制动系统及汽车

技术领域

本发明属于汽车制动技术领域，尤其涉及一种制动系统及汽车。

背景技术

公开号为CN104724093A的中国专利申请公开了一种用于机动车的制动系统，包括压力形成单元及故障-增压-单元。借助压力形成单元能够在所述液压的制动系统正常运行时在所述车轮制动器上形成制动压力。借助所述故障-增压-单元能够在压力形成单元失灵时同样在所述车轮制动器上形成制动压力。压力形成单元包括主制动缸以及第一制动压力产生器。制动系统还包括第二制动压力产生器，该第二制动压力产生器与至少一个车轮制动缸连接。主制动缸能够通过第二制动压力产生器与至少一个车轮制动缸液压地连接。

上述的制动系统，存在以下不足：

(1)当压力形成单元失灵或者第一制动压力产生器发生故障时，通过所述故障-增压-单元来形成压力，而此时第一制动压力产生器与车轮制动器之间的电磁阀为常开阀，第一制动压力产生器的柱塞泵处于初始位置并与液压流体容器相通，故障-增压-单元形成的液压势必会通过常开该电磁阀进入第一制动压力产生器，最后进入液压流体容器中，而车轮制动器中将无制动液压产生。同理，机械备用模式下，由驾驶员操纵制动踏板或者制动杆所形成的制动液压也将通过上述液压回路进入液压流体容器中。

(2)压力形成单元工作或者故障-增压-单元独立工作时，由车辆驾驶员来操纵的制动踏板或者制动推杆，所产生的液压通过液压管路分别与踏板模拟器单元和止回阀处于连接之中，机械备用模式产生的液压将通过此液压连接点分流，此时踏板感将与正常运行中向驾驶员传递所期待的踏板感觉不同。

(3)上述制动系统，液压制动回路较复杂，电磁阀和活塞泵的使用数量较多，导致制动系统结构复杂、成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有的制动系统结构复杂的问题，提供一种制动系统及汽车。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种制动系统，包括冗余单元、主制动系统、压力介质储存容器、冗余单元控制器及主制动系统控制器；

所述冗余单元包括第一压力产生装置，所述主制动系统包括第二压力产生装置、第一止回阀及至少一个制动轮缸，所述第一止回阀与第二压力产生装置串联，所述第一压力产生装置与所述第二压力产生装置通过所述第一止回阀分隔；所述压力介质储存容器分别与所述第一压力产生装置及第二压力产生装置连接，用于向所述第一压力产生装置及第二压力产生装置提供制动液；

所述主制动系统正常工作时，所述主制动系统控制器接受制动信号的输入；当所述主制动系统控制器接收到制动信号时，控制所述第二压力产生装置工作产生液压力并提供给各个所述制动轮缸；

所述主制动系统发生故障时，所述冗余单元控制器接受制动信号的输入；当所述冗余单元控制器接收到制动信号时，控制所述第一压力产生装置工作产生液压力并提供给各个所述制动轮缸。

可选地，所述冗余单元还包括第二止回阀及常闭阀，所述第一压力产生装置与第二止回阀串联后与所述常闭阀并联，所述第二止回阀用于阻止制动液从所述制动轮缸向所述第一压力产生装置回流；所述常闭阀与压力介质储存容器连接，所述压力介质储存容器接收来自所述常闭阀释放出的制动液；

所述主制动系统还包括隔离阀及电磁阀控制单元，所述第一止回阀的出口分别与所述第二止回阀的出口及隔离阀的进口连接，所述隔离阀的进口分别与所述第一止回阀的出口及所述第二止回阀的出口连接，所述隔离阀的出口与电磁阀控制单元连接，所述电磁阀控制单元与各个所述制动轮缸连接，用于调节各个所述制动轮缸的制动压力。

可选地，所述隔离阀包括第一隔离阀及第二隔离阀，所述第一止回阀的出口分别与所述第二止回阀的出口、第一隔离阀的进口及第二隔离阀的进口连接，所述第一隔离阀的出口及所述第二隔离阀的出口分别与电磁阀控制单元连接。

可选地，所述制动系统还包括第一压力传感器及第二压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述第一隔离阀的出口与电磁阀控制单元之间的管路上，所述第二压力传感器设置在所述第二隔离阀的出口与电磁阀控制单元之间的管路上。

可选地，所述制动轮缸包括左前制动轮缸、右前制动轮缸、左后制动轮缸及右后制动轮缸，所述电磁阀控制单元包括第一增压阀、第二增压阀、第三增压阀、第四增压阀、第一减压阀、第二减压阀、第三减压阀及第四减压阀；所述第一增压阀及第二增压阀通过所述第一隔离阀与所述第一压力产生装置及第二压力产生装置分隔，所述第三增压阀及第四增压阀通过所述第二隔离阀与所述第一压力产生装置及第二压力产生装置分隔；所述第一压力传感器设置在所述第一隔离阀的出口与所述第一增压阀及第二增压阀之间的管路上，所述第二压力传感器设置在所述第二隔离阀的出口与所述第三增压阀及第四增压阀之间的管路上；

所述第一增压阀连接在所述第一隔离阀与左前制动轮缸之间，所述第一减压阀连接在所述压力介质储存容器与左前制动轮缸之间，所述第一增压阀及第一减压阀用于调节所述左前制动轮缸的制动压力；所述第二增压阀连接在所述第一隔离阀与右后制动轮缸之间，所述第二减压阀连接在所述压力介质储存容器与右后制动轮缸之间，所述第二增压阀及第二减压阀用于调节所述右后制动轮缸的制动压力；所述第三增压阀连接在所述第二隔离阀与左后制动轮缸之间，所述第三减压阀连接在所述压力介质储存容器与左后制动轮缸之间，所述第三增压阀及第三减压阀用于调节所述左后制动轮缸的制动压力；所述第四增压阀连接在所述第二隔离阀与右前制动轮缸之间，所述第四减压阀连接在所述压力介质储存容器与右前制动轮缸之间，所述第四增压阀及第四减压阀用于调节所述右前制动轮缸的制动压力；

所述压力介质储存容器接收来自所述第一减压阀、第二减压阀、第三减压阀及第四减压阀释放出的制动液。

所述左前制动轮缸、右前制动轮缸、左后制动轮缸及右后制动轮缸分别执行左前轮、右前轮、左后轮及右后轮的制动。

可选地，所述第一隔离阀、第二隔离阀、第一增压阀、第二增压阀、第三增压阀及第四增压阀为常开阀。

可选地，所述第一压力产生装置为由活塞泵电机驱动的活塞泵，所述活塞泵与第二止回阀串联。

可选地，所述第二压力产生装置为由柱塞泵电机驱动的单作用柱塞泵，所述单作用柱塞泵与第一止回阀串联；

所述制动系统还包括连接在所述单作用柱塞泵与压力介质储存容器之间的入口阀，所述单作用柱塞泵的柱塞向前移动时输出制动压力，所述单作用柱塞泵的柱塞后退时通过所述入口阀进行回位补液；在所述单作用柱塞泵工作时，所述第一止回阀能够隔断所述单作用柱塞泵与各个所述制动轮缸的通路。

可选地，所述制动系统还包括用于检测所述柱塞泵电机的转子位置的转角传感器及用于检测所述柱塞泵电机的电流的电流传感器。

本发明实施例的制动系统，所述主制动系统正常工作时，所述主制动系统控制器接受制动信号的输入；当所述主制动系统控制器接收到制动信号时，控制所述第一压力产生装置工作产生液压力并提供给各个所述制动轮缸；所述主制动系统发生故障时，所述冗余单元控制器接受制动信号的输入；当所述冗余单元控制器接收到制动信号时，控制所述第二压力产生装置工作产生液压力并提供给各个所述制动轮缸。因而，当主制动系统发生故障时，也能通过冗余单元来形成制动压力，提高了制动系统的安全性和可靠性。另外，第一压力产生装置与第二压力产生装置通过第一止回阀分隔，第一压力产生装置与第二压力产生装置形成并联，能够利用较少的电磁阀，实现同样的制动效果，能够减少电磁阀的使用数量，既简化了制动系统结构，又提高了制动系统的性能。并且，该制动系统可以省去了驾驶员用于控制车辆制动的不必要的部件。

另外，所述第二止回阀能够阻止制动液从所述制动轮缸向所述活塞泵回流，以防冲击活塞泵。

另一方面，本发明实施例提供一种汽车，其包括上述的制动系统。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的制动系统的示意图；

图2是本发明一实施例提供的制动系统在正常工作模式下的制动液流向图；

图3是本发明一实施例提供的制动系统在故障模式下的制动液流向图。

说明书中的附图标记如下：

1-冗余单元；2-主制动系统；3-压力介质储存容器；4-单作用柱塞泵；5-柱塞；6-柱塞泵电机；7-转角传感器；8-电流传感器；9-入口阀；10-第一止回阀；11-第一隔离阀；12-第二隔离阀；13-第一增压阀；14-第二增压阀；15-第三增压阀；16-第四增压阀；17-第一减压阀；18-第二减压阀；19-第三减压阀；20-第四减压阀；21-左前制动轮缸；22-右后制动轮缸；23-左后制动轮缸；24-右前制动轮缸；25-常闭阀；26-活塞泵；27-活塞泵电机；28-第二止回阀；29-主制动系统控制器；30-冗余单元控制器；31-第一压力传感器；32-第二压力传感器。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供的制动系统，本发明实施例提供一种制动系统，包括冗余单元1、主制动系统2、压力介质储存容器3、冗余单元控制器30及主制动系统控制器29。

所述冗余单元1包括第一压力产生装置，所述主制动系统2包括第二压力产生装置、第一止回阀10及至少一个制动轮缸，所述第一止回阀10与第二压力产生装置串联，所述第一压力产生装置与所述第二压力产生装置通过所述第一止回阀10分隔；所述压力介质储存容器3分别与所述第一压力产生装置及第二压力产生装置连接，用于向所述第一压力产生装置及第二压力产生装置提供制动液。

所述主制动系统2正常工作时，所述主制动系统控制器29接受制动信号的输入；当所述主制动系统控制器29接收到制动信号时，控制所述第二压力产生装置工作产生液压力并提供给各个所述制动轮缸；所述主制动系统2发生故障时，所述冗余单元控制器30接受制动信号的输入；当所述冗余单元控制器30接收到制动信号时，控制所述第一压力产生装置工作产生液压力并提供给各个所述制动轮缸。

在一实施例中，所述冗余单元1还包括第二止回阀28及常闭阀25，所述第一压力产生装置与第二止回阀28串联后与所述常闭阀25并联，所述第二止回阀28用于阻止制动液从所述制动轮缸向所述第一压力产生装置回流；所述常闭阀25与压力介质储存容器3连接，所述压力介质储存容器3接收来自所述常闭阀25释放出的制动液；所述主制动系统2还包括隔离阀及电磁阀控制单元，所述第一止回阀10的出口分别与所述第二止回阀28的出口及隔离阀的进口连接，所述隔离阀的进口分别与所述第一止回阀10的出口及所述第二止回阀28的出口连接，所述隔离阀的出口与电磁阀控制单元连接，所述电磁阀控制单元与各个所述制动轮缸连接，用于调节各个所述制动轮缸的制动压力。

在一实施例中，所述隔离阀包括第一隔离阀11及第二隔离阀12，所述第一止回阀10的出口分别与所述第二止回阀28的出口、第一隔离阀11的进口及第二隔离阀12的进口连接，所述第一隔离阀11的出口及所述第二隔离阀12的出口分别与电磁阀控制单元连接。

在一实施例中，所述制动系统还包括第一压力传感器31及第二压力传感器32，所述第一压力传感器设置在所述第一隔离阀11的出口与电磁阀控制单元之间的管路上，所述第二压力传感器32设置在所述第二隔离阀12的出口与电磁阀控制单元之间的管路上。

在一实施例中，所述制动轮缸包括左前制动轮缸21、右前制动轮缸24、左后制动轮缸23及右后制动轮缸22，所述电磁阀控制单元包括第一增压阀13、第二增压阀14、第三增压阀15、第四增压阀16、第一减压阀17、第二减压阀18、第三减压阀19及第四减压阀20；所述第一增压阀13及第二增压阀14通过所述第一隔离阀11与所述第一压力产生装置及第二压力产生装置分隔，所述第三增压阀15及第四增压阀16通过所述第二隔离阀12与所述第一压力产生装置及第二压力产生装置分隔；所述第一压力传感器设置在所述第一隔离阀11的出口与所述第一增压阀13及第二增压阀14之间的管路上，所述第二压力传感器设置在所述第二隔离阀12的出口与所述第三增压阀15及第四增压阀16之间的管路上。

所述第一增压阀13连接在所述第一隔离阀11与左前制动轮缸21之间，所述第一减压阀17连接在所述压力介质储存容器3与左前制动轮缸21之间，所述第一增压阀13及第一减压阀17用于调节所述左前制动轮缸21的制动压力；所述第二增压阀14连接在所述第一隔离阀11与右后制动轮缸22之间，所述第二减压阀18连接在所述压力介质储存容器3与右后制动轮缸22之间，所述第二增压阀14及第二减压阀18用于调节所述右后制动轮缸22的制动压力；所述第三增压阀15连接在所述第二隔离阀12与左后制动轮缸23之间，所述第三减压阀19连接在所述压力介质储存容器3与左后制动轮缸23之间，所述第三增压阀15及第三减压阀19用于调节所述左后制动轮缸23的制动压力；所述第四增压阀16连接在所述第二隔离阀12与右前制动轮缸24之间，所述第四减压阀20连接在所述压力介质储存容器3与右前制动轮缸24之间，所述第四增压阀16及第四减压阀20用于调节所述右前制动轮缸24的制动压力。

所述压力介质储存容器3接收来自所述第一减压阀17、第二减压阀18、第三减压阀19及第四减压阀20释放出的制动液。

所述左前制动轮缸21、右前制动轮缸24、左后制动轮缸23及右后制动轮缸22分别执行左前轮、右前轮、左后轮及右后轮的制动。

在一实施例中，所述第一隔离阀11、第二隔离阀12、第一增压阀13、第二增压阀14、第三增压阀15及第四增压阀16为常开阀。

在一实施例中，所述第一压力产生装置为由活塞泵电机27驱动的活塞泵26，所述活塞泵26与第二止回阀28串联。

然而，在一些改型方案中，所述第一压力产生装置也可以是柱塞泵、回转泵或者其他形式的压力调制设备。

在一实施例中，所述第二压力产生装置为由柱塞泵电机6驱动的单作用柱塞泵4，所述单作用柱塞泵4与第一止回阀10串联；所述制动系统还包括连接在所述单作用柱塞泵4与压力介质储存容器3之间的入口阀9，所述单作用柱塞泵4的柱塞5向前移动时输出制动压力，所述单作用柱塞泵4的柱塞5后退时通过所述入口阀9进行回位补液；在所述单作用柱塞泵4工作时，所述第一止回阀10能够隔断所述单作用柱塞泵4与各个所述制动轮缸的通路。

在一实施例中，所述制动系统还包括用于检测所述柱塞泵电机6的转子位置的转角传感器7及用于检测所述柱塞泵电机6的电流的电流传感器8。

本发明实施例的制动系统，其工作原理如下：

图2及图3黑色加粗线条表示制动液流动。

正常工作模式：

所述主制动系统2正常工作时，所述主制动系统控制器29接受制动信号的输入。如图2所示，当正在行驶的汽车(例如全自动智能驾驶汽车)，向主制动系统控制器29提出制动需求时(所述需求类似于人类驾驶员的制动输入)，所述主制动系统控制器29接收到制动信号，控制所述单作用柱塞泵4的柱塞泵电机6旋转，驱动所述单作用柱塞泵4的柱塞5向前运动，因所述单作用柱塞泵4与四个制动轮缸之间存在不通电打开的第一隔离阀11、第二隔离阀12和四个增压阀(即第一隔离阀11、第二隔离阀12和四个增压阀为常开阀)，故能够使液压朝四个制动轮缸的方向偏移建压，从而使四个制动轮缸的压力上升。第一隔离阀11、第二隔离阀12和四个增压阀之间的回路存在第一压力传感器31及第二压力传感器32，以检测单作用柱塞泵4工作时制动回路中的液压，并将信号提供给主制动系统控制器29。一旦所述单作用柱塞泵4的柱塞5到达它的最外的换向点或者至少接近这个最外的换向点，所述柱塞泵电机6换向，使柱塞5向后运动，此时单作用柱塞泵4内部容积产生负压，负压通过入口阀9将制动液从压力介质储存容器3中抽吸新的压力介质。所述柱塞泵电机6再次换向，使柱塞5向前运动，继续建压，如此循环满足制动需求。

故障模式：

所述主制动系统2发生故障时，所述冗余单元控制器30接受制动信号的输入。如图3所示，主制动系统2发生故障时(包括主制动系统控制器29电子失灵或者单作用柱塞泵4故障)，则启动冗余单元1，此时冗余单元控制器30接受汽车(例如全自动智能驾驶汽车)发出的制动请求，并向冗余单元1发出响应指令，控制活塞泵电机27工作，与活塞泵26并联的常闭阀25断电不打开，活塞泵26从压力介质储存容器3中汲取压力介质，驱动活塞泵26工作建压，由于第一隔离阀11、第二隔离阀12和四个增压阀为常开阀，四个减压阀为常闭阀。因此，能够使液压朝四个制动轮缸的方向偏移建压，故而使四个制动轮缸的压力上升，提供所需的行车制动力。与活塞泵26串联的第二止回阀28，可防止高压对活塞泵26的压力冲击，提高活塞泵26的使用寿命。与单作用柱塞泵4串联的第一止回阀10，可防止活塞泵26的制动压力泄漏至压力介质储存容器3中，需要解除制动或者泄压时，控制活塞泵26不工作，常闭阀25上电打开，制动液压通过常闭阀25回流至压力介质储存容器3中，完成制动解除或者泄压工作。

通过转角传感器7及电流传感器8检测柱塞泵电机6的状态，并通过第一压力传感器31及第二压力传感器32检测制动回路中的压力，可获知主制动系统2是否发生故障。

本发明实施例的制动系统，所述主制动系统2正常工作时，所述主制动系统控制器29接受制动信号的输入；当所述主制动系统控制器29接收到制动信号时，控制所述第一压力产生装置工作产生液压力并提供给各个所述制动轮缸；所述主制动系统2发生故障时，所述冗余单元控制器30接受制动信号的输入；当所述冗余单元控制器30接收到制动信号时，控制所述第二压力产生装置工作产生液压力并提供给各个所述制动轮缸。因而，当主制动系统2发生故障时，也能通过冗余单元1来形成制动压力，提高了制动系统的安全性和可靠性。另外，第一压力产生装置与第二压力产生装置通过第一止回阀10分隔，第一压力产生装置与第二压力产生装置形成并联，能够利用较少的电磁阀，实现同样的制动效果，能够减少电磁阀的使用数量，既简化了制动系统结构，又提高了制动系统的性能。并且，该制动系统可以省去了驾驶员用于控制车辆制动的不必要的部件。

另外，所述第二止回阀28能够阻止制动液从所述制动轮缸向所述活塞泵26回流，以防冲击活塞泵26。

另一方面，本发明实施例提供一种汽车，其包括上述的制动系统。

优选地，所述汽车为全自动智能驾驶汽车(无人驾驶汽车)。所述制动系统可根据驾驶员的制动请求制动，也可以根据外部的传感器、摄像头等设备采集的信号进行全自动的制动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。