CN107054330B - 一种带能量回收的线性控制制动系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带能量回收的线性控制制动系统及控制方法，在正常制动工作状态下，当驾驶员踩下制动踏板，制动主缸的制动液通过通电的踏板模拟器常闭电磁阀进入踏板模拟器，并实现制动解耦，在踏板模拟器与制动主缸产生制动压力后，分别由踏板模拟器压力传感器和制动行程传感器采集对应的信号并将采集的信号传递给车载电子控制单元；在正常制动工作且处于能量回收状态时，车载电子控制单元根据能量回收制动能够提供的制动力和需要达到的目标制动压力计算所需的轮缸制动力，进而控制执行开关常闭电磁阀、线性进液电磁阀和出液电磁阀以对制动轮缸实行压力控制，满足目标制动压力，从而实现最大的能量回收效率。

Description

一种带能量回收的线性控制制动系统及控制方法

技术领域

本发明属于汽车智能驾驶制动控制技术。

背景技术

当前，汽车的制动系统正在从传统的被动制动向智能主动制动方向发展。传统的制动系统已经无法满足智能驾驶汽车的制动需求。在电动汽车中，针对能量回收功能，现有的能量回收系统的制动能量回收率不高。而且制动方式简单，易抱死，对制动系统各组成部件的寿命有一定的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种带能量回收的线性控制制动系统，实时调节制动力，最大化能量回收效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种带能量回收的线性控制制动系统，包括用于采集制动意图的制动耦合部分和根据制动耦合部分发出的制动意图实行制动的制动执行部分，所述制动耦合部分包括制动主缸和踏板模拟器，所述制动执行部分包括高压蓄能器、制动轮缸，所述制动主缸经踏板模拟器常闭电磁阀与踏板模拟器连接，所述制动主缸经踏板模拟器常开电磁阀与高压蓄能器的输入端连接以形成对制动执行部分进行控制的输出油路，所述制动主缸上集成有监测活塞行程的制动行程传感器，所述踏板模拟器连接有踏板模拟器压力传感器，所述高压蓄能器输出端设有高压蓄能器压力传感器，所述制动轮缸包括带能量回收的制动轮缸并连接有轮缸压力传感器，所述高压蓄能器输入端连接的执行油路通过执行开关常闭电磁阀与制动主缸输出油路连接，且经由执行开关常闭电磁阀后分出油路并通过线性进液电磁阀与制动轮缸连接，执行油路连接制动轮缸的同时设有出液分支油路，该出液分支油路经出液电磁阀后接入油杯，从油杯到高压蓄能器之间设有一条连接液压泵的油路，所述液压泵由电机驱动，所述制动行程传感器、踏板模拟器压力传感器、高压蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器与车载电子控制单元通信连接；

在正常制动工作状态下，当驾驶员踩下制动踏板，制动主缸的制动液通过通电的踏板模拟器常闭电磁阀进入踏板模拟器，由于踏板模拟器常开电磁阀通电关闭而不能进入制动执行部分，实现制动解耦，在踏板模拟器与制动主缸产生制动压力后，分别由踏板模拟器压力传感器和制动行程传感器采集对应的信号并将采集的信号传递给车载电子控制单元；

在正常制动工作且处于能量回收状态时，车载电子控制单元根据能量回收制动能够提供的制动力和需要达到的目标制动压力计算所需的轮缸制动力，进而控制执行开关常闭电磁阀、线性进液电磁阀和出液电磁阀以对制动轮缸实行压力控制，满足目标制动压力；

高压蓄能器的压力由电机带动增压泵维持，高压蓄能器压力传感器实时采集高压蓄能器内的压力并将信号传递给车载电子控制单元，车载电子控制单元控制电机转速从而改变增压泵工作效能，以使高压蓄能器的压力维持在恒定范围内。

作为优选，从制动主缸前后腔室分别流出有前制动油路和后制动油路，所述前制动油路包括第一前制动分支油路和第二前制动分支油路，所述后制动油路包括第一后制动分支油路和第二后制动分支油路，所述第一前制动分支油路和第一后制动分支油路分别通过前腔踏板模拟器常闭电磁阀和后腔踏板模拟器常闭电磁阀后汇集在踏板模拟器上，所述第二前制动分支油路和第二后制动分支油路分别通过前腔踏板模拟器常开电磁阀和后腔踏板模拟器常开电磁阀作为两路输出油路。

作为优选，所述高压蓄能器的输入端接入第一执行油路和第二执行油路，所述第一执行油路经由第一开关常闭电磁阀分为第一分支执行油路和第二分支执行油路，所述第二执行油路经由第二开关常闭电磁阀分为第三分支执行油路和第四分支执行油路，第一开关常闭电磁阀与通过前腔踏板模拟器常开电磁阀的输出油路连接，第二开关常闭电磁阀与通过后腔踏板模拟器常开电磁阀的输出油路连接。

作为优选，所述第一分支执行油路和第二分支执行油路分别经过第一线性进液电磁阀和第二线性进液电磁阀与第一制动轮缸和第二制动轮缸相连接，所述第三分支执行油路和第四分支执行油路分别经过第三线性进液电磁阀和第四线性进液电磁阀与第三制动轮缸和第四制动轮缸相连接，所述第一制动轮缸和第二制动轮缸为带能量回收的制动轮缸，所述第三制动轮缸和第四制动轮缸为不带能量回收的制动轮缸，所述第一制动轮缸和第二制动轮缸的接入油路上分别带有第一油压传感器和第二油压传感器。

作为优选，油路连接第一制动轮缸、第二制动轮缸、第三制动轮缸和第四制动轮缸的同时再各分一路分别连接第一出液电磁阀、第二出液电磁阀、第三出液电磁阀、第四出液电磁阀，制动液经由第一出液电磁阀、第二出液电磁阀、第三出液电磁阀、第四出液电磁阀后通过油滤接入油杯。

本发明还提供了一种带能量回收的线性控制制动系统的控制方法，包括如下过程：

(1)电源开关打开；

(2)制动行程传感器、踏板模拟器压力传感器、高压蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器开始采集信号并将信号发送给车载电子控制单元；

(3)将轮缸压力传感器采集到的轮缸压力Pw与踏板模拟器压力传感器采集到的踏板模拟器压力Ps进行比较，

i:若Pw≤Ps，系统初始化，

ii:若Pw＞Ps，不动作，待到Pw≤Ps状况后，系统初始化；

(4)判断能量回收开关是否打开，

i:若能量回收开关打开，执行带能量回收的控制模式，

ii:若能量回收开关关闭，执行不带能量回收的控制模式，

(5)对踏板模拟器常开电磁阀和踏板模拟器常闭电磁阀的电磁线圈工作时长进行比较，判定是否进入过热保护工作模式，

t1—线圈连续通电时长或者在某一过热危险间断通电比例时长，

T1—线圈连续通电许用时长或者在某一过热危险间断通电比例许用时长，

i:t1≤T1，执行正常制动模式，

ii:t1＞T1，执行过热保护工作模式，该模式下进行两步：

t2—线圈执行过热保护模式实际时长，

T2—线圈执行过热保护模式规定时长，

①t2≤T2，继续过热保护工作模式；

②t2＞T2，返回执行正常制动模式；

(6)在过热保护工作模式或执行正常制动模式下进行判别，

Pw—轮缸压力

Pm—主缸压力

Ps—踏板模拟器压力

ΔP—能量回收等效压强，

ΔP1—过热保护模式的主缸与轮缸的许用压力波动，非过热保护的许用误差压力

i:Pw+ΔP＝Pm+ΔP1，返回到能量回收开关判别处进行循环工作，

ii：Pw+ΔP≠Pm+ΔP1，进入失电复电工作模式，

Pw≤Ps，返回系统初始化，踏板模拟器常闭电磁阀将先通电后断电，

Pw＞Ps，保持失电状态；

(7)电源开关关闭。

其中，正常制动模式下制动耦合部分和制动执行部分相互独立，制动主缸的制动液与制动轮缸隔离，当驾驶员踩下踏板时，制动液进入踏板模拟器，此时踏板模拟器压力传感器、制动行程传感器和轮缸压力传感器采集到的压力信号发送给车载电子控制单元，车载电子控制单元根据踏板模拟器压力传感器和制动行程传感器采集到压力信号控制执行开关常闭电磁阀、线性进液电磁阀和出液电磁阀对制动轮缸进行实时压力控制；

在带能量回收的控制模式下，使制动轮缸等效压力Pw与踏板模拟器压力Ps实时相等，制动轮缸等效压力Pw中包含了实时能量回收产生的等效制动压强，在不带能量回收状态下，使轮缸压力Pw与踏板模拟器压力Ps实时相等；

在过热保护工作模式下，对电磁线圈进行断电处理，并关闭能量回收功能；在失电复电工作模式下，系统先断电后复电。

作为优选，在带能量回收的控制模式下，当车载电子控制单元接收到能量回收开关打开时，能量回收介入制动，在制动过程中制动力会优先由能量回收提供，液压制动补充制动，在不带能量回收的控制模式下，当车载电子控制单元接收到能量回收开关关闭时，能量回收功能关闭，制动完全由液压制动完成。

作为优选，制动过程中，当轮缸压力传感器采集压力Pw等于行程传感器采集到压力Pm时，车载电子控制单元将对踏板模拟器常开电磁阀断电，使制动耦合部分与制动执行部分连接；在制动增压和减压阶段，当踏板模拟器内压力Ps与主缸压力Pm差达到规定压力差ΔP2的时候，车载电子控制单元控制踏板模拟器常闭电磁阀进行间歇通电以达到保护的目的。

作为优选，在失电复电工作模式下，当轮缸压力传感器采集压力Pw小于或等于踏板模拟器压力传感器采集的压力Ps时，程序进程初始化，踏板模拟器常闭电磁阀阀将先通电后断电，以保证踏板模拟器中的制动液能在安全制动的情况下返回油杯。

本发明采用的技术方案，高压蓄能器和液压泵一起为制动执行部分提供高压源，因此能在规定的时间内达到快速增压的效果，另外，根据轮缸压力传感器的反馈，通过线性进液电磁阀对制动轮缸进行控制，能够实现快速精确的轮缸压力控制。

进一步的，制动轮缸中的压力由线性进液阀控制到具体的压力后，可以实现能量回收状态下制动力补充。而且在能量回收过程中，制动轮缸的压力可以根据轮缸压力传感器实时采集，根据线性进液电磁阀精确控制轮缸的压力，以实现最大化能量回收时的制动力，用线性进液电磁阀控制轮缸压力补偿以满足目标制动力从而实现最大的能量回收效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1是线性控制制动系统的工作原理图；

图2是线性控制制动系统的电磁阀在断电状态下直接踩踏主缸液压工作示意图；

图3是线性控制制动系统的电磁阀在常规工作状态主缸解耦，主缸耦合和执行部分压力源示意图：

图4是线性控制制动系统的增压过程中电磁阀工作状态；

图5是线性控制制动系统的减压过程中电磁阀工作状态；

图6电线性控制制动系统的主动调节过程磁阀工作状态及有压油路示意图；

图7为带能量回收的线性控制制动系统控制方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，该线性控制制动系统包括括用于采集制动意图的制动耦合部分和根据制动耦合部分发出的制动意图实行制动的制动执行部分。

其中，制动耦合部分包括制动主缸1、集成在制动主缸上的制动行程传感器12、与制动主缸连接的前腔踏板模拟器常闭电磁阀21和后腔踏板模拟器常闭电磁阀22、踏板模拟器31、与踏板模拟器31连接的踏板模拟器压力传感器32，以及前腔踏板模拟器常开电磁阀41和后腔踏板模拟器常开电磁阀42。从制动主缸1的前后腔室各流出前制动油路和后制动油路，前后制动油路再独自分为两个油路，即第一前制动分支油路、第二前制动分支油路、第一后制动分支油路和第二后制动分支油路。第一前制动分支油路和第一后制动分支油路分别通过前腔踏板模拟器常闭电磁阀21和后腔踏板模拟器常闭电磁阀22后汇集在踏板模拟器31上，第二前制动分支油路和第二后制动分支油路分别通过前腔踏板模拟器常开电磁阀41和后腔踏板模拟器常开电磁阀42作为两路输出油路。

制动执行部分包括高压蓄能器51、制动轮缸，所述高压蓄能器输出端设有高压蓄能器压力传感器52，所述制动轮缸包括带能量回收的制动轮缸并连接有轮缸压力传感器，所述高压蓄能器输入端连接的执行油路通过执行开关常闭电磁阀与制动主缸输出油路连接，且经由开关常闭电磁阀后分出油路并通过线性进液电磁阀与制动轮缸连接，执行油路连接制动轮缸的同时设有出液分支油路，该出液分支油路经出液电磁阀后接入油杯11，从油杯11到高压蓄能器51之间设有一条连接液压泵的油路，所述液压泵12由电机13驱动。

上述的行程传感器、行程传感器12、踏板模拟器压力传感器32、高压蓄能器压力传感器52、轮缸压力传感器与车载电子控制单元通信连接。

从开关常闭电磁阀61后油路的管路与前腔踏板模拟器常开电磁阀41输出油路连接。同时经开关常闭电磁阀61后分成的两条油路分别经过第一线性进液电磁阀71和第二线性进液电磁阀72，经由第一线性进液电磁阀71和第二线性进液电磁阀72与带能量回收制动轮缸(91、92)相连接，其中带能量回收制动轮缸(91、92)油路上分别带有一个油压传感器(911、921)。油路连接带能量回收制动轮的轮缸(91、92)的同时再各分一路分别连接一个出液电磁阀(81、82)，制动液经由出液电磁阀(81、82)后通过油滤10接入油杯11。

从开关常闭电磁阀62后分成的管路与踏板模拟器常开电磁阀42输出油路连接。同时经开关常闭电磁阀62后分成的两条油路分别经过第三线性进液电磁阀73和第四线性进液电磁阀74，经由线性进液电磁阀(73、74)与不带能量回收制动轮缸(93、94)相连接。油路连接不带能量回收制动轮缸(93、94)的同时再各分一路分别连接一个出液电磁阀(83、84)，制动液经由出液电磁阀(83、84)后通过也通过油滤10接入油杯11。

踏板动作输出给制动主缸1和踏板模拟器31，制动主缸1与踏板模拟器31相连同时动作。踏板模拟器压力传感器32和制动行程传感器12采集信号传递给车载电子控制单元，即ECU，ECU采集的信号经处理后通过控制踏板模拟器常闭电磁阀和踏板模拟器常开电磁阀返回来控制踏板模拟器31的压力和与制动执行部分的耦合和隔离模式。

电机带动增压泵给执行动作部分的高压蓄能器提供制动液。高压蓄能器传感器采集其压力信号传递给车载ECU进行运算处理，ECU会根据运算结果控制电机转速从而控制增压泵的泵油效能来维持高压蓄能器的压力，实现一个闭环控制。在另一方面车载ECU同时监控轮缸压力传感器信号，根据信号的处理控制执行开关常闭电磁阀、线性进液阀和出液阀从而控制制动轮缸的压力。轮缸压力传感器采集制动轮缸压力信号传递给ECU进行处理，实时控制轮缸压力，形成另一个闭环控制。

在正常制动工作状态下，当驾驶员踩下制动踏板，制动主缸的制动液通过通电的踏板模拟器常闭电磁阀进入踏板模拟器，由于踏板模拟器常开电磁阀通电关闭而不能进入制动执行部分，实现制动解耦，在踏板模拟器与制动主缸产生制动压力后，分别由踏板模拟器压力传感器和行程传感器采集对应的压力并将采集的压力信号传递给车载电子控制单元，在正常制动工作且处于能量回收状态时，车载电子控制单元会根据能量回收制动能够提供的制动力计算需要轮缸制动力才能达到的目标制动状态，控制执行开关常闭电磁阀、线性进液电磁阀和出液电磁阀对制动轮缸实行精确压力控制，以满足最大能量回收效率。

目标制动状态的信号来自制动耦合部分制动行程传感器和踏板模拟器压力传感器采集的信号传递给车载电子控制单元处理运算而得；能量回收制动能够提供的制动力是可以确定的，目标制动压力可由踏板模拟器压力传感器32获得，最终可以确定制动轮缸所需的制动力。车载电子控制单元监控轮缸压力传感器采集的轮缸压力信号，并对执行开关常闭电磁阀、线性进液电磁阀和出液电磁阀进行控制从而控制制动轮缸的轮缸压力以最终达到目标制动状态。

高压蓄能器的压力由电机带动增压泵维持，高压蓄能器压力传感器实时采集高压蓄能器内的压力并将信号传递给车载电子控制单元，车载电子控制单元控制电机转速从而改变增压泵工作效能，以使高压蓄能器的压力维持在恒定范围内。

如图2所示，线性控制制动系统的电磁阀在断电状态下，所有电磁阀处于不通电状态。此状态下，前腔踏板模拟器常闭电磁阀21、后腔踏板模拟器常闭电磁阀22处于关闭状态。前腔踏板模拟器常开电磁阀41和后腔踏板模拟器常开电磁阀42处于打开状态。第一开关常闭电磁阀61、第二开关常闭电磁阀62处于关闭状态。四路线性进液电磁阀(71、72、73、74)处于打开状态。四路出液电磁阀(81、82、83、84)处于关闭状态。该状态下耦合部分和执行部分直接相连。制动主缸1的制动液直接流经各打开的电磁阀进入四个轮缸(91、92、93、94)，为各轮缸提供液压制动力。在该状态下，为失电失效状态的制动方式，为非常规状态。如图2中加粗路线为制动管路中有制动主缸1直接为四个轮缸(91、92、93、94)提供压力的有压线路。

如图3所示，为线性控制制动系统在预备工作状态下，主缸耦合部分形成制动压力如图3中耦合部分加粗路线，制动液被前腔踏板模拟器常开电磁阀41和后腔踏板模拟器常开电磁阀42通电后隔断。而高压蓄能器51，油泵12电机13工作作为压力供给源。由第一开关常闭电磁阀61、第二开关常闭电磁阀62不通电状态下隔断，预备增压，如图3中执行部分加粗路线。

如图4所示，为线性控制制动系统的常规增压过程，该状态下，前腔踏板模拟器常闭电磁阀21、后腔踏板模拟器常闭电磁阀22通电打开，前腔踏板模拟器常开电磁阀41和后腔踏板模拟器常开电磁阀42处于通电关闭状态，制动主缸的制动液只能流入踏板模拟器31无法进入四个轮缸(91、92、93、94)。在主缸执行部分，蓄能器51和液压泵12作为供油执行端为执行部分提供高压源。第一开关常闭电磁阀61、第二开关常闭电磁阀62通电打开，四路线性进液电磁阀(71、72、73、74)通电处于线性开度控制状态，四路出液电磁阀(81、82、83、84)不通电关闭状态。如此一来，第一制动轮缸91和第二制动轮缸92与第三制动轮缸93和第四制动轮缸94中的压力会由线性进液阀控制到具体的压力后，实现能量回收状态下制动力补充。具体执行部分产生压力的油路如图4中执行部分框图中加粗路线所示。

如图5所示，图中加粗线路为线性控制制动系统有压线路。该状态为耦合部分减压过程中，执行部分轮缸减压的油压线路。该状态下，前腔踏板模拟器常闭电磁阀21、后腔踏板模拟器常闭电磁阀22通电打开，前腔踏板模拟器常开电磁阀41和后腔踏板模拟器常开电磁阀42处于断电打开状态，使耦合部分与执行部分连通，第一开关常闭电磁阀61、第二开关常闭电磁阀62处于断电关闭状态，四路出液电磁阀(81、82、83、84)断电关闭状态，四路线性进液电磁阀(71、72、73、74)根据踏板模拟器31状态控制其不通电处于全开状态亦或是者通电处于线性开度控制状态，保证轮缸(91、92、93、94)中有压制动液和踏板模拟器中的制动液返回油杯，实现与踏板模拟器同步减压过程。在高压蓄能器51端有高压油路，如图5所示，被第一开关常闭电磁阀61、第二开关常闭电磁阀62关闭隔离。

如图6所示，线性控制制动系统的主动调节过程中，前腔踏板模拟器常闭电磁阀21、后腔踏板模拟器常闭电磁阀22处于断电关闭状态，前腔踏板模拟器常开电磁阀41和后腔踏板模拟器常开电磁阀42处于通电关闭状态。隔离执行部分的高压源。第一开关常闭电磁阀61、第二开关常闭电磁阀62根据实车状态通电打开，为轮缸(91、92、93、94)增压。四路线性进液电磁阀(71、72、73、74)根据轮缸所需压力进行控制，四路出液电磁阀(81、82、83、84)根据轮缸所需压力进行控制，从而实现轮缸的主动制动增压与减压。具体有压线路如图6中加粗线路所示。

因此，本发明的集成式制动主缸，能够实现快速精确的轮缸压力控制，在能量回收过程中实现轮缸压力实时变化，提高能量回收效能。同时可以在此基础上实现车轮防抱死和车身稳定系统，为智能驾驶的拓展功能提供了一个良好的拓展平台。

由附图7示，带能量回收的线性控制制动系统控制方法执行步骤如下：

(1)电源开关打开；

(2)程序开始，进行系统自检，各传感器采集信号；

(3)根据轮缸压力传感器采集到的轮缸压力Pw与踏板模拟器压力传感器采集到的踏板模拟器压力Ps，

i:若Pw≤Ps，系统初始化，

ii:若Pw＞Ps，不动作，待到Pw≤Ps状况后，系统初始化；

(4)判断能量回收开关是否打开，

i:若开关打开，执行带能量回收的控制模式，

ii:若开关关闭，执行不带能量回收的控制模式；

(5)对线圈工作时长判定是否进入过热保护工作模式，

t1—线圈连续通电时长或者在某一过热危险间断通电比例时长

T1—线圈连续通电许用时长或者在某一过热危险间断通电比例许用时长

i:t1≤T1，执行正常制动模式，

ii:t1＞T1，执行过热保护工作模式，该模式下进行两步：

t2—线圈执行过热保护模式实际时长

T2—线圈执行过热保护模式规定时长

t2≤T2，继续过热保护工作模式，

t2＞T2，返回执行正常制动模式；

(6)在过热保护工作模式或执行正常制动模式下进行判别，

Pw—轮缸压力

Pm—主缸压力

Ps—踏板模拟器压力

ΔP—能量回收等效压强(无能量回收时为零)，

ΔP1—过热保护模式的主缸与轮缸的许用压力波动，非过热保护的许用误差压力

i:Pw+ΔP＝Pm+ΔP1，返回到能量回收开关判别处进行循环工作，

ii：Pw+ΔP≠Pm+ΔP1，进入失电复电工作模式，

Pw≤Ps，返回系统初始化，踏板模拟器常闭阀将先通电后断电，

Pw＞Ps，保持失电状态；

(7)电源开关关闭；

(8)程序结束。

整个控制在电源开关一打开的时候就开始运行，不断实时监控制动耦合部分的各处压力和制动执行部分的各处压力，使其等效相等，具有等效于常规制动系统的制动感觉。而实际上则是分别工作。在车辆进入主动制动或者能量回收状态时，ECU会根据整车姿态及驾驶员制动意图等各方面综合分析进行制动控制，到达使能量回收及车辆制动处于最优状态。

其中，能量回收开关是电动车带能量回收中控台上的一个开关，关闭可以关闭能量回收，消除电动机制动时给的拖拽感。

t1、t2是通过实际采集获得、T1根据线圈设计时能够承受的最大时长确定并预先输入程序，T2预先设定并输入程序。

ΔP、ΔP1的设定根据驾驶员驾驶感觉能够最大感觉到的顿挫感，依靠多次测试并确定，也要预先输入程序，该状态出现的机会较少，是一种保护模式。

初始化中对电磁阀的动作只包含对踏板模拟器常闭阀通电断电动作。

正常制动模式分为带能量回收的控制模式和不带能量回收的控制模式的两种模式。正常制动模式即为制动耦合部分和制动执行部分相互独立。制动耦合部分将制动主缸的制动液与轮缸隔离，当驾驶员踩下踏板时，制动液进入踏板模拟器，此时踏板模拟器压力传感器、制动行程传感器和轮缸压力传感器采集到压力信号发送给车载ECU。车载ECU根据踏板模拟器压力传感器和制动行程传感器采集到压力信号控制开关阀、线性进液阀和出液阀对制动轮缸进行实时压力控制。

轮缸等效压力Pw包含了能量回收制动力等效的制动压力Pr和轮缸实时制动压力Pw，能量回收制动力等效压力Pr根据能量回收系统的设计确定，并不是本发明所要研究的问题，所需卡钳制动力Pw＝Ps-Pr；轮缸PW由轮缸压力传感器采集获得，踏板模拟器压力Ps由踏板模拟器传感器采集获得。

在能量回收的状态下，使制动轮缸等效压力Pw与踏板模拟器压力Ps实时相等，Pw等效压力中包含了实时能量回收产生的等效制动压强；在不带能量回收状态下，使轮缸压力Pw与踏板模拟器压力Ps实时相等。

在带能量回收的控制模式下，当车载ECU接收到能量回收开关打开时，能量回收介入制动，在制动过程中制动力会优先由能量回收提供，液压制动补充制动。

带能量回收的控制模式下，当车载ECU接收到能量回收开关关闭时，能量回收功能关闭，制动完全由液压制动完成。

过热保护工作模式是针对踏板模拟器常开阀和踏板模拟器常闭阀电磁线圈易处于长时间工作状态的一种保护模式，根据实际工作状态在不影响制动的情况下对电磁线圈进行断电处理。在过热保护工作模式中，会关闭能量回收功能。制动过程中，当轮缸压力传感器采集压力Pw等于制动主缸的制动行程传感器采集到压力Pm时，ECU将对踏板模拟器常开阀断电，使耦合部分与执行部分连接；在制动增压和减压阶段，ECU将控制踏板模拟器常闭阀进行间歇性通电，当踏板模拟器内压力Ps与主缸压力Pm差达到规定压力差ΔP2的时候，踏板模拟器常闭阀进行间歇通电以达到保护的目的。

失电复电工作模式下，系统断电复电后，会对各部分压力进行分析，然后对各部分电磁阀进行控制。失电状态下，所有电磁阀断电恢复常态。当复电后，控制程序启动，先采集各部分的压力。当轮缸压力传感器采集压力Pw小于或等于踏板模拟器压力传感器采集的压力Ps时，程序进程初始化，踏板模拟器常闭阀将先通电后断电。以保证踏板模拟器中的制动液能在安全制动的情况下返回油杯。

Claims (5)

1.一种带能量回收的线性控制制动系统的控制方法，

其中，制动系统包括用于采集制动意图的制动耦合部分和根据制动耦合部分发出的制动意图实行制动的制动执行部分，所述制动耦合部分包括制动主缸和踏板模拟器，所述制动执行部分包括高压蓄能器、制动轮缸，所述制动主缸经踏板模拟器常闭电磁阀与踏板模拟器连接，所述制动主缸经踏板模拟器常开电磁阀与高压蓄能器的输入端连接以形成对制动执行部分进行控制的输出油路，所述制动主缸上集成有监测活塞行程的制动行程传感器，所述踏板模拟器连接有踏板模拟器压力传感器，所述高压蓄能器输出端设有高压蓄能器压力传感器，所述制动轮缸包括带能量回收的制动轮缸并连接有轮缸压力传感器，所述高压蓄能器输入端连接的执行油路通过执行开关常闭电磁阀与制动主缸输出油路连接，且经由执行开关常闭电磁阀后分出油路并通过线性进液电磁阀与制动轮缸连接，执行油路连接制动轮缸的同时设有出液分支油路，该出液分支油路经出液电磁阀后接入油杯，从油杯到高压蓄能器之间设有一条连接液压泵的油路，所述液压泵由电机驱动，所述制动行程传感器、踏板模拟器压力传感器、高压蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器与车载电子控制单元通信连接；

在正常制动工作状态下，当驾驶员踩下制动踏板，制动主缸的制动液通过通电的踏板模拟器常闭电磁阀进入踏板模拟器，由于踏板模拟器常开电磁阀通电关闭而不能进入制动执行部分，实现制动解耦，在踏板模拟器与制动主缸产生制动压力后，分别由踏板模拟器压力传感器和制动行程传感器采集对应的信号并将采集的信号传递给车载电子控制单元；

在正常制动工作且处于能量回收状态时，车载电子控制单元根据能量回收制动能够提供的制动力和需要达到的目标制动压力计算所需的轮缸制动力，进而控制执行开关常闭电磁阀、线性进液电磁阀和出液电磁阀以对制动轮缸实行压力控制，满足目标制动压力；

高压蓄能器的压力由电机带动增压泵维持，高压蓄能器压力传感器实时采集高压蓄能器内的压力并将信号传递给车载电子控制单元，车载电子控制单元控制电机转速从而改变增压泵工作效能，以使高压蓄能器的压力维持在恒定范围内；

控制方法包括如下过程：

（1）电源开关打开；

（2）制动行程传感器、踏板模拟器压力传感器、高压蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器开始采集信号并将信号发送给车载电子控制单元；

（3）将轮缸压力传感器采集到的轮缸压力Pw与踏板模拟器压力传感器采集到的踏板模拟器压力Ps进行比较，

i:若Pw≤Ps，系统初始化，

ii:若Pw＞Ps，不动作，待到Pw≤Ps状况后，系统初始化；

（4）判断能量回收开关是否打开，

i:若能量回收开关打开，执行带能量回收的控制模式，

ii: 若能量回收开关关闭，执行不带能量回收的控制模式，

（5）对踏板模拟器常开电磁阀和踏板模拟器常闭电磁阀的电磁线圈工作时长进行比较，判定是否进入过热保护工作模式，

t1—线圈连续通电时长或者在某一过热危险间断通电比例时长，

T1—线圈连续通电许用时长或者在某一过热危险间断通电比例许用时长，

i: t1≤T1，执行正常制动模式，

ii: t1＞T1，执行过热保护工作模式，该模式下进行两步：

t2—线圈执行过热保护模式实际时长，

T2—线圈执行过热保护模式规定时长，

t2≤T2，继续过热保护工作模式；

t2＞T2，返回执行正常制动模式；

（6）在过热保护工作模式或执行正常制动模式下进行判别，

Pw—轮缸压力

Pm—主缸压力

Ps—踏板模拟器压力

ΔP—能量回收等效压强，

ΔP1—过热保护模式的主缸与轮缸的许用压力波动，非过热保护的许用误差压力

i: Pw+ΔP= Pm+ΔP1，返回到能量回收开关判别处进行循环工作，

ii：Pw+ΔP≠Pm+ΔP1，进入失电复电工作模式，

Pw≤Ps，返回系统初始化，踏板模拟器常闭电磁阀将先通电后断电，

Pw＞Ps，保持失电状态；

（7）电源开关关闭。

2.根据权利要求1所述的一种带能量回收的线性控制制动系统的控制方法，其特征在于：正常制动模式下制动耦合部分和制动执行部分相互独立，制动主缸的制动液与制动轮缸隔离，当驾驶员踩下踏板时，制动液进入踏板模拟器，此时踏板模拟器压力传感器、制动行程传感器和轮缸压力传感器采集到的压力信号发送给车载电子控制单元，车载电子控制单元根据踏板模拟器压力传感器和制动行程传感器采集到压力信号控制执行开关常闭电磁阀、线性进液电磁阀和出液电磁阀对制动轮缸进行实时压力控制；

在带能量回收的控制模式下，使轮缸等效压力Pws与踏板模拟器压力Ps实时相等，轮缸等效压力Pws中包含了实时能量回收产生的等效制动压强，在不带能量回收状态下，使轮缸压力Pw与踏板模拟器压力Ps实时相等；

在过热保护工作模式下，对所有电磁线圈进行断电处理，并关闭能量回收功能；

在失电复电工作模式下，系统先断电后复电。

3.根据权利要求1所述的一种带能量回收的线性控制制动系统的控制方法，其特征在于：在带能量回收的控制模式下，当车载电子控制单元接收到能量回收开关打开时，能量回收介入制动，在制动过程中制动力会优先由能量回收提供，液压制动补充制动，在不带能量回收的控制模式下，当车载电子控制单元接收到能量回收开关关闭时，能量回收功能关闭，制动完全由液压制动完成。

4.根据权利要求1所述的一种带能量回收的线性控制制动系统的控制方法，其特征在于：制动过程中，当轮缸压力传感器采集轮缸压力Pw等于制动行程传感器采集到压力Pm时，车载电子控制单元将对踏板模拟器常开电磁阀断电，使制动耦合部分与制动执行部分连接；在制动增压和减压阶段，当踏板模拟器压力Ps与主缸压力Pm差达到规定压力差ΔP2的时候，车载电子控制单元控制踏板模拟器常闭电磁阀进行间歇通电以达到保护的目的。

5.根据权利要求1所述的一种带能量回收的线性控制制动系统的控制方法，其特征在于：在失电复电工作模式下，当轮缸压力传感器采集轮缸压力Pw小于或等于踏板模拟器压力传感器采集的踏板模拟器压力Ps时，程序进程初始化，踏板模拟器常闭电磁阀将先通电后断电，以保证踏板模拟器中的制动液能在安全制动的情况下返回油杯。