CN108162941A - 一种ehb电液制动系统制动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种EHB电液制动系统制动控制方法，包括：S1：根据车辆工作状态判断当前制动方式是主动制动还是人工制动；S2：计算当前压力值：S3：轮缸的当前压力值同目标压力值的差值进行压力PID运算得到精确的压力调节值；S4：循环重复步骤S2、S3，实现轮缸制动压力的连续调节。本发明实现电液制动控制系统人工和主动两种方式相结合的控制方法，可以实现更加安全可靠的制动控制，同时也能实现主动制动，并且可以更精准、更快速的建立制动压力。在实现制动控制的同时还实现制动能量回收功能，对于新能源汽车特别是电动汽车提高续驶里程具有很大的意义。

Description

一种EHB电液制动系统制动控制方法

技术领域

本发明涉及制动系统的控制方法，特别是一种EHB电液制动系统制动控制方法。

背景技术

随着新能源汽车和自动驾驶技术的不断发展，汽车底盘制动系统电控技术也不断发展。特别是ADAS、AEB等技术不断在汽车上实用，对制动系统技术的要求也越来越高。需要车辆不仅具有人工制动控制，同时也需要具有自动制动控制功能。EHB电子液压制动系统不同于传统的真空助力制动系统，可以通过电子控制液压系统主缸和轮缸的制动压力，实现主动制动功能。

传统的真空助力液压制动控制系统只能够实现人工制动，是一种被动安全技术，无法避免紧急情况下驾驶员未能及时制动和误操作导致的潜在危险，同时也无法实现ADAS、AEB、RBS所需的主动制动功能。

发明内容

本发明的目的在于解决EHB电液制动系统中人工制动和主动制动的轮缸液压压力跟随闭环控制方法，实现EHB人工制动和主动制动干预的决策判断和制动控制，即可以应用在传统汽车和新能源汽车上能够实现ADAS高级驾驶辅助系统和AEB自动紧急刹车系统，也可以实现电动汽车自动驾驶和制动能量回收的功能。

EHB电液制动系统相比传统的制动系统，减少了真空助力泵，不仅可以实现传统的人工制动，也能够实现主动制动控制功能。本发明在电液制动系统中实现人工和自动两种工作模式的控制功能，适用于具有电子液压制动控制系统的传统燃油汽车和新能源汽车。本发明的主要原理是通过制动控制判断模块综合判断车辆制动方式，再根据人工制动或者主动制动两种不同制动方式进行目标压力跟随闭环控制，实现制动轮缸压力的快速响应来调节不同工况下车辆的制动控制需求。

本发明包括如下步骤：

S1：根据车辆工作状态判断当前制动方式是主动制动还是人工制动；

S2：计算当前压力值：

当前制动方式是人工制动时，ECU根据踏板行程得到轮缸的目标压力值，通过轮缸压力传感器实测得到轮缸的实际压力值并计算轮缸的当前压力值；

当前制动方式是主动制动时，根据ADAS、AEB或自动驾驶控制需求得到目标减速度值，通过车轮轮速传感器计算当前减速度值即实际减速度值，目标减速度值和实际减速度值的差值进行增量PID控制运算得到轮缸的目标压力值，通过轮缸压力传感器实测得到轮缸的实际压力值并计算轮缸的当前压力值；

S3：轮缸的当前压力值同目标压力值的差值进行压力PID运算得到精确的压力调节值；

S4：循环重复步骤S2、S3，实现轮缸制动压力的连续调节。

进一步的，所述步骤S2中，得到轮缸的实际压力值后，先判断是否具有RBS功能：

没有RBS功能时，将轮缸压力传感器实测得到的实际压力值作为当前压力值；

具有RBS功能时，根据整车控制器、回收能量存储电池的条件状态、轮缸的实际压力值及路况条件计算得到当前压力值；

进一步的，所述步骤S1中，根据车辆行驶状态、制动踏板信息和底盘CAN总线提供的主动干预指令信息综合判断制动方式是主动制动还是人工制动。

进一步的，所述步骤S2中，当前制动方式是人工制动时，ECU根据踏板行程通过位移-轮缸压力对比表查询得到轮缸目标压力值。

进一步的，所述人工制动是由ECU电控单元根据制动踏板行程控制电机泵产生制动压力。

进一步的，主动制动时在压力PID闭环控制的基础上增加一个外环即减速度PID控制环实现双闭环PID控制。

进一步的，人工制动时，踏板力、主缸位移及主缸压力实现对踏板模拟制动感觉，不直接参与制动力的输出，轮缸制动压力由电机泵建立，实现制动踏板和轮缸压力的解耦。

进一步的，在备用制动模式下，主缸直接参与制动，实现踏板位移、踏板力到主缸位移、主缸压力和轮缸压力的传递过程。

本领域及本发明涉及到部分缩略词，解释如下：

EHB——ElectroHydraulicBraking电子液压制动系统

ADAS——AdvancedDriverAssistantSystem高级驾驶辅助系统

AEB——AutonomousEmergencyBraking自动制动系统

RBS——RegenerativeBrakingSystem制动能量回收系统

ECU——ElectronicControlUnit电子控制单元

PID——ProportionIntegrationDifferentiation比例积分微分控制

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、实现电液制动控制系统人工制动和主动制动两种方式相结合的控制方法，可以实现更加安全可靠的制动控制，同时也能实现主动制动；

2、基于液压系统轮缸压力跟随的人工和主动制动双闭环控制方法，可以更精准、更快速的建立制动压力；

3、在人工制动或者主动制动方面，制动控制的同时实现制动能量回收功能，对于新能源汽车特别是电动汽车提高续驶里程具有很大的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明控制方法原理示意图。

图2为本发明控制方法流程示意图。

图3为人工制动压力跟随关系图。

图4为主动制动压力计算关系图。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细说明本专利：

EHB电液制动系统相比传统的制动系统，减少了真空助力泵，不仅可以实现传统的人工制动，也能够实现主动制动控制功能。本发明在电液制动系统中实现人工和自动两种工作模式的控制功能，适用于具有电子液压制动控制系统的传统燃油汽车和新能源汽车。本发明的主要原理是通过制动控制判断模块综合判断车辆制动方式，再根据人工或者自动两种不同制动方式进行目标压力跟随闭环控制，实现制动轮缸压力的快速响应来调节不同工况下车辆的制动控制需求。

本发明的控制方法原理框图如图1所示。制动方式控制逻辑判断模块根据车辆工作状态判断当前制动方式是主动制动还是人工制动，目标压力跟随闭环控制器根据不同的制动方式分别进行液压系统建压控制，实现车辆制动系统轮缸制动力的输出。

图2为本发明的控制方法详细流程图，首先制动方式逻辑判断模块决定当前制动方式是主动还是被动人工制动，此判断模块根据车辆行驶状态，制动踏板信息和底盘CAN总线提供的主动干预指令等信息综合判断制动方式。对于人工制动，传统制动方式是驾驶员脚踩制动踏板，制动踏板推杆力与真空助力泵产生的力共同推动主缸活塞，产生液压力，实际上是一个开环控制，踏板行程大小同真空助力泵产生的推力是固定的。本发明的人工制动控制方式，是由ECU电控单元根据制动踏板行程控制电机泵产生制动压力。如图2所示，当驾驶员脚踩制动踏板时，即人工制动方式，ECU根据踏板行程通过软件程序“位移-轮缸压力查询表”模块得到轮缸目标压力值，通过轮缸压力传感器实际测量得到轮缸的实际压力值，在获得实际压力值后，本发明分两种情况得到当前压力值，一种是无RBS制动能量回收，另一种是存在制动能量回收的情况。通过制动能量回收决策2模块判断系统是否具有RBS功能，如没有则将传感器实测的压力值当作当前压力值同目标压力的偏差进行压力PID运算得到精确的压力调节值，由ECU控制电机泵的转速实现对目标压力的不断修正。如果系统具有RBS功能，制动能量回收决策2模块根据整车控制器、回收能量存储电池的条件状态、当前轮缸的压力值及路况条件等综合计算并分配给驱动电机制动力矩和液压制动压力值，将此时的液压制动压力值作为当前压力值同目标压力值的偏差进行压力PID控制运算得到精确的压力调节值。如此周期性反复进行目标压力同当前压力的偏差调节来实现轮缸的快速压力跟随控制。

本发明的主动制动控制方式如图2所示，当系统判断为主动制动模式，其控制方式比人工制动的压力跟随闭环控制复杂，因为主动制动在没有人力踩制动踏板的过程，无法实现踏板位移到压力的跟随控制。主动制动在压力PID闭环控制器的基础上增加一个外环即减速度PID控制环实现双闭环PID控制。主动制动根据ADAS、AEB或者自动驾驶控制需求得到目标减速度值，通过车轮轮速传感器计算得到当前减速度值即实际减速度值，两者的差值进行增量PID控制运算得到轮缸目标压力值。在决定当前压力值时，同人工制动控制一样分两种情况，一种是无RBS制动能量回收，另一种是存在制动能量回收的情况，这个通过图2中的制动能量回收决策1模块处理。当判断无RBS功能时，将轮缸压力传感器测量得到的压力值作为当前压力同减速度PID控制器得到的目标压力值进行差值PID控制，得到调节电机泵的转速控制以实现对制动轮缸的压力偏差控制。而如果系统存在RBS功能时，本发明通过制动能量回收决策模块根据整车控制器、回收能量存储电池的条件状态、当前轮缸的压力值及路况条件等综合计算并分配给驱动电机制动力矩和制动制动的当前压力值，然后再进行压力PID控制得到调节电机泵转速实现轮缸制动压力的调节。

在人工制动控制过程中，通过踏板行程、踏板力、主缸位移、主缸压力到轮缸压力实现制动压力对应踏板位移的跟随控制策略。如图3所示。而本发明中踏板力、主缸位移及主缸压力主要功能是实现对踏板模拟制动感觉，不直接参与制动力的输出，制动力的输出区别于传统真空助力器，是由踏板力和真空助力泵产生的助力的叠加。而是踏板行程对应的轮缸制动压力，轮缸压力完全由电机泵建立，因此实现了制动踏板和轮缸压力的解耦。在备用制动过程中，由于电磁阀的控制主缸直接输出到轮缸，在备用制动模式下，主缸直接参与制动，实现踏板位移、踏板力到主缸位移、主缸压力和轮缸压力的传递过程。

在主动制动过程中，由于没有制动踏板的参与，在控制关系上要简单一些，如图4所示。通过制动减速度到制动扭矩分配再到制动压力这个过程，但是在控制策略上要复杂许多，虽然是制动减速度对应制动压力的过程，但是控制策略需要通过减速度和压力双闭环PID控制才能实现对制动压力的精准控制和更好的控制鲁棒性。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种EHB电液制动系统制动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据车辆工作状态判断当前制动方式是主动制动还是人工制动；

S2：计算当前压力值：

当前制动方式是人工制动时，ECU根据踏板行程得到轮缸的目标压力值，通过轮缸压力传感器实测得到轮缸的实际压力值并计算轮缸的当前压力值；

当前制动方式是主动制动时，根据ADAS、AEB或自动驾驶控制需求得到目标减速度值，通过车轮轮速传感器计算当前减速度值即实际减速度值，目标减速度值和实际减速度值的差值进行增量PID控制运算得到轮缸的目标压力值，通过轮缸压力传感器实测得到轮缸的实际压力值并计算轮缸的当前压力值；

S3：轮缸的当前压力值同目标压力值的差值进行压力PID运算得到精确的压力调节值；

S4：循环重复步骤S2、S3，实现轮缸制动压力的连续调节。

2.根据权利要求1所述的EHB电液制动系统制动控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，得到轮缸的实际压力值后，先判断是否具有RBS功能：

没有RBS功能时，将轮缸压力传感器实测得到的实际压力值作为当前压力值；

具有RBS功能时，根据整车控制器、回收能量存储电池的条件状态、当前轮缸的压力值及路况条件计算并分配给驱动电机的制动力矩和液压制动压力值，将液压制动压力值作为当前压力值。

3.根据权利要求1或2所述的EHB电液制动系统制动控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据车辆行驶状态、制动踏板信息和底盘CAN总线提供的主动干预指令信息综合判断制动方式是主动制动还是人工制动。

4.根据权利要求3所述的EHB电液制动系统制动控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，当前制动方式是人工制动时，ECU根据踏板行程通过位移-轮缸压力对比表查询得到轮缸目标压力值。

5.根据权利要求3所述的EHB电液制动系统制动控制方法，其特征在于，所述人工制动是由ECU电控单元根据制动踏板行程控制电机泵产生制动压力。

6.根据权利要求3所述的EHB电液制动系统制动控制方法，其特征在于，主动制动时在压力PID闭环控制的基础上增加一个外环即减速度PID控制环实现双闭环PID控制。

7.根据权利要求3所述的EHB电液制动系统制动控制方法，其特征在于，人工制动时，踏板力、主缸位移及主缸压力实现对踏板模拟制动感觉，不直接参与制动力的输出，轮缸制动压力由电机泵建立，实现制动踏板和轮缸压力的解耦。

8.根据权利要求7所述的EHB电液制动系统制动控制方法，其特征在于，在备用制动模式下，主缸直接参与制动，实现踏板位移、踏板力到主缸位移、主缸压力和轮缸压力的传递过程。