复合制动系统和车辆的制作方法

本发明涉及车辆制动技术领域，具体而言，涉及一种复合制动系统和车辆。

背景技术：

电动化与智能化是汽车发展的两大方向。一方面，电动汽车通过电机制动的方式回收制动能量是主要的节能途径之一，如何将传统的机械制动与电制动有机结合，集成为高效的机电复合制动系统，一直是行业研究的焦点；另一方面，自动驾驶的实现需以线控制动系统为执行基础，且对制动系统的安全等级提出了更高的要求。

线控制动系统，即可实现自动、精准调控制动力的制动系统。目前，针对智能电动汽车的机电复合制动系统，还缺乏成熟的技术，急需进一步完善，提高制动性能。

技术实现要素：

本发明的目的包括提供一种复合制动系统，人工驾驶和自动驾驶均适用，能同时实现气压制动和电机制动，制动效率高，控制精准，安全性好。

本发明的目的还包括提供一种车辆，包括上述的复合制动系统，能同时实现气压制动和电机制动，制动效率高，安全性好。

本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供的一种复合制动系统，包括气压制动组件、电机制动组件和线控制动控制器。所述气压制动组件包括气源、制动踏板、增压阀和继动阀。所述电机制动组件包括驱动电机和电机控制器。

所述气源分别与所述制动踏板、所述增压阀和所述继动阀气路连通，所述继动阀与所述增压阀气路连通，所述继动阀用于与车轮的制动器连接并导通所述气源与所述制动器之间的制动气路。

所述电机控制器与所述驱动电机连接，所述驱动电机用于与后桥传动连接，所述线控制动控制器分别与所述制动踏板、所述增压阀、所述继动阀、所述电机控制器电连接。

所述线控制动控制器用于接收制动信号，并根据所述制动信号导通所述制动气路，以使所述制动器产生气压制动力。并且，所述线控制动控制器还用于根据所述制动信号向所述电机控制器发出控制指令，所述电机控制器根据所述控制指令控制所述驱动电机，对所述后桥产生电机制动力。

进一步地，还包括备压阀，所述备压阀分别与所述制动踏板、所述继动阀气路连通。所述继动阀能通过所述增压阀与所述气源连通，或所述继动阀能通过所述备压阀与所述制动踏板连通。

进一步地，所述增压阀为常闭阀，所述备压阀为常开阀。

进一步地，所述制动踏板上设有行程传感器，用于检测所述制动踏板的行程，所述线控制动控制器与所述行程传感器连接。所述线控制动控制器接收所述行程传感器的制动信号、并根据所述制动信号控制所述增压阀和所述备压阀通电，以使所述制动气路导通；同时，所述线控制动控制器根据所述制动信号向所述电机控制器发出控制指令。

进一步地，所述制动气路上设有压力调节阀，所述线控制动控制器与所述压力调节阀电连接，所述线控制动控制器能够控制所述压力调节阀，以调节气压制动力的大小。

进一步地，所述制动气路上设有压力传感器，用于检测所述气压制动力的大小。

进一步地，所述气压制动组件的数量为两个，一个用于对前轮制动，另一个用于对后轮制动，两个所述气压制动组件中的所述制动踏板为同一个。

进一步地，所述线控制动控制器用于与整车控制器连接，接收所述整车控制器的制动信号，并根据所述制动信号控制所述增压阀和所述备压阀通电，以使所述制动气路导通；同时，所述线控制动控制器根据所述制动信号向所述电机控制器发出控制指令，所述后桥受到电机制动力。

进一步地，所述电机制动组件还包括变速器，所述驱动电机与所述变速器连接，所述变速器用于与所述后桥传动连接，以使所述驱动电机产生的电机制动力传递至所述后桥。

本发明提供的一种车辆，包括车体和上述的复合制动系统，所述复合制动系统安装在所述车体上。

本发明提供的复合制动系统和车辆具有以下几个方面的有益效果：

本发明提供的复合制动系统，包括气压制动组件、电机制动组件和线控制动控制器，线控制动控制器分别与气压制动组件和电机制动组件连接。当线控制动控制器接收到制动信号后，控制气压制动组件使制动气路导通，气体进入各个车轮的制动器中，制动器对车轮制动，实现气压制动目的。并且，线控制动控制器也能控制电机制动组件产生电机制动力，具体的，驱动电机产生反向转矩并作用至后桥，对车轮制动，实现电机制动。由于具有气压制动和电机制动的双重制动效果，制动效率高，车辆安全性能好。并且该复合制动系统既适用于人工驾驶状态，也适用于自动驾驶状态，双重制动效果大大提升了车辆的安全性能，为车辆行驶提供了安全保障。

本发明提供的车辆，包括上述的复合制动系统，能同时实现气压制动和电机制动，制动效率高，安全性能好，应用前景广阔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明具体实施例提供的复合制动系统的一种应用场景结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的复合制动系统的控制流程框图。

图标：1-气源；2-制动踏板；3-增压阀；4-备压阀；5-继动阀；6-压力调节阀；7-压力传感器；8-轮速传感器；91-第一三通阀；92-第二三通阀；93-第三三通阀；10-驱动电机；11-电机控制器；12-变速器；13-线控制动控制器；101-第一管路；103-第二管路；105-制动器；107-后桥。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1，图中虚线表示电气线路。本实施例提供的一种复合制动系统，包括气压制动组件、电机制动组件和线控制动控制器13。气压制动组件包括气源1、制动踏板2、增压阀3、备压阀4、继动阀5和压力调节阀6。电机制动组件包括驱动电机10、变速器12和电机控制器11。

气源1为高压储气罐，本实施例中，高压储气罐为两个，一个用于为前轮制动供气，另一个用于为后轮制动供气。气源1分别与制动踏板2、增压阀3和继动阀5气路连通，制动踏板2与备压阀4气路连通，继动阀5选择性地与增压阀3和备压阀4气路连通。继动阀5用于与车轮的制动器105连接、并导通气源1与制动器105之间的制动气路。电机控制器11与驱动电机10连接，驱动电机10用于与后桥107传动连接，线控制动控制器13分别与制动踏板2、增压阀3、继动阀5、电机控制器11电连接。

线控制动控制器13用于接收制动信号，并根据制动信号导通制动气路，以使制动器105产生气压制动力。同时，线控制动控制器13根据制动信号向电机控制器11发出控制指令，电机控制器11根据控制指令控制驱动电机10，以使后桥107产生电机制动力，实现气压制动和电机制动的双重制动效果。

具体的，高压储气罐连接有一个第一三通阀91，第一三通阀91的第一端与高压储气罐的出口连通，第二端与制动踏板2连通，第三端通过第一管路101与继动阀5连通。继动阀5通过第二管路103与车轮的制动器105连通，当继动阀5开启，高压储气罐中的制动气体经第一管路101、第二管路103能进入制动器105中，制动器105产生气压制动力，抱紧车轮，实现车轮制动。即第一管路101和第二管路103构成的气路为制动气路。

第一管路101上设有第二三通阀92，第二三通阀92的第一端与第一三通阀91的第三端连通，第二端与继动阀5连通，第三端与增压阀3连通。增压阀3的一端与通过第二三通阀92与第一管路101连通，另一端与继动阀5连通；备压阀4的一端与制动踏板2连通，另一端与继动阀5连通。可选地，增压阀3和备压阀4通过第三三通阀93汇集在同一气路上并与继动阀5连通，即第三三通阀93的第一端与增压阀3连通，第二端与备压阀4连通，第三端与继动阀5连通。

可选的，制动气路上设有压力调节阀6，即abs阀(anti-lockbrakingsystem，防抱死制动系统)，本实施中，压力调节阀6设于第二管路103上，即位于继动阀5和制动器105之间的管路上。线控制动控制器13与压力调节阀6电连接，控制气压制动力的大小。气压调节阀和制动器105之间的管路上安装在压力传感器7，用于检测气压制动力的大小。容易理解，压力传感器7与线控制动控制器13电连接，将检测到的气压制动力大小信号反馈给线控制动控制器13。可选的，制动器105上还安装有轮速传感器8，用于检测车轮的转速。轮速传感器8与线控制动控制器13电连接，将检测到的车轮转速信号反馈给线控制动控制器13。

本实施例中，增压阀3为常闭阀，即通电后开启；备压阀4为常开阀，即通电后关闭。备压阀4分别与制动踏板2、继动阀5气路连通。继动阀5能通过增压阀3与气源1连通，实现导通；或者，继动阀5也能通过备压阀4与制动踏板2连通，实现导通。当制动踏板2被踩下后，高压储气罐中的气体才能经制动踏板2进入备压阀4中，若制动踏板2为抬起状态，即阻断了气源1与备压阀4之间的通路，气源1中的气体无法进入备压阀4中。

制动踏板2上设有行程传感器，即位移传感器，用于检测制动踏板2的行程，即检测制动踏板2被踩踏的深浅。线控制动控制器13与行程传感器连接。线控制动控制器13接收行程传感器的制动信号、并根据制动信号控制增压阀3和备压阀4通电，增压阀3开启，备压阀4关闭，气源1中的气体经第一三通阀91、第二三通阀92、增压阀3、第三三通阀93进入继动阀5，继动阀5开启以使制动气路导通，气源1中的气体经第一管路101、第二管路103进入各个车轮的制动器105中，产生气压制动力。同时，线控制动控制器13根据制动信号向电机控制器11发出控制指令。

可选地，气压制动组件的数量为两个，一个用于对前轮制动，另一个用于对后轮制动，两个气压制动组件中的制动踏板2为同一个。当接收到制动踏板2的制动信号后，线控制动控制器13同时对两个气压制动组件控制，使前后轮同时制动。

电机制动组件中，电机控制器11与线控制动控制器13电连接，电机控制器11与驱动电机10电连接。驱动电机10与变速器12连接，变速器12用于与车辆的后桥107传动连接。具体的，当线控制动控制器13通过行程传感器接收到制动踏板2的制动信号后，根据制动信号通过can通讯向电机控制器11发出控制指令，电机控制器11控制驱动电机10产生反向转矩，即阻止车轮向前移动的力。该反向转矩经变速器12传递至后桥107，阻止后桥107转动，后桥107受到了反向力矩，无法带动后轮继续前行，故而后轮实现制动。

需要说明的是，文中提及的车轮制动器105、变速器12、后桥107等结构均为车辆技术领域的现有结构此处不再详细说明。

非制动状态下，制动踏板2抬起，增压阀3关闭、备压阀4开启、继动阀5关闭；制动状态下，即制动踏板2被踩下，行程传感器将制动信号传递至线控制动控制器13，线控制动控制器13根据接收到的制动信号，使增压阀3和备压阀4通电，此时增压阀3开启、备压阀4关闭，高压储气罐中的气体经第一三通阀91、第一管路101、第二三通阀92进入增压阀3，再经第三三通阀93进入继动阀5，气体进入继动阀5，制动气路被导通。高压储气罐中的气体经第一三通阀91、第一管路101进入继动阀5，再经第二管路103进入制动器105中，制动器105产生气压制动力，前后车轮均实现气压制动。同时，线控制动控制器13根据接收到的制动信号，向电机控制器11发出控制指令，电机控制器11控制驱动电机10产生反向转矩，该反向转矩经变速器12传递至后桥107，阻止后桥107转动，故而后轮实现电机制动。

制动信号通过踩踏制动踏板2发出，属于人工驾驶状态下的控制方式。该复合制动系统也适用于自动驾驶状态的车辆，车辆处于自动驾驶状态，车辆由整车控制器控制。线控制动控制器13用于与整车控制器连接，能通过can通讯接收整车控制器的制动信号，并根据制动信号确定气压制动力大小与电机制动力大小。然后，线控制动控制器13控制增压阀3和备压阀4通电，以使制动气路导通，通过压力调节阀6进行气压制动力大小调控，实现前后轮的气压制动；同时，线控制动控制器13根据接收整车控制器的制动信号，通过can通讯向电机控制器11发出控制指令，使驱动电机10产生反向转矩，对后轮实现电机制动。

此外，当车辆的电控系统失效后，即线控制动控制器13、电机控制器11无法使用，该复合制动系统仍然具有冗余的机械制动功能。具体的，若电控失效后，只能进行人工驾驶，当驾驶员踩下制动踏板2，增压阀3和备压阀4无法通电，但备压阀4为常开阀，踩下制动踏板2后，气源1中的气体可以通过制动踏板2进入备压阀4、再经第三三通阀93进入继动阀5，使继动阀5开启，制动气路导通，气源1中的气体也能通过第一管路101、第二管路103进入各个车轮的制动器105中，实现前后轮的气压制动。只是电控失效后无法控制气压调节阀调节压力大小，气压制动力的大小不能调控。

本实施例提供的一种车辆，包括车体和上述的复合制动系统，复合制动系统安装在车体上，能同时实现气压制动和电机制动，制动效率高，控制精准，安全性好，当电控失效后，也能实现必要的制动功能。该车辆可以是纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等，应用范围广。

请参照图2，本发明提供的复合制动系统，其具体控制原理如下：

首先，判断车辆是否停止运行，如果车辆停止，该控制流程结束。如果车辆运行，则判断车辆处于自动驾驶状态还是人工驾驶状态。

如果为人工驾驶状态，判断制动踏板2是否被踩下，未被踩下则不需要制动。如果制动踏板2被踩下，检查制动控制电路是否失效(即线控制动控制器13是否失效)；如果没有失效，线控制动控制器13控制增压阀3和备压阀4通电，关闭备压阀4、开启增压阀3，并且线控制动控制器13根据制动踏板2上的行程传感器检测到的制动信号判断制动意图，确定电机制动力和气压制动力的分配策略，并通过can控制电机控制器11，使驱动电机10产生反向转矩，对后轮制动；同时通过压力调节阀6控制前后四个车轮的制动压力。再判断制动过程是否结束，如果制动过程还没结束，再根据制动信号判断制动意图，重复上述操作。如果制动过程结束，线控制动控制器13控制增压阀3和备压阀4断电，开启备压阀4、关闭增压阀3，等待下一次制动。

如果检查制动控制电路是否失效后，控制电路已失效，则进行机械气压制动，无电子调控。再判断判断制动过程是否结束，如果制动过程还没结束，继续进行，机械气压制动，无电子调控。重复上述操作。如果制动过程结束，发出故障报警，等待维修控制电路。

在判断车辆处于自动驾驶状态还是人工驾驶状态后，如果处于自动驾驶状态，判断是否需要主动制动，如果不需要，返回至判断车辆是否运行；如果需要主动制动，则线控制动控制器13控制增压阀3和备压阀4通电，关闭备压阀4、开启增压阀3，并且线控制动控制器13根据自动驾驶策略，确定电机制动力和气压制动力的分配策略，并通过can控制电机控制器11，使驱动电机10产生反向转矩，对后轮制动；同时通过压力调节阀6控制前后四个车轮的制动压力。再判断制动过程是否结束，如果制动过程还没结束，再根据自动驾驶策略，确定电机制动力和气压制动力的分配策略，重复上述操作。如果制动过程结束，线控制动控制器13控制增压阀3和备压阀4断电，开启备压阀4、关闭增压阀3，等待下一次制动。

综上所述，本发明提供的复合制动系统和车辆具有以下几个方面的有益效果：

本发明提供的复合制动系统和车辆，能够实现气压制动和电机制动的双重制动效果，制动效率高、控制精准，并且当线控制动控制器13失效后，仍具有机械气压制动效果，安全性能高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。