一种制动系统的控制方法及制动系统与流程

文档序号:31503735发布日期:2022-09-14 09:37阅读:93来源:国知局
一种制动系统的控制方法及制动系统与流程

1.本发明涉及制动系统技术领域,尤其涉及一种制动系统的控制方法及制动系统。


背景技术:

2.制动能量回收是现代汽车的重要节能技术之一。特别是对于新能源汽车,以及可自动驾驶的汽车而言,制动能量回收能够有效避免能量浪费并提升续航里程。
3.现有技术中,制动能量回收技术是根据制动踏板信号判断车辆的制动模式,从而判断是否需要进行能量回收,如申请号为cn201810292527.4的前期专利中,提供一种制动能量回收方法,包括同时获取车辆需要的总需求制动力矩和能量回收系统可产生的能量回收力矩;将总需求制动力矩和能量回收力矩进行比对;根据比对结果,对总需求制动力矩进行分配,其中,若总需求制动力矩小于能量回收力矩,则采用能量回收系统进行制动,使车辆进行能量回收;若总需求制动力矩大于能量回收力矩,则所超出的制动力矩由制动系统产生。但是在该制动能量回收方法中并未考虑制动的安全性,当能量回收系统参与能量回收时,能量回收系统将力矩施加于驱动轴,而制动系统通常施加于非驱动轴,会导致驱动轴和非回收轴上的制动力矩不均衡,会在一定程度上干扰制动系统的制动效果。具体地,由于能量回收系统提供的扭力可能高达0.3g,当其与非回收轴的制动力矩差异很大时,回收轴上的车轮容易出现较大的滑移率,此时让车辆即刻停止下来或将速度降到一定程度以下,对于驾驶员而言才是最安全的,而制动系统提供的制动力矩并非总的需求力矩,会影响制动效果,因此会导致车辆由运动到静止的时间延长,这容易导致安全事故。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于:提供一种制动系统的控制方法及制动系统,以解决现有制动系统的控制方法中,当能量回收系统参与能量回收时,会在一定程度上干扰制动系统的制动效果,容易导致安全事故。
5.一方面,本发明提供一种制动系统的控制方法,该制动系统的控制方法包括:
6.获取车辆的制动请求;
7.获取车辆的总需求制动力矩;
8.确定车辆的总需求制动力矩大于能量回收系统所能提供的最大回收力矩;
9.能量回收系统提供最大回收力矩,且制动系统提供制动力矩,制动力矩=总需求制动力矩-最大回收力矩;
10.实时获取各个车轮的滑移率;
11.确定至少一个所述车轮的滑移率大于第一设定值;
12.能量回收系统提供的最大回收力矩降为零,且提升制动系统提供的制动力矩;
13.基于各个车轮的所述滑移率调节所述制动系统提供至各个所述车轮的制动力矩。
14.作为制动系统的控制方法的优选技术方案,若车辆的总需求制动力矩不大于最大回收力矩;
15.仅能量回收系统提供回收力矩。
16.作为制动系统的控制方法的优选技术方案,获取车辆的总需求制动力矩包括:
17.获取制动踏板的转动角度;
18.基于所述转动角度确定总需求制动力矩。
19.作为制动系统的控制方法的优选技术方案,基于各个车轮的所述滑移率调节所述制动系统提供至各个所述车轮的制动力矩包括:
20.若车轮的所述滑移率大于第二设定值;所述第二设定值大于所述第一设定值;
21.减小所述制动系统提供至所述车轮的制动力矩。
22.作为制动系统的控制方法的优选技术方案,若车轮的所述滑移率小于所述第二设定值;
23.增加所述制动系统提供至所述车轮的制动力矩。
24.作为制动系统的控制方法的优选技术方案,增加所述制动系统提供至所述车轮的制动力矩包括:
25.所述车轮的制动力矩按第一设定力矩为步长逐步增加,直至车轮的所述滑移率不小于所述第二设定值。
26.作为制动系统的控制方法的优选技术方案,减小所述制动系统提供至所述车轮的制动力矩包括:
27.所述车轮的制动力矩按第二设定力矩为步长逐步减小,直至车轮的所述滑移率小于所述第二设定值。
28.作为制动系统的控制方法的优选技术方案,所述制动系统包括液压制动模块、多个第一制动器,多个机械动力单元和多个第二制动器;所述液压制动模块能够对多个所述第一制动器进行液压驱动,多个所述机械动力单元能够一一对应地对多个所述第二制动器进行机械驱动,一部分所述车轮安装有所述第一制动器,另一部分所述车轮安装有所述第二制动器;
29.提升制动系统提供的制动力矩包括:
30.若总需求制动力矩未超过设定制动力矩上限阈值;
31.计算各个制动器的分摊力矩,分摊力矩=总需求制动力矩/(第一制动器的总数量+第二制动器的总数量);
32.若总需求制动力矩超过制动力矩上限阈值;
33.计算各个制动器的分摊力矩,分摊力矩=制动力矩上限阈值/(第一制动器的总数量+第二制动器的总数量);
34.液压制动模块驱动各个所述第一制动器输出所述分摊力矩;
35.多个机械动力单元一一对应地驱动各个所述第二制动器输出所述分摊力矩。
36.作为制动系统的控制方法的优选技术方案,所述液压制动模块包括储液罐,均用于给各个所述第一制动器输出油液的制动主缸和主建压单元,用于控制所述制动主缸和所述第一制动器连通或断开的第一控制阀,用于控制所述制动主缸和所述第一制动器连通或断开的第二控制阀,所述主建压单元具有第一补油油路和第二补油油路,所述第一补油油路连接所述储油罐和主建压单元的缸体的输入接口,所述第二补油油路连接所述储油罐和主建压单元的缸体的补油接口,所述第二补油油路设置有仅允许油液由所述储液罐流向所
述主建压单元的缸体的单向阀,所述补油接口位于所述输入接口和所述主建压单元的输出接口之间;
37.当基于各个车轮的所述滑移率调节所述制动系统提供至各个所述车轮的制动力矩时;
38.实时获取所述主建压单元的第一缸体中的油液的油量;
39.确定所述油量小于设定油量时,将所述第二控制阀关闭设定时间后开启,且在关闭所述第二控制阀的设定时间内,控制所述主建压单元的活塞移动至所述补油接口和所述输入接口之间。
40.另一方面,本发明提供一种制动系统,用于实施上述任一方案中的制动系统的控制方法。
41.本发明的有益效果为:
42.本发明提供一种制动系统的控制方法及制动系统,该制动系统的控制方法在当确定车辆的总需求制动力矩大于能量回收系统所能提供的最大回收力矩时,通过能量回收系统提供最大回收力矩,且制动系统提供制动力矩,制动力矩=总需求制动力矩-最大回收力矩,然后实时获取各个车轮的滑移率,当至少一个车轮的滑移率大于第一设定值时,此时车辆即刻停止下来或将速度降到一定程度以下,对于驾驶员而言才是最安全的,通过使能量回收系统提供的最大回收力矩降为零,且提升制动系统提供的制动力矩,然后基于各个车轮的滑移率调节制动系统提供至各个车轮的制动力矩,能够避免能量回收系统对制动效果造成干扰,保证驾驶安全。
附图说明
43.图1为本发明实施例中制动系统的结构示意图一;
44.图2为本发明实施例中制动系统的结构示意图二;
45.图3为本发明实施例中制动系统的结构示意图三;
46.图4为本发明实施例中制动系统的结构示意图四;
47.图5为本发明实施例中制动系统的结构示意图五;
48.图6为本发明实施例中制动系统的结构示意图六;
49.图7为本发明实施例中制动系统的控制方法的流程图。
50.图中:
51.100、第一制动器;200、第二制动器;300、车轮;
52.1、液压制动模块;2、机械动力单元;3、第一控制器;4、第二控制器;5、第一电源;6、第二电源;
53.11、储液罐;
54.12、制动主缸;121、独立液压腔;122、公共液压腔;
55.13、制动踏板;
56.14、主建压单元;141、第一电机;142、第一丝杆;143、皮碗;144、第一活塞;145、第一缸体;146、转角传感器;
57.15、位移传感器;
58.161、第一油路;162、第二油路;163、第三油路;164、第四油路;165、第一补油油路;
166、第二补油油路;167、第五油路;168、第六油路;
59.171、第一控制阀;172、第二控制阀;173、第三控制阀;174、第四控制阀;175、第五控制阀;
60.18、单向阀;
61.19、模拟器;
62.20、压力传感器;
63.21、第二电机;22、第二丝杆;23、推动件;24、电机壳体。
具体实施方式
64.下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
65.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置,而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
66.在本发明的描述中,需要说明的是,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,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
67.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
68.目前的制动能量回收技术中,先同时获取车辆需要的总需求制动力矩和能量回收系统可产生的能量回收力矩;将总需求制动力矩和能量回收力矩进行比对;根据比对结果,对总需求制动力矩进行分配,其中,若总需求制动力矩小于能量回收力矩,则采用能量回收系统进行制动,使车辆进行能量回收;若总需求制动力矩大于能量回收力矩,则所超出的制动力矩由制动系统产生。但是在该制动能量回收方法中并未考虑制动的安全性,当能量回收系统参与能量回收时,会在一定程度上干扰制动系统的制动效果。具体地,由于能量回收系统回收能量的效率较制动系统直接制动的效率低,特别当车辆的车轮存在较大滑移率的时候,此时让车辆即刻停止下来或将速度降到一定程度以下,对于驾驶员而言才是最安全的,而制动系统提供的制动力矩并非总的需求力矩,会影响制动效果,因此会导致车辆由运动到静止的时间延长,这容易导致安全事故。
69.对此,本实施例提供一种制动系统及制动系统的控制方法以解决上述问题。
70.具体地,如图1至图5所示,该制动系统包括第一制动器100、第二制动器200、液压制动模块1和机械动力单元2。其中,第一制动器100和第二制动器200均用于对车轮300进行制动,液压制动模块1用于对第一制动器100进行驱动,机械动力单元2用于对第二制动器200进行驱动。本实施例中,对第一制动器100和第二制动器200的数量不做限定,其中,本实施例中示例性地给出了第一制动器100为两个,第二制动器200为两个的方案。优选地,两个第一制动器100用于对车辆的前轴的两个车轮300进行制动,两个第二制动器200用于对车辆后轴的两个车轮300进行制动。
71.由于对第二制动器200通过机械动力单元2进行驱动,相比现有技术,可避免对第二制动器200设置油路,进而减少油路中控制阀的使用数量,可简化整体结构,并降低维护难度,同时还可有效降低成本。并且由于第一制动器100通过液压控制,第二制动器200通过机械控制,液压控制和机械控制形成冗余保护,因此,当液压控制失效时,还可通过机械控制实现制动目的。
72.液压制动模块1包括储液罐11和制动主缸12。其中,储液罐11用于存储油液,储液罐11与制动主缸12的输入端连接,制动踏板13与制动主缸12的活塞传动连接,制动主缸12的输出端用于给第一制动器100供给油液。具体地,当踩踏制动踏板13时,制动踏板13推动制动主缸12中制动活塞移动,制动活塞推动制动主缸12中的油液从其输出端输出向第一制动器100,可实现通过制动主缸12对第一制动器100进行制动控制。
73.其中,制动主缸12可以为双腔油缸或单腔油缸。如图1和图2所示,制动主缸12具有两个独立液压腔121,一个独立液压腔121用于给一部分第一制动器100供给油液:另一独立液压腔121用于另一部分第一制动器100供给油液。具体地,本实施例中,当制动主缸12具有两个独立液压腔121时,两个独立液压腔121分别给两个第一制动器100供给油液。如图3至图4所示,制动主缸12具有一个公共液压腔122,公共液压腔122用于给所有第一制动器100供给油液。
74.本实施例中,液压制动模块1还包括主建压单元14和第一控制器3,本实施例中,第一控制器3具体为行车电脑(ecu,electronic control unit)。主建压单元14的输入端连接储液罐11,主建压单元14的输出端用于给第一制动器100供给油液。第一控制器3与主建压单元14通讯连接,驾驶员踩踏制动踏板13时,可通过位移传感器15检测制动主缸12的制动活塞的移动量,位移传感器15将检测的移动量发送给第一控制器3,第一控制器3基于该位移量对主建压单元14输出的油液量进行控制,以实现对第一制动器100的制动。从而,制动主缸12和主建压单元14之间可形成冗余保护。需要注意的是,本实施例中,主建压单元14的输出端同时给各个第一制动器100供给油液。
75.可选地,本实施例中,还通过压力传感器20检测制动主缸12的油压,可以理解的是,压力传感器20与第一控制器3通讯连接,并且压力传感器20用于将检测的压力数值发送给第一控制器3,在位移传感器15正常工作的前提下,压力传感器20用于冗余备份,当位移传感器15失效后,第一控制器3基于压力传感器20检测的压力值对主建压单元14输出的油液量进行控制。
76.在本实施例中,液压制动模块1还包括模拟器19。当主建压单元14能正常工作时,制动主缸12中的液压油无需输出至第一制动器100,而仅输出至模拟器19,通过模拟器19给
制动主缸12的制动活塞反馈一个反作用力,并作用于制动踏板13,以使驾驶员获得踏板感,同时,由于制动主缸12的制动活塞动作,可通过位移传感器15检测制动主缸12的制动活塞的移动量。需要注意的是,当主建压单元14无法正常工作时,制动主缸12同时将油液输出至第一制动器100。
77.本实施例中,制动主缸12是否将油液输送至第一制动器100,以及主建压单元14将油液是否输送至第一制动器100均是通过控制阀控制实现的。具体地,本实施例中,液压制动模块1还包括第一油路161、第二油路162、第一控制阀171和第二控制阀172。第一油路161连接制动主缸12的输出端和第一制动器100,第一控制阀171设置于第一油路161,第二油路162连接主建压单元14和第一制动器100,第二控制阀172设置于第二油路162。通过第一控制阀171控制第一油路161的连通或断开,通过第二控制阀172控制第二油路162的连通或断开。如图1所示,当第一控制阀171控制第一油路161连通,且第二控制阀172控制第二油路162断开时,此时通过制动主缸12驱动油液进入第一制动器100;如图2所示,当第一控制阀171控制第一油路161断开,且第二控制阀172控制第二油路162连通时,此时通过主建压单元14驱动油液进入第一制动器100。
78.需要注意的是,针对每个第一制动器100,均设置第一油路161和第二油路162,且各个第一油路161上均设置第一控制阀171,各个第二油路162上均设置第二控制阀172,从而制动主缸12和主建压单元14均能够将油液输送至各个第一制动器100,并且还可实现对各个第一制动器100的单独控制。示例性地,第一控制阀171和第二控制阀172均选用两位两通电磁阀,且第一控制阀171和第二控制阀172均和第一控制器3通讯连接,从而可通过第一控制器3同时控制各个控制阀的启闭状态,以实现对各个第一制动器100的单独控制。特别当其中部分第一制动器100异常时,不影响其余第一制动器100的正常使用。
79.可选地,如图2和图4所示,液压制动模块1还包括第三油路163,以及设置于第三油路163的第三控制阀173。第一油路161和第二油路162均通过第三油路163连接第一制动器100,第三控制阀173用于调节第三油路163的开度。当第三控制阀173打开第三油路163时,来自于制动主缸12或主建压单元14中的油液可输送至第一制动器100,并且通过调节第三控制阀173的开度,可实现对进入第一制动器100中油液的线性控制。当第三控制阀173断开第三油路163时,来自于制动主缸12或主建压单元14中的油液无法输送至第一制动器100。本实施例中,第三控制阀173同样以两位两通电磁阀示例,且第三控制阀173与第一控制器3通讯连接。
80.如图1至图4所示,本实施例中,液压制动模块1还包括连接第一制动器100和储液罐11的第四油路164,以及设置于第四油路164的第四控制阀174,第四控制阀174用于控制第四油路164的连通或断开。当第四控制阀174断开第四油路164时,可使第一制动器100中的油压保持,当第四控制阀174打开第四油路164时,可将第一制动器100中的油液回流至油箱。通过设置第四控制阀174,当第一制动器100的制动力较大时,瞬时启闭第四控制阀174,可使第一制动器100中的油液部分排泄,以降低第一制动器100的制动力,防止车轮300被抱死;当第一制动器100制动取消后,第四控制阀174常开,可使第一制动器100中的油液全部回流至储液罐11。
81.如图1至图5所示,主建压单元14包括第一电机141、第一丝杆142、第一螺母、第一活塞144和第一缸体145。其中,第一控制器3与第一电机141电连接,第一电机141与第一丝
杆142传动连接,第一螺母螺接于第一丝杆142,第一螺母和第一活塞144固定连接,第一活塞144滑动设置于第一缸体145。可以理解的是,第一活塞144的滑动方向和第一丝杆142的轴向是重合的,第一螺母和第一电机141的壳体滑动配合,当第一电机141转动时,第一丝杆142随之转动,第一螺母沿第一丝杆142运动,进而带动第一活塞144在第一缸体145运动。其中,第一电机141可正转亦可反转,从而能够实现第一活塞144的往复运动;第一缸体145的输入接口通过管路连接储液罐11,第一缸体145的输出接口连接各个第二油路162,用于给各个第一制动器100供给油液,第一缸体145的输入接口和输出接口沿第一活塞144的轴向间隔设置,如此设置,可避免第一缸体145内进入油液和输出油液时相互干涉。
82.可选地,主建压单元14还包括与第一控制器3通讯连接的转角传感器146,转角传感器146用于采集第一电机141的转动角度,并将采集的角度发送给第一控制器3。可以理解的是,第一电机141的转动角度直接决定第一活塞144的位移量,而第一活塞144的位移量直接决定输出至第一制动器100中的油液的量,因此,可通过转角传感器146的检测值评估第一制动器100的制动油压。
83.可选地,液压制动模块1还包括第一补油油路165和第二补油油路166,第一补油油路165和第二补油油路166均与储液罐11连接,第一补油油路165连接于第一缸体145的输入接口,第二补油油路166连接于第一缸体145的补油接口,且补油接口位于输入接口和输出接口之间;第二补油油路166设置有单向阀18,单向阀18被配置为仅允许油液由储液罐11流向第一缸体145。如此设置,第一补油油路165和第二补油油路166均可用于向第一缸体145内补充油液。具体地,输入接口和补油接口可同时连通于第一缸体145的油腔,亦可仅补油接口连通于第一缸体145的油腔,这是由第一活塞144在第一缸体145中的位置决定的,从而可同时通过第一补油油路165和第二补油油路166向第一缸体145的油腔内补充油液,亦可仅通过第二补油油路166向第一缸体145的油腔内补充油液。当主建压单元14向第一制动器100输出油液时,若第一活塞144由初始位置开始动作,则第一活塞144先经过输入接口然后经过补油接口,当第一活塞144经过输入接口后,第一活塞144移动可将油液输送至第一制动器100。当判断第一缸体145内的油液不足时,此时可通过第二控制阀172断开第二油路162,第一电机141驱动第一活塞144快速回退至输入接口和补油接口之间,第一缸体145内产生负压,从而在负压的作用下可使储液罐11内的油液经单向阀18补充至第一缸体145内,以实现第一缸体145内油液的补充。
84.为了保证第一活塞144和第一缸体145间的密封性能,第一缸体145上还设置有两个皮碗143,两个皮碗143分别位于第一缸体145的输入接口的两侧,第一活塞144运行过程中能够和两个皮碗143密封接触,实现对输入接口的密封。
85.本实施例中,模拟器19的输入油口和储液罐11通过第五油路167连接,第五油路167上设置第五控制阀175;第五控制阀175用于控制第五油路167的连通或断开。可通过第五控制阀175控制制动主缸12中的油液是否输送至模拟器19。其中,第五控制阀175同样以两位两通电磁阀示例,第五控制阀175同样和第一控制器3通讯连接。
86.可选地,液压制动模块1还包括第六油路168。如图1至图4所示,第六油路168连接模拟器19的输出油口与储液罐11。或者,如图5所示,第六油路168连接模拟器19的输出油口和制动主缸12的输入油口,制动主缸12不给第一制动器100供给油液,此时模拟器19实现解耦。
87.本实施例中,第二制动器200采用机械制动卡钳。如图1至图5所示,机械动力单元2包括第二电机21,与第二电机21传动连接的第二丝杆22,螺接于第二丝杆22的第二螺母,与第二螺母固定连接的推动件23,第二螺母滑动连接于电机壳体24,通过推动件23推动机械制动卡钳动作。其中,第二电机21与第二控制器4电连接,本实施例中,第二控制器4具体为制动控制器(bcu,brake control unit)第二控制器4同时还与位移传感器15连接,第二控制器4通过采集的制动主缸12的活塞的位移量来控制第二电机21的转动角度,以实现对第二制动器200的控制。
88.本实施例中,针对两个第二制动器200均设置有机械动力单元2,各个机械动力单元2的第二电机21均和第二控制器4连接,从而可通过第二控制器4对各个第二制动器200单独控制,亦可同步控制。特别当其中一个第二制动器200无法正常工作时,不影响另一个第二制动器200的正常工作。
89.如图6所示,制动系统还包括电源,电源用于给第一控制器3、第二控制器4以及各个用电单元(如电机、电磁阀)进行供电。为了防止电源故障导致所有用电部件无法工作,本实施例中,电源包括第一电源5和第二电源6,第一电源5用于给液压制动模块1和第一控制器3供电;第二电源6用于给机械动力单元2和第二控制器4供电。优选地,第一电源5和第二电源6均设置有两个,从而两个第一电源5之间可实现冗余备份,两个第二电源6之间可实现冗余备份。
90.以图1所示制动系统为例,该制动系统在各部件均正常的情况下,其工作原理如下:
91.1)、制动踏板13被踩踏前,第一控制器3控制两个第一控制阀171失电打开两个第一油路161,第五控制阀175失电断开第五油路167,两个第二控制阀172此时失电断开两个第二油路162,两个第四控制阀174此时失电断开两个第四油路164。
92.2)、制动踏板13被踩踏后,第一控制器3控制两个第一控制阀171通电断开两个第一油路161,第五控制阀175得电连通第五油路167,制动主缸12的活塞移动,制动主缸12内油液输送至模拟器19,位移传感器15检测出位移量并发送给第一控制器3和第二控制器4,第一控制器13基于该位移量确定第一电机141的目标转动角度,第二控制器4基于该位移量确定第二电机21的目标转动角度,然后第一电机141启动并逐渐转动至其目标角度,两个第二控制阀172得电打开两个第二油路162,油液被输送至两个第一制动器100,实现对两个车轮300制动。两个第二电机21向其目标角度转动,两个第二制动器200对两个车轮300实现制动。
93.以图1所示制动系统为例,该制动系统在当主建压单元14失效时,其工作原理如下:
94.1)、制动踏板13被踩踏前,和上述情况一致。
95.2)、制动踏板13被踩踏后,第一控制器3控制两个第一控制阀171通电断开两个第一油路161,第五控制阀175得电连通第五油路167,制动主缸12的活塞移动,制动主缸12内油液输送至模拟器19,位移传感器15检测出位移量并发送给第二控制器4,第二控制器4基于该位移量确定第二电机21的目标转动角度,然后两个第二电机21向其目标角度转动,两个第二制动器200对两个车轮300实现制动。
96.以图1所示制动系统为例,该制动系统在当主建压单元14正常时,但其中一个第二
油路162中的部件失效时,其工作原理如下:
97.1)、制动踏板13被踩踏前,和上述情况一致。
98.2)、制动踏板13被踩踏后,第一控制器3控制两个第一控制阀171通电断开两个第一油路161,第五控制阀175得电连通第五油路167,制动主缸12的活塞移动,制动主缸12内油液输送至模拟器19,位移传感器15检测出位移量并发送给第一控制器3和第二控制器4,第一控制器13基于该位移量确定第一电机141的目标转动角度,第二控制器4基于该位移量确定第二电机21的目标转动角度,然后第一电机141启动并逐渐转动至其目标角度,仅正常的第二油路162中的第二控制阀172得电打开第二油路162,油液被输送至其中一个第一制动器100,实现对一个车轮300制动。两个第二电机21向其目标角度转动,两个第二制动器200对两个车轮300实现制动。
99.以图1所示制动系统为例,该制动系统在两个机械动力单元2均失效的情况下,其工作原理如下:
100.1)、制动踏板13被踩踏前,和上述情况一致。
101.2)、制动踏板13被踩踏后,第一控制器3控制两个第一控制阀171通电断开两个第一油路161,第五控制阀175得电连通第五油路167,制动主缸12的活塞移动,制动主缸12内油液输送至模拟器19,位移传感器15检测出位移量并发送给第一控制器3,第一控制器13基于该位移量确定第一电机141的目标转动角度,然后第一电机141启动并逐渐转动至其目标角度,两个第二控制阀172得电打开两个第二油路162,油液被输送至两个第一制动器100,实现对两个车轮300制动。
102.以图1所示制动系统为例,该制动系统在其中一个机械动力单元2失效的情况下,其工作原理如下:
103.1)、制动踏板13被踩踏前,和上述情况一致。
104.2)、制动踏板13被踩踏后,第一控制器3控制两个第一控制阀171通电断开两个第一油路161,第五控制阀175得电连通第五油路167,制动主缸12的活塞移动,制动主缸12内油液输送至模拟器19,位移传感器15检测出位移量并发送给第一控制器3,第一控制器13基于该位移量确定第一电机141的目标转动角度,第二控制器4基于该位移量确定正常的机械动力单元2中的第二电机21的目标转动角度,然后第一电机141启动并逐渐转动至其目标角度,两个第二控制阀172得电打开两个第二油路162,油液被输送至两个第一制动器100,实现对两个车轮300制动。正常的机械动力单元2中的第二电机21启动并逐渐转动至其目标角度,该第二电机21驱动一个第二制动器200对一个车轮300实现制动。
105.本实施例还提供一种制动系统的控制方法。该制动系统的控制方法通过上述制动系统进行执行。
106.具体地,如图7所示,该制动系统的控制方法包括如下步骤。
107.s100:获取车辆的制动请求。
108.其中,获取车辆的制动请求可通过多种方式获取。例如,车辆的制动请求可通过设置于制动踏板13上的传感器检测,当制动踏板13被触动时,传感器检测到制动踏板13移动并将信号发送给第一控制器3,以此可确定制动请求;或者通过设置于制动主缸12的位移传感器15检测制动主缸12的活塞有位移后进行确定;或者基于车辆前方的障碍物与车辆当前位置之间的距离以及车辆的当前速度进行确定。
109.s200:获取车辆的总需求制动力矩。
110.具体地,可获取制动踏板13的转动角度;基于转动角度确定总需求制动力矩。其中,本实施例中不局限于依据制动踏板13的转动角度确定总需求制动力矩,一切和制动踏板13的转动角度线性相关的参数均可以。例如,制动主缸12中活塞的位移量,制动主缸12中的实际油压。
111.第一控制器3中可预先设置转动角度-总需求制动力矩的关系图表,该关系图表可通过大量前期试验获得。根据转动角度可从转动角度-总需求制动力矩的关系图表中查询对应的总需求制动力矩。
112.s300:比较车辆的总需求制动力矩与能量回收系统所能提供的最大回收力矩的大小。
113.其中,能量回收系统为现有技术,如申请号为cn201721854441.3的前期专利中即公开了一种可用于制动能量回收的发电机总成。
114.本实施例中,若车辆的总需求制动力矩不大于最大回收力矩;则执行s301;若车辆的总需求制动力矩大于最大回收力矩;则执行s400;
115.s301:能量回收系统提供回收力矩。
116.s400:能量回收系统提供最大回收力矩,且制动系统提供制动力矩,制动力矩=总需求制动力矩-最大回收力矩。
117.其中,能量回收系统提供的最大回收力矩作用于驱动轴,而制动系统提供的制动力矩优先作用于非驱动轴。具体地,当制动力矩小于非驱动轴所能够被施加的最大设定扭矩时,制动系统将制动力矩全部作用于非驱动轴,当制动力矩小于非驱动轴所能被施加的最大设定扭矩时,制动系统施加于非驱动轴最大设定扭矩,且将余下的力矩施加到驱动轴。
118.s500:实时获取各个车轮300的滑移率。
119.其中,当轮胎发出牵引力或制动力时,在轮胎与地面之间都会发生相对运动。滑移率是在车轮300运动中滑动成分所占的比例。通过速度传感器检测车辆的速度,分别通过转速传感器检测各个车轮300的转速即可计算出各个车轮300的滑移率。
120.s600:确定至少一个车轮300的滑移率大于第一设定值。
121.s700:能量回收系统提供的最大回收力矩降为零,且提升制动系统提供的制动力矩。
122.在步骤s600中,当车轮300的滑移率大于第一设定值时,表明此时车辆尽快将速度降下来或停止,对于驾驶员而言才是最安全的。由于能量回收系统回收能量的效率较制动系统直接制动的效率低,而制动系统提供的制动力矩并非总的需求力矩,会影响制动效果,因此会导致车辆由运动到静止的时间延长,这容易导致安全事故。其中,第一设定值可根据需要进行设定。
123.在步骤s700中,通过将能量回收系统提供的最大回收力矩降为零,可及时消除能量回收系统对制动效果的影响,并且及时提升制动系统提供的制动力矩有助于车辆的尽快降速。
124.其中,提升制动系统的制动力矩时,当总需求制动力矩在许可范围内时,可以将制动系统的制动力矩直接提升至总需求制动力矩,当总需求制动力矩在许可范围外时,可将制动系统的制动力矩直接提升至许可的范围上限。
125.具体地,提升制动系统提供的制动力矩包括:
126.s701:若总需求制动力矩未超过设定制动力矩上限阈值;计算各个制动器的分摊力矩,分摊力矩=总需求制动力矩/(第一制动器的总数量+第二制动器的总数量)。
127.s702:若总需求制动力矩超过制动力矩上限阈值;计算各个制动器的分摊力矩,分摊力矩=制动力矩上限阈值/(第一制动器的总数量+第二制动器的总数量)。
128.s703:液压制动模块1驱动各个第一制动器100输出分摊力矩;
129.s704:多个机械动力单元2一一对应地驱动各个第二制动器200输出分摊力矩。
130.其中,设定制动力矩上限阈值可根据需要设置。液压制动模块1驱动各个第一制动器100输出分摊力矩时,根据预设的分摊力矩-第一电机转动角度之间的关系图表,从该关系图表中查询与分摊力矩对应的第一电机转动角度,然后控制第一电机141转动至该第一电机转动角度。机械动力单元2驱动第二制动器200输出分摊力矩时,可提前基于预设的分摊力矩-第二电机转动角度之间的关系图表,从该关系图表中查询与分摊力矩对应的第二电机转动角度,然后控制第二电机21转动至该第二电机转动角度。其中,分摊力矩-第一电机转动角度之间的关系图表,以及分摊力矩-第二电机转动角度之间的关系图表均可根据前期大量试验获得。
131.s800:基于各个车轮300的滑移率调节制动系统提供至各个车轮300的制动力矩。
132.由于该制动系统可独立控制各个车轮300上的制动器的制动力矩,从而可实现针对各个车轮300的滑移率独立调控制动力矩,以使车身保持平衡。
133.具体地,基于各个车轮300的滑移率调节制动系统提供至各个车轮300的制动力矩包括:
134.s801:比较车轮300的滑移率与第二设定值的大小。
135.若车轮300的滑移率大于第二设定值,则执行s802;若车轮300的滑移率小于第二设定值,则执行s803。
136.s802:减小制动系统提供至车轮300的制动力矩。
137.s803:增加制动系统提供至车轮300的制动力矩。
138.其中,第二设定值大于第一设定值,第二设定值可根据需要进行设置。可以理解的是,当车轮300的滑移率大于第二设定值时,表明此时车轮300被抱死,需要适当减小制动力矩,以使车轮300能够适当转动,保持车身平衡。
139.具体地,减小制动系统提供至车轮300的制动力矩包括:
140.车轮300的制动力矩按第二设定力矩为步长逐步减小,直至车轮300的滑移率小于第二设定值。其中,第二设定力矩可根据需要设定。
141.当车轮300的滑移率大于第二设定值时,表明此时车轮300的制动力矩尚可以继续增大,车轮300还没有被抱死,需要继续提升车轮300的制动力矩以使车轮300获得最大的制动力矩,保证制动效果。
142.具体地,增加制动系统提供至车轮300的制动力矩包括:
143.车轮300的制动力矩按第一设定力矩为步长逐步增加,直至车轮300的滑移率不小于第二设定值。
144.在本实施例中,第一控制器300中预设有第一设定力矩和第一电机转动角度的map1、第一设定力矩和第二电机转动角度的map2、第二设定力矩和第二电机转动角度的
map3,以及第二设定力矩和第四控制阀174每次的开启时间的map4。
145.以增加制动系统提供至车轮300的制动力矩为例,根据第一设定力矩从map1中查询对应的第一电机转动角度,第一控制器3控制第一电机141每次转动该第一电机转动角度,可使第一制动器100每次增加第一设定力矩给车轮300。根据第一设定力矩从map2中查询对应的第二电机转动角度,第二控制器4通过和第一控制器3交互获得该第二电机转动角度并控制第二电机21每次转动该第二电机转动角度,可使第二制动器200每次增加第一设定力矩给车轮300。
146.以减小制动系统提供至车轮300的制动力矩为例,根据第二设定力矩从map3中查询对应的第二电机转动角度,第二控制器4通过和第一控制器3交互获得该第二电机转动角度并控制第二电机21每次转动该第二电机转动角度,可使第二制动器200每次减小第二设定力矩给车轮300。根据第二设定力矩从map4中查询对应的第四控制阀174每次的开启时间,第一控制器3控制第四控制阀174每次以该时间启闭,可使第一制动器100每次减小第二设定力矩给车轮300。其中,当第四控制阀174进行启闭的过程中,第二控制阀172处于关闭状态。
147.可选地,当基于各个车轮300的滑移率调节制动系统提供至各个车轮300的制动力矩时,制动系统的控制方法还同时进行如下步骤:
148.s900:实时获取主建压单元14的第一缸体145中的油液的油量。
149.其中,可通过液位传感器检测第一缸体145中的油液的油量。
150.s1000:比较油量与设定油量的大小。
151.若油量小于设定油量,则执行s1100;若油量不小于设定油量,则执行s900。
152.设定油量可根据需要进行设定。由于在基于滑移率调节车轮300的制动力矩的过程中,主建压单元14需要经常输出油液,长时间下来,这会导致第一缸体145中的油液逐渐减小,当确定油量小于设定油量,表明此时第一缸体145中的油液的油量不足。
153.s1100:将第二控制阀172关闭设定时间后开启,且在关闭第二控制阀172的设定时间内,控制主建压单元14的第一活塞144移动至补油接口和输入接口之间。
154.当二控制阀172关闭后,此时断开第一缸体145和第一制动器100之间的连通,在第一电机141的驱动下,第一活塞144快速回退至补油接口和输入接口之间,此时第一缸体145中产生负压,在负压的驱动下,储液罐11中的油液经第二补油油路166和单向阀18向第一缸体145中补充油液,以满足第一缸体145对油液的需求。其中,当第一缸体145补油的过程中,第四控制阀174处于关闭状态。
155.在步骤s1100之后,可重新执行步骤s900。
156.显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
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