一种无人驾驶车辆紧急制动装置的制作方法

1.本发明涉及汽车紧急制动技术领域，具体涉及一种无人驾驶车辆紧急制动装置。


背景技术：

2.普通商用汽车为了满足行车安全，设计了行车制动和驻车制动两套相互独立的停车装置，行车制动由电子制动系统(以下简称ebs)控制，驻车制动由电子驻车制动系统(以下简称epb)控制，这两套系统均由驾驶员直接控制，当状态正常的汽车在行驶过程中需要刹车时，由驾驶员踩下脚刹，行车制动系统开始工作，产生制动车辆减速；如果发生特殊情况，需要进行应急制动而ebs系统电控部分失效时，驾驶员踩下制动踏板，ebs系统的机械部分还可以工作，产生制动力，让车辆紧急停车；驾驶员还可以通过按下epb开关来让驻车制动介入实现紧急停车。
3.为了提高运营效率，节省人力成本，无人驾驶商用车已逐步开始投入例如港口等封闭园区运营。在该类无人驾驶商用车上，ebs和epb系统由自动驾驶控制器(以下简称adcu)控制，根据需要实现行车制动和驻车制动。
4.但是，当adcu突然失效或者断电等异常情况，会导致ebs和epb制动系统均不工作，车辆无法停车，极易造成安全事故。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种无人驾驶车辆紧急制动装置，能够解决现有技术中，当adcu突然失效或者断电等异常情况，会导致ebs和epb制动系统均不工作，车辆无法停车，极易造成安全事故的问题。
6.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
7.本发明提供一种无人驾驶车辆紧急制动装置，包括：
8.驻车气腔，其注气后可解除驻车，排气后可进行驻车；
9.驻车气源，其用于向所述驻车气腔注气；
10.驻车控制阀，其包括进气口、出气口、排气口和控制气口，所述进气口与所述驻车气源连接，所述出气口与所述驻车气腔连接，所述进气口与控制气口可通断连接，所述控制气口被配置为：保有设定压力时，所述出气口与排气口断开，所述进气口与出气口连通，以保持所述驻车气腔内的压力；泄压时，所述进气口与出气口断开，所述出气口与排气口连通，以排出所述驻车气腔内的气体；
11.备用驻车控制机构，其与所述控制气口连接，用于根据控制信号使所述控制气口保持设定压力或者泄压，以控制所述驻车气腔内的压力，实现紧急驻车。
12.在一些可选的方案中，所述备用驻车控制机构包括：
13.驻车控制管路，其一端与所述控制气口连接；
14.泄压阀，其与所述驻车控制管路的另一端连接；
15.远程控制单元，其用于发出远程控制信号控制所述泄压阀，以使所述控制气口保
持设定压力或者泄压。
16.在一些可选的方案中，还包括刹车制动机构，其包括：
17.刹车气腔，其注气后可进行刹车，排气后可停止刹车；
18.刹车气源，其用于向所述驻车气腔注气；
19.刹车控制阀，其进气端通过进气管路与所述刹车气源连通，出气端通过出气管路将所述刹车气源和刹车气腔连通，所述刹车控制阀可根据所述远程控制单元的控制信号改变通断状态，以控制所述刹车气源向刹车气腔注气。
20.在一些可选的方案中，所述刹车制动机构还包括刹车控制器，所述刹车控制器通过can总线与所述远程控制单元信号连接，用于接收所述远程控制单元的控制信号控制所述刹车控制阀改变通断状态。
21.在一些可选的方案中，所述出气管路与所述驻车控制管路之间通过保压管路连通，并且所述保压管路上设有单向阀，用于在所述刹车控制阀形成通路时，向所述驻车控制管路注气。
22.在一些可选的方案中，还包括制动优选机构，其包括：
23.截止阀，其设于所述驻车控制管路上，并位于所述泄压阀与所述保压管路和驻车控制管路的连接点之间，所述截止阀设有通断控制口，所述通断控制口保有设定压力时，所述截止阀截止，所述通断控制口泄压时，所述截止阀形成通路；
24.制动优选管路，其一端与所述通断控制口连接，另一端与所述出气管路或者保压管路连接，并且与保压管路的连接点位于单向阀与所述保压管路和出气管路的连接点之间。
25.在一些可选的方案中，所述备用驻车控制机构还包括至少一个急停开关，用于设在车身外侧，以控制所述泄压阀的通断。
26.在一些可选的方案中，所述急停开关的一端与所述泄压阀的供电端口连接，另一端接地。
27.在一些可选的方案中，所述备用驻车控制机构包括四个急停开关，用于设在车身四角。
28.在一些可选的方案中，所述泄压阀为通电常闭电磁阀。
29.与现有技术相比，本发明的优点在于：在车辆遇到突发情况，且adcu失效无法实现自动控制驻车控制阀实现驻车时，备用驻车控制机构可通过收到的控制信号，解除对控制气口的封堵，使控制气口泄压，此时，进气口与出气口断开，出气口与排气口连通，以排出驻车气腔内的气体，以控制驻车气腔内的压力，实现紧急驻车。本方案中，通过设置一个可以控制控制气口状态的备用驻车控制机构，实现对驻车控制阀在紧急状态下的控制，使车辆多了一层安全的保障。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。
31.图1为本发明实施例中现有技术中无人驾驶车辆紧急制动装置的结构示意图；
32.图2为本发明实施例中第一种无人驾驶车辆紧急制动装置的结构示意图；
33.图3为本发明实施例中第二种无人驾驶车辆紧急制动装置的结构示意图；
34.图4为本发明实施例中第三种无人驾驶车辆紧急制动装置的结构示意图。
35.图中：1、驻车气腔；2、驻车气源；3、驻车控制阀；31、进气口；32、出气口；33、排气口；34、控制气口；4、备用驻车控制机构；41、泄压阀；42、驻车控制管路；43、远程控制单元；5、急停开关；61、刹车气腔；62、刹车气源；63、刹车控制阀；64、刹车控制器；7、保压管路；71、单向阀；8、制动优选机构；81、截止阀；814、通断控制口；82、制动优选管路。
具体实施方式
36.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
37.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
38.如图1所示，现有技术中，紧急制动装置包括：驻车气腔1，其注气后可解除驻车，排气后可进行驻车；驻车气源2，其用于向驻车气腔1注气；驻车控制阀3，其包括进气口31、出气口32和排气口33。驻车控制阀3与adcu信号连接，驻车控制阀3可以根据adcu(automated driving control unit，自动驾驶域控制器)的控制信号，将出气口32与排气口33断开，进气口31与出气口32连通，以通过驻车气源2保持驻车气腔1内压力，使驻车气腔1注气后可解除驻车；或者将进气口31与出气口32断开，出气口32与排气口33连通，以排出驻车气腔1内的气体，使驻车气腔1排气后可进行驻车。
39.紧急制动装置还包括刹车制动机构，其包括：刹车气腔61、刹车气源62、刹车控制阀63和刹车控制器64。刹车气腔61注气后可进行刹车，排气后可停止刹车；刹车气源62用于向驻车气腔1注气；刹车控制阀63进气端通过进气管路与刹车气源62连通，出气端通过出气管路将刹车气源62和刹车气腔61连通，刹车控制阀63可根据远程控制单元43的控制信号改变通断状态，以控制刹车气源62向刹车气腔61注气；刹车控制器64通过can总线与adcu信号连接，用于接收adcu的控制信号控制刹车控制阀63改变通断状态。刹车控制阀63包括刹车阀进气口、刹车阀出气口和刹车阀排气口，分别在刹车控制阀63中标号为
①
、
②
和
③
，adcu的控制信号控制刹车控制阀63形成通路时，刹车阀进气口和刹车阀出气口连通，刹车阀出气口和刹车阀排气口断开，刹车气源62向驻车气腔1注气，刹车气腔61注气后可进行刹车；adcu的控制信号控制刹车控制阀63形成断路时，刹车阀进气口和刹车阀出气口断开，刹车阀出气口和刹车阀排气口连通，驻车气腔1注气通过刹车阀出气口和刹车阀排气口排气，刹车气腔61排气后可停止刹车。
40.正常刹车时，adcu发送控制信号控制刹车控制阀63形成通路，刹车气源62向驻车气腔1注气，刹车气腔61注气后可进行刹车；紧急刹车时，adcu向驻车控制阀3和刹车控制阀63同时发送控制信号，驻车控制阀3进行驻车动作，刹车控制阀63进行刹车动作；驻车控制阀3可以根据adcu的控制信号，将进气口31与出气口32断开，出气口32与排气口33连通，以排出驻车气腔1内的气体，使驻车气腔1排气后可进行驻车。
41.本方案中各个阀中的标号中，编号
①
为进气口，编号
②
为出气口，编号
③
为排气口，编号
④
为控制口。
42.如图2所示，本发明提供一种无人驾驶车辆紧急制动装置，包括：驻车气腔1、驻车气源2、驻车控制阀3和备用驻车控制机构4。
43.其中，驻车气腔1注气后可解除驻车，排气后可进行驻车；驻车气源2用于向驻车气腔1注气；驻车控制阀3包括进气口31、出气口32、排气口33和控制气口34，进气口31与驻车气源2连接，出气口32与驻车气腔1连接，进气口31与控制气口34可通断连接，控制气口34被配置为：保有设定压力时，出气口32与排气口33断开，进气口31与出气口32连通，以保持驻车气腔1内的压力；泄压时，进气口31与出气口32断开，出气口32与排气口33连通，以排出驻车气腔1内的气体；备用驻车控制机构4与控制气口34连接，用于根据控制信号使控制气口34保持设定压力或者泄压，以控制驻车气腔1内的压力，实现紧急驻车。
44.在正常行驶时，进气口31与控制气口34连通，向控制气口34注气，并且备用驻车控制机构4与控制气口34连接，将控制气口34封堵，使控制气口34保持设定压力，此时，出气口32与排气口33断开，进气口31与出气口32连通，驻车气源2通过进气口31与出气口32与驻车气腔1连通，使驻车气腔1内保持压力，车辆为解除驻车的状态。
45.在车辆遇到突发情况，且adcu失效无法实现自动控制驻车控制阀3实现驻车时，备用驻车控制机构4可通过收到的控制信号，解除对控制气口34的封堵，使控制气口34泄压，此时，进气口31与出气口32断开，出气口32与排气口33连通，以排出驻车气腔1内的气体，以控制驻车气腔1内的压力，实现紧急驻车。本方案中，通过设置一个可以控制控制气口34状态的备用驻车控制机构4，实现对驻车控制阀3在紧急状态下的控制，使车辆多了一层安全的保障。
46.本例中，排气口33与控制气口34可通断连接，驻车控制阀3可以根据adcu的电控信号进行控制，需要解除驻车时，电控信号控制内部进气电磁阀短时动作，进气口31与控制气口34短时相通后断开，控制气口34实现保压；需要驻车时，电控信号控制内部排气电磁阀短时动作，控制气口34与排气口33短时相通后断开，控制气口34实现泄压。
47.出气口32与控制气口34通过节流孔连接，在车辆正常行驶时，若控制气口34的备用驻车控制机构4发生缓慢的气压泄露，出气口32可通过节流孔向控制气口34补充气体压力，保持进气口31和出气口32保持连通状态，避免在正常行驶时，控制气口34因漏气导致驻车。
48.在一些可选的实施例中，备用驻车控制机构4包括：驻车控制管路42、泄压阀41和远程控制单元43。
49.其中，驻车控制管路42一端与控制气口34连接；泄压阀41与驻车控制管路42的另一端连接；远程控制单元43用于发出远程控制信号控制泄压阀41，以使控制气口34保持设定压力或者泄压。
50.在本实施例中，远程控制单元43采用hcu，即远程控制模块，其可接受远程控制指令，并向执行机构发送控制指令对应的控制信号。在车辆遇到突发情况，且adcu失效无法实现自动控制驻车控制阀3实现驻车时，可向远程控制单元43发送紧急驻车的指令，远程控制单元43将控制指令对应的控制信号发送至泄压阀41，此时泄压阀41打开，控制气口34通过泄压阀41与驻车控制管路42导通，使控制气口34泄压，此时，进气口31与出气口32断开，出
气口32与排气口33连通，以排出驻车气腔1内的气体，以控制驻车气腔1内的压力，实现紧急驻车。
51.在一些可选的实施例中，备用驻车控制机构4还包括至少一个急停开关5，用于设在车身外侧，以控制泄压阀41的通断。
52.在本实施例中，为了保险起见，由于现有的无人驾驶车辆大多还是行驶在园区内的封闭环境中，人流量较大，尤其是一些实验车辆。当遇到紧急情况时，远程控制设备可能不在正好遇到车辆发生状态的人员附近，此时再去寻找远程控制设备的话，会耽误宝贵的紧急驻车时间。本方案中，在车辆的外侧设置一个急停开关5，园区内的人员谁遇到车辆发生紧急状态，需要紧急停车时，就可以使用设置在急停开关5来控制泄压阀41打开，使控制气口34通过泄压阀41与驻车控制管路42导通，使控制气口34泄压，以实现车辆的紧急驻车。
53.在一些可选的实施例中，急停开关5的一端与泄压阀41的供电端口连接，另一端接地。
54.在本实施中，急停开关5为常开开关，急停开关5的一端与泄压阀41的供电端口连接，另一端接地，当按压急停开关5时，泄压阀41的供电端口之间通过连通后的急停开关5接地，使泄压阀41断电，此时泄压阀41打开，这样的设计简单，并且可以防止泄压阀41的供电设备出现问题时，无法被检测到，导致整个装置失效的可能。另外，远程控制单元43，在掉电后也会将，掉电的信号发送至泄压阀41，泄压阀41也会打开，同样能够避免远程控制单元43出现是失电问题时，无法被检测到，导致整个装置失效的可能。
55.在一些可选的实施例中，备用驻车控制机构4包括四个急停开关5，用于设在车身四角。
56.在本实施例中，将四个急停开关5分别设置在车身四角，可方便操作人员在失控车辆任一个方向都可较为安全的去操作急停开关5，避免失控车辆对操作人员的人身安全产生威胁。
57.在一些可选的实施例中，泄压阀41为通电常闭电磁阀。在本实施例中，泄压阀41采用通电常闭电磁阀，可在其控制器和供电设备失电时，即触发泄压阀41打开，使车辆驻车，避免泄压阀41在不能被控制的情况下没有被检测到，车辆还正常的行驶，但是泄压阀41已经失效，不能实现紧急停车的功能。该通电常闭电磁阀包括电磁阀进气口、电磁阀出气口和电磁阀排气口，分别为图中泄压阀41中标出的
①
、
②
和
③
。泄压阀41通电时，电磁阀进气口和电磁阀出气口连通，电磁阀出气口和电磁阀排气口断开，并且电磁阀进气口被封堵；泄压阀41断电时，电磁阀进气口和电磁阀出气口断开，电磁阀出气口和电磁阀排气口连通，实现排气泄压。
58.在一些可选的实施例中，该无人驾驶车辆紧急制动装置还包括刹车制动机构，其包括：刹车气腔61、刹车气源62和刹车控制阀63。
59.其中，刹车气腔61注气后可进行刹车，排气后可停止刹车；刹车气源62用于向驻车气腔1注气；刹车控制阀63进气端通过进气管路与刹车气源62连通，出气端通过出气管路将刹车气源62和刹车气腔61连通，刹车控制阀63可根据远程控制单元43的控制信号改变通断状态，以控制刹车气源62向刹车气腔61注气。
60.在本实施例中，adcu失效无法实现自动控制驻车控制阀3实现驻车时，刹车控制阀63可根据远程控制单元43的控制信号改变通断状态，具体的为：远程控制单元43向刹车控
制阀63发送刹车指令，此时，刹车控制阀63形成通路，刹车控制阀63进气端通过进气管路与刹车气源62连通，出气端通过出气管路将刹车气源62和刹车气腔61连通，刹车气源62通过进气管路、刹车控制阀63和出气管路向驻车气腔1注气实现刹车。本例中刹车控制阀63与现有技术中的刹车控制阀原理一致，此处不再过多的赘述。
61.在一些可选的实施例中，刹车制动机构还包括刹车控制器64，刹车控制器64通过can总线与远程控制单元43信号连接，用于接收远程控制单元43的控制信号控制刹车控制阀63改变通断状态。
62.在本实例中，远程控制单元43和原有的控制系统中的adcu都是通过can总线与刹车控制器64连接，另外，远程控制单元43和原有的控制系统中的adcu还与驻车控制阀3信号链接，均可通过信号控制驻车控制阀3的工作状态。adcu可工作的情况下，优先使用adcu通过刹车控制器64向刹车控制阀63发送控制指令，以及向控制驻车控制阀3发送控制指令；当adcu失效时，可通过远程控制单元43同时向控制驻车控制阀3直接发送控制指令，通过刹车控制器64向刹车控制阀63发送控制指令，还可以通过向泄压阀41发送控制指令，通过泄压阀41的断路打开，使控制气口34泄压从而控制驻车控制阀3泄压，使车辆停止，这样的设计可以尽可能的在adcu失效时，将车辆停止。
63.如图3所示，在一些可选的实施例中，出气管路与驻车控制管路42之间通过保压管路7连通，并且保压管路7上设有单向阀71，用于在刹车控制阀63形成通路时，向驻车控制管路42注气。
64.在本实施例中，在车辆正在行进时，若控制气口34泄压，进气口31与控制气口34连通出现问题，无法向控制气口34提供设定压力时，或者控制气口34与排气口33短时相通后断开，导致控制气口34泄压，并且无法保持压力，进气口31与出气口32断开，出气口32与排气口33连通，以排出驻车气腔1内的气体，驻车气腔1内会快速泄压，紧急驻车，具有一定车速的车辆，在驻车气源2和驻车控制阀3配合工作下，直接进行驻车操作，车辆较为容易失控。
65.此时，adcu会通过刹车控制器64向刹车控制阀63发送控制指令。本方案中，将出气管路与驻车控制管路42之间通过保压管路7连通，并且保压管路7上设有单向阀71，在刹车控制阀63形成通路时，保压管路7同时也会向驻车控制管路42注气，向控制气口34提供设定压力，进气口31与出气口32会再次连通，出气口32与排气口33断开，解除驻车控制阀3向外排气，驻车气源2通过驻车控制阀3向驻车气腔1注气，解除驻车动作，使刹车制动机构接管对车辆的控制，避免在一定车速下紧急驻车操作，行车制动力与驻车制动力产生叠加，导致制动器损坏，导致车辆失控。
66.如图4所示，在一些可选的实施例中，该无人驾驶车辆紧急制动装置还包括制动优选机构8，其包括：截止阀81和制动优选管路82。其中，截止阀81设于驻车控制管路42上，并位于泄压阀41与保压管路7和驻车控制管路42的连接点之间，截止阀81设有通断控制口814，通断控制口814保有设定压力时，截止阀81截止，通断控制口814泄压时，截止阀81形成通路；制动优选管路82一端与通断控制口814连接，另一端与出气管路或者保压管路7连接，并且与保压管路7的连接点位于单向阀71与保压管路7和出气管路的连接点之间。
67.在本实施例中，adcu失效，不能正常工作的情况下，若车辆遇到突发的情况，操作人员以及远程控制单元43不知道刹车气源62、刹车控制阀63以及驻车气源2和驻车控制阀3
是哪些能够正常的工作，哪些不能正常工作，为了确保车辆能够快速的停车，可通过远程控制单元43，经过can总线以及刹车控制器64向刹车控制阀63发送控制指令，同时也会向控制驻车控制阀3发送控制指令，还通过向泄压阀41发送控制指令，泄压阀41的断路打开，使控制气口34泄压，从而控制驻车控制阀3泄压。此时，若刹车气源62、刹车控制阀63以及驻车气源2和驻车控制阀3均能够正常工作，具有一定车速的车辆，在驻车气源2和驻车控制阀3配合工作下，直接进行驻车操作，行车制动力与驻车制动力叠加作用，容易损坏制动器，车辆较为容易失控，所以这种情况下要解除驻车控制阀3的驻车动作。
68.本方案中，将出气管路与驻车控制管路42之间通过保压管路7连通，并且保压管路7上设有单向阀71，在刹车控制阀63形成通路时，出气管路通过保压管路7同时也会向驻车控制管路42注气；但是由于泄压阀41的断路打开，可泄压，还需要将驻车控制管路42断开，避免在刹车控制阀63形成通路时，出气管路、保压管路7、驻车控制管路42与泄压阀41形成通路泄压，还需要将驻车控制管路42截断。
69.本方案中，在驻车控制管路42上设置截止阀81，并位于泄压阀41与保压管路7和驻车控制管路42的连接点之间，截止阀81设有通断控制口814，通断控制口814保有设定压力时，截止阀81截止，通断控制口814泄压时，截止阀81形成通路；制动优选管路82一端与通断控制口814连接，另一端与出气管路或者保压管路7连接，这样在刹车控制阀63形成通路时，出气管路通过保压管路7和制动优选管路82向截止阀81的通断控制口814注气，通断控制口814保有设定压力，使截止阀81形成断路，阻断向驻车控制管路42；保压管路7同时也会向驻车控制管路42注气，并且不会通过向驻车控制管路42和泄压阀41泄压，向控制气口34提供设定压力，进气口31与出气口32连通，出气口32与排气口33断开，驻车气源2通过驻车控制阀3向驻车气腔1注气，不执行驻车动作，使刹车制动机构接管对车辆的控制，避免在一定车速下紧急驻车操作，行车制动力与驻车制动力叠加作用，容易损坏制动器，导致车辆失控。
70.另外，在正常行驶的过程中、刹车制动机构失效无压力时、刹车控制阀63形成断路，以及adcu对刹车控制阀63的控制失效时，出气管路、保压管路7、制动优选管路82以及截止阀81的通断控制口都不会存在压力，使截止阀81形成通路，整个驻车控制管路42也为通路。远程控制单元43可通过向泄压阀41发送控制指令，泄压阀41的断路打开，使控制气口34泄压，从而控制驻车控制阀3泄压，另车辆紧急驻车。
71.在本技术的描述中，需要说明的是，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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
72.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者
设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
73.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。