CN214240762U - 制动冗余回路系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制动冗余回路系统及车辆，属于汽车制动系统技术领域。制动总阀包括：阀体以及活塞杆，阀体设有：进气口、出气口以及排气口，活塞杆用于控制阀体的腔室，实现阀体的出气口与阀体的进气口或阀体的排气口连通，制动总阀还包括：助力电机，助力电机与活塞杆传动连接，助力电机用于带动活塞杆升降以控制阀体的腔室。制动总阀设有助力电机，由助力电机带动制动总阀的活塞杆实现升降动作。当采用自动驾驶模式时，可通过控制助力电机带动活塞杆实现自动制动。当采用人工驾驶模式时，可通过助力电机协助安全员踩踏制动踏板，降低了安全员踩踏踏板的力度，提升了驾驶的体验。

Description

制动冗余回路系统及车辆

技术领域

本实用新型属于汽车制动系统技术领域，尤其涉及一种制动冗余回路系统及车辆。

背景技术

随着智能驾驶技术的发展和相关应用带来的社会效益越来越得到关注和认可，以及相应开放道路的社会法规的推动和完善，高级别（自动驾驶L3及以上，驾驶权从用户切换为系统）自动驾驶技术的普及和应用也将迎来蓬勃发展。

自动驾驶技术的进步也给人们带来一系列的担忧。例如，在能够带来更好的乘坐体验的同时，自动驾驶技术能否保证乘坐人员的安全，等等。

在诸多担忧中，自动驾驶技术的可靠性是最值得关注的，而在自动驾驶技术中，如何提高制动回路的可靠性，是摆在本领域技术人员的一道难题。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供了一种制动冗余回路系统及车辆，用于提高现有技术中制动系统可靠性。

本实用新型实施方式第一方面提供了一种制动冗余回路系统，包括：制动总阀以及EBS阀；

所述制动总阀包括：阀体、制动总阀控制板、助力电机以及活塞杆；

所述阀体设有：进气口、出气口以及排气口，所述活塞杆用于控制所述阀体的腔室，实现所述阀体的出气口与所述阀体的进气口或所述阀体的排气口连通；

所述助力电机与所述活塞杆传动连接，所述助力电机用于带动所述活塞杆以实现对所述阀体腔室的控制；

所述制动总阀控制板与所述助力电机电连接，所述制动总阀控制板用于响应外部信号以控制所述助力电机带动所述活塞杆升降；

所述EBS阀设有电信号接口、第一进气口以及第二进气口，所述EBS阀的第一进气口为气路控制口，所述EBS阀的第二进气口用于接入压缩空气；

所述EBS阀的第一进气口与所述阀体的出气口连通；

所述EBS阀用于根据所述EBS阀的第一进气口接收的气压信号进行制动；

所述EBS阀还用于根据所述EBS阀的电信号接口接收的外部电信号进行制动。

在一种可能实现的方式中，所述制动冗余回路系统还包括：电子制动控制模块；

所述制动总阀以及所述EBS阀分别与所述电子制动控制模块电连接；

所述电子制动控制模块用于根据外部制动信号控制所述EBS阀进行制动，或根据外部制动信号控制所述制动总阀输出气压信号至所述EBS阀进行制动。

在一种可能实现的方式中，所述EBS阀设有制动采集装置，所述EBS阀的制动采集装置用于采集制动信号，所述EBS阀根据所述制动信号判断制动是否有效，所述电子制动控制模块还用于在所述EBS阀未能有效制动时控制所述制动总阀输出气压信号至所述EBS阀进行制动。

在一种可能实现的方式中，所述制动冗余回路系统还包括：气泵总成，所述气泵总成的出气口分别与所述制动总阀的进气口以及所述EBS阀的第二进气口连通。

在一种可能实现的方式中，所述制动冗余回路系统还包括：电池，所述电池用于为所述制动总阀、所述电子制动控制模块以及所述EBS阀供电。

在一种可能实现的方式中，所述制动总阀以及所述电子制动控制模块分别通过CAN总线接入整车控制系统。

在一种可能实现的方式中，所述制动总阀以及所述电子制动控制模块分别设有独立的供电线路。

本实用新型实施方式第二方面提供了一种车辆，制动冗余回路系统，包括如前述方案中的制动冗余回路系统。

本实用新型实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：

本实用新型制动总阀及制动冗余回路系统实施方式，制动总阀设有助力电机，由助力电机带动制动总阀的活塞杆实现升降动作。当采用自动驾驶模式时，可通过控制助力电机带动活塞杆实现自动制动。当采用人工驾驶模式时，可通过助力电机协助安全员踩踏制动踏板，降低了安全员踩踏踏板的力度，提升了驾驶的体验。

本实用新型实施方式提供的制动总阀还包括制动总阀控制板，制动总阀控制板是一种用于接收外部的控制信号驱动助力电机的控制板，制动总阀设有制动总阀控制板可以降低使用助力电机驱动活塞杆的难度，实现多样化的控制功能。

本实用新型制动冗余回路系统上，设有三级的冗余执行回路，其一为电气控制回路，通过电子制动控制模块对EBS阀发出电信号进行制动。其二为气控控制回路，通过电子制动控制模块对制动总阀发出电信号，制动总阀输出气压信号至EBS阀，由EBS阀进行制动。其三为人工控制回路，由安全员踩踏制动踏板进行制动。上述三级冗余执行回路，能够大大提高制动系统的安全系数和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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实用新型的一些实施方式，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是本实用新型实施方式所提供制动总阀的原理图；

图2是本实用新型实施方式所提供的制动冗余回路系统原理图。

图中：

100 制动总阀；

110 活塞杆；

120 制动总阀控制板；

130 助力电机；

141 阀体的进气口；

142 阀体的排气口；

143 阀体的出气口；

200 EBS阀；

300 电子制动控制模块；

400 气泵总成。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施方式中的附图，对本方案实施方式中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施方式是本方案一部分的实施方式，而不是全部的实施方式。基于本方案中的实施方式，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方式，都应当属于本方案保护的范围。

本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含，并不仅限于文中列举的示例。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

以商用车为例，目前市面已有的商用车底盘里的制动系统仍处于“电子制动系统”阶段，整个制动系统电气回路并无任何备份和冗余，只要有一个环节出现故障，制动系统将完全丧失线控制动能力，导致整个车辆失控，这并不足以支撑驾驶权从人切换到系统的定义，即不能实现高级别自动驾驶L3级以上。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：

图1示出了本实用新型实施方式所提供的一种制动总阀原理图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施方式相关的部分，详述如下：

如图1-2所示，本实用新型实施方式提供了一种制动冗余回路系统，包括制动总阀以及EBS阀，制动总阀包括：阀体以及活塞杆110。所述阀体设有：进气口、出气口以及排气口，所述活塞杆110用于控制所述阀体的腔室，实现所述阀体的出气口143与所述阀体的进气口141或所述阀体的排气口142连通。上述制动总阀还包括：助力电机130，所述助力电机130与所述活塞杆110传动连接，所述助力电机130用于带动所述活塞杆110实现对所述阀体腔室的控制。

示例性地，制动总阀（BST，Brake Signal Transitor）是一种通过输出控制气压，控制车辆前后各制动缸制动力的装置。制动总阀通常与制动踏板连接，接受制动踏板的踩踏动作，输出气压通过控制EBS阀200进行制动。

图1中，活塞杆110与制动踏板固定连接，由制动踏板带动活塞杆110做升降动作。当活塞杆110向下运动时，实现出气口与进气口连通，因进气口用于连接压缩空气，故活塞杆110向下运动时，压缩空气通过进气口进入出气口，实现气压的输出。

当松开制动踏板时，活塞杆110在制动总阀100内部的复位装置的作用下向上运动，实现活塞杆110复位，此时出气口与排气口连通，因排气口与大气连通，故实现对出气口进行泄压。

在一种可能实施的方式中，助力电机130可以采用伺服电机。助力电机130与活塞杆110传动连接，一种传动连接方式为，活塞杆110沿轴向设有齿，助力电机130输出轴设有齿轮，当助力电机130转动时，实现带动活塞杆110升降，实现了对刹车系统的控制的技术效果。

在上述制动总阀100中，由助力电机130带动活塞杆110实现升降动作。当采用自动驾驶模式时，可通过控制助力电机130带动活塞杆110实现自动制动。当采用人工驾驶模式时，可通过助力电机130协助人工踩踏制动踏板，降低了人工踩踏踏板的力度，提升了驾驶的体验。

在一种可能实现的方式中，上述制动总阀100还包括：制动总阀控制板120，所述制动总阀控制板120与所述助力电机130电连接，所述制动总阀控制板120用于响应外部信号以控制所述助力电机130带动所述活塞杆110升降。

示例性地，制动总阀控制板120是一种用于接收外部的控制信号驱动助力电机130的控制板，制动总阀100设有制动总阀控制板120可以降低使用助力电机130驱动活塞杆110的难度，实现多样化的控制功能。

在一种可能实现的方式中，包括：EBS阀200，所述EBS阀200设有电信号接口、第一进气口以及第二进气口，所述EBS阀200的第一进气口为气路控制口，所述EBS阀200的第二进气口用于接入压缩空气。上述制动冗余回路系统还包括图1中所示的制动总阀100。

所述EBS阀200的第一进气口与所述阀体的出气口143连通。所述EBS阀200用于根据所述EBS阀200的第一进气口接收的气压信号进行制动，以及根据所述EBS阀的电信号接口接收的外部电信号进行制动。

示例性地，电子制动系统（EBS Electronic Braking System），与常规制动系统相比，制动距离更短，能提高主挂的制动一致性，确保驾驶员和车辆的安全性和稳定性，而且无论车辆载荷状态如何，均可提供舒适的制动体验，优化制动磨损，提高车辆效率。

EBS阀200是一种应用于电子制动系统的控制阀，一种应用方式为直接控制车辆的制动器，即EBS阀200的出气口直接与制动器连接。当EBS阀200的出气口输出压缩空气时，驱动制动器进行制动。

一种实施方式中，EBS阀200可以接受两种控制方式，一种为电信号控制，另一种为气压控制方式。

电信号控制方式：EBS阀200内设有ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元），ECU能够根据接收的电信号控制制动。气压控制方式：EBS阀200的第一进气口为气路控制口，第二进气口为动力气源口。当EBS阀200的第一进气口接入气压信号时，EBS阀200的第二进气口通过EBS阀200的出气口输出压缩空气到制动器，实现对车辆的制动。

EBS阀200的第一进气口与制动总阀100的出气口连通，制动总阀100的助力电机130带动活塞杆110向下移动时，制动总阀100将气压信号输出到EBS阀200的第一进气口，EBS阀200受第一进气口的控制，将第二进气口的压缩空气输出到制动器，对车辆进行制动。

在一种可能实现的方式中，上述制动冗余回路系统包括：电子制动控制模块300。所述制动总阀100以及所述EBS阀200分别与所述电子制动控制模块300电连接。所述电子制动控制模块300用于根据外部制动信号控制所述EBS阀200进行制动，或根据外部制动信号控制所述制动总阀100输出气压信号至所述EBS阀200进行制动。

示例性地，在一种可能实现的方式中，所述EBS阀200设有制动采集装置，所述EBS阀200的制动采集装置用于采集制动信号，所述EBS阀200根据制动信号判断制动是否有效，所述电子制动控制模块300还用于在所述EBS阀200未能有效制动时控制所述制动总阀100输出气压信号至所述EBS阀200进行制动。

示例性地，电子制动控制模块300是实现EBS的核心，其接收上位控制器的控制信号，对制动状态进行判断，优先选择采用电气控制回路进行控制。上位控制器的一种可能的实施方式为智能驾驶域控制器（Intelligent Driving Domain，以下简称IDD）。

本申请实施例中，制动回路包括三级冗余执行回路：第一执行回路、第二执行回路和第三执行回路。

第一执行回路，IDD发出制动请求至电子制动控制模块300，电子制动控制模块300接收指令通过电信号控制EBS阀200进行制动。

第二执行回路，当IDD发出制动指令时，第一执行回路因电气故障未能按要求完成时，EBS阀200会向电子制动控制模块300发送未有效制动的信号，电子制动控制模块300此时向制动总阀控制板120发送制动信号，制动总阀100的控制板通过驱动助力电机130，使得制动总阀100输出气压信号到EBS阀200的第一进气口，EBS阀200进行制动。

第三执行回路，当上述两种执行回路均失效时，安全员通过踩下制动踏板，通过制动总阀100输出气压信号到EBS阀200的第一进气口进行制动。

上述三级冗余执行回路中，第一执行回路优先级最高，第三执行回路优先级最低。

本实用新型制动冗余回路系统中，设有三级冗余执行回路，第一执行回路为电气控制回路，第二执行回路为气控控制回路，第三执行回路为人工控制回路，三级冗余执行回路的设计，能够大大提高制动系统的安全系数和可靠性。

在一种可能实现的方式中，上述制动冗余回路系统还包括：气泵总成400，所述气泵总成400的出气口分别与所述制动总阀100的进气口以及所述EBS阀200的第二进气口连通。

在一种可能实现的方式中，上述制动冗余回路系统还包括电池，所述电池用于为所述制动总阀100、所述电子制动控制模块300以及所述EBS阀200供电。

在一种可能实现的方式中，所述制动总阀100以及所述电子制动控制模块300分别通过CAN总线接入整车控制系统。

在一种可能实现的方式中，所述制动总阀100以及所述电子制动控制模块300分别设有独立的供电线路。

示例性地，在制动冗余回路系统中，为进一步提高系统的可靠性和稳定性，制动总阀100以及电子制动控制模块300分别设有独立的供电线路，分别通过CAN总线接入整车控制系统。制动冗余回路系统中设有气泵总成400，用于为气控回路提供气压源，制动冗余回路系统设有电池，为制动冗余回路系统供电。

以上所述，以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种制动冗余回路系统，其特征在于，包括：制动总阀以及EBS阀（200）；

所述制动总阀包括：阀体、制动总阀控制板（120）、助力电机（130）以及活塞杆（110）；

所述阀体设有：进气口、出气口以及排气口，所述活塞杆（110）用于控制所述阀体的腔室，实现所述阀体的出气口（143）与所述阀体的进气口（141）或所述阀体的排气口（142）连通；

所述助力电机（130）与所述活塞杆（110）传动连接，所述助力电机（130）用于带动所述活塞杆（110）以实现对所述阀体腔室的控制；

所述制动总阀控制板（120）与所述助力电机（130）电连接，所述制动总阀控制板（120）用于响应外部信号以控制所述助力电机（130）带动所述活塞杆（110）升降；

所述EBS阀（200）设有电信号接口、第一进气口以及第二进气口，所述EBS阀（200）的第一进气口为气路控制口，所述EBS阀（200）的第二进气口用于接入压缩空气；

所述EBS阀（200）的第一进气口与所述阀体的出气口（143）连通；

所述EBS阀（200）用于根据所述EBS阀（200）的第一进气口接收的气压信号进行制动；

所述EBS阀（200）还用于根据所述EBS阀（200）的电信号接口接收的外部电信号进行制动。

2.根据权利要求1所述的制动冗余回路系统，其特征在于，所述制动冗余回路系统还包括：电子制动控制模块（300）；

所述制动总阀（100）以及所述EBS阀（200）分别与所述电子制动控制模块（300）电连接；

所述电子制动控制模块（300）用于根据外部制动信号控制所述EBS阀（200）进行制动，或根据外部制动信号控制所述制动总阀（100）输出气压信号至所述EBS阀（200）进行制动。

3.根据权利要求2所述的制动冗余回路系统，其特征在于，所述EBS阀（200）设有制动采集装置，所述EBS阀（200）的制动采集装置用于采集制动信号，所述EBS阀（200）根据所述制动信号判断制动是否有效，所述电子制动控制模块（300）还用于在所述EBS阀（200）未能有效制动时控制所述制动总阀（100）输出气压信号至所述EBS阀（200）进行制动。

4.根据权利要求1所述的制动冗余回路系统，其特征在于，所述制动冗余回路系统还包括：气泵总成（400），所述气泵总成（400）的出气口分别与所述制动总阀（100）的进气口以及所述EBS阀（200）的第二进气口连通。

5.根据权利要求2所述的制动冗余回路系统，其特征在于，所述制动冗余回路系统还包括：电池，所述电池用于为所述制动总阀（100）、所述电子制动控制模块（300）以及所述EBS阀（200）供电。

6.根据权利要求2所述的制动冗余回路系统，其特征在于，所述制动总阀（100）以及所述电子制动控制模块（300）分别通过CAN总线接入整车控制系统。

7.根据权利要求2、3、5或6所述的制动冗余回路系统，其特征在于，所述制动总阀（100）以及所述电子制动控制模块（300）分别设有独立的供电线路。

8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的制动冗余回路系统。

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