CN203766749U - 一种基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器，由集成的信号采集模块、数据处理模块、总线通讯模块、执行驱动模块和电源模块组成，信号采集模块经传感器采集踏板位移，第一腔压力，高压蓄能器压力，四轮轮速和横摆角速度，横、纵向加速度信号；总线通讯模块连接信号采集模块及数据处理模块，将信号采集模块中的传感器采集到的信号传输到数据处理模块中结合算法处理后传递到执行驱动模块；电源模块为整个控制结构供电，满足车载电压等级和供电需求的电源组件。本实用新型结构紧凑，实现功能全面，可以有效实现线控制动的功能。同时能够较好的和整车控制器进行信息通讯，提升了制动系统电子化的程度。

Description

一种基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器

技术领域

本实用新型涉及一种汽车制动系统，尤其是涉及一种基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器。

背景技术

汽车制动系统和汽车的行驶安全性能直接相关。随着对于驾驶安全性要求的不断提高以及汽车研发制造水平的发展，对于汽车制动系统的要求也逐渐提高。新能源汽车的出现和发展的提出要求车辆对于制动中的能量进行再生制动回收，对此需要对于液压制动力和再生制动力分配，这就要求制动踏板输入和制动轮缸压力相互独立。在此基础上发展出来的线控制动系统无须额外的真空助力，取消了制动踏板和制动轮缸间的机械连接，利用制动踏板传递制动意图。减少了机械传递环节有效地缩短了制动响应时间，也可以和ABS以及ESP等先进制动技术更好地融合，充分利用道路条件，提升制动效率。

在线控制动基础上发展的电液复合制动系统，不仅能够充分利用电气设备高精度和快速响应的特性，又能够保证传统液压制动系统的制动效能以及失效状态下的保护模式。由于制动系统需要考虑制动过程中的再生制动，以及ABS，ESP等功能的实现，因而需要新的制动系统控制结构。该制动系统控制结构一方面收集各种传感器信号，如踏板位移，车轮速度等车辆状态参数，另一方面也需要对液压制动力大小进行计算确定，保证复合制动系统中各部件的正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够对于车辆行驶参数收集，可以和整车控制器及车辆其他部分系统通讯，可以对于液压制动执行单元和集成式主缸相关液压元件进行控制的基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器，由集成的信号采集模块、数据处理模块、总线通讯模块、执行驱动模块和电源模块组成，

所述的信号采集模块经传感器采集踏板位移，第一腔压力，高压蓄能器压力，四轮轮速和横摆角速度，横、纵向加速度信号；

所述的总线通讯模块连接信号采集模块及数据处理模块，将信号采集模块中的传感器采集到的信号传输到数据处理模块中；

所述的数据处理模块对信号判断结合算法计算目标轮缸压力值，将控制目标传递到执行驱动模块；

所述的电源模块为整个控制结构供电，满足车载电压等级和供电需求的电源组件。

所述的数据处理模块还可以将控制目标传递到下层液压执行单元中。

所述的数据处理模块为微处理器，包括中央处理器、ROM/RAM存储部分、串/并行输入输出部分、定时器及时钟，输入信号传递给中央处理器，所述的ROM/RAM存储部分和串/并行输入输出部分的寄存器通过地址、数据和控制总线与中央处理器连接。

所述的总线通讯模块包括至少两个接口，同时与整车控制网络进行通讯及下层液压执行单元进行数据交换。

所述的执行驱动模块为驱动预压泵工作、驱动失效泄压用电磁开关阀和踏板感觉模拟器控制用的电磁开关阀。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)充分利用电气设备高精度和快速响应的特性，获知车辆状态，作出制动判断，减少制动时间；

2)能够兼顾传统液压制动系统的制动效能以及失效状态下的保护模式；

3)可以结合再生制动，以及ABS，ESP等功能的实现；

4)采用多层控制结构，有利于相关功能的集成设计；

5)采用双路CAN总线通讯，冗余通道设计保证系统制动过程的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的控制流程图；

图2为本实用新型应用于集成式制动主缸中的结构示意图。

图中，101、传感器输入；102、电液复合制动上层控制器；103、整车控制器；104、高压蓄能器泵站；105、失效模式切换电磁阀；106、液压执行单元；

201、油箱；202、常开型开关电磁阀；203、高压蓄能器压力传感器；301、主缸第一活塞；302、主缸后腔第一活塞；303、储液室；304、回位弹簧；305、助力活塞；306、常闭型开关锥阀；307、踏板感觉模拟器；308、第一腔压力传感器；309、集成式制动主缸；310、主缸推杆；311、制动踏板；312、制动踏板传感器；401、信号采集模块；402、数据处理模块；403、电源模块；404、总线通讯模块；405、执行驱动模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

一种基于集成式制动主缸的电液复合制动电液复合制动上层控制器102，包括信号采集模块401、数据处理模块402、电源模块403、总线通讯模块404和执行驱动模块405，可以应用在集成式制动主缸中，如图2所示。信号采集模块401经传感器采集踏板位移，第一腔压力，高压蓄能器压力，四轮轮速和横摆角速度，横、纵向加速度信号，总线通讯模块404连接信号采集模块401及数据处理模块402，将信号采集模块401中的传感器采集到的信号传输到数据处理模块402中，然后数据处理模块402对信号判断结合算法计算目标轮缸压力值，将控制目标传递到执行驱动模块405，还可以传递到下层液压执行单元中。电源模块403为整个控制结构供电，满足车载电压等级和供电需求。

其中，数据处理模块402，为微处理器，含有中央处理器，ROM/RAM存储部分，串/并行输入输出部分，以及定时器，时钟等辅助部分，ROM/RAM存储部分和串/并行输入输出部分的寄存器通过地址、数据和控制总线与中央处理器连接。总线通讯模块404包括至少两个接口，从而能够同时与整车控制网络进行通讯及下层液压执行单元进行数据交换。执行驱动模块405为驱动预压泵工作、驱动失效泄压用电磁开关阀和踏板感觉模拟器控制用的电磁开关阀。

图1是本实用新型的功能模块示意图。控制结构外部涉及的部分包括传感器101，分别为制动踏板传感器312，第一腔压力传感器308，高压蓄能器压力传感器203，四轮轮速传感器，横摆角速度传感器，横、纵向加速度传感器和方向盘转角传感器。使用CAN总线向上和整车控制器103通讯，负责协调再生制动相关信号。向下和液压执行单元106通讯，液压执行单元106独立调节四轮的轮缸压力，实现四路独立控制的目标。该上层控制结构直接控制为高压蓄能器泵站104，以保持高压腔中压力稳定。以及在失效模式中切换电磁阀105。

图2本实用新型应用于集成式制动主缸中的结构示意图。分别以上电初始状态、正常工作状态和失效状态三种制动工作情况，结合附图进行详细阐述：

制动系统上电后，上层控制单元102通过执行控制模块，打开常闭型开关锥阀306，关闭常开型开关电磁阀202，同时根据采集到的高压蓄能器压力传感器203的信号，控制高压蓄能器泵站104迅速建立所需高压。此时主缸第一活塞301和主缸后腔第一活塞302均向左移，形成封闭的液压腔。同时助力活塞305受左侧高压保持静止，在其右侧形成可用于踏板模拟的封闭腔室。

制动系统正常工作时，踩下制动踏板311，推动主缸推杆310向左运动。此时电液复合制动上层控制器102收集制动踏板传感器312采集的踏板信息和第一腔压力传感器308的压力信息，利用数据处理模块402判断制动意图，同时和整车控制器103利用CAN总线通讯，确定是否采用再生制动，以及采取再生制动时所需液压制动力。将目标液压制动力信号通过CAN总线通讯传达给液压执行单元106，利用PWM控制各路的高速开关阀实现轮缸压力控制。同时通过对高压蓄能器泵站104控制，保证高压腔压力保持基本恒定，为制动提供主动助力。当系统需要时，可以使用内置的ABS和ESP算法，结合车轮轮速、侧向加速度等信号确定相应的控制功能。释放制动踏板311后，电液复合制动上层控制器102获得制动解除信号，和整车控制器103通讯停止再生制动过程，同时和液压执行单元106通讯，释放轮缸压力。此时主缸后腔第一活塞302和主缸第一活塞301均在回位弹簧304的作用下复位。

制动系统突然电气失效或高压源无法建立高压时，制动系统进入失效状态。高压蓄能器泵站104停止工作，常开型开关电磁阀202复位开启，高压腔连通油箱201卸载，不再提供主动助力。常闭型开关锥阀306复位关闭。当驾驶员需要制动时，深踩制动踏板311，推动主缸推杆310压缩第一腔油液，作用于助力活塞305，并作用于主缸第一活塞301，在制动主缸前后腔建立高压流向四个轮缸形成制动力。由于主缸第一腔和高压腔存在面积差，当助力活塞305左移后可以实现一定程度的助力放大。

任何在本实用新型的基础上简单变换后的结构均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器，其特征在于，该控制结构由集成的信号采集模块、数据处理模块、总线通讯模块、执行驱动模块和电源模块组成，

所述的信号采集模块经传感器采集踏板位移，第一腔压力，高压蓄能器压力，四轮轮速和横摆角速度，横、纵向加速度信号；

所述的总线通讯模块连接信号采集模块及数据处理模块，将信号采集模块中的传感器采集到的信号传输到数据处理模块中；

所述的数据处理模块对信号判断结合算法计算目标轮缸压力值，将控制目标传递到执行驱动模块；

所述的电源模块为整个控制结构供电，满足车载电压等级和供电需求的电源组件。

2.根据权利要求1所述的一种基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器，其特征在于，所述的数据处理模块还可以将控制目标传递到下层液压执行单元中。

3.根据权利要求2所述的一种基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器，其特征在于，所述的数据处理模块为微处理器，包括中央处理器、ROM/RAM存储部分、串/并行输入输出部分、定时器及时钟，所述的ROM/RAM存储部分和串/并行输入输出部分的寄存器通过地址、数据和控制总线与中央处理器连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器，其特征在于，所述的总线通讯模块包括至少两个接口，同时与整车控制网络进行通讯及下层液压执行单元进行数据交换。

5.根据权利要求1所述的一种基于集成式制动主缸的电液复合制动上层控制器，其特征在于，所述的执行驱动模块为驱动预压泵工作、驱动失效泄压用电磁开关阀和踏板感觉模拟器控制用的电磁开关阀。