CN113071463A - 一种无人驾驶车辆制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车无人驾驶领域，具体涉及一种无人驾驶车辆制动系统，包括行车制动系统和驻车制动系统EPB，其中行车制动系统包括液压制动系统和电磁制动系统，液压制动系统包括线控制动助力系统、车身稳定系统ESC以及集成在轮毂电机内的液压制动执行器。所述线控制动助力系统包括制动液储液壶、主缸、推杆、制动控制系统ECU以及无刷电机。制动控制系统ECU控制无刷电机工作带动推杆工作，推杆推动主缸形成所需油压，从而推动整车液压制动系统工作。本发明实现电液耦合制动，最大化利用电机电磁制动实现整车制动需求，车身稳定系统ESC可以调节车身姿态和轮缸压力，提升车辆行驶的安全性和稳定性。

Description

一种无人驾驶车辆制动系统

技术领域

本发明属于汽车无人驾驶领域，具体涉及一种无人驾驶车辆制动系统。

背景技术

无人驾驶作为汽车未来的研究方向，其对于汽车行业甚至是交通运输业有着深远的影响。无人驾驶汽车的来临将能够解放人类的双手，降低发生交通事故发生的频率，保证了人们的安全。

自动制动系统无疑是自动驾驶车辆的重要组成部分之一，由于自动控制离不了电能以及信号传输，当系统意外掉电或信号传输意外中断时制动系统失效将会带来极其严重的后果。目前还没有无人驾驶车辆制动系统的标准，迫切需要一种具有通用性、安全性的制动系统。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种无人驾驶车辆制动系统。

一种无人驾驶车辆制动系统，包括行车制动系统和驻车制动系统EPB，其中行车制动系统包括液压制动系统和电磁制动系统，液压制动系统包括线控制动助力系统、车身稳定系统ESC以及集成在轮毂电机内的液压制动执行器；

所述线控制动助力系统包括制动液储液壶、主缸、推杆、制动控制系统ECU以及无刷电机，制动液储液壶底部设有制动液储液壶出油口，制动液储液壶出油口连接到主缸的进油口，主缸的出油口通过第一制动硬管连接到车身稳定系统ESC的输入阀口，车身稳定系统ESC输出阀口通过第二制动硬管连接到液压制动执行器的制动轮缸输入端，主缸内部安装有压力传感器，所述压力传感器和无刷电机通过线束与制动控制系统ECU连接，所述制动控制系统ECU通过整车CAN网络与整车控制器连接，制动控制系统ECU控制无刷电机工作带动推杆工作，推杆推动主缸形成所需油压，从而推动整车液压制动系统工作。

优选的，如果车辆停止超过设定时间阈值，则所述整车控制器控制驻车制动系统EPB开始工作实现车辆驻车，并控制液压制动系统制动压力释放。

优选的，还包括设于前保险杠及后保险杠的防撞感应器，

当前保险杠或者后保险杠发生碰撞时，其对应的防撞感应器就会发送碰撞信号给整车控制器，整车控制器收到碰撞信号后，向制动控制系统ECU发出紧急制动命令，线控制动助力系统直接输出最大油压制动，直至停车。

优选的，当任意一个急停开关被手动拍下时，整车控制器向制动控制系统ECU发出紧急制动命令，线控制动助力系统直接输出最大油压制动，直至停车。

优选的，当整车控制器下发了行车制动指令后，如果整车控制器检测到线控制动助力系统停止工作，则控制车身稳定系统ESC介入工作，与轮毂电机电磁制动一起制动。

优选的，还包括与整车控制器连接的障碍物检测传感器、载货传感器、车速传感器，

当障碍物检测传感器探测到障碍物位于预制动距离以内且安全距离以外时，整车控制器向制动控制系统ECU发出预制动命令，线控制动助力系统的输出制动油压大小由整车控制器结合载货传感器检测到的载重情况和车速传感器反馈的当前车速，再结合障碍物检测传感器探测到的障碍物距离计算决定。

优选的，当障碍物检测传感器探测到障碍物位于安全距离以内时，整车控制器向制动控制系统ECU发出紧急制动命令，线控制动助力系统直接输出最大油压制动，直至停车。

优选的，当轮毂电机所提供的电磁制动力能满足整车制动需求时，则完全依靠电磁制动系统实现整车制动，液压制动系统不介入工作。

优选的，当轮毂电机所提供的电磁制动力不能满足整车制动需求，则液压制动系统介入和电磁制动系统共同工作提供制动力，由制动控制系统ECU运行根据电磁制动系统发送过来的数据信号控制液压制动器补充额外所需的制动力。

优选的，当车轮发生抱死时，则电磁制动系统退出工作；

若电磁制动系统退出工作后车轮不抱死，则通过调节线控制动助力系统的制动压力实现整车制动；

若电磁制动退出工作后车轮依旧抱死，则整车稳定系统ESC介入工作，降低液压制动执行器的制动液压力，减小车轮制动力，实现防抱死功能。

本发明采用的技术方案，具有如下有益效果：本发明制动系统没有制动踏板，为无人驾驶提供技术支持。此外，本发明采用线控制动助力系统，替代传统的真空泵和真空助力器，采用无刷电机建立系统压力，缩短建压时间，同时有效降低前舱由于真空泵工作产生的噪音。进一步的，本发明实现电液耦合制动，最大化利用电机电磁制动实现整车制动需求，车身稳定系统ESC可以调节车身姿态和轮缸压力，提升车辆行驶的安全性和稳定性。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例一种无人驾驶车辆制动系统的模块示意图；

图2为本发明实施例一种无人驾驶车辆制动系统中液压制动系统的结构示意图；

图3为本发明实施例一种无人驾驶车辆制动系统中线控制动助力系统的结构示意图；

图4为本发明实施例一种无人驾驶车辆制动系统制动过程的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一种无人驾驶车辆制动系统的模块示意图。参考图1所示，一种无人驾驶车辆制动系统，包括行车制动系统1和驻车制动系统EPB 2，其中行车制动系统1包括液压制动系统11和电磁制动系统12，液压制动系统11包括线控制动助力系统111、车身稳定系统ESC 112以及集成在轮毂电机内的液压制动执行器113，液压制动系统的结构示意图如图2所示。

图3为本发明实施例一种无人驾驶车辆制动系统中线控制动助力系统的结构示意图。如图3所示，线控制动助力系统111包括制动液储液壶111a、主缸111b、推杆111c、制动控制系统ECU 111d以及无刷电机111e，制动液储液壶111a底部设有制动液储液壶出油口111h，制动液储液壶出油口111h连接到主缸111b的进油口，主缸111b的出油口通过第一制动硬管111f连接到车身稳定系统ESC的输入阀口，车身稳定系统ESC输出阀口通过第二制动硬管111g连接到液压制动执行器113的制动轮缸输入端，主缸111b内部安装有压力传感器，所述压力传感器和无刷电机通过线束与制动控制系统ECU连接，所述制动控制系统ECU通过整车CAN网络与整车控制器3连接，制动控制系统ECU控制无刷电机工作带动推杆工作，推杆推动主缸形成所需油压，从而推动整车液压制动系统工作。

本发明制动系统没有制动踏板，为无人驾驶提供技术支持。此外，本发明采用线控制动助力系统，替代传统的真空泵和真空助力器，采用无刷电机建立系统压力，缩短建压时间，同时有效降低前舱由于真空泵工作产生的噪音。进一步的，本发明实现电液耦合制动，最大化利用电机电磁制动实现整车制动需求，车身稳定系统ESC可以调节车身姿态和轮缸压力，提升车辆行驶的安全性和稳定性。

图4为本发明实施例一种无人驾驶车辆制动系统制动过程的流程示意图。如图4所示，包括以下步骤：

S1：整车上电，无人驾驶车辆启动，驻车制动系统EPB释放，车辆启动。

S2：整车控制器发出制动请求。

当车辆行驶过程中，无人驾驶系统根据路况向整车控制器发出制动请求，整车控制器会向驻车制动系统EPB发出制动请求。

S3：制动执行机构工作，完成制动。

其中：

当障碍物检测传感器探测到障碍物位于预制动距离以内且安全距离以外时，整车控制器向制动控制系统ECU发出预制动命令，线控制动助力系统的输出制动油压大小由整车控制器结合载货传感器检测到的载重情况和车速传感器反馈的当前车速，再结合障碍物检测传感器探测到的障碍物距离计算决定，载重越大、车速越快、障碍物距离越短所需制动力越大，制动油压越大。

当障碍物检测传感器探测到障碍物位于安全距离以内时，整车控制器向驻车制动系统EPB发出紧急制动命令，线控制动助力系统直接输出最大油压制动，直至停车。

上述预制动距离与安全距离均为设定值，预制动距离的设定值大于安全距离的设定值。

若轮毂电机电磁制动部分提供的电磁制动力能满足整车制动需求，则完全依靠电磁制动系统实现整车制动，液压制动系统不介入工作。

若轮毂电机电磁制动部分提供的电磁制动力不能满足整车制动需求，则不能完全依靠电磁制动实现整车制动，液压制动系统介入和电磁制动系统共同工作提供制动力，由制动控制系统ECU运行根据轮毂电机驱动系统发送过来的数据信号控制液压制动器补充额外所需的制动力。

当车轮发生抱死时，则此时电磁制动系统退出工作。

若电磁制动系统退出工作后车轮不抱死，则通过调节线控制动助力系统的制动压力实现整车制动。

若电磁制动系统退出工作后车轮依旧抱死，则整车稳定系统ESC介入工作，降低液压制动执行器的制动液压力，减小车轮制动力，实现防抱死功能。

当前保险杠或者后保险杠发生碰撞时，其对应的防撞感应器就会发送碰撞信号给整车控制器，整车控制器收到急停开关触发信号，整车控制器向制动控制系统ECU发出紧急制动命令，线控制动助力系统直接输出最大油压制动，直至停车。

当任意一个急停开关被手动拍下时，整车控制器向制动控制系统ECU发出紧急制动命令，线控制动助力系统直接输出最大油压制动，直至停车。

S4：停车，整车控制器发出驻车命令，完成驻车。

当车辆停止运行以后，整车控制器发出驻车命令，驻车制动系统EPB工作，完成驻车。

控制系统状态常开式开关状态常闭式紧急制动本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，包括行车制动系统和驻车制动系统EPB，其中行车制动系统包括液压制动系统和电磁制动系统，液压制动系统包括线控制动助力系统、车身稳定系统ESC以及集成在轮毂电机内的液压制动执行器；

所述线控制动助力系统包括制动液储液壶、主缸、推杆、制动控制系统ECU以及无刷电机，制动液储液壶底部设有制动液储液壶出油口，制动液储液壶出油口连接到主缸的进油口，主缸的出油口通过第一制动硬管连接到车身稳定系统ESC的输入阀口，车身稳定系统ESC输出阀口通过第二制动硬管连接到液压制动执行器的制动轮缸输入端，主缸内部安装有压力传感器，所述压力传感器和无刷电机通过线束与制动控制系统ECU连接，所述制动控制系统ECU通过整车CAN网络与整车控制器连接，制动控制系统ECU控制无刷电机工作带动推杆工作，推杆推动主缸形成所需油压，从而推动整车液压制动系统工作。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，如果车辆停止超过设定时间阈值，则所述整车控制器控制驻车制动系统EPB开始工作实现车辆驻车，并控制液压制动系统制动压力释放。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，还包括设于前保险杠及后保险杠的防撞感应器，

当前保险杠或者后保险杠发生碰撞时，其对应的防撞感应器就会发送碰撞信号给整车控制器，整车控制器收到碰撞信号后，向制动控制系统ECU发出紧急制动命令，线控制动助力系统直接输出最大油压制动，直至停车。

4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，当任意一个急停开关被手动拍下时，整车控制器向制动控制系统ECU发出紧急制动命令，线控制动助力系统直接输出最大油压制动，直至停车。

5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，当整车控制器下发了行车制动指令后，如果整车控制器检测到线控制动助力系统停止工作，则控制车身稳定系统ESC介入工作，与轮毂电机电磁制动一起制动。

6.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，还包括与整车控制器连接的障碍物检测传感器、载货传感器、车速传感器，

当障碍物检测传感器探测到障碍物位于预制动距离以内且安全距离以外时，整车控制器向制动控制系统ECU发出预制动命令，线控制动助力系统的输出制动油压大小由整车控制器结合载货传感器检测到的载重情况和车速传感器反馈的当前车速，再结合障碍物检测传感器探测到的障碍物距离计算决定。

7.根据权利要求6所述的一种无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，当障碍物检测传感器探测到障碍物位于安全距离以内时，整车控制器向制动控制系统ECU发出紧急制动命令，线控制动助力系统直接输出最大油压制动，直至停车。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，当轮毂电机所提供的电磁制动力能满足整车制动需求时，则完全依靠电磁制动系统实现整车制动，液压制动系统不介入工作。

9.根据权利要求1～7任一项所述的一种无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，当轮毂电机所提供的电磁制动力不能满足整车制动需求，则液压制动系统介入和电磁制动系统共同工作提供制动力，由制动控制系统ECU运行根据电磁制动系统发送过来的数据信号控制液压制动器补充额外所需的制动力。

10.根据权利要求1～7任一项所述的一种无人驾驶车辆制动系统，其特征在于，

当车轮发生抱死时，则电磁制动系统退出工作；

若电磁制动系统退出工作后车轮不抱死，则通过调节线控制动助力系统的制动压力实现整车制动；

若电磁制动退出工作后车轮依旧抱死，则整车稳定系统ESC介入工作，降低液压制动执行器的制动液压力，减小车轮制动力，实现防抱死功能。

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