[发明专利]一种应用于无人驾驶方程式赛车的主动式制动系统

说明书

本发明涉及一种应用于无人驾驶方程式赛车的主动式制动系统，包括第一制动主缸、第二制动主缸、第三制动主缸、第四制动主缸、制动踏板、第一二位三通电磁阀、第二二位三通电磁阀、控制系统、直线电机等；采用两套作用主缸，通过电磁阀切换制动回路实现无人模式和车手驾驶两种模式下独立制动功能，有别于传统的通过机械传动结构压缩车手驾驶模式下所用的制动踏板方案，实现不同驾驶模式下切换作用主缸和制动回路。两套作用主缸布置方式更灵活，可布置在前驾驶舱之外，适用于空间更狭小、结构更紧凑的FSAC赛车，从而解决主动与被动模式相互干扰和布置空间紧张等问题；通过DCDC转换器使直线电机能迅速驱动制动主缸，使赛车紧急制动，从而实现EBS功能。

技术领域

本发明涉及一种以中国大学生无人驾驶方程式(FSAC)赛车为基础的制动系统，特别涉及一种应用于无人驾驶方程式赛车、针对无人模式和车手驾驶模式可切换作用主缸和制动回路的主动式制动系统。

背景技术

秉持“中国创造擎动未来”的远大理想，以为中国培养新时代汽车工程师为出发点，中国大学生无人驾驶方程式大赛(FSAC)由中国汽车工程学会于2017年创立，至今已成功举办三届。赛事着重培养智能网联汽车技术人才、信息安全人才。由于比赛项目包含车手驾驶也包含无人模式下自动驾驶，所以对赛车的制动系统有着特殊要求，既无人模式与车手驾驶模式互不干扰，独立完成制动功能；无人驾驶模式还要有紧急制动功能(EBS)，防止失控等意外情况的发生。目前国内主流设计是采用小型伺服电机通过机械传动，如连杆机构压缩车手驾驶模式所用的制动踏板实现行车制动，再另设拉线机构或气缸实现EBS功能，但这有不可避免的缺陷，比如主动模式和车手驾驶模式机械结构易发生干扰，且不易在狭小的驾驶舱内布置，这给实现赛车的制动性能带来了阻碍。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种新的FSAC赛车主动制动系统设计思路，即在无人模式和车手驾驶两种模式下采用两套作用主缸，通过电磁阀切换制动回路实现两种模式下独立制动功能。

本发明提供一种应用于无人驾驶方程式赛车的主动式制动系统，包括第一制动主缸、第二制动主缸、第三制动主缸、第四制动主缸、制动踏板、第一二位三通电磁阀、第二二位三通电磁阀、控制系统、直线电机和无人驾驶系统主开关(Autonomous System MasterSwitch，ASMS)；所述的第一制动主缸和第二制动主缸并列设置在赛车前舱内，第一制动主缸和第二制动主缸的活塞杆与制动踏板相连；第一制动主缸的液压缸通过管路与第一二位三通电磁阀的常开端相连，第二制动主缸的液压缸通过管路与第二二位三通电磁阀的常开端相连；第三制动主缸、第四制动主缸和直线电机设在前舱壳体上部，第三制动主缸和第四制动主缸并列设在直线电机的两侧，直线电机的伸缩杆与第三制动主缸和第四制动主缸的活塞杆相连；第三制动主缸的液压缸通过管路与第一二位三通电磁阀的常闭端相连，第四制动主缸的液压缸通过管路与第二二位三通电磁阀的常闭端相连；第一二位三通电磁阀的输出端与第一三通阀相连，第一三通阀另两端分别与两前轮制动轮缸相连；第二二位三通电磁阀的输出端与第二三通阀相连，第二三通阀另两端分别与ABS泵相连，ABS泵与两后轮制动轮缸相连，对后轮进行升压、保压、降压控制，实现II型制动回路。控制系统通过线路与直线电机相连，第一二位三通电磁阀和第二二位三通电磁阀为常开电磁阀；无人驾驶系统主开关通过线路与第一二位三通电磁阀和第二二位三通电磁阀相连，控制电磁阀切换开闭端口。

控制系统包括电控单元ECU、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器及DCDC转换器；电控单元ECU的正转信号接口分别与第一继电器和第三继电器的线圈端一端相连，反转信号接口与第二继电器和第四继电器的线圈端一端相连，EBS信号接口分别与第五继电器和第六继电器的线圈端一端相连，每个继电器的线圈端另一端连接整车低压电源com端，电控单元ECU控制各继电器开闭；