一种双重备份的车辆制动系统及车辆的制作方法

本技术涉及车辆，尤其涉及到一种双重备份的车辆制动系统及车辆。

背景技术：

1、电子机械制动器(electro mechanical brake，emb)是以电机驱动机械活塞对车轮进行制动的电动式制动装置，相较于传统的液压式制动装置，emb具有反应速度快、精度高、无液体泄漏风险的优势，因此被广泛应用在车辆的制动系统中。emb设置于车辆的各个车轮处，多个emb之间一般通过can连接至电机控制器(motor control unit，mcu)实现相互通信。

2、目前，车辆的制动系统多设置两个mcu分别控制各个emb，两个mcu功能相同，彼此互为冗余，当其中一个mcu失效时，仍然可以利用另一个mcu使车辆实现制动。这种设计虽然可以保障车辆的制动安全性，但是会导致制动系统的布置难度加大，同时也会增加制动系统的成本。

技术实现思路

1、本技术提供了一种双重备份的车辆制动系统及车辆，以在保障车辆的制动安全性的前提下，降低制动系统的成本以及在车辆的布置难度。

2、第一方面，本技术提供了一种双重备份的车辆制动系统，该制动系统包括第一控制器、第二控制器、备份制动装置、两个前轮制动装置和两个后轮制动装置，前轮制动装置和后轮制动装置均包括制动电机和制动器，制动器用于接收制动电机或备份制动装置输出的制动力并制动车辆的车轮。其中，所述第一控制器用于根据车辆行驶信号和所述车辆的制动踏板输出的制动信号输出第一控制信号及控制所述两个前轮制动装置的所述制动电机输出制动力、或者控制所述两个前轮制动装置和所述两个后轮制动装置的所述制动器接收所述备份制动装置输出的制动力；所述第二控制器用于根据所述第一控制信号控制所述两个后轮制动装置的所述制动电机输出制动力、或者用于根据所述制动信号控制所述两个后轮制动装置的所述制动电机输出制动力、或者控制所述两个前轮制动装置和所述两个后轮制动装置的所述制动器接收所述备份制动装置输出的制动力。

3、在本技术中，第一控制器能够控制前轮制动装置的制动电机输出制动力或控制备份制动装置输出至动力，第二控制器能够控制后轮制动装置的制动电机输出制动力或控制备份制动电机输出至动力，因此第一控制器和第二控制器互为冗余，当其中一个控制器失效时，制动系统也能够通过另一个控制器的控制实现制动功能，从而可以提高车辆的制动安全性。由于第一控制器与两个后轮制动装置没有信号连接关系，第二控制器与两个前轮制动装置没有信号连接关系，因此能够在一定程度上降低对第一控制器和第二控制器的性能要求，并且可以降低制动系统的布线难度，进而有助于降低制动系统的成本以及制动系统在车辆上的布置难度。

4、在一种实施方案中，第二控制器用于：响应于第一控制器和两个前轮制动装置运行于正常状态，根据第一控制信号控制两个后轮制动装置的制动电机输出制动力；响应于第一控制器或两个前轮制动装置的制动电机中的至少一个处于异常状态，根据制动信号控制两个后轮制动装置的制动电机输出制动力、或者控制两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器接收备份制动装置输出的制动力。该方案中，即使第一控制器或两个前轮制动装置的制动电机出现异常，第二控制器也能够通过以上两种方式及时制动车辆，从而保证车辆的行驶安全性。

5、在一种实施方案中，第一控制器用于向第二控制器发送第一周期性信号，第二控制器用于：响应于在预定周期内接收第一周期性信号，判断第一控制器或两个前轮制动装置处于正常状态；响应于在预定周期内未接收第一周期性信号，判断第一控制器或两个前轮制动装置的制动电机中的至少一个处于异常状态。通过第一控制器向第二控制器发送周期性信号的方式，第二控制器能够准确判断第一控制器或两个前轮制动装置的状态，从而使第二控制器能够及时以适当的制动方式对车辆进行制动。

6、在一种实施方案中，第一控制器用于：响应于第二控制器和两个后轮制动装置运行于正常状态，输出第一控制信号；响应于第二控制器或两个后轮制动装置的制动电机中的至少一个处于异常状态，控制两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器接收备份制动装置输出的制动力。该方案中，即使第二控制器或两个后轮制动装置的制动电机出现异常，第一控制器也能够通过上述方式及时制动车辆，从而保证车辆的行驶安全性。

7、在一种实施方案中，第二控制器用于向第一控制器发送第二周期性信号，第一控制器用于：响应于在预定周期内接收第二周期性信号，判断第二控制器或两个后轮制动装置处于正常状态；响应于在预定周期内未接收第二周期性信号，判断第二控制器或两个后轮制动装置的制动电机中的至少一个处于异常状态。通过第二控制器向第一控制器发送周期性信号的方式，第一控制器能够准确判断第二控制器或两个后轮制动装置的状态，从而使第一控制器能够及时以适当的制动方式对车辆进行制动。

8、在一种实施方案中，第二控制器用于：响应于接收第一控制信号，控制两个后轮制动装置的制动电机输出制动力；响应于接收制动信号之前或之后的预设时间内未接收第一控制信号，控制两个后轮制动装置的制动电机输出制动力、或者控制两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器接收备份制动装置输出的制动力。若第二控制器在接收制动信号之后的预设时间内未接收到第一控制信号，则说明第一控制器出现异常，因此第二控制器可以通过以上两种方式及时制动车辆，从而保证车辆的行驶安全性。

9、在一种实施方案中，备份制动装置包括传动机构和备份电机，其中：传动机构与两个前轮制动装置的制动器和两个后轮制动装置的制动器分别传动连接；备份电机用于导通或断开传动机构与车辆的制动踏板的传动连接。在备份电机导通传动机构与车辆的制动踏板的情况下，备份制动装置向两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器输出制动力；在备份电机断开传动机构与车辆的制动踏板的情况下，备份制动装置则不能向两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器输出制动力。

10、在一种实施方案中，第一控制器用于控制备份电机导通传动机构与车辆的制动踏板的传动连接，使两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器接收备份制动机构输出的制动力；第二控制器用于控制备份电机导通传动机构与车辆的制动踏板的传动连接，使两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器接收备份制动机构输出的制动力。

11、在一种实施方案中，第一控制器包括第一通讯接口，第二控制器包括第二通讯接口，第一通讯接口与第二通讯接口通讯连接，以使第一控制器通过第一通讯接口向第二控制器的第二通讯接口发送第一控制信号。

12、示例性地，第一通讯接口和第二通讯接口分别为串行外设接口。

13、在一种实施方案中，第一控制器还包括第一输入接口、第二输入接口以及第一输出接口、第二输出接口，其中：第一控制器的第一输入接口用于接收车辆行驶信号；第一控制器的第二输入接口用于接收车辆的制动踏板输出的制动信号；第一控制器的第一输出接口与两个前轮制动装置的制动电机信号连接；第一控制器的第二输出接口与备份制动装置信号连接。

14、在一种实施方案中，第二控制器还包括第一输入接口以及第一输出接口、第二输出接口，其中：第二控制器的第一输入接口用于接收车辆的制动踏板输出的制动信号；第二控制器的第一输出接口与两个后轮制动装置的制动电机信号连接；第二控制器的第二输出接口与备份制动装置信号连接。

15、在一种实施方案中，制动系统还包括第一电源和第二电源，其中：第一电源用于为第一控制器和两个前轮制动装置的制动电机供电，以保障第一控制器和两个前轮制动装置的制动电机的运行；第二电源用于为第二控制器和两个后轮制动装置的制动电机供电，以保障第二控制器和两个后轮制动装置的制动电机的运行。

16、另外，若第一电源发生异常，则第一控制器和两个前轮制动装置的制动电机也会因此发生异常，这种情况下，第二控制器根据制动信号控制两个后轮制动装置的制动电机输出制动力、或者控制两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器接收备份制动装置输出的制动力。

17、类似地，若第二电源发生异常，则第二控制器和两个后轮制动装置的制动电机也会因此发生异常，这种情况下，第一控制器控制两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器接收备份制动装置输出的制动力。

18、在一种实施方案中，第二控制器用于响应于第一控制器或两个前轮制动装置的制动电机中的至少一个处于异常状态，第二控制器向车辆的第一报警器发出第一报警信号，第一报警信号用于指示第一报警器发出警报。类似地，第一控制器用于响应于第二控制器或两个后轮制动装置的制动电机中的至少一个处于异常状态，第一控制器向车辆的第二报警器发出第二报警信号，第二报警信号用于指示第二报警器发出警报。采用该方案，驾驶员或车上其他乘客能够及时获知制动系统的异常状态，从而及时做出处理，有助于减小安全事故的发生。

19、第二方面，本技术还提供了一种车辆，该车辆包括两个前轮、两个后轮以及前述第一方面任一实施方案中的制动系统，两个前轮制动装置分别用于制动两个前轮，两个后轮制动装置分别用于制动两个后轮。基于制动系统的第一控制器和第二控制器互为冗余的设计，车辆能够在任一个控制器的控制下实现制动，因此该车辆具有较高的制动安全性。并且由于制动系统的布线相对简单，因此可以在一定程度上降低车辆的组装难度。

20、第三方面，本技术还提供了一种制动系统的控制器，该控制器用于根据车辆行驶信号和车辆的制动踏板输出的制动信号输出第一控制信号及控制制动系统的两个前轮制动装置的制动电机输出制动力、或者控制制动系统的两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器接收制动系统的备份制动装置输出的制动力。其中，第一控制信号用于指示制动系统的另一控制器控制制动系统的两个后轮制动装置的制动电机输出制动力。

21、在本技术中，制动系统的控制器既能够控制两个前轮制动装置的制动电机输出制动力、以及指示制动系统的另一控制器控制两个后轮制动装置的制动电机输出制动力，也能够控制备份制动装置向两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器输出制动力，这样控制器在一种控制方式无法实施的情况下，也能够利用另一种控制方式实现对车辆的制动，从而有效提高车辆的制动安全性。

22、在一种实施方案中，控制器用于：响应于制动系统的另一控制器和两个后轮制动装置运行于正常状态，输出第一控制信号；响应于制动系统的另一控制器和两个后轮制动装置的制动电机中的至少一个处于异常状态，控制器控制两个前轮制动装置和两个后轮制动装置的制动器接收备份制动装置输出的制动力。通过这种设计，即使制动系统的另一控制器或两个后轮制动装置的制动电机出现异常，控制器也能够通过上述方式及时制动车辆，从而保证车辆的行驶安全性。