CN211364530U - 一种带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，分为三大模块，第一电动助力模块为常规制动模块，且第一电动助力模块将主动安全模块集成于自身模块中；第二电动助力模块为冗余模块，该模块具有与第一电动助力模块中的电动助力部分类似的结构，且在紧急情况下，即第一电动助力模块所提供的压力不足以满足驾驶员需求的条件下，帮助第一电动助力模块提供额外的制动压力，以满足整车需求；第三模块为主动安全模块，即防抱死模块，以实现特殊工况下的主动安全模式。本实用新型集成有冗余模块，保证在紧急情况下，制动系统能够完成自动刹车，以满足整个系统的自动驾驶需求。

Description

一种带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统

技术领域

本实用新型涉及汽车制动系统领域，特别是涉及一种带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统。

背景技术

现在自动驾驶的安全性备受世人关注，为了满足自动驾驶的需求，各安全部件需要两套以上的冗余备份方案以保证在单个子系统失效后，仍能够完成汽车的正常工作模式，制动系统作为安全件的首要子系统，必须完成两套系统的布置，同时，又能保证两套系统集成工作。

之前本公司申请过专利号为201721732695.8和201711330769.X的名称为一种汽车电控制动装置的实用新型和发明专利，采用的是集成化的结构，其内部的制动主缸为串联式的柱塞缸，模拟器是弹簧串并联机构组成力反馈机构，助力单元包括电机、滚珠丝杠和ECU，而且与伺服缸是同轴布置的，其集成化高，将各个部件和各个子系统都集中在一个集成基体上。

故现在针对现有的制动装置需要增加一套冗余模块并集成到一起。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，集成有冗余模块，保证在紧急情况下，制动系统能够完成自动刹车，以满足整个系统的自动驾驶需求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，包括第一电动助力模块和集成于第一电动助力模块的主动安全模块，还包括与第一电动助力模块相连的第二电动助力模块；

所述的第一电动助力模块包括制动油壶、助力源、传统制动主缸、伺服缸、模拟器和ECU，所述的传统制动主缸为串联式的柱塞缸，其第一腔内的液体可通过第一管路与主动安全模块的第二管路和第三管路相连，其第二腔内的液体可通过第四管路与主动安全模块的第五管路和第六管路相连，所述的第二管路和第三管路与第七管路连通形成并联回路，第五管路和第六管路通过第八管路接通形成并联回路；所述的传统制动主缸第一腔与第七管路之间布置有第一常开阀，其第二腔与第八管路间布置有第二常开阀；

所述的模拟器后端通过第九管路与制动油壶相连，模拟器的前端与第一管路相连通，所述的助力源与伺服缸为同轴布置，所述的伺服缸与制动油壶通过第十管路相连，所述的伺服缸还通过第十一管路和第十二管路与主动安全模块相连，所述的第十一管路和第十二管路与伺服缸间分别布置有第一常闭阀和第二常闭阀；

所述的第二电动助力模块包括同轴布置的第二助力源、第二伺服缸和 ECU，所述的第二伺服缸与制动油壶通过第十三管路相连，所述的第二伺服缸通过第十四管路和第十五管路与主动安全模块相连，所述的第十四管路和第十五管路与第二伺服缸之间分别第三常闭阀和第四常闭阀，所述的第十一管路和第十二管路分别连接第十四管路和第十五管路。

作为优选，所述的主动安全模块由8个电磁阀进行控制，该8个电磁阀分为常开阀和常闭阀，常开阀与常闭阀两两共同控制一个车轮，四个常开阀分别连接第二管路、第三管路、第五管路和第六管路，所述的主动安全模块通过第十六管路与制动油壶相连。

进一步的，所述的传统制动主缸的第一腔内的活塞与踏板位移传感器相连，其第二腔内的活塞与制动需求压力传感器相连。

进一步的，所述的模拟器的前端与第一管路之间布置有并联的第五常闭阀和单向阀。

进一步的，所述的第十管路上、制动油壶与伺服缸间布置有单向阀。

进一步的，所述的伺服缸与第一常闭阀以及第二常闭阀之间安装有系统压力传感器。

进一步的，所述的助力源和第二助力源均包括电机、滚珠丝杠、电机角度传感器和温度传感器。

进一步的，所述的第二伺服缸与制动油壶之间的第十三管路上设置有附属制动油壶和单向阀。

有益效果：本实用新型涉及一种带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，需要在原电动助力方案的基础上，布置另外一套电动助力制动模块，作为冗余模块，保证在紧急情况下，制动系统能够完成自动刹车，并且，在子系统中的某一电动模块失效后，仍然有另一电动模块来执行制动系统的运行，以保证整车的减速度，以满足整个系统的自动驾驶需求，两个模块互为冗余，集成工作，且不影响常规模式下的制动感觉。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构图；

图2是本实用新型的系统构成结构图。

图示：Ⅰ、第一电动助力模块；Ⅱ、第二电动助力模块；Ⅲ、主动安全模块；1、制动油壶；1’、附属制动油壶；2、助力源；2’、第二助力源；3、传统制动主缸；4、制动踏板；5、伺服缸；5’、第二伺服缸；6、模拟器；7、电机角度传感器；8、温度传感器；9、制动需求压力传感器；10、系统压力传感器； 11、单向阀；12-1、第一常开阀；12-2、第二常开阀；13-1、第一常闭阀；13-2、第二常闭阀；13-3、第三常闭阀；13-4、第四常闭阀；15、第五常闭阀；16、踏板位移传感器；a、第一管路；a-1、第二管路；a-2、第三管路；a’、第七管路；b、第四管路；b-1、第五管路；b-2、第六管路；b’、第八管路；c-1、第十一管路；c-2、第十二管路；c’-1、第十四管路；c’-2、第十五管路；e、第十管路；e’、第十三管路；f、第十六管路；g、第九管路。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1-2所示，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，包括第一电动助力模块Ⅰ和集成于第一电动助力模块Ⅰ的主动安全模块Ⅲ，还包括与第一电动助力模块Ⅰ相连的第二电动助力模块Ⅱ；

所述的第一电动助力模块Ⅰ包括制动油壶1、助力源2、传统制动主缸3、伺服缸5、模拟器6和ECU，所述的传统制动主缸3为串联式的柱塞缸，串联式的柱塞缸，包含两套可单独建压的密封腔、皮碗及活塞，以及用于回位的弹簧机构，其第一腔内的液体可通过第一管路a与主动安全模块III的第二管路a-1和第三管路a-2相连，其第二腔内的液体可通过第四管路b与主动安全模块III的第五管路b-1和第六管路b-2相连，所述的第二管路a-1和第三管路a-2与第七管路a’连通形成并联回路，第五管路b-1和第六管路b-2通过第八管路b’接通形成并联回路；所述的传统制动主缸3第一腔与第七管路a’之间布置有第一常开阀12-1，其第二腔与第八管路b’间布置有第二常开阀 12-2；

所述的模拟器6由弹簧串并联机构组成力反馈机构，以使驾驶员感受与传统助力器同样的踏板感，所述的模拟器6后端通过第九管路g与制动油壶1 相连，使模拟器后端产生于大气压力相同的压力，模拟器6的前端与第一管路a相连通，所述的助力源2与伺服缸5为同轴布置，所述的伺服缸5与制动油壶1通过第十管路e相连，所述的伺服缸5还通过第十一管路c-1和第十二管路c-2与主动安全模块III相连，所述的第十一管路c-1和第十二管路c-2 与伺服缸5间分别布置有第一常闭阀13-1和第二常闭阀13-2；

所述的第二电动助力模块Ⅱ包括同轴布置的第二助力源2’、第二伺服缸5’和ECU，所述的第二伺服缸5’与制动油壶1通过第十三管路e’相连，所述的第二伺服缸5’通过第十四管路c’-1和第十五管路c’-2与主动安全模块III相连，所述的第十四管路c’-1和第十五管路c’-2与第二伺服缸5’之间分别第三常闭阀13-3和第四常闭阀13-4，所述的第十一管路c-1和第十二管路c-2分别连接第十四管路c’-1和第十五管路c’-2。

第二电动助力模块II为冗余模块，该模块具有与第一电动助力模块Ⅰ中的电动助力部分类似的结构，且在紧急情况下，即第一电动助力模块Ⅰ所提供的压力不足以满足驾驶员需求的条件下，帮助第一电动助力模块I提供额外的制动压力，以满足整车需求。

所述的主动安全模块III由8个电磁阀进行控制，该8个电磁阀分为常开阀和常闭阀，常开阀与常闭阀两两共同控制一个车轮，四个常开阀分别连接第二管路a-1、第三管路a-2、第五管路b-1和第六管路b-2，所述的主动安全模块III通过第十六管路f与制动油壶1相连。

进一步的，所述的传统制动主缸3的第一腔内的活塞与踏板位移传感器 16相连，用于检测驾驶员制动意图，其第二腔内的活塞与制动需求压力传感器9相连，同样用于检测驾驶员的制动意图，两个传感器共同作用，检测驾驶员的需求。

进一步的，所述的模拟器6的前端与第一管路a之间布置有并联的第五常闭阀15和单向阀11，在制动过程中，可通过该第五常闭阀15上电开路，使液体往返于第一腔与模拟器6中；当模拟器6的液体未全部流回传统制动主缸3的第一腔时，可通过单向阀11返回传统制动主缸3的第一腔内。

进一步的，所述的第十管路e上、制动油壶1与伺服缸5间布置有单向阀11，该单向阀11为主动安全模块III起作用时，伺服缸5因过多的流量消耗而导致的制动液不足来进行补液，同时，伺服缸5减压时，可单向密封产生高压液体；所述的伺服缸5与第一常闭阀13-1以及第二常闭阀13-2之间安装有系统压力传感器10，用于检测系统产生的实时压力。

进一步的，所述的助力源2和第二助力源2’均包括电机、滚珠丝杠、电机角度传感器7和温度传感器8。

进一步的，所述的第二伺服缸5’与制动油壶1之间的第十三管路e’上设置有附属制动油壶1’和单向阀11。

第一电动助力模块Ⅰ为常规制动模式下的主要作用模块，常规制动模式下，第一常闭阀13-1和第二常闭阀13-2和模拟器6的第五常闭阀15上电常开，驾驶员踩下制动踏板4，第一常开阀12-1和第二常开阀12-2上电关闭，传统制动主缸3第一腔内的液体进入模拟器6形成虚拟的踏板感；踏板位移传感器16检测驾驶员的制动意图，通过ECU控制助力源2，在伺服缸5内形成所需的高压液体，并通过系统压力传感器10实时监控系统压力是否达到需求压力。

而所述的第二电动助力模块Ⅱ为紧急制动模式下起作用的模块，当第一电动助力模块Ⅰ不能满足系统需求时，传统制动主缸3的第二活塞腔相连的制动需求压力传感器9对驾驶员的制动意图进行检测，第一电动助力模块Ⅰ的ECU 给第二电动助力模块Ⅱ的ECU发送协调指令；第二电动助力模块Ⅱ的ECU控制第二助力源2’，在第二伺服缸5’内形成高压液体，以满足系统需求。

主动安全模块III在其中的某一个或某几个车轮发生抱死时，控制电磁阀动作，将车辆调整在可控的范围内，同时保证车辆的安全。

本实用新型需要在原电动助力方案的基础上，布置另外一套电动助力制动模块，作为冗余模块，保证在紧急情况下，制动系统能够完成自动刹车，并且，在子系统中的某一电动模块失效后，仍然有另一电动模块来执行制动系统的运行，以保证整车的减速度，以满足整个系统的自动驾驶需求，两个模块互为冗余，集成工作，且不影响常规模式下的制动感觉。

Claims (8)

1.一种带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，包括第一电动助力模块(Ⅰ)和集成于第一电动助力模块(Ⅰ)的主动安全模块(Ⅲ)，其特征在于，还包括与第一电动助力模块(Ⅰ)相连的第二电动助力模块(Ⅱ)；

所述的第一电动助力模块(Ⅰ)包括制动油壶(1)、助力源(2)、传统制动主缸(3)、伺服缸(5)、模拟器(6)和ECU，所述的传统制动主缸(3)为串联式的柱塞缸，其第一腔内的液体可通过第一管路(a)与主动安全模块(III)的第二管路(a-1)和第三管路(a-2)相连，其第二腔内的液体可通过第四管路(b)与主动安全模块(III)的第五管路(b-1)和第六管路(b-2)相连，所述的第二管路(a-1)和第三管路(a-2)与第七管路(a’)连通形成并联回路，第五管路(b-1)和第六管路(b-2)通过第八管路(b’)接通形成并联回路；所述的传统制动主缸(3)第一腔与第七管路(a’)之间布置有第一常开阀(12-1)，其第二腔与第八管路(b’)间布置有第二常开阀(12-2)；

所述的模拟器(6)后端通过第九管路(g)与制动油壶(1)相连，模拟器(6)的前端与第一管路(a)相连通，所述的助力源(2)与伺服缸(5)为同轴布置，所述的伺服缸(5)与制动油壶(1)通过第十管路(e)相连，所述的伺服缸(5)还通过第十一管路(c-1)和第十二管路(c-2)与主动安全模块(III)相连，所述的第十一管路(c-1)和第十二管路(c-2)与伺服缸(5)间分别布置有第一常闭阀(13-1)和第二常闭阀(13-2)；

所述的第二电动助力模块(Ⅱ)包括同轴布置的第二助力源(2’)、第二伺服缸(5’)和ECU，所述的第二伺服缸(5’)与制动油壶(1)通过第十三管路(e’)相连，所述的第二伺服缸(5’)通过第十四管路(c’-1)和第十五管路(c’-2)与主动安全模块(III)相连，所述的第十四管路(c’-1)和第十五管路(c’-2)与第二伺服缸(5’)之间分别连第三常闭阀(13-3)和第四常闭阀(13-4)，所述的第十一管路(c-1)和第十二管路(c-2)分别连接第十四管路(c’-1)和第十五管路(c’-2)。

2.根据权利要求1所述的带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，其特征在于：所述的主动安全模块(III)由8个电磁阀进行控制，该8个电磁阀分为常开阀和常闭阀，常开阀与常闭阀两两共同控制一个车轮，四个常开阀分别连接第二管路(a-1)、第三管路(a-2)、第五管路(b-1)和第六管路(b-2)，所述的主动安全模块(III)通过第十六管路(f)与制动油壶(1)相连。

3.根据权利要求1所述的带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，其特征在于：所述的传统制动主缸(3)的第一腔内的活塞与踏板位移传感器(16)相连，其第二腔内的活塞与制动需求压力传感器(9)相连。

4.根据权利要求1所述的带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，其特征在于：所述的模拟器(6)的前端与第一管路(a)之间布置有并联的第五常闭阀(15)和单向阀(11)。

5.根据权利要求4所述的带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，其特征在于：所述的第十管路(e)上、制动油壶(1)与伺服缸(5)间布置有单向阀(11)。

6.根据权利要求1所述的带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，其特征在于：所述的伺服缸(5)与第一常闭阀(13-1)以及第二常闭阀(13-2)之间安装有系统压力传感器(10)。

7.根据权利要求1所述的带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，其特征在于：所述的助力源(2)和第二助力源(2’)均包括电机、滚珠丝杠、电机角度传感器(7)和温度传感器(8)。

8.根据权利要求1所述的带冗余模块的自动驾驶汽车制动系统，其特征在于：所述的第二伺服缸(5’)与制动油壶(1)之间的第十三管路(e’)上设置有附属制动油壶(1’)和单向阀(11)。

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