一种适用于自动驾驶的制动系统及控制方法与流程

1.本发明涉及车辆制动领域，尤其涉及一种适用于自动驾驶的制动系统及控制方法。


背景技术：

2.传统的汽车制动系统的助力是利用发动机工作产生的真空、或是电子真空泵工作产生的真空，在真空助力器里实现制动建压助力。如图2所示，序号4是所述的真空助力器。驾驶员制动时踩动制动踏板6，驱动制动主缸3经过电控调压单元abs/esc2，对制动器1进行建压产生制动液压力；这个过程中需要真空助力器来对踏板力进行比例放大，让驾驶员在合适的踏板感觉力下实现符合整车制动需求的制动力。
3.随着汽车新能源技术和制动技术的发展，对无真空助力的制动系统产生了越来越大的需求。主要体现在两个方面：一是新能源汽车的发展，例如电动汽车的发展，使得整车上没有给真空助力器进行抽真空动力源—发动机，必须外接一个电子真空泵，其缺点是耗用电能、噪音明显；二是主动安全制动技术的发展，例如车辆在搭配雷达波或是视觉传感器后能识别出预期的危险，对车辆进行主动建压制动或是紧急制动避撞。
4.因此线控液压制动系统技术得到了发展，申请人已有技术公开专利号201910331828.8显示了一种线控液压制动系统方案，如该专利附图所示，如图3，该方案由驾驶员输入单元（储液罐1、检测阀2、制动踏板3、行程传感器4、主缸5）、踏板模拟器（模拟器控制阀6、模拟器7）、增压单元（无刷电机16、传动机构15、增压缸14、增压控制阀12与13、压力传感器12）、回路控制阀（电磁阀8、电磁阀9）、轮端控制阀组（17、18、19、20、21、22、23、24）以及控制器ecu组成。
5.现有技术在加压时为了产生足够快的增压速度，需要无刷电机16的功率、扭矩足够大且响应快；另外在自动驾驶等级l3及l3以上时，需求该技术方案额外增加冗余的电控制动，例如采用轮端epb制动，或是系统需要额外再增加一个电控冗余单元。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明提供一种适用于自动驾驶的制动系统及控制方法，是一种双控线控增压的制动系统，可使用更少的电磁阀，并用双控线控增压的方式，既可以降低单个电机的功率、扭矩，由两套电控制动系统组成，其中轮端压力控制的电磁阀b由两个ecu控制，不仅实现了备份冗余的四轮制动，还可以实现防抱死abs功能的备份冗余控制，又可以满足自动驾驶等级l3及l3以上的场景需求，解决了背景技术中出现的问题。
7.本发明的目的是提供一种适用于自动驾驶的制动系统，储液罐、电控液压单元a、电控控制器单元b、轮端制动器c，所述电控液压单元a包括有压力发生装置一a1、压力发生装置二a2、电磁阀组a3；电控控制器单元b包括有控制器ecu1和控制器ecu2；储液罐1与压力发生装置a1液压连接，压力发生装置a1与电磁阀组a3液压连接，电磁阀组a3与轮端制动器c液压连接；所述压力发生装置一a1由控制器ecu1控制，压力发生装置二a2由控制器ecu2控
制；两个压力发生装置均可以对轮端制动器c增压；电磁阀组a3由电控控制器单元b中控制器ecu1和ecu2共同控制，两个控制器任意一个故障或损坏，余下一个控制器可继续控制电磁阀组a3。
8.进一步改进在于：所述压力发生装置一a1、压力发生装置二a2分别由控制器ecu1和ecu2控制，作为制动系统的双增压系统，电磁阀组a3由控制器ecu1和ecu2共同控制，作为制动系统的双控压力调节系统；在这些备份冗余控制之外，在两个前轮或两个后轮或四个车轮上设置电机驱动的制动装置ebdelectrical braking device，电控控制器单元b还包括有控制器ecu3，ebd由控制器ecu3控制。
9.进一步改进在于：还包括有开关在整车上，通过开关来启动控制器ecu3，控制ebd装置作为行车制动的备份。
10.进一步改进在于：所述压力发生装置一a1由连接在一起的增压缸和电机传动驱动单元组成；压力发生装置二a2由连接在一起的电机、泵及控制泵出口压力的电磁阀组成，泵与控制泵出口压力的电磁阀的数目分别为至少一个。
11.进一步改进在于：所述压力发生装置一a1的增压缸出口至少有一个回路，该回路上设置了电磁阀，该电磁阀与电磁阀组a3液压连接，再液压连接至轮端制动器c。
12.进一步改进在于：控制泵压力的电磁阀是常闭线性阀，在阀未通电时，泵出口的液压不会经过电磁阀流入储液罐。
13.进一步改进在于：所述压力发生装置a2由电机、泵及控制泵出口压力的电磁阀组成，包含至少有一个泵回路，每个泵回路由泵输出液压连接到电磁阀组a3，再液压连接至轮端制动器c，每个泵的进油连通储液罐。
14.进一步改进在于：所述电磁阀组a3具体包含了轮端制动器的液压管路的增压阀和泄压阀，每个轮端液压管路上分别设置了一个增压阀和一个泄压阀，增压阀设置在压力发生装置与轮端制动器c之间，泄压阀设置在轮端制动器c与储液罐1之间。
15.进一步改进在于：所述电控控制器单元b用来控制制动系统的电机传动驱动单元和电机以及电磁阀，控制器ecu1和控制器ecu2互为冗余备份。
16.进一步改进在于：所述压力发生装置一a1与压力发生装置二a2互为替换。
17.进一步改进在于：所述增压缸、电机传动驱动单元组成的压力发生装置一a1，其出油口液压管路上设置了压力传感器。
18.进一步改进在于：所述增压缸、电机传动驱动单元组成的压力发生装置一a1，其出油口液压管路上设置了两个压力传感器。
19.进一步改进在于：所述电控控制器单元b包含了ecu1与ecu2，所述ecu1与ecu2可以集成在一个电气盒之内，也可以分布在不同的电气盒之内。
20.进一步改进在于：所述电控控制器单元b包含了ecu1、ecu2、ecu3，所述的ecu1、ecu2、ecu3可以集成在一个电气盒之内，也可以分布在不同的电气盒之内。
21.进一步改进在于：所述增压缸、电机传动驱动单元组成的压力发生装置一a1，其出油口液压管路上设置了单向阀，单向阀导通方向是从储液罐通向压力发生装置增压缸。
22.进一步改进在于：所有电磁阀设置了滤网。
23.进一步改进在于：所有的单向阀设置了滤网。
24.进一步改进在于：在轮端制动器c配置两个或四个电机驱动的制动装置ebd，电控
控制器单元b的ecu1与ecu2同时失效时，由ecu3控制ebd作为应急的行车制动系统。
25.进一步改进在于：利用能量回收产生的再生制动进行行车制动。
26.进一步改进在于：电控制动的电控单元c内集成了整车的横摆角传感器、加速度传感器。
27.本发明还提供一种如前所述的适用于自动驾驶的制动系统的控制方法，在高强度制动时（例如减速度＞0.6g，此处g指的是重力加速度，一般为9.8m/s2），系统的两个压力发生装置在电控控制器单元（b）控制下同时工作，提升制动系统的增压速度。
28.本发明还提供一种如前所述的适用于自动驾驶的制动系统的控制方法，在紧急制动时触发了防抱死功能（即abs功能）时，电控制动的液压单元（b）的轮端电磁阀工作时所需压力油液由增压缸提供；当增压缸的液量消耗到一定程度后（例如消耗了80%），由压力发生装置一（a1）作为防抱死功能的液压源。
29.本发明还提供一种如前所述的适用于自动驾驶的制动系统的控制方法，在系统触发了防抱死功能（即abs功能）时，电控制动的液压单元（a）的轮端电磁阀组（a3）工作所需压力油液由压力发生装置一（a1）来提供，增压缸根据制动过程的减速度计算出制动过程所需时间，控制压力发生装置二（a2）为轮端电磁阀组（a3）提供更为稳定的压力输入。
30.本发明的有益效果：本发明是一种双控线控增压的制动系统，可使用更少的电磁阀，并采用双控线控增压的方式，既可以降低单个电机的功率、扭矩，又可以满足自动驾驶等级l3及l3以上的场景需求。
31.本发明可实现车辆的以下各项功能1、双控的冗余备份制动功能车辆需要制动时，两个压力发生装置在双控ecu的控制下，实现冗余备份的制动功能，满足自动驾驶的安全冗余需求。
32.2、双控的防抱死系统的功能在遇到紧急制动发生车轮抱死的情况下，防抱死控制由轮端电磁阀b承担，轮端电磁阀b由ecu1与ecu2双电控系统控制，即使在其中一个ecu出现失效时，轮端电磁阀b仍可以正常工作，实现了防抱死abs功能的冗余备份。
33.3、由增压缸、电机传动驱动单元组成的压力发生装置与由电机、泵组成的压力发生装置，两个压力发生装置可以轮流或同时承担油液供给提供压力，防抱死abs功能的补液过程仍有油液压力源。
附图说明
34.图1是本发明的示意图。
35.图2是本发明有两个压力传感器以及有ecu3的示意图。
36.图3是背景技术中传统的制动系统图。
37.图4是背景技术中现有专利号201910331828.8的附图。
38.图1和2中：1-储液罐，2-电磁阀一，3-电磁阀二，4-压力传感器，4a-压力传感器一，4b-压力传感器二，5-增压缸，6-驱动单元，7-单向阀，8-电机，9-泵二，10-泵一，9a-电磁阀三，10a-电磁阀四，11、12、13、14-增压阀，15、16、17、18-泄压阀，19、20、21、22-轮端制动器，a-电控液压单元，b-电控控制器单元，c-轮端制动器，a1-压力发生装置一、a2压力发生装置
二，a3-电磁阀组。
具体实施方式
39.为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
40.实施例一如图1所示，本实施例提供一种适用于自动驾驶的制动系统，储液罐1、电控液压单元a、电控控制器单元b、轮端制动器c，所述电控液压单元a包括有压力发生装置一a1、压力发生装置二a2、电磁阀组a3；电控控制器单元b包括有控制器ecu1和控制器ecu2；储液罐1与压力发生装置a1液压连接，压力发生装置a1与电磁阀组a3液压连接，电磁阀与轮端制动器c液压连接；所述压力发生装置一a1由控制器ecu1控制，压力发生装置二a2由控制器ecu2控制；两个压力发生装置均可以对轮端制动器c增压；电磁阀组a3由电控控制器单元b中控制器ecu1和ecu2共同控制，两个控制器任意一个故障或损坏，余下一个控制器可继续控制电磁阀组a3。
41.如图2所示，所述压力发生装置一a1、压力发生装置二a2分别由控制器ecu1和ecu2控制，作为制动系统的双增压系统，电磁阀组a3由控制器ecu1和ecu2共同控制，作为制动系统的双控压力调节系统；在这些备份冗余控制之外，在两个前轮或两个后轮或四个车轮上设置电机驱动的制动装置ebd（electrical braking device），电控控制器单元b还包括有控制器ecu3，ebd由控制器ecu3控制。还包括有开关在整车上，通过开关来启动控制器ecu3，控制ebd装置作为行车制动的备份。
42.所述压力发生装置一a1由连接在一起的增压缸5和电机传动驱动单元6组成；压力发生装置二a2由连接在一起的电机8、泵和控制泵出口压力的电磁阀组成，泵的数目为两个分别为泵一10、泵二9，电磁阀数目为两个，分别为电磁阀三9a和电磁阀四9b。电磁阀三9a和电磁阀四9b是常闭线性阀，在阀未通电时，泵出口的液压不会经过电磁阀流入储液罐1。
43.所述压力发生装置一a1的增压缸5出口有两个回路，两个回路上分别设置了电磁阀一2和电磁阀二3，该两个电磁阀与电磁阀组a3液压连接，再液压连接至轮端制动器c。
44.所述压力发生装置a2有两个泵回路，每个泵回路由泵输出液压连接到电磁阀组a3，再液压连接至轮端制动器c。
45.所述电磁阀组a3具体包含了轮端制动器的液压管路的增压阀和泄压阀，每个轮端液压管路上分别设置了一个增压阀和一个泄压阀，增压阀设置在压力发生装置与轮端制动器c之间，泄压阀设置在轮端制动器c与储液罐1之间。
46.所述电控控制器单元b用来控制制动系统的电机传动驱动单元6和电机8以及电磁阀，控制器ecu1和控制器ecu2互为冗余备份。所述电磁阀组a3的泄压阀是线性控制电磁阀，可以在控制器ecu1和控制器ecu2的控制下对轮端的液压进行线性调节。
47.所述压力发生装置一a1与压力发生装置二a2互为替换。
48.所述增压缸5、电机传动驱动单元6组成的压力发生装置一a1，其出油口液压管路上设置了压力传感器4。
49.如图2所示，所述增压缸5、电机传动驱动单元6组成的压力发生装置一a1，其出油口液压管路上设置了两个压力传感器一4a和压力传感器二4b。
50.所述电控控制器单元b包含了ecu1与ecu2，所述ecu1与ecu2集成在一个电气盒之内。所述电控控制器单元b包含了ecu1、ecu2、ecu3，所述的ecu1、ecu2、ecu3集成在一个电气盒之内。
51.所述增压缸5、电机传动驱动单元6组成的压力发生装置一a1，其出油口液压管路上设置了单向阀7，单向阀7导通方向是从储液罐1通向压力发生装置增压缸5。
52.所有电磁阀设置了滤网。所有的单向阀设置了滤网。
53.在轮端制动器c配置两个或四个电机驱动的制动装置ebd，电控控制器单元b的ecu1与ecu2同时失效时，由ecu3控制ebd作为应急的行车制动系统。
54.利用能量回收产生的再生制动进行行车制动。
55.电控制动的电控单元c内集成了整车的横摆角传感器、加速度传感器。
56.实施例二本实施例提供一种适用于自动驾驶的制动系统的控制方法，在高强度制动时（例如减速度≥0.6g，此处g指的是重力加速度，一般为9.8m/s2），系统的两个压力发生装置在电控控制器单元b控制下同时工作，提升制动系统的增压速度。
57.实施例三实施例提供一种如前所述的适用于自动驾驶的制动系统的控制方法，在紧急制动时触发了防抱死功能（即abs功能时），电控制动的液压单元b的轮端电磁阀工作时所需压力油液由增压缸5提供；当增压缸5的液量消耗到一定程度后（例如消耗了80%），由压力发生装置一a1作为防抱死功能的液压源。
58.实施例四实施例提供一种如前所述的适用于自动驾驶的制动系统的控制方法，在系统触发了防抱死功能（即abs功能时），电控制动的液压单元a的轮端电磁阀组a3工作所需压力油液由压力发生装置一a1来提供，增压缸5如制动过程的减速度计算出制动过程所需时间，控制压力发生装置二a2为轮端电磁阀组a3提供更为稳定的压力输入。
59.一种双控线控增压的制动系统，可使用更少的电磁阀，并采用双控线控增压的方式，既可以降低单个电机的功率、扭矩，又可以满足自动驾驶等级l3及l3以上的场景需求。
60.可实现车辆的以下各项功能1、双控的冗余备份制动功能车辆需要制动时，两个压力发生装置在双控ecu的控制下，实现冗余备份的制动功能，满足自动驾驶的安全冗余需求。
61.2、双控的防抱死系统的功能在遇到紧急制动发生车轮抱死的情况下，防抱死控制由轮端电磁阀b承担，轮端电磁阀b由ecu1与ecu2双电控系统控制，即使在其中一个ecu出现失效时，轮端电磁阀b仍可以正常工作，实现了防抱死abs功能的冗余备份。
62.3、由增压缸5、电机传动驱动单元6组成的压力发生装置与由电机8、泵9、泵10、电磁阀9a、电磁阀10a组成的压力发生装置，两个压力发生装置可以轮流或同时承担油液供给提供压力，防抱死abs功能的补液过程仍有油液压力源。