CN111923894B - 用于制动防抱死系统的标定系统、紧急制动系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制动防抱死系统的标定系统、紧急制动系统及方法，所述标定系统包括位于乘员舱环境的标定盒和上位机与数据采集设备以及位于发动机舱环境的液压力控制单元和传感器，所述标定盒通过线束与所述液压力控制单元连接，所述液压力控制单元通过执行所述标定盒的指令调节制动压力的分布，所述标定盒设有传感器接口、电源接口以及通讯接口，所述传感器接口与所述传感器连接，通过所述电源接口为所述传感器供电，所述通讯接口与所述上位机与数据采集设备连接。本发明实现了基于量产制动防抱死系统控制器和实车环境的算法标定，提高了标定系统的高精度实现了在线式标定，并且还提高了标定系统的功能安全。

Description

用于制动防抱死系统的标定系统、紧急制动系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆紧急制动技术领域，特别是涉及一种用于制动防抱死系统的标定系统、紧急制动系统及方法。

背景技术

制动防抱死系统用于防止汽车在制动过程中车轮抱死，将车轮的滑移率控制在理想滑移率范围内，以缩短制动距离，提高汽车制动时的方向稳定性和转向操纵性，从而大大提高了汽车行驶的安全性。

制动防抱死系统通常由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子控制单元组成。车轮转速传感器用于检测车轮的转速，并将转速信号输入；制动压力调节装置安装有电磁阀和液压泵；在汽车制动的瞬间，电子控制单元通过分析轮速信号输入，分别对车辆的四只车轮在路面上的附着力和滑移情况进行测量和计算，通过电子控制单元的控制器控制制动压力调节装置中的增压电磁阀和减压电磁阀的动作，调节每个分泵中的制动油压，使各个车轮的制动力不断的高速调整，将车轮的滑移率控制在理想滑移率范围内，如图1所示。概括起来，制动防抱死控制系统的功能一般有以下三点：

第一，提高制动过程中汽车行驶的方向稳定性；

第二，保证驾驶员在汽车制动过程中仍能控制方向盘，从而避开障碍物；

第三，缩短制动距离。

但是制动防抱死控制系统存在控制精度及控制效果严重依赖于实车环境，而实车环境又是非常复杂的，所以有必要基于实车环境提出一种用于制动防抱死系统的标定系统。

发明内容

基于此，有必要针对现有制动防抱死控制系统存在的问题，提供一种用于制动防抱死系统的标定系统、紧急制动系统及方法。

本发明公开的一种用于制动防抱死系统的标定系统，所述标定系统包括位于乘员舱环境的标定盒和上位机与数据采集设备以及位于发动机舱环境的液压力控制单元和传感器，所述标定盒通过线束与所述液压力控制单元连接，所述液压力控制单元通过执行所述标定盒的指令调节制动压力的分布，所述标定盒设有传感器接口、电源接口以及通讯接口，所述传感器接口与所述传感器连接，通过所述电源接口为所述传感器和上位机与数据采集设备供电，所述通讯接口与所述上位机与数据采集设备连接。

一个或多个实施例中，所述标定盒包括电子控制单元、接插件以及外壳，所述电子控制单元包括量产控制器电子电路、标定电路以及用于数据传输与通讯的通讯模块，所述量产控制器电子电路通过控制液压力控制单元实现制动防抱死系统的功能；所述标定电路用于采集所述传感器与所述液压力控制单元中的标定所需数据，所述传感器包括液压力传感器，所述标定所需数据包括轮速信号、液压泵工作电流、电磁阀的线圈工作电流，所述接插件包括Y型线束接插件，所述通讯模块设有所述通讯接口。

一个或多个实施例中，所述量产控制器电子电路与所述标定电路、通讯模块为上下电路板结构，所述量产控制电子电路为下电路板，所述标定电路和通讯模块为上电路板。

一个或多个实施例中，所述标定电路包括电流采样电路和液压力采样电路，所述电流采样电路采集所述液压控制单元中的电磁阀、液压泵的工作电流，所述液压力采样电路采集通过液压力传感器采集到的油管的液压力数据。

一个或多个实施例中，所述标定系统还包括信号接口箱和模拟负载，所述信号接口箱通过线束与所述标定盒连接，所述信号接口箱提供模拟负载接口以实现所述标定系统在不同负载下进行标定任务，所述模拟负载包括轮速传感器模拟板、模拟线圈负载、模拟电机负载、模拟液压力负载。

一个或多个实施例中，所述电子控制单元还包括热电偶采样电路、模拟采样电路以及IO采样电路，以监控所述标定系统的供电电压、电机端的电压以及电磁阀的温度。

一个或多个实施例中，所述电子控制单元集成四个电磁阀电流采样芯片和一个泵电机电流采样芯片。

本发明公开了一种实现用于制动防抱死系统的标定系统的方法，所述方法在上述的标定系统中执行如下步骤：

所述标定系统采集实车环境中的车轮的转速、电磁阀与液压泵的工作电流、油管的液压力的实时数据；

将所述实时数据与系统的预设值相比较；

根据预设标定算法对所述制动防抱死系统的控制器的动作实施控制。

一个或多个实施例中，所述方法还执行如下步骤：

通过改变实车环境中的实车驾驶条件或所述标定系统的信号接口箱的接插操作以实现不同的标定工况。

本发明还公开了一种车辆紧急制动系统，包括制动防抱死系统，所述制动防抱死系统包括车轮转速传感器、制动压力调节装置以及电子控制单元，所述车轮转速传感器用于检测车轮的转速和将转速信号传输至所述电子控制单元，所述制动压力调节装置安装有电磁阀和液压泵；在汽车制动的瞬间，所述电子控制单元通过分析所述转速信号并分别对汽车的四只车轮在路面上的附着力和滑移进行测量和计算，通过控制液压泵、电磁阀以调节每个分泵中的制动油压，实现车轮滑移率控制，还包括上述的用于制动防抱死系统的标定系统，所述标定系统通过采集车轮的转速、电磁阀的线圈工作电流与液压泵的工作电流、油管的液压力的实时数据与系统的预设值相比较，调整制动防抱死系统模型参数，根据调整后的制动防抱死算法对所述电子控制单元的控制器的动作实施控制。

本发明提供的一种用于制动防抱死系统的标定系统、紧急制动系统及方法，实现了基于量产制动防抱死系统控制器和实车环境的算法标定，提高了标定系统的高精度实现了在线式标定，并且还提高了标定系统的功能安全。

附图说明

图1为现有制动防抱死系统的模块框图；

图2为一个或多个实施例中用于制动防抱死系统的标定系统的示意图；

图3为一个或多个实施例中标定盒的示意图；

图4为一个或多个实施例中实现用于制动防抱死系统的标定系统的方法的流程图。

标号说明：

100：标定盒；200：液压力控制单元；300：信号接口箱；400：Y型线束；500：上位机与数据采集设备；600：模拟负载；700：传感器；800：原车线束。

101：电子控制单元；102：接插件；103：外壳；104：量产控制器电子电路；105：标定电路；106：通讯模块；107：电流采样电路；108：液压力采样电路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一、制动防抱死系统可采用的控制方案：

制动防抱死系统可采用预测式控制方案，即预先规定控制参数及其设定值等控制条件，然后用实时检测所得的瞬间控制参数值与设定值比较，按照预设规律对控制器的动作实施控制。由于制动系统中制动装置的响应之后作用，制动压力的变化与制动器制动力矩的相应变化之间存在着后者滞后于前者的现象。基于制动系统的动作滞后特点，采用逻辑门限控制法等控制算法，调试采用经验的方法，不同的车辆门限值亦不同，需要大量的道路试验加以验证；同时，控制算法中的阀与电机为理论模型，实际情况中阀与电机的驱动效果还有待实际观察。

由于制动防抱死控制系统存在控制精度及控制效果严重依赖于实车环境，而实车环境较为复杂等问题，因此本发明通过控制算法及仿真的理论研究，以及在试验中监控阀、回液泵电机的工作电流、油管液压力状态，根据实车环境标定算法控制参数，可以有效提高防抱死制动系统的控制精度与效果。

二、标定的概念：

汽车上的标定是在发动机、整车、控制算法、外围器件确定以后，为了得到满意的整车性能，满足客户要求和达到国家标准，对软件数据进行优化的过程。制动防抱死系统是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。制动防抱死系统的标定工作就是对ABS(Anti-lock Braking System，简称ABS，)控制系统各种参数的实时采集，分析控制算法的逻辑、控制效果，进而对控制效果进行评价和在线控制参数优化，实现整车的制动防抱死系统匹配，提高整车的制动性能。

在发动机开发工作过程中，在发动机台架上对发动机的全部工况的控制参数进行标定。简单说，就是为发动机的每个工作点找到合适的参数，当发动机运转时，电子控制单元会根据从传感器测得的数据，经过数据处理，按照控制策略从数据库中取得参数来控制发动机运转。

以下将通过具体实施例对本发明所述用于制动防抱死系统的标定系统进行具体说明。

图2一个或多个实施例中用于制动防抱死系统的标定系统的示意图，如图所示。

一种用于制动防抱死系统的标定系统，其根据实车环境标定算法控制参数，以提高车辆防抱死算法的控制精度和效果，实车环境包括乘员舱环境和发动机舱环境两个环境。

其中，所述标定系统包括位于乘员舱环境的标定盒100、上位机与数据采集设备500、信号接口箱300和模拟负载600，以及位于发动机舱环境的液压力控制单元200、传感器700、Y型线束400和原车线束800。标定盒100分别与上位机与数据采集设备500、传感器700以及信号接口箱300连接，信号接口箱300与Y型线束400连接，Y型线束400与原车线束800连接，液压力控制单元200与Y型线束400连接，系统内部各部件通过线束进行连接。传感器700包括液压力传感器。

所述标定系统基于轮速、电磁阀与电机的工作电流、油管液压力的实时数据，监控制动防抱死系统的工作状态，总结制动防抱死系统的特性，可在线调整控制算法参数与设定值，能提高控制精度。

其中，信号接口箱300为标定盒100提供信号短路、断路和连接模拟负载600的接口。模拟负载600包括车轮转速传感器模拟板、模拟线圈负载、模拟电机负载、模拟液压力负载等。

具体的，信号接口箱300与标定盒100通过短线束连接，根据标定工况设置信号接口箱300上的信号开关状态，实现信号短路、断路，同时，信号接口箱300由于提供模拟负载600的接口，因此标定系统可在不同负载下进行标定任务，实现复杂工况或模拟负载下的标定工作，提高了控制精度。

信号接口箱300通过Y型线束400与原车线束800、液压力控制单元200连接，电源线及大电流线使用线阻抗较小的镀银线，以保证从乘员舱环境到发动机舱环境通过不小于2m的线束连接时，大电流工况正常驱动，其余信号线使用普通镀铜线。

一个或多个实施例中，标定盒100与信号接口箱300、急停开关置(图中暂未标示)于乘员舱环境，继电器开关(图中暂未标示)、液压力控制单元200位于发动机舱环境。当车辆上电点火，闭合继电器开关，此时用于制动防抱死系统的标定系统工作，通过改变实车环境的驾驶条件或信号接口箱300的接插操作实现不同的标定工况。

信号接口箱100与连接线束中集成了急停开关、电源指示灯，可辅助监测标定系统的供电情况，在紧急情况下断开制动防抱死系统供电，提供系统的功能安全。

其中，液压力控制单元200作为实车制动系统的一部分，执行标定盒内100的电子控制单元101的指令，调节制动压力分布，实现制动防抱死系统功能，并由传感器700反馈电子控制单元101所需的信息。

其中，上位机与数据采集设备500可通过标定盒100实现DAP、CAN、以太网通讯等多种通讯方式，以太网通讯速率可达100Mbps，实现标定系统的高速、高精度和在线调试。

以下对标定盒100的结构进行详细说明。

图3为一个或多个实施例中标定盒的示意图，如图所示。标定盒100包括电子控制单元101、接插件102以及外壳103。

电子控制单元101整合量产控制器电子电路104与标定电路105，并通过Y型线束400连接至液压力控制单元200与原车线束800，实现了基于量产制动防抱死系统的控制器和实车环境的算法标定。量产，就是可批量生产的意思。

接插件102包括Y型线束接插件，外壳103为机械外壳。

标定盒子100的对外界面包括：Y型线束接插件、电源接口、传感器接口、电源指示灯、通讯接口等。电源接口可提供蓄电池供电或5V给传感器700供电，用于外部传感器或设备供电。

其中，电子控制单元101包括量产控制器电子电路104、标定电路105以及用于数据传输与通讯的通讯模块106。量产控制器电子电路104与标定电路105、通讯模块106为上下电路板结构；量产控制器电子电路104为下电路板，标定电路105、通讯模块106为上电路板，可根据标定对象设计下电路板，复用上电路板。

基于电子控制单元101的主要功能模块，标定系统可实现制动防抱死系统的功能、轮速信号采集与计算、泵电机的工作电流采样标定、电磁阀的工作电流采样标定、与上位机与数据采集设备500通讯等功能。上位机与数据采集设备500通过电子控制单元101的通讯接口读取并保存采样信号，以太网通讯速率可达100Mbps。

一个或多个实施例中，电子控制单元101集成4个最大采样电流10A、采样精度200mV/A的电磁阀电流采样芯片和1个最大采样电流150A、采样精度13.33mV/A的泵电机电流采样芯片。

其中，标定电路105用于采集传感器700与液压力控制单元200中标定所需的数据。标定电路105包括电流采样电路107和液压力采样电路108。

电流采样电路107为高精度电流采样电路，电流采样电路107采集液压力控制单元200中的电磁阀、泵电机的工作电流；液压力采样电路108采集液压力传感器采集到的油管的液压力数据，上位机与数据采集设备500通过标定盒100中的通讯模块106实现数据传输与通讯，通讯模块106设有通讯接口。

一个或多个实施例中，标定电路105中的高精度电流采样电路根据电磁阀电流特点与泵电机电流特点，对电磁阀电流采样电路使用最大采样电流不小于10A，采样精度不低于200mV/A的采样芯片，对泵电机电流采样电路使用最大采样电流不小于100A，采样精度不低于20mV/A的采样芯片。

一个或多个实施例中，电子控制单元101还包括热电偶采样电路、模拟采样电路以及IO采样电路，以监控所述标定系统的供电电压、电机端的电压以及电磁阀的温度。

本发明还公开了一种车辆紧急制动系统，包括制动防抱死系统，所述制动防抱死系统包括车轮转速传感器、制动压力调节装置以及电子控制单元，所述车轮转速传感器用于检测车轮的转速和将转速信号传输至所述电子控制单元，所述制动压力调节装置安装有电磁阀和液压泵；在汽车制动的瞬间，所述电子控制单元通过分析所述转速信号并分别对汽车的四只车轮在路面上的附着力和滑移进行测量和计算，通过控制液压泵、电磁阀以调节每个分泵中的制动油压，实现车轮滑移率控制，还包括上述的用于制动防抱死系统的标定系统，所述标定系统通过采集车轮的转速、电磁阀的线圈工作电流与液压泵的工作电流、油管的液压力的实时数据与系统的预设值相比较，调整制动防抱死系统模型参数，根据调整后的制动防抱死算法对所述电子控制单元的控制器的动作实施控制。

图4为一个或多个实施例中实现用于制动防抱死系统的标定系统的方法的流程图，如图所示。一种实现用于制动防抱死系统的标定系统的方法，所述方法上述的制动防抱死系统执行如下步骤：

S1：所述标定系统采集实车环境中的车轮的转速、电磁阀与液压泵的工作电流、油管的液压力的实时数据。

车轮的转速信号可通过车轮转速传感器采集，液压控制单元包括电磁阀和液压泵，电磁阀与液压泵的工作电流信号可通过标定盒的电流采样电路进行采集，油管的液压力信号可由液压力传感器采集，上位机与数据采集设备通过电子控制单元的通讯接口可以读取并保存上述采样信号。

S2：将所述实时数据与系统的预设值相比较。

上述采样信号为实时数据，所述预设值为系统预先设定的控制参数及其设定值等控制条件，这些控制条件可结合实车环境进行调整。

S3：根据预设标定算法对所述制动防抱死系统的控制器的动作实施控制。

系统可根据预设标定算法在线调整控制参数与设定值，并对电子控制单元的控制器的动作实施控制，能够提高制动防抱死系统的控制精度。

步骤S3还包括：

S31：通过改变实车环境中的实车驾驶条件或标定系统的信号接口箱的接插操作以实现不同的标定工况。系统可根据标定工况设置信号接口箱上的信号开关状态，实现信号短路、短路等，同时，信号接口箱提供模拟负载接口，标定系统可在不同负载下进行标定任务。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种用于制动防抱死系统的标定系统，其特征在于，所述标定系统包括位于乘员舱环境的标定盒和上位机与数据采集设备以及位于发动机舱环境的液压力控制单元和传感器，所述标定盒通过线束与所述液压力控制单元连接，所述液压力控制单元通过执行所述标定盒的指令调节制动压力的分布，所述标定盒设有传感器接口、电源接口以及通讯接口，所述传感器接口与所述传感器连接，通过所述电源接口为所述传感器和上位机与数据采集设备供电，所述通讯接口与所述上位机与数据采集设备连接；

所述标定盒包括电子控制单元、接插件以及外壳，所述电子控制单元包括量产控制器电子电路、标定电路以及用于数据传输与通讯的通讯模块，所述量产控制器电子电路通过控制液压力控制单元实现制动防抱死系统的功能；所述标定电路用于采集所述传感器与所述液压力控制单元中的标定所需数据，所述传感器包括液压力传感器，所述标定所需数据包括轮速信号、液压泵工作电流、电磁阀的线圈工作电流，所述接插件包括Y型线束接插件，所述通讯模块设有所述通讯接口。

2.如权利要求1所述的用于制动防抱死系统的标定系统，其特征在于，所述量产控制器电子电路与所述标定电路、通讯模块为上下电路板结构，所述量产控制电子电路为下电路板，所述标定电路和通讯模块为上电路板。

3.如权利要求1所述的用于制动防抱死系统的标定系统，其特征在于，所述标定电路包括电流采样电路和液压力采样电路，所述电流采样电路采集所述液压力 控制单元中的电磁阀、液压泵的工作电流，所述液压力采样电路采集通过液压力传感器采集到的油管的液压力数据。

4.如权利要求1所述的用于制动防抱死系统的标定系统，其特征在于，所述标定系统还包括信号接口箱和模拟负载，所述信号接口箱通过线束与所述标定盒连接，所述信号接口箱提供模拟负载接口以实现所述标定系统在不同负载下进行标定任务，所述模拟负载包括轮速传感器模拟板、模拟线圈负载、模拟电机负载、模拟液压力负载。

5.如权利要求1所述的用于制动防抱死系统的标定系统，其特征在于，所述电子控制单元还包括热电偶采样电路、模拟采样电路以及IO采样电路，以监控所述标定系统的供电电压、电机端的电压以及电磁阀的温度。

6.如权利要求1所述的用于制动防抱死系统的标定系统，其特征在于，所述电子控制单元集成四个电磁阀电流采样芯片和一个泵电机电流采样芯片。

7.一种实现用于制动防抱死系统的标定系统的方法，其特征在于，所述方法在如权利要求1-6任一项所述的标定系统中执行如下步骤：

所述标定系统采集实车环境中的车轮的转速、电磁阀与液压泵的工作电流、油管的液压力的实时数据；

将所述实时数据与系统的预设值相比较；

根据预设标定算法对所述制动防抱死系统的控制器的动作实施控制。

8.如权利要求7所述的实现用于制动防抱死系统的标定系统的方法，其特征在于，所述方法还执行如下步骤：

通过改变实车环境中的实车驾驶条件或所述标定系统的信号接口箱的接插操作以实现不同的标定工况。

9.一种车辆紧急制动系统，包括制动防抱死系统，所述制动防抱死系统包括车轮转速传感器、制动压力调节装置以及电子控制单元，所述车轮转速传感器用于检测车轮的转速和将转速信号传输至所述电子控制单元，所述制动压力调节装置安装有电磁阀和液压泵；在汽车制动的瞬间，所述电子控制单元通过分析所述转速信号并分别对汽车的四只车轮在路面上的附着力和滑移进行测量和计算，通过控制液压泵、电磁阀以调节每个分泵中的制动油压，实现车轮滑移率控制，其特征在于，还包括如权利要求1至6中任一项权利要求所述的用于制动防抱死系统的标定系统，所述标定系统通过采集车轮的转速、电磁阀的线圈工作电流与液压泵的工作电流、油管的液压力的实时数据与系统的预设值相比较，调整制动防抱死系统模型参数，根据调整后的制动防抱死算法对所述电子控制单元的控制器的动作实施控制。

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