一種車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)智能車(chē)輛無(wú)人駕駛模式電控制動(dòng)功能的同時(shí)，保留人工駕駛模式人工制動(dòng)功能，且人工駕駛與無(wú)人駕駛之間能夠靈活切換，并具有緊急情況下遙控制動(dòng)的功能。該系統(tǒng)包括制動(dòng)控制器、前橋比例電磁閥、前橋梭閥、后橋比例電磁閥、后橋梭閥及常開(kāi)型兩位三通電磁閥；制動(dòng)控制器，用于接收智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策命令，在需要實(shí)施電控行車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器控制前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥動(dòng)作，使前橋梭閥輸出的氣壓為前橋比例電磁閥輸出口的氣壓，使后橋梭閥輸出的氣壓為后橋比例電磁閥輸出口的氣壓；在需要實(shí)施人工行車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器使前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥斷電。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能車(chē)輛【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，世界范圍內(nèi)的汽車(chē)保有量不斷增加，隨之而來(lái)的交通安全、交通擁擠、能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題已成為世界各國(guó)面臨的共同難題。解決交通問(wèn)題的傳統(tǒng)方法是修建道路，然而交通系統(tǒng)是一個(gè)巨大、復(fù)雜的系統(tǒng)，僅從擴(kuò)建道路的角度來(lái)提高路網(wǎng)的通行能力是難以解決根本問(wèn)題的。在這種背景下，把交通基礎(chǔ)設(shè)施、交通運(yùn)載工具和交通參與者綜合起來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)考慮，充分利用高新技術(shù)解決交通問(wèn)題的思想便自然的產(chǎn)生，這就是智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportat1n System, ITS)。
[0003]智能車(chē)輛(Intelligent Vehicle, IV)作為ITS的一個(gè)重要組成部分，在民用領(lǐng)域和軍用領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景，受到了世界各國(guó)的普遍關(guān)注。在民用領(lǐng)域，智能車(chē)輛作為一種交通工具，它可以像人一樣會(huì)“思考”、“判斷”、“行走”，可以自動(dòng)啟動(dòng)、加速、剎車(chē)，可以自動(dòng)繞過(guò)地面障礙物。尤其當(dāng)它處在復(fù)雜多變的環(huán)境中時(shí)，它的“大腦”能隨機(jī)應(yīng)變，自動(dòng)選擇最佳路徑，引導(dǎo)車(chē)輛正常、順利地行駛，從而緩解駕駛員的駕駛疲勞。在軍事領(lǐng)域，智能車(chē)輛也被稱(chēng)為無(wú)人地面車(chē)輛(Unmanned Ground Vehicle,UGV)、自主地面移動(dòng)平臺(tái)(Autonomous Land Mobile Platform, ALMP)、自主地面車(chē)輛(Autonomous Land Vehicle,ALV)等，其相關(guān)技術(shù)的研究對(duì)發(fā)展高機(jī)動(dòng)無(wú)人武器平臺(tái)具有重要的戰(zhàn)略意義。軍用無(wú)人車(chē)輛作為未來(lái)作戰(zhàn)系統(tǒng)(Future Combating System, FCS)的關(guān)鍵組成部分,它可依靠定位與導(dǎo)航、環(huán)境感知和目標(biāo)搜索等能力自主地做出各種決策，主要應(yīng)用于完成戰(zhàn)場(chǎng)偵察、城市作戰(zhàn)和后勤保障等任務(wù)。
[0004]電控制動(dòng)系統(tǒng)是智能車(chē)輛平臺(tái)核心技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)智能車(chē)輛智能行為的前提和基礎(chǔ)。目前用于乘用車(chē)的電控液壓制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展較為成熟，有多種類(lèi)型的裝置得以應(yīng)用，如電子真空助力器、液壓電控輔助制動(dòng)裝置等。而對(duì)于采用氣壓制動(dòng)的商用車(chē)輛，現(xiàn)有電控氣壓輔助制動(dòng)裝置并非針對(duì)智能車(chē)輛需求開(kāi)發(fā)，不便于實(shí)現(xiàn)人工駕駛與無(wú)人駕駛的靈活切換。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對(duì)智能車(chē)輛制動(dòng)控制的實(shí)際需求，提出一種車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)車(chē)輛無(wú)人駕駛模式電控制動(dòng)功能的同時(shí)，保留人工駕駛模式人工制動(dòng)功能，且人工駕駛與無(wú)人駕駛之間能夠靈活切換，并具有緊急情況下遙控制動(dòng)的功能。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，包括制動(dòng)控制器、前橋比例電磁閥、前橋梭閥、后橋比例電磁閥、后橋梭閥及常開(kāi)型兩位三通電磁閥；其中
[0008]制動(dòng)控制器分別與前橋比例電磁閥、后橋比例電磁閥及常開(kāi)型兩位三通電磁閥的電氣控制接口相連；前橋比例電磁閥的輸入口與原車(chē)氣源相連，輸出口與前橋梭閥的其中一個(gè)輸入口相連；前橋梭閥的另一輸入口與原車(chē)行車(chē)制動(dòng)閥的輸出口相連，輸出口與原車(chē)前橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的繼動(dòng)閥的輸入口相連；后橋比例電磁閥的輸入口與原車(chē)氣源相連，輸出口與后橋梭閥的其中一個(gè)輸入口相連；后橋梭閥的另一輸入口與原車(chē)行車(chē)制動(dòng)閥的輸出口相連，輸出口與原車(chē)后橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥的輸入口相連；常開(kāi)型兩位三通電磁閥的常開(kāi)輸入口與原車(chē)手控制動(dòng)閥的輸出口相連，常開(kāi)輸出口與原車(chē)后橋駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥控制口相連，排氣口與大氣相通；
[0009]制動(dòng)控制器，用于接收智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策命令，在需要實(shí)施電控行車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器控制前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥動(dòng)作，使前橋梭閥輸出的氣壓為前橋比例電磁閥輸出口的氣壓，使后橋梭閥輸出的氣壓為后橋比例電磁閥輸出口的氣壓；在需要實(shí)施人工行車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器使前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥斷電，使前橋梭閥和后橋梭閥輸出氣壓為行車(chē)制動(dòng)閥輸出口的氣壓；在需要實(shí)施電控駐車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器控制常開(kāi)型兩位三通電磁閥動(dòng)作，使原車(chē)后橋駐車(chē)制動(dòng)氣室放氣制動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述制動(dòng)控制器控制前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥動(dòng)作為:制動(dòng)控制器根據(jù)上層規(guī)劃決策命令并結(jié)合當(dāng)前車(chē)輛行駛狀態(tài)信息計(jì)算出相應(yīng)的控制量，根據(jù)所述控制量來(lái)改變輸入至前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥的PWM(Pulse WidthModulat1n,脈沖寬度調(diào)制)占空比大小,調(diào)節(jié)前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥輸出氣壓的大小來(lái)控制其動(dòng)作。
[0011]進(jìn)一步地，本發(fā)明電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)還包括制動(dòng)踏板角位移傳感器、遙控信號(hào)接收器以及多個(gè)壓力傳感器，所述角位移傳感器與原車(chē)制動(dòng)踏板的旋轉(zhuǎn)軸相連，多個(gè)壓力傳感器分別設(shè)置于前橋比例電磁閥的輸入口、后橋比例電磁閥的輸入口、前橋梭閥的輸出口、后橋梭閥的輸出口、前橋行車(chē)制動(dòng)氣室的輸入口及后橋行車(chē)制動(dòng)氣室的輸入口 ；
[0012]制動(dòng)控制器主要由微處理器、兩路CAN通訊模塊、串口通訊模塊、模擬信號(hào)處理電路、開(kāi)關(guān)信號(hào)處理電路、PWM信號(hào)處理電路、PWM驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路及電源模塊組成；
[0013]模擬信號(hào)處理電路，用于將所述制動(dòng)踏板角位移傳感器和各壓力傳感器采集到的模擬信號(hào)經(jīng)低通濾波處理后輸送到微處理器；
[0014]開(kāi)關(guān)信號(hào)處理電路，用于將24V駐車(chē)制動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)變成5V開(kāi)關(guān)信號(hào)，并輸送到微處理器；
[0015]PWM信號(hào)處理電路，用于將遙控信號(hào)接收器輸出的PWM信號(hào)經(jīng)光耦隔離后輸送到微處理器；
[0016]兩路CAN通訊模塊，一路CAN通信模塊用于與智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊通訊，接收上層規(guī)劃決策命令并傳輸給微處理器，向智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊發(fā)送來(lái)自微處理器的當(dāng)前制動(dòng)狀態(tài)；另一路CAN通信模塊與原車(chē)CAN通訊網(wǎng)絡(luò)相連，接收原車(chē)行駛狀態(tài)信息并傳輸給微處理器，向原車(chē)CAN通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來(lái)自微處理器的自身控制狀態(tài)；
[0017]串口通訊模塊，用于與外部的采集與調(diào)試工控機(jī)通訊，接收采集與調(diào)試工控機(jī)下發(fā)的單功能調(diào)試控制指令，并將來(lái)自微處理器的采集數(shù)據(jù)和自身控制狀態(tài)發(fā)送到采集與調(diào)試工控機(jī)，由采集與調(diào)試工控機(jī)進(jìn)行保存；
[0018]微處理器，根據(jù)接收到的信息并結(jié)合自身控制狀態(tài)進(jìn)行綜合計(jì)算后，向PWM驅(qū)動(dòng)電路下發(fā)PWM控制信號(hào)，向開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路下發(fā)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，向一路CAN通信模塊上傳當(dāng)前制動(dòng)狀態(tài)，向另一路CAN通信模塊上傳自身控制狀態(tài)，向串口通訊模塊發(fā)送接收的信息和自身控制狀態(tài)；同時(shí)微處理器在接收單功能調(diào)試控制指令時(shí)進(jìn)行調(diào)試；
[0019]PWM驅(qū)動(dòng)電路，接收微處理器發(fā)出的PWM控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大后驅(qū)動(dòng)前橋比例電磁閥、后橋比例電磁閥和常開(kāi)型兩位三通電磁閥；
[0020]開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，接收微處理器發(fā)出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大后驅(qū)動(dòng)行車(chē)制動(dòng)燈和駐車(chē)指示燈；
[0021]電源模塊，用于為制動(dòng)控制器供電。
[0022]有益效果
[0023]1、由于本發(fā)明系統(tǒng)根據(jù)智能車(chē)輛實(shí)際需要開(kāi)發(fā)，通過(guò)梭閥從氣路結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)有人駕駛與無(wú)人駕駛靈活切換，安全可靠。
[0024]2、本發(fā)明手控制動(dòng)閥與常開(kāi)型兩位三通電磁閥串聯(lián)，從而保證人工駐車(chē)制動(dòng)和電控駐車(chē)制動(dòng)均有效，且在兩者均解除的情況下，后橋駐車(chē)制動(dòng)方解除，充分考慮智能車(chē)輛駐車(chē)安全，避免駕駛員或智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊單方面誤操作。
[0025]3、本發(fā)明包括遙控信號(hào)接收器，在緊急情況下(如智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊規(guī)劃錯(cuò)誤或死機(jī))，跟車(chē)實(shí)驗(yàn)人員可以通過(guò)遙控信號(hào)發(fā)生器實(shí)施遙控制動(dòng)，保證車(chē)輛或行人安全。
[0026]4、本發(fā)明可以在原車(chē)氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造完成，從而成本低，應(yīng)用范圍廣。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明的車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本發(fā)明的電控部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中，4-制動(dòng)踏板、5-行車(chē)制動(dòng)閥、6-繼動(dòng)閥、7-前橋行車(chē)制動(dòng)氣室、8_后橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥、9-后橋行車(chē)制動(dòng)氣室、10-單向閥、11-手控制動(dòng)閥、12-后橋駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥、13-后橋駐車(chē)制動(dòng)氣室、14-前橋比例電磁閥、15-后橋比例電磁閥、16-前橋梭閥、17-后橋梭閥、18-常開(kāi)型兩位三通電磁閥、19-壓力傳感器、20-制動(dòng)踏板角位移傳感器、21-采集模塊、22-制動(dòng)控制器、23-遙控信號(hào)發(fā)生器、24-駐車(chē)制動(dòng)開(kāi)關(guān)、25-遙控信號(hào)接收器、26-模擬信號(hào)處理電路、27-開(kāi)關(guān)信號(hào)處理電路、28-PWM信號(hào)處理電路、29-智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊、30-原車(chē)CAN通訊網(wǎng)絡(luò)、31-采集與調(diào)試工控機(jī)、32-CAN0通訊模塊、33-CAN1通訊模塊、34-串口通訊模塊、35-微處理器、36-驅(qū)動(dòng)模塊、37-PWM驅(qū)動(dòng)電路、38-開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、39-行車(chē)制動(dòng)燈、40駐車(chē)制動(dòng)燈、41-電源模塊、42-24V車(chē)載蓄電池。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0031]原車(chē)氣壓制動(dòng)系統(tǒng)通常包括前橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)、后橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)及后橋駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)；其中前橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)和后橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)共用行車(chē)制動(dòng)閥；前橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)主要由繼動(dòng)閥6和前橋行車(chē)制動(dòng)氣室7組成，后橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)主要由調(diào)節(jié)閥8和后橋行車(chē)制動(dòng)氣室9組成，后橋駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)由單向閥10、手控制動(dòng)閥11、調(diào)節(jié)閥12和后橋駐車(chē)制動(dòng)氣室13組成。人工駕駛模式時(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板4，行車(chē)制動(dòng)閥5開(kāi)啟，通過(guò)繼動(dòng)閥6向前橋行車(chē)制動(dòng)氣室7進(jìn)行充氣，從而對(duì)前橋?qū)嵤┬熊?chē)制動(dòng)；通過(guò)調(diào)節(jié)閥8向后橋行車(chē)制動(dòng)氣室9進(jìn)行充氣，從而對(duì)后橋?qū)嵤┬熊?chē)制動(dòng)。駕駛員通過(guò)控制制動(dòng)踏板角位移，從而調(diào)節(jié)前橋行車(chē)制動(dòng)氣室7和后橋行車(chē)制動(dòng)氣室9的壓力，進(jìn)而控制車(chē)輛行車(chē)制動(dòng)強(qiáng)度。駕駛員松開(kāi)制動(dòng)踏板4，前橋行車(chē)制動(dòng)氣室7通過(guò)繼動(dòng)閥6快速放氣解除前橋制動(dòng)，后橋行車(chē)制動(dòng)氣室9通過(guò)調(diào)節(jié)閥8快速放氣解除后橋制動(dòng)。駕駛員打開(kāi)手控制動(dòng)閥11，后橋駐車(chē)制動(dòng)氣室13通過(guò)調(diào)節(jié)閥12快速放氣，從而對(duì)后橋?qū)嵤v車(chē)制動(dòng)；駕駛員關(guān)閉手控制動(dòng)閥11時(shí)，氣源通過(guò)調(diào)節(jié)閥12向后橋駐車(chē)制動(dòng)氣室13進(jìn)行充氣，從而解除后橋駐車(chē)制動(dòng)。
[0032]本發(fā)明在原車(chē)基礎(chǔ)上增加電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)車(chē)輛無(wú)人駕駛模式電控制動(dòng)功能的同時(shí)，保留人工駕駛模式人工制動(dòng)功能，且人工駕駛與無(wú)人駕駛之間能夠靈活切換。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，包括制動(dòng)控制器22、前橋比例電磁閥
14、前橋梭閥16、后橋比例電磁閥15、后橋梭閥17及常開(kāi)型兩位三通電磁閥18 ；
[0034]制動(dòng)控制器22分別與前橋比例電磁閥14、后橋比例電磁閥15及常開(kāi)型兩位三通電磁閥18的電氣控制接口相連；前橋比例電磁閥14的輸入口與原車(chē)氣源相連，輸出口與前橋梭閥16的其中一個(gè)輸入口相連；前橋梭閥16的另一輸入口與原車(chē)行車(chē)制動(dòng)閥5的輸出口相連，輸出口與繼動(dòng)閥6的輸入口相連；后橋比例電磁閥15的輸入口與原車(chē)氣源相連，輸出口與后橋梭閥17的其中一個(gè)輸入口相連；后橋梭閥17的另一輸入口與原車(chē)行車(chē)制動(dòng)閥5的輸出口相連，輸出口與調(diào)節(jié)閥8的輸入口相連；常開(kāi)型兩位三通電磁閥18的常開(kāi)輸入口與原車(chē)手控制動(dòng)閥11的輸出口相連，常開(kāi)輸出口與調(diào)節(jié)閥12控制口相連，排氣口與大氣相通；
[0035]制動(dòng)控制器22，用于接收智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策命令，在需要實(shí)施電控行車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器22控制前橋比例電磁閥14和后橋比例電磁閥15動(dòng)作，使前橋梭閥16輸出的氣壓為前橋比例電磁閥4輸出口的氣壓,使后橋梭閥17輸出的氣壓為后橋比例電磁閥15輸出口的氣壓；在需要實(shí)施人工行車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器22使前橋比例電磁閥14和后橋比例電磁閥15斷電，前橋梭閥16和后橋梭閥17輸出氣壓為行車(chē)制動(dòng)閥5輸出口的氣壓；在需要實(shí)施電控駐車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器22控制常開(kāi)型兩位三通電磁閥18動(dòng)作，使原車(chē)后橋駐車(chē)制動(dòng)氣室9放氣制動(dòng)。
[0036]為了使電控行車(chē)制動(dòng)能夠很好地適應(yīng)當(dāng)前車(chē)輛的駕駛狀態(tài)，制動(dòng)控制器22根據(jù)上層規(guī)劃決策命令并結(jié)合當(dāng)前車(chē)輛行駛狀態(tài)信息計(jì)算出相應(yīng)的控制量，根據(jù)所述控制量來(lái)改變輸入至前橋比例電磁閥14和后橋比例電磁閥15的PWM占空比大小，從而調(diào)節(jié)前橋比例電磁閥14和后橋比例電磁閥15控制電流大小，比例電磁閥輸出口氣壓大小與比例電磁閥輸入口氣壓大小以及比例電磁閥控制電流大小成一定比例關(guān)系。制動(dòng)控制器22通過(guò)調(diào)節(jié)前橋比例電磁閥14和后橋比例電磁閥15控制電流大小，從而控制前橋行車(chē)制動(dòng)氣室7和后橋行車(chē)制動(dòng)氣室9的壓力大小，進(jìn)而控制車(chē)輛行車(chē)制動(dòng)強(qiáng)度。
[0037]梭閥具有比較兩輸入口氣壓大小并選擇較大值進(jìn)行輸出的特性。因此，人工行車(chē)制動(dòng)時(shí)，前橋梭閥16和后橋梭閥17輸出氣壓為行車(chē)制動(dòng)閥5輸出口氣壓，從而由駕駛員控制車(chē)輛制動(dòng)強(qiáng)度；電控行車(chē)制動(dòng)時(shí)，前橋梭閥16輸出氣壓為前橋比例電磁閥14的輸出口氣壓，后橋梭閥17輸出氣壓為后橋比例電磁閥15的輸出口氣壓，從而由制動(dòng)控制器22控制車(chē)輛制動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)實(shí)施人工行車(chē)制動(dòng)和電控行車(chē)制動(dòng)時(shí)，前橋梭閥16(或后橋梭閥17)選擇行車(chē)制動(dòng)閥5輸出口和前橋比例電磁閥14 (或后橋比例電磁閥15)輸出口氣壓中較大者進(jìn)行輸出，兩者值相同時(shí)，梭閥輸出其中任意一者的值，因此從氣路結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了人工行車(chē)制動(dòng)與電控行車(chē)制動(dòng)之間的靈活切換。
[0038]在無(wú)人駕駛模型需要實(shí)施電控駐車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器22向常開(kāi)型兩位三通電磁閥18供電，使得調(diào)節(jié)閥12控制口與大氣相通，從而使后橋駐車(chē)制動(dòng)氣室13通過(guò)調(diào)節(jié)閥12快速放氣實(shí)施駐車(chē)制動(dòng)；需要解除電控駐車(chē)制動(dòng)時(shí)，常開(kāi)型兩位三通電磁閥18斷電，氣源通過(guò)單向閥10、手控制動(dòng)閥11、常開(kāi)型兩位三通電磁閥18進(jìn)入調(diào)節(jié)閥12控制口，從而使得氣源通過(guò)單向閥10、調(diào)節(jié)閥12向后橋駐車(chē)制動(dòng)氣室13充氣解除駐車(chē)制動(dòng)。手控制動(dòng)閥11與常開(kāi)型兩位三通電磁閥18串聯(lián)，從而保證人工駐車(chē)制動(dòng)和電控駐車(chē)制動(dòng)均有效，且在兩者均解除的情況下，后橋駐車(chē)制動(dòng)方解除，充分考慮智能車(chē)輛駐車(chē)安全，避免駕駛員或智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊29單方面誤操作。
[0039]本發(fā)明電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)還包括制動(dòng)踏板角位移傳感器20、遙控信號(hào)接收器25以及多個(gè)壓力傳感器19，所述角位移傳感器與原車(chē)制動(dòng)踏板的旋轉(zhuǎn)軸相連，用于采集人工制動(dòng)時(shí)駕駛員踩制動(dòng)踏板的信息；多個(gè)壓力傳感器19分別設(shè)置于前橋比例電磁閥14的輸入口、后橋比例電磁閥15的輸入口、前橋梭閥16的輸出口、后橋梭閥17的輸出口、前橋行車(chē)制動(dòng)氣室7的輸入口及后橋行車(chē)制動(dòng)氣室9的輸入口，采集圖1中各測(cè)壓點(diǎn)壓力信息，用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析；遙控信號(hào)接收器25用于接收遙控信號(hào)發(fā)生器23發(fā)出的遙控信號(hào)，并根據(jù)遙控信號(hào)不同產(chǎn)生不同占空比的PWM信號(hào)。在無(wú)人駕駛模式緊急情況下，如智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊29規(guī)劃錯(cuò)誤或死機(jī)等情況，跟車(chē)試驗(yàn)人員判定智能車(chē)輛存在危及車(chē)輛、行人及其他生命財(cái)產(chǎn)安全的可能時(shí)，可以在遠(yuǎn)距離通過(guò)遙控信號(hào)發(fā)生器23發(fā)出緊急制動(dòng)遙控信號(hào)使得車(chē)輛緊急制動(dòng)。
[0040]制動(dòng)控制器22主要由微處理器35、兩路CAN通訊模塊、串口通訊模塊34、模擬信號(hào)處理電路26、開(kāi)關(guān)信號(hào)處理電路27、PWM信號(hào)處理電路28、PWM驅(qū)動(dòng)電路37、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路38及電源模塊41組成；
[0041]模擬信號(hào)處理電路26，用于將所述制動(dòng)踏板角位移傳感器20和各壓力傳感器采集到的模擬信號(hào)經(jīng)低通濾波處理后輸送到微處理器35 ；
[0042]開(kāi)關(guān)信號(hào)處理電路27，用于將駐車(chē)制動(dòng)開(kāi)關(guān)24產(chǎn)生的24V駐車(chē)制動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)變成5V開(kāi)關(guān)信號(hào)，并輸送到微處理器35 ；
[0043]PWM信號(hào)處理電路28，用于將遙控信號(hào)接收器25輸出的PWM信號(hào)經(jīng)光耦隔離后輸送到微處理器35 ；
[0044]兩路CAN通訊模塊，一路CANO通信模塊32用于與智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊29通訊，接收上層規(guī)劃決策命令并傳輸給微處理器35，向智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊發(fā)送來(lái)自微處理器35的當(dāng)前制動(dòng)狀態(tài)；另一路CANl通信模塊33與原車(chē)CAN通訊網(wǎng)絡(luò)30相連，接收原車(chē)行駛狀態(tài)信息并傳輸給微處理器35,向原車(chē)CAN通訊網(wǎng)絡(luò)30發(fā)送來(lái)自微處理器35的自身控制狀態(tài)；
[0045]串口通訊模塊34，用于與外部的采集與調(diào)試工控機(jī)31通訊，接收采集與調(diào)試工控機(jī)31下發(fā)的單功能調(diào)試控制指令，并將來(lái)自微處理器35的采集數(shù)據(jù)和自身控制狀態(tài)發(fā)送到采集與調(diào)試工控機(jī)31，由采集與調(diào)試工控機(jī)31進(jìn)行保存，用于后續(xù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析；
[0046]微處理器35根據(jù)采集模塊21、CAN通訊模塊32和33、串口通訊模塊34得到的車(chē)輛行駛狀態(tài)、上層規(guī)劃決策命令、單功能調(diào)試控制指令等信息，并結(jié)合自身控制狀態(tài)，進(jìn)行綜合計(jì)算后，向PWM驅(qū)動(dòng)電路37下發(fā)PWM控制信號(hào)，向開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路38下發(fā)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，向一路CANO通信模塊32上傳當(dāng)前制動(dòng)狀態(tài)，向另一路CANl通信模塊33上傳自身控制狀態(tài)，向串口通訊模塊34發(fā)送接收的信息和自身控制狀態(tài)；同時(shí)微處理器35在接收單功能調(diào)試控制指令時(shí)進(jìn)行調(diào)試。
[0047]驅(qū)動(dòng)模塊36包括PWM驅(qū)動(dòng)電路37和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路38，其中PWM驅(qū)動(dòng)電路37，接收微處理器35發(fā)出的PWM控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大后驅(qū)動(dòng)前橋比例電磁閥14、后橋比例電磁閥15和常開(kāi)型兩位三通電磁閥18 ;開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路38，接收微處理器發(fā)出的開(kāi)關(guān)信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大后驅(qū)動(dòng)行車(chē)制動(dòng)燈39和駐車(chē)指示燈40 ；
[0048]電源模塊41用于將智能車(chē)輛上的24V車(chē)載蓄電池42提供的不穩(wěn)定直流電,轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的5V和24V直流電，分別向采集模塊21、微處理器35和驅(qū)動(dòng)模塊36供電。
【權(quán)利要求】
1.一種車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:包括制動(dòng)控制器、前橋比例電磁閥、前橋梭閥、后橋比例電磁閥、后橋梭閥及常開(kāi)型兩位三通電磁閥；其中 制動(dòng)控制器分別與前橋比例電磁閥、后橋比例電磁閥及常開(kāi)型兩位三通電磁閥的電氣控制接口相連；前橋比例電磁閥的輸入口與原車(chē)氣源相連，輸出口與前橋梭閥的其中一個(gè)輸入口相連；前橋梭閥的另一輸入口與原車(chē)行車(chē)制動(dòng)閥的輸出口相連，輸出口與原車(chē)前橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的繼動(dòng)閥的輸入口相連；后橋比例電磁閥的輸入口與原車(chē)氣源相連，輸出口與后橋梭閥的其中一個(gè)輸入口相連；后橋梭閥的另一輸入口與原車(chē)行車(chē)制動(dòng)閥的輸出口相連，輸出口與原車(chē)后橋行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥的輸入口相連；常開(kāi)型兩位三通電磁閥的常開(kāi)輸入口與原車(chē)手控制動(dòng)閥的輸出口相連，常開(kāi)輸出口與原車(chē)后橋駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥控制口相連，排氣口與大氣相通； 制動(dòng)控制器，用于接收智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策命令，在需要實(shí)施電控行車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器控制前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥動(dòng)作，使前橋梭閥輸出的氣壓為前橋比例電磁閥輸出口的氣壓，使后橋梭閥輸出的氣壓為后橋比例電磁閥輸出口的氣壓；在需要實(shí)施人工行車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器使前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥斷電，前橋梭閥和后橋梭閥輸出氣壓為行車(chē)制動(dòng)閥輸出口的氣壓；在需要實(shí)施電控駐車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制器控制常開(kāi)型兩位三通電磁閥動(dòng)作，使原車(chē)后橋駐車(chē)制動(dòng)氣室放氣制動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述制動(dòng)控制器控制前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥動(dòng)作為:制動(dòng)控制器根據(jù)上層規(guī)劃決策命令并結(jié)合當(dāng)前車(chē)輛行駛狀態(tài)信息計(jì)算出相應(yīng)的控制量，根據(jù)所述控制量來(lái)改變輸入至前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥的PWM占空比大小，調(diào)節(jié)前橋比例電磁閥和后橋比例電磁閥輸出氣壓的大小來(lái)控制其動(dòng)作。
3.如權(quán)利要求1所述的車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述車(chē)輛電控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)還包括制動(dòng)踏板角位移傳感器、遙控信號(hào)接收器以及多個(gè)壓力傳感器，所述角位移傳感器與原車(chē)制動(dòng)踏板的旋轉(zhuǎn)軸相連，多個(gè)壓力傳感器分別設(shè)置于前橋比例電磁閥的輸入口、后橋比例電磁閥的輸入口、前橋梭閥的輸出口、后橋梭閥的輸出口、前橋行車(chē)制動(dòng)氣室的輸入口及后橋行車(chē)制動(dòng)氣室的輸入口 ； 制動(dòng)控制器主要由微處理器、兩路CAN通訊模塊、串口通訊模塊、模擬信號(hào)處理電路、開(kāi)關(guān)信號(hào)處理電路、PWM信號(hào)處理電路、PWM驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路及電源模塊組成； 模擬信號(hào)處理電路，用于將所述制動(dòng)踏板角位移傳感器和各壓力傳感器采集到的模擬信號(hào)經(jīng)低通濾波處理后輸送到微處理器； 開(kāi)關(guān)信號(hào)處理電路，用于將24V駐車(chē)制動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)變成5V開(kāi)關(guān)信號(hào)，并輸送到微處理器； PWM信號(hào)處理電路，用于將遙控信號(hào)接收器輸出的PWM信號(hào)經(jīng)光耦隔離后輸送到微處理器； 兩路CAN通訊模塊，一路CAN通信模塊用于與智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊通訊，接收上層規(guī)劃決策命令并傳輸給微處理器，向智能車(chē)輛上層規(guī)劃決策模塊發(fā)送來(lái)自微處理器的當(dāng)前制動(dòng)狀態(tài)；另一路CAN通信模塊與原車(chē)CAN通訊網(wǎng)絡(luò)相連，接收原車(chē)行駛狀態(tài)信息并傳輸給微處理器，向原車(chē)CAN通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來(lái)自微處理器的自身控制狀態(tài)； 串口通訊模塊，用于與外部的采集與調(diào)試工控機(jī)通訊，接收采集與調(diào)試工控機(jī)下發(fā)的單功能調(diào)試控制指令，并將來(lái)自微處理器的采集數(shù)據(jù)和自身控制狀態(tài)發(fā)送到采集與調(diào)試工控機(jī)，由采集與調(diào)試工控機(jī)進(jìn)行保存； 微處理器，根據(jù)接收到的信息并結(jié)合自身控制狀態(tài)進(jìn)行綜合計(jì)算后，向PWM驅(qū)動(dòng)電路下發(fā)PWM控制信號(hào)，向開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路下發(fā)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，向一路CAN通信模塊上傳當(dāng)前制動(dòng)狀態(tài)，向另一路CAN通信模塊上傳自身控制狀態(tài)，向串口通訊模塊發(fā)送接收的信息和自身控制狀態(tài)；同時(shí)微處理器在接收單功能調(diào)試控制指令時(shí)進(jìn)行調(diào)試； PWM驅(qū)動(dòng)電路，接收微處理器發(fā)出的PWM控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大后驅(qū)動(dòng)前橋比例電磁閥、后橋比例電磁閥和常開(kāi)型兩位三通電磁閥； 開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，接收微處理器發(fā)出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大后驅(qū)動(dòng)行車(chē)制動(dòng)燈和駐車(chē)指示燈； 電源模塊，用于為制動(dòng)控制器供電。
【文檔編號(hào)】B60T13/74GK104192114SQ201410421560
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】朱敏, 陳慧巖 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)