一种基于epb的防抱死系统及其防抱死方法
阅读说明：本技术 一种基于epb的防抱死系统及其防抱死方法 (EPB-based anti-lock system and anti-lock method thereof ) 是由 刘兆勇 顾勤冬 余子祥 刘锡彪 袁鑫淼 陈浩 张子扬 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于EPB的防抱死系统及其防抱死方法,包含EPB控制器、汽车轮速信号源、汽车蓄电池电源、EPB开关、左EPB卡钳和右EPB卡钳,汽车轮速信号源采集汽车四个轮子的轮速信号并上传到EPB控制器；EPB控制器根据轮速信号计算得到后轮的抱死程度从而判断路面情况；EPB控制器根据不同路面情况对左EPB卡钳和右EPB卡钳执行相对应路面的夹紧力操作,重复直至汽车停止。本发明在原EPB系统的基础上,增加了应急制动时防抱死的功能,提升了电子驻车系统体系的安全性能。(The invention discloses an anti-lock system based on EPB and an anti-lock method thereof, comprising an EPB controller, an automobile wheel speed signal source, an automobile storage battery power supply, an EPB switch, a left EPB caliper and a right EPB caliper, wherein the automobile wheel speed signal source is used for acquiring wheel speed signals of four wheels of an automobile and uploading the wheel speed signals to the EPB controller; the EPB controller calculates the locking degree of the rear wheel according to the wheel speed signal so as to judge the road surface condition; and the EPB controller executes clamping force operation of corresponding road surfaces on the left EPB caliper and the right EPB caliper according to different road surface conditions, and the operation is repeated until the automobile stops. On the basis of the original EPB system, the anti-lock function during emergency braking is added, and the safety performance of the electronic parking system is improved.)
技术领域
本发明涉及一种防抱死系统及其防抱死方法，特别是一种基于EPB的防抱死系统及其防抱死方法，属于汽车驻车系统领域。
背景技术
汽车的驻车系统是汽车制动系统中必不可少的的系统，汽车驻车制动系统能让汽车减速或者停止。传统的机械手刹汽车驻车制动系统由驾驶员对手刹操纵机构力量大小来决定刹车夹紧力，存在驾驶员在应急制动时对车轮因夹紧力过大使车轮抱死、不同的路面状况不能很好控制汽车车轮夹紧力等问题，可能造成车轮 抱死时汽车将丧失直线行驶的稳定性，出现侧滑、甩尾及急转等危险现象。电子驻车系统EPB减速是在行车制动失效后的一种冗余应急制动，目前大多数电子驻车系统功能和机械手刹差不多，应急制动安全性较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于EPB的防抱死系统及其防抱死方法，解决一般EPB汽车在一些紧急情况下进行应急制动时使汽车车轮抱死的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于EPB的防抱死系统，其特征在于：包含EPB控制器、汽车轮速信号源、汽车蓄电池电源、EPB开关、左EPB卡钳和右EPB卡钳，汽车轮速信号源与EPB控制器连接用于采集汽车各个轮子的轮速信号，汽车蓄电池电源与EPB控制器连接为系统各部件供电，EPB开关与EPB控制器连接用于控制防抱死程序的开关，左EPB卡钳和右EPB卡钳分别设置在汽车左后轮和右后轮上并且与EPB控制器连接用于对汽车左后轮和右后轮进行抱紧减速。
进一步地，所述汽车后轮轮速信号源通过CAN线与EPB控制器连接。
进一步地，所述汽车蓄电池电源正常工作电压为9V~16V。
一种基于EPB的防抱死系统的防抱死方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：汽车轮速信号源采集汽车四个轮子的轮速信号并上传到EPB控制器；
步骤二： EPB控制器根据轮速信号计算得到后轮的抱死程度从而判断路面情况；
步骤三：EPB控制器根据不同路面情况对左EPB卡钳和右EPB卡钳执行相对应路面的夹紧力操作；
步骤四：重复步骤一到步骤三，直到汽车车速小于3KM/每小时或EPB卡钳夹紧压力保持在车轮抱死边缘为止。
进一步地，所述步骤二中EPB控制器根据轮速信号计算得到后轮的抱死程度的具体过程为
EPB控制器根据轮速信号计算汽车后轮相对前轮滑移率δ：
δ＝(Vt-Va)/Vt*100％
其中，Vt为汽车前轮轮速，Va为汽车后轮轮速；
车辆行驶过程中瞬时的减速度a：
a=dv/dt
其中，dv为车辆前轮轮速变化值，dv=V1-V0，V1是车辆前轮当前轮速，V0是车辆dt时刻前的轮速；dt为车辆前轮轮速变化所用时间；
车辆动态行驶过程中， EPB开关执行夹紧操作时触发EPB应急制动功能，EPB控制器首先控制左EPB卡钳和右EPB卡钳施加固定加紧力，根据轮胎滑移率δ判断路面状况。
进一步地，所述步骤三具体为EPB控制器根据不同路面情况对左EPB卡钳和右EPB卡钳执行相对应路面的夹紧力操作：
在高附路面执行制动时：左EPB卡钳和右EPB卡钳先施加固定夹紧力，路面摩擦系数较大，后轮不会发生滑移，前后无轮速偏差，滑移率δ为0，然后逐渐增加左EPB卡钳和右EPB卡钳的夹紧力，直到减速度a大于目标减速度0.15g；
在低附路面执行制动时：左EPB卡钳和右EPB卡钳先施加固定夹紧力，路面摩擦系数较小，后轮滑移率增大，滑移率δ大于0.3时左EPB卡钳和右EPB卡钳开始释放，直到后轮轮速恢复与车速相同，左EPB卡钳和右EPB卡钳再施加制动力，如此循环往复直至车辆静止；
在对开路面执行制动时：左EPB卡钳和右EPB卡钳先施加固定夹紧力，左右两侧路面摩擦系数不相同，一侧车轮不会滑移，另一侧车轮滑移率δ逐渐增大，左EPB卡钳和右EPB卡钳单独控制，高附侧逐渐增加制动力，直至车辆减速度a大于目标减速度0.1g，低附侧进入低附控制，滑移率大于0.3时低附侧的卡钳先释放，待低附侧的车轮轮速恢复，再重新施加夹紧力，循环往复，直至车辆静止；
在对接路面-低附到高附路面执行制动时：左EPB卡钳和右EPB卡钳先施加固定夹紧力，先进入低附控制阶段，行驶路面从低附切换高附后，后轮滑移率δ减小，后轮轮速恢复与前轮一致，左EPB卡钳和右EPB卡钳再逐渐施加制动力，直至减速度a大于目标减速度，左EPB卡钳和右EPB卡钳停止动作，直至车辆静止；
在对接路面-高附到低附路面执行制动时：左EPB卡钳和右EPB卡钳先施加固定夹紧力，高附控制过程中按照目标减速度夹紧，切换到低附路面，附着系数减小，车后轮滑移率δ增大，大于0.3时左EPB卡钳和右EPB卡钳释放直至轮速恢复，此时进入低附控制过程，循环往复直至车辆静止。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明在原EPB系统的基础上，增加了应急制动时防抱死的功能，提升了电子驻车系统体系的安全性能；将自适应强的控制算法运用电子驻车系统EPB控制器控制逻辑中，能通过汽车车轮轮速变化来判断路面状况，对EPB卡钳夹紧力进行实时调节，应急制动时制动响应快，总使汽车车轮达到抱死边缘，直至汽车停下；防抱死方法的软件设计直接加载在EPB控制器上，组装无需特殊调整，无需额外添加控制单元，可适用所有含有EPB车型，适用性好易于改造升级。
附图说明
图1是本发明的一种基于EPB的防抱死系统的示意图。
图2是本发明的一种基于EPB的防抱死系统的防抱死方法的流程图。
具体实施方式
为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，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晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明的一种基于EPB的防抱死系统，包含EPB控制器、汽车轮速信号源、汽车蓄电池电源、EPB开关、左EPB卡钳和右EPB卡钳，汽车轮速信号源与EPB控制器连接用于采集汽车各个轮子的轮速信号，汽车蓄电池电源与EPB控制器连接为系统各部件供电，EPB开关与EPB控制器连接用于控制防抱死程序的开关，左EPB卡钳和右EPB卡钳分别设置在汽车左后轮和右后轮上并且与EPB控制器连接用于对汽车左后轮和右后轮进行抱紧减速。
车体处于行驶状态且车速大于3KM每小时，所述EPB开关执行卡钳夹紧操作，电子驻车系统EPB控制器控制卡钳执行夹紧防抱死操作。
其中，汽车后轮轮速信号源通过CAN线与EPB控制器连接。汽车蓄电池电源直接采用汽车的整车电源，其正常工作电压为9V~16V。
本发明的基于EPB的防抱死系统，制动控制结构为独立结构，与汽车其余制动系统没有任何联系。
如图2所示，一种基于EPB的防抱死系统的防抱死方法，包含以下步骤：
步骤一：汽车轮速信号源采集汽车四个轮子的轮速信号并上传到EPB控制器；
步骤二： EPB控制器根据轮速信号计算得到后轮的抱死程度从而判断路面情况；
EPB控制器根据轮速信号计算得到后轮的抱死程度的具体过程为
EPB控制器根据轮速信号计算汽车后轮相对前轮滑移率δ：
δ＝(Vt-Va)/Vt*100％
其中，Vt为汽车前轮轮速，Va为汽车后轮轮速；
车辆行驶过程中瞬时的减速度a：
a=dv/dt
其中，dv为车辆前轮轮速变化值，dv=V1-V0，V1是车辆前轮当前轮速，V0是车辆dt时刻前的轮速；dt为车辆前轮轮速变化所用时间；
车辆动态行驶过程中， EPB开关执行夹紧操作时触发EPB应急制动功能，EPB控制器首先控制左EPB卡钳和右EPB卡钳施加固定加紧力（此力需要实车标定，每款车型根据卡钳缸径大小力不相同），根据轮胎滑移率δ判断路面状况。
步骤三：EPB控制器根据不同路面情况对左EPB卡钳和右EPB卡钳执行相对应路面的夹紧力操作；
在高附路面执行制动时：左EPB卡钳和右EPB卡钳先施加固定夹紧力，路面摩擦系数较大，后轮不会发生滑移，前后无轮速偏差，滑移率δ为0，然后逐渐增加左EPB卡钳和右EPB卡钳的夹紧力，直到减速度a大于目标减速度0.15g；
在低附路面执行制动时：左EPB卡钳和右EPB卡钳先施加固定夹紧力，路面摩擦系数较小，后轮滑移率增大，滑移率δ大于0.3时左EPB卡钳和右EPB卡钳开始释放，直到后轮轮速恢复与车速相同，左EPB卡钳和右EPB卡钳再施加制动力，如此循环往复直至车辆静止；
在对开路面（一侧高附一侧低附）执行制动时：左EPB卡钳和右EPB卡钳先施加固定夹紧力，左右两侧路面摩擦系数不相同，一侧车轮不会滑移，另一侧车轮滑移率δ逐渐增大，左EPB卡钳和右EPB卡钳单独控制，高附侧逐渐增加制动力，直至车辆减速度a大于目标减速度0.1g，低附侧进入低附控制，滑移率大于0.3时低附侧的卡钳先释放，待低附侧的车轮轮速恢复，再重新施加夹紧力，循环往复，直至车辆静止；
在对接路面-低附到高附路面执行制动时：左EPB卡钳和右EPB卡钳先施加固定夹紧力，先进入低附控制阶段，行驶路面从低附切换高附后，后轮滑移率δ减小，后轮轮速恢复与前轮一致，左EPB卡钳和右EPB卡钳再逐渐施加制动力，直至减速度a大于目标减速度，左EPB卡钳和右EPB卡钳停止动作，直至车辆静止；
在对接路面-高附到低附路面执行制动时：左EPB卡钳和右EPB卡钳先施加固定夹紧力，高附控制过程中按照目标减速度夹紧，切换到低附路面，附着系数减小，车后轮滑移率δ增大，大于0.3时左EPB卡钳和右EPB卡钳释放直至轮速恢复，此时进入低附控制过程，循环往复直至车辆静止。
步骤四：重复步骤一到步骤三，直到汽车车速小于3KM/每小时或EPB卡钳夹紧压力保持在车轮抱死边缘为止。
电子驻车系统EPB控制器的方法软件上设计需要对不同汽车车型进行应急制动时防抱死的数据标定。
本发明在原EPB系统的基础上，增加了应急制动时防抱死的功能，提升了电子驻车系统体系的安全性能；将自适应强的控制算法运用电子驻车系统EPB控制器控制逻辑中，能通过汽车车轮轮速变化来判断路面状况，对EPB卡钳夹紧力进行实时调节，应急制动时制动响应快，总使汽车车轮达到抱死边缘，直至汽车停下；防抱死方法的软件设计直接加载在EPB控制器上，组装无需特殊调整，无需额外添加控制单元，可适用所有含有EPB车型，适用性好易于改造升级。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而己，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明己以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。