一种集成式液压制动系统及集成式液压制动系统控制方法

文档序号:79184 发布日期:2021-10-08 浏览:59次 >En<

阅读说明:本技术 一种集成式液压制动系统及集成式液压制动系统控制方法 (Integrated hydraulic braking system and control method thereof ) 是由 姜洪伟 张建 李林润 保万全 黄贺 袁文建 王宇 侯殿龙 于 2021-07-28 设计创作,主要内容包括:本发明属于车辆技术领域,公开了一种集成式液压制动系统及集成式液压制动系统控制方法,该集成式液压制动系统包括:制动主缸、制动踏板、踏板传感器、模拟阀及踏板感觉模拟器,制动踏板连接于制动主缸内的活塞杆,踏板感觉模拟器包括模拟电机、缸体及滑动设置于缸体内的模拟活塞,在模拟电机通过丝杠螺母副传动连接于模拟活塞,使模拟活塞能够相对于缸体滑动,制动主缸的无杆腔通过模拟阀选择性连通于踏板感觉模拟器的无杆腔。该集成式液压制动系统能够实现踏板感觉在线实时调节。(The invention belongs to the technical field of vehicles and discloses an integrated hydraulic braking system and a control method thereof, wherein the integrated hydraulic braking system comprises: the brake pedal is connected with a piston rod in the brake master cylinder, the pedal feel simulator comprises a simulation motor, a cylinder body and a simulation piston arranged in the cylinder body in a sliding mode, the simulation motor is connected to the simulation piston through a screw-nut pair in a transmission mode to enable the simulation piston to slide relative to the cylinder body, and a rodless cavity of the brake master cylinder is selectively communicated with a rodless cavity of the pedal feel simulator through the simulation valve. The integrated hydraulic brake system can realize on-line real-time adjustment of pedal feel.)

一种集成式液压制动系统及集成式液压制动系统控制方法

技术领域

本发明涉及车辆

技术领域

,尤其涉及一种集成式液压制动系统及集成式液压制动系统控制方法。

背景技术

随着汽车新能源技术的快速发展,制动系统本身也在发生着较大变革。传统制动系统包括制动主缸和建压单元,制动主缸利用真空助力器实现辅助建压,建压单元由电子稳定性控制单元进行控制,电子稳定性控制单元也称为ESC,确保车辆行驶的侧向稳定性。为了适应新能源汽车的发展并同时满足自动驾驶对制动系统的要求,传统制动系统已经不再能够满足人们的需求,因此集成式制动控制系统应运而生。集成式液压制动系统将原有的制动主缸、建压单元进行了集成,但由于建压原理发生变化,控制策略也与传统ESC系统有明显的不同,尤其是对制动踏板感觉的模拟方面需要单独进行硬件设计或电子控制。

传统制动系统的踏板感觉由制动系统本身的机械结构产生,即制动主缸压力通过主缸活塞反馈到制动踏板上的反作用力减去真空助力器的推力。但是集成式电子液压制动系统为了满足自动驾驶以及制动能量回收功能,已经实现了制动主缸与制动轮缸的部分解耦,由伺服电机对制动轮缸进行建压,制动主缸主要起检测驾驶员制动意图,使制动踏板感觉需要额外产生,且在失效工况下制动主缸提供人力制动备份的功能,使得制动踏板感觉产生机理与传统制动系统不相同。

现有大部分技术方案只是对制动踏板本身进行了研究,只适用于线控制动系统或者整车驾驶模拟器系统中,无法应用于集成式电子液压制动系统中。少部分技术方案虽然考虑与集成式电子液压制动系统进行集成交互,但是采用依靠不同刚度的弹簧组合实现分级式踏板感觉模拟,不能实现踏板感觉在线实时调节,导致踏板感觉模拟自适应程度较低。另外,现有踏板感觉模拟器必须依靠制动踏板的运动才能产生可变阻尼力,一旦没有了相对运动,即使阻尼再大也不会产生踏板感觉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成式液压制动系统及集成式液压制动系统控制方法,能够实现踏板感觉在线实时调节。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一种集成式液压制动系统,包括:

制动主缸、制动踏板、踏板传感器、模拟阀及踏板感觉模拟器,所述制动踏板连接于所述制动主缸内的活塞杆,所述踏板感觉模拟器包括模拟电机、缸体及滑动设置于所述缸体内的模拟活塞,所述模拟电机通过丝杠螺母副传动连接于所述模拟活塞,使所述模拟活塞能够相对于所述缸体滑动,所述制动主缸的无杆腔通过所述模拟阀选择性连通于所述踏板感觉模拟器的无杆腔;

制动电机、伺服缸,所述制动电机的输出端连接于所述伺服缸的活塞杆;

轮缸、进液阀及出液阀,所述进液阀用于所述轮缸的进液,所述出液阀用于所述轮缸的出液;

隔离阀,位于所述制动主缸和所述进液阀之间,用于中断所述制动主缸的无杆腔和所述进液阀之间的连接油路;

伺服阀,位于所述伺服缸的活塞腔和所述进液阀之间,使所述伺服缸的活塞腔通过所述伺服阀选择性连通于所述进液阀,所述伺服缸的活塞腔、所述伺服阀、所述进液阀、所述轮缸之间形成制动管路;

制动油壶,所述制动油壶被配置为能够分别连通于所述制动主缸的活塞腔、所述伺服缸的无杆腔及所述出液阀。

作为优选,所述丝杠螺母副包括丝杠螺母和丝杠螺杆,所述模拟电机的定子设置于所述缸体的外周,所述模拟电机的转子连接于所述丝杠螺母的外壁,所述丝杠螺母的内壁套设于所述丝杠螺杆的外部并与其传动连接,所述丝杠螺杆连接于所述模拟活塞。

作为优选,所述踏板感觉模拟器还包括轴承,所述轴承套设于所述丝杠螺母的外部并位于所述丝杠螺母和所述缸体的内壁之间。

作为优选,所述踏板感觉模拟器还包括密封圈,所述密封圈套设于所述模拟活塞的外部并位于所述模拟活塞和所述缸体的内壁之间。

作为优选,所述踏板感觉模拟器还包括弹性复位件,所述弹性复位件设置于所述缸体内部并分别抵接于所述丝杠螺母副和所述缸体的内壁。

作为优选,还包括:

主缸压力传感器,用于检测所述制动主缸的活塞腔内制动液的压力;

伺服压力传感器,用于检测所述伺服缸的活塞腔内制动液的压力。

为达上述目的,本发明还提供了一种使用上述的集成式液压制动系统的集成式液压制动系统控制方法,其特征在于,所述集成式液压制动系统控制方法包括:

关闭隔离阀,以将所述制动主缸的活塞腔和所述进液阀之间的连接油路进行中断;

打开模拟阀,使所述制动主缸的无杆腔通过所述模拟阀连通于所述踏板感觉模拟器的无杆腔;

根据制动踏板的实际位移,获取驾驶员期望制动踏板作用力;

利用驾驶员期望制动踏板作用力,获取制动主缸的期望活塞推力;

根据制动主缸的期望活塞推力,获取踏板感觉模拟器的期望活塞推力;

利用踏板感觉模拟器的期望活塞推力,获取模拟电机的期望电机扭矩,以对模拟电机的实际输出扭矩进行实时调节,使所述踏板感觉模拟器的无杆腔内的制动液流动至所述制动主缸的无杆腔内并推动制动主缸的活塞,以使制动踏板产生驾驶员所期望制动踏板感觉;

关闭隔离阀,打开进液阀,根据驾驶员所期望制动踏板感觉,调节制动电机的转矩并驱动伺服缸的活塞杆移动,使伺服缸的活塞腔内的制动液经过伺服阀、进液阀进入轮缸内,以在伺服缸的活塞腔、伺服阀、进液阀、轮缸之间形成制动管路。

作为优选,根据模拟电机的期望电机扭矩和模拟电机的实际输出电流,调节模拟电机的实际输出扭矩。

作为优选,根据制动踏板的实际位移,所述驾驶员期望制动踏板作用力通过踏板感觉标定曲线而得到。

作为优选,制动主缸的期望活塞推力和踏板感觉模拟器的期望活塞推力比值等于制动主缸的活塞面积和踏板感觉模拟器的模拟活塞面积比值。

本发明的有益效果:

本发明提供的集成式液压制动系统,打开模拟阀,使制动主缸的活塞腔通过模拟阀连通于踏板感觉模拟器,以建立模拟制动踏板的感觉。采用这种方式的主要目的具有两个;第一,为制动主缸内的制动液提供了流动的路径和容纳空间,实现制动解耦;第二,利用踏板感觉模拟器能够真实反映驾驶员制动意图。

驾驶员制动感觉由踏板感觉模拟器实现,踏板传感器用于检测制动踏板的实际位移,参照驾驶员制动踏板的实际位移,并将期望制动踏板力传递给主动踏板模拟器进行控制跟随。踏板感觉模拟器由模拟电机通过丝杠螺母副连接于模拟活塞,使模拟活塞相对于缸体滑动,用于抵抗从制动主缸的活塞无杆腔流出的制动液压力。

通过制动液传递至制动主缸,以产生制动踏板感觉,模拟电机此时做的是扭矩跟随控制,模拟电机转角则根据实际力的相互作用自行适应。利用模拟电机的驱动力,实现制动踏板感觉的在线实时调节,尤其是在整车舒适模式和运动模式之间切换时,尽管制动踏板处于相对静止工况,但是由于踏板传感器能够实时获取制动踏板的实际位移,利用该位移信息对模拟电机进行扭矩调节,依然能够实现主动调节制动踏板感觉,避免传统阻尼控制方法必须依赖制动踏板运动的情况。

通过驱动伺服缸内的活塞杆并带动活塞运动,以在伺服缸内产生主缸制动压力,从而完成建压过程。与现有制动系统相比,安装尺寸小,重量轻,结构轻巧,响应更快,能够显著地提高建压速度,有效地缩短制动距离,从而满足新型高级驾驶辅助系统对制动压力控制动态特性的更高要求。伺服缸的活塞腔通过阀块能够调节轮缸内的液压制动力,液压制动力调节灵活。

本发明提供的集成式液压制动系统控制方法,实现集成式液压制动系统中踏板感觉模拟器和其他结构进行集成交互,具有实际应用意义,并非单纯针对制动踏板一个简单对象进行研究。同时,控制实现简单、方便,可以实现制动踏板感觉在线实时调节,且无论制动踏板是否运动都可以随时产生任意大小的驾驶员所期望制动踏板感觉。

附图说明

图1是本发明集成式液压制动系统的结构示意图;

图2是本发明集成式液压制动系统中踏板感觉模拟器的结构示意图;

图3是本发明集成式液压制动系统控制方法的流程图。

图中:

1、制动主缸;2、制动踏板;3、踏板传感器;4、模拟阀;5、踏板感觉模拟器;6、制动电机;7、伺服缸;8、轮缸;9、阀块;91、进液阀;92、出液阀;93、隔离阀;94、伺服阀;10、主缸压力传感器;11、伺服压力传感器;12、制动油壶;13、单向阀;14、检测阀;

51、模拟电机;511、定子;512、转子;52、缸体;53、模拟活塞;54、轴承;55、密封圈;56、弹性复位件;57、丝杠螺母副;571、丝杠螺母;572、丝杠螺杆。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述,显然,所描述的实施例仅仅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,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。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。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种集成式液压制动系统,适用于汽车技术领域,特别是电动汽车。该集成式液压制动系统包括驾驶员制动意图模块、液压制动力控制模块、再生制动力请求模块(图中未示出)及制动力协调模块(图中未示出),驾驶员制动意图模块被配置为获取驾驶员制动意图,再生制动力请求模块被配置为请求能够产生目标再生制动力,并根据目标再生制动力对驱动电机进行控制和发电,以将轮缸8(如图1所示)的动能转化成电能并储存在电池中。根据驾驶员制动意图和当前再生制动力,制动力协调模块协调液压制动力控制模块和再生制动力请求模块,使再生制动力请求模块请求产生目标再生制动力,液压制动力控制模块产生目标液压制动力。利用制动力协调模块对再生制动力请求模块和液压制动力控制模块进行协调和分配,从而实现制动能量的高效回收。

具体地,如图1所示,驾驶员制动意图模块包括制动主缸1、制动踏板2、踏板传感器3、模拟阀4及踏板感觉模拟器5,制动踏板2连接于制动主缸1内的活塞杆,踏板传感器3用于检测制动踏板2的实际位移和实际位移变化率,以获取驾驶员制动意图,制动主缸1的无杆腔通过模拟阀4选择性连通于踏板感觉模拟器5的无杆腔。

利用踏板传感器3实现对制动踏板2的实际位移和实际位移变化率的检测,能够准确识别驾驶员制动意图,兼顾安全性和舒适性。同时,在制动主缸1的无杆腔通过模拟阀4连通于踏板感觉模拟器5时,使得踏板感觉模拟器5能够模拟驾驶员踩踏制动踏板2的感觉。

当需要液压制动力控制模块来执行特定的目标液压制动力时,在液压制动力控制模块接受制动力协调模块的请求之后,打开模拟阀4,使制动主缸1的无杆腔通过模拟阀4连通于踏板感觉模拟器5,以建立模拟制动踏板2的感觉。采用这种方式的主要目的具有两个;第一,为制动主缸1内的制动液提供了流动的路径和容纳空间,避免制动主缸1内制动液对液压制动力控制模块产生干扰,实现制动解耦;第二,利用踏板感觉模拟器5能够真实反映驾驶员制动意图。

其中,踏板感觉模拟器5具体为弹簧或缓冲器单元,踏板感觉模拟器5可根据整车要求分别调整,还可按照不同行驶情况(如紧急制动)或操作模式(如运动)进行单独调整,能在无需任何附加措施的条件下,实现再生制动与舒适性的统一。

具体地,如图2所示,踏板感觉模拟器5包括模拟电机51、缸体52及滑动设置于缸体52内的模拟活塞53,模拟电机51通过丝杠螺母副57传动连接于模拟活塞53,使模拟活塞53能够相对于缸体52滑动。

驾驶员制动感觉由踏板感觉模拟器5实现,踏板传感器3用于检测制动踏板2的实际位移,参照驾驶员制动踏板2的实际位移,并将期望制动踏板力传递给主动踏板模拟器5进行控制跟随。踏板感觉模拟器5的模拟电机51通过丝杠螺母副57连接于模拟活塞53,使模拟活塞53相对于缸体52滑动,用于抵抗从制动主缸1的无杆腔流出的制动液压力。通过制动液传递至制动主缸1产生制动踏板感觉,模拟电机51此时做的是扭矩跟随控制,模拟电机51转角则根据实际力的相互作用自行适应。利用模拟电机51的驱动力,实现制动踏板感觉的在线实时调节,尤其是在整车舒适模式和运动模式之间切换时,尽管制动踏板2处于相对静止工况,但是由于踏板传感器3能够实时获取制动踏板2的实际位移,利用该位移信息对模拟电机51进行扭矩调节,依然能够实现主动调节制动踏板感觉,避免传统阻尼控制方法必须依赖制动踏板2运动的情况。

在集成式液压制动系统正常工作的情况下,为了让驾驶员对整车制动力有准确判断,并给驾驶员提供路感反馈,合适的制动踏板感觉必不可少,一方面要求其具备传统的真空助力器分段式制动踏板感觉特性,另一方面又要求其具备踏板感觉在线实时调节功能,便于整车智能化以及个性化水平的提升。

进一步地,丝杠螺母副57包括丝杠螺母571和丝杠螺杆572,模拟电机51的定子511设置于缸体52的外周,模拟电机51的转子512连接于丝杠螺母571的外壁,丝杠螺母571的内壁套设于丝杠螺杆572的外部并与其传动连接,丝杠螺杆572连接于模拟活塞53。

在模拟电机51的定子511和转子512的相互作用下,使丝杠螺母副57的丝杠螺母571产生旋转运动,由于丝杠螺母571的内壁套设于丝杠螺杆572的外部并与其传动连接,而后由丝杠螺杆572产生直线运动推动模拟活塞53移动,用来抵抗缸体52的无杆腔的制动液压力。

优选地,模拟电机51的转子512和丝杠螺母571为一体成型结构,采用压塑等形式实现两者结合,在保证连接结构稳定性的同时,减少零件组装的时间,节省生产成本。

进一步地,踏板感觉模拟器5还包括轴承54,轴承54具体为转子轴承,轴承54套设于丝杠螺母571的外部并位于丝杠螺母571和缸体52的内壁之间。通过设置轴承54,以保证丝杠螺母571转动的顺畅性。

进一步地,踏板感觉模拟器5还包括弹性复位件56,弹性复位件56设置于缸体52内部并分别抵接于丝杠螺母副57和缸体52的内壁。弹性复位件56具体指回位弹簧,在弹性复位件56作用下,模拟活塞53默认初始位置在缸体52的最右端,当驾驶员踩下制动踏板2后,制动主缸1无杆腔内的制动液被排入踏板感觉模拟器5的缸体52内,缸体52的无杆腔为制动液作用腔,此时模拟电机51根据上层制动踏板2所需的期望踏板感觉产生一定程度的扭矩,进而由丝杠螺母副57转换成对模拟活塞53的推力,以将缸体52的无杆腔内制动液传递至制动主缸1无杆腔,以产生制动踏板2的制动踏板感觉。

由于模拟活塞53需要在缸体52内反复移动,为了保证模拟活塞53和缸体52之间的密封效果,踏板感觉模拟器5还包括密封圈55,密封圈55套设于模拟活塞53的外部并位于模拟活塞53和缸体52的内壁之间,使模拟活塞53在移动过程中,始终能与缸体52之间保持良好的密封性,避免制动液从缸体52的无杆腔内泄漏的情况,以保证制动踏板2的制动踏板感觉的准确性。

进一步地,如图1所示,液压制动力控制模块包括制动电机6、伺服缸7、轮缸8及阀块9,制动电机6的输出端连接于伺服缸7的活塞杆,伺服缸7的活塞腔通过阀块9选择性连通于轮缸8,使阀块9能够调节轮缸8内的液压制动力,根据再生制动力对轮缸8的液压制动力进行精准调节,能够提高制动回收效率。同时阀块9位于驾驶员制动意图模块和轮缸8之间,用于隔离制动主缸1的活塞腔和轮缸8,以实现制动踏板2和轮缸8内的液压制动力完全解耦。

采用高性能的制动电机6,通过驱动伺服缸7内的活塞杆并带动活塞运动,以在伺服缸7内产生主缸制动压力,从而完成建压过程。与现有制动系统相比,安装尺寸小,重量轻,结构轻巧,响应更快,能够显著地提高建压速度,有效地缩短制动距离,从而满足新型高级驾驶辅助系统对制动压力控制动态特性的更高要求。伺服缸7的活塞腔通过阀块9能够调节轮缸8内的液压制动力,液压制动力调节灵活。

阀块9能够隔离制动主缸1的活塞腔和轮缸8,使得在建压过程中与制动踏板2之间没有直接联系,避免在制动电机6制动过程中因耦合和切换产生的冲击,平顺性好,且可以解决电子真空泵在高压地区因气压较低无法提供和平原地区相同的真空度的问题,保证无论在气压较低的高原地区还是平原地区都能得到良好的使用,减少制动踏板2的阻力,提高用户使用感。

为了保证能够为伺服缸7和制动主缸1提供充足的制动液,如图1所示,该集成式液压制动系统还包括制动油壶12,制动油壶12用于储存制动液,制动油壶12分别连通于制动主缸1的活塞腔和伺服缸7的活塞腔。利用制动油壶12能够及时为伺服缸7和制动主缸1补给制动液。

可选地,在制动油壶12和制动主缸1的活塞腔之间的连接管路上设置有检测阀14,检测阀14用于该连接管路的启闭。检测阀14具体为两位两通阀,当检测阀14的工作位为左位时,制动油壶12和制动主缸1的活塞腔之间的连接管路处于导通状态,制动油壶12内的制动液可以流动至制动主缸1的活塞腔内;当检测阀14的工作位为右位时,制动油壶12和制动主缸1的活塞腔之间的连接管路处于切断状态,制动油壶12内的制动液不能流动至制动主缸1的活塞腔内。需要说明的是,检测阀14具体为常开检测阀,即检测阀14的工作为在左位。

可选地,在制动油壶12和伺服缸7的活塞腔之间的连接管路上设置有单向阀13。单向阀13具有限制制动液流动方向的作用,使得制动油壶12内的制动液能够顺利流动至伺服缸7的活塞腔内,避免伺服缸7的活塞腔内制动液回流制动油壶12内。

由于伺服缸7的活塞腔通过阀块9选择性连通于轮缸8,阀块9还能隔离制动主缸1的活塞腔和轮缸8,伺服缸7的活塞腔和制动主缸1的活塞腔均通过阀块9和轮缸8建立联系,阀块9实现了功能集成的作用。

具体地,如图1所示,阀块9包括进液阀91、出液阀92、隔离阀93及伺服阀94,进液阀91用于轮缸8的进液,出液阀92用于轮缸8的出液。隔离阀93位于制动主缸1的活塞腔和进液阀91之间,用于中断制动主缸1的无杆腔和进液阀91之间的连接油路。伺服阀94位于伺服缸7的活塞腔和进液阀91之间,使伺服缸7的活塞腔通过伺服阀94连通于进液阀91。伺服缸7的活塞腔、伺服阀94、进液阀91、轮缸8之间形成制动管路。

其中,进液阀91为常开进液阀,出液阀92为常闭出液阀,隔离阀93为常开隔离阀,伺服阀94为常闭伺服阀,模拟阀4具体为常闭模拟阀。

在通电状态下,模拟阀4上电打开,模拟阀4的工作位为右位,制动主缸1的活塞腔与踏板感觉模拟器5相通,当驾驶员踩踏制动踏板2时,推动制动主缸1内的活塞移动,并推动其内部的制动液通过模拟阀4进入踏板感觉模拟器5内,以达到模拟驾驶员踩踏制动踏板2的力度和位移的目的。

此时,隔离阀93上电关闭,即隔离阀93的工作为下位,在隔离阀93的隔离作用下,制动主缸1内的制动液不能进入进液阀91内,更不会进入轮缸8内,实现制动踏板2和轮缸8的完全解耦,避免制动踏板2对轮缸8的液压制动起到干扰作用。

与此同时,伺服阀94上电打开,即伺服阀94的工作位为下位,使得伺服缸7内的制动液通过伺服阀94进入进液阀91内,从而进入轮缸8内,以完成轮缸8的建压过程。出液阀92断电关闭,出液阀92的工作位为上位,出液阀92切断了轮缸8和制动油壶12之间的连接管路,使得轮缸8内的制动液不能回流至制动油壶12内。

在断电状态下,模拟阀4的工作为左位,制动主缸1的活塞腔和踏板感觉模拟器5之间不连通,制动电机6、伺服缸7、踏板感觉模拟器5不起作用。如果制动电机6或伺服缸7出现故障,制动电机6和伺服缸7不能正常使用,此时,隔离阀93的工作为上位,驾驶员在踩踏制动踏板2的同时,将制动主缸1内的制动液通过隔离阀93进入进液阀91内,最后进入轮缸8内完成建压过程。

可以理解的是,制动电机6和伺服缸7的启动是轮缸8建压的主要途径,制动主缸1完成轮缸8建压过程是在制动电机6和伺服缸7出现故障后的备用方案,以保证在各个工况下的使用。

其中,轮缸8的数量为多个,本实施例优选轮缸8的数量为四个,四个轮缸8从上而下分别对应于左前轮缸、右前轮缸、左后轮缸及右后轮缸,则进液阀91、出液阀92的数量均为四个,每个轮缸8一一对应于一个进液阀91和一个出液阀92,隔离阀93、伺服阀94的数量均为两个,每个隔离阀93对应于其中两个进液阀91,每个伺服阀94对应于另外两个进液阀91。

具体地,从伺服缸7的活塞腔流出的制动液分成两个主路,第一主路经过其中一个伺服阀94后分成两个子路,其中一个子路通过与左前轮缸相对应的进液阀91后进入左前轮缸内,另外一个子路通过与右前轮缸相对应的进液阀91后进入右前轮缸内;第二主路经过另外一个伺服阀94后分成两个支路,其中一个支路通过与左后轮缸相对应的进液阀91后进入左后轮缸内,另外一个支路通过与右后轮缸相对应的进液阀91后进入右后轮缸内。

从制动主缸1的活塞腔流出的制动液分成两个液路,第一液路经过其中一个隔离阀93后分成两个子路,其中一个子路通过与左前轮缸相对应的进液阀91后进入左前轮缸内,另外一个子路通过与右前轮缸相对应的进液阀91后进入右前轮缸内;第二液路经过另外一个隔离阀93后分成两个支路,其中一个支路通过与左后轮缸相对应的进液阀91后进入左后轮缸内,另外一个支路通过与右后轮缸相对应的进液阀91后进入右后轮缸内。

进一步地,如图1所示,该集成式液压制动系统还包括主缸压力传感器10和伺服压力传感器11,主缸压力传感器10用于检测制动主缸1的活塞腔内制动液的压力并电连接于制动力协调模块,主缸压力传感器10所检测的压力为驾驶员期望制动压力。伺服压力传感器11用于检测伺服缸7的活塞腔内制动液的压力并电连接于制动力协调模块,伺服压力传感器11所检测的压力为实际伺服缸7的压力。

驾驶员踩下制动踏板2产生踏板位移,利用踏板感觉模拟器5模拟驾驶员踩踏制动踏板2的力度和位置,从而获取驾驶员期望制动压力,利用该驾驶员期望制动压力,可以作为制动电机6控制的输入。根据驾驶员期望制动压力以及实际伺服缸7压力的反馈对制动电机6进行前进或后退控制,以完成对轮缸8的建压。

进一步地,如果制动踏板2的实际位移大于预设位移且制动踏板2的实际位移变化率大于预设位移变化率,驾驶员制动意图为紧急制动状态,此时关闭再生制动力请求模块;如果制动踏板2的实际位移小于预设位移和/或制动踏板2的实际位移变化率小于预设位移变化率,驾驶员制动意图为舒适制动状态,此时启动再生制动力请求模块。

换而言之,通过踏板传感器3的位移大小及位移变化速率判断驾驶员制动意图,当制动踏板2的实际位移大于预设位移且制动踏板2的实际位移变化率大于预设位移变化率,判定为紧急制动,其余条件下判定为舒适制动状态,制动能量回收只在舒适制动状态时激活,而在紧急制动状态情况下,不激活能量回收控制。

在舒适制动情况下,通过再生制动力获取模块获取当前再生制动力,通过制动力协调模块,协调液压制动力和再生制动力的大小,此时制动力协调模块会确定目标液压制动力和目标再生制动力,然后通过再生制动力请求模块请求产生目标再生制动力,在紧急制动情况下不请求产生目标再生制动力,再生制动力请求模块可区分请求前轮再生制动力和后轮再生制动力。

本实施例还提供了一种使用上述的集成式液压制动系统的集成式液压制动系统控制方法,用于上述的集成式液压制动系统,集成式液压制动系统控制方法包括:

第一步,关闭隔离阀93,以将制动主缸1的活塞腔和进液阀91之间的连接油路进行中断;

在断电状态下,制动电机6、伺服缸7及踏板感觉模拟器5不起作用,完全由驾驶员踩踏制动踏板2,以将制动主缸1内的制动液推至四个轮缸进行建压,此时制动踏板2的制动踏板感觉无需模拟,由制动压力通过制动主缸1的活塞反馈到制动踏板2上的反作用力产生。

在通电状态下,关闭隔离阀93,以将制动主缸1的活塞腔和进液阀91之间的连接油路进行中断,使制动主缸1内的制动液不能直接输送至轮缸8内,制动主缸1没有实现四个轮缸8的建压过程,即制动主缸1和轮缸8之间为解耦状态。

因此,本发明具备制动系统失效备份功能,一旦发现集成式液压制动系统发生故障,主动关闭模拟阀4,并开启隔离阀93,确保制动主缸1与轮缸8恢复原始的通路状态。

第二步,打开模拟阀4,使制动主缸1的无杆腔通过模拟阀4连通于踏板感觉模拟器5的无杆腔;

在通电状态下,打开模拟阀4,使制动主缸1的无杆腔通过模拟阀4连通于踏板感觉模拟器5的无杆腔,实现制动主缸1与踏板感觉模拟器5相通。关闭隔离阀93,打开伺服阀94,实现伺服缸7与四个轮缸8相通。

第三步,根据制动踏板2的实际位移,获取驾驶员期望制动踏板作用力;

驾驶员踩下制动踏板2产生制动踏板2的实际位移,而后转换成驾驶员期望制动踏板作用力作为制动电机6的控制输入。根据期望制动压力以及实际伺服缸7的压力的反馈,制动电机6对伺服缸7的活塞杆进行前进或后退控制,完成对四个轮缸8的建压。

此时驾驶员制动感觉由踏板感觉模拟器5实现,控制系统首先根据预设好的踏板感觉标定曲线,该标定曲线的横坐标为制动踏板2的实际位移,纵坐标为制动踏板2的作用力,根据制动踏板2的实际位移,驾驶员期望制动踏板作用力通过查看踏板感觉标定曲线而得到。参照驾驶员对制动踏板2产生实际位移,计算驾驶员期望制动踏板作用力并传递给踏板感觉模拟器5进行控制跟随。

第四步,利用驾驶员期望制动踏板作用力,获取制动主缸1的期望活塞推力;

由于制动踏板2为具有一定夹角的板状结构,制动踏板2的一端转动连接于车架上,制动踏板2的另一端为自由端,驾驶员可以对自由端进行踩踏,在制动踏板2的大约中部位置连接有制动主缸1的活塞杆,则制动踏板2、车架及制动主缸1的活塞杆组成类似杠杆结构。控制系统根据制动踏板2的实际位移,获得驾驶员期望制动踏板作用力,该驾驶员期望制动踏板作用力经过杠杆结构的传动转换,计算出制动主缸1的期望活塞推力。

第五步,根据制动主缸1的期望活塞推力,获取踏板感觉模拟器5的期望活塞推力;

此时,由于只有制动主缸1与踏板模拟器5二者之间通过制动液相互作用,故而可以根据二者活塞之间面积大小计算得到踏板感觉模拟器5的期望活塞推力。换而言之,制动主缸1的期望活塞推力和踏板感觉模拟器5的期望活塞推力比值等于制动主缸1的活塞面积和踏板感觉模拟器5的模拟活塞53面积比值。

第六步,利用踏板感觉模拟器5的期望活塞推力,获取模拟电机51的期望电机扭矩,以对模拟电机51的实际输出扭矩进行实时调节,使踏板感觉模拟器5的无杆腔内的制动液流动至制动主缸1的无杆腔内并推动制动主缸1的活塞,以使制动踏板2产生驾驶员所期望制动踏板感觉;

根据踏板感觉模拟器5的期望活塞推力,再经由丝杠螺母副57的传动转换可计算得出模拟电机51的期望电机扭矩。需要特别说明的是,弹性复位件56为模拟活塞53提供的推力比较小,可以认为推力完全由模拟电机51作用产生,而后传递给模拟电机51扭矩控制环节对模拟电机51进行控制。

优选地,根据模拟电机51的期望电机扭矩和模拟电机51的实际输出电流,调节模拟电机51的实际输出扭矩。

可以理解的是,模拟电机51的实际输出电流直接表征模拟电机51的实际反馈扭矩,电机扭矩控制环节根据模拟电机51的期望电机扭矩和模拟电机51的实际输出电流之间的偏差,对模拟电机51的实际输出扭矩进行实时调控,确保模拟电机51的实际输出扭矩符合控制系统期望值,这样模拟电机51经过丝杠螺母副57动力传递之后,在模拟活塞53的端部产生推力,经过制动液作用到制动主缸1的活塞上,从而产生驾驶员期望制动踏板感觉。无论制动踏板2是否处在运动阶段,都可以随时调节任意大小的模拟电机51的实际输出扭矩,用于产生对制动踏板2的反作用力,从而实现制动踏板感觉在线实时调节的效果。

第七步,关闭隔离阀93,打开进液阀91,根据驾驶员所期望制动踏板感觉,调节制动电机6的转矩并驱动伺服缸7的活塞杆移动,使伺服缸7的活塞腔内的制动液经过伺服阀94、进液阀91进入轮缸8内,以在伺服缸7的活塞腔、伺服阀94、进液阀91、轮缸8之间形成制动管路。

关闭隔离阀93,避免制动主缸1的制动液对轮缸8的建压的影响,实现制动解耦,并同时开启伺服阀94、进液阀91和出液阀92,以保证制动管路的连通。利用踏板感觉模拟器5模拟出驾驶员的制动意图之后,控制制动电机6的转速和工作时间,制动电机6通过伺服缸7的活塞杆驱动活塞在伺服缸7的内腔从初始位置移动至预设位置,以将位于活塞的初始位置和预设位置之间腔体内的制动液经过伺服阀94、进液阀91进入轮缸8内,并通过出液阀92排放至制动油壶12内,以完成制动管路内制动液的排放。

本实施例提供的集成式液压制动系统控制方法,实现集成式液压制动系统中踏板感觉模拟器5和其他结构进行集成交互,具有实际应用意义,并非单纯针对制动踏板2一个简单对象进行的研究。同时,控制实现简单、方便,可以实现制动踏板感觉在线实时调节,且无论制动踏板2是否运动都可以随时产生任意大小的驾驶员所期望制动踏板感觉。

如图3所示,本实施例提供的集成式液压制动系统控制方法的步骤如下所示:

S1、关闭隔离阀93,以将制动主缸1的无杆腔和进液阀91之间的连接油路进行中断;

S2、打开模拟阀4,使制动主缸1的无杆腔通过模拟阀4连通于踏板感觉模拟器5的无杆腔;

S3、获取制动踏板2的实际位移,并利用踏板感觉标定曲线,获取驾驶员期望制动踏板作用力;

S4、根据驾驶员期望制动踏板作用力,获取制动主缸1的期望活塞推力;

S5、根据制动主缸1的期望活塞推力,再获取踏板感觉模拟器5的期望活塞推力;

S6、获取模拟电机51的期望电机扭矩;

S7、根据模拟电机51的期望电机扭矩和模拟电机51的实际输出电流,调节模拟电机51的实际输出扭矩,使踏板感觉模拟器5的无杆腔内的制动液流动至制动主缸1的活塞无杆腔内并推动制动主缸1的活塞,以使制动踏板2产生驾驶员所期望制动踏板感觉;

S8、关闭隔离阀93,打开进液阀91,根据驾驶员所期望制动踏板感觉,调节制动电机6的转矩并驱动伺服缸7的活塞杆移动,使伺服缸7的活塞腔内的制动液经过伺服阀94、进液阀91进入轮缸8内,以在伺服缸7的活塞腔、伺服阀94、进液阀91、轮缸8之间形成制动管路。

于本文的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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”,仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中,参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

17页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:适于商用车多层级驾驶自动化的自动调压阀及控制方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类