一种适用于自动驾驶的制动冗余备份系统及制动方法技术方案

本申请涉及适用于自动驾驶的制动冗余备份系统及制动方法，数据采集传感器组与集成式电子助力器、制动备份单元相连接，并用于采集车辆运行状态数据；自动驾驶辅助子系统通过汽车总线与集成式电子助力器、制动备份单元相连接，并用于根据车辆运行状态数据生成制动指令；集成式电子助力器与四个轮子以及两个电子驻车执行器相连，并用于响应制动指令，并进行制动；制动备份单元与四个轮子以及两个电子驻车执行器相连，并用于当集成式电子助力器出现故障时响应制动指令，并进行制动。本申请能解决相关技术中仅集中于针对电动助力建压、ABS、电子驻车等某一方面的备份进行研究，而未对各功能模块系统性的集成、高度冗余备份方案进行研究的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于自动驾驶的制动冗余备份系统及制动方法
本申请涉及自动驾驶汽车制动
，特别涉及一种适用于自动驾驶的制动冗余备份系统及制动方法。
技术介绍
汽车自动驾驶技术发展至今已有数十年的历史。于21世纪初呈现出接近实用化的趋势。自动驾驶就是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标。自动驾驶的实现得益于线控制动技术的发展，线控制动具备响应速度快、精度高等优势，并逐步取代传统的真空助力应用于高级驾驶辅助系统，但引入线控制动后潜在的故障和失效会给制动系统造成安全隐患，保证制动系统的安全可靠性对系统方案提出了更高的要求，通过增加电子控制单元的软硬件备份，开发冗余备份系统进行容错设计是避免系统失效最有效的方法。目前，采用电子助力器及ESC(ElectronicStabilityControl，电子稳定控制系统)相结合的线控制动系统方案已被应用诸多车型，便于纯电动车实现制动能量回收。然而，上述方案未对ESC进行备份，当ESC失效时，制动系统无法对制动轮缸压力进行调节，且若将EPB(ElectricalParkingBrake，电子驻车)控制软件集成于ESC中，在ESC失效时相应地也会引起应急行车制动和驻车制动失效，易造成整车制动安全事故。现有方法多集中于针对电动助力建压、ABS(制动防抱死系统，antilockbrakesystem)、电子驻车等某一方面的备份进行研究，而在适用于自动驾驶制动系统各功能模块系统性的集成、高度冗余备份方案等方面有待进一步的研究。<br>
技术实现思路
本申请实施例提供一种适用于自动驾驶的制动冗余备份系统及制动方法，以解决相关技术中仅集中于针对电动助力建压、ABS、电子驻车等某一方面的备份进行研究，而未对各功能模块系统性的集成、高度冗余备份方案进行研究的问题。第一方面，提供了一种适用于自动驾驶的制动冗余备份系统，其包括数据采集传感器组、集成式电子助力器、制动备份单元、自动驾驶辅助子系统；所述数据采集传感器组与所述集成式电子助力器、制动备份单元相连接，并用于采集车辆运行状态数据；所述自动驾驶辅助子系统通过汽车总线与所述集成式电子助力器、制动备份单元相连接，并用于根据所述车辆运行状态数据生成制动指令；所述集成式电子助力器包括电子助力器本体以及集成于所述电子助力器本体上的ESC模块和主电子驻车控制器，所述集成式电子助力器通过液压制动管与两个前轮和两个后轮相连，并通过主供电电路与分别组设于两个后轮上的两个电子驻车执行器相连，所述集成式电子助力器用于响应所述制动指令，并进行制动；所述制动备份单元内集成有备份ESC模块、主动增压模块和从电子驻车控制器，所述制动备份单元通过液压制动管与两个前轮和两个后轮相连，并通过从供电电路与两个电子驻车执行器相连，所述制动备份单元用于当所述集成式电子助力器出现故障时响应所述制动指令，并进行制动。一些实施例中，所述液压制动管包括：第一液压制动管，其连接所述集成式电子助力器与所述制动备份单元；第二液压制动管，其连接所述制动备份单元与两个所述前轮和两个所述后轮；其中，所述集成式电子助力器通过所述第一液压制动管和所述第二液压制动管与两个所述前轮和两个所述后轮相连。一些实施例中，所述制动备份单元还用于监控集成式电子助力器的运行状态，且当集成式电子助力器发生故障时，所述制动备份单元接收集成式电子助力器发送的报警信号；所述集成式电子助力器还用于监控制动备份单元的运行状态，且当制动备份单元发生故障时，所述集成式电子助力器接收制动备份单元发送的报警信号。一些实施例中，所述数据采集传感器组设有两个，且分别为主数据采集传感器组和从数据采集传感器组，所述主数据采集传感器组与所述集成式电子助力器相连，所述从数据采集传感器组与所述制动备份单元相连。一些实施例中，所述制动冗余备份系统还包括主电源和从电源，所述主电源与所述集成式电子助力器及主数据采集传感器组相连，所述从电源与所述制动备份单元和从数据采集传感器组相连。第二方面，提供了一种使用如上所述的适用于自动驾驶的制动冗余备份系统进行车辆制动的制动方法，包括如下步骤：所述数据采集传感器组采集车辆运行状态数据；所述自动驾驶辅助子系统获取所述集成式电子助力器、制动备份单元的运行状态，所述自动驾驶辅助子系统根据所述车辆运行状态数据生成制动指令，并发送至所述汽车总线；当所述集成式电子助力器正常时，所述集成式电子助力器响应所述制动指令，对车辆进行制动；当所述集成式电子助力器故障，且所述制动备份单元正常时，所述制动备份单元响应所述制动指令，对车辆进行制动。一些实施例中，所述自动驾驶辅助子系统获取所述集成式电子助力器、制动备份单元的运行状态，具体包括如下步骤：所述集成式电子助力器进行周期性自检，并将自检所得到的运行状态发送至所述汽车总线；所述制动备份单元进行周期性自检，并将自检所得到的运行状态发送至所述汽车总线；所述自动驾驶辅助子系统从所述汽车总线获取运行状态。一些实施例中，若所述电子助力器本体、ESC模块和主电子驻车控制器中至少一种出现故障，则所述集成式电子助力器的运行状态为故障；若所述备份ESC模块、主动增压模块和从电子驻车控制器中至少一种出现故障，则所述制动备份单元的运行状态为故障。一些实施例中，当所述集成式电子助力器故障，且所述制动备份单元正常时，或当所述制动备份单元故障，且所述集成式电子助力器正常时，还包括如下步骤：所述自动驾驶辅助子系统报警，并对车辆进行限速。一些实施例中，还包括如下步骤：当所述集成式电子助力器和所述制动备份单元均故障时，所述自动驾驶辅助子系统报警，并控制车辆的油门开度为0。本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请实施例提供了一种适用于自动驾驶的制动冗余备份系统及制动方法，集成式电子助力器一方面集成ESC模块，可根据车辆运行状态数据实现ABS(制动防抱死系统，antilockbrakesystem)、TCS(牵引力控制系统，TractionControlSystem)、VDC(车辆动态控制系统，vehicledynamiccontrol)等ESC全部功能，另一方面集成主电子驻车控制器，正常时，由集成式电子助力器根据制动指令进行行车制动和驻车制动。同时，制动备份单元集成备份ESC模块、主动增压模块和从电子驻车控制器，在集成式电子助力器出现故障时，根据制动指令，通过主动增压模块进行液压行车制动，通过备份ESC模块实现制动压力调节，防止车轮抱死，同时实现横向稳定控制，保证车辆制动安全，通过从电子驻车控制器进行驻车制动。本申请采用集成式电子助力器与制动备份单元相结合的方式，其一方面，实现系统制动冗余备份容错功能，确保紧急情况下的制动控制，满足高级自动驾驶的安全可靠需求；其二方面，利用制动备份单元实现对集成式电子助力器进行四轮行车制动以及两轮驻车制动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于自动驾驶的制动冗余备份系统，其特征在于：其包括数据采集传感器组、集成式电子助力器(1)、制动备份单元(2)、自动驾驶辅助子系统(3)；/n所述数据采集传感器组与所述集成式电子助力器(1)、制动备份单元(2)相连接，并用于采集车辆运行状态数据；/n所述自动驾驶辅助子系统(3)通过汽车总线(4)与所述集成式电子助力器(1)、制动备份单元(2)相连接，并用于根据所述车辆运行状态数据生成制动指令；/n所述集成式电子助力器(1)包括电子助力器本体以及集成于所述电子助力器本体上的ESC模块和主电子驻车控制器，所述集成式电子助力器(1)通过液压制动管(12)与两个前轮和两个后轮相连，并通过主供电电路(5)与分别组设于两个后轮上的两个电子驻车执行器(7)相连，所述集成式电子助力器(1)用于响应所述制动指令，并进行制动；/n所述制动备份单元(2)内集成有备份ESC模块、主动增压模块和从电子驻车控制器，所述制动备份单元(2)通过液压制动管(12)与两个前轮和两个后轮相连，并通过从供电电路(6)与两个电子驻车执行器(7)相连，所述制动备份单元(2)用于当所述集成式电子助力器(1)出现故障时响应所述制动指令，并进行制动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种适用于自动驾驶的制动冗余备份系统，其特征在于：其包括数据采集传感器组、集成式电子助力器(1)、制动备份单元(2)、自动驾驶辅助子系统(3)；
所述数据采集传感器组与所述集成式电子助力器(1)、制动备份单元(2)相连接，并用于采集车辆运行状态数据；
所述自动驾驶辅助子系统(3)通过汽车总线(4)与所述集成式电子助力器(1)、制动备份单元(2)相连接，并用于根据所述车辆运行状态数据生成制动指令；
所述集成式电子助力器(1)包括电子助力器本体以及集成于所述电子助力器本体上的ESC模块和主电子驻车控制器，所述集成式电子助力器(1)通过液压制动管(12)与两个前轮和两个后轮相连，并通过主供电电路(5)与分别组设于两个后轮上的两个电子驻车执行器(7)相连，所述集成式电子助力器(1)用于响应所述制动指令，并进行制动；
所述制动备份单元(2)内集成有备份ESC模块、主动增压模块和从电子驻车控制器，所述制动备份单元(2)通过液压制动管(12)与两个前轮和两个后轮相连，并通过从供电电路(6)与两个电子驻车执行器(7)相连，所述制动备份单元(2)用于当所述集成式电子助力器(1)出现故障时响应所述制动指令，并进行制动。


2.如权利要求1所述的适用于自动驾驶的制动冗余备份系统，其特征在于，所述液压制动管(12)包括：
第一液压制动管(121)，其连接所述集成式电子助力器(1)与所述制动备份单元(2)；
第二液压制动管(122)，其连接所述制动备份单元(2)与两个所述前轮和两个所述后轮；其中，
所述集成式电子助力器(1)通过所述第一液压制动管(121)和所述第二液压制动管(122)与两个所述前轮和两个所述后轮相连。


3.如权利要求1所述的适用于自动驾驶的制动冗余备份系统，其特征在于：
所述制动备份单元(2)还用于监控集成式电子助力器(1)的运行状态，且当集成式电子助力器(1)发生故障时，所述制动备份单元(2)接收集成式电子助力器(1)发送的报警信号；
所述集成式电子助力器(1)还用于监控制动备份单元(2)的运行状态，且当制动备份单元(2)发生故障时，所述集成式电子助力器(1)接收制动备份单元(2)发送的报警信号。


4.如权利要求1所述的适用于自动驾驶的制动冗余备份系统，其特征在于：所述数据采集传感器组设有两个，且分别为主数据采集传感器组(8)和从数据采集传感器组(9)，所述主数据采集传感器组(8)与所述集成式电子助力器(1)相连，所述从数据采集传感器组(9)与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小卫，尹佳超，闫涛卫，王平，蔡静，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42