CN114379521B - 制动系统、车辆及用于制动系统的控制方法 - Google Patents

制动系统、车辆及用于制动系统的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制动系统、车辆及用于制动系统的控制方法。制动系统包括用于建立制动压力的制动主缸(1)；用于各车轮的车轮制动单元，各车轮制动单元包括自己的车轮制动器(16、17)、车轮控压阀(11、12)、车轮降压阀(13、14)；AEB液压模块，在AEB液压模块中设置有增压泵(9)，该增压泵(9)用于为AEB功能提供制动压力。根据本发明提出，在该AEB液压模块中包含高压蓄能单元，该高压蓄能单元设置在制动主缸(1)与车轮制动单元之间，在常规运行中高压蓄能单元能够保持蓄存为AEB功能而准备待用的高压蓄存能量，在AEB运行阶段该高压蓄能单元能够为车轮制动单元提供制动压力。

Description

制动系统、车辆及用于制动系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种制动系统、特别是包含AEB功能(自动紧急制动功能，AutonomousEmergency Braking)的制动系统及用于制动系统的控制方法。
背景技术
专利文献CN110435623A公开了一种自动紧急制动控制系统。该自动调整的电动车分级自动紧急制动控制系统包括：车载测距测速传感设备、分级预警控制系统、安全距离计算模型、车辆逆纵向动力学计算模型、液压制动力与再生制动力分配计算模块、液压制动系统逆模型、ESC与Booster主动增压液压力分配模块和路面信息估计模型。其旨在改善AEB系统触发时的舒适性同时降低本车突然大幅减速致使后车追尾等安全隐患，对车辆的当前行驶道路以及前方道路的坡度、附着系数等信息进行估算，控制参数的在线调整，增强AEB系统对不同路面状况的适应程度，充分回收制动能量，提高续航里程，充分发挥车身稳定性控制系统ESC与电子机械制动助力器在主动增压上的优势。
专利文献CN110481554A公开了一种智能驾驶辅助控制方法，包括：获取车辆所处环境的环境参数；环境参数包括环境温度、雨量、雨刮档位、降雨持续时长、光照强度和大灯开启状态中的一种或多种；根据环境参数确定车辆所处环境的风险类别；根据风险类别控制车辆智能驾驶辅助系统；车辆智能驾驶辅助系统包括ACC和/或AEB。同时，本发明还公开了一种智能驾驶辅助控制系统。本发明可以提醒用户合理使用智能驾驶辅助系统，极端天气条件下禁用智能驾驶辅助系统，与现有驾驶辅助系统相比，可有效提升智能驾驶辅助系统的安全等级，且无硬件成本增加。
现有的AEB系统包含液压模块(HCU/Hydraulic control unit)和电子控制模块(ECU/Electric control unit)，用以对车辆AEB功能进行控制。电子控制模块用于控制液压模块中的阀和电机。液压模块有两个液压回路。每个液压回路包含有两个常开阀、两个常闭阀、一个换向阀、一个主缸隔离阀和一个低压蓄能器。液压模块还含有一个液压泵，液压泵由有刷直流电机驱动。液压模块在电子控制模块的控制下，对车辆的四个轮子进行压力控制，以实现对车辆的四个轮子进行制动。
在收到AEB请求信号后，电子控制器(ECU)通过脉宽调制(PWM)方式控制马达，马达驱动泵开始建压。需要马达驱动的泵在尽可能短的时间内达到它的最大转速，同时关闭液压回路中的主缸隔离阀(常开阀)，开启液压回路换向阀(常闭阀)。通过泵建压后，使得车辆的四个轮子受到压力控制，从而使得车辆在尽可能短的时间内达到最大的减速度。
上述技术方案存在以下缺点：
1.因电机需要经过一定的启动时间，才能达到最大的转速，所以在不改变硬件架构的情况下，无法克服电机启动时间所带来的影响。
2.因硬件架构的影响，无法在不影响泵的寿命前提下，通过新的控制原理提高AEB性能。
3.因硬件架构的影响，当AEB性能要求不变的前提下，无法选择成本更低的电机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出一种制动系统、车辆及用于制动系统的控制方法，以克服上述现有技术存在的问题。
本发明提出一种制动系统，其包括：
用于建立制动压力的制动主缸；
用于各车轮的车轮制动单元，各车轮制动单元包括自己的车轮制动器、车轮控压阀、车轮降压阀；
AEB液压模块，在AEB液压模块中设置有增压泵，该增压泵用于为AEB功能提供制动压力；
其特征在于，
在该AEB液压模块中包含高压蓄能单元，该高压蓄能单元设置在制动主缸与车轮制动单元之间，在常规运行中高压蓄能单元能够保持蓄存为AEB功能而准备待用的高压蓄存能量，在AEB运行阶段该高压蓄能单元能够为车轮制动单元提供制动压力。
通过提供高压蓄能单元能够提前消除或大大缩短电机启动时间对AEB性能的影响。另外，在AEB的车轮制动器初始建压过程中，容积和压力是满足正比例线性关系。同时，由于对增压泵起动性能要求的降低，低成本的电机也能满足车辆对AEB性能的要求。
根据一种优选的实施方式，该高压蓄能单元包括高压蓄能器，高压蓄能器一方面与增压泵连接从而在常规运行期间利用增压泵在高压蓄能器中蓄存能量，高压蓄能器另一方面与车轮制动单元连接从而在AEB运行阶段为车轮制动单元提供制动压力。
根据一种优选的实施方式，该高压蓄能单元包括数字压力阀，数字压力阀设置在高压蓄能器与车轮制动单元之间，该数字压力阀设计为常闭阀。
根据一种优选的实施方式，该高压蓄能单元包括模拟压力阀，模拟压力阀设置在制动主缸与车轮制动单元之间并设计为常开阀。
根据一种优选的实施方式，设置有用于使高压蓄能器被桥接的单向阀。
根据一种优选的实施方式，在制动主缸与增压泵之间设有控液阀，该控液阀是常闭的。
根据一种优选的实施方式，在制动主缸与车轮制动单元之间设置有主缸隔离阀，该主缸隔离阀是常开的。
根据一种优选的实施方式，增压泵连接到车轮降压阀，从而能利用车轮致动器的卸压压力来提供高压蓄存能量。
本发明还涉及一种具有根据本发明的制动系统的车辆。
本发明另外涉及一种用于制动系统的控制方法，所述制动系统包括用于建立制动压力的制动主缸；用于各车轮的车轮制动单元，各车轮制动单元包括自己的车轮制动器、车轮控压阀、车轮降压阀；AEB液压模块，在AEB液压模块中设置有增压泵，该增压泵用于为AEB功能建立压力；所述控制方法的特征在于，在该AEB液压模块中包含高压蓄能单元，该高压蓄能单元设置在制动主缸与车轮制动单元之间，在常规运行中利用高压蓄能单元保持蓄存为AEB功能而准备待用的高压蓄存能量，在AEB运行阶段利用该高压蓄能单元为车轮制动单元提供制动压力。
根据一种优选的实施方式，在常规运行中，利用来自制动主缸的能量、或来自车轮制动器的卸载能量、或来自用于驱动增压泵的电机的能量为高压蓄能单元提供高压蓄存能量。
根据一种优选的实施方式，在AEB运行阶段中，首先利用高压蓄能单元所保持的高压蓄存能量加载车轮制动器。
根据一种优选的实施方式，在车轮制动器的压力达到参考压力值和/或增压泵的转速达到转速阈值后，断开高压蓄能单元并且仅利用增压泵加载车轮制动器。
附图说明
图1是根据本发明的制动系统的涉及AEB液压模块的结构框图。
图2是在常规运行期间在高压蓄能器中进行建压的示意性流程图。
图3是在车轮制动器卸压期间在高压蓄能器中进行建压的示意性流程图。
图4是AEB功能被触发后的示意性流程图。
图1的附图标记列表
1.制动主缸
2.压力传感器
3.高压蓄能器
4.压力传感器
5.数字压力阀
6.模拟压力阀
7.主缸隔离阀
8.控液阀
9.增压泵
10.单向阀
11.控压阀
12.控压阀
13.降压阀
14.降压阀
15.低压蓄能器
16.车轮制动器
17.车轮制动器
具体实施方式
下面将参照附图并通过具体的实施例来描述根据本发明的制动系统、车辆及用于制动系统的控制方法。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明全面和完整，并将示例性实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。
图1示出根据本发明的制动系统的涉及AEB液压模块的结构的框图。制动系统包括制动主缸1。另外，设有用于测量制动主缸1中的主缸压力的压力传感器2。制动主缸1经由常开的主缸隔离阀7连接到各车轮制动单元。主缸隔离阀7例如是常开的二位二通电磁阀。在各车轮制动单元中，设有用于各车轮制动器16、17的车轮控压阀11、12。另外，在各车轮制动单元中还设有降压阀13、14，车轮制动器16、17通过各自的降压阀13、14连接到低压蓄能器15。
如图1所示，根据本发明的制动系统包括用于为AEB功能建立压力的增压泵9以及高压蓄能单元。该高压蓄能单元设置在主缸隔离阀7与车轮制动单元之间。在常规运行中高压蓄能单元保持蓄存为AEB功能而准备待用的高压能量，在AEB运行阶段，该高压蓄能单元为车轮制动单元建立压力。
高压蓄能单元包括高压蓄能器3、数字压力阀5、模拟压力阀6、以及可能的压力传感器4。该压力传感器4用于测量高压蓄能器3的蓄压压力。当然也可以利用其它方法测量或者计算高压蓄能器3的蓄压压力。
高压蓄能器3与增压泵9连接，从而在常规运行期间利用增压泵9在高压蓄能器3中蓄存能量。数字压力阀5设置在高压蓄能器3与车轮制动单元之间。该数字压力阀5设计为常闭阀，例如是二位二通电磁阀。也就是说，在常规运行期间，该数字压力阀5是关闭的，并由此使高压蓄能器3与车轮制动单元之间的连接断开。模拟压力阀6设置在主缸隔离阀7与车轮制动单元之间并设计为常开阀，例如是二位二通电磁阀。也就是说，在常规运行期间，该模拟压力阀6是打开的，并由此使主缸隔离阀7与车轮制动单元之间的连接接通。
另外，在制动主缸1与增压泵9之间设有控液阀8。该控液阀8例如是常闭的二位二通电磁阀。另外，与模拟压力阀6并联地设置有单向阀10。该单向阀10能使高压蓄能器3被桥接。
下面，介绍如图1所示的自动制动系统的液压模块的工作模式。
在常规运行期间，即在AEB功能未被触发时，可以如图2的流程所示地在高压蓄能器3中进行建压。首先，例如通过压力传感器4实时监测高压蓄能器3中的压力并将其与一预定的压力阈值相比较(S01)。如果在高压蓄能器3中的压力未达到预定的压力阈值，则使常开的模拟压力阀6、主缸隔离阀7、控压阀11、控压阀12关闭并且使常闭的控液阀8打开(S02)。参照图1，在此情况下，增压单元被从制动回路中分离出并且与增压泵9连通。在此时，使增压泵9工作(S03)以便在高压蓄能器3中进行建压。并且继续监测高压蓄能器3中的压力并将其与所述预定的压力阈值相比较(S04)。如果在高压蓄能器3中的压力达到预定的压力阈值，则使增压泵9停止工作以停止建压，并使所有阀恢复初始状态(S05)。
由此，在常规运行期间确保在高压蓄能器3中存在预定的压力，从而为紧急制动功能准备就绪。
如图3所示，在车轮制动器卸压期间利用卸压压力在高压蓄能器中进行建压。在车轮制动器卸压过程中，车轮制动器16、17减压(S11)，降压阀13、14打开(S12)。在此同样监测高压蓄能器3中的压力并将其与一预定的压力阈值相比较(S13)。如果在高压蓄能器3中的压力未达到预定的压力阈值，则使增压泵9运行(S14)。由此，增压泵9可以将低压蓄能器15中的液压流体、亦即来自车轮制动器16、17卸压的液压流体输送到高压蓄能器3并存储在其中。在高压蓄能器3中的压力达到预定的压力阈值时，使增压泵9停止工作以停止建压。此时，来自车轮制动器16、17的卸压液压流体被输送回到液压流体存储器中。由此，可以实现对车轮制动器的卸压能量的充分利用。
在图4中示出了在紧急制动被触发后的示意性流程图。首先，制动系统接收到AEB请求信号(S21)，该AEB请求信号例如来自ADAS(高级驾驶辅助系统Advanced DrivingAssistance System)或者来自其它控制系统、例如自动驾驶控制等。在接收到AEB请求信号之后，使常开的主缸隔离阀7关闭，常闭的控液阀8打开，常开的模拟压力阀6关闭，常闭的数字压力阀5打开(S22)。参照图1，此时高压蓄能器3与车轮制动单元连接并且其中蓄存的压力经由控压阀11、12被加载到车轮制动器16、17。同时，电子控制器(未示出)通过PWM方式控制增压泵9(S23)。
监测车轮制动压力并且将其与一恒定的或可变的参考压力值相比较(S24)。该参考压力值可以是预设的压力阈值，也可以使用例如由压力传感器4测量的高压蓄能器3的实时压力值。例如该参考压力值可以采用高压蓄能器3的实时压力值与一系数的乘积。
在车轮制动压力达到该参考压力值时，打开单向阀10(S25)。当检测到增压泵9达到一定的转速阈值后，使数字压力阀5关闭，并且使模拟压力阀6打开。参照图1，此时高压蓄能器3与车轮制动单元断开并且不再为车轮制动单元提供压力。此时，由增压泵9经单向阀10为车轮制动单元提供制动压力。此时，车轮制动器的容积和压力是按照正比例线性关系，从而使得车辆在尽可能短的时间内达到最大的减速度。
本领域技术人员在考虑以上实施方式公开的内容后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (11)

1.一种制动系统，其包括：
用于建立制动压力的制动主缸(1)；
用于各车轮的车轮制动单元，各车轮制动单元包括自己的车轮制动器(16、17)、车轮控压阀(11、12)、车轮降压阀(13、14)；
AEB液压模块，在AEB液压模块中设置有增压泵(9)，该增压泵(9)用于为AEB功能提供制动压力；
其特征在于，
在该AEB液压模块中包含高压蓄能单元，该高压蓄能单元设置在制动主缸(1)与车轮制动单元之间，在常规运行中高压蓄能单元能够保持蓄存为AEB功能而准备待用的高压蓄存能量，在AEB运行阶段该高压蓄能单元能够为车轮制动单元提供制动压力，
该高压蓄能单元包括高压蓄能器(3)，高压蓄能器(3)一方面与增压泵(9)连接从而在常规运行期间利用增压泵(9)在高压蓄能器(3)中蓄存能量，高压蓄能器(3)另一方面与车轮制动单元连接从而在AEB运行阶段为车轮制动单元提供制动压力，
该高压蓄能单元包括模拟压力阀(6)，模拟压力阀(6)设置在制动主缸(1)与车轮制动单元之间并设计为常开阀。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，该高压蓄能单元包括数字压力阀(5)，数字压力阀(5)设置在高压蓄能器(3)与车轮制动单元之间，该数字压力阀(5)设计为常闭阀。
3.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，设置有用于使高压蓄能器(3)被桥接的单向阀(10)。
4.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，在制动主缸(1)与增压泵(9)之间设有控液阀(8)，该控液阀(8)是常闭的。
5.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，在制动主缸(1)与车轮制动单元之间设置有主缸隔离阀(7)，该主缸隔离阀(7)是常开的。
6.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于，增压泵(9)连接到车轮降压阀(13、14)，从而能利用车轮致动器的卸压压力来提供高压蓄存能量。
7.一种车辆，具有根据权利要求1-6中任一项所述的制动系统。
8.一种用于制动系统的控制方法，所述制动系统包括用于建立制动压力的制动主缸(1)；用于各车轮的车轮制动单元，各车轮制动单元包括自己的车轮制动器(16、17)、车轮控压阀(11、12)、车轮降压阀(13、14)；AEB液压模块，在AEB液压模块中设置有增压泵(9)，该增压泵(9)用于为AEB功能建立压力；
所述控制方法的特征在于，
在该AEB液压模块中包含高压蓄能单元，该高压蓄能单元设置在制动主缸(1)与车轮制动单元之间，在常规运行中利用高压蓄能单元保持蓄存为AEB功能而准备待用的高压蓄存能量，在AEB运行阶段利用该高压蓄能单元为车轮制动单元提供制动压力，
该高压蓄能单元包括高压蓄能器(3)，高压蓄能器(3)一方面与增压泵(9)连接从而在常规运行期间利用增压泵(9)在高压蓄能器(3)中蓄存能量，高压蓄能器(3)另一方面与车轮制动单元连接从而在AEB运行阶段为车轮制动单元提供制动压力，
该高压蓄能单元包括模拟压力阀(6)，模拟压力阀(6)设置在制动主缸(1)与车轮制动单元之间并设计为常开阀。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在常规运行中，利用来自制动主缸(1)的能量、或来自车轮制动器(16、17)的卸载能量、或来自用于驱动增压泵(9)的电机的能量为高压蓄能单元提供高压蓄存能量。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在AEB运行阶段中，首先利用高压蓄能单元所保持的高压蓄存能量加载车轮制动器(16、17)。
11.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在车轮制动器(16、17)的压力达到参考压力值和/或增压泵(9)的转速达到转速阈值后，断开高压蓄能单元并且仅利用增压泵(9)加载车轮制动器(16、17)。
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