CN106627544A - 一种电动汽车制动控制集成系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车及制动控制方法，包括电子控制单元连接主制动系统、辅制动系统、制动执行系统和测距雷达，所述主制动系统和辅制动系统相互并联后连接制动执行系统；其中，所述主制动系统通过制动杆连接踏板，其驱动制动执行系统执行踏板传递的制动指令；所述主制动系统连接制动执行系统的管路上安装压力传感器；所述电子控制单元接收测距雷达的距离异常信号和所述压力传感器发出的主制动系统液压异常信号，控制辅制动系统驱动制动执行系统进行制动。本发明的制动系统通过主制动系统和辅助制动系统的配合，提高车辆的制动安全性能。

Description

一种电动汽车制动控制集成系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车领域。更具体地说，本发明涉及一种电动汽车制动控制集成系统和电动汽车制动控制方法。

背景技术

现有的汽车安全装置和安全领域设计着重于汽车刹车系统和汽车被动安全技术。对于现有的汽车刹车系统，其保护车辆和人员安全的基础是驾驶员正确踩刹车，而无法避免由于驾驶员误操作造成的安全事故；现有的汽车被动安全装置主要包括保险杠，安全气囊，安全带等，这些装置只有在汽车发生了碰撞事故以后才能起作用，不能完全避免安全事故。

发明内容

本发明目的是提供一种电动汽车制动控制集成系统，辅制动系统与主制动系统并联后电连接ECU，ECU判断主制动系统的不执行制动动作或制动效果不足时，启动辅制动系统进行制动。

本发明还有一个目的是提供一种辅制动系统，其连接制动执行系统，马达控制液压缸进行液压动作，通过第一辅制动阀和/或第二辅制动阀的开启使制动执行系统对轮缸进行制动。

本发明还有一个目的是提供一种电动汽车制动控制方法，ECU采集测距雷达和传感器集成的信号，发出主制动系统制动、主制动系统与辅制动系统一起制动或者辅制动系统单独制动的信号，提高制动性能和安全。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种电动汽车制动控制集成系统，电子控制单元连接主制动系统、辅制动系统、制动执行系统和测距雷达，所述主制动系统和辅制动系统相互并联后连接制动执行系统；

其中，所述主制动系统通过制动杆连接踏板，其驱动制动执行系统执行踏板传递的制动指令；所述主制动系统连接制动执行系统的管路上安装压力传感器；

所述电子控制单元接收测距雷达的距离异常信号和所述压力传感器发出的主制动系统液压异常信号，控制辅制动系统驱动制动执行系统进行制动。

优选的是，所述主制动系统包括主缸、两个独立的制动进油管路和回油管路；

主缸，包括第一主缸和第二主缸，所述第一主缸和第二主缸并联后通过进油管连接集液箱、通过所述制动杆连接踏板，所述主缸对集液箱输送至的液压油进行压缩并输送给制动进油管路；

两个独立的制动进油管路，分别连接第一主缸和第二主缸，所述两个独立的制动进油管路将液压油输送至制动执行系统；

回油管路，其一端连接制动执行系统，另一端连接集液箱，所述回油管路将液压油输送回集液箱。

优选的是，所述辅制动系统包括:

驱动电机，其电连接电子控制单元，所述驱动电机用于驱动液压缸进行压缩；

液压缸，其一端通过辅制动管路连接集液箱，另一端通过第一辅制动阀、第二辅制动阀连接制动执行系统，所述液压缸进行机械运动从而提供制动动力；

第一辅制动阀和第二辅制动阀串联在所述辅制动管路上，用于控制所述辅制动管路的通断；

辅制动管路，其与所述主制动系统并联，用于辅制动系统的液压油流通。

优选的是，所述制动执行系统包括：

第一制动单元，其连接左前轮缸和右前轮缸，用于控制左前轮缸和右前轮缸进行制动；

第二制动单元，其连接左后轮缸和右后轮缸，用于控制左后轮缸和右后轮缸进行制动；

第一制动单元控制阀，其安装在所述第一制动单元与左前轮缸和右前轮缸的管路上，用于控制左前轮缸和或右前轮缸制动；

第二制动单元控制阀，其安装在所述第二制动单元与左后轮缸和右后轮缸的管路上，用于控制左后轮缸和右后轮缸制动。

优选的是，还包括传感器集成，其连接所述电子控制单元并将其监测信号传输给电子控制单元。

优选的是，所述传感器集成包括：

踏板位移传感器，其安装在踏板上，用于检测踏板的位移；

第一压力传感器，其安装在制动进油管路上，用于检测其内液压油压力；

第二压力传感器，其安装在另一制动进油管路上，用于检测其内液压油压力；

第三压力传感器，其安装在辅制动管路上，用于检测其内液压油压力。

本发明的目的还通过一种电动汽车制动控制方法来实现，所述电子控制单元接收测距雷达的距离信号和所述传感器集成的信号，向辅制动系统发出动作信号；

当电子控制单元接收踏板位移传感器的位移信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压信号，发出第一动作信号或第二动作信号；

当电子制动系统接收踏板位移传感器的位移信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压异常信号，发出第三动作信号；

当电子制动系统接收测距雷达的距离异常信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压异常信号，发出第三动作信号。

优选的是，当电子控制单元发出第一动作信号，所述辅制动系统停止；当电子控制单元发出第二动作信号，所述辅制动系统协同主制动系统制动；当电子控制单元发出第三动作信号，所述辅制动系统独立完成制动。

优选的是，步骤1、在t时刻，当电子控制单元接收踏板位移传感器的位移信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压信号；步骤2、当电子控制单元检测到压力传感器在t时刻的目标液压和实时液压P_t的差值

当电子控制单元发出第一动作信号，控制辅制动系统的第一辅制动阀、第二辅制动阀关闭，所述辅制动系统停止；

当电子控制单元发出第二动作信号，辅制动系统协助主制动系统进行制动，使驱动电机的转速满足：

其中，R为液压缸内径，δ为液压弹簧的弹性系数；V为驱动电机的旋转运动转化为直线运动的行程；r为液压缸内径上的一点；d为辅制动管道的半径。

本发明至少包括以下有益效果：1、电动汽车制动控制集成系统通过辅制动系统与主制动系统并联，当判断主制动系统的不执行制动动作或制动效果不足时，启动辅制动系统进行制动，提高车辆的安全制动性能，避免因主制动系统出现故障而导致的制动失灵。2、ECU连接马达、第一辅制动阀和第二辅制动阀，马达控制液压缸进行液压动作，通过第一辅制动阀和/或第二辅制动阀的开启使制动执行系统对轮缸进行制动，实现四轮同时制动。3、本发明的电动汽车制动控制方法，ECU采集测距雷达和传感器集成的信号，并发出主制动系统制动、主制动系统与辅制动系统一起制动，或者辅制动系统单独制动的信号，提高制动性能和安全。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明的电动汽车的制动系统结构图。

图2是本发明的电动汽车制动控制集成系统的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1示出了根据本发明的一种实现形式，本发明的电动汽车制动控制集成系统包括制动输入系统100、主制动系统200、制动执行系统300、轮缸400、辅制动系统500、和传感器集成600，其中，测距雷达连接电子控制单元ECU，电子控制单元ECU连接制动输入系统100、主制动系统200、制动执行系统300、轮缸400、辅制动系统500、传感器集成600和测距雷达，所述主制动系统200和辅制动系统500相互并联后连接制动执行系统300；

其中，所述主制动系统200通过制动杆111连接踏板110，其驱动制动执行系统300执行踏板110传递的制动指令；所述主制动系统200连接制动执行系统300的管路上安装压力传感器，具体为第一压力传感器620和第二压力传感器630；所述电子控制单元接收测距雷达的距离异常信号和所述压力传感器发出的主制动系统200液压异常信号，控制辅制动系统500驱动制动执行系统300进行制动。

如图2所示，所述制动输入系统100包括踏板110和集液箱120，其中，踏板110包括制动杆111，其一端连接踏板110并且另一端连接主缸210，根据施加的踏板110上的脚底压力而将压力施加到主缸210上；所述集液箱120内用于储存液压油，其耦合到主缸210上部储存液压油并向主缸210供油。

如图2所示，所述主制动系统200包括主缸210、第一主制动管路220、第二主制动管路230和回油管路240，其中，主缸210分为第一主缸211和第二主缸212，使主制动系统200具有两个相互并联且彼此独立的液压管路，其中，第一主缸211和第二主缸212分别装有液压弹簧，分别对第一主缸211和第二主缸212内的液压油进行压缩，第一主缸211连接第一主制动管路220，通过制动执行系统300驱动左前轮缸410、右前轮缸420进行制动；或第二主缸212连接第二主制动管路230，通过制动执行系统300驱动左后轮缸430、右后轮缸440进行制动；通过两个制动管路构造为彼此独立的，即使当两个液压回路中的一个回路发生故障，车辆的制动保持可能。回油管路240，其一端连接制动执行系统300，另一端连接集液箱120，所述回油管路240将液压油输送回集液箱120。

在另一实施例中，所述第一主制动管路220上安装第一制动阀221和单向阀，第二主制动管路230上第二安装制动阀321和单向阀，用于控制液压和防止液压止回。

如图2所示，所述制动执行系统300通过主制动系统200提供的液压压力来执行车轮的制动，包括第一制动单元310、第二制动单元320、第一制动单元控制阀311/312和第二制动单元控制阀321/322，其中，第一制动单元310连接第一主制动管路220，其上安装第一制动单元控制阀311/312，其连接左前轮缸和右前轮缸，用于控制左前轮缸和右前轮缸进行制动；第二制动单元320连接第二主制动管路230，其上安装第二制动单元控制阀321/322，其连接左后轮缸和右后轮缸，用于控制左后轮缸和右后轮缸进行制动。

在另一实施例中，所述第一制动单元控制阀311和第二制动单元控制阀321为常开型螺线管阀，其安装在轮缸上游从而控制液压到轮缸的传递；第一制动单元控制阀312和第二制动单元控制阀322为常关型螺线管阀，设置在下游用来控制液压从轮缸的释放。第一制动单元控制阀311/312和第二制动单元控制阀321/322电连接所述电子控制系统，由电子控制系统控制器打开和关闭。

如图2所示，所述辅制动系统500包括驱动电机510、液压缸520、第一辅制动阀530、第二辅制动阀540和辅制动管路550；驱动电机510，其电连接电子控制单元，所述驱动电机用于驱动液压缸进行压缩；液压缸520一端通过辅制动管路550连接集液箱120，另一端通过第一辅制动阀530、第二辅制动阀540连接制动执行系统300，其中，所述液压缸520内设置有活塞、液压弹簧，活塞连接到滚珠螺杆的螺杆，滚珠螺母连接驱动电机510的旋转轴，从而使驱动电机驱动活塞进行往复运动，弹簧则使活塞回复原位。辅制动系统500通过驱动电机510的机械力对通入液压缸520内的液压油进行压缩，实现制动。液压缸520通过连接制动执行系统300的管路上安装第一辅制动阀530、第二辅制动阀540，并通过副制动管路550连接集液箱120，从而实现独立控制第一制动单元310和第二制动单元320，达到制动左前轮缸410、右前轮缸420、左后轮缸430和右后轮缸440的效果。辅制动管路550，其与所述主制动系统200并联，用于辅制动系统500的液压油流通。

如图2所示，传感器集成600包括踏板位移传感器610、第一压力传感器620、第二压力传感器630和第三压力传感器640，其连接所述电子控制单元并将其监测信号传输给电子控制单元。其中，踏板位移传感器610安装在踏板上，用于检测踏板110的位移；第一压力传感器620，其安装在第一主制动管路220上，用于检测其内液压油压力；第二压力传感器630，其安装在第二主制动管路230上，用于检测其内液压油压力；第三压力传感器640，其安装在辅制动管路550上，用于检测其内液压油压力。传感器集成600通过其检测到的制动集成系统的数据并将数据传输至电子控制单元。

本发明还包括一种电动汽车制动控制方法，所述电子控制单元接收测距雷达的距离信号和所述传感器集成的信号，向辅制动系统发出动作信号；

当电子控制单元接收踏板位移传感器的位移信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压信号，发出第一动作信号或第二动作信号；

当电子制动系统接收踏板位移传感器的位移信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压异常信号，发出第三动作信号；

当电子制动系统接收测距雷达的距离异常信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压异常信号，发出第三动作信号。

在另一实施例中，当电子控制单元发出第一动作信号，所述辅制动系统停止；当电子控制单元发出第二动作信号，所述辅制动系统协同主制动系统制动；当电子控制单元发出第三动作信号，所述辅制动系统独立完成制动。

在另一实施例中，在t时刻，当电子控制单元接收踏板位移传感器的位移信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压信号；

当电子控制单元检测到压力传感器在t时刻的目标液压和实时液压P_t的差值

当电子控制单元发出第一动作信号，控制辅制动系统的第一辅制动阀、第二辅制动阀关闭，所述辅制动系统停止；

当电子控制单元发出第二动作信号，辅制动系统协助主制动系统进行制动，使驱动电机的转速满足：

其中，R为液压缸内径,单位为cm，δ为液压弹簧的弹性系数；V为驱动电机的旋转运动转化为直线运动的行程,单位为cm，r为液压缸内径上的一点；d为辅制动管道的半径。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种电动汽车制动控制集成系统，其特征在于，电子控制单元连接主制动系统、辅制动系统、制动执行系统和测距雷达，所述主制动系统和辅制动系统相互并联后连接制动执行系统；

其中，所述主制动系统通过制动杆连接踏板，其驱动制动执行系统执行踏板传递的制动指令；所述主制动系统连接制动执行系统的管路上安装压力传感器；

所述电子控制单元接收测距雷达的距离异常信号和所述压力传感器发出的主制动系统液压异常信号，控制辅制动系统驱动制动执行系统进行制动。

2.如权利要求1所述的电动汽车制动控制集成系统，其特征在于，所述主制动系统包括主缸、两个独立的制动进油管路和回油管路；

主缸，包括第一主缸和第二主缸，所述第一主缸和第二主缸并联后通过进油管连接集液箱、通过所述制动杆连接踏板，所述主缸对集液箱输送至的液压油进行压缩并输送给制动进油管路；

两个独立的制动进油管路，分别连接第一主缸和第二主缸，所述两个独立的制动进油管路将液压油输送至制动执行系统；

回油管路，其一端连接制动执行系统，另一端连接集液箱，所述回油管路将液压油输送回集液箱。

3.如权利要求2所述的电动汽车制动控制集成系统，其特征在于，所述辅制动系统包括:

驱动电机，其电连接电子控制单元，所述驱动电机用于驱动液压缸进行压缩；

液压缸，其一端通过辅制动管路连接集液箱，另一端通过第一辅制动阀、第二辅制动阀连接制动执行系统，所述液压缸进行机械运动从而提供制动动力；

第一辅制动阀和第二辅制动阀串联在所述辅制动管路上，用于控制所述辅制动管路的通断；

辅制动管路，其与所述主制动系统并联，用于辅制动系统的液压油流通。

4.如权利要求3所述的电动汽车制动控制集成系统，其特征在于，所述制动执行系统包括：

第一制动单元，其连接左前轮缸和右前轮缸，用于控制左前轮缸和右前轮缸进行制动；

第二制动单元，其连接左后轮缸和右后轮缸，用于控制左后轮缸和右后轮缸进行制动；

第一制动单元控制阀，其安装在所述第一制动单元与左前轮缸和右前轮缸的管路上，用于控制左前轮缸和或右前轮缸制动；

第二制动单元控制阀，其安装在所述第二制动单元与左后轮缸和右后轮缸的管路上，用于控制左后轮缸和右后轮缸制动。

5.如权利要求4所述的电动汽车制动控制集成系统，其特征在于，还包括传感器集成，其连接所述电子控制单元并将其监测信号传输给电子控制单元。

6.如权利要求5所述的电动汽车制动控制集成系统，其特征在于，所述传感器集成包括：

踏板位移传感器，其安装在踏板上，用于检测踏板的位移；

第一压力传感器，其安装在制动进油管路上，用于检测其内液压油压力；

第二压力传感器，其安装在另一制动进油管路上，用于检测其内液压油压力；

第三压力传感器，其安装在辅制动管路上，用于检测其内液压油压力。

7.一种电动汽车制动控制方法，使用如权利要求1-6中任一项所述的电动汽车制动控制集成系统，其特征在于，所述电子控制单元接收测距雷达的距离信号和所述传感器集成的信号，向辅制动系统发出动作信号；

当电子控制单元接收踏板位移传感器的位移信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压信号，发出第一动作信号或第二动作信号；

当电子制动系统接收踏板位移传感器的位移信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压异常信号，发出第三动作信号；

当电子制动系统接收测距雷达的距离异常信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压异常信号，发出第三动作信号。

8.如权利要求7所述的电动汽车制动控制方法，其特征在于：

当电子控制单元发出第一动作信号，所述辅制动系统停止；

当电子控制单元发出第二动作信号，所述辅制动系统协同主制动系统制动；

当电子控制单元发出第三动作信号，所述辅制动系统独立完成制动。

9.如权利要求8所述的电动汽车制动控制方法，其特征在于：

步骤1、在t时刻，当电子控制单元接收踏板位移传感器的位移信号、第一压力传感器和第二压力传感器的液压信号；

步骤2、当电子控制单元检测到压力传感器在t时刻的目标液压和实时液压P_t的差值

当电子控制单元发出第一动作信号，控制辅制动系统的第一辅制动阀、第二辅制动阀关闭，所述辅制动系统停止；

当电子控制单元发出第二动作信号，辅制动系统协助主制动系统进行制动，使驱动电机的转速满足：

$\mathrm{\λ}=\left|{P_{\▿}}_t\right|\sqrt[3.144]{0.07956\×R\×\frac{\mathrm{\δ}}{V}}\×{\∫}_0^R{\left(\frac{r}{R}\right)}^{1-0.711d^{2.354}}\×rdr$

其中，R为液压缸内径，δ为液压弹簧的弹性系数；V为驱动电机的旋转运动转化为直线运动的行程；r为液压缸内径上的一点；d为辅制动管道的半径。