CN109733352A - 电子制动系统及制动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于能双向行驶车辆的电子制动系统，包括：四个制动卡钳分别安装在车辆四个轮胎，两个驻车制动器分别安装在后轴两个车轮上由电子驻车制动器控制，两个电控液压制动系统通过液压管路连接电子稳定控制系统，电子稳定控制系统通过制动管路分别连接四个车轮轮缸，电子稳定控制系统能根据车辆行驶方向控制两个电控液压制动系统输出不同制动力至位于不同制动管路回路的轮缸。本发明能够满足双向行驶车辆对制动系统的需求，无论对于正向行驶还是反向行驶，电控液压制动系统都能够选择合适的制动力分配比例，使得正反向行驶时的实际制动力适应由于行驶方向变化带来的车辆重量分配的变化，大大提高了车辆的安全性，推动当下智能驾驶技术发展。

Description

电子制动系统及制动方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种用于双向行驶汽车的电子制动系统。本发明还涉及一种用于双向行驶汽车的制动方法。

背景技术

自动驾驶汽车Autonomous vehicles；Self-piloting automobile又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。在20世纪已有数十年的历史，21世纪初呈现出接近实用化的趋势。随着自动驾驶汽车的发展，许多新的驾驶理念被提出，双向行驶就是其中一种。将能双向行驶的车辆应用到自动驾驶技术中，能避免很多单向驾驶应用于自动驾驶所要规避的难题，比如车辆调头。在双向行驶车辆的众多技术难题中，双向制动是非常重要的一个环节，急需解决。

多年前汽车还仅限于单纯地追求行驶性能，如今却已经进入以方便、舒适并且尽量简化驾驶方式为主的时代，以至于相应的电子化设备迅速增多。作为汽车中可靠性要求最高的制动系统也不例外，电子行车制动系统在混合动力或电动车领域崭露头角，电子手刹也延伸出一些功能方便驾驶。如图1所示，传统汽车底盘电子制动系统由前后卡钳、制动管路、电控液压制动系统(eBooster)、电子驻车制动系统(EPB)以及电子稳定控制系统(ESC)组成，前卡钳采用双活塞或是缸径大的活塞，满足正向行驶制动时前后轴实际制动力分配的需求分配曲线见图2。

双向驾驶双向制动要求车辆的驱动、制动和转向性能不因驾驶方向不同而有所不同。图1所示，传统汽车底盘电子制动系统无法满足车辆反向行驶时的制动需求，如图2所示，当车辆反向行驶制动时，由于前后轴交换，但制动力分配比例无法交换，实际制动力分配曲线(Beta线)严重偏离理想制动力分配曲线，发生制动时车辆极易发生不稳定，因此需要设一种能够根据车辆行驶方向自动调整轴间制动力分配的双向电子制动系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能用于双向行驶车辆的电子制动系统。

本发明还提供了一种能用于双向行驶车辆的制动方法。

本发明所述的正向行驶、反向行驶、前轴和后轴是相对现有的传统车辆而言的，能双向行驶的车辆对驾乘人员来说上是可以不区分正向、反向、前轴和后轴的。

为解决上述技术问题，本发明提供用于能双向行驶车辆的电子制动系统,包括：四个制动卡钳、两个驻车制动器、制动管路、电子驻车制动器EPB、电子稳定控制系统ESC和两个电控液压制动系统eBooster；

电子驻车制动器EPB：通过内置在其电脑中的纵向加速度传感器来测算坡度，从而可以算出车辆在斜坡上由于重力而产生的下滑力，电脑通过电机对后轮施加制动力来平衡下滑力，使车辆能停在斜坡上。当车辆起步时，电脑通过离合器踏板上的位移传感器以及油门的大小来测算需要施加的制动力，同时通过高速CAN与发动机电脑通讯来获知发动机牵引力的大小。电脑自动计算发动机牵引力的增加，相应的减少制动力。当牵引力足够克服下滑力时，电脑驱动电机解除制动，从而实现车辆顺畅起步。

电子稳定控制系统ESC：汽车电子稳定控制系统是车辆新型的主动安全系统，是汽车防抱死制动系统ABS和牵引力控制系统TCS功能的进一步扩展，并在此基础上,增加了车辆转向行驶时横摆率传感器、侧向加速度传感器和方向盘转角传感器，通过ECU控制前后、左右车轮的驱动力和制动力，确保车辆行驶的侧向稳定性。

电子液压制动系统eBooster或EHB是在传统的液压制动器基础上发展而来的。操纵机构用一个电子式制动踏板替代了传统的液压制动踏板，取消了体积庞大的真空助力器。

所述四个制动卡钳分别安装在车辆四个轮胎，所述两个驻车制动器分别安装在后轴两个车轮上由电子驻车制动器EPB控制，所述两个电控液压制动系统eBooster通过液压管路连接电子稳定控制系统ESC，所述电子稳定控制系统ESC通过制动管路分别连接四个车轮轮缸，所述电子稳定控制系统ESC能根据车辆行驶方向控制两个电控液压制动系统eBooster输出不同制动力至位于不同制动管路回路的制动卡钳。

进一步改进所述电子制动系统,所述四个制动卡钳尺寸相同。常规车辆前轴制动卡钳比后轴卡钳尺寸大(固定比例)，相同制动液压力下产生制动力矩更大，这是为了适应制动时载荷转移导致前轴载荷更大这一事实。本发明的方案使用双eBooster独立控制前后轴制动压力，可以动态分配前后轴制动液压力比例，理论上可以适配任何尺寸比例的前后轴卡钳，采用相同尺寸的前后轴卡钳可以节省基础制动系统的选型、设计工作，对于eBooster控制来说，在行驶方向切换时也不需要考虑前后卡钳尺寸的差异，有利于双eBooster的协调控制。

进一步改进所述电子制动系统,所述四个制动卡钳是双活塞制动卡钳。

进一步改进所述电子制动系统,所述两个驻车制动器是鼓式驻车制动器.

进一步改进所述电子制动系统,所述电子驻车制动器EPB是拉线式电子驻车制动器EPB。鼓式驻车制动器是为了适配拉线式驻车制动器。由于前后轴都是双活塞的行车制动卡钳，而驻车制动卡钳一般都是单活塞，采用鼓式制动器的话避免安装额外的驻车制动卡钳，对于半径较小的车轮有利于基础制动系统的布置设计工作。

进一步改进所述电子制动系统,所述制动管路是H型制动管路，同轴的两个轮胎处于同一制动回路。

进一步改进所述电子制动系统,所述两个电控液压制动系统eBooster主缸均只有一个腔。传统制动助力器主缸有两个腔，分别连接整车的两个制动液压回路。本发明是双eBooster控制，每个eBooster独立控制一个制动回路，因此每个eBooster的主缸只需要一个腔来连接一个制动回路。制动回路是H型，即前轴两个轮缸处于同一回路，后轴两个轮缸处于同一回路。

进一步改进所述电子制动系统,当收到制动请求时，所述两个电控液压制动系统eBooster根据制动力请求和电子稳定控制系统ESC判断出的车辆行驶方向分别计算各自的目标制动液压力输出至于不同制动回路。通过制动力请求判断，比如通常制动力请求的方向即车辆形式方向，电子稳定控制系统ESC可以通过加速度方法判断车辆行驶方向。

本发明提供一种用于能双向行驶的车辆制动方法，包括以下步骤：

1)分别标定车辆以正向和反向行驶时前轴两轮和后轴两轮所需的制动力；由于车辆零件布置的不同，车辆两端的重量是不一致的，比如，发动机布置的一端通常更重。因此，车辆正向和反向行驶时，相对的前轴两轮和后轴两轮的制动力需求是不同的。通过工况标定可以获得正向和反向行驶所需要的制动力。

2)设置第一制动力源和第二制动力源；

3)第一动力源输出制动力至前轴两轮，第二动力源输出制动力至后轴两轮；

4)当车辆正向行驶发生制动时，第一制动力源输出第一制动力至前轴两轮，第二制动力源输出第二制动力至后轴两轮；

当车辆反向行驶发生制动时，第一制动力源输出第三制动力前轴两轮，第二制动力源输出第四制动力至后轴两轮。

本发明主要包括四个双活塞制动卡钳、两个鼓式驻车制动器、H型制动管路、拉线式电子驻车制动器拉线式EPB、电子稳定控制系统ESC以及两个电控液压制动系统eBooster组成。四个相同的双活塞制动卡钳安装在四个车轮上，H型管路表明车辆同轴的两个轮缸是处于同一制动回路的。两个鼓式驻车制动器分别安装在后轴的两个车轮上，与之相对应工作的是拉线式EPB，满足车辆驻车制动需求。两个eBooster的主缸均只有一个腔，通过液压管路与电子稳定控制系统ESC连接，电子稳定控制系统ESC再通过H型管路连接到四个车轮轮缸。与传统车辆通过不同的前后制动卡钳达到制动力分配的方法不同，本发明四个车轮的制动卡钳尺寸完全一样，通过两个电控液压制动系统eBooster对前后轴两个液压回路建立不同的制动液压力来实现制动力分配，车辆行驶方向发生变化时，两个电控液压制动系统eBooster的建压目标比例会随之变化，从而满足双向行驶特性对车辆制动系统的需求。当驾驶员踩下制动踏板，或是有来自制动驾驶控制系统的制动力请求时，两个电控液压制动系统eBooster结合制动力请求和电子稳定控制系统ESC判断出的车辆驾驶方向，分别计算各自的液压力目标，并及时响应这一建压目标，完成制动请求。无论对于正向行驶还是反向行驶，电控液压制动系统eBooster都能够选择合适的制动力分配比例，使得正反向行驶时的实际制动力分配曲线如图2所示。

本发明能够满足双向行驶车辆对制动系统的需求，无论对于正向行驶还是反向行驶，电控液压制动系统eBooster都能够选择合适的制动力分配比例，使得正反向行驶时的实际制动力适应由于行驶方向变化带来的车辆重量分配的变化。本发明大大提高了车辆的安全性，推动当下智能驾驶技术的发展。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是传统汽车制动系统结构示意图。

图2是制动曲线分析效果图。

图3是本发明制动系统第二实施例结构示意图。

附图标记说明

1是双活塞前轴卡钳

2是单活塞后轴卡钳

3是电控液压制动系统

4是电子稳定控制系统

5是电子驻车制动系统

6是H型制动管路

7是拉线式电子驻车制动系统

8是双活塞后卡钳后轴卡钳+鼓式驻车制动器

a是反向开空载I曲线

b是反向开满载I曲线

c是反向开目标beta曲线

d是正向开目标beta曲线

e是正向开满载I曲线

f是正向开空载I曲线

具体实施方式

本发明提供用于能双向行驶车辆的电子制动系统第一实施例,包括：四个制动卡钳、两个驻车制动器、制动管路、电子驻车制动器EPB、电子稳定控制系统ESC和两个电控液压制动系统eBooster；

所述四个制动卡钳分别安装在车辆四个轮胎，所述四个制动卡钳是尺寸相同双活塞制动卡钳，所述两个驻车制动器分别安装在后轴两个车轮上由电子驻车制动器EPB控制，所述两个电控液压制动系统eBooster通过液压管路连接电子稳定控制系统ESC，所述电子稳定控制系统ESC通过制动管路分别连接四个车轮轮缸，所述电子稳定控制系统ESC能根据车辆行驶方向控制两个电控液压制动系统eBooster输出不同制动力至位于不同制动管路回路的制动卡钳。

如图3所示，本发明提供用于能双向行驶车辆的电子制动系统第二实施例,包括：四个制动卡钳、两个驻车制动器、制动管路、电子驻车制动器EPB、电子稳定控制系统ESC和两个电控液压制动系统eBooster；

所述四个制动卡钳分别安装在车辆四个轮胎，所述四个制动卡钳是尺寸相同双活塞制动卡钳，所述两个驻车制动器分别安装在后轴两个车轮上由电子驻车制动器EPB控制，所述电子驻车制动器EPB是拉线式电子驻车制动器EPB，所述两个驻车制动器是鼓式驻车制动器，所述两个电控液压制动系统eBooster通过液压管路连接电子稳定控制系统ESC，所述电子稳定控制系统ESC通过制动管路分别连接四个车轮轮缸，所述制动管路是H型制动管路，同轴的两个轮胎处于同一制动回路,所述电子稳定控制系统ESC能根据车辆行驶方向控制两个电控液压制动系统eBooster输出不同制动力至位于不同制动管路回路的制动卡钳。

本发明提供用于能双向行驶车辆的电子制动系统第三实施例,包括：四个制动卡钳、两个驻车制动器、制动管路、电子驻车制动器EPB、电子稳定控制系统ESC和两个电控液压制动系统eBooster；

所述四个制动卡钳分别安装在车辆四个轮胎，所述四个制动卡钳是尺寸相同双活塞制动卡钳，所述两个驻车制动器分别安装在后轴两个车轮上由电子驻车制动器EPB控制，所述电子驻车制动器EPB是拉线式电子驻车制动器EPB，所述两个驻车制动器是鼓式驻车制动器，所述两个电控液压制动系统eBooster通过液压管路连接电子稳定控制系统ESC，所述电子稳定控制系统ESC通过制动管路分别连接四个车轮轮缸，所述制动管路是H型制动管路，同轴的两个轮胎处于同一制动回路,所述电子稳定控制系统ESC能根据车辆行驶方向控制两个电控液压制动系统eBooster输出不同制动力至位于不同制动管路回路的轮缸。所述两个电控液压制动系统eBooster根据制动力请求和电子稳定控制系统ESC判断出的车辆行驶方向分别计算各自的目标制动液压力输出至于不同制动回路。

本发明提供一种用于能双向行驶的车辆制动方法，包括以下步骤：

1)分别标定车辆以正向和反向行驶时前轴两轮和后轴两轮所需的制动力；由于车辆零件布置的不同，车辆两端的重量是不一致的，比如，发动机布置的一端通常更重。因此，车辆正向和反向行驶时，相对的前轴两轮和后轴两轮的制动力需求是不同的。通过工况标定可以获得正向和反向行驶所需要的制动力。

2)设置第一制动力源和第二制动力源；

3)第一动力源输出制动力至前轴两轮，第二动力源输出制动力至后轴两轮；

4)当车辆正向行驶发生制动时，第一制动力源输出第一制动力至前轴两轮，第二制动力源输出第二制动力至后轴两轮；

当车辆反向行驶发生制动时，第一制动力源输出第三制动力前轴两轮，第二制动力源输出第四制动力至后轴两轮。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电子制动系统,能用于双向行驶的车辆，其特征在于，包括：四个制动卡钳、两个驻车制动器、制动管路、电子驻车制动器(EPB)、电子稳定控制系统(ESC)和两个电控液压制动系统(eBooster)；

所述四个制动卡钳分别安装在车辆四个轮胎，所述两个驻车制动器分别安装在后轴两个车轮上由电子驻车制动器(EPB)控制，所述两个电控液压制动系统(eBooster)通过液压管路连接电子稳定控制系统(ESC)，所述电子稳定控制系统(ESC)通过制动管路分别连接四个车轮轮缸，所述电子稳定控制系统(ESC)能根据车辆行驶方向控制两个电控液压制动系统(eBooster)输出不同制动力至位于不同制动管路回路的制动卡钳。

2.如权利要求1所述电子制动系统,其特征在于：所述四个制动卡钳尺寸相同。

3.如权利要求2所述电子制动系统,其特征在于：所述四个制动卡钳是双活塞制动卡钳。

4.如权利要求1所述电子制动系统,其特征在于：所述两个驻车制动器是鼓式驻车制动器。

5.如权利要求4所述电子制动系统,其特征在于：所述电子驻车制动器(EPB)是拉线式电子驻车制动器(EPB)。

6.如权利要求1所述电子制动系统,其特征在于：所述制动管路是H型制动管路，同轴的两个轮胎处于同一制动回路。

7.如权利要求1所述电子制动系统,其特征在于：所述两个电控液压制动系统(eBooster)主缸均只有一个腔。

8.如权利要求1所述电子制动系统,其特征在于：当收到制动请求时，所述两个电控液压制动系统(eBooster)根据制动力请求和电子稳定控制系统(ESC)判断出的车辆行驶方向分别计算各自的目标制动液压力输出至于不同制动回路。

9.一种制动方法，用于能双向行驶的车辆，其特征在于，包括以下步骤：

1)分别标定车辆以正向和反向行驶时前轴两轮和后轴两轮所需的制动力；

2)设置第一制动力源和第二制动力源；

3)第一动力源输出制动力至前轴两轮，第二动力源输出制动力至后轴两轮；

4)当车辆正向行驶发生制动时，第一制动力源输出第一制动力至前轴两轮，第二制动力源输出第二制动力至后轴两轮；

当车辆反向行驶发生制动时，第一制动力源输出第三制动力前轴两轮，第二制动力源输出第四制动力至后轴两轮。