[发明专利]一种自动驾驶汽车集成式多冗余电子液压制动系统及方法

说明书

本发明公开了于一种自动驾驶汽车集成式多冗余电子液压制动系统及方法，涉及汽车制动技术领域，系统硬件结构包括：制动踏板、踏板感觉模拟器、次级主缸、两个制动主缸、配套传动机构以及电机，两者互为冗余；液压控制单元HCU、电子控制系统ECU、多个压力传感器和电磁阀；控制方法包括：当其中一电机失效时，另一电机立刻接管；当双电机系统失效时，人力成为制动力来源，经过失效备份液压回路，与驱动电机共同作用实现制动；当集成式电子液压制动系统失效时，电子驻车制动器和驱动电机在控制系统作用下进行制动，其中驱动电机制动采取回馈制动叠加反接制动；本发明采用多冗余制动形式，提高自动驾驶汽车的安全性能。

技术领域

本发明涉及的是汽车制动技术的领域，特别是适用于一种自动驾驶汽车集成式多冗余电子液压制动系统及方法。

背景技术

随着汽车技术的发展，汽车正在朝着智能化，电动化的方向发展，而自动驾驶汽车要求制动系统具备冗余备份系统，用来确保制动系统出现失效时，汽车仍能安全行驶。针对自动驾驶汽车冗余方案，对于L2，博世采用ibooster+ESP，ibooster是电控刹车系统用来代替传统的真空助力泵，在ibooster失效时，ESP提供冗余制动的功能；大陆采用MKC1+MK100HBE(ESC)，液压制动单元发生故障时，ESC(防侧滑装置)就会启动。对于L3+，伯特利公司的线控制动系统(WCBS)采用EHB+双控EPB，EHB失效时，双控EPB控制后轮制动，双控EPB减少了制动液泄露风险，成本低于其他方案；博世IPB+RBU(RBU可以理解为第二个EHB，直接与主缸相连)，冗余单元RBU直接与主缸相连，EHB失效时，依靠主缸的制动液建压，推动主缸活塞。基于以上技术方法，本专利设计多冗余备份的电子液压制动系统，分别从硬件和软件层面来提高自动驾驶汽车的安全性。

发明内容

本发明提供了用于一种自动驾驶汽车集成式多冗余电子液压制动系统及方法，采用双电机的形式，进一步保障车辆制动系统的安全性。

其技术方案如下：

一种自动驾驶汽车集成式多冗余电子液压制动系统包括液压控制单元HCU、电子控制系统ECU、电子驻车制动系统EPB和人力制动系统，其中，其中，人力制动系统包括制动踏板、制动缸和储液油杯，储液油杯连接制动缸，所述制动缸包括人力制动主缸、第一液压缸和第二液压缸，制动踏板驱动人力制动主缸以产生制动力，第一液压缸和第二液压缸并联连接相同的、互为冗余的第一、第二电机；液压控制单元HCU包括一组连接两个前轮/后轮轮缸的失效备份电磁阀，失效备份电磁阀连接人力制动主缸；HCU还包括两组连接汽车四轮轮缸的控制电磁阀，第一、第二电机分别连接一组控制电磁阀，每一组电磁阀均通过压力传感器连接汽车的四个轮缸，第一、第二电机在电子控制系统ECU的控制下驱动电磁阀开/闭，实现汽车四个轮缸的液压制动；电子驻车制动系统EPB为独立的控制系统，当接收到第一、第二电机均失效的失效信号时，实现紧急制动。

作为优选，失效备份电磁阀均为常开阀，所述控制电磁阀均为常开阀。

作为优选，人力制动主缸前腔、后腔的进液口分别连接储液油杯的两路出液口以获得杯内制动液，人力制动主缸前腔、后腔的出液口分别连接第一失效备份电磁阀、第二失效备份电磁阀；储液油杯的出液口还连接第一、第二液压缸的进液口。

作为优选，第一、第二液压缸的出液口分别连接一组控制汽车四轮的控制电磁阀，同时，第一、第二液压缸的缸内活塞杆通过第一、第二传动机构与第一、第二电机相连，第一、第二电机在电子控制单元ECU的控制下，将电力转换为作用力通过第一、第二传动机构推动活塞杆，使液压缸内的制动液流经对应的控制电磁阀，流入对应制动轮缸，实现制动控制。

作为优选，人力制动主缸后腔进液口连接第一失效备份电磁阀，前腔进液口连接第二失效备份电磁阀和踏板感觉模拟电磁阀，踏板感觉模拟电磁阀连接踏板感觉模拟器，以模拟驾驶员的制动意图。

本发明还公开了一种自动驾驶汽车集成式多冗余电子液压制动系统的制动方法，包括以下步骤：