CN114179772A - 一种新型电子制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型电子制动系统。该新型电子制动系统新型电子制动系统，通过将ESP模块植入到EHB系统(线控制动系统)中，能够对无人车在恶劣的行驶工况条件下，保持车身的稳定，并且通过采用电子机械制动模块和ESP模块协同控制的方式，能够提高无人车制动控制的精确性和实时性。

Description

一种新型电子制动系统
技术领域
本发明涉及汽车线控技术领域，特别是涉及一种新型电子制动系统。
背景技术
现有的制动系统主要分为机械式线控制动系统和液压式线控制动系统。
目前机械式线控刹车EMB技术呈现许多优势，比如：整个系统中没有连接制动管路，结构简单，体积小，信号通过电传播，反应灵敏，减小制动距离，工作稳定，维护简单，没有液压油管路，不存在液压油泄露问题等等。但现阶段，该技术并未成熟，很少有在传统车辆上装配。
并且，传统液压式线控制动大多数基于电子制动踏板有人驾驶线控制动方案。但是对于无人驾驶车辆的自动方式而言，一般是通过电机推动液压缸进行无人驾驶车辆的制动，这样会导致，因为电机和液压缸之间的机械力消耗问题，使得制动力输出不精确，影响车辆的制动性能。并且，基于电机和液压缸的制动方式还存在信号处理延时的问题。进一步，对于圆林作业的无人车而言，由于没有驾驶室，缺少制动踏板，驾驶人员很难对其进行精确现行控制，尤其是在雨雪、急转弯工况行驶时，极易发生侧翻。
发明内容
为解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种新型电子制动系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种新型电子制动系统，包括：电子机械制动模块、数据采集模块和ESP模块；
所述数据采集模块设置在所述电子机械制动模块上；所述数据采集模块用于采集车辆数据；所述车辆数据包括：无人车的轮速和车身姿态；
所述数据采集模块和所述ESP模块电连接；所述ESP模块用于根据所述车辆数据判断所述无人车是否发生侧翻，并根据判断结果生成车轮力矩分配信号；
所述ESP模块与所述电子机械制动模块电连接；所述电子机械制动模块用于根据所述车轮力矩分配信号完成车辆制动，并用于获取气象数据将所述气象数据反馈给所述ESP模块，所述ESP模块结合所述气象数据生成所述车轮力矩分配信号；所述制动指令包括转弯指令和紧急制动指令。
优选地，所述电子机械制动模块包括：电子制动执行器、踏板、VCU控制器和车轮制动器；
所述VCU控制器分别与所述踏板、所述车轮制动器和所述ESP模块连接；所述车轮制动器与所述电子制动执行器连接；
所述VCU控制器用于基于踏板生成的信号生成制动力信号，并用于获取气象数据；所述车轮制动器用于根据所述制动力信号控制所述电子自动执行器作动。
优选地，所述电子制动执行器包括：电机和制动单元；
所述电机与所述车轮制动器连接；所述制动单元与所述电机机械连接；所述电机根据所述车轮制动器生成的控制信号驱动所述制动单元作用于车轮。
优选地，所述电机和所述制动单元间设置有隔热片。
优选地，当所述电机为直线电机时，所述制动单元包括：杠杆结构和制动片；
所述杠杆结构的一端与所述电机机械连接；所述杠杆结构的另一端与所述刹车片连接；所述制动片设置在所述车轮上。
优选地，当所述电机为有刷电机时，所述制动单元包括：减速器和制动片；
所述电机与所述减速器连接；所述制动片设置在所述车轮上；所述减速器推动所述制动片完成制动。
优选地，还包括：无线收发模块和车载电脑；
所述无线收发模块与所述VCU控制器电连接；所述无线收发模块与所述车载电脑进行数据交互；所述车载电脑用于接收所述无线收发模块传输的数据信号，并用于根据所述数据信号生成制动指令后传输给所述无线收发模块。
优选地，所述无线收发模块为无线通信模块、4/5G通信模块或卫星通讯模块。
优选地，所述新型电子制动系统还包括：防撞模块；
所述防撞模块与所述VCU控制器电连接；所述防撞模块用于检测所述无人车是否与障碍物发生碰撞，并将检测结果发送给所述VCU控制器，所述VCU控制器根据所述检测结果生成控制指令。
10、根据权利要求9所述的新型电子制动系统，其特征在于，所述防撞模块包括：防撞检测条和摄像头；
所述防撞检测条用于感知所述无人车是否与障碍物发生碰撞，所述摄像头用于拍摄所述无人车的行驶环境；
当防撞检测条感知到所述无人车与障碍物发生碰撞时，所述VCU控制器生成紧急制动指令并反馈给所述ESP模块，所述ESP模块根据所述紧急制动指令生成力矩分配信号，以保持所述无人车的车身稳定；当防撞检测条感知不到所述无人车与障碍物发生碰撞时，所述VCU控制器根据所述摄像头拍摄的所述行驶环境确定是否发生预碰撞，当发生预碰撞时，生成预碰撞时间，并反馈给所述ESP模块，所述ESP模块根据所述预碰撞时间生成力矩分配信号，以确保车身行驶的稳定性。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的新型电子制动系统，通过将ESP模块植入到EHB系统(线控制动系统)中，能够对无人车在恶劣的行驶工况条件下，保持车身的稳定，并且通过采用电子机械制动模块和ESP模块协同控制的方式，能够提高无人车制动控制的精确性和实时性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的新型电子制动系统的结构原理图；
图2为本发明提供的电子机械制动模块的结构框图；
图3为本发明提供的电子制动器的结构框图。
符号说明：
1-电子机械制动模块，11-踏板，12-VCU控制器，13-车轮制动器，14-电子制动执行器，141-电机，142-制动单元，15-车轮，2-数据采集模块，3-ESP模块，4-无线收发模块，5-车载电脑，6-防撞模块。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明的目的是提供一种新型电子制动系统，以在完成对无人车精确、实时控制的同时，提高无人车行驶的稳定性和安全性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明提供的新型电子制动系统的结构原理图，如图1所示，包括：电子机械制动模块1、数据采集模块2和ESP模块3。
数据采集模块2设置在电子机械制动模块1上。数据采集模块2用于采集车辆数据。车辆数据包括：无人车的轮速和车身姿态。
数据采集模块2和ESP模块3电连接。ESP模块3用于根据车辆数据判断无人车是否发生侧翻，并根据判断结果生成车轮力矩分配信号。
ESP模块3与电子机械制动模块1电连接。电子机械制动模块1用于根据车轮力矩分配信号完成车辆制动，并用于获取气象数据将气象数据反馈给ESP模块3，ESP模块3结合气象数据生成车轮力矩分配信号。制动指令包括转弯指令和紧急制动指令。
为了进一步提高制动控制的精确性和实时性，本发明上述采用的电子机械制动模块1包括：电子制动执行器14、踏板11、VCU控制器12和车轮制动器13。
VCU控制器12分别与踏板11、车轮制动器13和ESP模块3连接。车轮制动器13与电子制动执行器14连接。
VCU控制器12用于基于踏板11生成的信号生成制动力信号，并用于获取气象数据。车轮制动器13用于根据制动力信号控制电子自动执行器作动。
其中，电子制动执行器14包括：电机141和制动单元142。
电机141与车轮制动器13连接。制动单元142与电机141机械连接。电机141根据车轮制动器13生成的控制信号驱动制动单元142作用于车轮15。
为了提高本发明上述提供的新型电子制动系统的适配性，在本发明中，针对采用电机141类型的不同，设置有不同的自动单元结构，例如，当电机141为直线电机时，制动单元142包括：杠杆结构和制动片。
杠杆结构的一端与电机141机械连接。杠杆结构的另一端与刹车片连接。制动片设置在车轮15上。
当电机141为有刷电机时，制动单元142包括：减速器和和制动片。
电机141与减速器连接。制动片设置在车轮15上。减速器推动制动片完成制动。
为了进一步提高制动单元142的使用寿命，本发明在电机141和制动单元142间设置有隔热片。
进一步为了提高车辆运行的安全性，本发明提供的新型电子制动系统还包括：无线收发模块5和车载电脑6。
无线收发模块5与VCU控制器12电连接。无线收发模块5与车载电脑6进行数据交互。车载电脑6用于接收无线收发模块5传输的数据信号，并用于根据数据信号生成制动指令后传输给无线收发模块5。
其中，上述无线收发模块5为无线通信模块、4/5G通信模块或卫星通讯模块。
此外，为了进一步杜绝无人车在发生碰撞时侧翻，在本发明提供的新型电子制动系统还优选包括：防撞模块6。
防撞模块6与VCU控制器12电连接。防撞模块6用于检测无人车是否与障碍物发生碰撞，并将检测结果发送给VCU控制器12，VCU控制器12根据检测结果生成控制指令。
其中，上述防撞模块优选包括：防撞检测条和摄像头。
防撞检测条用于感知无人车是否与障碍物发生碰撞，摄像头用于拍摄无人车的行驶环境。
当防撞检测条感知到无人车与障碍物发生碰撞时，VCU控制器12生成紧急制动指令并反馈给ESP模块3，ESP模块3根据紧急制动指令生成力矩分配信号，以保持无人车的车身稳定。当防撞检测条感知不到无人车与障碍物发生碰撞时，VCU控制器12根据摄像头拍摄的行驶环境确定是否发生预碰撞，当发生预碰撞时，生成预碰撞时间，并反馈给ESP模块3，ESP模块3根据预碰撞时间生成力矩分配信号，以确保车身行驶的稳定性。
下面以雨雪天气为例，对本发明提供的新型电子制动系统的制动性能进行说明，在具体应用过程中，本发明提供的技术方案也可应用于其他场合的无人车控制。
气象采集模块获取到当前天气为雨雪天气时，VCU控制器结合数据采集模块采集到的车辆数据和气象数据判断雨雪是否降落，并将判断信号反馈给ESP模块。
当判断为发生雨雪时，ESP模块根据数据采集模块采集的车辆数据判断得到无人车进行转向行驶时，ESP模块根据当前车辆数据生成车轮力矩分配信号，例如无人车在路滑时左拐且过度转向(转弯太急)时，会向右侧甩尾，此时，ESP模块感觉到滑动就会迅速产生一种与右侧甩尾相反的转矩分配信号，VCU控制器接收到该车轮力矩分配信号后迅速生成预支匹配的控制指令以作用到电子机械制动模块，进而保持车身行驶的稳定性。
当碰撞系统感知到无人车发生碰撞时，VCU控制器生成紧急制动指令并反馈给ESP模块，ESP模块根据紧急制动指令和数据采集模块采集的车辆数据迅速生成力矩分配信号，以保持无人车不发生侧翻。
当碰撞系统中的摄像头拍摄到无人车行驶路线上存在障碍物时，VCU控制器根据摄像头拍摄的行驶环境确定障碍物位置以及预碰撞时间，并反馈给ESP模块，ESP模块根据预碰撞时间生成力矩分配信号，以躲避障碍物或在停车后确保车身行驶的稳定性。
综上，本发明提供的新型电子制动系统相较于现有技术具有以下优点：
1、通过将ESP模块植入到EHB系统(线控制动系统)中，能够对无人车在恶劣的行驶工况条件下，保持车身的稳定，提高信号响应效率。
2、采用碰撞系统和ESP模块，能够精确感知或预判碰撞，以杜绝车辆发生侧翻。
3、采用无线收发模块和车载电脑，远程控制无人车的行驶，提高控制适用性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种新型电子制动系统，其特征在于，包括：电子机械制动模块、数据采集模块和ESP模块；
所述数据采集模块设置在所述电子机械制动模块上；所述数据采集模块用于采集车辆数据；所述车辆数据包括：无人车的轮速和车身姿态；
所述数据采集模块和所述ESP模块电连接；所述ESP模块用于根据所述车辆数据判断所述无人车是否发生侧翻，并根据判断结果生成车轮力矩分配信号；
所述ESP模块与所述电子机械制动模块电连接；所述电子机械制动模块用于根据所述车轮力矩分配信号完成车辆制动，并用于获取气象数据将所述气象数据反馈给所述ESP模块，所述ESP模块结合所述气象数据生成所述车轮力矩分配信号；所述制动指令包括转弯指令和紧急制动指令。
2.根据权利要求1所述的新型电子制动系统，其特征在于，所述电子机械制动模块包括：电子制动执行器、踏板、VCU控制器和车轮制动器；
所述VCU控制器分别与所述踏板、所述车轮制动器和所述ESP模块连接；所述车轮制动器与所述电子制动执行器连接；
所述VCU控制器用于基于踏板生成的信号生成制动力信号，并用于获取气象数据；所述车轮制动器用于根据所述制动力信号控制所述电子自动执行器作动。
3.根据权利要求2所述的新型电子制动系统，其特征在于，所述电子制动执行器包括：电机和制动单元；
所述电机与所述车轮制动器连接；所述制动单元与所述电机机械连接；所述电机根据所述车轮制动器生成的控制信号驱动所述制动单元作用于车轮。
4.根据权利要求3所述的新型电子制动系统，其特征在于，所述电机和所述制动单元间设置有隔热片。
5.根据权利要求3所述的新型电子制动系统，其特征在于，当所述电机为直线电机时，所述制动单元包括：杠杆结构和制动片；
所述杠杆结构的一端与所述电机机械连接；所述杠杆结构的另一端与所述刹车片连接；所述制动片设置在所述车轮上。
6.根据权利要求3所述的新型电子制动系统，其特征在于，当所述电机为有刷电机时，所述制动单元包括：减速器和和制动片；
所述电机与所述减速器连接；所述制动片设置在所述车轮上；所述减速器推动所述制动片完成制动。
7.根据权利要求2所述的新型电子制动系统，其特征在于，还包括：无线收发模块和车载电脑；
所述无线收发模块与所述VCU控制器电连接；所述无线收发模块与所述车载电脑进行数据交互；所述车载电脑用于接收所述无线收发模块传输的数据信号，并用于根据所述数据信号生成制动指令后传输给所述无线收发模块。
8.根据权利要求7所述的新型电子制动系统，其特征在于，所述无线收发模块为无线通信模块、4/5G通信模块或卫星通讯模块。
9.根据权利要求2所述的新型电子制动系统，其特征在于，所述新型电子制动系统还包括：防撞模块；
所述防撞模块与所述VCU控制器电连接；所述防撞模块用于检测所述无人车是否与障碍物发生碰撞，并将检测结果发送给所述VCU控制器，所述VCU控制器根据所述检测结果生成控制指令。
10.根据权利要求9所述的新型电子制动系统，其特征在于，所述防撞模块包括：防撞检测条和摄像头；
所述防撞检测条用于感知所述无人车是否与障碍物发生碰撞，所述摄像头用于拍摄所述无人车的行驶环境；
当防撞检测条感知到所述无人车与障碍物发生碰撞时，所述VCU控制器生成紧急制动指令并反馈给所述ESP模块，所述ESP模块根据所述紧急制动指令生成力矩分配信号，以保持所述无人车的车身稳定；当防撞检测条感知不到所述无人车与障碍物发生碰撞时，所述VCU控制器根据所述摄像头拍摄的所述行驶环境确定是否发生预碰撞，当发生预碰撞时，生成预碰撞时间，并反馈给所述ESP模块，所述ESP模块根据所述预碰撞时间生成力矩分配信号，以确保车身行驶的稳定性。
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