新型电液制动系统及制动方法技术方案

本发明专利技术提出一种新型电液制动系统及制动方法，包括：VCU、制动动力模块、增压模块、储液缸、主缸、ABS泵、制动轮缸和高速开关阀；所述VCU与制动动力模块和高速开关阀构成电气连接，所述制动动力模块连接增压模块，所述增压模块连接主缸；所述储液缸连通主缸，所述主缸经高速开关阀连接ABS泵，所述ABS泵连接制动轮缸。其在结构上取消了制动踏板、次级主缸、解耦缸等结构，在体积上更加精简、在成本上更有优势。

New electro-hydraulic braking system and braking method

【技术实现步骤摘要】
新型电液制动系统及制动方法
本专利技术涉及汽车制动领域，尤其涉及一种主要用于L4或L5无人驾驶车辆的新型电液制动系统及制动方法。
技术介绍
传统液压制动系统由于真空助力器的存在，在高海拔、低温环境会导致真空获得不足，从而影响制动性能，且由于真空助力器的存在，导致整体机构体积过大，电子液压制动系统应运而生，电子液压制动系统取消了真空助力器，保留了可靠的液压制动系统，以电子元件取代了部分机械连接，整体机构集成度更高、体积更小。在传统液压制动系统中，当驾驶员踩下制动踏板，在真空助力器辅助下，推动推杆，将主缸中的制动液压入四个轮缸中，高压油液推动轮缸中的活塞，推动制动盘从而产生制动力。其主要缺点在于：由于真空助力器的存在，导致车辆在高海拔与低温环境下，容易获得真空不足，影响制动效果，且真空助力器体积大，不易安装、拆卸、布置。而对于传统的电子液压制动系统，其缺点主要在于：虽然解决了传统液压制动系统的真空助力器的诸多问题，但是需要增加解耦缸、次级主缸、各类传感器等。。而随着无人自动驾驶技术的发展与推广，以上制动系统的方案越来越不能适应技术的进步。由于传统的制动系统方案依赖于制动踏板等结构，而L4或L5等无人驾驶车辆主要结合了摄像头、激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达、GPS、惯性测量装置等多种传感器来感知周围环境，因此，现有的制动方案难以满足无人驾驶车辆的制动需求。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术取消了传统电子液压制动系统的制动踏板、次级主缸、解耦缸等结构，设计了新的以VCU为核心的控制系统和方法，更适用于自动驾驶情景，其具体采用以下技术方案：一种新型电液制动系统，其特征在于，包括：VCU、制动动力模块、增压模块、储液缸、主缸、ABS泵、制动轮缸和高速开关阀；所述VCU与制动动力模块和高速开关阀构成电气连接，所述制动动力模块连接增压模块，所述增压模块连接主缸；所述储液缸连通主缸，所述主缸经高速开关阀连接ABS泵，所述ABS泵连接制动轮缸。优选地，所述制动动力模块包括分别连接VCU的第一制动动力模块和第二制动动力模块。优选地，所述第一制动动力模块包括相连接的第一电机控制器、第一电机和第一减速增矩齿轮；所述第二制动动力模块包括相连接的第二电机控制器、第二电机和第二减速增矩齿轮；所述第一电机控制器和第二电机控制器；所述增压模块包括相连接的齿条、推杆和活塞，所述推杆穿过主缸的一侧壁，所述活塞位于主缸内；所述齿条分别与第一减速增矩齿轮和第二减速增矩齿轮啮合；所述齿条连接位移传感器；所述位移传感器与VCU构成电气连接。优选地，所述主缸和ABS泵之间的油路上设置有压力传感器，所述压力传感器与VCU构成电气连接。以及根据以上优选新型电液制动系统的制动方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：所述VCU根据L4或L5无人驾驶车辆的传感器采集的数据判断是否需要制动，如需要制动则执行步骤S2；步骤S2：所述VCU控制第一电机控制器，驱动第一电机带动第一减速增矩齿轮转动，并根据位移传感器采集的数据判断齿条的位移是否正常，如正常，则执行步骤S4，如不正常，则执行步骤S3；步骤S3：所述VCU控制第二电机控制器，驱动第二电机带动第二减速增矩齿轮转动，并执行步骤S4；步骤S4：所述齿条推动活塞将储液缸中储存的高压油液，从主缸压入到ABS泵，所述ABS泵结合最佳滑移率，将高压制动液在四个制动轮缸中进行分配。优选地，在步骤S4中，所述压力传感器实时监控主缸流出油液压力，反馈给VCU，所述VCU通过PID控制算法对主缸建压进行实时鲁棒性控制。本专利技术及其优选方案可以满足L4及L5自动驾驶车辆搭载使用，集成度高、占用空间小。其能够结合L4、L5自动驾驶车辆的特性，更符合当前的技术发展趋势，由于制动意图是由VCU综合车辆外部环境和车身状态发来判断的，所以在结构上取消了制动踏板、次级主缸、解耦缸等结构，在体积上更加精简、在成本上更有优势。进一步地，通过双电机备份电子液压制动系统，解决了线控电子液压制动系统制动失效的痛点，当制动电机失效，备份制动电机依旧可以驱动从而进行制动。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：图1是本专利技术实施例装置整体结构示意图；图中：1-储液缸；2-主缸；3-ABS泵；4-制动轮缸；5-位移传感器；6-第二减速增矩齿轮；7-第二电机；8-第二电机控制器；9-VCU；10-第一电机控制器；11-第一电机；12-第一减速增矩齿轮；13-齿条；14-推杆；15-活塞；16-压力传感器；17-高速开关阀。具体实施方式为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：如图1所示，本实施例装置包括：VCU9、储液缸1、主缸2、ABS泵3、4个制动轮缸4、相连接的第一电机控制器10、第一电机11和第一减速增矩齿轮12，相连接的第二电机控制器8、第二电机7和第二减速增矩齿轮6，相连接的齿条13、推杆14和活塞15，位移传感器5、压力传感器16以及高速开关阀17。其中，VCU9分别压力传感器16、位移传感器5、第一电机控制器10、第二电机控制器8和高速开关阀17构成电气连接。在制动油路方面，储液缸1连通主缸2，主缸2则经高速开关阀17连接ABS泵3，ABS泵3连接制动轮缸4。压力传感器16设置在主缸2和ABS泵3之间的油路上，用于实时监测油压。对于提供制动动力的系统，在本实施例的设计方案当中，齿条13分别与第一减速增矩齿轮12和第二减速增矩齿轮6啮合，推杆14穿过主缸2的一侧壁，活塞15位于主缸2内；第一减速增矩齿轮12或第二减速增矩齿轮6如果被驱动转动，均能够推动活塞15在主缸2内进行压缩做功。齿条13连接位移传感器5，位移传感器5的作用是监控齿条13是否正确执行了推动活塞15的动作。本实施例方案一般搭载L4、L5无人驾驶车辆使用，L4、L5无人驾驶车辆结合了摄像头、激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达、GPS、惯性测量装置等多种传感器来感知周围环境，并通过VCU（整车控制器）9来判断当前车辆是否需要制动。在具体制动过程当中，VCU（整车控制器）9将制动意图传递给第一电机控制器10，第一电机控制器10控制第一电机11驱动，同时VCU（整车控制器）9控制高速开关阀17打开，第一电机11带动第一减速增矩齿轮12一同转动，与齿条13啮合，将第一电机11的扭矩转为直线的推力，推动推杆14和活塞15，将储液缸1中储存的高压油液，从主缸2压入到ABS泵3，ABS泵3结合最佳滑移率，将高压制动液在四个制动轮缸4中进行分配，同时压力传感器16实时监控主缸流出油液压力，反馈给VCU（整车控制器）9，VCU（整车控制器）9内通过PID等控制算法对主缸建压进行实时鲁棒性控制。如果当VCU（整车控制器）9将制动意图发送给第一电机控制器10，但位移传感器5反馈为0，证明制动失效。此时VCU（整车控制器）9将制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型电液制动系统，其特征在于，包括：VCU、制动动力模块、增压模块、储液缸、主缸、ABS泵、制动轮缸和高速开关阀；所述VCU与制动动力模块和高速开关阀构成电气连接，所述制动动力模块连接增压模块，所述增压模块连接主缸；所述储液缸连通主缸，所述主缸经高速开关阀连接ABS泵，所述ABS泵连接制动轮缸。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型电液制动系统，其特征在于，包括：VCU、制动动力模块、增压模块、储液缸、主缸、ABS泵、制动轮缸和高速开关阀；所述VCU与制动动力模块和高速开关阀构成电气连接，所述制动动力模块连接增压模块，所述增压模块连接主缸；所述储液缸连通主缸，所述主缸经高速开关阀连接ABS泵，所述ABS泵连接制动轮缸。


2.根据权利要求1所述的新型电液制动系统，其特征在于：所述制动动力模块包括分别连接VCU的第一制动动力模块和第二制动动力模块。


3.根据权利要求2所述的新型电液制动系统，其特征在于：所述第一制动动力模块包括相连接的第一电机控制器、第一电机和第一减速增矩齿轮；所述第二制动动力模块包括相连接的第二电机控制器、第二电机和第二减速增矩齿轮；所述第一电机控制器和第二电机控制器；所述增压模块包括相连接的齿条、推杆和活塞，所述推杆穿过主缸的一侧壁，所述活塞位于主缸内；所述齿条分别与第一减速增矩齿轮和第二减速增矩齿轮啮合；所述齿条连接位移传感器；所述位移传感器与VCU构成电气连接。


4.根据权利要求3所述的新型电...

【专利技术属性】
技术研发人员：查云飞，郑寻，马芳武，陈文强，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建;35