CN113492810A - 一种适用于电动汽车的冗余制动控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于电动汽车的冗余制动控制系统及其控制方法，涉及电动汽车制动技术领域，该冗余制动控制系统包括冗余制动控制模块、冗余制动执行机构、电子驻车控制器、冗余供电电源、轮速传感器，在主制动系统失效时，采用EPB与电机协同制动控制前后车轮，保证即使主行车制动系统发生电气失效且没有驾驶员介入操作下的情况下能安全制动。

Description

一种适用于电动汽车的冗余制动控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车制动技术领域，特别是涉及一种适用于电动汽车的冗余制动控制系统及其控制方法。
背景技术
新能源汽车发展是未来的潮流，新能源和自动驾驶的发展是相辅 相成的，未来汽车势必会面向车联网、智能化和自动化方向发展。新 能源采用电驱动，使车联网和自动驾驶技术更容易实现；而相对应的， 新能源的发展势必会加快自动驾驶的发展。
实现自动驾驶的关键在于冗余，飞机是可以自动驾驶的，飞机能 自动驾驶的前提条件就是它有很多的冗余可以保证零事故或者零缺 陷。针对于汽车的自动驾驶制动系统安全性改进，博世集团提出的 ESP与iBooster形成了整车制动的双重保障，iBooster即电控刹车 系统，它通过油压电控机构代替了传统的真空助力泵，有更快速的刹 车响应速度；可以在ESP失灵的情况下，帮助车辆安全刹车制动，防 止车辆失控的发生。大陆集团提出了一种铅蓄电池或电动油压制动单 元发生故障时制动器也能工作的机制。除了现行的电动油压制动单元 之外，还追加了简易的ESC(防侧滑装置)单元。电动油压制动器发 生故障时，ESC单元就会启动，不仅能代替电动油压制动器为后轮的 电动制动器供电，还会向前轮制动器输送油压。另外，该系统还配置 了简易ESC单元专用电池。自动驾驶中，实现冗余备份制动的ESC 技术基本已经被垄断，因此，为了突破这一研发技术瓶颈，需要设计 新型的、多样化的可实现冗余备份制动的电子制动控制系统，在能达 到法规要求的最低减速度的前提下，还能尽可能地提高制动性能与舒 适性。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种能够在主行车制动控制系统出现电气故障时，由备份行车制动系统实现防抱死功能，保证车辆在自动驾驶过程中，即使主行车制动系统发生电气失效且没有驾驶员介入操作下的情况下能安全制动。
本发明所采用的技术方案是：一种适用于电动汽车的冗余制动控制系统，包括冗余制动控制模块、冗余制动执行机构、电子驻车控制器、冗余供电电源、轮速传感器，冗余制动控制模块置于电子驻车控制器内；冗余制动执行机构包括驱动电机、两个电子驻车制动器，驱动电机与左右前轮相连接，同时两个电子驻车制动器分别与左右后轮相连接，驱动电机与两个电子驻车制动器协同同时制动四个车轮；冗余供电电源为整车备份供电电源，在主制动系统失效时，为整车电路提供电源；轮速传感器有四个，分别装配在四个车轮上。根据电动汽车类型不同，如果车辆为后驱车，驱动电机也可以与左右后轮相连接，同时两个电子驻车制动器分别与左右前轮相连接。冗余制动控制模块还可以置于行车控制器内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用EPB与电机驱动协同制动，同时分别作用于前后车轮，四个车轮都能被有效控制，保证了冗余制动系统的准确性和可靠性。
2、冗余制动控制模块可驻留在EPB控制器或行车控制器内，这样可以降低制造成本，当出现需要冗余制动控制时，也能节省信号交互的延迟，可以快速响应、提高安全性能。
3、冗余制动系统还设计了冗余电源，当主电源供电失效时，通过冗余电源为整车供电，制动系统还能保持基本制动功能，进一步提高制动系统安全等级。
附图说明
图1为本发明用于前驱电动汽车的冗余制动控制系统示意图；
图2为本发明用于前驱电动汽车的冗余制动控制器原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种适用于电动汽车的冗余制动控制系统，包括冗余制动控制模块、冗余制动执行机构、电子驻车控制器、冗余供电电源、轮速传感器。
冗余制动执行机构包括驱动电机、两个电子驻车制动器；对于前驱电动汽车，两个电子驻车制动器分别装配在两个后轮上；对于后驱电动汽车，两个电子驻车制动器分别装配在两个前轮上；电子驻车制动器既可在行车时进行制动也可在驻车时进行制动；驱动电机，对于前驱电动汽车，驱动电机用来制动两个前轮；对于后驱电动车，驱动电机用来制动两个后轮；驱动电机的制驱动方式有两种选择：一是通过能量回收发电的同时进行制动，二是通过反向拖拽的方式进行制动；当冗余系统生效时，电子驻车制动器与驱动电机同时协同工作，保证整车的前后轮都能实施制动。
四个轮速传感器，分别装配在四个车轮上，轮速信号的获取是通过采集轮速传感器信号，并对采集到的信号进行解析计算得出。
冗余制动控制模块接受冗余制动请求，根据车身系统需求，可以驻留在电子驻车控制器或行车控制器内，这样可以降低制造成本，同时当出现需要冗余制动控制时，也节省了信号交互的延迟，保证可以快速响应，提高安全性能。
冗余供电电源为整车备份供电电源，当主电源供电失效时，主制动系统或本冗余制动控制系统可通过整车备份电源供电，保持基本制动功能，进一步提高制动系统安全等级。
结合图2对本发明所提供的电动汽车的冗余制动控制系统的控制方法进行详细描述，在不需要冗余制动控制的情况下，会由主制动系统进行制动，冗余制动控制系统会处于待机状态；当冗余制动控制系统接收到需要冗余制动的请求指令后，会立即开始进行制动。冗余制动控制模块根据冗余制动请求信号确认冗余制动控制指令，同时根据轮速信号所传的数据来实时监测轮滑移率及减速度，进一步合理调整冗余制动控制指令的大小，用于兼顾行车制动的稳定性。
以前驱电动汽车为例，当车辆在行驶过程中主制动系统发生故障无法正常工作时，冗余制动系统会接收到冗余制动请求指令，并且立即开始进行制动。此时冗余制动系统会实时采集四个轮速传感器的信号，根据轮速信号计算出滑移率和减速度，再通过滑移率和减速度来控制当前系统所需的制动大小，然后通过驱动电机对两个前轮进行制动，同时通过电子驻车制动器对两个后轮进行制动，在制动过程中会根据当前的滑移率和减速度对制动大小进行实时调整，以确保可靠性和稳定性。

Claims (5)

1.一种适用于电动汽车的冗余制动控制系统，其特征在于：包括冗余制动控制模块、冗余制动执行机构、电子驻车控制器、冗余供电电源、轮速传感器，所述冗余制动控制模块置于所述电子驻车控制器内；所述冗余制动执行机构包括驱动电机、两个电子驻车制动器，所述驱动电机与左右前轮相连接，同时两个电子驻车制动器分别与左右后轮相连接，所述驱动电机与两个电子驻车制动器协同同时制动四个车轮；所述冗余供电电源为整车备份供电电源，在主制动系统失效时，为整车电路提供电源；所述轮速传感器有四个，分别装配在四个车轮上。
2.根据权利要求1所述的适用于电动汽车的冗余制动控制系统，其特征在于：根据电动汽车类型不同，所述驱动电机可以与左右后轮相连接，同时两个电子驻车制动器分别与左右前轮相连接。
3.根据权利要求1或2所述的适用于电动汽车的冗余制动控制系统，其特征在于：所述冗余制动控制模块还可以置于行车控制器内。
4.一种如权利要求1所述的适用于电动汽车的冗余制动控制系统的控制方法，其特征在于：所述冗余制动控制系统处于待机状态，只有在车辆行驶过程中主制动系统发生故障无法正常工作时才会启动；控制步骤如下：
（1）车辆主制动系统发生故障，所述冗余制动控制模块接收到冗余制动请求信号，确认冗余制动控制指令；
（2）采集轮速信号，根据轮速信号计算滑移率和减速度，并实时监测轮滑移率及减速度，然后合理调整冗余制动控制指令的大小。
5.根据权利要求4所述的适用于电动汽车的冗余制动控制系统的控制方法，其特征在于，所述冗余制动控制指令的实施方式是：通过驱动电机对两个前轮进行制动，同时通过电子驻车制动器对两个后轮进行制动。
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