一种线控底盘制动冗余控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种线控底盘制动冗余控制系统及方法，涉及智能线控底盘安全技术领域，所述控制系统通过数据采集单元采集压力数据和位移数据，通过故障检测单元检测线控制动单元、电子控制单元、供电单元和/或总线是否发生故障；当电子控制单元发生故障时，备份控制单元生成第二控制信号，或当某一器件发生故障但电子控制单元未发生故障时，根据具体的故障器件生成第一、第三或第四控制信号，供电单元根据第一、或第二、或第四控制信号为线控转向单元、线控驱动单元和线控制动单元分配电压；备份电源单元根据第三控制信号分配电压；线控转向单元、线控驱动单元和线控制动单元根据所述第一、或第二、或第三、或第四控制信号进行转向、驱动和制动。驱动和制动。驱动和制动。

【技术实现步骤摘要】
一种线控底盘制动冗余控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能线控底盘安全
，特别是涉及一种线控底盘制动冗余控制系统及方法。

技术介绍

[0002]未来汽车产业的发展主题是电动化、智能化、网联化及共享化，然而传统的车辆底盘由于操作单元与执行单元之间以机械结构进行连接，导致车辆底盘响应时间慢、精度差且存在较大的能量损耗，无法实现对车辆精确、快速的控制，这就对车辆底盘控制提出了更高的要求。以电信号代替机械信号进行信息传输的线控底盘其核心在于可实现“人机解耦”；这种线控底盘具备高精度、高响应速度的优势，将成为未来车辆底盘的发展趋势。
[0003]智能线控底盘以电子元器件和总线取代了传统的机械部件对执行机构进行控制，大大弥补了传统车辆底盘响应时间慢、精度差等不足，但是仍然存在一些问题：
[0004]1.由于电子元器件易出现故障且使用寿命有限，故有必要对其进行安全冗余设计。现有技术中采用双轮边电机和双制动器的底盘，其安全冗余方法成本高昂，不仅不能有效减轻车辆质量，而且绝大多数情况下冗余设备无法发挥作用，造成资源浪费。
[0005]2.现有线控底盘域在安全冗余方面大多只考虑控制器、制动器的失效冗余问题，较少考虑到线控底盘总线受到物理性破坏或因其他原因发生失效时的车辆安全冗余问题。
[0006]3.目前大部分车辆不具备四轮独立转向功能，为车辆提供制动力的部件在出现异常时无法额外提供制动力使车辆制动。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种线控底盘制动冗余控制系统及方法，可确保线控底盘电子元器件失效时车辆仍能进行制动。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]一种线控底盘制动冗余控制系统，所述控制系统与车辆的制动踏板连接；所述控制系统包括：数据采集单元、线控制动单元、故障检测单元、电子控制单元、通信单元、供电单元、备份控制单元、备份电源单元、线控转向单元和线控驱动单元；
[0010]所述数据采集单元与所述制动踏板连接，所述数据采集单元用于采集压力数据和位移数据；
[0011]所述故障检测单元与所述线控制动单元、电子控制单元和供电单元通过总线连接；所述通信单元与所述故障检测单元和电子控制单元连接；所述故障检测单元用于检测所述线控制动单元、电子控制单元、供电单元和/或总线是否发生故障；
[0012]所述备份控制单元与所述数据采集单元、电子控制单元、通信单元和故障检测单元连接；所述电子控制单元与所述线控制动单元、线控转向单元、线控驱动单元、通信单元和供电单元连接；所述供电单元、所述备份电源单元均与所述线控转向单元、线控驱动单元和线控制动单元连接；
[0013]所述备份控制单元用于：
[0014]当所述总线发生故障时，通过所述通信单元获取线控制动单元、电子控制单元或供电单元的状态信息；
[0015]当所述总线未发生故障时，所述线控制动单元、电子控制单元、供电单元一种及以上发生故障时，通过所述总线获取线控制动单元、电子控制单元和/或供电单元的状态信息；所述状态信息为发生故障或未发生故障；
[0016]当所述总线的状态信息为发生故障时，将所述压力数据和位移数据通过通信单元发送至电子控制单元；
[0017]当所述线控制动单元、电子控制单元、供电单元和总线均未发生故障时，或当所述供电单元的状态信息为发生故障时，或当所述线控制动单元的状态信息为发生故障时，将所述压力数据和位移数据发送至电子控制单元；
[0018]当所述电子控制单元的状态信息为发生故障时，根据所述压力数据和位移数据生成第二控制信号；
[0019]所述电子控制单元用于根据所述压力数据、位移数据生成第一控制信号；根据所述压力数据、位移数据和供电单元的状态信息生成第三控制信号；根据所述压力数据、位移数据和线控制动单元的状态信息生成第四控制信号；
[0020]所述供电单元用于根据所述第一控制信号、或第二控制信号、或第四控制信号为所述线控转向单元、线控驱动单元和线控制动单元分配电压；所述备份电源单元用于根据所述第三控制信号为所述线控转向单元、线控驱动单元和线控制动单元分配电压；所述线控转向单元、线控驱动单元和线控制动单元用于根据所述第一控制信号、或第二控制信号、或第三控制信号、或第四控制信号进行转向、驱动和制动。
[0021]可选地，所述线控制动单元包括两个前轮制动模块和两个后轮制动模块；所述线控转向单元包括两个前轮转向电机和两个后轮转向电机；所述线控驱动单元包括两个前轮驱动电机和两个后轮驱动电机；所述第四控制信号包括第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令；
[0022]当所述线控制动单元的状态信息为发生故障时；其中，当前轮制动模块或后轮制动模块的状态信息为发生故障时，所述备份控制单元用于将所述压力数据和位移数据发送至电子控制单元；所述电子控制单元用于根据所述压力数据、位移数据、和前轮制动模块的状态信息或后轮制动模块的状态信息生成第三控制指令；所述供电单元用于根据所述第三控制指令为后轮制动模块或前轮制动模块分配电压；所述后轮制动模块或前轮制动模块用于根据所述第三控制指令进行制动；
[0023]其中，当前轮制动模块的状态信息和后轮制动模块的状态信息均为发生故障时，所述备份控制单元用于将所述压力数据和位移数据发送至电子控制单元；所述电子控制单元用于对当前车速与制动速度阈值进行判别；
[0024]当当前车速大于制动速度阈值，所述电子控制单元用于生成第一控制指令控制前轮转向电机和后轮转向电机以使前轮和后轮向相反方向旋转相同角度；所述供电单元根据第一控制指令为所述前轮转向电机和后轮转向电机分配电压；所述前轮转向电机和后轮转向电机用于根据所述第一控制指令进行转向；
[0025]当当前车速小于等于制动速度阈值，所述电子控制单元用于生成第二控制指令控
制后轮转向电机以使后轮向相反方向旋转相同角度；所述供电单元根据第二控制指令为所述后轮转向电机和前轮驱动电机分配电压；所述后轮转向电机用于根据所述第二控制指令进行转向；所述前轮驱动电机用于根据所述第二控制指令进行反向旋转产生负扭矩提供制动力。
[0026]可选地，当所述线控制动单元、电子控制单元、供电单元和总线的状态信息有一种以上为发生故障时，所述电子控制单元或备份控制单元根据状态信息生成第五控制信号控制所述供电单元、线控驱动单元、线控制动单元和线控转向单元。
[0027]可选地，所述通信单元包括故障通信模块、供电通信模块、电子控制通信模块、备份控制通信模块、线控制动通信模块、线控转向通信模块和线控驱动通信模块；各通信模块均互相连接；所述故障通信模块与故障检测单元连接；所述供电通信模块与供电单元连接；所述电子控制通信模块与电子控制单元连接；所述备份控制通信模块与备份控制单元连接；所述线控制动通信模块与线控制动单元连接；所述线控转向通信模块与线控转向单元连接；所述线控驱动通信模块与线控驱动单元连接。
[0028]可选地，所述供电单元和备份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线控底盘制动冗余控制系统，其特征在于，所述控制系统与车辆的制动踏板连接；所述控制系统包括：数据采集单元、线控制动单元、故障检测单元、电子控制单元、通信单元、供电单元、备份控制单元、备份电源单元、线控转向单元和线控驱动单元；所述数据采集单元与所述制动踏板连接，所述数据采集单元用于采集压力数据和位移数据；所述故障检测单元与所述线控制动单元、电子控制单元和供电单元通过总线连接；所述通信单元与所述故障检测单元和电子控制单元连接；所述故障检测单元用于检测所述线控制动单元、电子控制单元、供电单元和/或总线是否发生故障；所述备份控制单元与所述数据采集单元、电子控制单元、通信单元和故障检测单元连接；所述电子控制单元与所述线控制动单元、线控转向单元、线控驱动单元、通信单元和供电单元连接；所述供电单元、所述备份电源单元均与所述线控转向单元、线控驱动单元和线控制动单元连接；所述备份控制单元用于：当所述总线发生故障时，通过所述通信单元获取线控制动单元、电子控制单元或供电单元的状态信息；当所述总线未发生故障时，所述线控制动单元、电子控制单元、供电单元一种及以上发生故障时，通过所述总线获取线控制动单元、电子控制单元和/或供电单元的状态信息；所述状态信息为发生故障或未发生故障；当所述总线的状态信息为发生故障时，将所述压力数据和位移数据通过通信单元发送至电子控制单元；当所述线控制动单元、电子控制单元、供电单元和总线均未发生故障时，或当所述供电单元的状态信息为发生故障时，或当所述线控制动单元的状态信息为发生故障时，将所述压力数据和位移数据发送至电子控制单元；当所述电子控制单元的状态信息为发生故障时，根据所述压力数据和位移数据生成第二控制信号；所述电子控制单元用于根据所述压力数据、位移数据生成第一控制信号；根据所述压力数据、位移数据和供电单元的状态信息生成第三控制信号；根据所述压力数据、位移数据和线控制动单元的状态信息生成第四控制信号；所述供电单元用于根据所述第一控制信号、或第二控制信号、或第四控制信号为所述线控转向单元、线控驱动单元和线控制动单元分配电压；所述备份电源单元用于根据所述第三控制信号为所述线控转向单元、线控驱动单元和线控制动单元分配电压；所述线控转向单元、线控驱动单元和线控制动单元用于根据所述第一控制信号、或第二控制信号、或第三控制信号、或第四控制信号进行转向、驱动和制动。2.根据权利要求1所述的线控底盘制动冗余控制系统，其特征在于，所述线控制动单元包括两个前轮制动模块和两个后轮制动模块；所述线控转向单元包括两个前轮转向电机和两个后轮转向电机；所述线控驱动单元包括两个前轮驱动电机和两个后轮驱动电机；所述第四控制信号包括第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令；当所述线控制动单元的状态信息为发生故障时；其中，当前轮制动模块或后轮制动模块的状态信息为发生故障时，所述备份控制单元用于将所述压力数据和位移数据发送至电
子控制单元；所述电子控制单元用于根据所述压力数据、位移数据、和前轮制动模块的状态信息或后轮制动模块的状态信息生成第三控制指令；所述供电单元用于根据所述第三控制指令为后轮制动模块或前轮制动模块分配电压；所述后轮制动模块或前轮制动模块用于根据所述第三控制指令进行制动；其中，当前轮制动模块的状态信息和后轮制动模块的状态信息均为发生故障时，所述备份控制单元用于将所述压力数据和位移数据发送至电子控制单元；所述电子控制单元用于对当前车速与制动速度阈值进行判别；当当前车速大于制动速度阈值，所述电子控制单元用于生成第一控制指令控制前轮转向电机和后轮转向电机以使前轮和后轮向相反方向旋转相同角度；所述供电单元根据第一控制指令为所述前轮转向电机和后轮转向电机分配电压；所述前轮转向电机和后轮转向电机用于根据所述第一控制指令进行转向；当当前车速小于等于制动速度阈值，所述电子控制单元用于生成第二控制指令控制后轮转向电机以使后轮向相反方向旋转相同角度；所述供电单元根据第二控制指令为所述后轮转向电机和前轮驱动电机分配电压；所述后轮转向电机用于根据所述第二控制指令进行转向；所述前轮驱动电机用于根据所述第二控制指令进行反向旋转产生负扭矩提供制动力。3.根据权利要求2所述的线控底盘制动冗余控制系统，其特征在于，当所述线控制动单元、电子控制单元、供电单元和总线的状态信息有一种以上为发生故障时，所述电子控制单元或备份控制单元根据状态信息生成第五控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩勇，陈俊达，苏亮，石金明，常东鑫，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：