指令，例如转向与驱动功能的协调，转向与悬架功能的协调或者三者的协调。其中，根据所述识别信息和所述外部输入信息生成协调控制指令的步骤，包括：

步骤C21，确定所述识别信息中的环境关键状态信息、驾驶意图信息和轮胎力学信息，并确定所述识别信息中的整车模型识别信息；

步骤C22，基于预设的多自由度模型确定所述整车模型识别信息、所述环境关键状态信息、所述驾驶意图信息、所述轮胎力学信息和所述外部输入信息对应的最佳控制指令，并将所述最佳控制指令作为协调控制指令。

在本实施例中，通过确定识别信息中的环境关键状态信息、驾驶意图信息和轮胎力学信息，并确定识别信息中的整车模型识别信息，最终基于预设的多自由度模型确定整车模型识别信息、环境关键状态信息、驾驶意图信息、轮胎力学信息和所述外部输入信息对应的最佳控制指令，并将最佳控制指令作为协调控制指令。其中，环境关键状态信息是指车辆与环境相关的信息，例如，路面、坡度和轮胎信息等，驾驶意图信息是指驾驶的各种需求功能的信息，例如转向、加速和减速等，轮胎力学信息是指不同方向的轮胎受力，最佳控制指令是指基于以上信息的最佳控制的指令，例如，环境关键状态信息是路面附着较差的信息，驾驶意图信息是转向信息，轮胎力学信息是转向外侧摩擦力较小，则最佳控制指令至少要包括降低转弯时车速的指令。通过以上信息的识别，进而进行协调处理可以保证整个控制的安全性以及车辆控制的稳定性，可以避免现有单独控制的稳定性不高的现象以及需要多个功能控制器对对应功能进行单独自反馈控制的现象。

进一步的，基于以上识别进行进一步说明，参照图5，图5为电子机械制动方法协调控制架构图。基于底盘域控制器实现底盘运动融合协调控制，通过对制动、转向、悬架及驱动的信息收集及识别，结合控制输入、驾驶员输入及外部输入在整车输入系统进行信号融合，通过底盘多自由度模型，对整车模型及环境关键状态识别、驾驶意图识别、轮胎力学识别，其中，对整车模型至少包括动力学状态和运动学状态，动力学状态至少包括横摆、侧倾和俯仰等状态，运动学状态至少包括侧向、纵向和垂向等状态，最终基于整车多自由度模型进行处理得到整车模型；环境关键状态识别至少包括整车质量、路面附着、道路坡度、车身侧偏和俯仰侧倾识别；驾驶意图识别至少包括加速、转向和制动响应识别；轮胎力学识别至少包括纵向、侧向和垂向轮胎力。以上为其中一种识别信息的示例，也可以识别更多或者更少信息，在此不予限定。最终将以上识别信息进行底盘融合协调控制，至少包括状态协调和控制仲裁，通过状态协调和控制仲裁实现对车辆实时及预测状态、优先级逻辑跳转、整车多目标优化协调控制策略及功能博弈仲裁，进而将所有识别信息进行融合得到对应的最佳控制指令，在各ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)将控制指令输出，进而在线控底盘通过传感器和执行器实现线控制动、转向、悬架和驱动的控制，并在动力域控制器进行对应指令控制轮胎实现整车控制。基于整车多自由度模型及各关键参量识别，进行底盘的融合协调控制，通过对状态协调及仲裁控制进行整体优化；其中通过线控制动子功能模块，进行EMB制动系统相关控制；其中动力域相关控制功能，可以集成在底盘域控中或底盘域与动力域进行协同控制。保证了整车驾驶的安全性及稳定性。

步骤S30，根据所述协调控制指令对车辆进行控制。

在本实施例中，在得到协调控制指令之后，就会根据协调控制指令在轮端电子机械制动模块(通过制动指令模块发送指令)进行控制，例如转向30°，驱动力设置50N进行协调控制，也可以更多功能模块的协调控制。另一方面，当接收到应急制动指令时，也可以根据应急制动指令进行控制，其中应急制动指令是指非正常控制的指令，例如无钥匙上电操作指令，可以通过离火直接应急上电。值得说明的是，电子机械制动方法还可以通过遥控射频技术，可以在驾驶者(携带车钥匙)靠近车辆一定范围内时，触发上电自检指令，提前给EMB制动系统上电并进行自检，确保系统在车辆行驶前确认好安全状态，上电自检指令是指执行上电并自检操作的指令，自检是指将所有线路和器件进行自检，并与正常阈值进行对比自检；另一方面，系统通过检测最近操作时间，大于预设时间则进行下电，预设时间可以根据用户需求进行自定义，也就是说具备延迟下电策略，最后一次操作后延迟一定时间，梯度下电，进而可以节约使用成本。当在车钥匙不在身边或失效时，仍能通过应急指令模块给输出应急制动指令进行上电，只进行制动操作，但不能对驻车系统进行解除操作。也就是说，为进一步的确保本系统的安全性，电子机械制动方法可通过遥控射频技术，在驾驶者(携带车钥匙)靠近车辆一定范围时，提前给EMB制动系统上电并进行自检，确保系统在车辆行驶前确认好安全状态；同时系统具备延迟下电策略，在最后一次操作后延迟一定时间，梯度下电。在一个新的上电循环前，在车钥匙系统不在身边或失效时，仍能通过应急指令系统给EMB制动系统上电，只进行制动操作，但不能对驻车系统进行解除操作。进而可以保证整个系统控制的功能性。

本实施例电子机械制动系统包括。

本发明还提供一种电子机械制动设备。

本发明设备包括：存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的电子机械制动程序，所述电子机械制动程序被处理器执行时实现如上所述的电子机械制动方法的步骤。

本发明还提供一种计算机存储介质。

本发明计算机存储介质上存储有电子机械制动程序，所述电子机械制动程序被处理器执行时实现如上所述的电子机械制动方法的步骤。

其中，在所述处理器上运行的电子机械制动程序被执行时所实现的方法可参照本发明电子机械制动方法各个实施例，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子机械制动系统，其特征在于，所述电子机械制动系统包括：冗余电源模块、轮端电子机械制动模块、应急指令模块、制动指令模块、底盘域控制器和外部连接模块；

所述冗余电源模块分别与所述轮端电子机械制动模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述底盘域控制器分别与所述外部连接模块、所述轮端电子机械制动模块、所述应急指令模块和所述制动指令模块连接，所述轮端电子机械制动模块分别与所述应急指令模块和所述制动指令模块连接；

所述外部连接模块用于接收外部输入信息，所述底盘域控制器用于对采集的车辆信息进行识别得到识别信息，并根据所述外部输入信息和所述识别信息生成协调控制指令，所述制动指令模块用于下发所述协调控制指令至所述轮端电子机械制动模块，所述应急指令模块下发的应急制动指令至所述轮端电子机械制动模块，所述轮端电子机械制动模块用于根据所述协调控制指令或所述应急制动指令对车辆进行控制。

2.如权利要求1所述电子机械制动系统，其特征在于，所述轮端电子机械制动模块包括第一轮端电子机械制动单元、第二轮端电子机械制动单元、第三轮端电子机械制动单元和第四轮端电子机械制动单元，所述第一轮端电子机械制动单元分别与所述冗余电源模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述第二轮端电子机械制动单元分别与所述冗余电源模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述第三轮端电子机械制动单元分别与所述冗余电源模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接，所述第四轮端电子机械制动单元分别与所述冗余电源模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接。

3.如权利要求2所述电子机械制动系统，其特征在于，所述第一轮端电子机械制动单元包括双绕组驱动电机、第一轮速传感器、第二轮速传感器和第一轮端电子机械制动电路；

所述第一轮端电子机械制动电路分别与所述双绕组驱动电机、所述第一轮速传感器的输出端、所述第二轮速传感器的输出端、所述冗余电源模块、所述应急指令模块、所述制动指令模块和所述底盘域控制器连接。

4.如权利要求3所述电子机械制动系统，其特征在于，所述第一轮端电子机械制动电路包括第一机械制动电路和第二机械制动电路，所述第一机械制动电路包括第一控制器、第一电源滤波电路、第一驱动保护电路；

所述第一控制器分别与所述第一轮速传感器的输出端、所述应急指令模块、所述制动指令模块、所述底盘域控制器、所述第一电源滤波电路和所述第一驱动保护电路连接，所述第一电源滤波电路与所述冗余电源模块连接，所述第一驱动保护电路与所述双绕组驱动电机连接。

5.如权利要求1所述电子机械制动系统，其特征在于，所述冗余电源模块包括第一蓄电池、第二蓄电池、第一电源线组和第二电源线组，所述第一电源线组包括第一电源总线和第一电源分线，所述第二电源线组包括第二电源总线和第二电源分线；

所述第一蓄电池的输出端通过所述第一电源分线与所述第一电源总线连接，所述轮端电子机械制动模块通过所述第一电源分线与所述第一电源总线连接，所述应急指令模块通过所述第一电源分线与所述第一电源总线连接，所述制动指令模块通过所述第一电源分线与所述第一电源总线连接，所述底盘域控制器通过所述第一电源分线与所述第一电源总线连接；

所述第二蓄电池的输出端通过所述第二电源分线与所述第二电源总线连接，所述轮端电子机械制动模块通过所述第二电源分线与所述第二电源总线连接，所述应急指令模块通过所述第二电源分线与所述第二电源总线连接，所述制动指令模块通过所述第二电源分线与所述第二电源总线连接，所述底盘域控制器通过所述第二电源分线与所述第二电源总线连接。

6.如权利要求5所述电子机械制动系统，其特征在于，所述电子机械制动系统还包括硬线组和通讯线组，所述通讯线组包括通讯总线和通讯线，所述硬线组包括硬线总线和硬线；

所述底盘域控制器通过所述通讯线与所述外部连接模块连接，所述底盘域控制器通过所述通讯线与所述制动指令模块连接，所述底盘域控制器通过所述通讯线与所述通讯总线连接，所述轮端电子机械制动模块通过所述通讯线与所述通讯总线连接，所述急指令模块通过所述通讯线与所述通讯总线连接；

所述底盘域控制器通过所述硬线与所述硬线总线连接，所述轮端电子机械制动模块通过所述硬线与所述硬线总线连接，所述急指令模块通过所述硬线与所述硬线总线连接，所述制动指令模块通过所述硬线与所述硬线总线连接。

7.一种电子机械制动方法，其特征在于，所述电子机械制动方法应用于权利要求1至6任一项的所述电子机械制动系统，所述电子机械制动方法的步骤，包括：

获取采集的车辆信息，并对所述车辆信息进行识别得到识别信息；

获取采集的外部输入信息，并根据所述识别信息和所述外部输入信息生成协调控制指令；

根据所述协调控制指令对车辆进行控制。

8.如权利要求7所述电子机械制动方法，其特征在于，所述根据所述识别信息和所述外部输入信息生成协调控制指令的步骤，包括：

确定所述识别信息中的环境关键状态信息、驾驶意图信息和轮胎力学信息，并确定所述识别信息中的整车模型识别信息；

基于预设的多自由度模型确定所述整车模型识别信息、所述环境关键状态信息、所述驾驶意图信息、所述轮胎力学信息和所述外部输入信息对应的最佳控制指令，并将所述最佳控制指令作为协调控制指令。

9.一种电子机械制动设备，其特征在于，所述电子机械制动设备包括：存储器、处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的电子机械制动程序，所述电子机械制动程序被所述处理器执行时实现如权利要求7至8中任一项所述电子机械制动方法的步骤。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有电子机械制动程序，所述电子机械制动程序被处理器执行时实现如权利要求7至8中任一项所述电子机械制动方法的步骤。