车辆冗余电子转向制动系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种车辆冗余电子转向制动系统，包括两个电子助力转向单元、主制动单元、从制动单元、第一汽车总线和第二汽车总线；两个电子助力转向单元、主制动单元、从制动单元均与第一汽车总线连接；两个电子助力转向单元、主制动单元、从制动单元还均与第二汽车总线连接；其中，每一所述电子助力转向单元均包括处理器，以及分别与处理器连接的转角转矩传感器和电机。本实用新型专利技术能够满足自动驾驶的安全要求。

【技术实现步骤摘要】
车辆冗余电子转向制动系统
本技术属于汽车自动驾驶
，具体涉及一种车辆冗余电子转向制动系统。
技术介绍
随着现代技术进步和科技发展，人们对车辆的要求越来越高，在满足传统行驶的基础上，还需要能够实现车辆的智能化控制，如无人驾驶汽车、自适应巡航、车辆主动安全、全自动泊车等功能。其中的电动助力转向控制系统和制动系统作为智能化控制中的重要部分，其可靠性和安全性尤为重要。现有的电动助力转向控制系统（EPS）由转角转矩传感器、车速传感器、控制单元处理器、助力电机等组成。其基本工作原理是：转角转矩传感器测得的方向盘转矩信号和车速信号一同送给控制单元处理器，经处理器处理和计算以决定助力电机的转向和助力电流的大小，从而完成转向助力控制。但现有的电动助力转向控制系统是基于驾驶员转向提高助力进行设计，其功能安全等级只能达到KSIL-B，若其中的每一个节点处于异常，整个电动助力转向控制系统将失效，将会给安全驾驶带来严重的后果，故无法满足自动驾驶的功能安全要求。现有制动系统包括动力CAN线、中央控制器、电源、制动单元和轮速传感器，所述轮速传感器与制动单元连接，所述电源分别与中央控制器和制动单元连接，为中央控制器和制动单元供电，制动单元通过动力CAN线与中央控制器连接，接收中央控制器所发出的控制指令，并基于该控制指令执行相应操作。现有制动系统的结构简单，不具备系统级冗余功能，在自动驾驶过程中，若制动系统出现故障失效，自动驾驶车辆就会失去制动功能，会造成重大的人身财产损失。因此，有必要开发一种车辆冗余电子转向制动系统。
技术实现思路
本技术的目的是提高一种车辆冗余电子转向制动系统，以满足自动驾驶的安全要求。本技术所述的车辆冗余电子转向制动系统，包括两个电子助力转向单元、主制动单元、从制动单元、第一汽车总线和第二汽车总线；两个电子助力转向单元、主制动单元、从制动单元均与第一汽车总线连接；两个电子助力转向单元、主制动单元、从制动单元还均与第二汽车总线连接；其中，每一所述电子助力转向单元均包括处理器，以及分别与处理器连接的转角转矩传感器和电机。还包括：中央控制器，分别与第一汽车总线和第二汽车总线连接。还包括：安全控制器，分别与第一汽车总线和第二汽车总线连接；对控制器进行了冗余。还包括电源单元；该电源单元包括主电源和从电源；所述主电源分别与中央控制器、主制动单元以及其中一电子助力转向单元电连接；所述从电源分别与安全控制器、从制动单元以及另一电子助力转向单元电连接；对电源进行了冗余设计。两个电子助力转向单元的处理器之间还通过一条或两条第一通信线连接；对第一通信线进行了冗余设计。所述主制动单元和从制动单元之间还通过一条或两条第二通信线连接，对第二通信线进行了冗余设计。本技术的有益效果：（1）当两个电子助力转向单元均正常时，由两个电子助力转向单元共同控制所述车辆实现转向，每个电机的峰值扭矩不需要达到车辆所需的最大扭矩，故可适当降低对电机的性能要求，以达到在满足自动驾驶安全的前提下，能够降低车辆成本。另外，当系统中的两个处理器、两个转角转矩传感器和两个电机中均的任意一个失效时，另一个正常运行的电子助力转向单元也能够单独控制车辆实现转向，故能够满足自动驾驶的安全要求。（2）具有冗余设计的两套制动单元，当其中一套制动单元出现故障失效时，另一套制动单元能够接管系统，以保证车辆正常运行，使驾驶员有充足的反应时间来接管车辆，从而提高了车辆制动系统的稳定性和可靠性；（3）当主制动单元和从制动单元在接收到控制指令后，由于两者都在解算控制指令，且两者之间还相互监控对方是否出现故障（如：对方健康状态和对方的计算结果），若发现对方出现故障失效（如：监控到对方计算结果有误，或监控到对方为非健康状态），未失效的一方能够快速响应并接管系统（切换时间大约在100ms）；即两个制动单元由于采用内部协调的方式来实现相互的切换，而不需要外部控制器来协调，故响应速度快且平顺。附图说明图1为本技术中的原理框图；图2本本技术中两个电子助力转向单元的控制流程图；图3为本技术中两个制动单元的控制流程图；图4为本技术中中央控制器与安全控制器的控制流程图；图5为本技术中主电源与从电源的控制流程图；图6为本技术中第一汽车总线和第二汽车总线的控制流程图；图7为本技术中电子助力转向单元的原理框图；图中：1、电子助力转向单元Y，2、第一通信线，3、电子助力转向单元X，4、第二汽车总线，5、从制动单元，6、第二通信线，7、主制动单元，8、安全控制器，9、中央控制器，10、电源单元，10a、主电源，10b、从电源，11、第一汽车总线，12、第一轮速传感器，13、第二轮速传感器。具体实施方式以下结合附图本技术的车辆冗余电子转向制动系统进行详细说明。如图1所示，本技术所述的车辆冗余电子转向制动系统，包括两个电子助力转向单元（即电子助力转向单元X3和电子助力转向单元Y1）、主制动单元7、从制动单元5、第一汽车总线11、第二汽车总线4和中央控制器9。其中，中央控制器9为车辆上用于运算和决策自动驾驶功能。两个电子助力转向单元（即EPS系统）用于共同控制车辆转向；其中，每一所述电子助力转向单元（即EPS）均包括处理器，以及分别与处理器连接的转角转矩传感器和电机。其中，所述转角转矩传感器用于输出当前方向盘实际扭矩信号与角度信号,并发送给与其相连接的处理器。所述处理器用于从汽车总线上获取当前期望的方向盘转角信号（由中央控制器9发到汽车总线上）。所述处理器还用于根据当前期望的方向盘转角信号,以及从转角转矩传感器获得的角度信号，计算出整个系统当前需输出的总扭矩值K，并按照分配机制计算出各自所在电子助力转向单元需输出的扭矩值（比如：各输出0.5K）。所述处理器还根据该扭矩值控制与其对应连接的电机，控制所述车辆实现转向。如图2所示，当其中一个电子助力转向单元中的处理器，或转角转矩传感器，或电机出现失效时，另一个正常的电子助力转向单元接管系统，单独控制所述车辆实现转向。如图3所示，所述主制动单元7和从制动单元5之间相互监控对方的状态信号是否出现故障。响应于所述主制动单元7和从制动单元5的状态信号均正常时，由所述主制动单元7执行结果输出，此时，从制动单元5不执行结果输出。响应于监控到所述主制动单元7的状态信号表示为出现故障失效（仅指在当前点火周期内所出现的不可恢复的故障，不包括可恢复的故障）时，由所述从制动单元5执行结果输出；响应于监控到所述从制动单元5出现故障失效时，由主制动单元7执行结果输出。如图1所示，车辆冗余电子转向制动系统还实现了汽车总线的冗余。所述汽车总线包括第一汽车总线11和第二汽车总线4；第一汽车总线11用于传输控制指令以及状态信号的反馈；第一汽车总线11还用于传输当前期望的方向盘转角信号。第二汽车总线4用于与第一汽车总线11同步传输所述控制指令以及状态信号的反馈，第二汽车总线4还用于传输当前期望的方向盘转角信号。两个电子助力转向单元、主制动单元7和从制动单元5均与第一汽车总线11连接。两个电子助力转向单元、主制动单元7和从制动单元5还均与第二汽车总线4连接。如图6所示，当其中一路汽车总线出现故障失效时，另一个汽车总线还能够确保系统正常运行。对于制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆冗余电子转向制动系统，其特征在于：包括两个电子助力转向单元、主制动单元（7）、从制动单元（5）、第一汽车总线（11）和第二汽车总线（4）；两个电子助力转向单元、主制动单元（7）、从制动单元（5）均与第一汽车总线（11）连接；两个电子助力转向单元、主制动单元（7）、从制动单元（5）还均与第二汽车总线（4）连接；其中，每一所述电子助力转向单元均包括处理器，以及分别与处理器连接的转角转矩传感器和电机。

【技术特征摘要】
1.一种车辆冗余电子转向制动系统，其特征在于：包括两个电子助力转向单元、主制动单元（7）、从制动单元（5）、第一汽车总线（11）和第二汽车总线（4）；两个电子助力转向单元、主制动单元（7）、从制动单元（5）均与第一汽车总线（11）连接；两个电子助力转向单元、主制动单元（7）、从制动单元（5）还均与第二汽车总线（4）连接；其中，每一所述电子助力转向单元均包括处理器，以及分别与处理器连接的转角转矩传感器和电机。2.根据权利要求1所述的车辆冗余电子转向制动系统，其特征在于，还包括：中央控制器（9），分别与第一汽车总线（11）和第二汽车总线（4）连接。3.根据权利要求2所述的车辆冗余电子转向制动系统，其特征在于，还包括：安全控制器（8），分别与第一汽车总...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建强，丁可，孔周维，周增碧，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50