[发明专利]一种用于制动系统的供能及压力调节装置、制动系统及自主制动方法

说明书

本发明公开了一种用于制动系统的供能及压力调节装置、制动系统及自主制动方法。其中，所述装置包括第一阀组单元、第二阀组单元和电动机，所述的第一阀组单元和所述的第二阀组单元通过管路并联连接，且均包括泵、入口阀、出口阀、电控阀、开关阀和安全阀；所述的泵由所述的电动机驱动，所述的泵安装于所述的入口阀和所述的出口阀之间并与所述的电控阀、开关阀和安全阀通过管路并联连接。本发明具有结构紧凑，制动距离短，在自主驾驶模式下车辆制动压力可精确控制、制动灵敏度高、动态响应迅速，制动稳定性和可靠性高、使用寿命长以及整车制动舒适性好等优点，使无人驾驶情况下行车更安全、可靠。

技术领域

本发明属于汽车制动系统技术领域，具体涉及一种用于制动系统的供能及压力调节装置、制动系统及自主制动方法。

背景技术

随着智能汽车的兴起，自动驾驶模式越来越多的被提及，高级驾驶辅助系统(ADAS)和自主驾驶汽车都要求制动系统能够实施自主制动，即在驾驶员未操控制动控制装置的情况下对全部或部分车轮实施的制动。目前能够实施自主制动的装置主要包括电子液压制动(EHB)、电子机械制动(EMB)、电子稳定控制(ESC)的液压控制单元以及各类电液伺服制动系统等。

EHB一般采用高压储液罐作为供能装置，其压力由电动液压泵产生，必要时可以实施主动制动。制动时将高压储液罐的制动液导入主缸推动其活塞或直接输送给轮缸，依靠控制装置调节轮缸的制动压力。采用踏板行程模拟器为驾驶员提供制动踏板感觉，且具有人力备份制动的功能。当EHB系统失效时，使用备用的人力液压制动系统。此类制动系统因需要高压储液罐以及额外的备份液压系统，系统结构不是很紧凑。高压储液罐使制动系统能很快建立制动压力，可以缩短制动距离，但在发生碰撞等情况下可能导致高压泄漏威胁乘员安全，存在安全隐患。另外，用于高压储液罐的泵及其驱动电机即使在未制动时也需频繁工作，使用寿命受到影响。

EMB系统则依靠控制装置控制电机带动减速增扭等转换机构，直接将制动块压靠在制动盘上产生制动力。因不需要制动液和液压管路，EMB系统具有制动器初始压力建立时间短、动态响应快等优点，甚至超过了依靠液压泵输出液压力的EHB。德国大陆特维斯公司、西门子公司和美国德尔福公司等全球各主要汽车零部件公司都相继研制出各自的EMB原型样机。此类制动系统需要复杂的机械转换结构才能产生制动力，虽然响应速度快，但失效防护能力难以获得汽车制造商的信赖。采用EMB后无法继续使用传统的制动器，需要重新开发新式的制动器以及使用高性能的电源，制造成本较高。由于这些原因，EMB迄今未在量产汽车上得到应用。

虽然装有驱动防滑控制(ASR)和基于差压制动的ESC汽车能够通过它们的液压控制单元实施主动制动，但其压力建立时间相对较长，而且因其电磁阀不适宜长时间连续工作故难以满足ADAS和自主驾驶汽车的自主制动需要。

可实施自主制动的电液伺服制动系统种类很多，如中国专利号201620996714.7，名称为“一种电液复合伺服制动系统”的实用新型专利，其电机扭矩经过带传动装置放大后再由滚珠丝杆传动装置转换为直线推力，施加于主缸活塞实现自主制动或助力制动，但是电液伺服制动系统一般结构较复杂、成本较高，且助力制动控制算法亦复杂，在人工制动操作时因电液伺服制动系统存在较大摩擦而易导致制动踏板感觉变差；又如中国专利号203753122U，名称为“实现智能驾驶的自动液压制动系统”的实用新型专利，在制动主缸及ESP-HCU系统油管之间增加接受制动控制计算机控制的电磁阀组，该电磁阀组与液压泵及油泵电机连接，在原车辆液压制动系统上进行改装后，可实现车辆切换到无人驾驶的自主驾驶状态，但是由于制动管路长，不利于快速建立制动压力，制动灵敏度低，在自主制动模式下缺少缓慢减压工况，电磁阀组无法实现压力跟随控制，因此制动系统的控制精度不高、制动稳定性差、系统可靠性低，且影响车辆在制动时的乘坐舒适性。

发明内容