CN117841927A - 一种冗余epb控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冗余EPB控制系统及方法，系统包括EPB主控制器和EPB辅控制器，所述EPB主控制器和EPB辅控制器均连接EPB动作请求源，用于接收EPB动作信号；所述EPB主控制器的输出端连接至车辆的其中一侧车轮卡钳总成；车辆另外一侧车轮卡钳总成连接至EPB辅控制器；所述EPB主控制器和EPB辅控制器通信连接。

Description

一种冗余EPB控制系统及方法

技术领域

本发明涉及EPB控制功能领域，特别涉及一种冗余EPB控制系统及方法。

背景技术

EPB全程是Electronic Park Brake,即电子驻车系统，其主要是用电子控制的方式取代原来使用驻车制动手柄、拉索等机械手动操作的部分，从而完成整个驻车制动过程。现有技术通过EPB系统进行驻车控制，如专利申请号为202010735246.9的一种基于EPB系统的驻车处理方法，该基于EPB系统的驻车处理方法包括：检测车辆目前状态是否不满足预设驻车释放条件；若是，则EPB系统保持驻车状态，并根据车辆目前状态，确认与之对应的目标处理方式；将目标处理方式发送给车辆的仪表进行提示。通过上述的基于EPB系统的驻车处理方法，在车辆处于驻车状态的情况下，若车辆目前状态不满足预设驻车释放条件，则EPB系统仍保持驻车状态，并将对应的目标处理方式在仪表上进行提示，用户根据提示进行相应的处理即可，有效解决首次使用EPB系统的用户的困扰，排除EPB系统给用户带来的使用困扰。

现有技术中常采用p档的机械锁定做驻车备份，即由P-lock做驻车备份，通过P-lock钩和变速箱齿轮做锁定以实现驻车的备份，但是这种方式下，当EPB故障且在坡道上驻车时，会由于车的重力分量导致变速箱的齿轮与P-lock钩之间存在应力，可能导致变速箱损坏，显然这种驻车备份的方式存在缺陷，同时由于OEM有降低成本的需要，去除变速箱的P-lock则是考虑之一，但是在现有技术无新的驻车功能备份前，无法取消p-lock。故而如何实现新的驻车功能备份的EPB控制系统是需要考虑的问题，现有技术无相关文献公开。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种冗余EPB控制系统及方法，通过冗余EPB控制器实现冗余驻车备份功能，解决现有技术p-lock实现驻车功能备份存在的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种冗余EPB控制系统，包括EPB主控制器和EPB辅控制器，所述EPB主控制器和EPB辅控制器均连接EPB动作请求源，用于接收EPB动作信号；所述EPB主控制器的输出端连接至车辆的其中一侧车轮卡钳总成；车辆另外一侧车轮卡钳总成连接至EPB辅控制器；所述EPB主控制器和EPB辅控制器通信连接。

所述EPB主控制器和EPB辅控制器之间通过CAN或Flexray通信连接。

所述EPB动作请求源包括ADAS控制器、EPB硬开关、HMI、TCU中的至少一种或其组合；

其中：ADAS控制器用于发送ADAS功能激活时的EPB请求；

EPB硬开关用于发送EPB硬开关的状态；

HMI用于发送EPB软开关的状态；

TCU用于发送P挡状态。

在EPB主控制器和EPB辅控制器均正常，且两者间的通信也正常时在EPB主控制器和EPB辅控制器均正常时，此时工作在normal模式下，EPB主控制器为master，EPB辅控制器为slave，EPB辅控制器受控于EPB主控制器的控制指令来执行夹紧或释放动作；当EPB主控制器，EPB辅控制器，两者间的通信任一出现故障时，EPB主控制器和EPB辅控制器中处于正常的控制器进入自主控制模式，在该模式下，正常的控制器基于EPB动作请求源输入的动作信号来控制其对应的车轮卡钳总成。

所述控制方法包括：

EPB主控制器和EPB辅控制器均独自判断各自的工作模式。

EPB主控制器判断若与EPB辅控制器的通信状态及EPB辅控制器的状态都正常，则EPB主控制器进入norma l控制模式。

EPB辅控制器判断若与EPB主控制器的通信状态及EPB主控制器的状态都正常，则EPB辅控制器进入norma l控制模式；

在该模式下，EPB主控制器接收EPB动作请求源发来的夹紧和释放信号并执行对应的EPB动作，在执行的同时向EPB辅控制器发送相同的动作指令，EPB辅控制器接收指令并执行相应的动作。

norma l控制模式下，EPB主控制器判断ADAS、EPB软开关、EPB硬开关任一发出EPB释放请求，则EPB主控制器执行EPB释放功能并发送EPB释放请求至EPB辅控制器进行执行；

若ADAS或EPB软开关发出EPB夹紧请求，则判断车速是否低于设定阈值，若否则不执行EPB夹紧请求；若是，则执行EPB夹紧功能并发出EPB夹紧请求指令至EPB辅控制器；

若EPB硬开关发出EPB夹紧求信号，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB主控制器执行夹紧动作并发送EPB夹紧请求至EPB辅控制器；若否，则判断EPB的DBF功能是否正常可用，在正常可用时，执行DBF功能；否则执行ADBF功能并发送ADBF功能请求指令至EPB辅控制器；

在norma l控制模式下，EPB辅控制器接收EPB主控制器发来的请求指令并执行。

在norma l控制模式下，当检测到驾驶员通过TCU发来的P档请求时，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB主控制器执行夹紧动作并发送EPB夹紧请求至EPB辅控制器；若否，则判断EPB的DBF功能是否正常可用，在正常可用时，执行DBF功能；否则执行ADBF功能并发送ADBF功能请求指令至EPB辅控制器。

EPB主控制器和EPB辅控制器均独自判断各自的工作模式，EPB主控制器判断若与EPB辅控制器的通信状态或EPB辅控制器的状态异常，则EPB主控制器进入自主控制模式；

EPB辅控制器判断若与EPB主控制器的通信状态或EPB主控制器的状态异常，则EPB辅控制器进入自主控制模式；在该模式下EPB主控制器或EPB辅控制器各自独立响应EPB动作请求源的动作请求：

在EPB主控制器处于正常时，当EPB主控制器判断ADAS、EPB软开关、EPB硬开关任一发出EPB释放请求，EPB主控制器执行EPB释放请求；

当ADAS或EPB软开关发出EPB夹紧请求，则判断车速是否低于设定阈值，若否则不执行EPB夹紧请求；若是，则执行EPB夹紧请求；

若EPB硬开关发出EPB夹紧请求信号或驾驶员发出P档请求时，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB主控制器执行夹紧动作；若否，则判断EPB的DBF功能是否正常可用，在正常可用时，执行DBF功能；否则，不执行EPB动作。

在EPB辅控制器处于正常时，当EPB辅控制器判断ADAS、EPB软开关、EPB硬开关任一发出EPB释放请求，EPB辅控制器执行EPB释放动作；

当ADAS或EPB软开关发出EPB夹紧请求，则判断车速是否低于设定阈值，若否，则不执行EPB夹紧请求；若是，则执行EPB夹紧请求；

若EPB硬开关发出EPB夹紧请求信号或驾驶员发出P档请求时，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB辅控制器执行夹紧动作；若否，则不执行EPB动作。

EPB主控制器和EPB辅控制器均独自判断各自的工作模式，EPB主控制器判断若与EPB辅控制器的通信状态或EPB辅控制器的状态异常，则EPB主控制器进入自主控制模式，EPB辅控制器判断若与EPB主控制器的通信状态或EPB主控制器的状态异常，则EPB辅控制器进入自主控制模式；在该模式下，EPB主控制器或EPB辅控制器独立执行EPB动作请求源发来的夹紧或释放信号并发出故障提醒。

本发明的优点在于：通过冗余EPB控制器实现冗余驻车备份功能，解决现有技术p-l ock实现驻车功能备份存在的缺陷；该冗余备份的驻车系统不依赖于变速箱进行驻车备份，可以取消P-l ock钩，节约成本，降低整车硬件成本；避免了因变速箱齿轮与P-l ock钩之间的应力导致变速箱的损坏；两个EPB卡钳分别由两个控制器控制，有效提高了EPB卡钳的利用率；两个卡钳的驱动电路由集成在一块PCB板子分散到了两块PCB板子，提高了驱动电路的可靠性；EPB控制由集中式的控制切换为Norma l-I ndependent的分布式控制，提高了控制算法的可靠性。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明控制系统结构图；

图2为本发明EPB主控制器的控制流程图

图3为本发明EPB辅控制器的控制流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明提供一种冗余的EPB驻车功能方案，相较于现有技术，成本低，安全可靠，且不会因为P-lock钩造成变速箱损坏。

如图1所示，为本申请的硬件系统架构图，如图2、3为EPB主辅控制器的控制流程图。在图1中，一种冗余EPB控制系统，包括EPB主控制器和EPB辅控制器，EPB主控制器和EPB辅控制器均连接EPB动作请求源，用于接收EPB动作信号；EPB主控制器的输出端连接至车辆的其中一侧车轮卡钳总成；车辆另外一侧车轮卡钳总成连接至EPB辅控制器；所述EPB主控制器和EPB辅控制器通信连接。EPB主控制器和EPB辅控制器之间通过CAN或Flexray通信连接。

EPB动作请求源包括ADAS控制器、EPB硬开关、HMI、TCU中的至少一种或其组合；

其中：ADAS控制器用于发送ADAS功能激活时的EPB请求；

EPB硬开关用于发送EPB硬开关的状态；

HMI用于发送EPB软开关的状态；

TCU用于发送P挡状态。

在EPB主控制器和EPB辅控制器均正常，且两者间的通信也正常时，此时工作在normal模式下，EPB主控制器为master，EPB辅控制器为slave，EPB辅控制器受控于EPB主控制器的控制指令来执行夹紧或释放动作；当EPB主控制器，EPB辅控制器，两者间的通信任一出现故障时，EPB主控制器和EPB辅控制器中处于正常的控制器进入自主控制模式，在该模式下，正常的控制器基于EPB动作请求源输入的动作信号来控制其对应的车轮卡钳总成。

各系统部分的功能如下：

1)、ADAS控制器：发送ADAS功能激活时的EPB请求。

2)、EPB硬开关：发送EPB硬开关的状态。

3)、HM I：发送EPB软开关的状态。

4)、TCU：发送P挡状态。

5)、EPB主控制器：(1)发送自己的EPB状态。(2)判断EPB控制模式，并根据收到的ADAS的EPB请求，EPB硬开关状态，EPB软开关状态及P挡状态，判断EPB动作。(3)根据控制模式，决定是否发送EPB动作请求给辅EPB控制器。(4)根据EPB动作请求源的输入，判断是否触发DBF/ADBF功能。

6)、一侧车轮卡钳：由EPB主控制器控制卡钳动作。

7)、EPB辅控制器：(1)发送自己的EPB状态。(2)判断EPB控制模式，根据控制模式决定听从EPB主控制器请求或者独立判断EPB动作。

8)、另一侧车轮卡钳：由EPB辅控制器控制卡钳动作。

如图2、3所示，一种EPB冗余控制系统的控制方法，包括：EPB主控制器和EPB辅控制器均独自判断各自的工作模式。

EPB主控制器判断若与EPB辅控制器的通信状态及EPB辅控制器的状态都正常，则EPB主控制器进入norma l控制模式。

EPB辅控制器判断若与EPB主控制器的通信状态及EPB主控制器的状态都正常，则EPB辅控制器进入norma l控制模式。在该模式下，EPB主控制器接收EPB动作请求源发来的夹紧和释放信号并执行对应的EPB动作，在执行的同时向EPB辅控制器发送相同的动作指令，EPB辅控制器接收指令并执行相应的动作。

norma l控制模式下，EPB主控制器判断ADAS、EPB软开关、EPB硬开关任一发出EPB释放请求，则EPB主控制器执行EPB释放功能并发送EPB释放请求至EPB辅控制器进行执行；

若ADAS或EPB软开关发出EPB夹紧请求，则判断车速是否低于设定阈值，若否则不执行EPB夹紧请求；若是，则执行EPB夹紧动作并发出EPB夹紧请求指令至EPB辅控制器；

若EPB硬开关发出EPB夹紧请求信号，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB主控制器执行夹紧动作并发送EPB夹紧请求至EPB辅控制器；若否，则判断EPB的DBF功能是否正常可用，在正常可用时，执行DBF功能；否则执行ADBF功能并发送ADBF功能请求指令至EPB辅控制器；

在norma l控制模式下，EPB辅控制器接收EPB主控制器发来的请求指令并执行。

在norma l控制模式下，当检测到驾驶员通过TCU发来的P档请求时，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB主控制器执行夹紧动作并发送EPB夹紧请求至EPB辅控制器；若否，则判断EPB的DBF功能是否正常可用，在正常可用时，执行DBF功能；否则执行ADBF功能并发送ADBF功能请求指令至EPB辅控制器。

EPB主控制器和EPB辅控制器均独自判断各自的工作模式。EPB主控制器判断若与EPB辅控制器的通信状态或EPB辅控制器的状态异常，则EPB主控制器进入自主控制模式。EPB辅控制器判断若与EPB主控制器的通信状态或EPB主控制器的状态异常，则EPB辅控制器进入自主控制模式。在该模式下EPB主控制器或EPB辅控制器执行EPB动作请求源的请求信号：

在EPB主控制器处于正常时，当EPB主控制器判断ADAS、EPB软开关、EPB硬开关任一发出EPB释放请求，EPB主控制器执行EPB释放请求；

当ADAS或EPB软开关发出EPB夹紧请求，则判断车速是否低于设定阈值，若否则不执行EPB夹紧请求；若是，则执行EPB夹紧请求；

若EPB硬开关发出EPB夹紧请求信号或驾驶员发出P档请求时，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB主控制器执行夹紧动作；若否，则判断EPB的DBF功能是否正常可用，在正常可用时，执行DBF功能；否则，不执行EPB动作。

在EPB辅控制器处于正常时，当EPB辅控制器判断ADAS、EPB软开关、EPB硬开关任一发出EPB释放请求，EPB辅控制器执行EPB释放请求；

当ADAS或EPB软开关发出EPB夹紧请求，则判断车速是否低于设定阈值，若否，则不执行EPB夹紧请求；若是，则执行EPB夹紧请求；

若EPB硬开关发出EPB夹紧请求信号或驾驶员发出P档请求时，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB辅控制器执行夹紧动作；若否，则不执行EPB动作。

EPB主控制器和EPB辅控制器均独自判断各自的工作模式。EPB主控制器判断若与EPB辅控制器的通信状态或EPB辅控制器的状态异常，则EPB主控制器进入自主控制模式。EPB辅控制器判断若与EPB主控制器的通信状态或EPB主控制器的状态异常，则EPB辅控制器进入自主控制模式；在该模式下，EPB主控制器或EPB辅控制器独立执行EPB动作请求源发来的夹紧或释放信号并发出故障提醒。虽然此时通过了冗余EPB控制器的方式保证了EPB功能的执行，但是由于故障了一个控制器，因此需要给出提醒，让用户得知并及时维修，故而需要发出报警信号。

本专利设计的一种冗余的EPB控制方法：

当EPB没有故障时，两个EPB控制器都工作在norma l模式，也叫做master-slave模式。此时，EPB主控制器为master，EPB辅控制器为slave，EPB辅控制器完全听从EPB主控制器的请求，即间接地，两侧EPB卡钳的动作完全受EPB主控制器的控制。

当某一侧EPB故障或者通信故障时，正常一侧的EPB控制器能监控到此故障，并进入到independent控制模式。从而根据ADAS功能，EPB硬开关，EPB软开关及P档状态的输入，能够独立控制本侧EPB的动作，从而实现了车辆驻车的备份。

本方案的特点在于：

1，EPB的分布式控制：两者可以分别控制一侧卡钳总成，保证了系统的可靠性。

2，EPB的Normal-Independent控制模式的判断，可以判断进入Norma还是Independent模式，双模式工作保证系统的稳定可靠运行。

3，在Normal模式下，EPB辅控制器完全听从主控制器，并允许DBF和ADBF功能。DBF功能全称为Dynamic Braking Function，是由液压执行单元在四个轮子施加液压来实现制动的，而液压执行单元只存在于EPB主控制器中，因此DBF功能只能在normal控制模式或者EPB主控制器处于Independent控制模式下实现，这两种情况证明了EPB主控制器状态是正常的。

4，当EPB主控制器处于Independent控制模式，仅允许DBF功能。DBF功能全称为Dynamic Braking Function，是由液压执行单元在四个轮子施加液压来实现制动的，而液压执行单元只存在于EPB主控制器中，因此DBF功能只能在normal控制模式或者EPB主控制器处于Independent控制模式下实现，这两种情况证明了EPB主控制器状态是正常的。ADBF功能全称为Actuator Dynamic BrakingFunction。在normal模式下，受EPB动作请求源的触发，EPB主控制器触发本侧卡钳的ADBF功能，再将此请求发给EPB辅控制器，由EPB辅控制器触发本侧卡钳的ADBF功能。

在I ndependent控制模式下，如果状态正常的EPB控制器根据EPB动作请求源的输入，触发本侧的ADBF功能，而另一侧的EPB控制器由于本身故障或者通信故障，不能触发本侧的ADBF功能。此时车辆是有速度的，如果车辆两侧的减速度不一样，就会导致车辆横摆，严重的会导致侧翻，非常危险，所以在I ndependent控制模式下，不能触发ADBF功能。

5，当EPB辅控制器处于I ndependent控制模式，不允许DBF和ADBF功能。EPB辅控制器没有液压执行单元，所以没有DBF功能，ADBF功能道理同上，因此不允许EPB辅控制器执行该功能。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冗余EPB控制系统，其特征在于：包括EPB主控制器和EPB辅控制器，所述EPB主控制器和EPB辅控制器均连接EPB动作请求源，用于接收EPB动作信号；所述EPB主控制器的输出端连接至车辆的其中一侧车轮卡钳总成；车辆另外一侧车轮卡钳总成连接至EPB辅控制器；所述EPB主控制器和EPB辅控制器通信连接。

2.如权利要求1所述的一种冗余EPB控制系统，其特征在于：所述EPB主控制器和EPB辅控制器之间通过CAN或Flexray通信连接。

3.如权利要求1所述的一种冗余EPB控制系统，其特征在于：所述EPB动作请求源包括ADAS控制器、EPB硬开关、HMI、TCU中的至少一种或其组合；

其中：ADAS控制器用于发送ADAS功能激活时的EPB请求；

EPB硬开关用于发送EPB硬开关的状态；

HMI用于发送EPB软开关的状态；

TCU用于发送P挡状态。

4.如权利要求1-3任一所述的一种冗余EPB控制系统，其特征在于：在EPB主控制器和EPB辅控制器均正常，且两者间的通信也正常时在EPB主控制器和EPB辅控制器均正常时，此时工作在normal模式下，EPB主控制器为master，EPB辅控制器为slave，EPB辅控制器受控于EPB主控制器的控制指令来执行夹紧或释放动作；当EPB主控制器，EPB辅控制器，两者间的通信任一出现故障时，EPB主控制器和EPB辅控制器中处于正常的控制器进入自主控制模式，在该模式下，正常的控制器基于EPB动作请求源输入的动作信号来控制其对应的车轮卡钳总成。

5.一种如权利要求1-4任一所述的EPB冗余控制系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：

EPB主控制器和EPB辅控制器均独自判断各自的工作模式。

EPB主控制器判断若与EPB辅控制器的通信状态及EPB辅控制器的状态都正常，则EPB主控制器进入normal控制模式。

EPB辅控制器判断若与EPB主控制器的通信状态及EPB主控制器的状态都正常，则EPB辅控制器进入normal控制模式；

在该模式下，EPB主控制器接收EPB动作请求源发来的夹紧和释放信号并执行对应的EPB动作，在执行的同时向EPB辅控制器发送相同的动作指令，EPB辅控制器接收指令并执行相应的动作。

6.如权利要求5所述的EPB冗余控制方法，其特征在于：normal控制模式下，EPB主控制器判断ADAS、EPB软开关、EPB硬开关任一发出EPB释放请求，则EPB主控制器执行EPB释放功能并发送EPB释放请求至EPB辅控制器进行执行；

若ADAS或EPB软开关发出EPB夹紧请求，则判断车速是否低于设定阈值，若否则不执行EPB夹紧请求；若是，则执行EPB夹紧功能并发出EPB夹紧请求指令至EPB辅控制器；

若EPB硬开关发出EPB夹紧求信号，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB主控制器执行夹紧动作并发送EPB夹紧请求至EPB辅控制器；若否，则判断EPB的DBF功能是否正常可用，在正常可用时，执行DBF功能；否则执行ADBF功能并发送ADBF功能请求指令至EPB辅控制器；

在normal控制模式下，EPB辅控制器接收EPB主控制器发来的请求指令并执行。

7.如权利要求6所述的EPB冗余控制方法，其特征在于：在normal控制模式下，当检测到驾驶员通过TCU发来的P档请求时，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB主控制器执行夹紧动作并发送EPB夹紧请求至EPB辅控制器；若否，则判断EPB的DBF功能是否正常可用，在正常可用时，执行DBF功能；否则执行ADBF功能并发送ADBF功能请求指令至EPB辅控制器。

8.如权利要求5-7任一所述的EPB冗余控制方法，其特征在于：

EPB主控制器和EPB辅控制器均独自判断各自的工作模式，EPB主控制器判断若与EPB辅控制器的通信状态或EPB辅控制器的状态异常，则EPB主控制器进入自主控制模式；

EPB辅控制器判断若与EPB主控制器的通信状态或EPB主控制器的状态异常，则EPB辅控制器进入自主控制模式；在该模式下EPB主控制器或EPB辅控制器各自独立响应EPB动作请求源的动作请求：

在EPB主控制器处于正常时，当EPB主控制器判断ADAS、EPB软开关、EPB硬开关任一发出EPB释放请求，EPB主控制器执行EPB释放请求；

当ADAS或EPB软开关发出EPB夹紧请求，则判断车速是否低于设定阈值，若否则不执行EPB夹紧请求；若是，则执行EPB夹紧请求；

若EPB硬开关发出EPB夹紧请求信号或驾驶员发出P档请求时，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB主控制器执行夹紧动作；若否，则判断EPB的DBF功能是否正常可用，在正常可用时，执行DBF功能；否则，不执行EPB动作。

9.如权利要求8所述的EPB冗余控制方法，其特征在于：

在EPB辅控制器处于正常时，当EPB辅控制器判断ADAS、EPB软开关、EPB硬开关任一发出EPB释放请求，EPB辅控制器执行EPB释放动作；

当ADAS或EPB软开关发出EPB夹紧请求，则判断车速是否低于设定阈值，若否，则不执行EPB夹紧请求；若是，则执行EPB夹紧请求；

若EPB硬开关发出EPB夹紧请求信号或驾驶员发出P档请求时，则判断车速是否低于设定阈值，若是，则EPB辅控制器执行夹紧动作；若否，则不执行EPB动作。

10.如权利要求5-7任一所述的EPB冗余控制方法，其特征在于：

EPB主控制器和EPB辅控制器均独自判断各自的工作模式，EPB主控制器判断若与EPB辅控制器的通信状态或EPB辅控制器的状态异常，则EPB主控制器进入自主控制模式，EPB辅控制器判断若与EPB主控制器的通信状态或EPB主控制器的状态异常，则EPB辅控制器进入自主控制模式；在该模式下，EPB主控制器或EPB辅控制器独立执行EPB动作请求源发来的夹紧或释放信号并发出故障提醒。