CN117508125A - 一种商用车电子驻车冗余制动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种商用车电子驻车冗余制动控制系统，包括电子驻车开关、电子驻车模块、三段式翘板开关、冗余制动电磁阀、气源、挂车控制模块和制动气室驻车腔；电子驻车模块包括进气电磁阀、放气电磁阀、继动阀、气压传感器、挂车独立制动电磁阀、保压阀、驻车力度检测电磁阀和ECU处理单元。系统通过三段式翘板开关控制冗余制动电磁阀的开合进而控制电子驻车模块的排放气，以实现电子驻车冗余制动控制动作，进而解决CAN电磁干扰带来的系统失效风险，提高车辆安全性能，特别是智能驾驶的车辆。

Description

一种商用车电子驻车冗余制动控制系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车智能驾驶领域，特别涉及一种商用车电子驻车冗余制动控制系统及方法。

背景技术

随着智能驾驶技术的普及，尤其是自动驾驶、无人驾驶在商用车领域的广泛发展，电子驻车制动系统正逐步取代传统的机械式驻车系统。电子驻车制动系统是通过电子控制的方式实现驻车制动的电子控制系统，它用电子元件取代部分机械元件，以实现驻车制动、驻车制动解除、挂车独立制动、驻车力度检测等功能，常见的电子驻车开关与电子驻车模块之间的通讯方式为CAN通讯。然而，这种通讯方式极易受到电磁干扰，进而造成驻车制动无效或驻车制动无法解除的问题，给用户带来极大的安全风险。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种商用车电子驻车冗余制动控制系统及方法，增加一套冗余制动系统及方法，以实现杜绝CAN电磁干扰带来的系统失效风险，提高车辆安全性能，特别是智能驾驶的车辆。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种商用车电子驻车冗余制动控制系统，包括电子驻车开关、电子驻车模块、三段式翘板开关、冗余制动电磁阀、气源、挂车控制模块和制动气室驻车腔；电子驻车模块包括进气电磁阀、放气电磁阀、继动阀、气压传感器、挂车独立制动电磁阀、保压阀、驻车力度检测电磁阀和ECU处理单元，冗余制动电磁阀、进气电磁阀分别与气源相连通，冗余制动电磁阀的出气口作为控制口，进气电磁阀的进气口作为总进气口，放气电磁阀和继动阀的进气口分别与控制口相连通，并且放气电磁阀的出气口与继动阀的排气口相连通；继动阀的控制口与总进气口相连通，进气电磁阀的出气口通过继动阀的工作通路连通至保压阀的进气口，保压阀的出气口连通制动气室驻车腔，保压阀的出气口作为挂车出气口，驻车力度检测电磁阀的进气口与总进气口、挂车出气口相连通，驻车力度检测电磁阀的出气口与挂车控制装置相连通，气压传感器与挂车出气口相连，挂车独立制动电磁阀的进气口与继动阀的出气口相连，挂车独立制动电磁阀的出气口与保压阀的控制口相连；

电子驻车开关与ECU处理单元电连接，实现电子驻车开关向电子驻车模块发送控制信号；

三段式翘板开关具有零位、驻车制动位和驻车解除位三个状态，零位状态下三段式翘板开关处于关闭状态，电子驻车开关控制电子驻车模块进行车辆的驻车制动和驻车解除；驻车制动位在电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车制动时打开；驻车解除位在电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车解除时打开；三段式翘板开关分别ECU处理单元、冗余制动电磁阀电连接；

ECU处理单元分别与进气电磁阀、出气电磁阀、气压传感器、挂车独立制动电磁阀、驻车力度检测电磁阀电连接。

进一步的，还包括故障提示面板，故障提示面板与ECU处理单元相连。

进一步的，电子驻车开关与ECU处理单元通过CAN线连接。

进一步的，所述气源为随车储气筒储存的气体或者由分气模块提供的气体。

本发明还公开一种商用电子驻车冗余制动控制方法，本方法基于制动控制系统实现，包括以下步骤：

S01）、当电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车制动时，ECU处理单元通过识别故障码判断车辆故障，将三段式翘板开关推至驻车制动位，ECU处理单元接收到驻车制动信号，控制进气电磁阀关闭，放气电磁阀打开，电子驻车模块的控制口与继动阀之间的气体通过放气电磁阀流向继动阀排气口排出，实现驻车功能；

S02）、当电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车制动解除时，ECU处理单元通过识别故障码判断车辆故障，将三段式翘板开关推至驻车解除位，冗余制动电磁阀通电打开，气源中储存的气体通过冗余制动电磁阀流向电子驻车模块的控制口，继动阀打开，从电子驻车模块进气口进入的气体经过打开后的继动阀与保压阀流向制动气室驻车腔，实现驻车解除功能。

进一步的，实现驻车解除功能时，同时检测控制口与继动阀之间的压力，当电子驻车模块的控制口与继动阀之间的气压无法支撑继动阀处于打开状态时，气压传感器反馈信号至电子驻车模块的ECU处理单元，ECU处理单元判断后打开进气电磁阀向制动气室驻车腔充气，保证制动气室驻车腔在行车过程中处于常有气的状态。

进一步的，本方法实现挂车独立制动的过程为：保持制动气室驻车腔的压力，同时ECU处理单元向挂车独立制动电磁阀发送命令，使挂车独立制动电磁阀接通气路，挂车独立制动电磁阀推动保压阀作用，断开制动气室驻车腔与继动阀、气压传感器的连接，打开放气电磁阀，电子驻车模块的挂车出气口通过气动阀排气口排气，从而控制挂车控制模块实现行车制动功能。

进一步的，本方法实现驻车力度检测的过程为：ECU处理单元控制进气电磁阀处于关闭状态，放气电磁阀处于接通状态，制动气室驻车腔排气，实现主车驻车，此时，驻车力度检测电磁阀接通电子驻车模块总进气口与电子驻车模块挂车出气口，保证挂车阀口处于有气状态，进而控制挂车控制模块实现无行车制动。

进一步的，当电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车制动时，或者电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车制动解除时，ECU处理单元判断出车辆故障后，通过故障提示面板向用户提示车辆无法驻车或者无法驻车解除。

本发明的有益效果：本发明在原有制动控制系统上新增冗余制动电磁阀和三段式翘板开关构成冗余制动系统，能够在原有电子驻车开关与电子驻车模块之间的通讯方式受到电磁干扰，进而造成驻车制动无效或驻车制动无法解除的问题时，手动控制三段式翘板开关实现驻车制动和驻车制动接触，杜绝了CAN电磁干扰带来的系统失效风险，提高车辆安全性能，特别是智能驾驶的车辆。

附图说明

图1为实施例所述系统的原理框图；

图中：1、电子驻车开关，2、电子驻车模块，3、三段式翘板开关，4、冗余制动电磁阀，5、气源，6、挂车控制模块，7、电源，8、制动气室驻车腔，9、故障提示面板，201、进气电磁阀，202、放气电磁阀，203、继动阀，204、气压传感器，205、挂车独立制动电磁阀，206、保压阀，207、驻车力度检测电磁阀，208、ECU处理单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

本实施例公开一种商用车电子驻车冗余制动控制系统，如图1所示，包括电子驻车开关1、电子驻车模块2、三段式翘板开关3、冗余制动电磁阀4、气源5、挂车控制模块6、电源7、制动气室驻车腔8和故障提示面板9。电子驻车开关1与电子驻车模块2通过CAN线连接，电子驻车开关1与制动踏板配合以实现正常状态下的驻车制动、驻车制动解除、挂车独立制动、驻车力度检测等功能。

电子驻车模块2包括进气电磁阀201、放气电磁阀202、继动阀203、气压传感器204、挂车独立制动电磁阀205、保压阀206、驻车力度检测电磁阀207和ECU处理单元208。冗余制动电磁阀4、进气电磁阀201分别与气源5相连通，冗余制动电磁阀4的出气口作为控制口，进气电磁阀201的进气口作为总进气口，放气电磁阀202和继动阀203的进气口分别与控制口相连通，并且放气电磁阀202的出气口与继动阀203的排气口相连通；继动阀203的控制口与总进气口相连通，进气电磁阀201的出气口通过继动阀203的工作通路连通至保压阀206的进气口，保压阀206的出气口连通制动气室驻车腔8，保压阀206的出气口作为挂车出气口，驻车力度检测电磁阀207的进气口与总进气口、挂车出气口相连通，驻车力度检测电磁阀207的出气口与挂车控制装置相连通，气压传感器204与挂车出气口相连，挂车独立制动电磁阀205的进气口与继动阀203的出气口相连，挂车独立制动电磁阀205的出气口与保压阀206的控制口相连。

电子驻车开关1与ECU处理单元208电连接，实现电子驻车开关向电子驻车模块发送控制信号。

三段式翘板开关3具有零位、驻车制动位和驻车解除位三个状态，零位状态下三段式翘板开关处于关闭状态，电子驻车开关1控制电子驻车模块2进行车辆的驻车制动和驻车解除；驻车制动位在电子驻车开关1无法正常控制电子驻车模块2进行驻车制动时打开；驻车解除位在电子驻车开关1无法正常控制电子驻车模块2进行驻车解除时打开；三段式翘板开关分别ECU处理单元、冗余制动电磁阀电连接，用于向别ECU处理单元、冗余制动电磁阀发送控制信号。故障提示面板9与ECU处理单元208相连，用于显示故障信息。

ECU处理单元分别与进气电磁阀、出气电磁阀、气压传感器、挂车独立制动电磁阀、驻车力度检测电磁阀电连接，分别控制这些阀门的开关。

所述气源5主要用于向本系统提供足够压力的气体，该气源可以是随车储气筒储存的气体，也可以通过分气模块提供。

所述挂车控制模块6可以通过对气体的合理分配实现挂车制动控制功能，在本系统中主要通过与电子驻车模块2的配合使用，以实现挂车独立制动的效果。

所述电源7用于给本系统提供安全范围内的电源。

所述制动气室驻车腔8连接电子驻车模块2的出气口。车辆驻车制动时，制动气室驻车腔8内所有气体排出，在内置弹簧的作用下，车轮产生制动力矩，车辆处于锁止状态。车辆驻车解除时，制动气室驻车腔8内充满气体，弹簧被压紧，车轮制动力矩消失，车辆锁止解除。

所述故障提示面板9连接至电子驻车模块2的ECU处理单元208，该面板主要用于电子驻车开关1无法正常控制电子驻车模块2进行驻车制动或驻车制动解除时向用户提示车辆无法驻车制动或驻车制动无法解除，以保证用户第一时间发现故障并解决故障，避免造成不必要的损失。

实施例2

本实施例公开一种商用车电子驻车冗余制动控制方法，本方法基于实施例1所述系统实现，包括以下步骤：

S01）、当电子驻车开关1无法正常控制电子驻车模块2进行驻车制动时，ECU处理单元208通过识别故障码判断车辆故障，通过故障提示面板9向用户提示车辆无法驻车，此时用户将三段式翘板开关3推至驻车制动位，ECU处理单元208接收到驻车制动信号，控制进气电磁阀201关闭，放气电磁阀202打开，电子驻车模块2的控制口与继动阀203之间的气体通过放气电磁阀202流向继动阀203排气口排出，实现驻车功能。

S02）、当电子驻车开关1无法正常控制电子驻车模块2进行驻车制动解除时，ECU处理单元208通过识别故障码判断车辆故障，通过故障提示面板9向用户提示车辆无法进行驻车解除，此时用户将三段式翘板3推至驻车解除位，冗余制动电磁阀4通电打开，气源5中储存的气体通过冗余制动电磁阀4流向电子驻车模块2的控制口，继动阀203打开，从电子驻车模块2进气口进入的气体经过打开后的继动阀203与保压阀206流向制动气室驻车腔8，实现驻车解除功能。

实现驻车解除功能时，同时检测控制口与继动阀之间的压力，当电子驻车模块2的控制口与继动阀203之间的气压无法支撑继动阀203处于打开状态时，气压传感器204反馈信号至电子驻车模块的ECU处理单元208，ECU处理单元208判断后打开进气电磁阀201向制动气室驻车腔8充气，保证制动气室驻车腔8在行车过程中处于常有气的状态。

常规的商用车驻车制动为气室断气刹车，当车辆需要驻车时，电子驻车开关1向ECU处理单元208发出打开信号，在ECU处理单元208的控制下，进气电磁阀201处于关闭状态，同时放气电磁阀202打开，接通气路，电子驻车模块2的控制口（与冗余制动电磁阀4相连）与继动阀203之间的气体通过放气电磁阀202流向继动阀203排气口排出，实现驻车功能。

当驻车制动解除时，电子驻车开关1向ECU处理单元208发出关闭信号，在ECU处理单元208的控制下，进气电磁阀201打开，放气电磁阀202关闭，从电子驻车模块2的进气口进入的气体一路通过进气电磁阀201流向继动阀203控制口，使继动阀203打开，另一路经过打开后的继动阀203与挂车独立制动电磁阀205流向制动气室驻车腔8，实现驻车制动解除功能。此外，电子驻车模块2的出气口（接制动气室驻车腔8）还连接到气压传感器204，当电子驻车模块2的控制口与继动阀203之间的气压不足以支撑继动阀203处于打开状态时，气压传感器204反馈信号至电子驻车模块2的ECU处理单元208，ECU处理单元208判断后及时打开进气电磁阀201向制动气室驻车腔8充气，以保证制动气室驻车腔8在行车过程中处于常有气的状态。

所述挂车独立制动是指在列车行驶过程中，主车不制动，只让挂车进行行车制动的功能。若实现主车不制动，电子驻车模块2需要保持制动气室驻车腔8的压力，此时，在ECU处理单元208的作用下挂车独立制动电磁阀205接通气路，进而推动保压阀206作用，进而断开制动气室驻车腔8与继动阀203、气压传感器204的连接。此时，放气电磁阀202打开，电子驻车模块2挂车出气口（与挂车控制模块6相连）通过继动阀203排气口排气，进而控制挂车控制模块实现行车制动功能。

所述驻车力度检测功能是指用户验证列车在仅有主车驻车的状态下是否能够安全停车。驻车力度检测功能通过电子驻车开关1开启，在ECU处理单元208的控制下， 进气电磁阀201处于关闭状态，放气电磁阀202处于接通状态，制动气室驻车腔8排气，实现主车驻车。此时，驻车力度检测电磁阀207需要接通电子驻车模块2进气口与电子驻车模块2挂车出气口（与挂车控制模块6相连），保证挂车阀43口处于有气状态，进而控制挂车控制模块实现无行车制动。

以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种商用车电子驻车冗余制动控制系统，其特征在于：包括电子驻车开关、电子驻车模块、三段式翘板开关、冗余制动电磁阀、气源、挂车控制模块和制动气室驻车腔；电子驻车模块包括进气电磁阀、放气电磁阀、继动阀、气压传感器、挂车独立制动电磁阀、保压阀、驻车力度检测电磁阀和ECU处理单元，冗余制动电磁阀、进气电磁阀分别与气源相连通，冗余制动电磁阀的出气口作为控制口，进气电磁阀的进气口作为总进气口，放气电磁阀和继动阀的进气口分别与控制口相连通，并且放气电磁阀的出气口与继动阀的排气口相连通；继动阀的控制口与总进气口相连通，进气电磁阀的出气口通过继动阀的工作通路连通至保压阀的进气口，保压阀的出气口连通制动气室驻车腔，保压阀的出气口作为挂车出气口，驻车力度检测电磁阀的进气口与总进气口、挂车出气口相连通，驻车力度检测电磁阀的出气口与挂车控制装置相连通，气压传感器与挂车出气口相连，挂车独立制动电磁阀的进气口与继动阀的出气口相连，挂车独立制动电磁阀的出气口与保压阀的控制口相连；

电子驻车开关与ECU处理单元电连接，实现电子驻车开关向电子驻车模块发送控制信号；

三段式翘板开关具有零位、驻车制动位和驻车解除位三个状态，零位状态下三段式翘板开关处于关闭状态，电子驻车开关控制电子驻车模块进行车辆的驻车制动和驻车解除；驻车制动位在电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车制动时打开；驻车解除位在电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车解除时打开；三段式翘板开关分别ECU处理单元、冗余制动电磁阀电连接；

ECU处理单元分别与进气电磁阀、出气电磁阀、气压传感器、挂车独立制动电磁阀、驻车力度检测电磁阀电连接。

2.根据权利要求1所述的商用电子驻车冗余制动控制系统，其特征在于：还包括故障提示面板，故障提示面板与ECU处理单元相连。

3.根据权利要求1所述的商用电子驻车冗余制动控制系统，其特征在于：电子驻车开关与ECU处理单元通过CAN线连接。

4.根据权利要求1所述的商用电子驻车冗余制动控制系统，其特征在于：所述气源为随车储气筒储存的气体或者由分气模块提供的气体。

5.一种商用电子驻车冗余制动控制方法，其特征在于：本方法基于权利要求1所述制动控制系统，包括以下步骤：

S01）、当电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车制动时，ECU处理单元通过识别故障码判断车辆故障，将三段式翘板开关推至驻车制动位，ECU处理单元接收到驻车制动信号，控制进气电磁阀关闭，放气电磁阀打开，电子驻车模块的控制口与继动阀之间的气体通过放气电磁阀流向继动阀排气口排出，实现驻车功能；

S02）、当电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车制动解除时，ECU处理单元通过识别故障码判断车辆故障，将三段式翘板开关推至驻车解除位，冗余制动电磁阀通电打开，气源中储存的气体通过冗余制动电磁阀流向电子驻车模块的控制口，继动阀打开，从电子驻车模块进气口进入的气体经过打开后的继动阀与保压阀流向制动气室驻车腔，实现驻车解除功能。

6.根据权利要求5所述的商用车电子驻车冗余制动控制方法，其特征在于：

实现驻车解除功能时，同时检测控制口与继动阀之间的压力，当电子驻车模块的控制口与继动阀之间的气压无法支撑继动阀处于打开状态时，气压传感器反馈信号至电子驻车模块的ECU处理单元，ECU处理单元判断后打开进气电磁阀向制动气室驻车腔充气，保证制动气室驻车腔在行车过程中处于常有气的状态。

7.根据权利要求5所述的商用车电子驻车冗余制动控制方法，其特征在于：本方法实现挂车独立制动的过程为：保持制动气室驻车腔的压力，同时ECU处理单元向挂车独立制动电磁阀发送命令，使挂车独立制动电磁阀接通气路，挂车独立制动电磁阀推动保压阀作用，断开制动气室驻车腔与继动阀、气压传感器的连接，打开放气电磁阀，电子驻车模块的挂车出气口通过气动阀排气口排气，从而控制挂车控制模块实现行车制动功能。

8.根据权利要求5所述的商用车电子驻车冗余制动控制方法，其特征在于：本方法实现驻车力度检测的过程为：ECU处理单元控制进气电磁阀处于关闭状态，放气电磁阀处于接通状态，制动气室驻车腔排气，实现主车驻车，此时，驻车力度检测电磁阀接通电子驻车模块总进气口与电子驻车模块挂车出气口，保证挂车阀口处于有气状态，进而控制挂车控制模块实现无行车制动。

9.根据权利要求5所述的商用车电子驻车冗余制动控制方法，其特征在于：当电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车制动时，或者电子驻车开关无法正常控制电子驻车模块进行驻车制动解除时，ECU处理单元判断出车辆故障后，通过故障提示面板向用户提示车辆无法驻车或者无法驻车解除。