一种多级异构冗余分布式EMB系统架构及其控制方法与流程

本发明涉及汽车控制领域，具体为一种多级异构冗余分布式emb系统架构及其控制方法。

背景技术：

1、电子机械制动系统(electro-mechanical braking system，emb)是在传统气/油路制动系统的基础上，采用驱动电机与电气线路替换原先的制动气/油室、管路与阀体等相关零部件，并以电信号为传递介质的电控制动系统。由于该系统基于电信号传输且去除了空压机、多个气/油罐、制动气/油室，气/油路上所有阀体和所有气/油管，省去了制动气/液，故相较传统制动系统具有结构简单、集成度高、清洁环保、制动响应快、制动距离短、制动控制精度高、保养成本低、使用寿命长等显著优点，是当前汽车领域普遍认为最理想的线控制动系统与汽车行业公认的未来最优制动系统形式，符合汽车的模块化、集成化、一体化的最终发展方向。

2、然而目前的emb系统中的各个零部件之间均采用电气连接，当其中某一零部件失效时，则会导致整车制动系统失效，故而emb系统中的各个零部件的可靠性与稳定性仍需提高。

技术实现思路

1、本发明为了克服现有技术存在的不足，提供了一种多级异构冗余分布式emb系统架构，所述多级异构冗余分布式emb系统架构可以提高emb系统运行的可靠性与稳定性，保证emb系统的正常使用。

2、本发明的第二个目的在于提供了一种用于多级异构冗余分布式emb系统架构的控制方法。

3、本发明解决上述技术问题的技术方案是：

4、一种多级异构冗余分布式emb系统架构，包括emb主控模块、制动信号传输器、emb执行单元、检测单元和供电单元，其中，

5、所述emb执行单元为若干组，每组enb执行单元用于对每个车桥进行调控，该emb执行单元包括emb桥模块和两组emb执行器，其中，两组emb执行器分别用于对每个车桥的左右两侧的车轮进行制动；若干组enb执行单元中的emb桥模块相互连接，并且分别与所述emb主控模块连接；

6、所述检测单元包括轮速传感器、转角传感器和惯性传感器，其中，所述轮速传感器设置在车辆的各个车轮上，且分别与所述emb主控模块和所述emb桥模块连接；所述转角传感器和所述惯性传感器均分别与所述emb主控模块和所述emb桥模块连接；

7、所述制动信号传输器分别与所述emb主控模块和所述emb桥模块连接；

8、所述供电单元用于给所述emb主控模块和所述emb桥模块进行供电。

9、优选的，还包括epb开关和应急制动开关，其中，所述epb开关分别与所述emb主控模块和所述emb桥模块连接，所述应急制动开关则与所述emb桥模块连接。

10、优选的，所述emb执行单元为两组，两组emb执行单元分别设置在车辆的前桥和后桥上，其中，设置在所述车辆的前桥的emb执行单元中的emb桥模块为emb前桥模块，设置在所述车辆的后桥的emb执行单元中的emb桥模块为emb后桥模块。

11、优选的，所述供电单元包括主电瓶和备用电瓶，其中，所述主电瓶用于给所述emb主动模块和所述emb前桥模块供电，所述备用电瓶用于给所述emb后桥模块供电。

12、一种多级异构冗余分布式emb系统架构的控制方法，包括以下步骤：

13、s1、emb主控模块在每次上电后，都会识别其内部存储中的车辆型式与系统功能，若emb主控模块识别到内部存储中记录有对应的车辆型式与系统功能，则按照识别到的车辆型式和系统功能的状态进行执行；若是emb主控模块未识别到内部存储中记录有对应的车辆型式与系统功能，则会启动自识别功能；

14、s2、对emb主控模块、emb桥模块和制动信号传输器进行检测，根据emb主控模块、emb桥模块和制动信号传输器的失效类型，选择对应的控制策略；

15、s3、根据控制策略，选择对应的制动策略进行制动。

16、优选的，在步骤s1中，所述自识别功能包括以下步骤：

17、a1、检测是否识别到转向角传感器和横摆率传感器的信号，若是，则开启esc功能；若否，则关闭esc功能；

18、a2、检测是否识别到aebs信息与减速度控制信息，若否，则关闭aeb功能；若是，则开启aeb功能；

19、a3、检测是否识别到变速箱信息，若否，则关闭临停功能；若是，则开启临停功能；

20、a4、检测是否识别到emb三桥模块信息，若否，则系统识别为4s/4m状态；

21、a5、若是检测到emb三桥模块信息，则继续检测是否识别到emb四桥模块信息，若是，则系统识别为8s/8m状态；若否，则系统识别为6s/6m状态；

22、a6、当系统识别为8s/8m状态，则检测是否识别到提升桥的状态信息，若否，则系统维持8s/8m；若是，则系统将emb三桥模块识别为提升桥状态；接着再继续识别提升桥是否升起，若是，则系统识别为6s/6m状态；若否，则系统识别为8s/8m状态；

23、当系统识别为6s/6m状态，则检测是否识别到提升桥的状态信息，若否，则系统维持6s/6m；若是，则系统将emb三桥模块识别为提升桥状态；接着再继续识别提升桥是否升起，若是，则系统识别为4s/4m状态；若否，则系统识别为6s/6m状态；

24、a7、将识别到的状态信息存储到存储芯片内,并在上电周期内按照识别到的车辆型式与系统功能状态执行。

25、优选的，在上电周期内，通过硬线初始化指令或can初始化指令来清除emb主控模块内部记录的车辆型式与系统功能，并在下次上电后，emb主控模块能够重新启动自识别功能并重新识别与记录状态：具体为：

26、emb主控模块先确定是否接收到车辆型式与系统功能状态初始化硬线指令，若是，则清除车辆型式与系统功能；若否，则继续确定是否接收到车辆型式与系统功能状态初始化can指令，若是，则清除车辆型式与系统功能，若否，则重新开始初始化后进行初始化指令接收判断。

27、优选的，在步骤s2中，所述控制策略包括：

28、控制策略一：当emb主控模块、emb桥模块、制动信号传输器均未失效时，emb系统正常工作，由emb主控模块接收制动信号传输器的制动信号与开度，控制emb桥模块进行制动；

29、控制策略二：当emb主控模块、制动信号传输器均未失效，若干组emb桥模块中至少有一个未失效时，emb主控模块控制未失效的emb桥模块正常工作，同时根据行车信息与失效情况将失效的emb桥模块调控为降级工作，或者不工作；

30、控制策略三：当emb桥模块、制动信号传输器均未失效，而emb主控模块时，emb桥模块读取制动信号传输器发送的制动信号，并执行最大制动力制动；

31、控制策略四：当制动信号传输器未失效，emb主控模块失效、emb桥模块至少有一个未失效时，未失效的emb桥模块读取制动信号传输器发送的制动信号，并执行最大制动力操作，失效的emb桥模块则不工作；

32、控制策略五：当emb桥模块至少有一个未失效，制动信号传输器失效时，未失效的emb桥模块读取应急制动开关信号，并执行最大制动力制动。

33、优选的，在步骤s3中，当所述emb主控模块未失效时，则由emb主控模块进行制动与功能控制，其中，所述emb主控模块的制动策略为：

34、b1、初始化后，判断是否存在硬线手刹开关信号和行程信号，若是存在，则响应硬线手刹开关信号和行程信号，并发送制动指令；

35、b2、若不存在硬线手刹开关信号和行程信号，则判断是否存在can手刹开关信号和行程信号，若是存在，则响应can手刹开关信号和行程信号，并发送制动指令；

36、b3、若不存在can手刹开关信号和行程信号，则判断是否存在硬线脚刹开关信号和行程信号；若是存在，则硬线脚刹开关信号和行程信号，并发送制动指令；

37、b4、若是不存在硬线脚刹开关信号和行程信号，则判断是否存在can脚刹开关信号和行程信号，若是存在，则响应can脚刹开关信号和行程信号，并发送制动指令；

38、b5、若不存在can脚刹开关信号和行程信号，则判断是否满足临停激活条件；若是满足，则发送临停调控指令；

39、b6、若是不满足临停激活条件，则判断是否满足abs激活条件，若是满足，则发送abs激活指令；

40、b7、若是不满足abs激活条件，则判断是否满足esc制动条件，若是满足，则发送esc制动指令；

41、b8、若是不满足esc制动条件，则判断是否满足aebs制动条件，若是满足，则发送aebs制动指令；

42、b9、若是不满足aebs制动条件，则判断是否满足asr制动条件，若是满足，则发送asr制动指令；

43、b10、若是不满足asr制动条件，则重新初始化后，重复步骤b1-b10。

44、优选的，在步骤s3中，若emb桥模块至少有一个未失效时，针对emb主控模块失效与不失效的情况，emb桥模块具有对应的制动策略；其中，所述emb桥模块的制动策略为：

45、c1、初始化后，emb桥模块判断是否收到emb主控模块的控制指令，若是收到，则响应emb主控模块的控制指令进行控制和功能调节；

46、c2、若是没有收到emb主控模块的控制指令，则判断是否收到can手刹开关信号和行程信号，若是存在，则响应can手刹开关信号和行程信号；

47、c3、若是没有收到can手刹开关信号和行程信号，则判断是否收到can脚刹开关信号和行程信号，若是收到，则响应can脚刹开关信号和行程信号；

48、c4、若是没有收到can脚刹开关信号和行程信号，则判断是否收到应急手刹开关信号，若是收到，则按照最大制动力进行制动；若是没有收到，则重新初始化后，重复步骤c1-c4。

49、本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

50、1、本发明的多级异构冗余分布式emb系统架构通过在车辆的每个车桥上设置emb执行单元，且各个emb执行单元中的emb桥模块之间、emb桥模块和emb主控模块之间、检测单元的各个传感器与emb桥模块和emb主控模块之间均可进行通信，这样只要只有有一组控制单元(例如emb主控模块或者至少一个emb桥模块)处于正常工作时，即可以实现对整车进行制动，从而避免整车制动失效，进而达到多级冗余设计的要求。

51、2、本发明的多级异构冗余分布式emb系统架构可以解决emb系统可靠性要求高、失效模式繁杂、冗余备份多的难题，对各种功能模块的失效情况均进行的多样化与冗余备份设计，并对输入信号进行一致性与优先级判断，保证emb系统运行的可靠性与稳定性。

52、3、本发明的带自识别功能的多级异构冗余分布式emb系统架构，通过对各种零部件失效情况下均进行的多样化与冗余备份与仲裁决策设计，从而有效解决emb系统可靠性要求高、失效模式冗杂、冗余备份多的痛点、难点，保证emb系统运行的可靠性、稳定性与灵活度。