CN105291831A - 一种行车安全系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行车安全系统的控制方法，属于汽车技术领域，提供一种提高系统安全及可靠性的行车安全系统的控制方法。所述行车安全系统包括用于驱动车辆负载的液压马达、用于根据液压马达的目标流量输出恒定流量的动力泵及用于驱动动力泵的驱动部件，所述动力泵包括主泵及辅泵，该行车安全系统的控制方法包括：检验车型，确定所述动力泵输出的额定流量；根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量。

Description

一种行车安全系统的控制方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体地说，涉及一种行车安全系统的控制方法。

背景技术

现有的新能源客车的水泵、空气压缩机及油泵经电气系统驱动，分别作为系统冷却、整车制动及转向助力的动力来源，由于均采用电驱动的方式，在高压断电或整车断电时，转向部件(转向泵)及制动部件(空压机)将失效，此时，车辆存在极大的行车安全风险。

同时，由于水泵、空气压缩机及油泵的工作特点及工作区域的差异，三者分别通过一路DC/DC、两路DC/AC将直流高压电源转化成负载需要的三相交流电及直流低压电，即水泵、油泵、空气压缩机分别采用独立的电机驱动，部件分散、失效点多、系统集成度低，且成本高、能耗大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高系统安全及可靠性的行车安全系统的控制方法。

本发明实施例提供了一种行车安全系统的控制方法，所述行车安全系统包括用于驱动车辆负载的液压马达、用于根据液压马达的目标流量输出恒定流量的的动力泵及用于驱动动力泵的驱动部件，所述动力泵包括主泵及辅泵，所述控制方法包括：

检验车型，确定所述动力泵输出的额定流量；

根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量。

可选的，根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量包括：

驻车阶段时，根据车速，所述主泵不输出流量，所述辐泵输出供车辆负载使用的流量。

可选的，根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量，利用所述辅泵补充输出流量包括：

主泵驱动时，所述主泵的输出流量随着车速的提高而增大，当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量；当所述主泵的输出流量达到所述额定流量时，令所述辐泵延时工作预设时间之后停止。

可选的，根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量包括：

当车辆加速度位于第一加速度范围内时，将所述辐泵的输出流量控制在第一范围内；

当所述车辆加速度位于第二加速度范围内时，将所述辐泵的输出流量控制在第二范围内。

可选的，所述第二范围为应急额定流量范围。

可选的，根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量包括：

当所述车速位于预设范围内时，检测所述主泵的输出流量和/或车辆负载的工作状态；

当检测所述主泵的输出流量和/或车辆负载的工作状态异常时，启动辅泵。

可选的，该控制方法还包括：

反馈检测到的所述主泵的输出流量和/或车辆负载的工作状态异常的信息。

可选的，车辆负载包括空压机，所述空压机通过离合器连接所述液压马达。

可选的，该控制方法还包括：

当车辆处于无需输出功率的工况中，并检测到加速度位于第三范围内且所述空压机的气压属于预设气压范围内时，闭合离合器，将所述空压机接入。

可选的，当检测所述主泵的输出流量和/或车辆负载的工作状态异常时，启动辅泵，同时根据气压状态对空压机的负载进行限制。

本发明带来了以下有益效果：本发明采用液压驱动车辆负载的方式，避免了采用电驱动时车辆在整车断电或发动机故障时转向、制动部件驱动失效的问题，提高了车辆安全性；同时，本发明采用主泵及辅泵输出液压流量，其中，主泵基于车速输出流量，有效满足了不同车速段的不同流量需求，且在车速低主泵输出流量不足时，由辅泵补充流量保证液压马达的运行，系统安全系数高，且主泵及辅泵的双源设置保证了液压马达恒定的输出流量，保证了系统的稳定可靠运行。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是本发明实施例中的行车安全系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中的行车安全系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

本发明实施例提供了一种行车安全系统的控制方法。如图1所示，本实施例的行车安全系统，包括液压马达1、动力泵2及驱动部件3。

其中，液压马达1用于驱动车辆负载4，液压马达1输入的液压能量转换为机械能驱动负载，其成本低，解决了电机扭矩小、电气防护低、转速区间窄的问题。而动力泵2用于抽取液压油提供给液压马达1，驱动部件3用于驱动动力泵2。

本实施例中，动力泵2可根据液压马达1的设计流量输出恒定流量，动力泵2主要包括主泵21及辅泵22，驱动部件3主要包括主泵驱动件31及辅泵驱动件32。其中，主泵驱动件31与主泵21连接，主泵驱动件31根据车速控制主泵21的输出流量；辅泵驱动件32与辅泵22连接，辅泵驱动件32根据主泵21的输出流量控制辅泵22补充输出流量。

本实施例中，车辆负载4可为水泵、转向泵及空气压缩机，在其他实施例中，车辆负载4可为水泵、转向泵及空气压缩机的其中一种或两种，水泵用于汽车水冷散热系统，汽车水冷散热系统由水泵提供循环水，转向泵用于汽车转向系统，提供液压转向助力；空气压缩机用于汽车供气系统，供气系统用于车载门泵、制动、空气悬挂等用气。

具体的，如图2所示，上述行车安全系统的控制方法包括：

步骤S101、检验车型，确定动力泵输出的额定流量。

在用户将车辆上电之后，车辆立即开始上电自检过程。上电自检过程中，根据车辆信息确认软件版本号，从而确定车辆的动力泵输出的额定流量，进而根据额定流量确定转向流量，一般车型的额定流量略大于转向流量。例如10-12米车型的转向流量一般控制在16L/min，6-8米一般为12L/min。

步骤S102、根据车速，控制主泵的输出流量，并当主泵的输出流量小于额定流量时，利用辅泵补充输出流量。

其中，本发明基于车速，通过液压传递方式将转向、制动的驱动与行车耦合，即主泵21的输出流量在达到拐点转速前与车速呈正比例关系。对于存在行车风险的中高车速区域(例如10km/h及以上)，转向和制动部件驱动不受电气系统影响，利用车辆或主驱电机惯性拖动主泵21，从而实现部件的驱动，满足整车转向助力和供气的需求；而对于安规定义的安全车速内(例如10km/h以下)，系统具有一定缓冲，并能够防止转向回正导致的人员伤害。系统缓冲时应当达到发动机怠速流量，且能够基本满足常规转向需求。

具体的，在车辆检测到“一档电”或“诊断信号”之后，启动辅泵22，此时空压机不工作，如离合器或类似装置脱开，通过DC/AC判断此时的输出电流或功率；再启动空压机，并判断启动空压机前后的输出电流或功率的差异。若输出电流或功率大于预设值，此时认为液压回路或部件异常，如阻塞或部件抱死。其中，预设值是根据所使用的空压机的最大工作电流或功率设定的。

诊断正常情况下，车辆进入“模式判断”，根据不同的形成阶段，进行不同的模式控制。具体如下：

“驻车模式”：若气压小于或等于气压报警值或气压预设值时，启动闭合空压机离合器并启动辅泵22，令辅泵22以某设定转速工作直至气压达到气压报警值或气压预设值(一般为8bar)，其中辅泵22的设定转速一般略大于其额定转速，以增大空压机打气量、缩短打气时间；若散热系统的温度T大于或等于预设温度值，此时辅泵22工作，驱动水泵进行散热系统的水循环，此时辅泵22的转速可按照额定转速进行，也可以根据散热系统的散热情况进行调整；若检测到有转向需求(如调试过程转向器排气，需原地打方向)，可以通过使驻车信号消失并令前进信号有效，此时辅泵22工作，满足转向要求。

“主驱模式”：指通过车速变化或加速度判断车辆是否处于主动驱动或加速过程，具体的包括“低速段”和“拐点段”两个阶段。“低速段”下，因为主泵21的输出流量不足，需辅泵22补充剩余流量以达到转向所需的额定流量，因而辅泵22根据车速或主驱的转速进行跟随控制；“拐点段”即在主泵21的输出流量达到车辆额定流量后，若立即停掉辅泵22，考虑辅泵22的响应延时性，为避免该转速点出现转向跟随延时，同时避免辅泵22因车速波动而启停频繁，需让辅泵22延时工作一段时间，该时间与辅泵22响应有关。

“能量回收模式”：指车辆溜车或制动等系统无需输出功率的工况中，该行车安全系统可通过液压形式回收制动能量。当检测加速度-b＜α＜0时(b为某设定值，作为紧急制动的判断)，且气压P≤某设定值(高于一般启动阀值)，此时闭合离合器或换向，将空压机负载接入系统，用于打气或储气筒的蓄压回收能量，保证车辆低速或静止下气制动及门泵等用气需求。

“紧急制动模式”：指车辆为避险静止制动工况。当检测车辆加速度-c＜α≤-b(c为最大制动加速度)时和车速，若此时辅泵22处于停机状态，则以最快响应速度启动并维持某转速，满足系统的正常转向要求。当检测车辆加速度α≤-c，车辆以最大制动加速度制动，为防止此时司机误操作进行大转角的转向，辅泵22电机紧急启动，但控制转速在某设定值，该转速一般为应急额定流量，本实施例中应急额定流量低于系统额定的控制量。

“应急模式”：指中高速段，通过增加流量检测装置或通过部件工作状态(如水泵、空压机排量)判断主泵21或主回路是否存在异常，若异常则启动辅泵22，保证额定流量需求，并反馈异常信息。

本实施例中，动力泵2与液压马达1之间设有限流组件5，限流组件5用于限制液压马达1输入流量，在动力泵2输出流量高于液压马达1时，稳流组件5排出多余流量，保证了液压马达1的最大工作转速，即通过匹配或调节稳流组件5可实现不同车型的兼容，通用性好。

本实施例中，稳流组件5包括溢流管路51，溢流管路51与动力泵2的油罐23连接，在动力泵2输出流量高于液压马达1时，溢流管路51排放出多余流量(优先考虑集成阀块)，并回收至油罐23，操作简单易行，有效提高了液压油的利用效率。

本实施例中，行车安全系统还包括转向器6，转向器6为客车或小车用液压驱动的转向器6，转向器6的液压油通过回流管路7回流至动力泵2的油罐23，液压油的回收利用较大程度地改善了电制动回收效率低、区间较窄的问题。本实施例中，转向器6设于液压马达1的下游。在其他实施例中，采用无背压要求的转向器6时，可将转向器6前移至液压马达1的上游。

本实施例中，主泵21采用双向泵，以满足直联式电驱动系统中电机存在的正反转工况，在其他实施例中，对于带离合器实现动力切换的装置可采用单向泵以避免主泵21反转工况；本实施例中，主泵21为双向柱塞泵，双向柱塞泵很好地适应了驱动电机转速区间宽、正反转的特点，在其他实施例中给，主泵21也可为齿轮泵。

本实施例中，主泵驱动件31为驱动电机。在其他实施例中，主泵驱动件31可为行星齿轮、变速箱或车桥等能够与车速存在固定直联关系的部件，并将主泵21与主泵驱动件31之间的连接改用行星排、离合器等可实现可靠性连接机构，从而实现与主泵21间的动力传递。

本实施例中，辅泵22主要满足低速下液压马达1流量的补充，辅泵22可采用排量小、转速区间更宽的辅泵22，本实施例中，辅泵22为叶片泵、齿轮泵或柱塞泵，辅泵22为双向泵或单向泵，辅泵22可集成单向输出功能，如在系统支路中增加具备单向功能的装置，如单向阀等。

本实施例中，辅泵驱动件32为电机，电机通过电机控制器实现辅泵22的启停、调速，并实现与整车或系统的交互，电机可采用DC/AC辅助电源，本实施例中，辅泵驱动件32的电机采用永磁同步电机，在其他实施例中，也可采用异步电机或直流电机。

本实施例中，行车安全系统还包括整车控制器8及仪表9，仪表9可实现车速、转向灯、制动信号等涉及行车信号的采集和传输。本实施例中，采用电磁离合器连接，从而实现部件动力传输、启停及转速控制。

综上，本发明采用液压驱动车辆负载4的方式，避免了采用电驱动时车辆在整车断电或发动机故障时转向、制动部件驱动失效的问题，提高了车辆安全性；同时，本发明采用主泵21及辅泵22输出液压流量，其中，主泵21基于车速输出流量，有效满足了不同车速段的不同流量需求，且在车速低主泵21输出流量不足时，由辅泵22补充流量保证液压马达1的运行，系统安全系数高，且主泵21及辅泵22的双源设置保证了液压马达1恒定的输出流量，保证了系统的稳定可靠运行。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种行车安全系统的控制方法，其特征在于，所述行车安全系统包括用于驱动车辆负载的液压马达、用于根据液压马达的目标流量输出恒定流量的的动力泵及用于驱动动力泵的驱动部件，所述动力泵包括主泵及辅泵，所述控制方法包括：

检验车型，确定所述动力泵输出的额定流量；

根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量包括：

驻车阶段时，根据车速，所述主泵不输出流量，所述辐泵输出供车辆负载使用的流量。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量，利用所述辅泵补充输出流量包括：

主泵驱动时，所述主泵的输出流量随着车速的提高而增大，当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量；当所述主泵的输出流量达到所述额定流量时，令所述辐泵延时工作预设时间之后停止。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量包括：

当车辆加速度位于第一加速度范围内时，将所述辐泵的输出流量控制在第一范围内；

当所述车辆加速度位于第二加速度范围内时，将所述辐泵的输出流量控制在第二范围内。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述第二范围为应急额定流量范围。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据车速，控制所述主泵的输出流量，并当所述主泵的输出流量小于所述额定流量时，利用所述辅泵补充输出流量包括：

当所述车速位于预设范围内时，检测所述主泵的输出流量和/或车辆负载的工作状态；

当检测所述主泵的输出流量和/或车辆负载的工作状态异常时，启动辅泵。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：

反馈检测到的所述主泵的输出流量和/或车辆负载的工作状态异常的信息。

8.根据权利要求1至7任一项所述的控制方法，其特征在于，车辆负载包括空压机，所述空压机通过离合器连接所述液压马达。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当车辆处于无需输出功率的工况中，并检测到加速度位于第三范围内且所述空压机的气压属于预设气压范围内时，闭合离合器，将所述空压机接入。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，当检测所述主泵的输出流量和/或车辆负载的工作状态异常时，启动辅泵，同时根据气压状态对空压机的负载进行限制。