CN113799751B - 一种应用于冗余制动系统的压力控制方法 - Google Patents

一种应用于冗余制动系统的压力控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，在压力腔内的制动液被轮端调节单元内的泄压阀排出后，通过对压力发生单元二的流量进行控制，补充排出的制动液；同时压力发生单元一配合压力发生单元二产生的流量和轮端压力控制所需要的的流量，进行活塞位置控制，保证制动液通道内的压力稳定，同时对压力发生单元一内的活塞位置进行控制，避免活塞位置太靠前或太靠后，产生的无法建压或无法线性建压的问题。

Description

一种应用于冗余制动系统的压力控制方法
技术领域
本发明涉及制动系统领域，尤其涉及一种应用于冗余制动系统的压力控制方法。
背景技术
传统的汽车制动系统的助力是利用发动机工作产生的真空、或是电子真空泵工作产生的真空，在真空助力器里实现制动建压助力。如图3所示，序号4是所述的真空助力器。驾驶员制动时踩动制动踏板6，驱动制动主缸3经过电控调压单元ABS/ESC2，对制动器1进行建压产生制动液压力；这个过程中需要真空助力器来对踏板力进行比例放大，让驾驶员在合适的踏板感觉力下实现符合整车制动需求的制动力。
随着汽车新能源技术和制动技术的发展，对无真空助力的制动系统产生了越来越大的需求。主要体现在两个方面：一是新能源汽车的发展，例如电动汽车的发展，使得整车上没有给真空助力器进行抽真空动力源—发动机，必须外接一个电子真空泵，其缺点是耗用电能、噪音明显；二是主动安全制动技术的发展，例如车辆在搭配雷达波或是视觉传感器后能识别出预期的危险，对车辆进行主动建压制动或是紧急制动避撞。
因此线控液压制动系统技术得到了发展，申请人已有技术公开专利号201910331828.8显示了一种线控液压制动系统方案，如图4，该方案由驾驶员输入单元（储液罐1、检测阀2、制动踏板3、行程传感器4、主缸5）、踏板模拟器（模拟器控制阀6、模拟器7）、增压单元（无刷电机16、传动机构15、增压缸14、增压控制阀12与13、压力传感器12）、回路控制阀（电磁阀8、电磁阀9）、轮端控制阀组（17、18、19、20、21、22、23、24）以及控制器ECU组成。
如图4所展示的制动系统，其问题在于当整车进入防抱死后，会把轮端的制动液排出。进而使增压缸14内的制动液逐渐减少。制动液无法及时循环起来。通过双压力发生装置的制动系统可以解决此问题，相比上图展示的系统，双压力发生装置的制动系统增加了另一压力发生装置。此装置可以配合主压力发生装置一起工作。将轮端泄压时排出的制动液重新泵入到副主缸内。保证制动液总量不变。
在两个系统工作时，尤其是在ABS时，制动管路内的系统刚度非常大。两者若没有很好的协调会导致轮端增压上端的压力波动大，使ABS达不到理想的控制效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，通过两个压力发生单元协调工作，解决了单一压力发生装置的压力腔的制动液减少的问题，同时提出了一种解决两压力发生单元同时工作时制动液通道内的压力波动问题的方法，解决了背景技术中出现的问题。
本发明的目的是提供一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，制动系统包括有压力发生单元一、压力发生单元二、轮端压力调节单元、四个轮端制动器、液压管路、制动液存储装置；其中压力发生单元一包括连接在一起的增压的压力腔和隔离阀；轮端压力调节单元包括有连接在每一个轮端制动器上的增压阀和减压阀；压力发生单元一和压力发生单元二通过液压管路与轮端压力调节单元相连；减压阀与制动液存储装置相连，制动液存储装置与压力发生单元二相连；在压力腔内的制动液被轮端调节单元内的减压阀排出后，通过对压力发生单元二的流量进行控制，补充排出的制动液，同时压力发生单元一配合压力发生单元二产生的流量和轮端压力控制所需要的的流量，进行活塞位置控制和压力腔的压力稳定控制。
进一步改进在于：所述压力发生单元二为电机驱动的液压泵，制动液单向流动，即制动液只可从储液罐流向制动管路，不能反向流动，电机每次旋转均将制动液存储装置内的制动液泵入到回路制动管内；产生连续不间断的高压制动液。
进一步改进在于：所述压力发生单元一为活塞式压力产生装置，当活塞前进时，压力腔体积V减小，制动液通过隔离阀和液压管路流向轮端压力调节单元，最终流向轮端制动器产生液压；当活塞后退时，压力腔体积V增大，制动液从轮端制动器内的制动液流回到压力腔内，轮端制动器压力降低。
进一步改进在于：在其中一个轮端制动器需要单独控制压力时，轮端压力调节单元通过完全关闭增压阀，并打开减压阀将轮端制动器内的制动液泄出，并流进到制动液存储装置。
进一步改进在于：所述的轮端压力调节单元的减压控制，发生在车辆的ABS功能或TCS功能的控制过程中。
进一步改进在于：所述压力发生单元二在以下几种情况下启动工作：
由压力腔、轮端制动器和液压管路内的制动液被轮端压力调节单元的减压阀泄放后，总制动液减少后；
压力发生单元一产生的制动液流量满足不了轮端的加压需求，需要产生额外的流量；
压力发生单元一故障，无建压能力，由压力发生单元二产生流量至轮缸进行加压。
进一步改进在于：在压力发生单元二在轮端压力调节单元将制动液从轮端泄出后，根据轮端制动器的压力增加需求，计算出需要的流量Qw_Target；压力发生单元二根据以下公式计算所需产生流量Qa_Target；即：
Qa_Target = Qw1_Target + Qw2_Target + Qw3_Target + Qw4_Target。
进一步改进在于：根据电机转速和泵特性计算出压力发生单元二实际产生的流量Qa_Actual，和从轮端压力调节单元实际流过的流量；压力发生单元一根据连接在压力腔上的压力传感器的反馈对压力腔的体积进行调节，即活塞的位置进行实时调节；保持管路内的压力稳定。
进一步改进在于：在压力发生单元二在轮端压力调节单元将制动液从轮端泄出后，压力发生单元一在对压力腔的体积进行调节时，将设定体积调节的上下限；避免活塞位置过于靠前或靠后而无法产生或建立压力。
进一步改进在于：压力腔的体积范围可以由以下方式确定：
根据系统的PV曲线，和目标控制压力，获取在无轮端压力调节装置动作时的目标体积；
记录轮端压力调节单元泄压时，压力腔的体积，以此为初始目标体积，进行调节。
进一步改进在于：当压力发生单元一内的压力腔体积接近上限Vup_limit时，压力发生单元二产生的流量Qa_Target除根据Qw进行计算外，还根据压力发生单元一的需求Qm；Qm设置为>0；此时压力发生单元一可以在保持压力的同时，使活塞逐渐后退。
进一步改进在于：当压力发生单元一内的压力腔体积接近下限Vlow_limit时，压力发生单元二产生的流量Qa_Target除根据Qw进行计算外，还根据压力发生单元二的需求Qm；Qm设置为<0；此时压力发生单元一可以在保持压力的同时，使活塞逐渐前进；保持活塞位置。
本发明的有益效果：本发明在压力腔内的制动液被轮端调节单元内的泄压阀排出后，通过对压力发生单元二的流量进行控制，补充排出的制动液；同时压力发生单元一配合压力发生单元二产生的流量和轮端压力控制所需要的的流量，进行活塞位置控制，保证制动液通道内的压力稳定，同时对压力发生单元一内的活塞位置进行控制，避免活塞位置太靠前或太靠后，产生的无法建压或无法线性建压的问题。
解决当前线控制动系统存在的轮端制动器压力调节时，尤其是减压阀动作时，带来的压力腔容积减少的问题。
解决由于液压管路内的刚度过大，在于压力发生单元二协调工作时，增压阀压力波动过大的问题，进而使轮端压力调节单元的增压阀工作有更好的压力环境；
优化主压力发生单元的设计，极限加压时由辅压力发生单元配合工作，降低性能需求。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图2是本发明压力发生单元一的压力腔容积变化示意图。
图3是背景技术中现有技术示意图。
图4是背景技术中专利号201910331828.8示意图。
图1中：1-压力发生单元一，2-压力发生单元二，3-轮端压力调节单元，4-1、4-2、4-3、4-4-轮端制动器，5-液压管路，6-1、6-2、6-3、6-4-减压阀，7-1、7-2、7-3、7-4-增压阀，8-制动液存储装置，9-压力腔，10-1、10-2-隔离阀。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1和2所示，本实施例提供一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，制动系统包括有压力发生单元一1、压力发生单元二2、轮端压力调节单元3、四个轮端制动器4、液压管路5、制动液存储装置8；其中压力发生单元一1包括连接在一起的增压的压力腔9和隔离阀10；轮端压力调节单元3包括有连接在每一个轮端制动器4上的增压阀7和减压阀6；压力发生单元一1和压力发生单元二2通过液压管路5与轮端压力调节单元3相连；减压阀6与制动液存储装置8相连，制动液存储装置8与压力发生单元二2相连；在压力腔9内的制动液被轮端调节单元3内的减压阀6排出后，通过对压力发生单元二2的流量进行控制，补充排出的制动液，同时压力发生单元一1配合压力发生单元二2产生的流量和轮端压力控制所需要的的流量，进行活塞位置控制和压力腔的压力稳定控制。
所述压力发生单元二2为电机驱动的液压泵，制动液单向流动，即制动液只可从储液罐流向制动管路，不能反向流动，电机每次旋转均将制动液存储装置8内的制动液泵入到回路制动管内；产生连续不间断的高压制动液。
所述压力发生单元一1为活塞式压力产生装置，当活塞前进时，压力腔9体积V减小，制动液通过隔离阀10和液压管路5流向轮端压力调节单元3，最终流向轮端制动器4产生液压；当活塞后退时，压力腔9体积V增大，制动液从轮端制动器4内的制动液流回到压力腔9内，轮端制动器4压力降低。
在其中一个轮端制动器4需要单独控制压力时，轮端压力调节单元3通过完全关闭增压阀7，并打开减压阀6将轮端制动器4内的制动液泄出，并流进到制动液存储装置8。
轮端压力调节单元的减压控制，发生在车辆的ABS功能或TCS功能的控制过程中。
所述压力发生单元二2在以下几种情况下启动工作：
由压力腔9、轮端制动器4和液压管路5内的制动液被轮端压力调节单元3的减压阀6泄放后，总制动液减少后；如在汽车的ABS功能启动时，为了防止抱死，会对车轮的压力进行调压。其减压时会造成制动液减少。
压力发生单元一1产生的制动液流量满足不了轮端的加压需求，需要产生额外的流量；
压力发生单元一1故障，无建压能力，由压力发生单元二2产生流量至轮缸进行加压。
在压力发生单元二2在轮端压力调节单元3将制动液从轮端泄出后，根据轮端制动器4的压力增加需求，计算出需要的流量Qw_Target；压力发生单元二2根据以下公式计算所需产生流量Qa_Target；即：
Qa_Target = Qw1_Target + Qw2_Target + Qw3_Target + Qw4_Target。
根据电机转速和泵特性计算出压力发生单元二2实际产生的流量Qa_Actual，和从轮端压力调节单元3实际流过的流量；压力发生单元一1根据连接在压力腔9上的压力传感器11的反馈对压力腔的体积进行调节，即活塞的位置进行实时调节；保持管路内的压力稳定。
在压力发生单元二2在轮端压力调节单元3将制动液从轮端泄出后，压力发生单元一1在对压力腔9的体积进行调节时，将设定体积调节的上下限；避免活塞位置过于靠前或靠后而无法产生或建立压力。
压力腔9的体积范围可以由以下方式确定：
根据系统的PV曲线，和目标控制压力，获取在无轮端压力调节装置动作时的目标体积；
记录轮端压力调节单元3泄压时，压力腔9的体积，以此为初始目标体积，进行调节。
当压力发生单元一1内的压力腔9体积接近上限Vup_limit时，压力发生单元二2产生的流量Qa_Target除根据Qw进行计算外，还根据压力发生单元一1的需求Qm；Qm设置为>0；此时压力发生单元一1可以在保持压力的同时，使活塞逐渐后退。当压力发生单元一1内的压力腔9体积接近下限Vlow_limit时，压力发生单元二2产生的流量Qa_Target除根据Qw进行计算外，还根据压力发生单元二2的需求Qm；Qm设置为<0；此时压力发生单元一1可以在保持压力的同时，使活塞逐渐前进；保持活塞位置。
在压力腔内的制动液被轮端调节单元内的泄压阀排出后，通过对压力发生单元二的流量进行控制，补充排出的制动液；同时压力发生单元一配合压力发生单元二产生的流量和轮端压力控制所需要的的流量，进行活塞位置控制，保证制动液通道内的压力稳定，同时对压力发生单元一内的活塞位置进行控制，避免活塞位置太靠前或太靠后，产生的无法建压或无法线性建压的问题。
解决当前线控制动系统存在的轮端制动器压力调节时，尤其是减压阀动作时，带来的压力腔容积减少的问题。
解决由于液压管路内的刚度过大，在于压力发生单元二协调工作时，增压阀压力波动过大的问题，进而使轮端压力调节单元的增压阀工作有更好的压力环境；
优化主压力发生单元的设计，极限加压时由辅压力发生单元配合工作，降低性能需求。

Claims (10)

1.一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，其特征在于：制动系统包括有压力发生单元一（1）、压力发生单元二（2）、轮端压力调节单元（3）、四个轮端制动器（4）、液压管路（5）、制动液存储装置（8）；其中压力发生单元一（1）包括连接在一起的增压的压力腔（9）和隔离阀（10）；轮端压力调节单元（3）包括有连接在每一个轮端制动器（4）上的增压阀（7）和减压阀（6）；压力发生单元一（1）和压力发生单元二（2）通过液压管路（5）与轮端压力调节单元（3）相连；减压阀（6）与制动液存储装置（8）相连，制动液存储装置（8）与压力发生单元二（2）相连；在压力腔（9）内的制动液被轮端调节单元（3）内的减压阀（6）排出后，通过对压力发生单元二（2）的流量进行控制，补充排出的制动液，同时压力发生单元一（1）配合压力发生单元二（2）产生的流量和轮端压力控制所需要的的流量，进行活塞位置控制和压力腔的压力稳定控制；
在压力发生单元二（2）在轮端压力调节单元（3）将制动液从轮端泄出后，根据轮端制动器（4）的压力增加需求，计算出需要的流量Qw_Target；压力发生单元二（2）根据以下公式计算所需产生流量Qa_Target；即：
Qa_Target = Qw1_Target + Qw2_Target + Qw3_Target + Qw4_Target；根据电机转速和泵特性计算出压力发生单元二（2）实际产生的流量Qa_Actual，和从轮端压力调节单元（3）实际流过的流量；压力发生单元一（1）根据连接在压力腔（9）上的压力传感器（11）的反馈对压力腔的体积进行调节，即活塞的位置进行实时调节；保持管路内的压力稳定。
2.如权利要求1所述一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，其特征在于：所述压力发生单元二（2）为电机驱动的液压泵，制动液单向流动，即制动液只可从储液罐流向制动管路，不能反向流动，电机每次旋转均将制动液存储装置（8）内的制动液泵入到回路制动管内；产生连续不间断的高压制动液。
3.如权利要求1所述一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，其特征在于：所述压力发生单元一（1）为活塞式压力产生装置，当活塞前进时，压力腔（9）体积V减小，制动液通过隔离阀（10）和液压管路（5）流向轮端压力调节单元（3），最终流向轮端制动器（4）产生液压；当活塞后退时，压力腔（9）体积V增大，制动液从轮端制动器（4）内的制动液流回到压力腔（9）内，轮端制动器（4）压力降低。
4.如权利要求1所述一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，其特征在于：在其中一个轮端制动器（4）需要单独控制压力时，轮端压力调节单元（3）通过完全关闭增压阀（7），并打开减压阀（6）将轮端制动器（4）内的制动液泄出，并流进到制动液存储装置（8）。
5.如权利要求4所述一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，其特征在于：所述的轮端压力调节单元的减压控制，发生在车辆的ABS功能或TCS功能的控制过程中。
6.如权利要求1所述一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，其特征在于：所述压力发生单元二（2）在以下几种情况下启动工作：
由压力腔（9）、轮端制动器（4）和液压管路（5）内的制动液被轮端压力调节单元（3）的减压阀（6）泄放后，总制动液减少后；
压力发生单元一（1）产生的制动液流量满足不了轮端的加压需求，需要产生额外的流量；
压力发生单元一（1）故障，无建压能力，由压力发生单元二（2）产生流量至轮缸进行加压。
7.如权利要求1所述一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，其特征在于：在压力发生单元二（2）在轮端压力调节单元（3）将制动液从轮端泄出后，压力发生单元一（1）在对压力腔（9）的体积进行调节时，将设定体积调节的上下限；避免活塞位置过于靠前或靠后而无法产生或建立压力。
8.如权利要求7所述一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，其特征在于：压力腔（9）的体积范围可以由以下方式确定：
根据系统的PV曲线，和目标控制压力，获取在无轮端压力调节装置动作时的目标体积；
记录轮端压力调节单元（3）泄压时，压力腔（9）的体积，以此为初始目标体积，进行调节。
9.如权利要求1所述一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，其特征在于：当压力发生单元一（1）内的压力腔（9）体积接近上限Vup_limit时，压力发生单元二（2）产生的流量Qa_Target除根据Qw进行计算外，还根据压力发生单元一（1）的需求Qm；Qm设置为>0；此时压力发生单元一（1）可以在保持压力的同时，使活塞逐渐后退。
10.如权利要求1所述一种应用于冗余制动系统的压力控制方法，其特征在于：当压力发生单元一（1）内的压力腔（9）体积接近下限Vlow_limit时，压力发生单元二（2）产生的流量Qa_Target除根据Qw进行计算外，还根据压力发生单元二（2）的需求Qm；Qm设置为<0；此时压力发生单元一（1）可以在保持压力的同时，使活塞逐渐前进；保持活塞位置。
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