CN110962815B - 面向自动驾驶的线控液压制动控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了面向自动驾驶的线控液压制动控制系统及其控制方法,所述系统包括一组制动踏板操作模块、一组液压控制模块、两组增压模块、两组电机驱动控制模块和一组电子控制模块,制动踏板操作模块和增压模块分别与液压控制模块管路连接,两组增压模块实现冗余备份,制动踏板操作模块、增压模块、电机驱动控制模块、液压控制模块分别与电子控制模块信号连接,所述电子控制模块由两组电子控制子模块组成,实现冗余备份;所述控制方法包括:通电无故障状态下的制动控制方法、典型硬件故障下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法。本发明采用多增压模块、多传感器和多电子控制模块的冗余架构,满足高级别自动驾驶对制动控制系统的需求。
Description
技术领域
本发明属于智能电动汽车或智能网联汽车的线控制动技术领域,具体涉及一种面向自动驾驶的线控液压制动控制系统及其控制方法。
背景技术
随着当前智能网联汽车技术的发展,新能源汽车L1、L2级的自动驾驶功能已日臻成熟,L3级及以上级别的自动驾驶技术正在逐步开发中,同时面向L3级及以上级别的自动驾驶线控制动系统已初步开始进行探索。面向L3级及以上级别的自动驾驶线控制动系统需能够实现制动系统的冗余控制,即在制动系统出现故障后,制动系统仍能保证车辆具有良好的制动效能,同时制动系统也需要满足自动驾驶下的各种工况需求。
目前,德国博世2019年投产L1/L2级自动驾驶线控制动产品“iBooster+ESC”,采用电机与传动机构推动主缸活塞制动与以及ESC电机推动泵制动的冗余方案,电子制动失效时由人力制动。德国大陆L3级自动驾驶线控制动产品“MKC1+MK100HBE”,采用电机与传动机构推动副主缸活塞制动与MK100HBE电机泵制动的冗余方案,电子制动失效时由人力制动。
上述方案中,当电机与传动机构故障无法使用时,由电机泵进行冗余,但电机泵受限于当前技术,其不可长时间使用,且上述构型在进行制动减压时存在液压冲击产生的振动传递至车辆前舱防护板,驾驶员容易感知到振动,影响驾驶员感觉。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题,本发明提供了一种线控液压制动控制系统及其控制方法,采用多增压单元、多传感器和多电子控制模块等冗余架构,来满足面向L3级及以上级别的自动驾驶对制动控制系统的需求,同时采用缓振单元来降低制动减压过程中的振动。结合说明书附图本发明的技术方案如下:
面向自动驾驶的线控液压制动控制系统,包括:一组制动踏板操作模块、一组液压控制模块、两组增压模块、两组电机驱动控制模块和一组电子控制模块;
所述制动踏板操作模块与液压控制模块管路连接,以实现将制动踏板动作转化为制动液压力信号传递至液压控制模块,制动踏板操作模块与电子控制模块信号连接,电子控制模块一方面接收制动踏板操作模块的状态信号,另一方面向制动踏板操作模块发送控制信号控制制动踏板操作模块中阀组动作,以实现相应控制油路的导通或关闭;
所述两组增压模块分别与液压控制模块管路连接,其中一组增压模块单独或两组增压模块同时向液压控制模块单独提供制动增压,两组增压模块分别与电子控制模块信号连接,电子控制模块一方面接收增压模块的状态信号,另一方面向增压模块发送控制信号控制增压模块中阀组动作,以实现相应控制油路的导通或关闭;
所述两组电机驱动控制模块与两组增压模块一一对应信号连接,两组电机驱动控制模块分别与电子控制模块信号连接,电子控制模块信号向电机驱动控制模块发送控制信号,进而控制对应的增压模块中电机运行,实现增压制动;
所述电子控制模块还与液压控制模块信号连接,电子控制模块一方面接收液压控制模块的状态信号,另一方面向液压控制模块发送控制信号控制液压控制模块中阀组动作,以实现相应控制油路的导通或关闭;
所述电子控制模块由两组电子控制子模块组成,两组电子控制子模块电信号连接,以实现电子控制子模块冗余备份。
进一步地,所述制动踏板操作模块包括:制动踏板、制动踏板位移双传感器、输入推杆、制动开关、制动主缸、踏板机构电磁阀组、踏板感觉模拟器和储油杯;
制动踏板通过输入推杆与制动主缸机械连接,制动主缸一侧与储油杯管路连接,另一侧通过踏板机构电磁阀组与液压控制模块管路连接,踏板感觉模拟器通过踏板机构电磁阀组与制动主缸管路连接;
踏板机构电磁阀组与电子控制模块信号连接,制动踏板位移双传感器安装在制动踏板上,制动踏板位移双传感器与电子控制模块信号连接,制动开关与输入推杆机械连接,制动开关与电子控制模块信号连接。
进一步地,所述液压控制模块包括:主油路、进液压力调节电磁阀组、出液电磁阀组、泵电机与液压泵单元、低压蓄能器、缓振单元、制动轮缸单元、压力传感器单元;
进液压力调节电磁阀组通过主油路与踏板机构电磁阀组管路连接,进液压力调节电磁阀组还通过主油路分别与两组增压模块中的隔离电磁阀组管路连接,制动轮缸单元一侧通过进液压力调节电磁阀组与主油路相连,另一侧通过出液电磁阀组依次与缓振单元和低压蓄能器管路连接,从出液电磁阀组流出的制动液油经缓振单元缓冲后快速进入低压蓄能器,实现制动轮缸快速减压,泵电机与液压泵单元中,液压泵一侧与低压蓄能器管路连接,另一侧与主油路相连形成液压回路;
进液压力调节电磁阀组与电子控制模块信号连接,出液电磁阀组与电子控制模块信号连接,泵电机与液压泵单元中,泵电机与电子控制模块信号连接,压力传感器单元与制动轮缸单元对应安装连接,压力传感器单元与电子控制模块信号连接。
进一步地,两组增压模块的组成结构及连接关系均相同;
所述增压模块包括:电机、电机转子角位移双传感器、传动机构、直线位移传感器、输出推杆、增压主缸、隔离电磁阀组和储油杯;
电机依次通过传动机构和输出推杆与增压主缸机械连接,增压主缸一侧与储油杯管路连接,另一侧通过隔离电磁阀组与液压控制模块中的主油路相连;
隔离电磁阀组与电子控制模块信号连接,电机转子角位移双传感器安装在电机内侧并与电机电连接,电机转子角位移双传感器与电子控制模块信号连接,直线位移传感器与输出推杆机械连接,直线位移传感器与电子控制模块信号连接。
进一步地,所述电机驱动控制模块包括:依次电连接的电流传感器、控制电路和驱动电路;
电机驱动控制模块分别与电子控制模块和增压模块信号连接,电子控制模块将电机控制信号经电机驱动控制模块发送至增压模块中,进而控制增压模块中的电机运行,电流传感器检测增压模块中电机的运行状态,并将电流信号发送至电子控制模块,以检测电机的电流输出状态。
进一步地,所述电子控制模块由主电子控制子模块和副电子控制子模块组成,主电子控制子模块和副电子控制子模块分别均包括:中央处理单元、电源单元、故障诊断单元、信号采集处理单元和控制信号输出单元;
电源单元分别与中央处理单元、故障诊断单元、信号采集处理单元和控制信号输出单元电连接,实现向各单元供电;
故障诊断单元与中央处理单元电信号连接,用于将制动控制系统故障信号发送至中央处理单元;
信号采集处理单元与中央处理单元电信号连接,用于接收制动踏板操作模块、液压控制模块、增压模块以及电机驱动控制模块发送至电子控制模块的信号,并将接收到的信号发送至中央处理单元;
控制信号输出单元与中央处理单元电信号连接,中央处理单元接收故障诊断单元和信号采集处理单元发送的信号,并对信号信息做进一步分析和处理,进而生成控制信号,并将控制信号通过控制信号输出单元向制动踏板操作模块、液压控制模块、增压模块以及电机驱动控制模块发送相应的控制信号,控制各模块中相应的受控元件动作。
面向自动驾驶的线控液压制动控制系统的控制方法,所述控制方法包括:通电无故障状态下的制动控制方法、典型硬件故障下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法;
1、所述通电无故障状态下的制动控制方法如下:
1.1、感知阶段:
所述制动控制系统通电,电子控制模块对制动系统进行故障自检,确定无故障后,电子控制模块读入制动踏板操作模块、液压控制模块、增压模块、电机驱动控制模块中各传感器信号及控制指令,并进入判断阶段;
1.2、判断阶段:
所述电子控制模块依次对车辆驾驶模式、制动模式以及所需的制动进行判断,然后进入决策阶段;
1.3、决策阶段:
所述电子控制模块根据确定的车辆所需制动功能,进行车辆典型制动工况控制决策,完成相关制动执行部件控制率信号和驱动率信号的计算输出,并进入执行阶段;
1.4、执行阶段:
电子控制模块将制动执行部件控制率信号和驱动率信号发送至液压控制模块和增压模块中的执行部件,执行部件根据电子控制模块发出的控制率信号和驱动率信号后,开始执行相应的动作来进行制动,液压油经增压模块进入液压控制模块,实现对制动轮缸进行增压制动,与此同时,电子控制模块根据液压控制模块发送的制动轮缸单元的制动压力信号,判断其是否达到目标压力,如果未达到目标压力,则执行部件继续保持动作;当制动压力达到目标压力后,则对结束标志位进行判断,如为未达到结束标志位,则返回感知阶段,重新开始,继续进行下一轮制动控制过程;如果达到结束标志位,则制动结束;
2、典型硬件故障下的制动控制方法如下:
2.1、感知阶段:
所述制动控制系统通电,电子控制模块对制动系统进行故障自检,确定制动系统存在典型硬件故障后,制动控制系统进入冗余控制模式,电子控制模块对典型硬件故障进行分析并对典型硬件故障进行分级,针对不同等级典型硬件故障进行制动冗余控制,并进入决策阶段;
2.2、决策阶段:
所述电子控制模块在前述的通电无故障状态下确定的车辆所需的制动功能基础上,结合针对不同等级故障的制动冗余控制,进行车辆典型制动工况控制决策,完成相关制动执行部件控制率信号和驱动率信号的计算输出,并进入执行阶段;
2.3、执行阶段:
电子控制模块将制动执行部件控制率信号和驱动率信号发送至液压控制模块和增压模块中的执行部件,执行部件根据电子控制模块发出的控制率信号和驱动率信号后,开始执行相应的动作来进行制动,液压油经增压模块进入液压控制模块,实现对制动轮缸进行增压制动,与此同时,电子控制模块根据液压控制模块发送的制动轮缸单元的制动压力信号,判断其是否达到目标压力,如果未达到目标压力,则执行部件继续保持动作;当制动压力达到目标压力后,则对结束标志位进行判断,如为未达到结束标志位,则返回感知阶段,重新开始,继续进行下一轮制动控制过程;如果达到结束标志位,则制动结束;
3、断电失效状态下的制动控制方法如下:
3.1、感知阶段:
所述制动控制系统上电失败或制动控制系统断电时,制动控制系统将进入断电失效控制模式,并进入执行阶段;
3.2、执行阶段:
驾驶员踩踏制动踏板进行制动踏板制动,制动液经制动踏板操作模块直接进入液压控制模块,实现通过制动轮缸济宁制动,直至车辆减速至停车。
进一步地,步骤1.2中,所述电子控制模块依次对车辆驾驶模式、制动模式以及所需的制动进行判断的具体过程如下:
首先对车辆驾驶模式进行判断,所述车辆驾驶模式分为:驾驶员驾驶模式、车辆自动驾驶模式和非驾驶工况;
确定车辆驾驶模式后,当驾驶模式为驾驶员驾驶模式或车辆自动驾驶模式时,则继续进行制动模式判断,当驾驶模式为非驾驶工况时,则返回至感知阶段,继续读入传感器信号和控制指令;
在进行制动模式判断中,驾驶员驾驶模式下的制动模式分为驾驶员制动和主动制动,驾驶员制动;车辆自动驾驶模式下的制动模式分为车辆自动驾驶制动和非制动工况;
当确定在驾驶员制动模式、主动制动模式或车辆自动驾驶制动模式下后,继续对车辆所需要的制动功能进行判断,驾驶员制动模式下的制动功能包括:常规制动、再生制动、ABS制动、ESC制动和TCS制动;主动制动模式下的制动功能包括:ACC制动、AEB制动和LKA制动;车辆自动驾驶制动模式下的制动功能包括:常规制动、再生制动、ABS制动、ESC制动、TCS制动、ACC制动、AEB制动和LKA制动;当判断确定在非制动工况下,则返回至感知阶段,继续读入传感器信号和控制指令;
进一步地,所述判断制动系统是否存典型硬件故障的具体过程如下:
首先在制动系统正常工作模式下,对制动控制系统中的各模块中的各个传感器测量信号及其对应关系进行标定,并确定驾驶员机械制动最大制动压力;
将制动控制系统典型硬件故障分为制动踏板操作模块故障、增压模块故障、液压控制模块故障和电子控制模块故障;其中:
所述制动踏板操作模块故障判断过程为:当制动踏板操作模块中,制动踏板位移双传感器测量值不一致时,判定制动踏板位移双传感器中的一个制动踏板位移传感器故障;当制动踏板位移双传感器测量值一致,但制动踏板位移双传感器测量位移与制动压力对应的制动踏板位移标定值不一致时,判定双制动踏板位移传感器故障。
所述增压模块故障判断过程为:电机驱动控制模块中电流传感器检测到增压模块中电机无电流输出时,判定电机出现失效故障,电机失效故障包括电机转子故障和电机定子故障;当电机角位移双传感器的测量角位移和制动压力对应的电机转子角位移标定值不一致时,判定电机角位移双传感器故障;当增压模块中,直线位移传感器的测量直线位移与制动压力对应的输出推杆直线位移标定值不一致时,判定直线位移传感器故障;
所述液压控制模块故障判断过程为:当制动轮缸单元中同一制动轮缸对应的压力传感器单元中的压力双传感器测量值不一致时,判定压力双传感器中的一个传感器故障;当制动轮缸单元中同一制动轮缸对应的压力传感器单元中的压力双传感器测量值一致,但压力双传感器与制动压力对应的压力标定值不一致时,判定压力双传感器故障;
电子控制模块故障判断过程为:所述电子控制模块中,主电子控制子模块正常工作时,向副电子控制子模块发出使能信号,使副电子控制子模块处于备份冗余模式;当主电子控制子模块无法正常向副电子控制子模块发出使能信号,副电子控制子模块由备份冗余模式转为正常工作模式,接管制动控制系统时,判定主电子控制子模块故障;当整车控制器接收到的制动控制系统信号异常,则判定主电子控制子模块和副电子控制子模块均发生故障。
所述电子控制模块对典型硬件故障进行分析并对典型硬件故障进行分级的方法如下:
在对上述制动控制系统典型硬件故障的严重度、暴露率和可控性这三个基本要素分析的基础上,对上述制动控制系统典型硬件故障进行三个等级划分,其中,一级故障对制动控制系统影响最小,三级故障对制动控制系统影响最大,二级故障介于前两者之间;
一级故障包括:单制动踏板位移传感器故障、电机角位移传感器故障、传动机构直线位移传感器故障、单压力传感器故障和主电子控制模块故障;
二级故障包括:电机转子故障、电机定子故障和双压力传感器故障;
三级故障包括:双制动踏板位移传感器故障、主/副电子控制模块均故障、增压单元电机全部失效和制动控制系统上电失败/系统断电;
更进一步地,所述针对不同等级典型硬件故障进行制动冗余控制的方法如下:
针对一级故障:制动控制系统屏蔽故障信号,制动执行部件按通电无故障状态下的制动功能需求继续工作;
针对二级故障:当电机出现转子故障或定子故障,出现故障的增压模块关闭相应的隔离阀组,另一增压模块根据通电无故障状态下的制动需求继续进行制动,同时,制动控制系统向整车控制器发出警报,确保车辆的安全;
针对二级故障:当压力双传感器均出现故障,电子控制模块将故障压力传感器的输入信号屏蔽,制动执行部件继续按通电无故障状态工作,并通过其他传感器信息间接获取制动压力,同时制动控制系统向整车控制器发出警报,确保车辆的安全;
针对三级故障:当制动踏板位移双传感器故障,首先驾驶员进行踏板机械制动,压力传感器测量出制动压力,由此压力值获取制动踏板位移值,然后根据此位移值判断实际所需目标制动压力值,驾驶员在完成机械制动后,制动踏板操作模块中的踏板机构电磁阀组关闭,以将制动主缸与液压控制模块中的主油路隔离开来,增压模块根据目标压力值开始进行辅助增压,直至压力达到目标压力值,同时,制动控制系统还需要向整车控制器发出警报,确保车辆的安全;
针对三级故障:当主电子控制子模块与副电子控制子模块均故障,驾驶员进行踏板机械制动,直至踏板机械制动所能达到的最大制动力,并保持最大机械制动力直至车辆停至安全地带;
针对三级故障,当制动控制系统增压单元电机全部失效,驾驶员进行连续踏板机械制动,每次制动时,电子控制模块控制液压控制模块中的进液压力调节阀进行开闭来实现对应的制动轮缸增压或保压,直至驾驶员最大踩踏力下机械制动所能达到的最大制动力,并保持最大机械制动力直至车辆停至安全地带;
针对三级故障,当制动控制系统上电失败、制动控制系统断电或整车突发性断电时,驾驶员需踩踏制动踏板来进行踏板机械制动,直至机械制动所能达到的最大制动力,并保持最大机械制动力直至车辆停至安全地带。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明所述的线控液压制动控制系统采用电机驱动制动和驾驶员手动液压制动两种制动形式,在实现常规线控制动的同时,亦可实现车辆制动控制系统典型硬件故障冗余制动或系统断电失效时的失效制动。
2、本发明所述的线控液压制动控制系统采用多传感器、多增压单元和多电子控制模块等多冗余框架,使制动控制系统具有更高的冗余容错性,满足了自动驾驶对于制动安全的需求。
3、本发明所述的线控液压制动控制系统可在无驾驶员参与的情况下,由电子控制模块内的相关控制程序实现车辆的常规制动或ABS制动,并可根据车辆相关传感器的信号,对车辆状态进行判断,实现TCS工况、ESC工况、ACC工况及AEB工况等相关工况下的制动功能。
4、本发明所述的线控液压制动控制系统实现了制动主缸和制动轮缸的全解耦,能够实现电动汽车或者混合动力汽车再生制动功能。
5、本发明所述的线控液压制动控制系统既可以在系统通电有效状态下实现线控制动,又能够在系统典型硬件故障下的冗余制动,并能保证在断电失效的情况下实现断电失效制动,确保了行车安全。
附图说明
图1为本发明所述线控液压制动控制系统结构组成示意框图;
图2为本发明所述线控液压制动控制系统的控制方法流程框图;
图3为本发明所述线控液压制动控制系统故障树分析图;
图4为本发明所述线控液压制动控制系统的具体连接结构示意图;
图5为本发明所述线控液压制动控制系统中,缓振单元在初始状态下的内部结构示意图;
图6为本发明所述线控液压制动控制系统中,缓振单元在大压差缓振时的内部结构示意图;
图7为本发明所述线控液压制动控制系统采用方式一进行制动增压的液路图;
图8为本发明所述线控液压制动控制系统采用方式二进行制动增压的液路图;
图9为本发明所述线控液压制动控制系统在进行制动保压时的液路图;
图10为本发明所述线控液压制动控制系统在进行制动减压时的液路图;
图11为本发明所述线控液压制动控制系统在驾驶员踩踏制动踏板进行机械制动的液路图;
图中:
1电子控制模块, 2增压主缸壳体, 3,第一弹簧, 4第一活塞,
5第二弹簧, 6第二活塞, 7输入推杆, 8传动机构,
9电机, 10第一角位移传感器, 11第二角位移传感器, 12第一位移传感器,
13第二隔离阀, 14第一隔离阀, 15制动主缸缸体, 16第三弹簧,
17第三活塞, 18第四弹簧, 19第四活塞, 20输入推杆,
21第二位移传感器, 22第三位移传感器, 23制动踏板, 24踏板感觉模拟器,
25制动开关, 26模拟器隔离阀, 27第三隔离阀, 28第四隔离阀,
29第一压力双传感器, 30第二压力双传感器, 31第三压力双传感器, 32第四压力双传感器,
33第一进液阀, 34第二进液阀, 35第三进液阀, 36第四进液阀,
37泵电机, 38第一液压泵, 39第二液压泵, 40第一低压蓄能器,
41第二低压蓄能器, 42第一出液阀, 43第二出液阀, 44第三出液阀,
45第四出液阀, 46第一轮缸, 47第二轮缸, 48第三轮缸,
49第四轮缸, 50储油杯, 51第一主油路, 52第二主油路,
53第一缓振单元, 54第二缓振单元;
001缓振单元座体, 002进油口, 003阶梯活塞, 004活塞密封圈,
005通气孔, 006缓振弹簧, 007出油口, 008阻尼间隙;
A1第一增压模块, A2第二增压模块, B压力调节阀组, C踏板机构电磁阀组,
D压力传感器单元;
Ⅰ第一内腔, Ⅱ第二内腔, Ⅲ第三内腔, Ⅳ第四内腔。
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程,结合说明书附图,本发明的具体实施方式如下:
如图1所示,本发明公开了一种面向自动驾驶的线控液压制动控制系统,包括:一组制动踏板操作模块、一组液压控制模块、两组增压模块、两组电机驱动控制模块和一组电子控制模块。
所述制动踏板操作模块包括:制动踏板、制动踏板位移双传感器、输入推杆、制动开关、制动主缸、踏板机构电磁阀组、踏板感觉模拟器和储油杯;其中:
制动踏板通过输入推杆与制动主缸机械连接,将制动踏板的动能转化为制动主缸内部的液压势能;
制动主缸一侧与储油杯管路连接,另一侧通过踏板机构电磁阀组与液压控制模块管路连接,实现通过制动主缸向液压控制模块输出液压制动力;
踏板感觉模拟器通过踏板机构电磁阀组与制动主缸管路连接,实现踏板感觉模拟;
踏板机构电磁阀组与电子控制模块信号连接,电子控制模块将踏板油路控制信号发送至踏板机构电磁阀组,控制踏板机构电磁阀组中的电磁阀动作,实现踏板油路导通或断开;其中,所述踏板油路包括制动主缸与踏板感觉模拟器之间的油路,以及制动主缸与液压控制模块之间的油路;
制动踏板位移双传感器安装在制动踏板上,用于采集制动踏板位移信号,制动踏板位移双传感器与电子控制模块信号连接,制动踏板位移双传感器将采集到的制动踏板位移信号发送至电子控制模块;
制动开关与输入推杆机械连接,用于采集输入推杆动作信号,制动开关与电子控制模块信号连接,制动开关将采集到的输入推杆动作信号发送至电子控制模块。
所述液压控制模块包括:主油路、进液压力调节电磁阀组、出液电磁阀组、泵电机与液压泵单元、低压蓄能器、缓振单元、制动轮缸单元、压力传感器单元;其中:
进液压力调节电磁阀组通过主油路与踏板机构电磁阀组管路连接,实现液压控制模块与制动踏板操作模块相连;进液压力调节电磁阀组还通过主油路分别与两组增压模块中的隔离电磁阀组管路连接,实现液压控制模块与增压模块相连;
制动轮缸单元一侧通过进液压力调节电磁阀组与主油路相连,通过进液压力调节电磁阀组中的电磁阀动作,实现进液油路导通、进液油路断开或控制进液油路的液油流量,进而控制并调节流入制动轮缸内的制动液油量,实现增压制动;其中,所述进液油路包括制动轮缸单元与制动踏板操作模块之间的油路,以及制动轮缸单元与增压模块之间的油路;
制动轮缸单元另一侧通过出液电磁阀组依次与缓振单元和低压蓄能器管路连接,通过出液电磁阀组中的电磁阀动作,实现出液油路导通或出液油路断开,且从出液电磁阀组流出的制动液油经缓振单元缓冲后快速进入低压蓄能器,实现制动轮缸快速减压;其中,所述进液油路是指制动轮缸单元与缓振单元之间的油路;
进液压力调节电磁阀组与电子控制模块信号连接,电子控制模块将进液油路控制信号发送至进液压力调节电磁阀组,进而控制进液压力调节电磁阀组中的电磁阀动作;
出液电磁阀组与电子控制模块信号连接,电子控制模块将出液油路控制信号发送至出液电磁阀组,进而控制出液电磁阀组中的电磁阀动作;
泵电机与液压泵单元中,液压泵一侧与低压蓄能器管路连接,另一侧与主油路相连形成液压回路,且泵电机与液压泵单元中,泵电机与电子控制模块信号连接,电子控制模块将低压控制信号发送至泵电机,进而通过泵电机驱动液压泵在低压蓄能器中建立低压。
压力传感器单元与制动轮缸单元对应安装连接,用于采集制动轮缸单元中各制动轮缸对应的制动压力信号,压力传感器单元与电子控制模块信号连接,压力传感器单元将采集到的制动压力信号发送至电子控制模块。
所述增压模块包括:电机、电机转子角位移双传感器、传动机构、直线位移传感器、输出推杆、增压主缸、隔离电磁阀组和储油杯;其中:
电机依次通过传动机构和输出推杆与增压主缸机械连接实现增压动力输出及传递;
增压主缸一侧与储油杯管路连接,另一侧通过隔离电磁阀组与液压控制模块中的主油路相连,通过增压模块向液压控制模块输出液压力,实现增压制动;
隔离电磁阀组与电子控制模块信号连接,电子控制模块将增压油路控制信号发送至隔离电磁阀组,控制隔离电磁阀组中的电磁阀动作,实现增压油路导通或断开;其中,所述增压油路是指增压主缸与液压控制模块之间的油路;
电机转子角位移双传感器安装在电机内侧并与电机电连接,用于采集电机转子角位移信号,电机转子角位移双传感器与电子控制模块信号连接,电机转子角位移双传感器将采集到的电机转子角位移信号发送至电子控制模块;
直线位移传感器与输出推杆机械连接,用于采集输出推杆位移信号,直线位移传感器与电子控制模块信号连接,直线位移传感器将采集到的输出推杆位移信号发送至电子控制模块。
两组增压模块的组成结构及连接关系均相同,两组所述电机驱动控制模块与两组增压模块一一对应,所述电机驱动控制模块包括:依次电连接的电流传感器、控制电路和驱动电路;电机驱动控制模块分别与电子控制模块和增压模块信号连接,电子控制模块将电机控制信号经电机驱动控制模块发送至增压模块中,进而控制增压模块中的电机运行;其中电流传感器检测增压模块中电机的运行状态,并将电流信号发送至电子控制模块,进而检测电机是否出现故障。
所述电子控制模块由组成结构均相同的主电子控制子模块和副电子控制子模块组成,主电子控制子模块和副电子控制子模块分别均包括:中央处理单元、电源单元、故障诊断单元、信号采集处理单元和控制信号输出单元;其中:
电源单元分别与中央处理单元、故障诊断单元、信号采集处理单元和控制信号输出单元电连接,实现向各单元供电;
故障诊断单元与中央处理单元电信号连接,用于将制动控制系统故障信号发送至中央处理单元;
信号采集处理单元与中央处理单元电信号连接,用于接收制动踏板操作模块、液压控制模块、增压模块以及电机驱动控制模块发送至电子控制模块的信号,并将接收到的信号发送至中央处理单元;
控制信号输出单元与中央处理单元电信号连接,中央处理单元接收故障诊断单元和信号采集处理单元发送的信号,并对信号信息做进一步分析和处理,进而生成控制信号,并将控制信号发送至控制信号输出单元,通过控制信号输出单元向制动踏板操作模块、液压控制模块、增压模块以及电机驱动控制模块发送相应的控制信号,控制各模块中相应的受控元件动作;
上述电子控制模块中,主电子控制子模块与副电子控制子模块之间通过电路传递信号,当主电子控制子模块正常工作时,主电子控制子模块向副电子控制子模块发出使能信号,使副电子控制子模块处于备份冗余模式;当主电子控制子模块出现故障时,主电子控制子模块无法正常发出使能信号,此时,副电子控制子模块将由备份冗余模式转为正常工作模式,接管制动控制系统。
所述电子控制模块通过电路实现与制动踏板操作模块、电机驱动控制模块、增压模块和液压控制模块之间的信号采集与输出,由此完成对制动控制系统的控制;所述制动踏板操作模块与增压模块、液压控制模块间通过相应的液压制动管路实现机械连接。
如上所述,本发明所述制动控制系统通过采用双增压模块、双电子控制模块以及多传感器单元的硬件备份冗余来满足自动驾驶对制动系统的要求,由此扩展开来的采用多传感器、多增压模块及多电子控制模块亦能满足自动驾驶对制动系统的需求,其构成部件、连接方式亦可由本专利得出,本专利在此不在对多硬件冗余备份制动系统进行论述。
如图4所示,本发明面向自动驾驶的线控液压制动控制系统的具体构型结构如下:
所述制动踏板操作模块中,制动踏板位移双传感器由第二位移传感器21和第三位移传感器22组成,制动主缸由主缸壳体15、第三弹簧16、第三活塞17、第四弹簧18和第四活塞19组成,踏板机构电磁阀组C由模拟器隔离阀26、第三隔离阀27及第四隔离阀28组成。
其中:
所述制动踏板23的下端与输入推杆20的一端相连,输入推杆20的另一端伸入主缸壳体15中与第四活塞19一侧相连接,第四活塞19的另一端与第四弹簧18连接,第四弹簧18的另一端与第三活塞17相抵,第三活塞17的另一端与第三弹簧16相接触,第三弹簧16的另一端与主缸壳体15的内壁相抵,所述主缸壳体15的内腔被分隔出两个腔体,其中,所述第三活塞17与主缸壳体15在第三弹簧16一侧密封形成第三内腔Ⅲ,所述第三活塞17与第四活塞19在第四弹簧18一侧密封形成第四内腔Ⅳ,所述踏板推杆20推动第四活塞19,在主缸壳体15内做直线运动。所述第二位移传感器21和第三位移传感器22均安装在制动踏板23的上端,通过位移双传感器的形式监测制动踏板23的位移;所述制动开关25安装在踏板推杆20上。
所述主缸壳体15在第三内腔Ⅲ向外引出两个油口,其中,第一个油口在靠近第三活塞17侧通过管路连接至储油杯50,第二个油口在远离第三活塞17侧通过管路经第四隔离阀28连接至液压控制模块中主油路的第一主油路51;所述制动主缸缸体15在第四内腔Ⅳ向外引出三个油口,其中,第一个油口在靠近第四活塞19侧通过管路连接至储油杯50,第二个油口在远离第四活塞19侧通过管路经模拟器隔离阀26连接至踏板感觉模拟器24,第三个油口在远离第四活塞19侧通过管路经第三隔离阀27连接至液压控制模块中主油路的第二主油路52;其中,模拟器隔离阀26用于控制第四内腔Ⅳ和踏板感觉模拟器24内的液体双向流动,第三隔离阀27用于控制第四内腔Ⅳ与第二主油路52之间的液体双向流动,第四隔离阀28用于控制第三内腔Ⅲ与第一主油路51之间的液体双向流动;在初始断电状态下,模拟器隔离阀26处于关闭状态,第三隔离阀27和第四隔离阀28处于导通状态。
所述两组增压模块分别为第一增压模块A1和第二增压模块A2,第一增压模块A1和第二增压模块A2组成结构及连接关系均相同,以第一增压模块A1为例,所述第一增压模块A1中,直线位移传感器为第一直线位移传感器12,电机转子角位移双传感器由第一角位移传感器10和第二角位移传感器11组成,增压主缸由增压主缸缸体2、第一弹簧3、第一活塞4、第二弹簧5和第二活塞6组成,隔离电磁阀组由第一隔离阀14和第二隔离阀13组成。
其中:
电机9的输出端与传动机构8的动力输入端传动连接,传动机构8的动力输出端与输出推杆7一端连接,输出推杆7另一端伸入副主缸缸体2内与第二活塞6一侧连接,第二活塞6的另一端与第二弹簧5的一端连接,第二弹簧5的另一端与第一活塞4一端相抵,第一活塞4的另一端与第一弹簧3相接触,第一弹簧3的另一端与副主缸缸体2的内壁相抵,所述增压主缸缸体2的内腔被分隔出两个腔体,其中,所述第一活塞4与副主缸缸体2在第一弹簧3一侧密封形成第一内腔Ⅰ,所述第一活塞4与第二活塞6在第二弹簧5一侧密封形成第二内腔Ⅱ,所述输出推杆7推动第二活塞6,在增压主缸缸体2内做直线运动;所述第一角位移传感器10和第二角位移传感器11安装在电机9上,通过角位移双传感器的形式监测电机转子的角位移;所述第一位移传感器12安装在输出推杆7上。
所述增压主缸缸体2在第一内腔Ⅰ向外引出两个油口,其中,第一个油口在靠近第一活塞4侧通过管路连接至储油杯50,第二个油口在远离第一活塞4侧通过管路经第一隔离阀14连接至液压控制模块中主油路的第一主油路51;所述增压主缸缸体2在第二内腔Ⅱ向外引出两个油,其中第一个油口在靠近第二活塞6侧通过管路连接至储油杯50,第二个油口在远离第二活塞6侧通过管路经第二隔离阀13连接至液压控制模块中主油路的第二主油路52;其中,第一隔离阀14用于控制第一内腔Ⅰ与第一主油路51之间液体双向流动,第二隔离阀13用于控制第二内腔Ⅱ与第二主油路52之间液体双向流动;在初始断电状态下,第一隔离阀14和第二隔离阀13处于导通状态。
所述电机驱动控制模块(图4中未显示)分别集成安装在电机9上,以实现对电机9的驱动控制。
所述液压控制模块中,主油路包括第一主油路51和第二主油路52,进液压力调节电磁阀组和出液电磁阀组组成了压力调节阀组B,其中,进液压力调节电磁阀组包括第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36,出液电磁阀组包括第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀44和第四出液阀45,泵电机与液压泵单元包括泵电机37、第一液压泵38和第二液压泵39,低压蓄能器包括第一低压蓄能器40和第二低压蓄能器41,缓振单元包括第一缓振单元53和第二缓振单元54,制动轮缸单元包括第一轮缸46、第二轮缸47、第三轮缸48和第四轮缸49,压力传感器单元D包括第一压力双传感器29、第二压力双传感器30、第三压力双传感器31和第四压力双传感器32,其中,每组压力双传感器均由两个压力双传感器成。其中:
所述第一进液阀33和第二进液阀34的一端通过第一主油路51均与第一隔离阀14和第四隔离阀28相连接,第一进液阀33和第二进液阀34的另一端分别与第一轮缸46和第二轮缸47相连接,进而实现:通过第一进液阀33和第一隔离阀14控制第一轮缸46与增压主缸之间液体的流通,通过第一进液阀33和第四隔离阀28控制第一轮缸46与制动主缸之间液体的流通,通过第二进液阀34和第一隔离阀14控制第二轮缸47增压主缸之间液体的流通,通过第二进液阀34和第四隔离阀28控制第二轮缸47增压主缸之间液体的流通;
所述第三进液阀35和第四进液阀36的一端通过第二主油路52均与第二隔离阀13和第三隔离阀27相连接,第三进液阀35和第四进液阀36的另一端分别与第三轮缸48和第四轮缸49相连接,进而实现:通过第三进液阀35和第二隔离阀13控制第三轮缸48与增压主缸之间液体的流通,通过第三进液阀35和第三隔离阀27控制第三轮缸48与制动主缸之间液体的流通,通过第四进液阀36和第二隔离阀13控制第四轮缸49与增压主缸之间液体的流通,通过第四进液阀36和第三隔离阀27控制第四轮缸49与制动主缸之间液体的流通。
上述第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36在系统初始断电状态下处于导通状态,且第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36均为线控阀,在进行制动时,可通过第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36的开度进而实现对制动轮缸压力的调节。
所述第一液压泵38一端与第一主油路51相接,第一液压泵38另一端与第一低压蓄能器40管路连接,第二液压泵39一端与第二主油路52相连接,第二液压泵39另一端与第二低压蓄能器41管路连接,第一液压泵38和第二液压泵39的动力输入端均与泵电机37的动力输出端相连,通过泵电机37带动第一液压泵38和第二液压泵39分别在第一低压蓄能器40和第二低压蓄能器41中建立低压;第一液压泵38和第二液压泵39在未工作状态下,将第一低压蓄能器40和第二低压蓄能器41与第一主油路51和第二主油路52隔离开来,第一低压蓄能器40和第二低压蓄能器41在相对应的制动轮缸减压时可实现压力的快速降低,在制动轮缸减压完成后,再通过泵电机37重新建立低压。
所述第一出液阀42一端与第一轮缸46管路连接,第一出液阀42另一端通过管路与第一低压蓄能器40相连;第二出液阀43一端与第二轮缸47管路连接,第二出液阀43另一端通过管路与第一低压蓄能器40相连;第三出液阀44一端与第三轮缸48管路连接,第三出液阀44另一端通过管路与第二低压蓄能器41相连;第四出液阀45一端与第四轮缸49管路连接,第四出液阀45另一端通过管路与第二低压蓄能器41相连;所述第一缓振单元53设置在第一出液阀42和第二出液阀43与第一低压蓄能器40相连接的管路上;第二缓振单元54设置在第三出液阀44和第四出液阀45与第二低压蓄能器41相连接的管路上。
所述第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀44和第四出液阀45用于实现制动轮缸的减压,在系统初始断电的状态下处于关闭状态;所述第一缓振单元53和第二缓振单元54采用缓冲腔内布置阶梯活塞和缓冲弹簧的形式,用于降低制动轮缸减压过程中的冲击。
所述第一压力双传感器29安装在第一轮缸46与第一出液阀42之间的管路上,第二压力双传感器30安装在第二轮缸47和第二出液阀43之间的管路上,第三压力双传感器31安装在第三轮缸48和第三出液阀44之间的管路上,第四压力双传感器32安装在第四轮缸49和第四出液阀45之间的管路上;第一压力双传感器29、第二压力双传感器30、第三压力双传感器31和第四压力双传感器32均采用双传感器的形式监测对应的制动轮缸的制动压力信号。
所述第一缓振单元53和第二缓振单元54的结构完全相同,以第一缓振单元53为例,如图5和图6所示,所述第一缓振单元53包括缓振单元座体001、进油口002、阶梯活塞003、活塞密封圈004、通气孔005、缓振弹簧006以及出油口007;
所述缓振单元座体001通过进油口002和出油口007与外部油路连接,缓振单元座体001内部为腔体,活塞003、活塞密封圈004和缓振弹簧006均位于腔体内部,且阶梯活塞003位于进油口002和出油口007之间,阶梯活塞003的外侧壁与缓振单元座体001内侧壁之间安装有活塞密封圈004,阶梯活塞003底部与缓振单元座体001后端腔体底部之间安装缓振弹簧006,缓振弹簧006所在的后端腔体底部壁开有通气孔005,用于平衡后端腔体压力;
当第一缓冲单元未进行缓冲减压冲击时,阶梯活塞003前端小径端与腔体前端内壁接触,且阶梯活塞003后端大径端与出油口007之间留有阻尼间隙008,当进油口002和出油口007为小压差时,通过阻尼间隙008实现阻尼减振;当进油口002和出油口007为大压差时,阻尼间隙008消失,缓振弹簧006在大压差作用下产生形变,进而带动阶梯活塞003在进油口002和出油口007之间运动,控制流经腔体的液油量,实现弹簧减振;具体地,当制动轮缸压力较大时,制动轮缸减压,由于进油口002和出油口007之间压差较大,液压推动阶梯活塞003向后运动,阻尼间隙008消失,通过缓振弹簧006来进行缓冲;在减压缓振过程中通过阻尼间隙008和缓振弹簧006实现了制动减压过程中的低压阻尼减振和高压弹簧减振,保证了减压过程的稳定。
所述电子控制模块1中,主电子控制模块ECU一和副电子控制模块ECU二均分别与制动踏板操作模块中的第二位移传感器21、第三位移传感器22、制动开关25、模拟器隔离阀26、第三隔离阀27和第四隔离阀28,第一增压模块A1与第二增压模块A2中的电机9、第一角位移传感器10、第二角位移传感器11、第一位移传感器12、第一隔离阀14和第二隔离阀13,以及液压控制模块中的泵电机37、第一液压泵38、第二液压泵39、第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35、第四进液阀36、第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀44、第四出液阀45、第一压力双传感器29、第二压力双传感器30、第三压力双传感器31和第四压力双传感器32电连接,通过采集第二位移传感器21、第三位移传感器22、制动开关25、第一角位移传感器10、第二角位移传感器11、第一位移传感器12、第一压力双传感器29、第二压力双传感器30、第三压力双传感器31和第四压力双传感器32传输的信号,在经分析处理后,分别向模拟器隔离阀26、第三隔离阀27、第四隔离阀28、第一隔离阀14、第二隔离阀13、泵电机37、第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35、第四进液阀36、第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀44和第四出液阀45输出控制信号,实现对整个制动控制系统工作状态的控制。
根据前述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统的具体组成,本发明还公开了一种向自动驾驶面向自动驾驶的线控液压制动控制系统的控制方法,所述制动控制系统中,制动踏板操作模块将制动踏板位移双传感器检测到的制动踏板位移信号和制动开关信号通过电路传输至电子控制模块,增压模块将直线位移传感器单元检测到的输出推杆直线位移信号和电机转子角位移双传感器检测到的电机转子角位移信号通过电路传输至电子控制模块,液压控制模块将压力传感器单元检测到的流入制动轮缸单元的制动液压力信号通过电路传输至电子控制模块,电子控制模块根据输入信号对驾驶员制动意图进行识别、判断和决策,并对制动控制系统中各硬件进行故障诊断,从而输出控制信号,控制电机驱动控制模块对增压模块中的电机进行驱动,同时控制增压模块中的隔离电磁阀组、液压控制模块中的进液压力调节电磁阀组和出液电磁阀组打开或闭合,进而完成对应油路的导通或关闭,最终实现对制动轮缸的制动压力控制。其中,电子控制模块将根据制动需求,对两个增压模块进行任务分配,通过两个增压模块的配合工作或单个增压模块的单独工作来实现制动控制系统的制动。
如图2所示,本发明所述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统的控制方法包括感知、判断、决策以及执行四个阶段,其中,当所述制动控制系统上电失败或制动控制系统断电时,制动控制系统将进入断电失效控制模式,在断电失效控制模式下,所述控制方法依次包括感知阶段和执行阶段;当所述制动控制系统通电,且制动控制系统中的硬件无故障时,所述制动控制系统将进入正常工作模式,在正常工作模式下,所述控制方法依次包括感知阶段、判断阶段、决策阶段和执行阶段;当所述制动控制系统通电,但制动控制系统中的硬件出现故障时,所述制动控制系统将进入冗余控制模式,在冗余控制模式下,所述控制方法依次包括感知阶段、决策阶段和执行阶段。
如上所述,本发明所述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统的控制方法包括:通电无故障状态下的制动控制方法、典型硬件故障下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法,各制动控制方法具体控制过程如下:
一、所述通电无故障状态下的制动控制方法具体如下:
通电无故障状态下的制动控制方法具体过程依次包括感知阶段、判断阶段、决策阶段和执行阶段;
1、感知阶段:
车辆制动控制系统准备工作,并对控制系统上电,控制系统正常上电后,电子控制模块中的故障诊断单元对制动系统进行故障自检,判断制动系统是否存在故障,当确定如无故障后,电子控制模块读入车辆各个传感器信号和相关控制指令,并进入判断阶段;
2、判断阶段:
所述电子控制模块在接收到车辆各个传感器信号后,首先对车辆驾驶模式进行判断,所述车辆驾驶模式分为:驾驶员驾驶模式、车辆自动驾驶模式和非驾驶工况;确定车辆驾驶模式后,当驾驶模式为驾驶员驾驶模式或车辆自动驾驶模式时,则继续进行制动模式判断,当驾驶模式为非驾驶工况时,则返回至感知阶段,继续读入车辆各个传感器信号和相关控制指令;
在进行制动模式判断中,驾驶员驾驶模式下的制动模式分为驾驶员制动和主动制动,驾驶员制动;车辆自动驾驶模式下的制动模式分为车辆自动驾驶制动和非制动工况;
当确定在驾驶员制动模式、主动制动模式或车辆自动驾驶制动模式下后,继续对车辆所需要的制动功能进行判断,驾驶员制动模式下的制动功能包括:常规制动、再生制动、ABS制动、ESC制动和TCS制动;主动制动模式下的制动功能包括:ACC制动、AEB制动和LKA制动;车辆自动驾驶制动模式下的制动功能包括:常规制动、再生制动、ABS制动、ESC制动、TCS制动、ACC制动、AEB制动和LKA制动;当判断确定在非制动工况下,则返回至感知阶段,继续读入车辆各个传感器信号和相关控制指令;
制动控制系统中,电子控制模块经判断确定车辆所需的制动功能后,进入决策阶段;
3、决策阶段
所述电子控制模块确定车辆所需的制动功能后,进行车辆典型制动工况控制决策,完成相关制动执行部件控制率信号和驱动率信号的计算输出,并进入执行阶段;
4、执行阶段
电子控制模块将制动执行部件控制率信号和驱动率信号发送至执行部件,所述执行部件包括:液压控制模块中的进液压力调节电磁阀组、出液电磁阀组、泵电机与液压泵单元,增压模块中的电机和隔离电磁阀组,其中增压模块中的电机是电子控制模块通过电机驱动控制模块驱动控制的;
所述执行部件根据电子控制模块发出的控制率信号和驱动率信号后,开始执行相应的动作来进行制动,与此同时,电子控制模块根据液压控制模块中的压力传感器单元采集到的进入制动轮缸单元的制动压力是否达到目标压力,如果未达到目标压力,则执行部件继续保持动作;当制动压力达到目标压力后,则对结束标志位进行判断,如为未达到结束标志位,则返回感知阶段,重新开始,继续进行下一轮制动控制过程;如果达到结束标志位,则制动结束。
结合具体构型,在制动系统通电有效且无故障状态下,所述线控制动系统在执行阶段的制动控制过程具体如下:
4.1、制动踏板制动感觉模拟过程:
如图4所示,当驾驶员踩踏制动踏板23时,制动踏板23推动输入推杆20前移,输入推杆20推动第四活塞19在第四内腔Ⅳ内运动,此时电子控制模块1控制模拟器隔离阀26通电打开,电子控制模块1控制第三隔离阀27及第四隔离阀28通电闭合,第四内腔Ⅳ内的液压油在第四活塞19的作用下通过液压管路,经模拟器隔离阀26流入踏板感觉模拟器24中,由此实现模拟踏板制动感觉;
4.2、制动控制系统增压控制过程:
增压控制过程有两种,其中:
如图7所示,增压控制方式一:先采用单一增压模块对前后轴制动轮缸进行增压,当该增压模块中的增压主缸内的活塞行程达到最大,但制动轮缸的制动力仍未达到目标制动压力,则再启用另一增压模块进行补液增压,具体增压过程如下:
当驾驶员踩踏制动踏板23时,第二位移传感器21和第三位移传感器22将踏板位移信号传输至电子控制模块1中,电子控制模块1根据输入的踏板位移信号,或者在无需踏板踩踏制动踏板23的情况下,电子控制模块1通过其他车载传感器输入信号经过电子控制模块1的识别、判断从而输出控制信号;当第一增压模块A1接收到控制信号后,电机9开始工作,经过传动机构8的传输,将电机9输出的转动变为传动机构8的直动,并通过输出推杆7推动第二活塞6,第二活塞6向前运动并压缩第二弹簧5,第二弹簧5在压缩过程中推动第一活塞4,第一活塞4向前运动压缩第一弹簧3,该过程中在第一内腔Ⅰ和第二内腔Ⅱ形成高压;同时电子控制模块1控制第二隔离阀13和第四隔离阀14通电导通,第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36保持断电导通状态,第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀和第四出液阀45保持断电关闭状态;第一内腔Ⅰ中的高压制动液通过第一隔离阀14流经第一主油路51,高压制动液由第一主油路51分别通过第一进液阀33和第二进液阀34并最终流入第一轮缸46和第二轮缸47实现制动增压;第二内腔Ⅱ中的高压制动液通过第二隔离阀13流经第二主油路52,高压制动液由第二主油路52分别通过第三进液阀35和第四进液阀36并最终流入第三轮缸48及第四轮缸49实现制动增压;
在第一增压模块A1进行增压时,如果输出推杆7推动第二活塞6和第一活塞4至增压主缸最大行程后,仍未达到制动压力需求,此时,电子控制模块1输出信号使第一增压模块A1中的第一隔离阀14和第二隔离阀13关闭,同时输出控制信号至第二增压模块A2中,第二增压模块A2重复第一增压模块A1增压时的动作,直至制动压力满足制动需求;在第二增压模块A2进行补液增压时,第一增压模块A1中的电机9反转,通过传动机构8带动输出推杆7回退直至初始制动位置,第一活塞4和第二活塞6在第一弹簧3和第二弹簧5的回位力的作用下与输出推杆7一并回退至初始制动位置,为下一次增压制动做准备;
如图8所示,增压控制方式二:同时采用第一增压模块A1和第二增压模块A2共同增压,并对两个增压模块进行不同的任务分配,即第一增压模块A1和第二增压模块A2针对不同轮缸进行制动,制动分配方式可分为H型制动(即前轴用一个增压模块作为压力源,后轴用另一个增压模块作为压力源)和X型制动(即前轴左轮缸和后轴右轮缸用一个增压模块作为压力源,前轴右轮缸和后轴左轮缸用另一个增压模块作为压力源);
下面以H型制动第一增压模块A1作为前轴压力源、第二增压模块A2作为后轴压力源为例,具体如下:
当驾驶员踩踏制动踏板23时,第二位移传感器21和第三位移传感器22将踏板位移信号传输至电子控制模块1中,电子控制模块1根据输入的踏板位移信号,或者在无需踏板踩踏制动踏板23的情况下,电子控制模块1通过其他车载传感器输入信号经过电子控制模块的识别、判断从而输出控制信号;
当第一增压模块A1接收到电子控制模块发送的控制信号后,第一增压模块A1中,电机9开始工作,经过传动机构8的传输,将电机9输出的转动变为传动机构8的直动,并通过输出推杆7推动第二活塞6,第二活塞6向前运动经由第二内腔Ⅱ的制动液推动第一活塞4,第一活塞4向前运动压缩第一弹簧3,该过程中在第一内腔Ⅰ形成高压;同时电子控制模块1控制第一隔离阀14通电导通,第二隔离阀13断电关闭,第一进液阀33和第二进液阀34保持断电导通状态,第三进液阀35和第四进液阀36保持通电关闭状态,第一出液阀42和第二出液阀43保持断电关闭状态;第一内腔Ⅰ中的高压制动液通过第一隔离阀14流经第一主油路51,高压制动液由第一主油路51分别通过第一进液阀33和第二进液阀34并最终流入第一轮缸46和第二轮缸47实现制动增压;
与此同时,第二增压模块A2亦接收到电子控制模块发送的控制信号,第二增压模块A2中,电机9开始工作,经过传动机构8的传输,将电机9输出的转动变为传动机构8的直动,并通过输出推杆7推动第二活塞6,第二活塞6向前运动并压缩第二弹簧5,第一隔离阀14断电关闭,第一内腔Ⅰ保持体积不变,该过程中在第二内腔Ⅱ形成高压;同时电子控制模块1控制第二隔离阀13通电导通,第一隔离阀14断电关闭,第三进液阀35和第四进液阀36保持断电导通状态,第一进液阀33和第二进液阀34通电关闭,第三出液阀和第四出液阀45保持断电关闭状态;第二内腔Ⅱ中的高压制动液通过第二隔离阀13流经第二主油路52,高压制动液由第二主油路52分别通过第三进液阀35和第四进液阀36并最终流入第三轮缸48及第四轮缸49实现制动增压;
此外,在上述制动轮缸增压制动过程中,电子控制模块1向与之对应的进液阀发出调节控制指令,控制进液阀的开度进而线性调节流经进液阀的制动液压力。
4.3、制动控制系统保压控制过程:
如图9所示,当需要第一轮缸46、第二轮缸47、第三轮缸48和第四轮缸49中的一个或多个制动轮缸制动保压时,电子控制模块1向与需要制动保压的制动轮缸相匹配连接进液阀发出控制指令,控制对应的进液阀处于通电闭合的短路状态,与此同时,电子控制模块1控制第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀44和第四出液阀45均处于通电闭合的断路状态,进而实现对相应制动轮缸内制动压力的保持。
4.4、制动控制系统减压控制方法:
如图10所示,当需要第一轮缸46、第二轮缸47、第三轮缸48和第四轮缸49中的一个或多个制动轮缸需要减压的时候,在电子控制模块1的控制下,第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36处于通电关闭状态,与需要减压的制动轮缸相连接的第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀44或第四出液阀45处于通电导通状态,制动轮缸内的高压制动液通过出液阀,经过第一缓振单元53或第二缓振单元54的缓冲后,经油路流入对应的低压蓄能器中,实现制动轮缸的快速减压。
4.5、低压蓄能器低压建立方法:
如图4所示,当车辆启动后,无论制动系统是否工作,第一低压蓄能器40和第二低压蓄能器41需保持低压状态;泵电机37带动第一液压泵38和第二液压泵39对第一低压蓄能器40和第二低压蓄能器41进行低压的建立,从低压蓄能器中抽取的制动液经由第一隔离阀14和第二隔离阀13进入第一内腔Ⅰ和第二内腔Ⅱ,并经由内腔内与储油杯50相连接的油口将多余的制动液返回储油杯50,泵电机37和第一液压泵38和第二液压泵39工作直至低压蓄能器所能达到的最小低压。
二、典型硬件故障下的制动控制方法
典型硬件故障下的制动控制方法具体过程依次包括感知阶段、决策阶段和执行阶段;
1、感知阶段:
车辆制动控制系统准备工作,并对控制系统上电,控制系统正常上电后,电子控制模块对制动系统进行故障自检,判断制动系统是否存在典型硬件故障,当确定制动系统存在典型硬件故障后,制动控制系统进入冗余控制模式,电子控制模块对典型硬件故障进行分析并对典型硬件故障进行分级,针对不同等级典型硬件故障进行制动冗余控制,并进入决策阶段;
所述判断制动系统是否存典型硬件故障的具体过程如下:
先对制动系统正常工作模式下,对制动控制系统中的各个传感器测量信号及其对应关系进行标定,标定的目的是为了确定各个传感器信号和制动压力之间的关系以及各个传感器信号间的关系,使得在进行制动的时候明确制动目标压力以及制动意图;
本发明所述制动控制系统标定包括:制动踏板位移与制动压力的标定、电机转子角位移与制动压力的标定、输出推杆直线位移与制动压力的标定,在完成各个传感器的测量信号与制动压力的标定后,各个传感器之间也相当于完成标定;
由于制动控制系统前后轴轮缸直径不同,在进行标定时,需进行各个传感器测量信号与前轴轮缸压力的标定、各个传感器测量信号与后轴轮缸压力的标定、各个传感器测量信号与前后轴制动轮缸压力的标定,通过进行以上三组标定,可获得制动控制系统在不同工况下传感器测量信号与制动压力间的对应关系,进而通过查表获取传感器测量信号与制动压力的标定值,以满足不同工况下的制动需求;
获得制动控制系统在不同工况下传感器测量信号与制动压力间的对应关系的方法如下:
(1)、获得各个传感器测量信号与前轴轮缸压力间关系的方法:首先确认各个传感器测量信号输出正常,然后缓慢踩踏制动踏板,前轴隔离阀(即制动主缸与前轴制动轮缸之间的电磁阀)打开,后轴隔离阀(即制动主缸与后轴制动轮缸之间的电磁阀)关闭,进液压力调节阀打开,出液阀关闭,并同时记录制动踏板不同位移下各个传感器的输出数值;重复上述步骤多次,取实验的平均值,由此获得踏板直线位移、电机转子角位移与输出推杆直线位移分别和前轴制动压力之间的对应关系;
(2)、获得各个传感器测量信号与后轴轮缸压力关系的方法:首先确认各个传感器测量信号输出正常,然后缓慢踩踏制动踏板,前轴隔离阀关闭,后轴隔离阀打开,进液压力调节阀打开,出液阀关闭,并同时记录制动踏板不同位移下各个传感器的输出数值;重复上述步骤多次,取实验的平均值,由此获得踏板直线位移、电机转子角位移与输出推杆直线位移分别和后轴制动压力之间的对应关系;
(3)、获得各个传感器测量信号与前后轴轮缸压力关系的方法:首先确认各个传感器测量信号输出正常,然后缓慢踩踏制动踏板,前轴隔离阀打开,后轴隔离阀打开,进液压力调节阀打开,出液阀关闭,并同时记录制动踏板不同位移下各个传感器的输出数值;重复上述步骤多次,取实验的平均值,由此获得踏板直线位移、电机转子角位移与输出推杆直线位移分别和前后轴制动压力之间的对应关系。
在完成各个传感器测量信号和制动压力的标定后,需进行驾驶员机械制动最大制动压力的确定,具体确定方法如下所述:
首先,保证车辆制动控制系统处于通电正常工作模式,各个执行部件均处于初始状态,驾驶员踩踏制动踏板,使制动主缸中制动液进入四个制动轮缸中,通过四个制动轮缸对应的压力传感器读取制动压力;复上述步骤多次,取实验的平均值,由此获得驾驶员机械制动时制动踏板位移所对应的制动压力以及所能达到的最大制动压力。
在对各个传感器测量信号及其对应关系进行标定后,将制动控制系统典型硬件故障分为制动踏板操作模块故障、增压模块故障、液压控制模块故障和电子控制模块故障;如图3所示,其中:
所述制动踏板操作模块故障判断过程为:当制动踏板操作模块中,制动踏板位移双传感器测量值不一致时,判定制动踏板位移双传感器中的一个制动踏板位移传感器故障;当制动踏板位移双传感器测量值一致,但制动踏板位移双传感器测量位移与制动压力对应的制动踏板位移标定值不一致时,判定双制动踏板位移传感器故障。
所述增压模块故障判断过程为:电机驱动控制模块中电流传感器检测到增压模块中电机无电流输出时,判定电机出现失效故障,电机失效故障包括电机转子故障和电机定子故障;当电机角位移双传感器的测量角位移和制动压力对应的电机转子角位移标定值不一致时,判定电机角位移双传感器故障;当增压模块中,直线位移传感器的测量直线位移与制动压力对应的输出推杆直线位移标定值不一致时,判定直线位移传感器故障;
所述液压控制模块故障判断过程为:当制动轮缸单元中同一制动轮缸对应的压力传感器单元中的压力双传感器测量值不一致时,判定压力双传感器中的一个传感器故障;当制动轮缸单元中同一制动轮缸对应的压力传感器单元中的压力双传感器测量值一致,但压力双传感器与制动压力对应的压力标定值不一致时,判定压力双传感器故障;
电子控制模块故障判断过程为:所述电子控制模块中,主电子控制子模块正常工作时,向副电子控制子模块发出使能信号,使副电子控制子模块处于备份冗余模式;当主电子控制子模块无法正常向副电子控制子模块发出使能信号,副电子控制子模块由备份冗余模式转为正常工作模式,接管制动控制系统时,判定主电子控制子模块故障;当整车控制器接收到的制动控制系统信号异常,则判定主电子控制子模块和副电子控制子模块均发生故障。
所述电子控制模块对典型硬件故障进行分析并对典型硬件故障进行分级的方法如下:
在对上述制动控制系统典型硬件故障的严重度、暴露率和可控性这三个基本要素分析的基础上,对上述制动控制系统典型硬件故障进行三个等级划分,其中,一级故障对制动控制系统影响最小,三级故障对制动控制系统影响最大,二级故障介于前两者之间。
一级故障包括:单制动踏板位移传感器故障、电机角位移传感器故障、传动机构直线位移传感器故障、单压力传感器故障和主电子控制模块故障;
二级故障包括:电机转子故障、电机定子故障和双压力传感器故障;
三级故障包括:双制动踏板位移传感器故障、主/副电子控制模块均故障、增压单元电机全部失效、制动控制系统上电失败/系统断电。
所述针对不同等级典型硬件故障进行制动冗余控制的方法如下:
针对一级故障:有上述制动控制系统中各个传感器与制动压力标定后,可得出不同传感器测量信号与制动压力的对应关系,在进行故障自检时,通过已知的对应关系,采用基于多传感器信息融合的逻辑门限值算法确定故障部件,电子控制模块将故障部件的输入信号屏蔽,接受正常传感器的输入信号,根据正常传感器的输入信号,对制动执行部件进行控制;即针对一级故障,制动控制系统屏蔽故障信号后,制动执行部件仍按通电无故障状态下的制动功能需求继续工作,制动控制系统执行部件具体动作和制动控制系统无故障时的制动控制方法相同;
针对二级故障:当电机出现转子故障或定子故障后而无法正常工作后,增压模块将无法为制动轮缸提供制动压力,在对故障暴露率分析时,两组增压模块中的电机均出现故障的概率较低,二级故障中的电机故障只针对单一增压模块中的电机故障而言;本发明所述的面向自动驾驶的线控液压制动控制系统采用双增压模块,因此,当其中一个增压模块中的电机失效无法正常工作后,另一增压模块用来负责整车的制动,具体为:出现故障的增压模块关闭相应的隔离阀组,另一增压模块根据通电无故障状态下的制动需求继续进行制动,同时,制动控制系统向整车控制器发出警报,确保车辆的安全;
针对二级故障:当液压控制模块中的同一制动轮缸对应的压力双传感器均出现故障后,该制动轮缸将无法通过压力双传感器进行准确的制动压力测量,当出现对制动压力进行精细调节的制动工况时,只能通过其他正常工作的传感器与制动压力的标定值来获取制动压力,但标定值是经过多次试验获取的,存在有一定的误差,无法满足制动压力精细调节的需求,因而无法满足一些制动工况,在此情况下,电子控制模块将故障压力传感器的输入信号屏蔽,制动执行部件继续按通电无故障状态工作,并通过其他传感器信息获取制动压力,以此满足对制动压力精度要求不高的制动工况,同时制动控制系统向整车控制器发出警报,确保车辆的安全;
针对三级故障:当制动踏板位移双传感器故障时,电子控制模块无法获取制动踏板位移,即驾驶员的制动意图无法获取,在此情况下,电子控制模块无法向制动控制系统的各执行部件输出相应的控制率信号和驱动率信号,针对此类情况,为保证车辆的安全性,本发明提出压力跟随冗余控制,即:首先驾驶员进行踏板机械制动,压力传感器测量出制动压力,由此压力值获取制动踏板位移值,然后根据此位移值判断实际所需目标制动压力值,驾驶员在完成机械制动后,制动踏板操作模块中的踏板机构电磁阀组关闭,以将制动主缸与液压控制模块中的主油路隔离开来,增压模块根据目标压力值开始进行辅助增压,直至压力达到目标压力值;该制动冗余控制方法在时间上有一定的滞后性,故在发生上述故障后,制动控制系统还需要向整车控制器发出警报,确保车辆的安全;
针对三级故障:当主电子控制子模块与副电子控制子模块均故障,整车控制器接收到制动控制系统电子控制模块的信号异常,电子控制模块也无法正常接收到整车控制器的信号,在此情况下,电子控制模块无法正常接收传感器的输入信号或无法正常输出控制信号,制动控制系统处于控制失效状态,针对此类情况,驾驶员进行踏板机械制动,直至踏板机械制动所能达到的最大制动力,并保持最大机械制动力直至车辆停至安全地带。
针对三级故障,当制动控制系统增压单元电机全部失效时,制动控制系统存于压力源全部失效状态,车辆面对紧急制动或大压力制动时,无法满足制动需求,针对此类情况,驾驶员进行连续踏板机械制动,每次制动时,电子控制模块控制液压控制模块中的进液压力调节阀进行开闭来实现对应的制动轮缸增压或保压,直至驾驶员最大踩踏力下机械制动所能达到的最大制动力,并保持最大机械制动力直至车辆停至安全地带;
针对三级故障,当制动控制系统上电失败、制动控制系统断电或整车突发性断电时,制动控制系统或整车处于断电运行工况,为保证安全,车辆应及时停车至安全地带,在此情况下,驾驶员需踩踏制动踏板来进行踏板机械制动,直至机械制动所能达到的最大制动力,并保持最大机械制动力直至车辆停至安全地带。
2、决策阶段
所述电子控制模块在前述的通电无故障状态下确定的车辆所需的制动功能基础上,结合针对不同等级故障的制动冗余控制方法,进行车辆典型制动工况控制决策,完成相关制动执行部件控制率信号和驱动率信号的计算输出,并进入执行阶段;
3、执行阶段
电子控制模块将制动执行部件控制率信号和驱动率信号发送至执行部件,所述执行部件包括:液压控制模块中的进液压力调节电磁阀组、出液电磁阀组、泵电机与液压泵单元,增压模块中的电机和隔离电磁阀组,其中增压模块中的电机是电子控制模块通过电机驱动控制模块驱动控制的;
所述执行部件根据电子控制模块发出的控制率信号和驱动率信号后,开始执行相应的动作来进行制动,与此同时,电子控制模块根据液压控制模块中的压力传感器单元采集到的进入制动轮缸单元的制动压力是否达到目标压力,如果未达到目标压力,则执行部件继续保持动作;当制动压力达到目标压力后,则对结束标志位进行判断,如为未达到结束标志位,则返回感知阶段,重新开始,继续进行下一轮制动控制过程;如果达到结束标志位,则制动结束。
一般情况下,制动控制系统故障可分为制动控制系统硬件故障和制动控制系统软件故障,本发明所述的制动控制方法仅对制动控制系统存在的典型硬件故障进行分析,对其余非典型硬件故障及制动控制系统软件故障不再进行论述。
结合具体构型,在制动系统在典型硬件故障下的制动控制方法状态下,所述线控制动系统在执行阶段的冗余制动控制过程具体如下:
3.1一级故障下,所述制动系统的冗余控制过程:
一级故障有单制动踏板位移传感器故障、电机角位移传感器故障、传动机构直线位移传感器故障、单压力传感器故障、主电子控制模块故障,由于制动系统具有双传感器、双增压单元、双电子控制模块,针对上述一级故障,电子控制单元将故障部件的输入信号屏蔽,接受正常传感器的输入信号,根据正常传感器的输入信号,对制动执行部件进行控制。
在屏蔽故障部件的输入信号后,制动控制系统执行部件具体动作和制动控制系统无故障时的制动控制方法相同。
3.2二级故障下,所述制动系统的冗余控制过程:
二级故障有电机转子故障、电机定子故障、双压力传感器故障;
3.2.1电机转子故障或电机定子故障:
出现故障的增压模块关闭相应的隔离阀组,另一增压模块根据通电无故障状态下的制动需求继续进行制动,其中,在进行制动时制动踏板制动感觉模拟方法、制动控制系统保压控制方法、制动控制系统减压控制方法以及低压蓄能器低压建立方法均与制动控制系统通电无故障时的制动控制控制方法相同,但是,制动控制系统增压控制方法与制动系统正常无故障时的制动控制方法不同,以第二增压模块A2中的电机9定子或转子故障为例,即仅由第一增压单元A1提供增压,结合具体构型,具体控制方法如下所述:
如图7所示,当驾驶员踩踏制动踏板23时,第二位移传感器21和第三位移传感器22将踏板位移信号传输至电子控制模块1中,电子控制模块1根据输入的踏板位移信号,或者在无需踏板踩踏制动踏板23的情况下,电子控制模块1通过其他车载传感器输入信号经过电子控制单元的识别、判断从而输出控制信号。当增压模块A1接收到控制信号后,电机9开始工作,经过传动机构8的传输,将电机9输出的转动变为传动机构8的直动,并通过输出推杆7推动第二活塞6,第二活塞6向前运动并压缩第二弹簧5,第二弹簧5在压缩过程中推动第一活塞4,第一活塞4向前运动压缩第一弹簧3,该过程中在第一内腔Ⅰ和第二内腔Ⅱ形成高压;同时电子控制模块1控制第二隔离阀13、第四隔离阀14通电导通,第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36保持断电导通状态,第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀和第四出液阀45保持断电关闭状态;第一内腔Ⅰ中的高压制动液通过第一隔离阀14流经第一主油路51,高压制动液由第一主油路51分别通过第一进液阀33和第二进液阀34并最终流入第一轮缸46和第二轮缸47实现增压;第二内腔Ⅱ中的高压制动液通过第二隔离阀13流经第二主油路52,高压制动液由第二主油路52分别通过第三进液阀35和第四进液阀36并最终流入第三轮缸48及第四轮缸49实现增压。
在增压模块A1进行增压时,如果输出推杆7推动第二活塞6和第一活塞4至副主缸最大行程后,仍未达到制动压力需求,此时电子控制模块1输出信号使增压模块A1中的第一隔离阀14和第二隔离阀13关闭,第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36保持通电关闭,使制动轮缸保持已有的制动压力;同时电子控制单元控制电机9进行反转,带动输出推杆7快速回退,第一活塞4和第二活塞6也在第一弹簧3和思而弹簧5的回位力下跟随输出推杆7快速回退,当回退至副主缸缸体2内腔与储油杯50连通时,第一内腔Ⅰ和第二内腔Ⅱ实现补液;电子控制模块1输出控制信号,控制制动控制系统进行上文中所述的增压过程,直至制动压力满足制动需求;
3.2.2双压力传感器故障:
当同一制动轮缸所对应的油路上的压力传感器组均出现故障后,电子控制模块将故障压力传感器的输入信号屏蔽,制动执行部件继续工作,通过多传感器信息融合技术估算该油路对应制动轮缸的制动压力,以此满足对制动压力精度要求不高的制动工况,其制动控制方法与制动系统通电有效无故障状态时的控制过程一致,区别在与双压力传感器故障时无法满足对制动压力精度要求高的制动工况;当出现该故障时,制动控制系统向整车控制器发出警报,确保车辆的安全。
3.3三级故障下,所述制动控制系统的冗余控制过程:
制动控制系统典型硬件故障下的三级故障包括:双制动踏板位移传感器故障、主/副电子控制子模块均故障、增压模块电机全部失效;
3.3.1双制动踏板位移传感器故障:
在电子控制系统1进行故障自检确认双制动踏板位移传感器出现故障后,车辆需要制动时,驾驶员踩踏制动踏板23,制动踏板推动制动踏板23推动输入推杆20前移,输入推杆20推动第四活塞19在第四内腔Ⅳ内运动,第四活塞19向前运动压缩第四弹簧18,第四弹簧18在压缩过程中推动第三活塞17,第三活塞17向前运动压缩第三弹簧16,该过程中在第三内腔Ⅲ和第四内腔Ⅳ形成高压;同时电子控制系统1控制模拟器隔离阀26断电关闭,第三隔离阀27、第四隔离阀28、第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36保持断电导通状态断电导通,第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀和第四出液阀45保持断电关闭状态;第三内腔Ⅲ中的高压制动液通过第四隔离阀28流经第一主油路51,高压制动液由第一主油路51分别通过第一进液阀33和第二进液阀34并最终流入第一轮缸46和第二轮缸47实现增压;第四内腔Ⅳ的高压制动液通过第三隔离阀27流经第二主油路52,高压制动液由第二主油路52分别通过第三进液阀35和第四进液阀36并最终流入第三轮缸48及第四轮缸49实现增压;当制动轮缸压力不在增加时,电子控制系统1判定驾驶员机械制动完成,电子控制系统1控制第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36通电关闭,增压单元A1中第一隔离阀14和第二隔离阀13通电导通,对第三内腔Ⅲ和第四内腔Ⅳ在制动踏板23回位时进行补液;制动踏板23在第三弹簧16和第四弹簧18回位力的作用下退回至初始状态状态,该过程中由第三弹簧16和第四弹簧18弹力及制动油路的阻尼力来实现驾驶员的制动感觉。
在电子控制系统1确认机械制动最大制动压力后,通过查表确定制动踏板1的位移,并计算制动轮缸实际的制动力需求,同时计算制动踏板1的回位时间,当制动踏板1回到初始位置时,电子控制系统1控制第三隔离阀27和第四隔离阀28通电关闭;同时电子控制系统1控制增压单元A1或同时控制增压单元A1和增压单元A2采用方式1或方式2对制动轮缸进行增压,直至达到实际需求制动压力;
双制动踏板位移传感器故障下,所述制动控制系统的冗余控制过程中保压方式和减压方式与制动控制系统通电有效无障碍状态下的控制过程相同;
3.3.2主/副电子控制子模块均故障:
在整车控制器确认制动系统电子控制模块1故障无法正常接收输入采集信号或无法正常输出控制信号后,整车控制器发出报警,驾驶员获知故障后,驾驶员踩踏制动踏板23进行机械制动,模拟器隔离阀26、第三隔离阀27、第四隔离阀28、第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36保持断电导通状态,第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀和第四出液阀45保持断电关闭状态,制动踏板推动制动踏板23推动输入推杆20前移,输入推杆20推动第四活塞19在第四内腔Ⅳ内运动,第四活塞19向前运动压缩第四弹簧18,第四弹簧18在压缩过程中推动第三活塞17,第三活塞17向前运动压缩第三弹簧16,该过程中在第三内腔Ⅲ和第四内腔Ⅳ形成高压;第三内腔Ⅲ中的高压制动液通过第四隔离阀28流经第一主油路51,高压制动液由第一主油路51分别通过第一进液阀33和第二进液阀34并最终流入第一轮缸46和第二轮缸47实现增压;第四内腔Ⅳ的高压制动液通过第三隔离阀27流经第二主油路52,高压制动液由第二主油路52分别通过第三进液阀35和第四进液阀36并最终流入第三轮缸48及第四轮缸49实现增压;当驾驶员踩踏制动踏板23至最大为以后,驾驶员保持制动踏板23处于最大位移处,同时控制车辆向安全地带转移,直至车辆停靠至安全地带;
3.3.3增压模块电机全部失效:
在电子控制模块1进行故障自检确认增压模块电机均故障失效后,驾驶员踩踏制动踏板23,制动踏板推动制动踏板23推动输入推杆20前移,输入推杆20推动第四活塞19在第四内腔Ⅳ内运动,第四活塞19向前运动压缩第四弹簧18,第四弹簧18在压缩过程中推动第三活塞17,第三活塞17向前运动压缩第三弹簧16,该过程中在第三内腔Ⅲ和第四内腔Ⅳ形成高压;同时电子控制模块1控制模拟器隔离阀26断电关闭,第三隔离阀27、第四隔离阀28、第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36保持断电导通状态断电导通,第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀和第四出液阀45保持断电关闭状态;第三内腔Ⅲ中的高压制动液通过第四隔离阀28流经第一主油路51,高压制动液由第一主油路51分别通过第一进液阀33和第二进液阀34并最终流入第一轮缸46和第二轮缸47实现增压;第四内腔Ⅳ的高压制动液通过第三隔离阀27流经第二主油路52,高压制动液由第二主油路52分别通过第三进液阀35和第四进液阀36并最终流入第三轮缸48及第四轮缸49实现增压;当位移传感器测得制动踏板23到最大位移后,电子控制单元1控制第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36通电关闭,增压单元A1中第一隔离阀14和第二隔离阀13通电导通,对第三内腔Ⅲ和第四内腔Ⅳ在制动踏板23回位时进行补液,为驾驶员下一次机械制动准备;制动踏板23在第三弹簧16和第四弹簧18回位力的作用下退回至初始状态状态后,驾驶员继续进行机械制动,制动系统重复上述步骤,直至驾驶员连续机械制动所能达到的最大踩踏力下的轮缸最大制动力,当驾驶元踩踏制动踏板23无法继续推动输入推杆20后,电子控制模块1控制第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36通电关闭,保持制动轮缸压力,使车辆减速停车至安全地带。该过程中制动踏板感觉由第三弹簧16和第四弹簧18弹力及制动油路的阻尼力来实现。
三、断电失效状态下的制动控制方法
断电失效状态下的制动控制方法具体过程依次包括感知阶段和执行阶段;
1、感知阶段;
车辆制动控制系统准备工作,并对控制系统上电,当所述制动控制系统上电失败或制动控制系统断电时,制动控制系统将进入断电失效控制模式,并进入执行阶段;
2、执行阶段;
为保证车辆仍具有一定的制动能力,驾驶员踩踏制动踏板进行制动踏板制动,直至车辆减速至停车;
如图11所示,所述驾驶员踩踏制动踏板进行制动踏板制动的具体过程为:
当制动控制系统上电失败、制动控制系统断电或整车突发性断电时,各个电磁阀均恢复到断电初始默认状态,即第一隔离阀14、第二隔离阀13、模拟器隔离阀26、第三隔离阀27、第四隔离阀28、第一出液阀42、第二出液阀43、第三出液阀44、第四出液阀45处于断电关闭状态,第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35、第四进液阀36处于断电导通状态;驾驶员踩踏制动踏板23进行断电失效制动,制动踏板推动制动踏板23推动输入推杆20前移,输入推杆20推动第四活塞19在第四内腔Ⅳ内运动,第四活塞19向前运动压缩第四弹簧18,第四弹簧18在压缩过程中推动第三活塞17,第三活塞17向前运动压缩第三弹簧16,该过程中在第三内腔Ⅲ和第四内腔Ⅳ形成高压;第三内腔Ⅲ中的高压制动液通过第四隔离阀28流经第一主油路51,高压制动液由第一主油路51分别通过第一进液阀33和第二进液阀34并最终流入第一轮缸46和第二轮缸47,第四内腔Ⅳ的高压制动液通过第三隔离阀27流经第二主油路52,高压制动液由第二主油路52分别通过第三进液阀35和第四进液阀36并最终流入第三轮缸48及第四轮缸49,由此实现制动控制系统断电失效时的制动轮缸增压,在驾驶员以最大踩踏力踩踏制动踏板23至最大位移后,驾驶员保持该位移,直至车辆减速停车至安全地带。
当驾驶员松开制动踏板23解除制动后,第一轮缸46、第二轮缸47、第三轮缸48和第四轮缸49中的制动液通过液压管路分别经由第一进液阀33、第二进液阀34、第三进液阀35和第四进液阀36流出,经过第一主油路51和第二主油路52,从第四隔离阀28和第三隔离阀27流回第三内腔Ⅲ和第四内腔Ⅳ,为下一次制动做好准备。
综上所述,本发明所述的面向自动驾驶的线控液压制动控制系统能够实现的制动功能包括:常规制动、ABS(防抱死制动系统,Anti-lockBrakingSystem)制动、TCS(牵引力控制系统,Traction Control System)制动、ESC(车身电子稳定性控制系统,ElectronicSpeed Control System)制动、故障冗余制动、断电失效制动、再生制动调节以及ACC(自适应巡航)、AEB(自动紧急制动)、APA(自动泊车辅助)和LKA(车道保持辅助)工况下的智能辅助驾驶制动,结合前述的制动控制系统及其制动控制方法,各制动功能的应用过程具体如下:
1、常规制动:通电有效且无故障状态下,电子控制模块通过判断当前工况及所需制动压力的大小,对一个增压模块或两个增压模块进行控制,并对液压控制模块中的进液压力调节电磁阀组中的电磁阀进行调节来控制对应的制动轮缸的制动压力,四个制动轮缸同时进行制动增压,或四个制动轮缸同时进行制动减压;且在此过程中,本发明所述面向自动驾驶的线控液压制动系统通过制动踏板操作模块中的踏板感觉模拟器来实现踏板感觉的模拟;
2、ABS制动:在进行常规制动时,电子控制模块判断车轮发生抱死时触发ABS,在触发ABS控制后,根据前述控制方法,液压控制模块中的各制动轮缸根据所需要同时依次进行制动减压、制动保压或制动增压,并反复这一过程,直至压力调节至最佳状态;在此过程中,本发明所述面向自动驾驶的线控液压制动系统通过制动踏板操作模块中的踏板感觉模拟器来实现踏板感觉的模拟,实现制动主缸和制动轮缸的全解耦,ABS调解过程中的压力波动不会影响到驾驶员;
3、TCS制动:在车辆行驶过程中,通电有效且无故障状态下,电子控制模块判断出部分车轮出现打滑,TCS控制触发,在此情况下,无需踩踏制动踏板,由电子控制模块直接控制所需调节制动轮缸处的制动压力,在电子控制模块的控制下分别进行制动增压、制动保压或制动减压,实现对打滑车轮对应制动轮缸的制动压力的控制,直至消除对应车轮的打滑;
4、ESC制动:在车辆行驶过程中,通电有且无故障状态下,电子控制模块判断出部分车轮出现失稳,ESC控制触发,在此情况下,无需踩踏制动踏板,由电子控制模块直接控制所需调节制动轮缸处的压力,在电子控制模块控制下分别进行制动增压、制动保压或制动减压,使对应车轮对应制动轮缸的制动压力达到目标值,以保证车辆稳定性;
5、故障冗余制动:在车辆进行制动时,当电子控制模块进行自检发现制动系统出现硬件故障后,根据故障部件的不同,由电子控制模块对故障等级进行判断,并进行如前所述的相应的故障冗余控制,保证车辆在制动系统典型硬件故障下的安全性;
6、断电失效制动:在断电失效状态下,如前所述,驾驶员通过踩踏制动踏板,从而实现各路轮缸的制动增压或制动减压过程;
7、再生制动调节:当车辆进行再生制动时,需实现踏板力和制动轮缸制动压力的全解耦,即在进行制动能量回收过程中,制动轮缸对制动系统提供的制动压力需求降低,但需要驾驶员的踏板力保持不变;所述制动控制系统可通过制动踏板操作模块中的踏板感觉模拟器来实现再生制动过程中踏板力和制动轮缸压力的全解耦;当所述制动控制系统在正常制动过程中,再生制动介入后,四个车轮所需制动力减小,通过合理的控制算法,计算出各路制动轮缸对应的进液压力调节电磁阀所需的控制信号来分别控制各进液压力调节电磁阀两端的压力差,实现制动压力的线性调节,由此使四轮所需制动力与目标所需制动力基本一致,实现再生制动调节;
8、ACC、AEB、LKA和APA等智能辅助驾驶工况:目前,车辆的辅助驾驶功能越来越丰富,本发明所述的制动系统主要面向自动驾驶,亦可兼容与制动系统相关的智能辅助驾驶功能。当车辆处于辅助驾驶工况运行时,整车控制器会根据车辆的需求判断是否需要触发制动,当需要时,无需踩踏制动踏板,由整车控制器输出控制信号至本发明所述线控制动系统的电子控制模块内中,由线控制动系统的电子控制模块直接控制增压单元及各个电磁阀进行制动增压、制动保压或制动减压,由此实现ACC、AEB、LKA或APA等智能辅助驾驶工况下的制动需求。
Claims (9)
1.面向自动驾驶的线控液压制动控制系统,其特征在于:
包括:一组制动踏板操作模块、一组液压控制模块、两组增压模块、两组电机驱动控制模块和一组电子控制模块;
所述制动踏板操作模块与液压控制模块管路连接,以实现将制动踏板动作转化为制动液压力信号传递至液压控制模块,制动踏板操作模块与电子控制模块信号连接,电子控制模块一方面接收制动踏板操作模块的状态信号,另一方面向制动踏板操作模块发送控制信号控制制动踏板操作模块中阀组动作,以实现相应控制油路的导通或关闭;
所述两组增压模块分别与液压控制模块管路连接,其中一组增压模块单独或两组增压模块同时向液压控制模块单独提供制动增压,两组增压模块分别与电子控制模块信号连接,电子控制模块一方面接收增压模块的状态信号,另一方面向增压模块发送控制信号控制增压模块中阀组动作,以实现相应控制油路的导通或关闭;
所述两组电机驱动控制模块与两组增压模块一一对应信号连接,两组电机驱动控制模块分别与电子控制模块信号连接,电子控制模块信号向电机驱动控制模块发送控制信号,进而控制对应的增压模块中电机运行,实现增压制动;
所述电子控制模块还与液压控制模块信号连接,电子控制模块一方面接收液压控制模块的状态信号,另一方面向液压控制模块发送控制信号控制液压控制模块中阀组动作,以实现相应控制油路的导通或关闭;
所述电子控制模块由两组电子控制子模块组成,两组电子控制子模块电信号连接,以实现电子控制子模块冗余备份;
所述液压控制模块包括:主油路、进液压力调节电磁阀组、出液电磁阀组、泵电机与液压泵单元、低压蓄能器、缓振单元、制动轮缸单元、压力传感器单元;
进液压力调节电磁阀组通过主油路与踏板机构电磁阀组管路连接,进液压力调节电磁阀组还通过主油路分别与两组增压模块中的隔离电磁阀组管路连接,制动轮缸单元一侧通过进液压力调节电磁阀组与主油路相连,另一侧通过出液电磁阀组依次与缓振单元和低压蓄能器管路连接,从出液电磁阀组流出的制动液油经缓振单元缓冲后快速进入低压蓄能器,实现制动轮缸快速减压,泵电机与液压泵单元中,液压泵一侧与低压蓄能器管路连接,另一侧与主油路相连形成液压回路;
进液压力调节电磁阀组与电子控制模块信号连接,出液电磁阀组与电子控制模块信号连接,泵电机与液压泵单元中,泵电机与电子控制模块信号连接,压力传感器单元与制动轮缸单元对应安装连接,压力传感器单元与电子控制模块信号连接。
2.如权利要求1所述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统,其特征在于:
所述制动踏板操作模块包括:制动踏板、制动踏板位移双传感器、输入推杆、制动开关、制动主缸、踏板机构电磁阀组、踏板感觉模拟器和储油杯;
制动踏板通过输入推杆与制动主缸机械连接,制动主缸一侧与储油杯管路连接,另一侧通过踏板机构电磁阀组与液压控制模块管路连接,踏板感觉模拟器通过踏板机构电磁阀组与制动主缸管路连接;
踏板机构电磁阀组与电子控制模块信号连接,制动踏板位移双传感器安装在制动踏板上,制动踏板位移双传感器与电子控制模块信号连接,制动开关与输入推杆机械连接,制动开关与电子控制模块信号连接。
3.如权利要求1所述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统,其特征在于:
两组增压模块的组成结构及连接关系均相同;
所述增压模块包括:电机、电机转子角位移双传感器、传动机构、直线位移传感器、输出推杆、增压主缸、隔离电磁阀组和储油杯;
电机依次通过传动机构和输出推杆与增压主缸机械连接,增压主缸一侧与储油杯管路连接,另一侧通过隔离电磁阀组与液压控制模块中的主油路相连;
隔离电磁阀组与电子控制模块信号连接,电机转子角位移双传感器安装在电机内侧并与电机电连接,电机转子角位移双传感器与电子控制模块信号连接,直线位移传感器与输出推杆机械连接,直线位移传感器与电子控制模块信号连接。
4.如权利要求3所述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统,其特征在于:
所述电机驱动控制模块包括:依次电连接的电流传感器、控制电路和驱动电路;
电机驱动控制模块分别与电子控制模块和增压模块信号连接,电子控制模块将电机控制信号经电机驱动控制模块发送至增压模块中,进而控制增压模块中的电机运行,电流传感器检测增压模块中电机的运行状态,并将电流信号发送至电子控制模块,以检测电机的电流输出状态。
5.如权利要求1所述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统,其特征在于:
所述电子控制模块由主电子控制子模块和副电子控制子模块组成,主电子控制子模块和副电子控制子模块分别均包括:中央处理单元、电源单元、故障诊断单元、信号采集处理单元和控制信号输出单元;
电源单元分别与中央处理单元、故障诊断单元、信号采集处理单元和控制信号输出单元电连接,实现向各单元供电;
故障诊断单元与中央处理单元电信号连接,用于将制动控制系统故障信号发送至中央处理单元;
信号采集处理单元与中央处理单元电信号连接,用于接收制动踏板操作模块、液压控制模块、增压模块以及电机驱动控制模块发送至电子控制模块的信号,并将接收到的信号发送至中央处理单元;
控制信号输出单元与中央处理单元电信号连接,中央处理单元接收故障诊断单元和信号采集处理单元发送的信号,并对信号信息做进一步分析和处理,进而生成控制信号,并将控制信号通过控制信号输出单元向制动踏板操作模块、液压控制模块、增压模块以及电机驱动控制模块发送相应的控制信号,控制各模块中相应的受控元件动作。
6.如权利要求1所述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统的控制方法,其特征在于:
所述控制方法包括:通电无故障状态下的制动控制方法、典型硬件故障下的制动控制方法和断电失效状态下的制动控制方法;
1、所述通电无故障状态下的制动控制方法如下:
1.1、感知阶段:
所述制动控制系统通电,电子控制模块对制动系统进行故障自检,确定无故障后,电子控制模块读入制动踏板操作模块、液压控制模块、增压模块、电机驱动控制模块中各传感器信号及控制指令,并进入判断阶段;
1.2、判断阶段:
所述电子控制模块依次对车辆驾驶模式、制动模式以及所需的制动进行判断,然后进入决策阶段;
1.3、决策阶段:
所述电子控制模块根据确定的车辆所需制动功能,进行车辆典型制动工况控制决策,完成相关制动执行部件控制率信号和驱动率信号的计算输出,并进入执行阶段;
1.4、执行阶段:
电子控制模块将制动执行部件控制率信号和驱动率信号发送至液压控制模块和增压模块中的执行部件,执行部件根据电子控制模块发出的控制率信号和驱动率信号后,开始执行相应的动作来进行制动,液压油经增压模块进入液压控制模块,实现对制动轮缸进行增压制动,与此同时,电子控制模块根据液压控制模块发送的制动轮缸单元的制动压力信号,判断其是否达到目标压力,如果未达到目标压力,则执行部件继续保持动作;当制动压力达到目标压力后,则对结束标志位进行判断,如为未达到结束标志位,则返回感知阶段,重新开始,继续进行下一轮制动控制过程;如果达到结束标志位,则制动结束;
2、典型硬件故障下的制动控制方法如下:
2.1、感知阶段:
所述制动控制系统通电,电子控制模块对制动系统进行故障自检,确定制动系统存在典型硬件故障后,制动控制系统进入冗余控制模式,电子控制模块对典型硬件故障进行分析并对典型硬件故障进行分级,针对不同等级典型硬件故障进行制动冗余控制,并进入决策阶段;
2.2、决策阶段:
所述电子控制模块在前述的通电无故障状态下确定的车辆所需的制动功能基础上,结合针对不同等级故障的制动冗余控制,进行车辆典型制动工况控制决策,完成相关制动执行部件控制率信号和驱动率信号的计算输出,并进入执行阶段;
2.3、执行阶段:
电子控制模块将制动执行部件控制率信号和驱动率信号发送至液压控制模块和增压模块中的执行部件,执行部件根据电子控制模块发出的控制率信号和驱动率信号后,开始执行相应的动作来进行制动,液压油经增压模块进入液压控制模块,实现对制动轮缸进行增压制动,与此同时,电子控制模块根据液压控制模块发送的制动轮缸单元的制动压力信号,判断其是否达到目标压力,如果未达到目标压力,则执行部件继续保持动作;当制动压力达到目标压力后,则对结束标志位进行判断,如为未达到结束标志位,则返回感知阶段,重新开始,继续进行下一轮制动控制过程;如果达到结束标志位,则制动结束;
3、断电失效状态下的制动控制方法如下:
3.1、感知阶段:
所述制动控制系统上电失败或制动控制系统断电时,制动控制系统将进入断电失效控制模式,并进入执行阶段;
3.2、执行阶段:
驾驶员踩踏制动踏板进行制动踏板制动,制动液经制动踏板操作模块直接进入液压控制模块,实现通过制动轮缸济宁制动,直至车辆减速至停车。
7.如权利要求6所述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统的控制方法,其特征在于:
步骤1.2中,所述电子控制模块依次对车辆驾驶模式、制动模式以及所需的制动进行判断的具体过程如下:
首先对车辆驾驶模式进行判断,所述车辆驾驶模式分为:驾驶员驾驶模式、车辆自动驾驶模式和非驾驶工况;
确定车辆驾驶模式后,当驾驶模式为驾驶员驾驶模式或车辆自动驾驶模式时,则继续进行制动模式判断,当驾驶模式为非驾驶工况时,则返回至感知阶段,继续读入传感器信号和控制指令;
在进行制动模式判断中,驾驶员驾驶模式下的制动模式分为驾驶员制动和主动制动,驾驶员制动;车辆自动驾驶模式下的制动模式分为车辆自动驾驶制动和非制动工况;
当确定在驾驶员制动模式、主动制动模式或车辆自动驾驶制动模式下后,继续对车辆所需要的制动功能进行判断,驾驶员制动模式下的制动功能包括:常规制动、再生制动、ABS制动、ESC制动和TCS制动;主动制动模式下的制动功能包括:ACC制动、AEB制动和LKA制动;车辆自动驾驶制动模式下的制动功能包括:常规制动、再生制动、ABS制动、ESC制动、TCS制动、ACC制动、AEB制动和LKA制动;当判断确定在非制动工况下,则返回至感知阶段,继续读入传感器信号和控制指令。
8.如权利要求6所述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统的控制方法,其特征在于:
判断制动系统是否存所述典型硬件故障的具体过程如下:
首先在制动系统正常工作模式下,对制动控制系统中的各模块中的各个传感器测量信号及其对应关系进行标定,并确定驾驶员机械制动最大制动压力;
将制动控制系统典型硬件故障分为制动踏板操作模块故障、增压模块故障、液压控制模块故障和电子控制模块故障;其中:
所述制动踏板操作模块故障判断过程为:当制动踏板操作模块中,制动踏板位移双传感器测量值不一致时,判定制动踏板位移双传感器中的一个制动踏板位移传感器故障;当制动踏板位移双传感器测量值一致,但制动踏板位移双传感器测量位移与制动压力对应的制动踏板位移标定值不一致时,判定双制动踏板位移传感器故障;
所述增压模块故障判断过程为:电机驱动控制模块中电流传感器检测到增压模块中电机无电流输出时,判定电机出现失效故障,电机失效故障包括电机转子故障和电机定子故障;当电机角位移双传感器的测量角位移和制动压力对应的电机转子角位移标定值不一致时,判定电机角位移双传感器故障;当增压模块中,直线位移传感器的测量直线位移与制动压力对应的输出推杆直线位移标定值不一致时,判定直线位移传感器故障;
所述液压控制模块故障判断过程为:当制动轮缸单元中同一制动轮缸对应的压力传感器单元中的压力双传感器测量值不一致时,判定压力双传感器中的一个传感器故障;当制动轮缸单元中同一制动轮缸对应的压力传感器单元中的压力双传感器测量值一致,但压力双传感器与制动压力对应的压力标定值不一致时,判定压力双传感器故障;
电子控制模块故障判断过程为:所述电子控制模块中,主电子控制子模块正常工作时,向副电子控制子模块发出使能信号,使副电子控制子模块处于备份冗余模式;当主电子控制子模块无法正常向副电子控制子模块发出使能信号,副电子控制子模块由备份冗余模式转为正常工作模式,接管制动控制系统时,判定主电子控制子模块故障;当整车控制器接收到的制动控制系统信号异常,则判定主电子控制子模块和副电子控制子模块均发生故障;
所述电子控制模块对典型硬件故障进行分析并对典型硬件故障进行分级的方法如下:
在对上述制动控制系统典型硬件故障的严重度、暴露率和可控性这三个基本要素分析的基础上,对上述制动控制系统典型硬件故障进行三个等级划分,其中,一级故障对制动控制系统影响最小,三级故障对制动控制系统影响最大,二级故障介于前两者之间;
一级故障包括:单制动踏板位移传感器故障、电机角位移传感器故障、传动机构直线位移传感器故障、单压力传感器故障和主电子控制模块故障;
二级故障包括:电机转子故障、电机定子故障和双压力传感器故障;
三级故障包括:双制动踏板位移传感器故障、主/副电子控制模块均故障、增压单元电机全部失效和制动控制系统上电失败/系统断电。
9.如权利要求8所述面向自动驾驶的线控液压制动控制系统的控制方法,其特征在于:
所述针对不同等级典型硬件故障进行制动冗余控制的方法如下:
针对一级故障:制动控制系统屏蔽故障信号,制动执行部件按通电无故障状态下的制动功能需求继续工作;
针对二级故障:当电机出现转子故障或定子故障,出现故障的增压模块关闭相应的隔离阀组,另一增压模块根据通电无故障状态下的制动需求继续进行制动,同时,制动控制系统向整车控制器发出警报,确保车辆的安全;
针对二级故障:当压力双传感器均出现故障,电子控制模块将故障压力传感器的输入信号屏蔽,制动执行部件继续按通电无故障状态工作,并通过其他传感器信息间接获取制动压力,同时制动控制系统向整车控制器发出警报,确保车辆的安全;
针对三级故障:当制动踏板位移双传感器故障,首先驾驶员进行踏板机械制动,压力传感器测量出制动压力,由此压力值获取制动踏板位移值,然后根据此位移值判断实际所需目标制动压力值,驾驶员在完成机械制动后,制动踏板操作模块中的踏板机构电磁阀组关闭,以将制动主缸与液压控制模块中的主油路隔离开来,增压模块根据目标压力值开始进行辅助增压,直至压力达到目标压力值,同时,制动控制系统还需要向整车控制器发出警报,确保车辆的安全;
针对三级故障:当主电子控制子模块与副电子控制子模块均故障,驾驶员进行踏板机械制动,直至踏板机械制动所能达到的最大制动力,并保持最大机械制动力直至车辆停至安全地带;
针对三级故障,当制动控制系统增压单元电机全部失效,驾驶员进行连续踏板机械制动,每次制动时,电子控制模块控制液压控制模块中的进液压力调节阀进行开闭来实现对应的制动轮缸增压或保压,直至驾驶员最大踩踏力下机械制动所能达到的最大制动力,并保持最大机械制动力直至车辆停至安全地带;
针对三级故障,当制动控制系统上电失败、制动控制系统断电或整车突发性断电时,驾驶员需踩踏制动踏板来进行踏板机械制动,直至机械制动所能达到的最大制动力,并保持最大机械制动力直至车辆停至安全地带。
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