一种用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置

1.本发明涉及汽车智能化控制技术领域，具体是一种用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置。

背景技术：

2.随着科学技术的不断发展与进步，人们对汽车安全性的要求与日俱增，而优异的制动性能是现代汽车安全性的一个重要评价标志。随着机电技术的发展，电子技术不断渗入汽车制动系统，出现了电子驻车系统(epb)。epb系统采用机械传动和电控方式并用的电机驱动来实施驻车制动的电子化控制，具有静态驻车制动、动态应急制动、坡道辅助起步、应急制动、应急解锁、报警等特点。目前，epb系统已经在国内外轿车上普遍应用，并有向所有汽车普及的趋势。
3.虽然epb系统节省空间，易于操作，可以在发动机熄火后自动施加驻车制动，使汽车变得更加安全。但其仍存在明显缺陷：它的稳定性没有传统刹车好，一旦失灵，车主无法自行处理，存在安全隐患；并且生活中人们有时需要将汽车停靠在斜坡上，由于汽车重力的作用，若不对汽车加以制动，汽车会沿斜坡下滑，会引发安全事故。
4.尽管现有的epb系统能制动汽车，但其有时会由于某些原因而丧失作用，无法提供安全保障。为解决这一问题，本文提供了一种自动驾驶汽车驻车冗余制动装置，用于在自动驾驶汽车停放在斜坡上的情况下，当汽车司机收到epb系统失效无法使驻车制动执行组件作用时，采用一些手段激活辅助驻车机构保证汽车安稳停放。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置，包括：
8.网络区域总线，与车辆通讯相连，用于通过时间触发机制并根据事件触发依靠消息的优先级来确定发送顺序，从而提高总线利用率：
9.控制平台，用于执行制动控制算法的程序指令。
10.作为本发明的进一步技术方案，所述控制平台包括：
11.驻车制动执行组件，安装在车辆上，用于向车辆施加制动力；
12.主驻车制动控制器，用来提供一个或多个施加到驻车制动执行组件的控制信号，以响应于请求驻车制动执行组件施加的信号，从而使驻车制动执行组件发挥作用；
13.冗余驻车制动控制器，用来提供一个或多个施加到驻车制动执行组件的控制信号，以响应于主驻车控制器的不可用，以保证驻车制动执行组件施加作用；
14.自动驾驶控制器，用来监控主驻车制动控制器，当检测到主驻车制动控制器不可用时激活冗余驻车制动控制器，提供一个或多个控制信号以应用到驻车制动执行组件。
15.作为本发明的更进一步技术方案，所述驻车制动执行组件包括：
16.机械制动施加器；
17.液压释放执行器；
18.驻车制动弹簧；
19.前轮轮缸；
20.后轮轮缸；
21.液压管路；
22.输出管路；
23.高压蓄能器；
24.增压阀，通过输出管路与高压蓄能器相连；
25.溢流阀，安装于液压管路中并与输出管路相连；
26.油壶，包括止回阀；
27.电机泵，与所述油壶相连；
28.输出管路，与所述油壶相连；
29.减压阀，通过输出管路与机械制动施加器相连。
30.作为本发明的再进一步技术方案，所述控制平台还包括：
31.驻压模块，通过停车坡度计算汽车成功驻车需要多少压力；
32.压力传感件，安装在驻车制动执行组件上，所述压力传感器件包括：
33.第一压力电压传感器，用于检测液压管路流向前轮轮缸中的压力，并向驻车冗余驻车制动控制器提供相应的电压；
34.第二压力电压传感器，用于检测液压管路流向后轮轮缸中的压力，并向驻车冗余驻车制动控制器提供相应的电压；
35.第三压力电压传感器，用于检测液压管路流向前轮轮缸中的压力，并向主驻车制动控制器提供相应的电压；
36.第四压力电压传感器，用于检测液压管路流向后轮轮缸中的压力，并向主驻车制动控制器提供相应的电压。
37.作为本发明的再进一步技术方案，所述制动装置还包括：
38.具有存储器的处理器，所述处理器执行一个或多个指令程序，所述指令程序有形地包含在所述处理器可读的程序存储介质中。
39.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
40.1、发生作用时，不需要人类驾驶员手动操作来激活驻车冗余制动器；因此，当主驻车制动系统无法使驻车制动执行组件起作用时，例如当控制信号无法到达驻车制动执行组件时，驻车冗余制动器会自动产生作用，采用液压方式使汽车驻车。
41.2、采用ttc络总线，在原有的c络的基础上增加了时间触发机制，避免在多控制器下出现信息传输时间的不确定性和优先级反转，提高了总线的利用率，满足本发明要求。
42.3、当汽车想要解除驻车制动时，汽车轮缸内的液压油可以回到油壶中。即使主驻车制动系统不可用，高压蓄能器等压力可以保持，以便在需要时可以继续向汽车轮缸输入液压油以保证车辆成功驻车，这保证驻车冗余制动器可以重复使用。
43.4、由于增压阀、溢流阀、减压阀等都由一个控制器(驻车冗余驻车制动控制器)控制，因此不需要进行两个控制器之间的协调，简化了驻车制动系统的设计，有助于在需要维修时进行故障排除。
44.5、没有对汽车驻车系统进行较大的改动，只是在其基础上搭载相应的硬件和控制系统，实施简单，操作方便，成本低廉。
附图说明
45.图1为用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置的示意框图；
46.图2为用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置的控制流程图。
47.图中：10-机械制动施加器、20-液压释放执行器、30-驻车制动弹簧、41-第一压力电压传感器、42-第二压力电压传感器、43-第三压力电压传感器、44-第四压力电压传感器、50-前轮轮缸、60-后轮轮缸、70-增压阀、80-高压蓄能器、90-溢流阀、100-油壶、110-网络区域总线、120-主驻车制动控制器、122-主驻车制动控制逻辑、130-自动驾驶控制器、132-自动驾驶控制逻辑、140-冗余驻车制动控制器、142-驻车冗余制动控制逻辑、150-止回阀、160-电机泵、170-电动机、180-输出管路、190-液压管路、200-驻压模块、210-减压阀。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
49.本发明实施例是这样实现的，如图1所示的用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置，包括:
50.网络区域总线110，与车辆通讯相连，用于通过时间触发机制并根据事件触发依靠消息的优先级来确定发送顺序，从而提高总线利用率：
51.控制平台，用于执行制动控制算法的程序指令，所述控制平台包括：
52.驻车制动执行组件，安装在车辆上，用于向车辆施加制动力；
53.主驻车制动控制器120，用来提供一个或多个施加到驻车制动执行组件的控制信号，以响应于请求驻车制动执行组件施加的信号，从而使驻车制动执行组件发挥作用；
54.冗余驻车制动控制器140，用来提供一个或多个施加到驻车制动执行组件的控制信号，以响应于主驻车控制器的不可用，以保证驻车制动执行组件施加作用；
55.自动驾驶控制器130，用来监控主驻车制动控制器120，当检测到主驻车制动控制器120不可用时激活冗余驻车制动控制器140，提供一个或多个控制信号以应用到驻车制动执行组件；
56.驻压模块200，通过停车坡度计算汽车成功驻车需要多少压力；
57.压力传感件，安装在驻车制动执行组件上。
58.本发明在实际应用时，网络区域总线110(ttcan)与许多车辆设备相互连接以相互通信，属于时间触发机制，事件触发依靠消息的优先级来确定发送顺序，提高总线利用率。
59.可以连接到ttcan总线的车辆设备包括但不限于：作为第一控制器的主驻车制动控制器120、作为第二控制器的驻车冗余驻车制动控制器140、作为第三控制器的自动驾驶控制器130和驻压模块200。
60.具体地，主驻车制动控制器120可以向ttcan总线提供各种信号，包括配置消息，诊断状态和制动器特定信号，如停车制动器状态和停车制动器压力等；类似地，驻车冗余驻车制动控制器140可以向ttcan总线提供各种信号，包括配置消息，诊断状态和制动特定信号，如驻车制动执行组件状态和驻车制动执行组件压力等；自动驾驶控制器130可以向ttcan总线提供各种信号，包括配置消息、诊断状态、驾驶模式(即自主、半自主或驾驶员控制)和车辆状态的期望意图(例如：停止、行驶、停车)等；驻压模块200向ttcan总线提供汽车安稳停放在斜坡上所需压力；ttcan总线使主驻车制动控制器120、驻车冗余驻车制动控制器140、自动驾驶控制器130、驻压模块200能够相互通信。
61.进一步的，驻车制动执行组件包括：机械制动施加器10；液压释放执行器20；驻车制动弹簧30；前轮轮缸50；后轮轮缸60；液压管路190；输出管路180；高压蓄能器80；增压阀70，通过输出管路180与高压蓄能器80相连；溢流阀90，安装于液压管路190中并与输出管路180相连；油壶100，包括止回阀150；电机泵160，与所述油壶100相连；输出管路180，与所述油壶100相连；减压阀210，通过输出管路180与机械制动施加器10相连。
62.具体的，驻车制动执行组件包括与油壶100相连的电机泵160和输出管路180，其包括止回阀150；溢流阀90位于液压管路190中，与输出管路180连接，增压阀70和高压蓄能器80通过输出管路180相连，并且输出管路180与机械制动施加器10和减压阀210连接。
63.主驻车制动控制器120是电子控制器单元的形式，该单元根据ttcan总线上的信号对施加于主驻车制动控制逻辑122提供一个或多个控制信号。主驻车制动控制器120在管路(液压管路190、输出管路180)上向汽车轮缸(前轮轮缸50、后轮轮缸60)提供一个或多个控制信号，以控制液压油(源自高压蓄能器80和油壶100)向汽车轮缸(前轮轮缸50、后轮轮缸60)输送。
64.驻压模块200通过停车坡度计算汽车成功驻车需要压力大小，利用传感器监测前轮轮缸50、后轮轮缸60内压力，当压力低于驻车压力时，向驻车冗余驻车制动控制器140提供一个或多个信号，从而控制增压阀70开启，减压阀210关闭，使前轮轮缸50、后轮轮缸60内压力升高，当传感器(第三压力电压传感器43、第四压力电压传感器44)检测到汽车轮缸内压力达到要求后，关闭增压阀70，使汽车前轮轮缸50、后轮轮缸60内液压保持不变，使汽车成功驻车；当汽车想要再次行走时，关闭增压阀70，开启减压阀210，把汽车前轮轮缸50、后轮轮缸60的液压油释放回油壶100，降低汽车前轮轮缸50、后轮轮缸60内压力，从而使汽车解除制动，满足使用者需求。
65.具体地，压力传感器件包括：第一压力电压传感器41，用于检测液压管路190流向前轮轮缸50中的压力，并向驻车冗余驻车制动控制器140提供相应的电压；第二压力电压传感器42，用于检测液压管路190流向后轮轮缸60中的压力，并向驻车冗余驻车制动控制器140提供相应的电压；第三压力电压传感器43，用于检测液压管路190流向前轮轮缸50中的压力，并向主驻车制动控制器120提供相应的电压；第四压力电压传感器44，用于检测液压管路190流向后轮轮缸60中的压力，并向主驻车制动控制器120提供相应的电压。
66.冗余驻车控制器是电子控制器单元的形式，该单元被安排成监视ttcan总线上的信号以提供一个或多个控制信号以施加基于驻车冗余制动控制逻辑142，该逻辑存储在冗余停车制动控制器140的数据存储单元中；驻车冗余驻车制动控制器140向增压阀70和减压阀210提供控制信号。
67.自动驾驶控制器130以电子控制器单元的形式存在，该单元被安排在ttcan总线上以提供一个或多个控制信号以施加基于自动驾驶控制逻辑132，监测主驻车制动控制器120不可用的信号，然后向ttcan总线提供一个或多个信号以激活驻车冗余驻车制动控制器140，从而使驻车制动执行组件发挥作用，让汽车成功驻车。
68.具体地，驻车冗余驻车制动控制器140和自动驾驶控制器130合作，在主驻车制动控制器120不可用的情况下提供备用驻车制动解决方案，以保证驻车制动执行组件发挥作用。自动驾驶控制器130监视主驻车动控制器，检测主驻车制动控制器120的不可用以导致驻车制动执行组件不发挥作用，此时激活驻车冗余驻车制动控制器140以使驻车制动执行组件重新发挥作用。
69.进一步地，当自动驾驶控制器130向驻车冗余驻车制动控制器140提供主驻车制动控制器120不可用的信号时，关闭减压阀210，将增压阀70打开并影响机械制动施加装置和液压释放执行器20，高压蓄能器80通过输出管路180向汽车前轮轮缸50、后轮轮缸60提供液压油，需要随时确保高压蓄能器80与轮缸之间的压力差，当压力差过低时，可通过电机泵160从油壶100处向高压蓄能泵供油以确保压力差，从而使驻车制动执行组件通过驻车制动弹簧30保持在施加位置。
70.如图2所示，流程图描述了根据一个实施例操作驻车制动装置的示例计算机方法。计算机实现的方法是用于具有驻车制动执行组件的自主驾驶车辆，一个主驻车制动控制器120，一个不同于主驻车制动控制器120的驻车冗余驻车制动控制器140。
71.本发明的实施例的各个方面可以在软件、硬件、固件或其组合中实现。各种元件，无论是单独地还是组合地，都可以实现为计算机程序产品，有形地体现在机器可读的存储设备中，以便由处理器执行。实施例的各个步骤可以由计算机处理执行器有形地体现在计算机可读介质上的程序来执行，以通过在输入上操作并生成输出来执行功能。
72.具体地，该方法由具有存储器的处理器执行，该处理器执行一个或多个指令程序，这些程序指令有形地体现在处理器可读的程序存储介质中。包括但不限于外部硬盘驱动器、闪存驱动盘和光盘等，程序指令可以根据特定电子控制单元的功能重新编程。
73.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
74.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

1.一种用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置，其特征在于，包括：网络区域总线，与车辆通讯相连，用于通过时间触发机制并根据事件触发依靠消息的优先级来确定发送顺序，从而提高总线利用率：控制平台，用于执行制动控制算法的程序指令。2.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置，其特征在于，所述控制平台包括：驻车制动执行组件，安装在车辆上，用于向车辆施加制动力；主驻车制动控制器，用来提供一个或多个施加到驻车制动执行组件的控制信号，以响应于请求驻车制动执行组件施加的信号，从而使驻车制动执行组件发挥作用；冗余驻车制动控制器，用来提供一个或多个施加到驻车制动执行组件的控制信号，以响应于主驻车控制器的不可用，以保证驻车制动执行组件施加作用；自动驾驶控制器，用来监控主驻车制动控制器，当检测到主驻车制动控制器不可用时激活冗余驻车制动控制器，提供一个或多个控制信号以应用到驻车制动执行组件。3.根据权利要求2所述的用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置，其特征在于，所述驻车制动执行组件包括：机械制动施加器；液压释放执行器；驻车制动弹簧；前轮轮缸；后轮轮缸；液压管路；输出管路；高压蓄能器；增压阀，通过输出管路与高压蓄能器相连；溢流阀，安装于液压管路中并与输出管路相连；油壶，包括止回阀；电机泵，与所述油壶相连；输出管路，与所述油壶相连；减压阀，通过输出管路与机械制动施加器相连。4.根据权利要求2所述的用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置，其特征在于，所述控制平台还包括：驻压模块，通过停车坡度计算汽车成功驻车需要多少压力；压力传感件，安装在驻车制动执行组件上，所述压力传感器件包括：第一压力电压传感器，用于检测液压管路流向前轮轮缸中的压力，并向驻车冗余驻车制动控制器提供相应的电压；第二压力电压传感器，用于检测液压管路流向后轮轮缸中的压力，并向驻车冗余驻车制动控制器提供相应的电压；第三压力电压传感器，用于检测液压管路流向前轮轮缸中的压力，并向主驻车制动控制器提供相应的电压；
第四压力电压传感器，用于检测液压管路流向后轮轮缸中的压力，并向主驻车制动控制器提供相应的电压。5.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置，其特征在于，所述制动装置还包括：具有存储器的处理器，所述处理器执行一个或多个指令程序，所述指令程序有形地包含在所述处理器可读的程序存储介质中。

技术总结

本发明涉及一种用于自动驾驶车辆的驻车冗余制动装置，属于汽车智能化控制技术领域，包括网络区域总线，与车辆通讯相连，用于通过时间触发机制并根据事件触发依靠消息的优先级来确定发送顺序，从而提高总线利用率：控制平台，用于执行制动控制算法的程序指令。本发明的驻车冗余制动装置发生作用时，不需要人类驾驶员手动操作来激活驻车冗余制动器；因此，当主驻车制动控制无法使驻车制动执行组件起作用时，例如当控制信号无法到达驻车制动执行组件时，驻车冗余制动器会自动产生作用，采用液压方式使汽车驻车。液压方式使汽车驻车。液压方式使汽车驻车。