CN114312714A

CN114312714A - 一种电子线控助力器控制系统

Info

Publication number: CN114312714A
Application number: CN202210196701.1A
Authority: CN
Inventors: 陈颖; 任博; 屈亮亮; 郑美云; 林国贤; 张霞
Original assignee: Wanxiang Qianchao Co Ltd
Current assignee: Wanxiang Qianchao Co Ltd
Priority date: 2022-03-02
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本发明公开了一种电子线控助力器控制系统，包括ECU模块、踏板行程传感器模块、电机模块、液压调节模块和压力传感器模块，所述ECU模块包括主控MCU1、辅控MCU2、CAN1和CAN2，所述电机模块包括电机、电机驱动模块和电机转角传感器模块，所述液压调节模块包括主缸、助力模块和ESC模块。本发明中，首先，本发明满足于大吨位车辆的制动减速度需求，可单独实现自主增压，也可与ESC模块协同合作实现主动增压，其次，本发明设置有三个压力传感器，分布在液压调节模块的主缸和两个分泵的出油口处，对主缸和分泵的压力进行采集，并实时反馈压力，有效弥补车辆压力模型的不足，避免控制滞后，提高控制精度。

Description

一种电子线控助力器控制系统

技术领域

本发明涉及电子线控助力控制系统技术领域，尤其涉及一种电子线控助力器控制系统。

背景技术

现有电子线控助力系统一方面缺少液压辅助控制模块，当车身较重，特别是满载大于大吨位的时候，因为要满足大吨位车辆的200ms制动压力达到10MPa的建压要求，需要使用到较大的制动卡钳需液量，而现有无液压辅助模块的电子助力系统因为踏板行程有限或者电机效率不足等原因达不到建压要求，从而影响车辆的制动减速度导致制动助力不足，另一方面，没有对压力传感实现压力闭环控制，现有技术方案因为缺少液压调节模块，也没有压力传感器实时传感压力，系统各部位压力是通过虚拟的车辆压力模型算法估算得到，存在数据不准确或者滞后的潜在危险。

发明内容

为了解决上述背景技术中所提到的技术问题，而提出的一种电子线控助力器控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种电子线控助力器控制系统，包括ECU模块、踏板行程传感器模块、电机模块、液压调节模块和压力传感器模块，所述ECU模块包括主控MCU1、辅控MCU2、CAN1和CAN2，所述电机模块包括电机、电机驱动模块和电机转角传感器模块，所述液压调节模块包括主缸、助力模块和ESC模块，所述助力模块包括电磁阀和电机控制的分泵，所述压力传感器模块嵌设在液压调节模块上，且分布在主缸和分泵出油口处，所述CAN1和CAN2用于与整车CAN网络进行信号交互；

主控MCU1和辅控MCU2接收输入信号后，输出控制信号控制电磁阀，对液压调节模块进行压力调节，以使得制动液通过或者截止，主控MCU1和辅控MCU2输出控制信号给电机驱动模块驱动电机转动，主控MCU1和辅控MCU2接收的输入信号包括踏板行程传感器模块输入的踏板行程，电机转角传感器输入的电机转速，以及压力传感器输入的主缸和分泵的压力。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述主缸和助力模块，以及助力模块和ESC模块之间均通过油路和电磁阀连接，所述主缸上安装有制动踏板，制动踏板上安装有位置传感器Pts1/2，所述助力模块还包括油壶Res，所述油壶Res和主缸之间通过油路a和油路b连接，油路b上安装有测试阀TSV，所述主缸和ESC模块之间通过油路f和油路g连接，油路f上安装有主缸隔离阀CSV1，油路g上安装有压力传感器和主缸隔离阀CSV2；

所述油壶Res的输出端连接有油路c和油路d，所述油路c和油路d的输出端分别连接有分泵A和分泵B，油路c与分泵A之间连接有单向阀和油路k1，油路d和分泵b之间连接有单向阀和油路k2，所述分泵A的输出端和油路f之间连接有油路i，油路i上安装有建压缸隔离阀PSV1和压力传感器，所述分泵B的输出端和油路g之间连接有油路j，油路j上安装有建压缸隔离阀PSV2和压力传感器。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述压力传感器模块包括压力传感器Ps_MC2、Ps_SP1和Ps_SP2，所述压力传感器Ps_MC2安装在油路g上，压力传感器Ps_SP1和Ps_SP2分别安装在油路i和油路j上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述油路a和油路f之间连接有油路h，所述油路h上安装有踏板模拟器PFS和模拟阀SSV，所述踏板行程传感器模块安装在踏板模拟器PFS上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述电机包括电机A和电机B，所述电机驱动模块包括电机驱动模块A和电机驱动模块B，所述电机转角传感器模块包括角度传感器RPS1和RPS2，电机A分泵A建压，电机B控制分泵B建压，主控MCU1控制电机A，辅控MCU2控制电机B。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述助力模块还包括油路e，所述油壶Res和ESC模块之间通过油路e连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述ECU模块还包括电源管理模块，所述电源管理模块判断车辆点火开关的通断，点火开关打开时，将电池的输出电压转换为控制系统的输入电压，点火开关关闭时休眠控制系统。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：首先，本发明满足于大吨位车辆的制动减速度需求，可单独实现自主增压，也可与ESC模块协同合作实现主动增压，其次，系统出现部分失效后，保留一半助力，并能实现双MCU协调控制，最后，本发明设置有三个压力传感器，分布在液压调节模块的主缸和两个分泵的出油口处，对主缸和分泵的压力进行采集，并实时反馈压力，有效弥补车辆压力模型的不足，避免控制滞后，提高控制精度。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例提供的一种电子线控助力器控制系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例提供的一种电子线控助力器控制系统的液压调节模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种电子线控助力器控制系统，包括ECU模块、踏板行程传感器模块、电机模块、液压调节模块和压力传感器模块，ECU模块包括主控MCU1、辅控MCU2、CAN1和CAN2，CAN1和CAN2用于与整车CAN网络进行信号交互，电机模块包括电机、电机驱动模块和电机转角传感器模块，电机包括电机A和电机B，电机驱动模块包括电机驱动模块A和电机驱动模块B，电机转角传感器模块包括角度传感器RPS1和RPS2，电机A分泵A建压，电机B控制分泵B建压，主控MCU1控制电机A，辅控MCU2控制电机B，液压调节模块包括主缸、助力模块和ESC模块，助力模块包括常闭电磁阀、常开电磁阀和电机控制的分泵，分泵为活塞泵，压力传感器模块嵌设在液压调节模块上，且分布在主缸和分泵出油口处；

主控MCU1和辅控MCU2接收输入信号后，输出控制信号给装配在电路板上的电磁线圈通电或者断电来控制电磁阀，对液压调节模块进行压力调节，以使得制动液通过或者截止，电磁线圈通电后产生磁力，可以打开常闭电磁阀或者关闭常开电磁阀，主控MCU1和辅控MCU2输出控制信号给电机驱动模块驱动电机转动，主控MCU1和辅控MCU2接收的输入信号包括踏板行程传感器模块输入的踏板行程，电机转角传感器输入的电机转速，以及压力传感器输入的主缸和分泵的压力；

本控制系统采用双MCU的工作模式，正常情况下，主控MCU1负责所有信号输入、所有电磁阀控制和电机A控制，CAN1负责与整车CAN网络进行信号交互，辅控MCU2负责电机B和监控主控MCU1,电机A和电机B一般同时推动，当主控MCU1失效时，辅控MCU2接管负责所有信号输入、所有电磁阀控制和电机B控制，CAN2负责与整车网络进行信号交互，此时电机A失效，控制系统只存在一半助力，为降级模式；

ECU模块还包括电源管理模块、壳体、接插件和电路板，控制元件集成在电路板上，电源管理模块判断车辆点火开关的通断，点火开关打开时，将电池的输出电压转换为控制系统的输入电压，比如将电池输出的24V电压转换为MCU或者传感器需要的3.3V和5V等输入电压，点火开关关闭时休眠控制系统，壳体用来保护电路板不受水、液腐蚀和液压侵蚀，接插件用来传递输入、输出通讯信号。

请参阅图2，主缸和助力模块，以及助力模块和ESC模块之间均通过油路和电磁阀连接，主缸上安装有制动踏板，制动踏板上安装有位置传感器Pts1/2，助力模块还包括油壶Res，油壶Res和主缸之间通过油路a和油路b连接，油路b上安装有测试阀TSV，主缸和ESC模块之间通过油路f和油路g连接，油路f上安装有主缸隔离阀CSV1，油路g上安装有压力传感器Ps_MC2和主缸隔离阀CSV2，压力传感器Ps_MC2采集主缸额度压力，油路a和油路f之间连接有油路h，油路h上安装有踏板模拟器PFS和模拟阀SSV，踏板行程传感器模块安装在踏板模拟器PFS上；

油壶Res的输出端连接有油路c和油路d，油路c和油路d的输出端分别连接有分泵A和分泵B，油路c与分泵A之间连接有单向阀和油路k1，油路d和分泵b之间连接有单向阀和油路k2，分泵A的输出端和油路f之间连接有油路i，油路i上安装有建压缸隔离阀PSV1和压力传感器Ps_SP1，压力传感器Ps_SP1，采集分泵A的压力，分泵B的输出端和油路g之间连接有油路j，油路j上安装有建压缸隔离阀PSV2和压力传感器Ps_SP2，压力传感器Ps_SP2采集分泵B的压力；

助力模块还包括油路e，油壶Res和ESC模块之间通过油路e连接。

具体的，本控制系统包括多种模式：

（1）助力模式，当MCU识别到踏板行程信号和阀体压力信号，判断车辆需要减速的需求，打开模拟阀SSV和建压隔离阀PSV1、PSV2，关闭主缸隔离阀CSV1和CSV2，同时控制电机A、B转动，推动分泵A、B建压，一方面，制动踏板推动主缸产生的制动液流经模拟阀SSV进入踏板模拟器PFS，随后通过油路h流入到油壶Res中，另一方面，油壶Res内的制动液通过油路c、油路i和油路d、油路j进入ESC模块，实现助力功能，其中，主缸内的制动液通过油路g和油路f，但是由于主缸隔离阀CSV1、CSV2关闭，同样无法进入ESC模块；

（2）主动增压模式，在没有踏板行程信号输入和外部制动指令的情况下，关闭模拟阀SSV和主缸隔离阀CSV1、CSV2，开启建压隔离阀PSV1、PSV2，同时，控制电机A、B转动，推动分泵A、B建压，制动液从油壶Res内流出，通过油路c、油路i和油路d、油路j流入ESC模块，实现主动增压；

（3）补液模式，极端ABS工况制动液不足时，通过补液模式补充制动液，开启模拟阀SSV和建压隔离阀PSV1、PSV2，关闭主缸隔离阀CSV1、CSV2，电机A和电机B带动分泵A、B回退，产生负压，ESC模块内的制动液，通过油路i、油路k1和油路c，以及油路j、油路k2和油路d回流回油壶Res，实现补液；

（4）ESC模块主动增压模式，踩下制动踏板，关闭模拟阀SSV和建压隔离阀PSV1、PSV2，开启主缸隔离阀CSV1、CSV2，主缸内的制动液通过油路g、油路h进入ESC模块，油壶Res内的制动液通过油路e进入ESC模块，由ESC模块实现主动增压功能；

（5）能量回收模式，踩下制动踏板，关闭主缸隔离阀CSV1、CSV2和建压隔离阀PSV1、PSV2，开启模拟阀SSV，通过简单的方式实现电机能量回收；

（6）失效备份模式，当控制系统失效，踏板模拟阀PFS、建压隔离阀PSV1、PSV2和主缸隔离阀CSV1、CSV2均下电关闭，主缸内的制动液通过油路f、油路h进入ESC模块，电机A、电机B均不工作，依靠人力完成制动，其中，控制系统失效指主控MCU1和辅控MCU2均失效，则电机A、电机B失效，控制系统失去全部助力，但是，控制系统需要保持基本的制动功能；

（7）自监测模式，包括活塞泵总成密封性监测、主缸及踏板模拟器PFS密封性监测和轮端泄露监测，通过读取压力传感器数值，数值与计算值差距过大则判定为有泄露，高效可靠。

首先，本发明满足于大吨位车辆的制动减速度需求，可单独实现自主增压，也可与ESC模块协同合作实现主动增压，其次，系统出现部分失效后，保留一半助力，并能实现双MCU协调控制，最后，本发明设置有三个压力传感器，分布在液压调节模块的主缸和两个分泵的出油口处，对主缸和分泵的压力进行采集，并实时反馈压力，有效弥补车辆压力模型的不足，避免控制滞后，提高控制精度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电子线控助力器控制系统，其特征在于，包括ECU模块、踏板行程传感器模块、电机模块、液压调节模块和压力传感器模块，所述ECU模块包括主控MCU1、辅控MCU2、CAN1和CAN2，所述电机模块包括电机、电机驱动模块和电机转角传感器模块，所述液压调节模块包括主缸、助力模块和ESC模块，所述助力模块包括电磁阀和电机控制的分泵，所述压力传感器模块嵌设在液压调节模块上，且分布在主缸和分泵出油口处，所述CAN1和CAN2用于与整车CAN网络进行信号交互；

2.根据权利要求1所述的一种电子线控助力器控制系统，其特征在于，所述主缸和助力模块，以及助力模块和ESC模块之间均通过油路和电磁阀连接，所述主缸上安装有制动踏板，制动踏板上安装有位置传感器Pts1/2，所述助力模块还包括油壶Res，所述油壶Res和主缸之间通过油路a和油路b连接，油路b上安装有测试阀TSV，所述主缸和ESC模块之间通过油路f和油路g连接，油路f上安装有主缸隔离阀CSV1，油路g上安装有压力传感器和主缸隔离阀CSV2；

3.根据权利要求2所述的一种电子线控助力器控制系统，其特征在于，所述压力传感器模块包括压力传感器Ps_MC2、Ps_SP1和Ps_SP2，所述压力传感器Ps_MC2安装在油路g上，压力传感器Ps_SP1和Ps_SP2分别安装在油路i和油路j上。

4.根据权利要求2所述的一种电子线控助力器控制系统，其特征在于，所述油路a和油路f之间连接有油路h，所述油路h上安装有踏板模拟器PFS和模拟阀SSV，所述踏板行程传感器模块安装在踏板模拟器PFS上。

5.根据权利要求2所述的一种电子线控助力器控制系统，其特征在于，所述电机包括电机A和电机B，所述电机驱动模块包括电机驱动模块A和电机驱动模块B，所述电机转角传感器模块包括角度传感器RPS1和RPS2，电机A分泵A建压，电机B控制分泵B建压，主控MCU1控制电机A，辅控MCU2控制电机B。

6.根据权利要求2所述的一种电子线控助力器控制系统，其特征在于，所述助力模块还包括油路e，所述油壶Res和ESC模块之间通过油路e连接。

7.根据权利要求1所述的一种电子线控助力器控制系统，其特征在于，所述ECU模块还包括电源管理模块，所述电源管理模块判断车辆点火开关的通断，点火开关打开时，将电池的输出电压转换为控制系统的输入电压，点火开关关闭时休眠控制系统。