CN107901900A - 液压缓速制动控制系统及方法 - Google Patents

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赵金光
宋亚召
陈岩
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    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices

Abstract

本发明涉及一种液压缓速制动控制系统及根据该液压缓速制动控制系统实施的液压缓速制动控制方法，所述液压缓速制动控制系统包括：缓速制动使能开关，所述缓速制动使能开关通过驾驶员进行操控用于开启所述液压缓速制动控制系统；制动踏板，所述制动踏板通过驾驶员进行操控用于对车辆进行制动；车速传感器，所述车速传感器用于检测车辆的实时速度；电控单元，所述缓速制动使能开关、所述制动踏板和所述车速传感器分别与所述电控单元联接；液压制动装置，所述液压制动装置与所述电控单元联接，用于在所述电控单元的控制下产生一定的制动力矩。

Description

液压缓速制动控制系统及方法
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，具体地涉及液压缓速制动控制系统及其操作方法。
背景技术
当前缓速器技术多采用电控系统进行控制，驾驶员通过操作缓速制动档位来选择不同的缓速制动力。控制器采集缓速制动档位开关信号，控制缓速器执行机构，不同的档位反映到整车上为不同的制动扭矩。因此，现有技术的缓速器需要驾驶员根据路况，手动操作来选择不同的制动档位，智能化程度低。
发明内容
本发明的目的是至少解决上述问题之一，该目的通过以下技术方案实现：
本发明提出一种液压缓速制动控制系统，所述液压缓速制动控制系统包括：
缓速制动使能开关，所述缓速制动使能开关通过驾驶员进行操控用于开启所述液压缓速制动控制系统；
制动踏板，所述制动踏板通过驾驶员进行操控用于对车辆进行制动；
车速传感器，所述车速传感器用于检测车辆的实时速度；
电控单元，所述缓速制动使能开关、所述制动踏板和所述车速传感器分别与所述电控单元联接；
液压制动装置，所述液压制动装置与所述电控单元联接，用于在所述电控单元的控制下产生车辆所需要的制动力矩。
根据本发明的一种改进，所述液压制动装置包括变量制动泵和油箱。
根据本发明的另一种改进，所述液压制动装置包括制动泵、溢流阀和油箱。
另外，本发明还涉及一种基于上述液压缓速制动控制系统实施的液压缓速制动控制方法，所述液压缓速制动控制方法包括：
通过电控单元判断缓速制动使能开关是否开启，如未开启，则终止车速控制步骤；
如缓速制动使能开关开启，则通过电控单元冻结缓速制动使能开关开启时的车速，同时根据驾驶员踩下的制动踏板的深度计算车速减速度；
通过电控单元基于将制动踏板踩下的时间对得到的车速减速度进行积分计算出车速减速值；
将得到的车速减速值与冻结的车速进行对比，得出驾驶员的意图车速；
根据当前的实时车速与得出的意图车速，计算出所需要的液压制动装置的制动力矩；
使所述液压制动装置输出所需要的制动力矩。
优选地，所述液压制动装置包括变量制动泵和油箱，通过控制所述变量制动泵的排量调节液压制动装置的制动力矩。
根据本发明的一种改进，通过对所述变量制动泵的电磁阀进行电比例控制来控制所述变量制动泵的排量。
进一步优选地，所述液压制动装置包括制动泵、溢流阀和油箱，通过控制所述溢流阀的压力调节液压制动装置的制动力矩。
优选地，通过对所述溢流阀的电磁阀进行电比例控制来控制所述溢流阀的压力。
根据本发明的一种有利的改进，在得出驾驶员的意图车速后，根据当前的实时车速与得出的意图车速，通过PID闭环调节，计算出液压制动装置需要输出的制动力矩。
本发明的优点在于：本发明的液压缓速制动控制系统能够根据驾驶员的操作状态(如踩下制动踏板的深度和时间)推测驾驶员的驾驶意图，计算驾驶员需求的车速，并通过控制液压制动装置，实时自动调节制动扭矩，使整机车速控制在驾驶员需求的车速，智能化程度高。当整车进行缓速制动时，电控单元可根据驾驶员操作推算出驾驶意图，智能地控制液压缓速制动控制系统，实时调节液压制动装置对整车的负扭矩，从而将整车车速控制在驾驶员的意图范围内。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明实施方式的液压缓速制动控制系统的原理示意图；
图2示出了根据本发明实施方式的液压缓速制动控制系统的控制逻辑示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本发明的实施方式，如图1所示，提出一种液压缓速制动控制系统，该液压缓速制动控制系统包括：通过驾驶员操控并能够获得使能信号的缓速制动使能开关、通过驾驶员操控并能够获取制动信号的制动踏板、用于检测车辆的实时速度的车速传感器、电控单元和液压制动装置。其中，缓速制动使能开关、制动踏板和车速传感器分别与电控单元联接；液压制动装置与电控单元联接，用于在电控单元的控制下结合车辆当前的车速和驾驶员的意图车速产生车辆所需的制动力矩。本发明的控制算法集成在电控单元中，实现智能液压缓速制动。
根据本发明的优选的实施方式，液压制动装置包括变量制动泵和油箱，变量制动泵的流量通过电控单元进行控制，变量制动泵优选为可调节流量的电控液压制动泵。
根据本发明的替代的实施方式，液压制动装置包括制动泵、溢流阀和油箱，其中溢流阀的压力通过电控单元进行控制，溢流阀优选为电比例溢流阀。
根据本发明的优选的实施方式，如图1所示，制动泵运转的动力通过发动机经由PTO(Power Take Off，动力输出)装置供给。根据本发明的优选的实施方式，如果CAN(Controller Area Network)总线集成有上述控制信号，如缓速制动使能信号和制动信号，则系统可以通过CAN通讯获取相关信号而不必再配置额外的传感器。
本发明的液压缓速制动控制系统的制动原理为：整车在惯性和重力势能作用下，倒拖制动泵运转，使得高压溢流阀造成液压制动装置的整个液压回路产生很高压力。根据公式扭矩＝压力*泵排量，在产生高压力的作用下液压系统对整车运行产生一个非常大的负扭矩，通过该负扭矩对整车进行制动。整车的动能和重力势能转化为液压系统的热能。
基于以上制动原理，本发明的液压缓速制动控制系统的控制过程如图2所示，具体如下：
-当整车需要进行缓速制动时，驾驶员开启缓速制动开关，使能缓速制动功能，否则液压缓速制动控制系统的液压回路不产生制动扭矩；
-冻结或记录使能时车速传感器检测当前的实际车速，并根据驾驶员踩下的制动踏板的深度计算车辆减速度，该部分操作的目的在于模拟驾驶员的操作意图，制动踏板被踩下越深，车辆的减速度越大；
-基于驾驶员对制动踏板踩下的时间对车辆减速度进行积分，计算出车辆的减速值，将该减速值与冻结时的实际车速做差，计算出驾驶员的意图车速值；
-根据冻结的实际车速值和意图车速值，优选地通过PID(比例-微分-积分)闭环调节，计算出变量制动泵所需的排量或者溢流阀需要达到的压力，通过实时调节液压系统，产生一定的制动扭矩，使车辆的实际车速达到意图车速。比如，当实际车速超出意图车速较大时，增大液压制动装置的制动扭矩从而快速地降低实际车速；当实际车速与意图车速接近时，输出较小的制动力矩从而使车速平缓地下降；当实际车速和意图车速相等时，关闭液压控制系统的缓速制动功能；
-根据上述步骤计算出的变量液压泵或者溢流阀的压力，对液压泵的排量或者溢流阀的压力进行电比例控制，例如通过电磁阀进行电比例控制，使液压缓速制动控制系统符合制动要求。
因此，根据上述本发明的液压缓速制动控制系统的操作步骤，本发明涉及如下液压缓速制动控制系统实施的液压缓速制动控制方法，该液压缓速制动控制方法包括：
通过电控单元判断缓速制动使能开关是否开启，如未开启，则终止车速控制步骤；如缓速制动使能开关开启，则通过电控单元冻结缓速制动使能开关开启时的车速，同时根据驾驶员踩下的制动踏板的深度计算车速减速度；
通过电控单元基于将制动踏板踩下的时间对得到的车速减速度进行积分计算出车速减速值；
将得到的车速减速值与冻结的车速进行对比，得出驾驶员的意图车速；
根据当前的实时车速与得出的意图车速，计算出所需要的液压制动装置的制动力矩；
使液压制动装置输出所需要的制动力矩。
根据本发明的优选的实施方式，通过控制变量制动泵的排量调节液压制动装置的制动力矩。根据本发明的替代的实施方式，通过控制溢流阀的压力调节液压制动装置的制动力矩。优选地，在上述方法中，在得出驾驶员的意图车速后，根据当前的实时车速与得出的意图车速，通过PID闭环调节，计算出所需要的液压制动装置的制动力矩。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种液压缓速制动控制系统，其特征在于，所述液压缓速制动控制系统包括：
缓速制动使能开关，所述缓速制动使能开关通过驾驶员进行操控用于开启所述液压缓速制动控制系统；
制动踏板，所述制动踏板通过驾驶员进行操控用于对车辆进行制动；
车速传感器，所述车速传感器用于检测车辆的实时速度；
电控单元，所述缓速制动使能开关、所述制动踏板和所述车速传感器分别与所述电控单元联接；
液压制动装置，所述液压制动装置与所述电控单元联接，用于在所述电控单元的控制下产生车辆所需要的制动力矩。
2.根据权利要求1所述的液压缓速制动控制系统，其特征在于，所述液压制动装置包括变量制动泵和油箱。
3.根据权利要求1所述的液压缓速制动控制系统，其特征在于，所述液压制动装置包括制动泵、溢流阀和油箱。
4.一种基于根据权利要求1的液压缓速制动控制系统实施的液压缓速制动控制方法，其特征在于，所述液压缓速制动控制方法包括：
通过电控单元判断缓速制动使能开关是否开启，如未开启，则终止车速控制步骤；
如缓速制动使能开关开启，则通过电控单元冻结缓速制动使能开关开启时的车速，同时根据驾驶员踩下的制动踏板的深度计算车速减速度；
通过电控单元基于将制动踏板踩下的时间对得到的车速减速度进行积分计算出车速减速值；
将得到的车速减速值与冻结的车速进行对比，得出驾驶员的意图车速；
根据当前的实时车速与得出的意图车速，计算出所需要的液压制动装置的制动力矩；
使所述液压制动装置输出所需要的制动力矩。
5.根据权利要求4所述的液压缓速制动控制方法，其特征在于，所述液压制动装置包括变量制动泵和油箱，通过控制所述变量制动泵的排量调节液压制动装置的制动力矩。
6.根据权利要求5所述的液压缓速制动控制方法，其特征在于，通过对所述变量制动泵的电磁阀进行电比例控制来控制所述变量制动泵的排量。
7.根据权利要求4所述的液压缓速制动控制方法，其特征在于，所述液压制动装置包括制动泵、溢流阀和油箱，通过控制所述溢流阀的压力调节液压制动装置的制动力矩。
8.根据权利要求7所述的液压缓速制动控制方法，其特征在于，通过对所述溢流阀的电磁阀进行电比例控制来控制所述溢流阀的压力。
9.根据权利要求4所述的液压缓速制动控制方法，其特征在于，在得出驾驶员的意图车速后，根据当前的实时车速与得出的意图车速，通过PID闭环调节，计算出液压制动装置需要输出的制动力矩。
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