详情

原文传递具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统及控制方法

专利名称：	具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统及控制方法
摘要：	本发明涉及一种具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统及控制方法，其包括油杯，踏板助力机构，制动主缸，制动踏板，踏板模拟器，伺服压控模块，制动轮缸和制动控制器；所述制动主缸的机械输入端通过所述踏板助力机构与所述制动踏板相连；所述制动主缸的入口通过油路与所述油杯相连，所述制动主缸的出口通过所述伺服压控模块分别与所述踏板模拟器和制动轮缸相连；所述伺服压控模块通过油路与所述油杯相连，同时通过信号线与所述制动控制器相连；所述制动控制器用于控制所述伺服压控模块实现系统在主动压力控制、制动能量回收和失效保护状态之间的切换。本发明可以广泛应用于车用液压主动制动控制领域。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	清华大学
发明人：	张俊智;袁野;何承坤;李超
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910422434.3
公开号：	CN110182187A
代理机构：	北京纪凯知识产权代理有限公司
代理人：	孙楠
分类号：	B60T1/10(2006.01);B;B60;B60T;B60T1
申请人地址：	100084 北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室
主权项：	1.一种具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统，其特征在于：其包括油杯，踏板助力机构，制动主缸，制动踏板，踏板模拟器，伺服压控模块，制动轮缸和制动控制器；所述制动主缸的机械输入端通过所述踏板助力机构与所述制动踏板相连；所述制动主缸的入口通过油路与所述油杯相连，所述制动主缸的出口通过所述伺服压控模块分别与所述踏板模拟器和制动轮缸相连；所述伺服压控模块通过油路与所述油杯相连，同时通过信号线与所述制动控制器相连；所述制动控制器用于控制所述伺服压控模块实现系统在主动压力控制、制动能量回收和失效保护状态之间的切换。 2.如权利要求1所述的一种具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统，其特征在于：所述伺服压控模块包括第一～第二切换阀、第一～第四常开增压阀、第一～第四常关泄压阀、第一～第二常闭闸阀、伺服电机系统和传感器系统；所述第一切换阀和第二切换阀的入口分别与所述制动主缸的两出口相连，所述第一切换阀和第二切换阀的常闭出口并联后与所述踏板模拟器相连；所述第一切换阀的常通出口分别与所述第一常闭闸阀的出口、第一、第二常开增压阀的入口相连；所述第二切换阀的常通出口分别与所述第二常闭闸阀的出口、第三、第四常开增压阀的入口相连；所述第一～第四常开增压阀的出口分别与所述第一～第四常关泄压阀的入口并联构成互相独立的第一～第四压力控制通道，所述第一～第四压力控制通道分别与所述制动轮缸中的各轮缸相连；所述第一～第四常关泄压阀的出口并联后通过泄压回油通道与所述油杯相连；所述第一、第二常闭闸阀的入口并联后与所述伺服电机系统的出口相连，所述伺服电机系统的入口通过油路与所述泄压回油通道相连，进而与所述油杯相连；所述传感器系统用于对所述制动主缸、伺服电机系统和制动轮缸的压力进行检测，并将检测结果发送到所述制动控制器。 3.如权利要求2所述的一种具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统，其特征在于：所述伺服电机系统包括伺服油泵、伺服电机和伺服贮压器，所述伺服油泵在所述伺服电机的驱动下，从所述油杯中获取制动液，并向所述伺服贮压器中泵入制动液，所述伺服贮压器的出口通过油路与所述第一、第二常闭闸阀的入口相连。 4.如权利要求3所述的一种具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统，其特征在于：所述传感器系统包括主缸压力传感器、伺服压力传感器和四轮缸压力传感器；所述主缸压力传感器设置在所述制动主缸与所述第一切换阀之间的油路上，用于对所述制动主缸的制动压力进行检测；所述伺服压力传感器设置在所述伺服贮压器出口端的油路上，用于对所述伺服贮压器的压力进行检测；所述四轮缸压力传感器分别设置在各所述压力控制通道上，用于对所述制动轮缸内的各轮缸压力进行检测。 5.如权利要求1所述的一种具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统，其特征在于：所述制动控制器包括主动制动控制模块、能量回收控制模块和失效保护模块；所述主动制动控制模块根据接收到的主动制动命令，控制所述伺服压控模块动作，使得所述制动主缸与所述踏板模拟器之间的油路导通，同时控制所述制动轮缸进行主动压力控制；所述能量回收控制模块用于在进行制动能量回收时，将制动需求在回馈制动力和摩擦制动力中进行分配，回馈制动力由已有驱动电机实现，摩擦制动力由所述能量回收控制模块控制所述伺服压控模块实现；所述失效保护模块用于实时监控系统状态，在系统发生故障时报警，同时执行失效保护控制，提供后备非衰退制动力实施油路。 6.一种采用如权利要求1～5任一项所述具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：设置一具有失效保护能力的能量回馈式制动制动系统，该系统包括油杯，踏板助力机构，制动主缸，制动踏板，踏板模拟器，伺服压控模块，制动轮缸和制动控制器；所述伺服压控模块包括第一～第二切换阀、第一～第四常开增压阀、第一～第四常关泄压阀、第一～第二常闭闸阀、伺服电机系统和传感器系统；所述伺服电机系统包括伺服油泵、伺服电机和伺服贮压器；当需要进行主动压力控制时，制动控制器发送主动控制信号到伺服压控模块，由伺服压控模块控制制动轮缸实现主动压力控制；当进行制动能量回收时，主动控制器将制动需求在回馈制动力和摩擦制动力中进行分配，回馈制动力由已有驱动电机实现，摩擦制动力由伺服压控模块实现；同时，制动控制器实时监控系统状态，在系统发生故障时报警，同时执行失效保护控制，提供后备非衰退制动力实施油路。 7.如权利要求6所述的一种具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统的控制方法，其特征在于：所述主动压力控制的实施过程为：制动控制器发送控制信号到伺服压控模块，使得第一切换阀和第二切换阀上电切换导通状态，切断制动主缸与四个常开增压阀之间的油路连接，导通制动主缸与踏板模拟器之间的油路；同时，第一常闭闸阀和第二常闭闸阀上电导通，伺服贮压器与四个常开增压阀之间的油路被导通；然后，制动控制器通过电流控制或脉宽调制控制方式，控制伺服贮压器的通电电流或通电时间，进而对制动轮缸内相应轮缸压力进行调节，当制动轮缸内的压力与接收到的主动制动需求相等时，关闭与之对应的常开增压阀，完成主动制动的实施。 8.如权利要求6所述的一种具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统的控制方法，其特征在于：所述制动能量回收的过程为：制动控制器通过传感器系统监测制动主缸内实时的制动压力，并解析驾驶员的制动意图为所需的总制动力，同时根据当前车辆和电池的状态以及电机机械特性，计算最大可实施的回馈制动力；根据最大可实施的回馈制动力与所需的总制动力之间的关系，发送相应控制信号到伺服压控模块，由伺服压控模块控制制动轮缸实现制动能量回收：当最大可实施的回馈制动力大于所需的总制动力时，制动控制器发送信号到伺服压控模块，使得第一常闭闸阀和第二常闭闸阀不动作，切断伺服贮压器与制动轮缸之间的油路连接，同时第一切换阀和第二切换阀上电导通，通过踏板模拟器为驾驶员提供良好的踏板力反馈；当最大可实施的回馈制动力小于所需的总制动力时，驱动电机执行最大可实施的回馈制动力，同时将所需的总制动力与电机实时的回馈制动力之差作为制动轮缸的跟踪目标，并通过伺服压控模块控制制动轮缸实现跟踪目标。 9.如权利要求8所述的一种具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统的控制方法，其特征在于：当最大可实施的回馈制动力小于所需的总制动力时，驱动电机执行最大可实施的回馈制动力，同时将所需的总制动力与电机实时的回馈制动力之差作为制动轮缸的跟踪目标，通过伺服压控模块控制制动轮缸实现跟踪目标的过程为：发送控制信号使第一切换阀和第二切换阀上电导通，导通制动主缸和踏板模拟器之间的油路，通过踏板模拟器为驾驶员提供良好的踏板力反馈；确定需要增压、保压和减压的制动轮缸，根据确定结果使第一常闭闸阀或第二常闭闸阀上电切换导通状态，制动控制器分别调节四个各常开增压阀和常关减压阀，完成目标制动力的跟踪，具体的： ①对于有增压需求的轮缸，制动控制器通过电流或脉宽调制方式控制与之相连的常开增压阀，使得伺服贮压器中的制动液按照所需的增压速率进入该轮缸，保证该轮缸的压力能够准确地跟踪目标压力值，此时与该轮缸相连的常闭泄压阀保持关闭； ②对于有保压需求的轮缸，制动控制器控制与该轮缸相连的常开增压阀和常关泄压阀完全关闭，使得该轮缸内的压力保持在当前值不变； ③对于有减压需求的轮缸，制动控制器控制与之相连的常开增压阀完全关闭，通过电流或脉宽调制方式控制与之相连的常关泄压阀的通断，使得该轮缸内的压力通过所述常关泄压阀的出口回到油杯，当轮缸内的压力减到所需的目标值时，关闭常关泄压阀。 10.如权利要求6所述的一种具有失效保护能力的能量回馈式主动制动系统的控制方法，其特征在于：所述失效保护的过程为：制动控制器实时对系统的健康状况进行诊断，当诊断到系统内部有故障发生时，控制系统完全断电，使得制动主缸与制动轮缸完全连通；同时制动控制器发出故障信号，通过车载人机交互界面显示故障警报，提醒驾驶员立即踩下制动踏板进行减速。
所属类别：	发明专利