控制方法和制动系统及其控制单元与流程

1.本公开内容总体上涉及车辆控制的技术领域。具体而言，本公开内容涉及一种用于车辆的制动系统的控制单元，一种车辆的制动系统，以及一种用于控制制动系统的方法。


背景技术：

2.现今，车辆包括多种车辆控制系统，例如，电子稳定性控制系统，自适应巡航系统，防碰撞系统，等等。这些车辆控制系统自动地应用车辆制动以控制车辆的稳定性，例如，车辆的速度和轨迹。车辆控制系统由一个或多个电子控制单元(ecu)操作，该电子控制单元被配置成从传感器接收输入并控制车辆的构件，车辆的刹车。
3.典型地，主ecu(例如，稳定性控制系统的ecu)被直接耦接至车辆的轮速传感器，由此控制各车轮。在主ecu出现故障的情况下，从ecu(例如，制动力助力器的ecu)将无法控制各车轮。然而，对于各车轮的单独控制对于车辆的横向稳定性控制是必不可少的。这样，人类驾驶员不得不手动地施加制动，以便安全停车或者控制车辆。但是，在高等级的自动驾驶中，人类驾驶员可能无法及时地手动刹车。在这样的情况下，车辆将失去横向稳定性控制，并引发事故。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中的上述问题，本公开内容旨在提供一种用于车辆的冗余的横向稳定性控制的技术方案。
5.根据本公开内容第一方面的实施例，提供了一种用于车辆的制动系统的控制单元，所述制动系统包括基于电子稳定性控制的第一制动系统以及基于电控助力器的第二制动系统，所述控制单元被配置成：检测与所述第一制动系统的状态相关联的信号；如果在所述信号中检测到故障信号，则确定所述第一制动系统中存在故障，所述故障信号包含故障码；基于所述故障信号的故障码，确定所述故障的类型；并且如果所述故障的类型属于趋向于引起车辆的横向稳定性控制功能丢失的故障类型，则控制一控制逻辑信号和/或一电源供应信号从所述第二制动系统提供至所述第一制动系统。
6.根据本公开内容第二方面的实施例，提供了一种车辆的制动系统，所述制动系统包括：基于电子稳定性控制的第一制动系统，包括轮缸，与所述轮缸耦接的阀，第一电源和第一控制器；基于电控助力器的第二制动系统，包括与所述轮缸流体耦接的主缸，第二电源和经由通信链路与所述第一控制器连接的第二控制器；以及上所述的控制单元，所述控制单元被配置成在所述控制单元检测到第一制动系统出现故障并丢失了横向稳定性控制的情况下，基于在所述通信链路上传输的信号控制一控制逻辑信号经由第一信号线从第二控制器提供给第一控制器和/或控制一电源供应信号经由第二信号线从第二电源提供给第一电源。
7.根据本公开内容第三方面的实施例，提供了一种控制制动系统的方法，所述制动系统包括基于电子稳定性控制的第一制动系统以及基于电控助力器的第二制动系统，可选
地，所述方法由如上所述的控制单元执行和/或由如权利要求13所述的系统执行，所述方法包含如下步骤：检测与所述第一制动系统的状态相关联的信号；如果在所述信号中检测到故障信号，则确定所述第一制动系统中存在故障，所述故障信号包含故障码；基于所述故障信号的故障码，确定所述故障的类型；以及如果所述故障的类型属于趋向于引起车辆的横向稳定性控制功能丢失的故障类型，则控制一控制逻辑信号和/或一电源供应信号从所述第二制动系统提供至所述第一制动系统。
8.根据本公开内容第四方面的实施例，提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有指令，所述指令在被处理器执行时，能够执行如上所述的方法。
附图说明
9.图1是根据本公开内容的一可行实施方式的制动系统的示意图，该制动系统包括第一制动系统和第二制动系统。
10.图2和图3是示出了图1的制动系统的第一制动系统和第二制动系统的实施例的示意图。
11.图4是根据本公开内容的一可行实施方式的用于冗余的横向稳定性控制的示例性过程。
12.图5是根据本公开内容的一可行实施方式的控制制动系统的方法的示意性流程图。
具体实施方式
13.现在将参考多种示例性实施方式来讨论本公开内容。应当理解，这些实施方式的讨论仅仅用于使得本领域技术人员能够更好地理解并从而实施本公开内容的实施例，而并非教导对本公开内容的范围的任何限制。
14.以下，将描述根据本公开内容的制动系统的一些可行实施方式。
15.如图1所示，根据本公开内容的一种可行实施方式，制动系统100主要包括第一制动系统10(例如，主制动系统)和第二制动系统20(例如，从制动系统)。
16.第一制动系统10是车辆稳定性控制系统。第一制动系统10主要包括第一电源11、第一控制器12和第一制动单元13。第二制动系统20是电控助力器系统。第二制动系统20主要包括第二电源21、第二控制器22和第二制动单元23。
17.第一控制器12经由通信链路30与第二控制器22通信连接。通信链路30可以是数据总线，有线连接，无线连接或光连接，其使得两个控制器能够例如使用网络通信协议(例如，can协议)彼此通信。在一个实施例中，通信链路是控制器局域网总线(例如，图2中示出的can_1和can_2)或者诸如车载网络(flexray)之类的确定性通信总线。第一控制器12和第二控制器22可以被同步并在通信链路30上同步地交换信息。与第一制动系统10的状态相关联的信号在通信链路30上被传输，由此，第二控制器22可以借助于检测通信链路30上的信号来监控第一制动系统10的状态。
18.第一控制器12还可以经由第一信号新31与第二控制器22连接，第一信号线31可以用于在第一控制器12的控制逻辑失效时，将控制逻辑信号从第二控制器22发送给第一控制器12。在一个实施例中，第一控制器12通过通信接口(例如，spi接口或het接口)并经由第一
信号线31与第二控制器22连接。
19.第一电源11独立于第二电源21。第一电源11提供用于第一制动系统10的电源，并且第二电源21提供用于第二制动系统20的电源。换言之，第一制动系统10的电源独立于第二制动系统20的电源。第一电源11可以经由第二信号线32与第二电源21连接，第二信号线可以用于在第一电源11失效的情况下将电源信号从第二电源21提供给第一电源11。
20.可选地，制动系统100还可以包括冗余的电源34。该电源34可以经由开关35连接至第二信号线32。这样，在第一电源11失效的情况下，开关35被控制为闭合并且电源信号可以从冗余的电源34提供给第一制动系统。换言之，第一制动系统可以由该冗余的电源34供电。
21.在一个实施例中，参见2和图3，第一制动单元13可以包括轮缸132a-132d以及与各轮缸耦接的阀131。轮缸132a-132d中每一个轮缸与车轮133a-133d中的一个耦接。阀131可以包括四个进液阀和四个出液阀，并且这些阀分别与各轮缸关联。例如，每个进液阀位于一相应的轮缸和液压供应求之间。每一个出液阀位于一相应的轮缸与储液器之间。进液阀是常开阀，并且出液阀常闭阀。阀31还可以包括用于主动分配制动力的四个阀。
22.在一个实施例中，参见图2，第二控制器22可以包括微控制器222、系统asic 221和制动马达asic 223。微控制器222可以经由通信接口(例如，spi接口)与系统asic 221连接，并经由另一通信接口(例如，另一spi接口)与制动马达asic 223连接。微控制器222可以从系统asic 221和制动马达asic 223获得车辆状态信息。例如，微控制器222可以从系统asic 221接收车轮旋转速度信号和马达旋转位置信号。微控制器222还可以从制动马达asic 223接收车轮旋转速度信号。制动马达asic 223可以包括电子电路和被分配给第二制动系统20的电制动马达的两个h桥。
23.在一个实施例中，参见图3，第二制动单元23可以包括主缸232以及制动流体储存器231。主缸232被配置成流体地耦接到轮缸132a-132d。流体储存器231存储制动流体并且耦接到主缸232。在一个实施例中，设置在第二控制器22中的控制单元33被编程，以操作第二制动系统20的泵，从而在主缸232中提供压力波动，以使得制动流体储存器231中的制动流体流到第一制动系统10的轮缸中。
24.控制单元33提供控制策略，以弥补第一制动系统10的某些故障(例如，特定类型的故障)，以使得在由第一制动系统10提供的横向稳定性控制功能丢失的情况下，冗余的横向稳定性控制能够被实现。在一个实施例中，当第一制动系统10出现故障并且丢失横向稳定性控制功能时，控制单元33中的控制逻辑可以实现经由第一信号线31向第二制动系统20提供控制逻辑信号和/或经由第二信号线32向第二制动系统20提供电源信号。
25.控制单元33可以设置在第二制动系统20的第二控制器22中。在一个实施例中，控制器33可以设置在第二控制器22的微控制器222中。控制单元33还可以实现为车辆中的独立控制单元，即，独立于第一控制器(例如，车身稳定性系统的控制器)并且独立于第二控制器(例如，电子助力器的控制器)的控制单元。
26.控制单元33可以以多种方式实现，例如，硬件，软件或者它们的组合。控制单元33可包括硬件、软件和电子部件。在一个实施例中，控制单元33可以包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器模块。该存储器模块包含非临时性计算机可读介质。非临时性计算机可读介质可以包括指令，该指令在被执行时，使得一个或多个处理器执行用于冗余的横向稳定性控制的操作。
27.以下，将参考图4描述借助于控制单元33实现的用于冗余的横向稳定性控制的示例性过程400。
28.在框402中，控制单元33被配置成检测与第一制动系统10的状态相关联的信号。与第一制动系统10的状态相关联的信号可以包括在通信链路30上传输的信号。
29.在一个实施例中，与第一制动系统10的状态相关联的信号可以包括第一制动系统10中的以下路径中的一个或多个：阀控制路径(控制单元33可以基于来自阀控制路径的信号监控第一制动系统10的阀控制状态)；阀电源路径(控制单元33可以基于来自阀电源路径的信号监控第一制动系统10的阀电源状态)；马达电源路径(控制单元33可以基于来自阀电源路径的信号监控第一制动系统10的马达电源状态)。与第一制动系统10的状态关联的信号还可以包括来自传感器14的传感器信号，该传感器14可以与第一制动系统10相关联(控制单元33可以基于传感器信号监控第一制动系统10的传感器状态)。传感器14可以包括惯性测量单元(imu)传感器，压力传感器和轮速传感器，例如，通信地耦接到第一制动系统10中的通信总线(例如，can_2)。
30.在框404中，控制单元33被配置为通过检测与第一制动系统10的状态相关联的信号中是否包含故障信号来确定第一制动系统10中是否存在故障。如果检测到与第一制动系统10的状态相关联的信号中包含故障信号，则控制单元33确定为在第一制动系统10中存在故障。故障信号可以理解为用于报错的信号，即，用于报告在第一制动系统10中发生了异常状况。故障信号可以包括故障码。故障码可以指示由故障信号报告的故障的类型。
31.在框406中，如果确定为在第一制动系统10中存在故障，则控制单元33倍配置为基于故障码确定故障的类型。
32.在一个实施例中，控制单元33可以基于故障码和存储的参考数据集来确定故障的类型，该参考数据集存储有多个故障码和故障的参考类型，各故障码对应于第一制动系统10中的故障的参考类型。参考数据集可以设置在第二控制器22的储存器中。例如，参考数据集可以包括两栏数据，其中，第一栏数据包含故障信号的故障码，并且第二栏数据包含针对各故障码的故障(例如，车灯故障，仪表盘故障和电源故障)的参考类型。例如，在参考数据集中，故障码“0002”对应于电源供应故障，故障码“0004”对应于仪表盘故障，并且故障码“0026”对应于马达电源供应故障。控制单元33可以将由控制单元33检测到的故障信号的故障码与参考数据集中的故障码相匹配，并找出与第一制动系统10中的故障的类型对应的参考类型。
33.在框408中，如果故障属于所述故障的类型属于趋向于引起车辆的横向稳定性控制功能丢失的故障类型(例如，将“趋向于引起车辆的横向稳定性控制功能丢失的故障类型”称为特定的故障类型)，则控制单元33配置成经由第一信号线31从第二制动系统20向第一制动系统10提供控制逻辑信号和/或经由第二信号线32从第二制动系统20向第一制动系统10提供电源供应信号。例如，控制单元33确定故障的类型是否属于特定的故障类型，并在故障的类型属于特定的故障类型时生成控制逻辑信号和/或电源供应信号。换言之，在第一制动系统10发生故障并丢失了横向稳定性控制功能时，第二制动系统20将弥补该故障并提供冗余的横向稳定性控制功能。
34.特定的故障类型可以理解为在第一制动系统中出现的、将会引起横向稳定性控制功能丢失的那些故障类型。特定的类型故障包括第一制动系统10中的电源供应故障类型，
控制逻辑故障类型和传感器故障类型。在一个实施例中，电源供应故障类型的类型包括多个子类型，该多个子类型的故障包括阀电源供应故障类型，控制器电源供应故障类型和马达电源供应故障类型。
35.如果确定为第一制动系统10中的故障的类型不属于特定的故障类型，例如，诸如车灯故障或仪表盘故障之类的附件故障，则将不生成控制逻辑信号和/或电源供应信号。本发明不涉及在该情况下的方案。
36.以下将通过示例的方式描述第一制动系统10中的故障的类型以及相应的控制策略。
37.在第一制动系统10中的控制逻辑信号丢失的实施例中，控制单元33被配置成生成控制逻辑信号，用于控制与各轮缸相关联的阀，并将该控制逻辑信号(例如，作为指令)发送给第一制动系统10的第一控制器12。第一控制器12根据该控制逻辑信号控制阀131，并且阀131在打开位置关闭位置之间切换。
38.在该实施例中，控制单元33可以接收来自多个传感器(例如，压力传感器和轮速传感器)的信号。接着，控制单元33可以提供用于开启或关闭阀131的控制逻辑信号。例如，在控制逻辑信号的控制下，各车轮(例如，四个车轮中的各车轮)处的压力被改变以车辆的横向移动。相对于右车轮，增加左车轮处的压力，车辆将产生逆时针方向的偏转。类似地，相对于左车轮，增加右车轮处的压力，车辆将产生顺时针方向的偏转。
39.在与第一制动系统10相关联的传感器失效的实施例中，控制单元33可以接收来自车辆的冗余传感器的传感器信号。可选地，控制单元33可以配置为获取来自设置于第二制动系统20中的传感器的传感器信号。例如，第二制动系统20提供有轮速传感器和imu传感器，并且控制单元33可以获取来自这些传感器的传感器信号。
40.在该实施例中，在系统asic中，可以接收来自轮速传感器(车辆的两个车轮处的轮速传感器)的车轮旋转速度信号，并处理该车轮旋转速度信号。在系统asic中，可以接收来自霍尔传感器(例如，电制动马达处的霍尔传感器)的马达旋转位置信号，并处理该马达旋转位置信号。控制单元33可以接收来自系统asic的经处理的车轮旋转速度信号和经处理的马达旋转位置信号。而且，在制动马达asic中，可以接收来自另外的车轮旋转速度传感器的车轮旋转速度信号，并处理该车轮旋转速度信号。控制单元33可以接收来自制动马达asic的经处理的车轮旋转速度信号。
41.在第一制动系统10的阀电源供应出现故障的实施例中，控制单元33可以控制第二制动系统20的电源供应被提供至第一制动系统10中用于接收阀电源供应的接口111。
42.在第一制动系统10的控制器电源供应出现故障(即，第一制动系统的控制的电源出现故障)的实施例中，控制单元33可以配置成控制第二制动系统20的电源供应被提供至第一制动系统10的控制器。
43.在第一制动系统10的马达电源供应出现故障(即，第一制动系统10的马达的电源出现了故障)的实施例中，控制单元33可以配置成控制第二制动系统20的电源被提供至第一制动系统10中的用于接收马达的电源的接口112。
44.在第一制动系统10的马达电源供应出现故障(即，第一制动系统10的马达的电源出现了故障)的实施例中，控制单元33可以配置成操作第二制动系统20的泵以在主缸231中提供压力脉动，从而使得制动液储存器232中的制动液流到第一制动系统10的轮缸中。换言
之，在该情况下，制动液储存器232中的制动液被推到第一制动系统的轮缸中，从而驱动第一制动系统10的轮缸。
45.可以理解的是，虽然以上分别描述了第一制动系统中的各故障类型以及相应的控制策略，但是，在第一制动系统中可能同时出现两个或更多个类型的故障。例如，在一个极端糟糕的情况下，第一制动系统丢失了逻辑控制，电源和传感器信号，这时，控制单元将产生控制逻辑信号和电源供应信号两者并将两者信号发送至第一制动系统，而且控制单元还将从冗余的传感器获得传感器信号。
46.可以理解的是，第一制动系统可以被称为电子稳定性控制系统，并且还具有很多其他的名称，例如，车辆稳定性辅助(vsa)，车辆动态控制(vdc)，车辆稳定性控制(vsc)，电子稳定性程序(esp)，电子稳定性控制(esc)和偏航角控制(dyc)。
47.本公开内容还提供了用于控制车辆的制动系统的方法。该方法可以借助于如上所述的控制单元和/或如上所述的制动系统执行。因此，以上关于控制单元和制动系统的相关描述同样适用于此。图5描述了根据本公开内容的一个可行实施方式的方法500。方法500主要包括以下步骤。
48.在步骤502中，接收与所述第一制动系统的状态相关联的信号。
49.在步骤504中，检测所述信号以确定第一制动系统是否失效。
50.如果确定为第一制动系统没有失效(步骤504中为“no”)，方法500返回步骤502。
51.如果确定为第一制动系统失效(步骤504中为“yes”)，例如，检测到包含在所述信号中的故障信号，则方法进行到步骤506。
52.在步骤506中，基于故障信号的故障码确定故障的类型。
53.在步骤508中，确定故障的类型是否属于趋向于引起车辆的横向稳定性控制功能丢失的故障类型。
54.如果确定为故障的类型属于趋向于引起车辆的横向稳定性控制功能丢失的故障类型(步骤508中为yes)，则方法500进行到步骤510。
55.在步骤510中，控制一控制逻辑信号和/或一电源供应信号从第二制动系统提供给第一制动系统。
56.如果确定为故障的类型不属于趋向于引起车辆的横向稳定性控制功能丢失的故障类型(步骤508中为“no”)，则方法进行到步骤512。
57.在步骤512中，将执行另外的控制逻辑，本发明不涉及该另外的控制逻辑。
58.本公开内容的实施例可以实施在非暂时性计算机可读介质中。该非暂时性计算机可读介质可以包括指令，当所述指令被执行时，使得处理器根据如上面所述的本公开内容的实施例，执行方法500的任何操作。
59.应当理解，以上描述的方法中的所有操作都仅仅是示例性的，本公开并不限制于方法中的任何操作或这些操作的顺序，而是应当涵盖在相同或相似构思下的所有其它等同变换。
60.处理器可以使用电子硬件、计算机软件或其任意组合来实施。这些处理器是实施为硬件还是软件将取决于具体的应用以及施加在系统上的总体设计约束。作为示例，本公开中给出的处理器、处理器的任意部分、或者处理器的任意组合可以实施为微处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑器件(pld)、状态机、门
逻辑、分立硬件电路、以及配置用于执行在本公开中描述的各种功能的其它适合的处理部件。本公开给出的处理器、处理器的任意部分、或者处理器的任意组合的功能可以实施为由微处理器、微控制器、dsp或其它适合的平台所执行的软件。
61.软件应当被广泛地视为表示指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、运行线程、过程、函数等。软件可以驻留在计算机可读介质中。计算机可读介质可以包括例如存储器，存储器可以例如为磁性存储设备(如，硬盘、软盘、磁条)、光盘、智能卡、闪存设备、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、可擦除prom(eprom)、电可擦除prom(eeprom)、寄存器或者可移动盘。尽管在本公开给出的多个方面中将存储器示出为是与处理器分离的，但是存储器也可以位于处理器内部(如，缓存或寄存器)。
62.以上描述被提供用于使得本领域任何技术人员可以实施本文所描述的各个方面。这些方面的各种修改对于本领域技术人员是显而易见的，本文限定的一般性原理可以应用于其它方面。因此，权利要求并非旨在被局限于本文示出的方面。关于本领域技术人员已知或即将获知的、对本公开所描述各个方面的元素的所有结构和功能上的等同变换，都将通过引用而明确地包含到本文中，并且旨在由权利要求所覆盖。