CN216034315U - 基于商用车esc架构的集中式控制系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于商用车ESC架构的集中式控制系统和车辆，能够实现性价比较高的线控制动，且控制精度较高。系统包括：主控制器；执行结构阀模块，执行结构阀模块通过电缆线与主控制器连接，执行结构阀模块集成有继动阀、双通单向阀、进气电磁阀、排气电磁阀和气压传感器；继动阀的进气端和进气电磁阀的进气端均通过气管与储气筒连接，进气电磁阀的出气端分别与排气电磁阀的进气端和双通单向阀的第一进气端连接；双通单向阀的第二进气端通过气管与制动总阀的出气口连接，双通单向阀的出气端与继动阀的活塞上腔连接；气压传感器设置于继动阀的出气端；排气电磁阀的出气端与继动阀的排气端连接；轮速传感器，轮速传感器通过电缆与主控制器连接。

Description

基于商用车ESC架构的集中式控制系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及商用车控制技术领域，尤其涉及一种基于商用车ESC架构的集中式控制系统和车辆。

背景技术

目前，智能驾驶与智能辅助驾驶是汽车发展的趋势。在无人驾驶的车辆中，由于没有驾驶员提供刹车信号，刹车踏板就输出不了刹车气或者刹车油，因此，智能驾驶与智能辅助驾驶的实现离不开线控制动技术的支持。相关技术中，采用气刹方式的商用车线控制动系统的研究有EBS(电控制动系统)、EMB(嵌入式系统)等。ESC系统是一种车身电子稳定性控制系统，该系统工作原理是通过电子控制单元监控汽车运行状态，对车辆的发动机及制动系统进行干预控制，使汽车维持稳定运行。而目前商用车的ESC系统对制动压力精度需求较低，而实现线控制动所需的制动压力精度要求较高，因此无法支持线控制动的要求。并且由于刚刚普及安装ESC系统，用户刚接受ESC系统带来的成本增加，如果继续推广价格较高的EBS线控制动系统，会导致商用车价格陡增，使得商用车失去性价比的优势。

实用新型内容

为了解决上述技术问题的至少之一，本实用新型提出一种基于商用车ESC架构的集中式控制系统和车辆，能够基于商用车ESC系统架构下，实现性价比较高的线控制动，且控制精度和安装效率较高，降低商用车线控制动系统成本。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于商用车ESC架构的集中式控制系统，包括：

主控制器；

执行结构阀模块，所述执行结构阀模块通过电缆线与所述主控制器连接，所述执行结构阀模块内部集成有继动阀、双通单向阀、进气电磁阀、排气电磁阀和气压传感器；所述继动阀的进气端和所述进气电磁阀的进气端均通过气管与储气筒连接，所述进气电磁阀的出气端分别与所述排气电磁阀的进气端和所述双通单向阀的第一进气端连接；所述双通单向阀的第二进气端通过气管与制动总阀的出气口连接，所述双通单向阀的出气端与所述继动阀的活塞上腔连接；所述气压传感器设置于所述继动阀的出气端，用于检测所述继动阀的出气端的气压值；所述排气电磁阀的出气端与所述继动阀的排气端连接；

轮速传感器，所述轮速传感器通过电缆与所述主控制器连接，用于监测所述商用车轮速。

本实用新型实施例的一种基于商用车ESC架构的集中式控制系统，至少具有如下有益效果：本实施例通过在执行结构阀模块内部集成继动阀、双通单向阀、进气电磁阀、排气电磁阀和气压传感器，通过集成度较高的执行结构阀与其他部件连接，提高装车效率，从而降低装车成本。同时，通过气压传感器实时向主控制器反馈输出的制动气压，以及通过轮速传感器检测轮速并反馈给主控制器，使得主控制器、执行结构阀模块、气压传感器、轮速传感器之间形成闭环控制，从而使得执行结构阀模块能够输出较为精准的制动气压，较准确地达到所需的制动减速度，保证制动控制的精度，满足线控制动对控制精度的要求，实现对智能辅助驾驶系统的支持。另外，采用集成度较高的执行结构阀模块能够在系统较小的改变的情况下，实现商用车线控制动功能，整车管路简单，有效提高了装车效率，从而降低成本。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制系统还包括：

所述执行结构阀模块设置有进气口、出气口、排气口和控制口；所述继动阀的进气端与所述进气电磁阀的进气端连接于连接点，所述连接点通过所述进气口与储气筒连接；所述出气口与制动气室连接；所述控制口与所述制动总阀的出气口连接；所述排气口用于排出所述执行结构阀模块内部的气体。

根据本实用新型的一些实施例，所述执行结构阀模块的出气口与制动气室之间设置有ABS电磁阀模块，所述ABS电磁阀模块用于防抱死制动控制，所述ABS电磁阀模块通过电缆线与所述主控制器连接，所述ABS电磁阀模块的进气口与所述执行结构阀模块的出气口通过气管连接，所述ABS电磁阀模块的出气口通过气管与车轮制动气室相连。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制系统还包括：

横摆率传感器，所述横摆率传感器与所述主控制器通过电缆线连接，用于检测所述商用车的侧向加速度和旋转角速度。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制系统还包括：

转向角传感器，所述转向角传感器通过电缆与所述主控制器连接，用于检测方向盘转动角度。

根据本实用新型的一些实施例，所述ABS电磁阀模块包括前轴ABS电磁阀和后轴ABS电磁阀，所述前轴ABS电磁阀设置有第一ABS电磁阀和第二ABS电磁阀，所述第一ABS电磁阀和所述第二ABS电磁阀分别与所述商用车的前轮连接；所述后轴ABS电磁阀设置有第三ABS电磁阀和第四ABS电磁阀，所述第三ABS电磁阀和所述第四ABS电磁阀分别与所述商用车的后轮连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述执行结构阀模块包括第一执行结构阀和第二执行结构阀，所述第一执行结构阀与所述第二执行结构阀均与所述主控制器连接，所述第一执行结构阀用于前轴制动，所述第二执行结构阀用于后轴制动。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括上述第一方面的控制系统。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种基于商用车ESC架构的集中式控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的执行结构阀模块电气结构原理图。

具体实施方式

本申请实施例所描述的实施例不应视为对本申请的限制，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

参照图1，本实用新型的一个实施例提供了一种基于商用车ESC架构的集中式控制系统，包括主控制器120，执行结构阀模块，轮速传感器150。具体地，轮速传感器150与主控制器120通过电缆线连接；执行结构阀模块也通过电缆线与主控制器120进行连接。其中，主控制器120、轮速传感器150以及执行结构阀模块之间形成第一控制回路。具体地，当主控制器120接收到来自智能辅助驾驶系统的减速度控制指令后，向执行结构阀模块下发控制指令，执行结构阀模块进行相应的控制动作，输出相应的制动气压使得商用车进行减速制动。并且，主控制器120通过获取轮速传感器150的检测数据，得到车辆的实时轮速，从而得到车辆实时减速度与期望减速度的距离，进而控制执行结构阀模块进行相应的调整，调节输出的制动气压。具体地，如图2所示，执行结构阀模块内部集成有继动阀250、双通单向阀230、进气电磁阀210、排气电磁阀220和气压传感器240。继动阀250的进气端和进气电磁阀210的进气端均通过气管与储气筒连接，进气电磁阀210的出气端分别与排气电磁阀220的进气端和双通单向阀230的第一进气端连接；双通单向阀230的第二进气端通过气管与制动总阀180的出气口连接，双通单向阀230的出气端与所述继动阀250的活塞上腔连接。气压传感器240设置于继动阀250的出气端。排气电磁阀220的出气端与继动阀250的排气端连接。

在上述具体实施例，该控制系统中主控制器120与执行结构阀模块之间通过电缆线连接，形成集中式的控制系统。通过轮速传感器150向主控制器120反馈当前轮速，主控制器120再对执行结构阀模块进行相应的控制操作，形成主控制器120、执行结构阀模块以及轮速传感器150之间的第一控制回路，实现了闭环控制，满足线控制动的高精度要求。进一步地，通过执行结构阀模块内部的气压传感器240能够实时检测到输出的制动气压值，并反馈到主控制器120。主控制器120通过比较实际的制动气压值与期望制动气压值，对执行结构阀模块进行相应的控制，使得输出的制动气压满足期望制动气压，从而主控制器120、执行结构阀模块以及执行结构阀模块内部的气压传感器240之间又形成了第二控制回路，进一步地提高了控制的精度。

参照图2，执行结构阀模块是一种电控继动阀，它内部包括有继动阀250、双通单向阀230、进气电磁阀210、排气电磁阀220以及气压传感器240。执行结构阀模块还设置有进气口202、出气口204、排气口203和控制口201。排气口203用于排出执行结构阀模块内部的气体。执行结构阀模块外部与储气筒190连接的进气口202分成两路，一路连接继动阀250的进气端，一路连接进气电磁阀210的进气端，进气电磁阀210的出气端和排气电磁阀220的进气端相连，并从其中引出一路气到双通单向阀230的第一进气端。双通单向阀230的第二进气端在执行结构阀模块内部连接到执行结构阀模块的控制口201，执行结构阀模块的控制口201外部与制动总阀180的出气口通过气管连接。双通单向阀230的出气端连接继动阀250的活塞上腔，气压传感器240设置于继动阀250的出气端上，排气电磁阀220的出气端与继动阀250的排气端相连。当系统工作在线控制动模式下时，主控制器120通过控制进气电磁阀210与排气电磁阀220组合动作，将执行结构阀模块的进气口202的气源按需要的气压送入继动阀250的活塞上腔，驱动继动阀250的活塞向下运动，进而打开继动阀250的阀门，实现主动加压动作。当系统工作在人工控制模式时，通过驾驶员踩下制动踏板，使制动总阀180的输出气进入到执行结构阀模块的控制口，然后经双通单向阀230进入到继动阀250的活塞上腔，驱动继动阀250的活塞向下运动，实现人工控制加压动作。

需要说明的是，商用车辆在线控制动模式下，即智能驾驶状态时，当出现紧急情况时，驾驶员紧急制动干预，系统会自动让较大的气压通过，保证制动安全。具体地，当出现紧急状况时，驾驶员踩下制动总阀的踏板，与制动总阀180连接的储气筒190内部的气源通过执行结构阀模块的控制口201进入到双通单向阀230的第二进气端。由于驾驶员紧急制动的输入气压大于双通单向阀230的第一进气端的输入气压，即双通单向阀230的第二进气端气压大于双通单向阀230的第一进气端的气压，进而使得双通单向阀230的第二进气端与双通单向阀230的出气端相通，气源进入到继动阀250的活塞上腔，驱动活塞向下运动，打开继动阀250的阀门，实现紧急制动。通过执行结构阀模块，能够确保驾驶员及时接管系统，提高系统的安全性能，保证制动安全。

根据本实用新型的一些实施例，参考图1，执行结构阀模块还包括第一执行结构阀171和第二执行结构阀172，第一执行结构阀171与第二执行结构阀172均与主控制器120连接。第一执行结构阀171与第二执行结构阀172为两个相同的阀。第一执行结构阀171用于前轴制动，第二执行结构阀172用于后轴制动。如图2所示，第一执行结构阀171和第二执行结构阀172的两个出气口204分别通过气管110连接与前轮、后轮对应的ABS电磁阀模块的进气口。ABS电磁阀模块包括前轴ABS电磁阀和后轴ABS电磁阀，其中前轴ABS电磁阀设置有第一ABS电磁阀161和第二ABS电磁阀162，后轴ABS电磁阀设置有第三ABS电磁阀163和第四ABS电磁阀164。第一ABS电磁阀161和第二ABS电磁阀162分别与商用车的两个前轮连接，第三ABS电磁阀163和第四ABS电磁阀164分别与商用车的两个后轮连接。前轴ABS电磁阀和后轴ABS电磁阀的出气口分别与车轮的制动气室1010连接。无论是在线控制动模式还是人工控制模式下，当主控制器120检测到车轮出现抱死趋势时，主控制器120会向ABS电磁阀发送压力控制指令，对制动压力进行调节，避免商用车辆车轮抱死。

系统中转向角传感器140、横摆率传感器130、第一执行结构阀171、第二执行结构阀172、前轴ABS电磁阀、后轴ABS电磁阀均与主控制器120通过电缆线连接。轮速传感器150均通过电缆线与主控制器120连接，能够实现实时检测各个车轮的轮速，并反馈回给主控制器120，主控制器120根据反馈的轮速值进行进一步的控制操作，从而形成第一控制回路。第一执行结构阀171内部的气压传感器240和第二执行结构阀172内部的气压传感器240也实时对输出的制动气压进行检测，并反馈到主控制器120，主控制器120根据期望制动气压与实际输出的制动气压的距离，进行相应的控制，使得实际输出制动气压满足期望制动气压，从而形成第二控制回路。通过第一控制回路和第二控制回路形成的两个闭环控制回路，能够提高系统控制的精确度，实现精度较高的线控制动。另外，横摆率传感器130能够检测到商用车辆的横摆率，当驾驶员驱车前进发生打滑时，系统能够检测到商用车辆的横摆率变化，并激活防滑功能。具体地，启动防滑功能时，只让第二执行结构阀172通电处于加压状态，向后轴驱动桥实施主动制动力，防止车辆打滑，实现驱动防滑。转向角传感器140用于获取商用车辆的方向盘转动角度和转动方向。系统接收到来自智能辅助驾驶系统的控制指令后，根据转向角传感器140获取的方向盘转动角度以及转动方向能够实现商用车辆转向的精确控制。进一步地，当商用车辆失去控制的情况下，通过转向角传感器140的反馈还能对商用车辆进行主动制动，对车辆姿态进行相应的调整，提高商用车辆的安全性能。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种基于商用车ESC架构的集中式控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

主控制器；

执行结构阀模块，所述执行结构阀模块通过电缆线与所述主控制器连接，所述执行结构阀模块内部集成有继动阀、双通单向阀、进气电磁阀、排气电磁阀和气压传感器；所述继动阀的进气端和所述进气电磁阀的进气端均通过气管与储气筒连接，所述进气电磁阀的出气端分别与所述排气电磁阀的进气端和所述双通单向阀的第一进气端连接；所述双通单向阀的第二进气端通过气管与制动总阀的出气口连接，所述双通单向阀的出气端与所述继动阀的活塞上腔连接；所述气压传感器设置于所述继动阀的出气端，用于检测所述继动阀的出气端的气压值；所述排气电磁阀的出气端与所述继动阀的排气端连接；

轮速传感器，所述轮速传感器通过电缆与所述主控制器连接，用于监测所述商用车轮速。

2.根据权利要求1所述的基于商用车ESC架构的集中式控制系统，其特征在于，所述执行结构阀模块设置有进气口、出气口、排气口和控制口；所述继动阀的进气端与所述进气电磁阀的进气端连接于连接点，所述连接点通过所述进气口与储气筒连接；所述出气口与制动气室连接；所述控制口与所述制动总阀的出气口连接；所述排气口用于排出所述执行结构阀模块内部的气体。

3.根据权利要求2所述的基于商用车ESC架构的集中式控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

所述执行结构阀模块的出气口与制动气室之间设置有ABS电磁阀模块，所述ABS电磁阀模块用于防抱死制动控制，所述ABS电磁阀模块通过电缆线与所述主控制器连接，所述ABS电磁阀模块的进气口与所述执行结构阀模块的出气口通过气管连接，所述ABS电磁阀模块的出气口通过气管与车轮制动气室相连。

4.根据权利要求1所述的基于商用车ESC架构的集中式控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

横摆率传感器，所述横摆率传感器与所述主控制器通过电缆线连接，用于检测所述商用车的侧向加速度和旋转角速度。

5.根据权利要求1所述的基于商用车ESC架构的集中式控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

转向角传感器，所述转向角传感器通过电缆与所述主控制器连接，用于检测方向盘转动角度。

6.根据权利要求3所述的基于商用车ESC架构的集中式控制系统，其特征在于，所述ABS电磁阀模块包括前轴ABS电磁阀和后轴ABS电磁阀，所述前轴ABS电磁阀设置有第一ABS电磁阀和第二ABS电磁阀，所述第一ABS电磁阀和所述第二ABS电磁阀分别与所述商用车的前轮连接；所述后轴ABS电磁阀设置有第三ABS电磁阀和第四ABS电磁阀，所述第三ABS电磁阀和所述第四ABS电磁阀分别与所述商用车的后轮连接。

7.根据权利要求1所述的基于商用车ESC架构的集中式控制系统，其特征在于，所述执行结构阀模块包括第一执行结构阀和第二执行结构阀，所述第一执行结构阀与所述第二执行结构阀均与所述主控制器连接，所述第一执行结构阀用于前轴制动，所述第二执行结构阀用于后轴制动。

8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述系统。

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