一种车辆底盘执行器的驱动控制系统及方法与流程

本发明涉及汽车底盘驱动控制领域，特别涉及一种实现高安全等级的车辆底盘执行器的驱动控制系统及方法。

背景技术：

1、车辆底盘系统包括传动系统、行驶系统、制动系统和转向系统。车辆底盘系统通常有电机、电磁阀等部件作为执行器，实现对车辆的控制。基于功能安全的要求，车辆底盘系统对所属控制系统的功能安全有明确的要求，例如对换档系统通常要求asil-c等级、对行车和驻车制动系统要求asil-d等级、对转向系统要求asil-d等级等等。其中，这些较高的功能等级需求，在很大程度上来源于“执行器非预期动作可能导致车辆安全风险”的认知。通常，功能安全要求的提升会带来系统成本的提升，例如，电子驻车制动系统epb的ecu控制器，如果按照asil-d的设计要求，需要在ecu中使用一个满足asil-d等级mcu，或通过功能安全分解策略使用两个满足asil-b等级mcu实现asil-d的设计要求。虽然高功能安全等级的mcu在功能可靠性上和稳定性上表现较优，但是其成本通常也会比较高。如何解决现有技术中采用高等级mcu实现的执行器驱动ecu带来的成本压力以及采用低等级mcu实现的执行器驱动ecu不能满足安全等级要求问题是车企研发的重点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种车辆底盘执行器的驱动控制系统及方法，本技术通过电路设计采用两个ecu来组成执行器的控制系统，在满足实现更高等级的功能安全要求同时降低系统成本。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种车辆底盘执行器的驱动控制系统，包括执行器控制单元ecu-a、使能控制单元ecu-b、ecu-a与ecu-b之间的通信及控制线路；所述执行器控制单元ecu-a和使能控制单元ecu-b分别连接上位机，用于接收控制执行器的上层指令信号；所述使能控制单元ecu-b根据上层指令信号来输出使能信号至执行器控制单元ecu-a，所述执行器控制单元ecu-a根据上层指令信号及使能信号来驱动底盘执行器的动作。

3、所述执行器控制单元ecu-a包括处理器mcu-a、执行器使能电路、执行器动作控制电路；

4、所述mcu-a接收上位机发来的上层指令信号并基于上层指令信号输出控制信号至执行器动作控制电路的输入端；

5、所述执行器使能电路的输入端与使能控制单元ecu-b输出端连接，所述执行器使能电路的输出端连接执行器动作控制电路，其用于根据输入的使能信号输出控制信号至执行器动作控制电路；

6、所述执行器动作控制电路的输出端连接执行器，用于根据mcu-a和执行器使能电路的控制信号来驱动执行器的动作。

7、采用低于底盘执行器对应的asil等级的mcu实现的执行器控制单元ecu-a和使能控制单元ecu-b。

8、所述上层指令信号包括车辆状态信号和用户需求信号。

9、所述执行器动作控制电路在接收到mcu-a的控制信号同时接收到执行器使能电路的控制信号才发出驱动信号以驱动执行器动作。

10、所述使能控制单元ecu-b包括处理器mcu-b，所述mcu-b接收车辆状态信号和用户需求信号；所述mcu-b的输出端经使能控制线路连接至ecu-a。

11、所述使能控制单元ecu-b还包括使能信号状态检测电路，其用于实时检测使能控制线路中的使能状态信号，其输出端连接至mcu-b；所述mcu-b与ecu-a中的mcu-a之间通过can通信线路连接，用于交互共享数据；所述mcu-a通过检测电路获取执行器动作控制电路的输出信号以及执行器的电气状态；并基于检测电路检测到的信号判断控制执行器的电性线路和执行器的故障状态。

12、在执行器无动作需求时，所述mcu-b周期性输出脉冲使能信号，mcu-a在mcu-b周期性输出脉冲使能信号时启动故障检测策略，实现对用于控制执行器的电性线路和执行器的故障状态的检测；

13、所述用于控制执行器的电性线路至少包括使能控制线路、执行器使能电路和执行器动作控制电路。

14、所述mcu-a和或mcu-b与车载报警终端连接，用于在控制系统故障时通过报警终端发出报警提醒。

15、一种车辆底盘执行器的驱动控制系统的控制方法，包括如下步骤：

16、(1)mcu-a、至少一个mcu-b实时检测车辆状态信号和用户需求信号；

17、(2)在接收到执行器动作的车辆状态信号和用户需求信号后，mcu-b输出使能信号控制执行器使能电路输出动作使能指令；mcu-a输出执行器动作控制指令；

18、(3)执行器动作控制电路在同时接收到mcu-a输出执行器的动作控制指令和执行器使能电路输出的动作使能指令时才输出驱动信号至执行器以驱动执行器的动作。

19、所述使能控制单元ecu-b还包括使能信号状态检测电路，其用于实时检测使能控制线路中的使能状态信号，其输出端连接至mcu-b；所述mcu-b与ecu-a中的mcu-a之间通过can通信线路连接，用于交互共享数据；所述mcu-a通过检测电路获取执行器使能电路的输出信号和执行器动作控制电路的输出信号；并基于检测电路检测到的信号判断控制系统的故障状态。

20、所述mcu-a、mcu-b中均分别集成有周期性脉冲使能故障检测策略并在无上层指令时启动故障检测策略。

21、所述mcu-a和或mcu-b与车载报警终端连接，用于在控制系统故障时通过报警终端发出报警提醒。

22、在步骤(2)中，mcu-b实时检测使能控制线路的信号；mcu-a实时检测执行器使能电路的输出信号；并基于检测到的两者信号判断mcu-b和执行器使能电路的故障状态；

23、在步骤(3)中，mcu-a实时检测执行器动作控制电路的输出信号并结合执行器使能电路的输出信号判断执行器动作控制电路的故障状态。

24、在步骤(2)中，若未接收到执行器动作的上层指令，mcu-b周期性的发送短脉冲使能信号并将短脉冲使能信号及检测到的使能控制线路中的信号发送至mcu-a中；mcu-a周期性的发送短脉冲使能信号至执行器动作控制电路；

25、mcu-a在mcu-b发送短脉冲使能信号后检测执行器使能电路的输出信号，并基于短脉冲使能信号、检测到的使能控制线路中的信号及执行器使能电路的输出信号判断mcu-b、执行器使能电路的故障状态；

26、mcu-a在周期性的发送短脉冲使能信号后实时检测执行器动作控制电路的输出信号并基于执行器使能电路的输出信号判断执行器动作电路的故障状态。

27、本发明的优点在于：采用两个低等级的mcu结合电路实现对于底盘执行器的驱动控制，该电路具备结构简单、成本低，且通过电路使能控制配合的方式减少因单个mcu中软件错误导致的执行器错误动作的缺陷，且这种双mcu的方式使得底盘执行器的误动作概率大大降低，满足的安全等级的要求，同时低等级的mcu成本低；同时配合故障检测可以进一步降低底盘执行器的错误动作，也提成了整个控制系统的安全性能，从而满足安全等级的要求。