本實(shí)用新型涉及到自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種自動駕駛汽車的電控制動系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，大部分交通事故均是由于駕駛員的因素導(dǎo)致的。對于高速移動的汽車，不同的駕駛員對于環(huán)境的認(rèn)知，判斷、決策和控制能力均不一樣，往往由于判斷失誤造成的交通事故或重大人身傷亡車輛損失，在電子技術(shù)越來越發(fā)達(dá)的今天，汽車的智能化是解決駕駛員薄弱性的一個必由之路。通過大量傳感技術(shù)、通信、控制技術(shù)的引入，感知環(huán)境狀態(tài)、駕駛員狀態(tài)和車輛自身狀態(tài)，并通過自動化技術(shù)控制車輛行駛，為駕駛員提供支援或采取自動控制，完成所定的行駛?cè)蝿?wù)，同時解放駕駛員手部或腳部的部分操作能力，保障了行車的安全，實(shí)現(xiàn)人、車、路的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種自動駕駛汽車的電控制動系統(tǒng)，其包括制動踏板、真空助力器、主制動缸、第一單向閥、壓力傳感器、檢測信號單元、控制器、步進(jìn)直線電機(jī)、輔制動缸、第二單向閥、四輪制動管路/分泵；

所述制動踏板與真空助力器相連，真空助力器與主制動缸相連，主制動缸與第一單向閥相連，第一單向閥與四輪制動管路/分泵相連接；壓力傳感器、檢測信號單元分別與控制器相連，壓力傳感器同時與主制動缸相連；控制器與步進(jìn)直線電機(jī)相連，步進(jìn)直線電機(jī)與輔制動缸相連，輔制動缸與第二單向閥相連，第二單向閥與四輪制動管路/分泵相連接。

較佳地，所述的第一單向閥連接與主制動缸與四輪制動管路/分泵之間，當(dāng)主制動缸工作時，主制動缸內(nèi)產(chǎn)生的壓力使第一單向閥接通，向四輪制動管路/分泵提供制動壓力；當(dāng)?shù)诙蜗蜷y接通時，第一單向閥承受來自第二單向閥的反向壓力時，第一單向閥自動關(guān)閉。

較佳地，所述的第二單向閥連接于輔制動缸與四輪制動管路/分泵之間，當(dāng)輔制動缸工作時，輔制動缸內(nèi)產(chǎn)生的壓力使第二單向閥接通，向四輪制動管路/分泵提供制動壓力；當(dāng)?shù)谝粏蜗蜷y接通時，第二單向閥承受來自第一單向閥的反向壓力時，第二單向閥自動關(guān)閉。

較佳地，所述的壓力傳感器連接于主制動缸與控制器之間，當(dāng)主制動缸工作時，主制動缸內(nèi)產(chǎn)生的壓力通過壓力傳感器傳送到控制器；當(dāng)輔制動缸工作時，四輪制動管路/分泵上產(chǎn)生高壓，第一單向閥關(guān)閉，主制動缸的低壓力通過壓力傳感器傳送給控制器。

較佳地，所述的步進(jìn)直線電機(jī)在控制器的驅(qū)動下進(jìn)行工作，在制動時，步進(jìn)直線電機(jī)高速工作，推動輔制動缸內(nèi)的活塞前進(jìn)，在輔制動缸內(nèi)產(chǎn)生壓力；在制動結(jié)束時，步進(jìn)電機(jī)在控制器的驅(qū)動下，拉動輔制動缸內(nèi)的活塞回到起始位置。

較佳地，在手動駕駛模式下，當(dāng)踩下制動踏板時，通過真空助力器放大后的制動力推動主制動缸內(nèi)的活塞運(yùn)動，制動主缸內(nèi)產(chǎn)生壓力，通過第一單向閥將壓力傳送到四輪制動管路/分泵，對四輪進(jìn)行制動，此時第二單向閥自動關(guān)閉；主制動缸內(nèi)產(chǎn)生的壓力通過壓力傳感器送入到控制器內(nèi)，自動駕駛員系統(tǒng)處于不工作狀態(tài)。

較佳地，在自動駕駛模式下，控制器接收檢測單元傳遞過來的檢測信號并進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)需要執(zhí)行制動時，控制器輸出控制信號，驅(qū)動步進(jìn)直線電機(jī)工作，步進(jìn)直線電機(jī)推動輔制動缸內(nèi)活塞運(yùn)動，輔制動缸內(nèi)產(chǎn)生壓力，通過第二單向閥將壓力傳送到四輪制動管路/分泵，對四輪進(jìn)行制動,此時第一單向閥自動關(guān)閉，主制動缸內(nèi)呈低壓狀態(tài)，在此時如果踩下制動踏板，主制動缸內(nèi)呈高壓狀態(tài)，控制器通過壓力傳感器檢測到該壓力信號，執(zhí)行退出功能，控制步進(jìn)電機(jī)回位到起始位置。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型提供的自動駕駛汽車的電控制動系統(tǒng)，當(dāng)車輛在行駛過程中，輔助制動系統(tǒng)處于監(jiān)控狀態(tài)，始終監(jiān)測主制動系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)、車輛速度、前方道路上車輛行人狀況、當(dāng)由于路況突變或其它突發(fā)事件需要進(jìn)行緊急制動時，如駕駛員未能及時采取相應(yīng)的措施(檢測到主制動缸未工作)，輔助制動系統(tǒng)自動介入，通過步進(jìn)直線電機(jī)推動輔制動缸內(nèi)的活塞高速運(yùn)動，產(chǎn)生制動力，通過第二單向閥，將制動力輸送到四輪制動管路/分泵中，對車輛進(jìn)行緊急制動，當(dāng)制動解除后，輔助制動系統(tǒng)自動回位，再次回到監(jiān)控狀態(tài)。通過主動監(jiān)測和主動介入，防止出現(xiàn)行車事故，保障車輛運(yùn)行安全。

當(dāng)然，實(shí)施本實(shí)用新型的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；

圖2是本實(shí)用新型的主制動系統(tǒng)工作示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的輔制動缸和步進(jìn)直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的液壓增壓器工作示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種自動駕駛汽車的電控制動系統(tǒng)，如圖1所示,包括包括制動踏板、真空助力器、主制動缸、第一單向閥、壓力傳感器、檢測信號單元、控制器、步進(jìn)直線電機(jī)、輔制動缸、液壓增壓器、第二單向閥、四輪制動管路/分泵；

所述制動踏板與真空助力器相連，真空助力器與主制動缸相連，主制動缸與第一單向閥相連，第一單向閥與四輪制動管路/分泵相連接；壓力傳感器、檢測信號單元分別與控制器相連，壓力傳感器同時與主制動缸相連；控制器與步進(jìn)直線電機(jī)相連，步進(jìn)直線電機(jī)與輔制動缸相連，輔制動缸與第二單向閥相連，第二單向閥與四輪制動管路/分泵相連接。

在行車過程中正常制動的情況，當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時，如圖2所示，踏板產(chǎn)生的制動力通過杠桿作用的原理，制動力通過真空助力器放大，推動主制動缸內(nèi)活塞運(yùn)動，制動主缸內(nèi)產(chǎn)生壓力，通過第一單向閥將壓力傳送到四輪制動管路/分泵，對四輪進(jìn)行制動，當(dāng)四輪制動管路/分泵上產(chǎn)生壓力時，第一單向閥由于兩側(cè)的壓力差為0，第一單向閥開通，此時，由于輔制動系統(tǒng)未工作，液壓增壓器的高壓端壓力為0，第二單向閥與液壓增壓器高壓端相連的一側(cè)壓力為0，第二單向閥的輸出側(cè)壓力與四輪制動管路/分泵壓力相同(高壓狀態(tài))，第二單向閥承受反壓自動關(guān)閉。

由于不同的駕駛員對于環(huán)境的認(rèn)知，判斷、決策和控制能力均不一樣，當(dāng)車輛在行駛過程中，輔助制動系統(tǒng)始終處于監(jiān)控狀態(tài)，監(jiān)測主制動系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)、車輛速度、前方道路上車輛行人狀況并進(jìn)行綜合判斷、當(dāng)由于路況突變或其它突發(fā)事件需要進(jìn)行緊急制動時，檢測單元產(chǎn)生一個控制信號給控制器，控制器接收到信息后，首先判斷壓力傳感器的壓力值，如果此時主制動缸已經(jīng)工作，其相應(yīng)的壓力值會傳遞給控制器，則控制器不執(zhí)行制動輸出動作，反之，控制器則根據(jù)當(dāng)前的車速及距離信息做出相應(yīng)處理，在人工駕駛員模式下，制動安全距離根據(jù)國際通用公式計算如下：

d＝1.47sit+[si²-sf²]/[30(0.348±0.01G)]

其中d為制動距離，1.47為安全系數(shù)，反應(yīng)時間t國際通用2.5S,Si為制動初速度，Sf為制動終止速度,G為坡度；按上述公式，當(dāng)速度為100Km/h,平坦路面G＝0；制動終止速度Sf＝0,反應(yīng)時間t為國際通用2.5s,利用上述公式進(jìn)行計算，其安全距離為175.98m；由于控制系統(tǒng)采用電子檢測方式，其反應(yīng)時間為毫秒級，較駕駛員的反應(yīng)要快，在實(shí)際工作過程中可以根據(jù)系統(tǒng)的反應(yīng)速度調(diào)整上述公式中的反應(yīng)時間t,進(jìn)行安全制動距離調(diào)節(jié)，

車輛在行駛過程中，當(dāng)安全距離小于系統(tǒng)計算出來的安全距離時，如駕駛員未能及時采取相應(yīng)的措施(檢測到主制動缸未工作)，輔助制動系統(tǒng)自動介入，控制器會根據(jù)當(dāng)前的速度及車距產(chǎn)生一個控制信號，通過驅(qū)動電路對步進(jìn)直線電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。通過步進(jìn)直線電機(jī)推動輔制動缸內(nèi)的活塞高速運(yùn)動，產(chǎn)生制動力，輔制動缸產(chǎn)生的制動液在壓力的作用下，被輸送液壓增壓器，液壓增壓器對輸入的壓力進(jìn)行3到5倍增壓比的壓力放大，將輔制動缸的輸出壓力放大到系統(tǒng)所需的制動壓力后，制動液直接進(jìn)入液壓增壓器高壓HP端，在輔制動缸的壓力作用下，液壓增壓器的活塞開始運(yùn)動，并連續(xù)不斷的將制動液壓通過第二單向閥2，將制動力輸送到四輪制動管路/分泵中，對車輛進(jìn)行制動，直至達(dá)到高壓設(shè)定的壓力，活塞停止運(yùn)動，此時制動管路壓力達(dá)到最大值；當(dāng)制動結(jié)束時，輔制動缸活塞回位，液壓增壓器的P口力消失，液控單向閥PDV的控制端失壓，單向閥PDV打開，HP端的高壓制動液通過單向閥PDV接入T口回到剎車油壺。當(dāng)制動解除后，輔助制動系統(tǒng)自動回位，再次回到監(jiān)控狀態(tài)。

步進(jìn)直線電機(jī)是一個磁性轉(zhuǎn)子鐵芯通過與由定子產(chǎn)生的脈沖電磁場相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的運(yùn)動部件，直線步進(jìn)電機(jī)在電機(jī)內(nèi)部把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為線性運(yùn)動，采用螺桿螺母嚙合方式，電機(jī)內(nèi)置一個帶內(nèi)螺紋的轉(zhuǎn)子與螺桿相嚙合,如圖3所示，螺杠通過螺紋支架固定于輔制動缸內(nèi)，螺桿的前端為丁字形，與輔制動缸內(nèi)的活塞相連接，當(dāng)螺桿運(yùn)運(yùn)時，帶動活塞做往復(fù)運(yùn)動，螺桿的后端與步進(jìn)直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分采用采取螺母嚙合方式,當(dāng)步進(jìn)直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)運(yùn)時，以轉(zhuǎn)子的內(nèi)螺紋和螺桿相嚙合而實(shí)現(xiàn)線性運(yùn)動，由于轉(zhuǎn)子的徑向是固定于電機(jī)的定子之中，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的扭力會推動螺桿軸向運(yùn)動，使活塞在輔制動缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)活塞運(yùn)動時，對輔制動缸內(nèi)的制動液進(jìn)行壓縮，將制動液送入到液壓增壓器中。

在輔制動缸與第二單向閥2之間，連接有一個液壓增壓器，它可以根據(jù)系統(tǒng)需求，配置成3到5倍增壓比的壓力放大系統(tǒng)，將輔制動缸的輸出壓力放大到系統(tǒng)所需的制動壓力，液控增壓器的工作原理如圖4所示，制動液進(jìn)入液壓增壓器的P口，T口接回液口，輔制動缸的制動液通過單向閥CV1和CV2進(jìn)入到高壓端HP，若液控單向閥PDV關(guān)閉，制動液將直接進(jìn)入高壓HP端，此時，所有的流量全部進(jìn)入到高壓HP端，確保將制動液快速提供給四輪制動管路/分泵，當(dāng)輔制動缸的壓力達(dá)到設(shè)定值，液壓增壓器的活塞就開始運(yùn)動，并連續(xù)不斷的將制動液壓入到四輪制動管路，直至達(dá)到高壓設(shè)定的壓力，活塞停止運(yùn)動，此時制動管路壓力達(dá)到最大值；當(dāng)制動結(jié)束時，輔制動缸活塞回位，液壓增壓器的P口力消失，液控單向閥PDV的控制端失壓，單向閥PDV打開，HP端的高壓制動液通過單向閥PDV接入T口回到剎車油壺。

假設(shè)輔制動缸的缸徑D為23,輔制動缸的效率n1為0.92,增壓器的增壓比R為5.5,增壓器的效率n2為0.96,當(dāng)輔制動缸通過活塞運(yùn)動產(chǎn)生一個作用力Fp＝1000N時，液壓增壓器的輸入力F1為

F1＝Fp x n1＝920N

液壓增壓器的輸出力F2為

F2＝F1x R x n2＝4857.6N

此時，產(chǎn)生的制動壓力P為

F2x n2/((D²xπ/4))＝11.22MPa

該制動壓力通過單向閥2傳送到四輪制動管路/分泵中，實(shí)現(xiàn)行車制動。

在輔制動缸與四輪制動管路/分泵之間，連接有一個第二單向閥2，其作用是產(chǎn)生壓力的單向傳遞，使壓力只能由輔制動缸通過液壓增壓器向四輪制動管路/分泵傳遞，四輪制動管路/分泵上產(chǎn)生的壓力無法向主制動缸方向逆向回流。

在行車過程中，步進(jìn)直線電機(jī)的工作主要由控制器來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動，通過驅(qū)動器信號輸入端輸入的脈沖數(shù)量和頻率實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)速度控制，使步進(jìn)直線電機(jī)按程序要求完成相應(yīng)的運(yùn)動，其步距值不受各種干擾因素的影響。在一定的頻率范圍內(nèi)運(yùn)行時，任何運(yùn)動方式都不會產(chǎn)生誤差。步進(jìn)電機(jī)配合驅(qū)動器使用，在軟件上通過細(xì)分控制功能，可實(shí)現(xiàn)很小的步進(jìn)角，使活塞運(yùn)動位置控制更精確?？刂破鞯墓ぷ鬏敵鍪軌毫鞲衅骱蜋z測信號控制，當(dāng)車輛在行駛過程中，檢測單元始終監(jiān)測主制動系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)、車輛速度、車道偏離信息、前方道路上車輛行人狀況并進(jìn)行綜合判斷、當(dāng)由于路況突變或其它突發(fā)事件需要進(jìn)行緊急制動時，檢測單元產(chǎn)生一個控制信號給控制器，產(chǎn)生控制信息給步進(jìn)直線電機(jī)。在步進(jìn)直線電機(jī)工作的過程中，如果主制動缸也同時工作，在主制動缸與單向閥1之間產(chǎn)生壓力，并通過壓力傳感器傳送到控制器，此時，控制器控制步進(jìn)電機(jī)在驅(qū)動電路的驅(qū)動下，拉動輔制動缸內(nèi)的活塞回到起始位置。

以上公開的本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本實(shí)用新型。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該實(shí)用新型僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本實(shí)用新型。本實(shí)用新型僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。