一种支持商用车完全自动驾驶的冗余制动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种支持商用车完全自动驾驶的冗余制动系统，属于商用车自动驾驶技术领域，该系统包括主控制模块、冗余控制模块、挂车控制阀、储气筒I、储气筒II、储气筒III、第一电源、第二电源、第一CAN网络、第二CAN网络、前桥左制动气室、前桥右制动气室、后桥左行车气室、后桥右行车气室、后桥左弹簧驻车气室、后桥右弹簧驻车气室、前桥和后桥的各个车轮分别安装有2个轮速传感器；主控制模块和冗余控制模块之间通过内部CAN网络进行通信；本发明专利技术从车辆感知、控制和执行全方面实现安全冗余，支持完全自动驾驶技术的制动安全需求，可广泛适用于商用车中的牵引车、载货卡车以及客车车型，如4X2，6X4等。

A redundant brake system supporting full automatic driving of commercial vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种支持商用车完全自动驾驶的冗余制动系统
本专利技术属于商用车自动驾驶
，具体涉及一种支持商用车完全自动驾驶的冗余制动系统。
技术介绍
完全自动驾驶作为自动驾驶技术的最高形式，通过传感器感知、5G通信、人工智能决策等技术的协作，可以极大的提升道路安全。另一方面，以创造社会价值为主体的商用车，自动驾驶技术还可以节约人力成本、提高燃油经济性以及优化社会资源等。因此，近年来自动驾驶技术迎来快速发展期。而车辆的制动系统作为保证车辆安全行驶的重要内容，是保证自动驾驶技术发展的一项重要前提技术。对于商用车，业内现有的气压制动系统已经可以通过电子控制技术，实现响应外部发送的制动请求(比如自动驾驶控制器)，实现自动刹车。但因为现有的电控制动系统并未针对自动驾驶技术进行冗余设计。所以当影响自动刹车功能的故障发生时，该自动刹车功能将失效，退出自动驾驶模式。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种支持商用车完全自动驾驶的冗余制动系统，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种支持商用车完全自动驾驶的冗余制动系统，包括主控制模块、冗余控制模块、储气筒I、储气筒II、储气筒III、第一电源、第二电源、第一CAN网络、第二CAN网络、前桥左制动气室、前桥右制动气室、后桥左行车气室、后桥右行车气室、后桥左弹簧驻车气室、后桥右弹簧驻车气室、前桥和后桥的各个车轮分别安装有2个轮速传感器；主控制模块和冗余控制模块之间通过气路连接，主控制模块和冗余控制模块之间通过内部CAN网络进行通信；主控制模块与第一电源、第一CAN网络、前桥和后桥各个车轮上的轮速传感器通过线路连接；主控制模块与储气筒II、前桥左制动气室、前桥右制动气室通过气路连接；冗余控制模块与第二电源、第二CAN网络、前桥和后桥各个车轮上的轮速传感器通过线路连接；冗余控制模块与储气筒I、后桥左行车气室、后桥右行车气室、后桥左弹簧驻车气室、后桥右弹簧驻车气室通过气路连接；主控制模块，被配置为用于对前桥施加行车气压制动，通过内部CAN网络通信和冗余控制模块对后桥施加行车气压制动；包括主控制器、前桥行车电磁阀和前桥行车备压阀；主控制器，被配置为用于接收轮速传感器的信号、CAN网络通信信号以及对前桥行车电磁阀、前桥行车备压阀进行促动控制；前桥行车电磁阀，被配置为用于对前桥左制动气室和前桥右制动气室进行独立控制，根据主控制器的促动控制，输出对应的控制气压；前桥行车备压阀，被配置为用于当主控制模块失效时，冗余控制模块通过前桥行车备压阀控制前桥进行气压制动；冗余控制模块，被配置为用于通过主控制模块和内部CAN网络通信对后桥施加行车气压制动，对前桥施加冗余的行车气压制动，对后桥及挂车施加冗余的驻车气压制动；包括冗余控制器、后桥行车电磁阀、后桥及挂车驻车电磁阀和前桥冗余控制电磁阀；冗余控制器，被配置为用于接收轮速传感器的信号、CAN网络通信信号以及对后桥行车电磁阀、后桥及挂车驻车电磁阀和前桥冗余控制电磁阀进行促动控制；后桥行车电磁阀，被配置为用于对后桥左行车气室和后桥右行车气室进行独立控制；后桥及挂车驻车电磁阀，被配置为用于对后桥左弹簧驻车气室、后桥右弹簧驻车气室及挂车进行驻车气压控制；前桥冗余控制电磁阀，被配置为用于根据冗余控制器的促动控制，输出对应的用于前桥备压的控制气压。优选地，该系统还包括挂车控制阀，被配置为用于对挂车部分实施制动，挂车控制阀与主控制模块通过线路连接；挂车控制阀与冗余控制模块和储气筒III通过气路连接；主控制模块通过挂车控制阀对挂车施加行车气压制动；冗余控制模块通过挂车控制阀对挂车施加冗余的驻车气压制动；挂车控制阀包括挂车制动控制器和挂车制动电磁阀；挂车制动控制器，被配置为用于接收主控制模块与冗余控制模块对挂车制动的促动控制；挂车制动电磁阀，被配置为用于根据主控制模块与冗余控制模块对挂车制动的促动控制，输出对应的挂车制动气压。优选地，冗余控制模块包括13个接口：分别命名为冗余11口、冗余12口、冗余21口、冗余22口、冗余31口、冗余32口、冗余13口、冗余23.1口、冗余23.2口、冗余33口、冗余14口、冗余24口、冗余34口；冗余11口—连接储气筒I，为左后轮气压制动提供系统气压；冗余12口—连接储气筒I，为右后轮气压制动提供系统气压；冗余21口—连接后桥左行车气室，为左后轮气压制动提供输出气压；冗余22口—连接后桥右行车气室，为右后轮气压制动提供输出气压；冗余31口—为左后轮气压制动排气口；冗余32口—为右后轮气压制动排气口；冗余13口—连接储气筒III，为电子驻车气压制动提供系统气压；冗余23.1口—连接后桥左侧弹簧制动气室和右侧弹簧制动气室的驻车腔，为后桥驻车气压制动提供输出气压；冗余23.2口—为挂车气压制动提供输出气压；冗余33口—为电子驻车气压控制排气口；冗余14口—连接储气筒I，为前桥冗余气压控制提供系统气压；冗余24口—为前桥冗余气压控制提供控制气压；冗余34口—为前桥冗余气压控制排气口。优选地，主控制模块包括7个接口：分别命名为主11口、主12口、主21口、主22口、主31口、主32口、主4口；主11口—连接储气筒II，为左前轮气压制动提供系统气压；主12口—连接储气筒II，为右前轮气压制动提供系统气压；主21口—连接前桥左制动气室，为左前轮气压制动提供输出气压；主22口—连接前桥右制动气室，为右前轮气压制动提供输出气压；主31口—为左前轮气压制动排气口；主32口—为右前轮气压制动排气口；主4口—连接冗余控制模块中的冗余24口。优选地，挂车控制阀包括5个接口：分别命名为挂车制动11口、挂车制动21口、挂车制动22口、挂车制动3口、挂车制动4口；挂车制动11口—连接储气筒III，为挂车制动提供系统气压；挂车制动21口—连接挂车的供气管；挂车制动22口—连接挂车的控制管；挂车制动3口—为挂车气压控制排气口；挂车制动4口—连接冗余控制模块的冗余23.2口，为挂车制动提供冗余控制气压。优选地，主控制模块中的前桥行车电磁阀，包括前桥行车调压阀、前桥行车继动阀和前桥行车气压传感器；前桥行车调压阀，由一组两位两通电磁阀组成，被配置为用于作为前桥行车继动阀的先导阀，确定前桥控制气压的大小；前桥行车继动阀，被配置为用于联合前桥行车调压阀，实现输出特定的前桥控制气压；前桥行车气压传感器，被配置为用于测量前桥的控制输出气压。优选地，冗余控制模块中的后桥行车电磁阀，包括后桥行车调压阀、后桥行车继动阀和后桥行车气压传感器；后桥行车调压阀，由一组两位两通电磁阀组成，被配置为用于作为后桥继动阀的先导阀，确定后桥行车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持商用车完全自动驾驶的冗余制动系统，其特征在于：包括主控制模块、冗余控制模块、储气筒I、储气筒II、储气筒III、第一电源、第二电源、第一CAN网络、第二CAN网络、前桥左制动气室、前桥右制动气室、后桥左行车气室、后桥右行车气室、后桥左弹簧驻车气室、后桥右弹簧驻车气室、前桥和后桥的各个车轮分别安装有2个轮速传感器；/n主控制模块和冗余控制模块之间通过气路连接，主控制模块和冗余控制模块之间通过内部CAN网络进行通信；/n主控制模块与第一电源、第一CAN网络、前桥和后桥各个车轮上的轮速传感器通过线路连接；主控制模块与储气筒II、前桥左制动气室、前桥右制动气室通过气路连接；/n冗余控制模块与第二电源、第二CAN网络、前桥和后桥各个车轮上的轮速传感器通过线路连接；冗余控制模块与储气筒I、后桥左行车气室、后桥右行车气室、后桥左弹簧驻车气室、后桥右弹簧驻车气室通过气路连接；/n主控制模块，被配置为用于对前桥施加行车气压制动，通过内部CAN网络通信和冗余控制模块对后桥施加行车气压制动；包括主控制器、前桥行车电磁阀和前桥行车备压阀；/n主控制器，被配置为用于接收轮速传感器的信号、CAN网络通信信号以及对前桥行车电磁阀、前桥行车备压阀进行促动控制；/n前桥行车电磁阀，被配置为用于对前桥左制动气室和前桥右制动气室进行独立控制，根据主控制器的促动控制，输出对应的控制气压；/n前桥行车备压阀，被配置为用于当主控制模块失效时，冗余控制模块通过前桥行车备压阀控制前桥进行气压制动；/n冗余控制模块，被配置为用于通过主控制模块和内部CAN网络通信对后桥施加行车气压制动，对前桥施加冗余的行车气压制动，对后桥及挂车施加冗余的驻车气压制动；包括冗余控制器、后桥行车电磁阀、后桥及挂车驻车电磁阀和前桥冗余控制电磁阀；/n冗余控制器，被配置为用于接收轮速传感器的信号、CAN网络通信信号以及对后桥行车电磁阀、后桥及挂车驻车电磁阀和前桥冗余控制电磁阀进行促动控制；/n后桥行车电磁阀，被配置为用于对后桥左行车气室和后桥右行车气室进行独立控制；/n后桥及挂车驻车电磁阀，被配置为用于对后桥左弹簧驻车气室、后桥右弹簧驻车气室及挂车进行驻车气压控制；/n前桥冗余控制电磁阀，被配置为用于根据冗余控制器的促动控制，输出对应的用于前桥备压的控制气压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种支持商用车完全自动驾驶的冗余制动系统，其特征在于：包括主控制模块、冗余控制模块、储气筒I、储气筒II、储气筒III、第一电源、第二电源、第一CAN网络、第二CAN网络、前桥左制动气室、前桥右制动气室、后桥左行车气室、后桥右行车气室、后桥左弹簧驻车气室、后桥右弹簧驻车气室、前桥和后桥的各个车轮分别安装有2个轮速传感器；
主控制模块和冗余控制模块之间通过气路连接，主控制模块和冗余控制模块之间通过内部CAN网络进行通信；
主控制模块与第一电源、第一CAN网络、前桥和后桥各个车轮上的轮速传感器通过线路连接；主控制模块与储气筒II、前桥左制动气室、前桥右制动气室通过气路连接；
冗余控制模块与第二电源、第二CAN网络、前桥和后桥各个车轮上的轮速传感器通过线路连接；冗余控制模块与储气筒I、后桥左行车气室、后桥右行车气室、后桥左弹簧驻车气室、后桥右弹簧驻车气室通过气路连接；
主控制模块，被配置为用于对前桥施加行车气压制动，通过内部CAN网络通信和冗余控制模块对后桥施加行车气压制动；包括主控制器、前桥行车电磁阀和前桥行车备压阀；
主控制器，被配置为用于接收轮速传感器的信号、CAN网络通信信号以及对前桥行车电磁阀、前桥行车备压阀进行促动控制；
前桥行车电磁阀，被配置为用于对前桥左制动气室和前桥右制动气室进行独立控制，根据主控制器的促动控制，输出对应的控制气压；
前桥行车备压阀，被配置为用于当主控制模块失效时，冗余控制模块通过前桥行车备压阀控制前桥进行气压制动；
冗余控制模块，被配置为用于通过主控制模块和内部CAN网络通信对后桥施加行车气压制动，对前桥施加冗余的行车气压制动，对后桥及挂车施加冗余的驻车气压制动；包括冗余控制器、后桥行车电磁阀、后桥及挂车驻车电磁阀和前桥冗余控制电磁阀；
冗余控制器，被配置为用于接收轮速传感器的信号、CAN网络通信信号以及对后桥行车电磁阀、后桥及挂车驻车电磁阀和前桥冗余控制电磁阀进行促动控制；
后桥行车电磁阀，被配置为用于对后桥左行车气室和后桥右行车气室进行独立控制；
后桥及挂车驻车电磁阀，被配置为用于对后桥左弹簧驻车气室、后桥右弹簧驻车气室及挂车进行驻车气压控制；
前桥冗余控制电磁阀，被配置为用于根据冗余控制器的促动控制，输出对应的用于前桥备压的控制气压。


2.根据权利要求1所述的支持商用车完全自动驾驶的冗余制动系统，其特征在于：该系统还包括挂车控制阀，被配置为用于对挂车部分实施制动，挂车控制阀与主控制模块通过线路连接；挂车控制阀与冗余控制模块和储气筒III通过气路连接；主控制模块通过挂车控制阀对挂车施加行车气压制动；冗余控制模块通过挂车控制阀对挂车施加冗余的驻车气压制动；
挂车控制阀包括挂车制动控制器和挂车制动电磁阀；
挂车制动控制器，被配置为用于接收主控制模块与冗余控制模块对挂车制动的促动控制；
挂车制动电磁阀，被配置为用于根据主控制模块与冗余控制模块对挂车制动的促动控制，输出对应的挂车制动气压。


3.根据权利要求2所述的支持商用车完全自动驾驶的冗余制动系统，其特征在于：冗余控制模块包括13个接口：分别命名为冗余11口、冗余12口、冗余21口、冗余22口、冗余31口、冗余32口、冗余13口、冗余23.1口、冗余23.2口、冗余33口、冗余14口、冗余24口、冗余34口；
冗余11口—连接储气筒I，为左后轮气压制动提供系统气压；
冗余12口—连接储气筒I，为右后轮气压制动提供系统气压；
冗余21口—连接后桥左行车气室，为左后轮气压制动提供输出气压；
冗余22口—连接后桥右行车气室，为右后轮气压制动提供输出气压；
冗余31口—为左后轮气压制动排气口；
冗余32口—为右后轮气压制动排气口；
冗余13口—连接储气筒III，为电子驻车气压制动提供系统气压；
冗余23.1口—连接后桥左侧弹簧制动气室和右侧弹簧制动气室的驻车腔，为后桥驻车气压制动提供输出气压；
冗余23.2口—为挂车气压制动提供输出气压；
冗余33口—为电子驻车气压控制排气口；
冗余14口—连接储气筒I，为前桥冗余气压控制提供系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，王云志，
申请(专利权)人：威伯科汽车控制系统中国有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37