冗余设计的制动系统及其控制方法与流程

本发明涉及车辆制动，尤其涉及一种冗余设计的制动系统及其控制方法。

背景技术：

1、在l3以上级别的高级自动驾驶汽车中，法规要求配置两个相互独立的制动单元，即除了自身的主制动单元外还需要一个冗余制动单元，在主制动单元制动失效的情况下，需要冗余制动单元能够正常进行制动，以执行自动驾驶系统的指令。

2、目前，一般有两种方案：(1)集成式线控制动系统加上只连接两个前轮的简化版车身电子稳定控制系统(esc)；(2)电子助力器加上传统的esc。

3、然而，无论是方案(1)还是方案(2)，两套制动单元的功能不一致，不能完全互为备份，例如方案(1)的情况下，在集成式线控制动系统发生故障时，会丧失后轮防抱死功能(abs)；方案(2)的情况下，在esc发生故障时，会丧失四轮abs控制功能。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种冗余设计的制动系统及其控制方法，其中的两个制动单元能完全互为备份，执行所有的制动功能，从而保证任何单个制动单元发生故障的情况下，另一个能执行全部的制动功能。

2、根据本发明的一个方面，提供一种冗余设计的制动系统，包括：储液罐；轮缸；主制动单元，该主制动单元包括第一液压驱动单元以及多个控制阀，并且所述储液罐向所述主制动单元提供制动液；冗余制动单元，该冗余制动单元包括第二液压驱动装置以及多个冗余控制阀，所述主制动单元经由第一液压管路至第五液压管路与所述冗余制动单元相连接，并且所述冗余制动单元与所述轮缸相连接，能够将制动液提供给所述轮缸；以及电子控制单元，该电子控制单元对所述主制动单元的第一液压驱动装置、所述主制动单元的多个控制阀、所述冗余制动单元的所述第二液压驱动装置及所述冗余制动单元的多个冗余控制阀进行控制，从而实现所述制动系统的不同制动状态。

3、优选地，所述制动系统的制动状态包括：

4、由所述主制动单元执行制动的状态；

5、由所述冗余制动单元执行制动的状态；

6、由所述主制动单元执行制动，由所述冗余制动单元执行防抱死控制的状态；

7、由所述主制动单元执行制动及防抱死控制的状态；

8、由所述冗余制动单元执行制动及防抱死控制的状态；

9、由所述主制动单元执行电子稳定性控制的状态；

10、由所述冗余制动单元执行电子稳定性控制的状态；以及

11、由所述主制动单元及所述冗余制动单元共同执行自动紧急刹车的状态。

12、优选地，所述第一液压驱动装置的输入口与所述储液罐连接，所述主制动单元包括多个第一控制阀，该第一控制阀的一端连接至所述第一液压驱动装置的输入口，所述第一控制阀的另一端连接至所述第一液压驱动装置的输出口，所述第一控制阀为常开阀。

13、优选地，所述主制动单元还包括多个第二控制阀，该第二控制阀的一端连接至所述第一液压驱动装置的输出口以及所述第一控制阀的另一端，多个所述第二控制阀的另一端分别与第二液压管路至第五液压管路的输入口连接，所述第二控制阀为常开阀。

14、优选地，所述主制动单元还包括多个第三控制阀，所述第三控制阀的一端连接至所述储液罐，所述第三控制阀的另一端连接所述第二控制阀的另一端，所述第三控制阀为常闭阀。

15、优选地，所述冗余制动单元包括多个第一冗余控制阀，该第一冗余控制阀的一端分别连接至第二液压管路至第五液压管路的输出口，所述第一冗余控制阀的另一端连接至所述轮缸，所述第一冗余控制阀为常开阀。

16、优选地，所述冗余制动单元还包括多个第二冗余控制阀，所述第二液压驱动装置的输入口经由所述第二冗余控制阀连接到第一液压管路的输出口，所述第二冗余控制阀为常闭阀。

17、优选地，所述冗余制动单元还包括多个第三冗余控制阀，所述第三冗余控制阀的一端连接至所述第二液压驱动装置的输出口，所述第三冗余控制阀的另一端连接到所述第一冗余控制阀的另一端，所述第三冗余控制阀为常闭阀。

18、优选地，所述冗余制动单元还包括多个第四冗余控制阀，所述第四冗余控制阀的一端连接至所述第一液压管路的输出口，所述第四冗余控制阀的另一端连接至所述轮缸，所述第四冗余控制阀为常闭阀。

19、优选地，所述第一液压驱动装置包括第一电机、第一泵以及第二泵，所述第一电机驱动所述第一泵及所述第二泵。

20、优选地，所述第二液压驱动装置包括第二电机、第三泵以及第四泵，所述第二电机驱动所述第三泵及所述第四泵。

21、优选地，所述电子控制单元为冗余设计，包括第一控制单元与第二控制单元。

22、根据本发明的一个方面，提供一种冗余设计的制动系统的控制方法，应用于上述冗余设计的制动系统，其特征在于，电子控制单元将第一控制阀控制为关闭，并启动第一液压驱动装置进行建压，从而实现由主制动单元执行制动的状态。

23、优选地，在第一控制阀控制为关闭并启动第一液压驱动装置进行建压的状态下，在需要对某个轮缸进行减压时，所述电子控制单元将与该轮缸对应的第二控制阀控制为关闭，将与该轮缸对应的第三控制阀控制为开启，使得该轮缸的制动液能流至储液罐，在减压后需要对该轮缸再进行增压时，则将与该轮缸对应的第三控制阀控制为关闭，将与该轮缸对应的第二控制阀控制为开启，从而实现由主制动单元执行制动及防抱死控制的状态。

24、优选地，在第一控制阀控制为关闭并启动第一液压驱动装置进行建压的状态下，在需要对某个轮缸进行减压时，电子控制单元将与该轮缸对应的第一冗余控制阀控制为关闭，将与该轮缸对应的第四冗余控制阀控制为开启，使得该轮缸的制动液能经由第一液压管路及主制动单元流至储液罐，在减压后需要对该轮缸再进行增压时，则将与该轮缸对应的第四冗余控制阀控制为关闭，将与该轮缸对应的第一冗余控制阀控制为开启，从而实现由所述主制动单元执行制动，由所述冗余制动单元执行防抱死控制的状态。

25、根据本发明的一个方面，提供一种冗余设计的制动系统的控制方法，应用于上述冗余设计的制动系统，其特征在于，电子控制单元将第一冗余控制阀控制为关闭，将第二冗余控制阀控制为开启，将第三冗余控制阀控制为开启，并启动第二液压驱动装置进行建压，从而实现由冗余制动单元执行制动的状态。

26、优选地，在第一冗余控制阀控制为关闭，第二冗余控制阀控制为开启，第三冗余控制阀控制为开启，并启动第二液压驱动装置进行建压的状态下，在需要对某个轮缸进行减压时，所述电子控制单元将与该轮缸对应的第三冗余控制阀控制为关闭，将与该轮缸对应的第四冗余控制阀控制为开启，使得该轮缸的制动液能流至储液罐，在减压后需要对该轮缸再进行增压时，将与该轮缸对应的第四冗余控制阀控制为关闭,将与该轮缸对应的第三冗余控制阀控制为开启，从而实现由冗余制动单元执行制动及防抱死控制的状态。

27、根据本发明的一个方面，提供一种冗余设计的制动系统的控制方法，应用于上述冗余设计的制动系统，其特征在于，在需要对某个轮缸进行增压的情况下，电子控制单元将与该轮缸对应的第一控制阀控制为关闭，将与该轮缸对应的第二控制阀以外的第二控制阀控制为关闭，并启动第一液压驱动装置进行建压，从而实现由所述主制动单元执行电子稳定性控制的状态。

28、根据本发明的一个方面，提供一种冗余设计的制动系统的控制方法，应用于上述冗余设计的制动系统，其特征在于，在需要对某个轮缸进行增压的情况下，电子控制单元将与该轮缸对应的第一冗余控制阀控制为关闭，将与该轮缸对应的第二冗余控制阀控制为开启，将与该轮缸对应的第三冗余控制阀控制为开启，并启动第二液压驱动装置进行建压，从而实现由所述冗余制动单元执行电子稳定性控制的状态。

29、根据本发明的一个方面，提供一种冗余设计的制动系统的控制方法，应用于上述冗余设计的制动系统，其特征在于，电子控制单元将第一控制阀控制为关闭，将第二冗余控制阀控制为开启，将第三冗余控制阀控制为开启，并启动第一液压驱动装置及第二液压驱动装置进行建压，从而由主制动单元及冗余制动单元共同执行自动紧急刹车的状态。