CN107512258A

CN107512258A - 一种基于行车制动和电子驻车制动的应急制动系统

Info

Publication number: CN107512258A
Application number: CN201610425075.3A
Authority: CN
Inventors: 胥加林; 游安华
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2017-12-26

Abstract

本发明公开了一种基于行车制动和电子驻车制动的应急制动系统，包括制动控制器、行车制动单元、电子驻车制动单元、第一轮速传感器、第二轮速传感器、第三轮速传感器和第四轮速传感器，所述制动控制器分别与行车制动单元、电子驻车制动单元、第一轮速传感器、第二轮速传感器、第三轮速传感器和第四轮速传感器连接，第一轮速传感器、第二轮速传感器、第三轮速传感器和第四轮速传感器分别设置在四个车轮上。本发明应急制动时，能防止车轮抱死，制动距离短，稳定性好，可靠性高。

Description

一种基于行车制动和电子驻车制动的应急制动系统

技术领域

本发明属于汽车制动系统技术领域，特别是一种基于行车制动和电子驻车制动的应急制动系统。

背景技术

国家标准GB12676-2014对汽车应急制动系统的要求是，当行车制动系统失效时，应急制动系统应能在适当的距离内将车辆停住。制动作用应是渐进可控的，应保证驾驶员在其驾驶座椅上至少有一只手握住转向盘时就能进行制动操作。

汽车的安全性与舒适性，尤其是应急制动时车辆的稳定性越来越受到关注。据调查，2/3的重大交通事故都与侧滑、甩尾、失稳有关，且25%发生人员伤亡的交通事故和60%致命的交通事故主要归咎于侧滑。而侧滑、甩尾的主要原因在于车轮抱死。车轮抱死后，车轮侧向附着力几乎为零，极易失去稳定性，且紧急情况下，由于恐慌，驾驶员很难对失稳的车辆进行正确的操纵。因此，应急制动时，防止车轮抱死和保证车辆稳定性非常重要。

中国发明专利201410062150.5公开了一种集成式自动驻车制动装置，该装置中的后行车制动单元包括由气路依次相连的第二储气罐、继动阀、第一常开电磁阀和后行车制动气室，还包括脚制动阀，所述脚制动阀的第一进气口与第二储气罐相连，其第一出气口与所述继动阀的控制口相连，在所述第一常开电磁阀与后行车制动气室之间的气路上设有第一气压传感器，所述第一常开电磁阀和第一气压传感器均与电控单元电连接。

该集成式自动驻车制动装置中的后驻车制动系统存在以下问题：

1.驻车制动采用的是普通电磁阀，该类电磁阀口径较小，滞后较大，反应慢，不能满足防抱死功能的要求；

2.左右制动气室只通过一组电磁阀进行控制，应急制动时，不能独立控制左右车轮的制动力，稳定性不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于行车制动和电子驻车制动的应急制动系统，应急制动时，能防止车轮抱死，制动距离短，稳定性好，可靠性高。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于行车制动和电子驻车制动的应急制动系统，包括制动控制器、行车制动单元、电子驻车制动单元、第一轮速传感器、第二轮速传感器、第三轮速传感器和第四轮速传感器，所述制动控制器分别与行车制动单元、电子驻车制动单元、第一轮速传感器、第二轮速传感器、第三轮速传感器和第四轮速传感器连接，第一轮速传感器、第二轮速传感器、第三轮速传感器和第四轮速传感器分别设置在四个车轮上。

所述行车制动单元包括第二储气罐、第三储气罐、第一ABS电磁阀、第二ABS电磁阀、第三ABS电磁阀、第四ABS电磁阀、第一行车制动气室、第二行车制动气室、第三行车制动气室、第四行车制动气室、所述第一行车制动气室通过第一ABS电磁阀与第三储气罐的出口相连，第二行车制动气室通过第二ABS电磁阀与第三储气罐的出口相连，所述第三行车制动气室通过第三ABS电磁阀与第二储气罐的出口相连，第四行车制动气室通过第四ABS电磁阀与第二储气罐的出口相连。

所述电子驻车制动单元包括常闭电磁阀、电子控制开关、第一储气罐、第五ABS电磁阀、第六ABS电磁阀、第一驻车制动气室、第二驻车制动气室、第一气压传感器和第二气压传感器，所述常闭电磁阀的进口与第一储气罐通过气路相连，所述第一驻车制动气室通过第五ABS电磁阀与常闭电磁阀的出口相连，第二驻车制动气室通过第六ABS电磁阀与常闭电磁阀的出口相连，电子控制开关分别与制动控制器连接。

所述制动控制器分别与常闭电磁阀、第一ABS电磁阀、第二ABS电磁阀、第三ABS电磁阀、第四ABS电磁阀、第五ABS电磁阀、第六ABS电磁阀、第一气压传感器和第二气压传感器电连接。

所述常闭电磁阀为两位两通常闭电磁阀。

所述第一ABS电磁阀、第二ABS电磁阀、第三ABS电磁阀、第四ABS电磁阀、第五ABS电磁阀、第六ABS电磁阀均为气压式ABS电磁阀。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）能防止车轮抱死：本发明中制动气室与储气罐之间分别串联有ABS电磁阀，该电磁阀口径大、反应快，满足防抱死功能的要求；

（2）制动距离短：本发明在应急制动时，充分利用驻车制动力和剩余行车制动力，使车辆在最短的时间内停住，制动距离短；

（3）制动力连续可调：本发明在应急制动时，可通过控制电子控制开关，连续调节驻车制动力，稳定性好；

（4）可靠性高：本发明中的各电磁阀仅在执行驻车制动、解除驻车制动和应急制动时，对电磁阀短时间通电，避免了电磁阀长期通电过热，保护了电磁阀，可靠性提高。

附图说明

图1本发明基于行车制动和电子驻车制动的应急制动系统的保持驻车或非驻车状态工作原理图。

图2为本发明基于行车制动和电子驻车制动的应急制动系统的解除驻车制动工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

一种基于行车制动和电子驻车制动的应急制动系统，包括制动控制器2、行车制动单元、电子驻车制动单元、第一轮速传感器81、第二轮速传感器82、第三轮速传感器83和第四轮速传感器84，所述制动控制器2分别与行车制动单元、电子驻车制动单元、第一轮速传感器81、第二轮速传感器82、第三轮速传感器83和第四轮速传感器84连接，第一轮速传感器81、第二轮速传感器82、第三轮速传感器83和第四轮速传感器84分别设置在四个车轮上。

所述行车制动单元包括第二储气罐12、第三储气罐13、第一ABS电磁阀31、第二ABS电磁阀32、第三ABS电磁阀33、第四ABS电磁阀34、第一行车制动气室41、第二行车制动气室42、第三行车制动气室43、第四行车制动气室44、所述第一行车制动气室41通过第一ABS电磁阀31与第三储气罐13的出口相连，第二行车制动气室42通过第二ABS电磁阀32与第三储气罐13的出口相连，所述第三行车制动气室43通过第三ABS电磁阀33与第二储气罐12的出口相连，第四行车制动气室44通过第四ABS电磁阀34与第二储气罐12的出口相连。

所述电子驻车制动单元包括常闭电磁阀6、电子控制开关7、第一储气罐11、第五ABS电磁阀35、第六ABS电磁阀36、第一驻车制动气室45、第二驻车制动气室46、第一气压传感器51和第二气压传感器52，所述常闭电磁阀6的进口与第一储气罐11通过气路相连，所述第一驻车制动气室45通过第五ABS电磁阀35与常闭电磁阀6的出口相连，第二驻车制动气室46通过第六ABS电磁阀36与常闭电磁阀6的出口相连，电子控制开关7分别与制动控制器2连接。

所述制动控制器2分别与常闭电磁阀6、第一ABS电磁阀31、第二ABS电磁阀32、第三ABS电磁阀33、第四ABS电磁阀34、第五ABS电磁阀35、第六ABS电磁阀36、第一气压传感器51和第二气压传感器52电连接。

所述常闭电磁阀6为两位两通常闭电磁阀。

所述第一ABS电磁阀31、第二ABS电磁阀32、第三ABS电磁阀33、第四ABS电磁阀34、第五ABS电磁阀35、第六ABS电磁阀36均为气压式ABS电磁阀。

第一轮速传感器81、第二轮速传感器82、第三轮速传感器83和第四轮速传感器84分别检测各车轮的转速，用于计算车轮滑移率。

（一）驻车制动

第一ABS电磁阀31包括第一线圈311和第二线圈312，第二ABS电磁阀32包括第三线圈321和第四线圈322，第三ABS电磁阀33包括第五线圈331和第六线圈332，第四ABS电磁阀34包括第七线圈341和第八线圈342、第五ABS电磁阀35包括第九线圈351和第十线圈352，第六ABS电磁阀36包括第十一线圈361和第十二线圈362。

如图1所示，驻车制动控制器2控制第五ABS电磁阀35的第十线圈352、第六ABS电磁阀36的第十二线圈362通电开启，高压气体分别从第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46经第五ABS电磁阀35和第六ABS电磁阀36排入大气。随着第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46气压的下降，驻车制动气室中的储能弹簧复位，产生驻车制动力，完成驻车制动。

（二）解除驻车制动

如图2所示，驻车制动控制器2控制常闭电磁阀6通电开启，高压气体从第一储气罐11经常闭电磁阀6分别通过第五ABS电磁阀35和第六ABS电磁阀36进入第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46内。同时，制动控制器2检测第一气压传感器51和第二气压传感器52，监控第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46的气压值，当第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46的压力值达到其特定上限后，驻车指示灯熄灭。此时，第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46充满高压气体，储能弹簧被压缩，驻车制动解除。如图1所示，当第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46内的压力值达到其特定上限后，常闭电磁阀6断电关闭，保持解除驻车制动状态。

（三）应急制动

制动控制器2根据驾驶员通过电子控制开关7施加的指令，调节应急制动力的强度，并且随时可以通过控制电子控制开关7，退出应急制动。根据行车制动系统的失效情况，应急制动分为三种控制策略，分别是前后行车制动系统都失效、前行车制动系统失效、后行车制动系统失效。

一、前后行车制动系统都失效

当前后行车制动系统都失效时，仅使用驻车制动系统实现应急制动功能。

应急制动时，第十线圈352、第十二线圈362通电，第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46通过第五ABS电磁阀35和第六ABS电磁阀36排气，同时，制动控制器2时刻检测第一气压传感器51和第二气压传感器52，当车轮制动力达到所要求的力值时，控制第十线圈352、第十二线圈362断电，使车轮制动力保持不变，且当车轮滑移率小于最佳滑移率时，不激发防抱死功能。

随着制动强度的增加，车轮滑移率上升，当车轮滑移率大于最佳滑移率时，启动防抱死功能，如图2所示，控制常闭电磁阀6通电，同时第九线圈351、第十线圈352、第十一线圈361、第十二线圈362断电，对第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46充气，减小车轮制动力，当车轮滑移率小于最佳滑移率时，控制第九线圈351、第十线圈352、第十一线圈361、第十二线圈362通电，对第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46排气，增大车轮制动力，如此循环，保持车轮滑移率在最佳滑移率附近，直至车速为零或驾驶员通过控制电子控制开关7退出应急制动状态。当车速为零时，控制所有ABS电磁阀断电，如图1所示，车辆保持驻车制动状态，当驾驶员通过控制电子控制开关7退出应急制动时，控制常闭电磁阀6通电，同时第九线圈351、第十线圈352、第十一线圈361、第十二线圈362断电，当第一气压传感器51和第二气压传感器52的数值达到特定上限时，控制常闭电磁阀6断电，如图1所示，保持解除驻车制动状态。

二、前行车制动系统都失效

鉴于行车制动力大于驻车制动力，当前行车制动系统都失效时，仅使用后行车制动系统实现应急制动功能。

应急制动时，第三行车制动气室43、第四行车制动气室44（即后行车制动气室）通过第三ABS电磁阀33、第四ABS电磁阀34进气。当车轮滑移率小于最佳滑移率时，不激发防抱死功能。随着制动强度的增加，车轮滑移率上升，当车轮滑移率大于最佳滑移率时，启动防抱死功能。控制第五线圈331、第六线圈332、第七线圈341和第八线圈342通电，对第三行车制动气室43、第四行车制动气室44排气，减小车轮制动力，当车轮滑移率小于最佳滑移率时，控制第五线圈331、第六线圈332、第七线圈341和第八线圈342断电，对第三行车制动气室43和第四行车制动气室44充气，增大车轮制动力，如此循环，保持车轮滑移率在最佳滑移率附近，直至车速为零或驾驶员通过控制电子控制开关7退出应急制动状态。

三、后行车制动系统都失效

当后行车制动系统都失效时，使用前行车制动系统和驻车制动系统实现应急制动功能。

应急制动时，第十线圈352、第十二线圈362通电，第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46通过第五ABS电磁阀35和第六ABS电磁阀36排气，第一行车制动气室41和第二行车制动气室42（即前行车制动气室）通过第一ABS电磁阀31和第二ABS电磁阀32进气。当车轮滑移率小于最佳滑移率时，不激发防抱死功能。随着制动强度的增加，车轮滑移率上升，当车轮滑移率大于最佳滑移率时，启动防抱死功能。控制常闭电磁阀6通电，同时第九线圈351、第十线圈352、第十一线圈361、第十二线圈362断电，对第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46充气，控制第一线圈311、第二线圈312、第三线圈321和第四线圈322通电，对第一行车制动气室41、第二行车制动气室42排气，减小车轮制动力，当车轮滑移率小于最佳滑移率时，控制第九线圈351、第十线圈352、第十一线圈361、第十二线圈362通电，对第一驻车制动气室45和第二驻车制动气室46排气，控制第一线圈311、第二线圈312、第三线圈321和第四线圈322断电，对第一行车制动气室41、第二行车制动气室42充气，增大车轮制动力，如此循环，保持车轮滑移率在最佳滑移率附近，直至车速为零或驾驶员通过控制电子控制开关7退出应急制动状态。

Claims

1.一种基于行车制动和电子驻车制动的应急制动系统，其特征在于：包括制动控制器（2）、行车制动单元、电子驻车制动单元、第一轮速传感器（81）、第二轮速传感器（82）、第三轮速传感器（83）和第四轮速传感器（84），所述制动控制器（2）分别与行车制动单元、电子驻车制动单元、第一轮速传感器（81）、第二轮速传感器（82）、第三轮速传感器（83）和第四轮速传感器（84）连接，第一轮速传感器（81）、第二轮速传感器（82）、第三轮速传感器（83）和第四轮速传感器（84）分别设置在四个车轮上。

2.根据权利要求1所述的应急制动系统，其特征在于：所述行车制动单元包括第二储气罐（12）、第三储气罐（13）、第一ABS电磁阀（31）、第二ABS电磁阀（32）、第三ABS电磁阀（33）、第四ABS电磁阀（34）、第一行车制动气室（41）、第二行车制动气室（42）、第三行车制动气室（43）、第四行车制动气室（44）、所述第一行车制动气室（41）通过第一ABS电磁阀（31）与第三储气罐（13）的出口相连，第二行车制动气室（42）通过第二ABS电磁阀（32）与第三储气罐（13）的出口相连，所述第三行车制动气室（43）通过第三ABS电磁阀（33）与第二储气罐（12）的出口相连，第四行车制动气室（44）通过第四ABS电磁阀（34）与第二储气罐（12）的出口相连。

3.根据权利要求2所述的应急制动系统，其特征在于：所述电子驻车制动单元包括常闭电磁阀（6）、电子控制开关（7）、第一储气罐（11）、第五ABS电磁阀（35）、第六ABS电磁阀（36）、第一驻车制动气室（45）、第二驻车制动气室（46）、第一气压传感器（51）和第二气压传感器（52），所述常闭电磁阀（6）的进口与第一储气罐（11）通过气路相连，所述第一驻车制动气室（45）通过第五ABS电磁阀（35）与常闭电磁阀（6）的出口相连，第二驻车制动气室（46）通过第六ABS电磁阀（36）与常闭电磁阀（6）的出口相连，电子控制开关（7）与制动控制器（2）电连接。

4.根据权利要求3所述的应急制动系统，其特征在于：所述制动控制器（2）分别与常闭电磁阀（6）、第一ABS电磁阀（31）、第二ABS电磁阀（32）、第三ABS电磁阀（33）、第四ABS电磁阀（34）、第五ABS电磁阀（35）、第六ABS电磁阀（36）、第一气压传感器（51）和第二气压传感器（52）电连接。

5.根据权利要求3所述的应急制动系统，其特征在于：所述常闭电磁阀（6）为两位两通常闭电磁阀。

6.根据权利要求3所述的应急制动系统，其特征在于：所述第一ABS电磁阀（31）、第二ABS电磁阀（32）、第三ABS电磁阀（33）、第四ABS电磁阀（34）、第五ABS电磁阀（35）、第六ABS电磁阀（36）均为气压式ABS电磁阀。