一种制动系统的制作方法

1.本发明实施例涉及车辆技术领域，尤其涉及一种制动系统。


背景技术：

2.随着车辆智能化和无人化的发展，无人车底盘线控技术成为当下研究的热点课题。当前商用车无人驾驶车辆多数以有人驾驶车辆底盘为基础，将制动系统转向系统电控化，开放外部接口给上层控制器进行控制，此种架构缺乏安全性冗余，只能作为功能演示和研究，不能进行无人驾驶商业转化和推广。
3.sae 2级系统需要驾驶员的存在和对车辆运行的关注，必要时对车辆进行人工干预，sae 3级系统应该在没有驾驶员持续关注情况下管理车辆运行行为，这种运行场景除了要求上层控制器要安全可靠，线控底盘也需要电控方面的冗余，以保证单方面的失效安全。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种制动系统，以实现能够提高底盘电控系统整体安全性、可靠性，可实现制动、转向电控方面的备份冗余，即便某一部分出现故障也能安全停车，能够满足sae 3级无人驾驶底盘线控需求。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种制动系统，包括：主行车制动系统，所述主行车制动系统包括：主ebs控制器、前桥模块、后桥模块、前轴左制动器、前轴右制动器、后轴左弹簧制动缸和后轴右弹簧制动缸，所述主ebs控制器和所述前桥模块相连，所述前桥模块和所述前轴左制动器相连，所述前桥模块和所述前轴右制动器相连，所述主ebs控制器和所述后桥模块相连，所述后桥模块和所述后轴左弹簧制动缸相连，所述后桥模块和所述后轴右弹簧制动缸相连；
6.其中，所述主ebs控制器在接收自动驾驶控制单元adcu通过can总线传输的减速度控制指令后，根据当前车辆工况计算得到前后桥制动压力，根据所述前后桥制动压力生成制动压力命令，通过can总线向前桥模块和后桥模块传输制动压力命令，所述前桥模块根据所述制动压力命令向所述前轴左制动器和前轴右制动器输出制动压力，所述后桥模块根据所述制动压力命令向所述后轴左弹簧制动缸和后轴右弹簧制动缸输出制动压力。
7.进一步的，所述主行车制动系统还包括：左abs电磁阀和右abs电磁阀，所述左abs电磁阀和所述前桥模块相连，所述右abs电磁阀和所述前桥模块相连，所述左abs电磁阀和所述前轴左制动器相连，所述右abs电磁阀和所述前轴右制动器相连；
8.所述前桥模块根据所述制动压力命令输出的制动压力经过所述左abs电磁阀和所述右abs电磁阀调制后输出至前轴左制动器和前轴右制动器。
9.进一步的，所述主行车制动系统还包括：前桥abs轮速传感器，所述前桥abs轮速传感器和所述前桥模块相连，所述前桥模块将所述前桥abs轮速传感器采集的轮速信号通过can总线发送至所述主ebs控制器。
10.进一步的，所述主行车制动系统还包括：后桥abs轮速传感器，所述后桥abs轮速传
感器和所述后桥模块相连，所述后桥模块将所述后桥abs轮速传感器采集的轮速信号通过can总线发送至所述主ebs控制器。
11.进一步的，还包括：冗余行车制动系统，所述冗余行车制动系统包括：冗余ebs控制器和气压调节模块，所述ebs控制器和所述气压调节模块相连；
12.其中，所述冗余ebs控制器在接收adcu通过can总线传输的减速度控制指令后，监控所述主行车制动系统的当前状态，当所述主行车制动系统处于正常状态时，所述冗余ebs控制器不进行任何输出动作；当所述主行车制动系统处于故障状态时，所述冗余ebs控制器根据减速度控制指令和当前车辆工况计算得出控制压力，并通过所述气压调节模块调制压力后，输出至所述前桥模块和所述后桥模块。
13.进一步的，还包括：电子驻车制动系统，所述电子驻车制动系统包括：电子驻车模块，所述电子驻车模块和后轴左弹簧制动缸相连，所述电子驻车模块和后轴右弹簧制动缸相连，若所述主行车制动系统处于故障状态，且所述冗余行车制动系统处于故障状态，则adcu向所述电子驻车模块发送减速度控制指令，所述电子驻车模块在接收到减速度控制指令后，根据所述减速度控制指令调节所述后轴左弹簧制动缸内气压和后轴右弹簧制动缸内气压。
14.进一步的，还包括：主转向控制系统，所述主转向控制系统包括：主eps控制器，所述主eps控制器在接收到adcu发送的转向控制指令后，根据所述转向控制指令对转向轮转角进行角度控制和角速度控制。
15.进一步的，还包括：冗余转向控制系统，所述冗余转向控制系统包括：冗余eps控制器，所述冗余eps控制器接收adcu发送的转向控制指令后，对所述主转向控制系统进行监控，当所述主转向控制系统处于故障状态时，所述冗余eps控制器执行所述转向控制指令，对车辆行驶轨迹进行控制。
16.进一步的，还包括：
17.当所述主转向控制系统处于故障状态，且所述冗余转向控制系统处于故障状态时，adcu发送转向控制指令给所述主ebs控制器，所述主ebs控制器根据当前车辆工况计算得到转向轮转角的角度和角速度，根据所述转向轮转角的角度和角速度对至少一个车轮进行制动，以使车辆按照既定轨迹行驶。
18.进一步的，还包括：主电源系统和备份电源系统，所述备份电源系统用于为备份制动和备份转向提供冗余电源，当所述主电源系统处于故障状态时，所述备份电源系统用于为车辆跛行停车进行供电。
19.本发明实施例通过主行车制动系统实现行车制动，所述主行车制动系统包括：主ebs控制器、前桥模块、后桥模块、前轴左制动器、前轴右制动器、后轴左弹簧制动缸和后轴右弹簧制动缸，所述主ebs控制器和所述前桥模块相连，所述前桥模块和所述前轴左制动器相连，所述前桥模块和所述前轴右制动器相连，所述主ebs控制器和所述后桥模块相连，所述后桥模块和所述后轴左弹簧制动缸相连，所述后桥模块和所述后轴右弹簧制动缸相连；其中，所述主ebs控制器在接收自动驾驶控制单元adcu通过can总线传输的减速度控制指令后，根据当前车辆工况计算得到前后桥制动压力，根据所述前后桥制动压力生成制动压力命令，通过can总线向前桥模块和后桥模块传输制动压力命令，所述前桥模块根据所述制动压力命令向所述前轴左制动器和前轴右制动器输出制动压力，所述后桥模块根据所述制动
压力命令向所述后轴左弹簧制动缸和后轴右弹簧制动缸输出制动压力，以实现能够提高底盘电控系统整体安全性、可靠性，可实现制动、转向电控方面的备份冗余，即便某一部分出现故障也能安全停车，能够满足sae3级无人驾驶底盘线控需求。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1是本发明实施例一中的一种制动系统的结构示意图；
22.图2是本发明实施例一中的冗余制动和转向系统的结构示意图；
23.图3是本发明实施例一中的多网络通讯和供电系统的结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.实施例一
27.图1为本发明实施例一提供的一种制动系统的结构示意图，本实施例可适用于行车制动的情况，如图1所示，制动系统包括：主行车制动系统，所述主行车制动系统包括：主ebs控制器、前桥模块、后桥模块、前轴左制动器、前轴右制动器、后轴左弹簧制动缸和后轴右弹簧制动缸，所述主ebs控制器和所述前桥模块相连，所述前桥模块和所述前轴左制动器相连，所述前桥模块和所述前轴右制动器相连，所述主ebs控制器和所述后桥模块相连，所述后桥模块和所述后轴左弹簧制动缸相连，所述后桥模块和所述后轴右弹簧制动缸相连；
28.其中，所述主ebs控制器在接收自动驾驶控制单元adcu通过can总线传输的减速度控制指令后，根据当前车辆工况计算得到前后桥制动压力，根据所述前后桥制动压力生成制动压力命令，通过can总线向前桥模块和后桥模块传输制动压力命令，所述前桥模块根据所述制动压力命令向所述前轴左制动器和前轴右制动器输出制动压力，所述后桥模块根据所述制动压力命令向所述后轴左弹簧制动缸和后轴右弹簧制动缸输出制动压力。
29.可选的，所述主行车制动系统还包括：左abs电磁阀和右abs电磁阀，所述左abs电磁阀和所述前桥模块相连，所述右abs电磁阀和所述前桥模块相连，所述左abs电磁阀和所述前轴左制动器相连，所述右abs电磁阀和所述前轴右制动器相连；
30.所述前桥模块根据所述制动压力命令输出的制动压力经过所述左abs电磁阀和所述右abs电磁阀调制后输出至前轴左制动器和前轴右制动器。
31.可选的，所述主行车制动系统还包括：前桥abs轮速传感器，所述前桥abs轮速传感器和所述前桥模块相连，所述前桥模块将所述前桥abs轮速传感器采集的轮速信号通过can
总线发送至所述主ebs控制器。
32.可选的，所述主行车制动系统还包括：后桥abs轮速传感器，所述后桥abs轮速传感器和所述后桥模块相连，所述后桥模块将所述后桥abs轮速传感器采集的轮速信号通过can总线发送至所述主ebs控制器。
33.可选的，还包括：冗余行车制动系统，所述冗余行车制动系统包括：冗余ebs控制器和气压调节模块，所述ebs控制器和所述气压调节模块相连；
34.其中，所述冗余ebs控制器在接收adcu通过can总线传输的减速度控制指令后，监控所述主行车制动系统的当前状态，当所述主行车制动系统处于正常状态时，所述冗余ebs控制器不进行任何输出动作；当所述主行车制动系统处于故障状态时，所述冗余ebs控制器根据减速度控制指令和当前车辆工况计算得出控制压力，并通过所述气压调节模块调制压力后，输出至所述前桥模块和所述后桥模块。
35.可选的，还包括：电子驻车制动系统，所述电子驻车制动系统包括：电子驻车模块，所述电子驻车模块和后轴左弹簧制动缸相连，所述电子驻车模块和后轴右弹簧制动缸相连，若所述主行车制动系统处于故障状态，且所述冗余行车制动系统处于故障状态，则adcu向所述电子驻车模块发送减速度控制指令，所述电子驻车模块在接收到减速度控制指令后，根据所述减速度控制指令调节所述后轴左弹簧制动缸内气压和后轴右弹簧制动缸内气压。
36.可选的，还包括：主转向控制系统，所述主转向控制系统包括：主eps控制器，所述主eps控制器在接收到adcu发送的转向控制指令后，根据所述转向控制指令对转向轮转角进行角度控制和角速度控制。
37.可选的，还包括：冗余转向控制系统，所述冗余转向控制系统包括：冗余eps控制器，所述冗余eps控制器接收adcu发送的转向控制指令后，对所述主转向控制系统进行监控，当所述主转向控制系统处于故障状态时，所述冗余eps控制器执行所述转向控制指令，对车辆行驶轨迹进行控制。
38.可选的，还包括：
39.当所述主转向控制系统处于故障状态，且所述冗余转向控制系统处于故障状态时，adcu发送转向控制指令给所述主ebs控制器，所述主ebs控制器根据当前车辆工况计算得到转向轮转角的角度和角速度，根据所述转向轮转角的角度和角速度对至少一个车轮进行制动，以使车辆按照既定轨迹行驶。
40.可选的，还包括：主电源系统和备份电源系统，所述备份电源系统用于为备份制动和备份转向提供冗余电源，当所述主电源系统处于故障状态时，所述备份电源系统用于为车辆跛行停车进行供电。
41.在一个具体的例子中，本发明的目的是提供一种商用车底盘线控系统，旨在提高底盘电控系统整体安全性、可靠性，可实现制动、转向电控方面的备份冗余，即便某一部分出现故障也能安全停车，能够满足sae3级无人驾驶底盘线控需求，其包括：
42.主行车制动系统：主ebs控制器、前桥模块、后桥模块、轮速传感器、制动器、连接气路、连接线路。ebs控制器接收adcu减速度控制指令，根据工况综合计算得出前后桥制动压力，通过总线传输制动命令给前、后桥模块，前、后桥模块输出对应气压给制动气室，实现车辆制动减速，ebs控制器根据轮速信息对减速过程进行闭环控制。此为第一种车辆减速控制
方式。
43.冗余行车制动系统：冗余ebs控制器、气压调节模块、连接气路、连接线路、与主行车制动系统共用前后桥模块、制动器。其中，所述气压调节模块包括：asr电磁阀和abs电磁阀，冗余ebs控制器接收adcu减速度控制指令，并监控主ebs控制器故障状态，当主行车制动系统功能正常时，冗余ebs控制器不进行任何输出动作；当主行车制动系统故障不能响应adcu减速度控制时，冗余ebs控制器根据减速度指令、车辆工况综合计算得出控制压力，并通过asr电磁阀、abs电磁阀调制出计算压力输出给前后桥模块控制口，对车辆进行降级减速控制，期间无制动力分配、防抱死功能，此过程模拟驾驶员踩下制动踏板，机械制动系统工作过程。此为第二种车辆减速控制方式。
44.电子驻车制动系统：电子驻车模块、连接气路、连接线路、弹簧制动缸。电子驻车系统接收adcu控制指令，对弹簧制动缸压力进行精确控制；车辆运行过程中，当主行车制动系统、冗余行车制动系统同时失效时，电子驻车系统可响应adcu减速度控制指令，对车辆进行减速控制，期间无制动力分配、防抱死功能失效，此为第三种车辆减速控制方式。
45.主转向控制系统：主eps控制器、电机、液压油路、连接线路；eps控制器接收adcu控制指令，对转向轮转角进行角度、角速度控制，保证车辆按既定轨迹形式。此为第一种转向控制方式。
46.冗余转向控制系统：冗余eps控制器、电机、与主转向系统共用液压油路、连接线路；冗余eps控制器接收adcu控制指令，并对主eps控制器监控，当主eps系统故障时，冗余eps控制器执行adcu控制指令，对车辆行驶轨迹进行控制，此过程模拟电液助力转向机械系统工作过程，此为第二种转向控制方式。
47.制动转向控制系统：不新增部件，基于上述系统部件实现的新功能。当主转向控制系统、冗余转向控制系统故障时，adcu发送转向控制指令给主ebs控制器，ebs控制器根据工况综合计算，对某个或某几个车轮进行独立制动，实现车辆姿态调整、转向控制功能，使车辆按照既定轨迹行驶，此为第三种转向控制方式。
48.多网络交叉通讯系统：为提高整体可靠性，避免各系统故障状态的相互干扰，采用多网络交叉通讯系统。三种行车制动控制系统通过独立can通道与adcu连接，三种转向控制系统通过独立的can通道与adcu连接，保证各通道故障解耦。
49.多电源系统：为提高整体可靠性，除整车原有供电系统，新增一组电源系统，用于备份制动、备份转向的冗余电源，当主电源网络故障时，备份电源保证车辆有足够的时间进行跛行停车。
50.在另一个具体的例子中，为进一步说明本发明实施例的技术方案，结合说明书附图，本发明实施例的具体实施方式如下：
51.如图2所示，ebs控制器与脚阀模块、前轴左右abs电磁阀硬线相连，与前桥模块、后桥模块can总线相连，ebs根据adcu can总线传输的减速度指令，结合当前车辆工况计算生成对应的前后桥制动力，并通过can总线将制动压力命令传输给前桥模块、后桥模块。前桥模块与左、右abs电磁阀气路相连，前桥模块根据ecu压力指令输出既定的气压到左右制动回路，经过左右abs电磁阀进一步调制输出给前轴左右制动器相同或不同的制动压力进行控制；后桥模块输出气路与弹簧制动缸行车制动腔相连，后桥模块两路气路可独立控制，执行ebs压力控制指令，给后桥左右制动器输出相同或不同的制动压力进行控制。
52.前桥abs轮速传感器与前桥模块相连，前桥模块将前桥左右轮速信号通过can总线发送给ebs ecu；后桥左右abs轮速传感器与后桥模块相连，后桥模块将后桥左右轮速信号通过can总线发送给ebs ecu。ebs执行adcu减速度控制指令，通过轮速传感器信号进行闭环控制，实现车辆第一种也是主要的行车减速控制功能。
53.主行车制动系统可对每个轮单独施加特定的制动压力，当adcu监控到eps系统故障，又车辆有转向需求时，adcu发出制动转向控制需求，ebs根据转向需求、车速、车重等工况，对车辆实施单轮制动，以达到降级控制车辆运行轨迹目的，横摆角传感器与ebs ecu can线相连，实时监控车辆姿态，对轨迹控制进行闭环。
54.冗余制动系统r
‑
ebs与气压调节模块相连，气压调节模块与脚阀控制口相连，r
‑
ebs可接收adcu减速度指令，根据工况计算目标减速度脚阀所需控制压力，通过气压调节模块调节输出此控制压力，并通过前后气压制动管路实现车辆制动，此过程模拟ebs电子制动功能失效，驾驶员踩下制动踏板通过气压制动对车辆减速过程。r
‑
ebs与主ebs相互监控。两个系统都正常工作时，主ebs执行adcu减速度命令；主ebs故障时，r
‑
ebs执行adcu减速度命令，同时系统发出警报，通知adcu或安全员及时处理故障；r
‑
ebs故障时，主ebs执行adcu减速度命令，同时系统发出警报，通知adcu或安全员及时处理故障。
55.epb模块输出气路与后桥左右弹簧制动缸驻车制动气室相连，epb模块可在车辆静止状态下，可接受adcu指令实现车辆驻车和解除驻车。epb模块内部集成压力传感器，可对驻车制动气室压力精准调节，若果行车过程adcu监控到主ebs、r
‑
ebs同时失效，adcu可发送减速度命令给epb，epb模块通过调节驻车气室压力车辆实施驻车回路的减速度控制，实现第三种减速控制方式。
56.如图3所示，图3为线控底盘的can通讯路径和电源网络。主ebs、主eps与网关can总线相连，与车辆其它各系统、adcu进行通讯，并通过电源1供电，此回路为车辆主制动、转向回路；r
‑
eps、r
‑
ebs与adcu直接相连，通过电源2进行供电，此回路为制动、转向备份回路，备份制动转向控制器对主回路控制器进行监控，当识别到主回路制动、转向控制器故障时，可直接接收adcu指令进行制动、转向控制。冗余回路与主回路供电、通讯完全独立，又相互监督，避免单条回路故障的相互干扰最大程度保证系统安全。此外，epb与整车第二路can总线相连，使用电源1进行供电，两路制动同时失效时，epb可提供第三种停车方式，其中，cgw为网关。
57.本实施例的技术方案，通过主行车制动系统实现行车制动，所述主行车制动系统包括：主ebs控制器、前桥模块、后桥模块、前轴左制动器、前轴右制动器、后轴左弹簧制动缸和后轴右弹簧制动缸，所述主ebs控制器和所述前桥模块相连，所述前桥模块和所述前轴左制动器相连，所述前桥模块和所述前轴右制动器相连，所述主ebs控制器和所述后桥模块相连，所述后桥模块和所述后轴左弹簧制动缸相连，所述后桥模块和所述后轴右弹簧制动缸相连；其中，所述主ebs控制器在接收自动驾驶控制单元adcu通过can总线传输的减速度控制指令后，根据当前车辆工况计算得到前后桥制动压力，根据所述前后桥制动压力生成制动压力命令，通过can总线向前桥模块和后桥模块传输制动压力命令，所述前桥模块根据所述制动压力命令向所述前轴左制动器和前轴右制动器输出制动压力，所述后桥模块根据所述制动压力命令向所述后轴左弹簧制动缸和后轴右弹簧制动缸输出制动压力，以实现能够提高底盘电控系统整体安全性、可靠性，可实现制动、转向电控方面的备份冗余，即便某一
部分出现故障也能安全停车，能够满足sae3级无人驾驶底盘线控需求。