详情

原文传递基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统及控制方法

专利名称：	基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统及控制方法
摘要：	本发明公开了基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统及控制方法，陡坡缓降系统包括陡坡缓降系统开关、轮速传感器、档位传感器、加速踏板传感器、整车控制单元以及集成电液制动系统。控制方法包含以下步骤，1)打开陡坡缓降系统开关，获取传感器信息，2)计算汽车运动状态参数，3)计算识别陡坡坡道值，4)控制制动系统执行机构的动作。本发明在汽车进入陡坡缓降功能后，通过整车控制单元在线估算汽车下陡坡时的坡道值的方法取代坡道传感器，从而节省成本，计算响应迅速，在避免下陡坡安全隐患的同时，提高汽车行驶的平顺性，保证驾驶员的舒适性。同时集成电液制动系统具有能量回收装置，还实现频繁点刹制动能量的回收，提高能量的利用率。
专利类型：	发明专利
申请人：	华南理工大学
发明人：	章周翔;吴杰
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911382092.3
公开号：	CN110979280A
代理机构：	广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：	何淑珍;陈伟斌
分类号：	B60T8/24;B60T8/172;B60L7/18;B60T13/58;B60T17/22;B;B60;B60T;B60L;B60T8;B60L7;B60T13;B60T17;B60T8/24;B60T8/172;B60L7/18;B60T13/58;B60T17/22
申请人地址：	510640 广东省广州市天河区五山路381号
主权项：	1.基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统，其特征在于：包括陡坡缓降系统开关(101)、轮速传感器(102)、档位传感器(103)、加速踏板传感器(104)、整车控制单元(105)和集成电液制动系统(106)；所述的陡坡缓降系统开关(101)、轮速传感器(102)、档位传感器(103)、加速踏板传感器(104)均与整车控制单元(105)相应的接口相连，并将各自的信号传递到整车控制单元(105)；所述整车控制单元(105)与集成电液制动系统(106)相连，整车控制单元(105)对接收到的传感器信号计算处理后，发出控制信号控制集成电液制动系统(106)的执行机构的动作；所述的集成电液制动系统(106)用于对车辆车轮的制动力进行增减保压的调节，从而控制车辆的运动状态。 2.根据权利要求1所述的基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统，其特征在于：所述陡坡缓降系统开关(101)是一种具有人机交互功能的装置，能将驾驶员启动陡坡缓降系统开关的意图转变为整车控制单元(105)接收的电信号。 3.根据权利要求1所述的基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统，其特征在于：所述轮速传感器(102)是一种差分霍尔传感器，车辆的四个车轮都分别布置轮速传感器(102)，能将车轮转速与转动方向的信息转变为电信号，并传递给整车控制单元(105)进行车辆运动状态参数的计算，且每个采样周期都向整车控制单元(105)发送车轮运动状态的电信号，保证计算的实时性、准确性；所述轮速传感器(102)有三个霍尔元件探头，两侧的两个霍尔元件用于车轮转速的处理计算，中间的霍尔元件探头用于车轮转动方向的识别；轮速传感器(102)的测量对象是安装在车轮上的齿圈。 4.根据权利要求1所述的基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统，其特征在于：所述档位传感器(103)将变速箱所挂的档位信息转变为整车控制单元(105)接收的电信号；所述加速踏板传感器(104)将加速踏板的位置信号转变为整车控制单元接收的电信号。 5.根据权利要求1所述的基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统，其特征在于：所述整车控制单元(105)包括传感器信号诊断模块(301)、速度阈值模块(302)、加速度阈值模块(303)、坡道值阈值模块(304)和踏板误操作模块(305)；所述的传感器信号诊断模块(301)包括轮速传感器(102)、压力传感器以及位移传感器，所述轮速传感器、压力传感器以及位移传感器均与整车控制单元(105)连接，用于接收、处理和诊断传感器信息；速度阈值模块(302)用于轮速传感器速度信号的比较和计算，与整车控制单元(105)连接；加速度阈值模块(303)用于加速度信号的比较和计算，与整车控制单元(105)连接；坡道值阈值模块(304)用于坡道值的比较，与整车控制单元(105)连接；踏板误操作模块(305)用于检测加速工况下位移传感器位移值大小来判断踏板的误动作。 6.根据权利要求1所述的基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统，其特征在于：所述整车控制单元(105)用于接收并处理计算传感器信号诊断模块(301)的信号信息，并根据车辆运动状态来控制集成电液制动系统(106)的执行机构，进而控制车轮受到的制动力；所述整车控制单元(105)有传感器信号故障诊断的功能，通过接收的传感器信号来判断传感器是否正常工作，判断方法是通过与存储在整车控制单元(105)的正常传感器信号对比，发现异常信号。 7.根据权利要求1所述的基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统，其特征在于：所述的集成电液制动系统(106)包括电机(201)、齿轮减速机构(202)、滚珠丝杆机构(203)、伺服缸(204)、隔离阀(205)、增压阀(206)、减压阀(207)、制动轮缸(208)、蓄能器(209)、踏板行程传感器(210)、串联主缸(211)、制动踏板(212)、储液罐(213)和电子控制单元(ECU)；所述的ECU、电机(201)、齿轮减速机构(202)、滚珠丝杆机构(203)、伺服缸(204)、隔离阀(205)、增压阀(206)依次连接，实现制动系统主动增压功能；制动轮缸(208)、减压阀(207)、蓄能器(209)依次连接，实现制动系统减压功能；储液罐(213)、串联主缸(211)、隔离阀(205)、增压阀(206)依次连接，实现制动系统人力制动功能；所述ECU、电机(201)、伺服缸(204)和制动轮缸(208)依次连接，用于控制制动轮缸(208)的压力；所述制动踏板(212)通过踏板行程传感器(210)连接至ECU，从而控制电机(201)反转；该集成电液制动系统(106)是一个完全解耦式的制动系统，当集成电液制动系统ECU检测到驾驶员的制动意图时，ECU发出电机(201)的控制信号，控制电机(201)推动伺服缸(204)活塞进行建压，从而建立起轮缸压力；当驾驶员松开制动踏板(212)时，踏板行程传感器(210)发出电信号到ECU，控制电机(201)反转，实现制动系统的快速减压；所述集成电液制动系统(106)具有失效保护的功能，当集成电液制动系统(106)的电机(201)失效后，驾驶员通过直接踩制动踏板(212)的方式实现制动。 8.用于权利要求1所述的基于集成电液制动系统的汽车陡坡缓降系统的控制方法，其特征在于：包括步骤：步骤1、打开陡坡缓降系统开关(101)，传感器信号诊断模块(301)对传感器模块信号进行诊断处理；步骤2、变速箱档位挂入D档，松开制动踏板(212)和加速踏板，控制方向盘；变速箱挂入一档，车辆低速行驶；步骤3、整车控制单元(105)根据传感器信号来计算车辆的运动状态参数，并计算出陡坡的坡道值；步骤4、整车控制单元(105)中的速度阈值模块(302)、加速度阈值模块(303)以及坡道值阈值模块(304)对车辆速度、加速度以及坡道值进行判断处理，判断方法是通过与存储在整车控制单元(105)的经验速度、加速度以及坡道值对比，执行相应动作；步骤5、根据步骤4整车控制器各模块的判断结果，并控制集成电液制动系统的电机(201)动作，从而控制车轮的制动力，同时进行制动能量的回收。 9.根据权利要求8所述控制方法，其特征在于：步骤1中的诊断处理包括以下两种情形：情况S11、当传感器模块某传感器信号异常时，将传感器整车控制单元(105)相连的接口的电位置为High，并在汽车仪表盘上显示该传感器的报警信息，陡坡缓降系统不工作；情况S12、当传感器模块信号正常时，陡坡缓降系统工作；步骤3中，车辆的运动状态参数包括车速和加速度，具体计算包括以下步骤：步骤S31、通过轮速传感器(102)获取四个车轮的轮速，并分别计算在每个采样时间的轮速斜率，并去掉最大和最小轮速斜率，取中间两个斜率值的平均值作为车辆的加速度a，车身加速度计算公式为i为次序，ki为第i个轮速斜率，n为轮速斜率总次数；步骤S32、利用步骤S31的加速度与采样时间t的乘积，获得车身速度v＝a*t；步骤S33、利用步骤S31的加速度得到陡坡的坡道值，坡道值的估算公式为α≈Ka/g，K为修正系数，g为重力加速度。 10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：步骤4中，速度阈值模块(302)阈值存在两个速度阈值，分别是v1和v2，加速度阈值模块(303)的阈值为a1，坡道阈值模块(304)的阈值为α，判断处理包括以下情况：情况S41、当速度v满足v1≤v≤v2时，加速度a满足a≤a1时，坡道值满足α≤α1或α≥α1时，集成电液制动系统对车轮不施加制动力，直接通过发动机反拖进行制动减速；情况S42、当速度v满足v≥v2时，加速度a满足a≥a1时，坡道值满足α≥α1时，整车控制单元(105)控制集成电液制动系统(106)对车轮施加制动力，直至满足情况S41或退出陡坡缓降系统；步骤4中的整车控制单元(105)设置有制动踏板(212)和加速踏板误操作模块(305)，在进入陡坡缓降系统功能后，通过驾驶员踩制动踏板(212)或加速踏板的力度和时间的长短，来控制陡坡缓降系统功能是否退出，避免驾驶员因对陡坡的恐慌而出现误操作使陡坡缓降系统功能退出，同时实现在进入陡坡缓降系统制动和加速踏板的自由控制；步骤5中，整车控制单元(105)通过车辆的运动状态参数设定车轮所需的目标制动力，从而通过PID调节给出制动系统的电机工作的目标电流值，控制电机(201)的正反转的输出目标力矩，实现制动轮缸(208)压力的增压和减压的快速实现。
所属类别：	发明专利