CN107813818A - 一种汽车abs/asr/acc集成控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种汽车ABS/ASR/ACC集成控制系统，系统采用压力源供能装置实现主动制动，并利用原车的ABS压力调节器实现各轮缸压力的独立调节；通过拉制电磁离合器和步进电机进行节气门控制。集成系统控制主程序确保了ABS,ASR,ACC各子系统在资源共享的同时实现各自的功能。该控制系统对原车制动液压系统和节气门操纵装置的改造能够满足各子系统的功能要求；集成系统主控程序设置了ABS,ASR,ACC各子系统的控制优先级，既实现了信息和资源共享，又确保ABS,ASR,ACC控制功能的相对独立、互不干扰。

Description

一种汽车ABS/ASR/ACC集成控制系统
所属技术领域
本发明涉及一种汽车ABS/ASR/ACC集成控制系统，适用于机械领域。
背景技术
汽车ABS(Anti-lock Brake System)系统的作用是在紧急制动时控制车轮的滑移率，提高汽车在制动过程中的方向稳定性，同时确保一定的制动强度，使汽车制动更为安全有效
ASR(Anti-slip Regulation)系统是在汽车驱动轮出现滑转时，通过控制车轮的滑转率，维持汽车行驶方向的稳定性，并最大可能地利用车轮与路面之间的纵向附着力提高车轮的驱动力。ASR通常采用两种方法防止驱动轮滑转：一种是制动控制方式，即对滑转驱动轮施加制动力，控制车轮的滑转率在期望的范围内；另一种是发动机转矩控制方式，即通过调节发动机的输出转矩达到控制车轮滑转率的目的。这两种方法可以单独使用，但配合使用效果更佳。
ACC(Adaptive Cruise Control)系统的作用是在公路行驶时，实时辨别汽车所处的交通状况，并通过操作节气门、变速器或实施制动来调节车速，使汽车自动以驾驶员设定的巡航车速或与前车保持安全车距行驶。
从ABS，ASR，ACC系统的基本功能可以看出，三者所需的传感器、执行器具有一定的共性，如轮速采集系统、制动调节装置、节气门调节装置等，将ABS，ASR，ACC集成，可以实现资源共享从而降低成本。
发明内容
本发明提出了一种汽车ABS/ASR/ACC集成控制系统，采用压力源供能装置实现主动制动，并利用原车的ABS压力调节器实现各轮缸压力的独立调节；通过拉制电磁离合器和步进电机进行节气门控制。集成系统控制主程序确保了ABS,ASR,ACC各子系统在资源共享的同时实现各自的功能。
本发明所采用的技术方案是。
所述控制系统中，车距传感器测得前方车辆的相对位置和速度，由轮速信号可得各轮转速及车速，发动机转速和节气门开度信号用于ASR和ACC控制逻辑，方向盘转角传感器、油门踏板位置传感器、制动踏板位置传感器用来捕获驾驶员的操作动作，从而实现驾驶员的控制优先权。电控单元(ECU)根据各传感器的信号对当前行车状况做出判断，进而启动相应的控制程序，实现ABS/ASR/ACC集成系统的控制功能。
所述控制系统中，在制动总泵和分泵之间安装有Teves MK20-1型ABS压力调节器，该调节器有分别与制动总泵的2个腔相连的2个进油口，以及分别与4个制动轮缸相连的4个出油口。泵体内共有8个二位二通电磁阀，在通往每个制动轮缸4的管路中，各有一个常开的进油阀1和一个常闭的出油阀3，在进油阀上还并联有一个单向阀2，当制动解除时制动轮缸可经此实现快速卸油。低压蓄能器7和回油泵5将出油阀3的出口和进油阀1的入口相连，2个回油泵由一个永磁直流电机驱动。由于各制动轮缸均有单独的进油阀和出油阀，因此该系统可独立调节各车轮的制动为矩。
所述控制系统的供能装置由高压蓄能器11,蓄能泵12、电机13、压力开关14,溢流阀10组成，压力开关监测蓄能器中的压力并控制电机的动作以确保蓄能器的压力在规定的范围内。整个供能装置由2个压力源切换电磁阀9与制动主回路隔离。该电磁阀为二位三通阀，在复位状态下使制动主油路与制动总泵连通，而与高压蓄能器隔离；当需要主动制动时，电磁阀通电，使制动主油路与高压蓄能器连通，而与制动总泵隔离。
本发明的有益效果是：该控制系统对原车制动液压系统和节气门操纵装置的改造能够满足各子系统的功能要求；集成系统主控程序设置了ABS,ASR,ACC各子系统的控制优先级，既实现了信息和资源共享，又确保ABS,ASR,ACC控制功能的相对独立、互不干扰。
附图说明
图1是本发明的ABS/ASR/ACC集成控制系统组成。
图2是本发明的制动液压系统执行机构。
图3是本发明的集成系统主控流程图。
图中：1. AHS进油电磁阀；2.单向阀；3.ABS出油电磁阀；4.制动轮缸；5. ABS回油泵；6. ABS电机；7.低压蓄能器；8、9.压力源切换电磁阀；10.溢流阀；11.高压蓄能器；12.蓄能泵；13.电机；14.压力开关。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，车距传感器测得前方车辆的相对位置和速度，由轮速信号可得各轮转速及车速，发动机转速和节气门开度信号用于ASR和ACC控制逻辑，方向盘转角传感器、油门踏板位置传感器、制动踏板位置传感器用来捕获驾驶员的操作动作，从而实现驾驶员的控制优先权。电控单元(ECU)根据各传感器的信号对当前行车状况做出判断，进而启动相应的控制程序，实现ABS/ASR/ACC集成系统的控制功能。
如图2，在制动总泵和分泵之间安装有Teves MK20-1型ABS压力调节器，该调节器有分别与制动总泵的2个腔相连的2个进油口，以及分别与4个制动轮缸相连的4个出油口。泵体内共有8个二位二通电磁阀，在通往每个制动轮缸4的管路中，各有一个常开的进油阀1和一个常闭的出油阀3，在进油阀上还并联有一个单向阀2，当制动解除时制动轮缸可经此实现快速卸油。低压蓄能器7和回油泵5将出油阀3的出口和进油阀1的入口相连，2个回油泵由一个永磁直流电机驱动。由于各制动轮缸均有单独的进油阀和出油阀，因此该系统可独立调节各车轮的制动为矩。
为了实现ASR,ACC控制所必须的主动制动功能在原车制动液压系统的基础上添加了主动制动供能装置，供能装置由高压蓄能器11,蓄能泵12、电机13、压力开关14,溢流阀10组成，压力开关监测蓄能器中的压力并控制电机的动作以确保蓄能器的压力在规定的范围内。整个供能装置由2个压力源切换电磁阀9与制动主回路隔离。该电磁阀为二位三通阀，在复位状态下使制动主油路与制动总泵连通，而与高压蓄能器隔离；当需要主动制动时，电磁阀通电，使制动主油路与高压蓄能器连通，而与制动总泵隔离。
当驾驶员踩下制动踏板时，各制动轮缸经压力源切换电磁阀和进油阀与总泵连通，轮缸压力随制动踏板的踩下而增高，当集成控制程序判断某一车轮趋于抱死时，即启动ABS压力调节，通过减压、保压、增压等指令控制轮缸压力，使车轮的滑移率保持在一定的范围内。
减压时，进油阀关闭，出油阀打开，制动轮缸中的制动液流入低压蓄能器，与此同时，电机6带动回油泵5，将低压蓄能器中的制动液泵回制动主油路。保压时，进油阀和出油阀均处于关闭状态。增压时，出油阀关闭，进油阀打开，制动主回路中的高压制动液进入制动轮缸。
当集成控制程序处于ASR或ACC控制中，并且需要对车轮实施自主制动时，压力源切换，电磁阀通电，高压蓄能器中的高压制动液经压力源切换电磁阀、分泵进油阀进人轮缸。需要指出的是，ACC和ASR控制下的主动制动具有不同的特点，ACC是同时对4个车轮施加制动，而ASR则通常仅对过分滑转的一侧驱动轮施加制动。Jetta GTX轿车为前轮驱动，因此，当左侧驱动轮发生过分滑转，ASR控制逻辑判定需对其实施主动制动时，应首先关闭右后轮进油阀，再使压力源切换阀8通电，从而在对左前轮进行制动控制时避免右后轮产生制动力。与ABS压力调节过程类似，通过控制进油阀、出油阀的开闭和ABS回油泵的动作，主动制动过程也可独立地对各制动轮缸进行减压、保压和增压，满足ASR,ACC控制逻辑的控制要求。
如图3，ABS,ASR,ACC的3个控制子系统需要共用执行机构，因此必须根据具体的行驶工况来建立控制优先级判断逻辑，进行合理的资源分配。控制状态参数指各控制子系统的当前工作状态(ABS,ASR或ACC)。考虑到ACC主要用于高速公路行驶中，另外，与传统巡航控制不同，其车距控制功能有可能会使车速远低于驾驶员设定的巡航车速，因此，将ACC的工作条件限定为变速器处于最高挡或次高挡，并且车速不低于40km/h。另一方面，汽车在一挡行驶时驱动轮获得的力矩最大，最易于发生滑转，在较高挡位发生滑转的可能性极小，而且，在车速较高时，ASR控制有可能降低汽车的方向稳定性(如在对开路面上进行制动干预，可能会使汽车产生横摆)，故而将ASR控制的工作条件限定为变速器处于一挡或二挡，且车速不高于40km/h。

Claims (3)

1.一种汽车ABS/ASR/ACC集成控制系统，其特征是：所述控制系统中，车距传感器测得前方车辆的相对位置和速度，由轮速信号可得各轮转速及车速，发动机转速和节气门开度信号用于ASR和ACC控制逻辑，方向盘转角传感器、油门踏板位置传感器、制动踏板位置传感器用来捕获驾驶员的操作动作，从而实现驾驶员的控制优先权。
2. 根据权利要求1所述的一种汽车ABS/ASR/ACC集成控制系统，其特征是：所述控制系统中，在制动总泵和分泵之间安装有Teves MK20-1型ABS压力调节器，该调节器有分别与制动总泵的2个腔相连的2个进油口，以及分别与4个制动轮缸相连的4个出油口。
3.根据权利要求1所述的一种汽车ABS/ASR/ACC集成控制系统，其特征是：所述控制系统的供能装置由高压蓄能器11，蓄能泵12、电机13、压力开关14,溢流阀10组成，压力开关监测蓄能器中的压力并控制电机的动作以确保蓄能器的压力在规定的范围内，整个供能装置由2个压力源切换电磁阀9与制动主回路隔离。
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CN110525410A (zh) * 2019-08-23 2019-12-03 芜湖伯特利汽车安全系统股份有限公司 一种车辆冗余行车制动辅助系统
CN110588615A (zh) * 2019-08-28 2019-12-20 安徽理工大学 一种基于电子机械制动集成系统协调控制策略

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