一种双驱制动器及混合线控制动系统控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双驱制动器及混合线控制动系统控制方法，混合线控制动系统包括电动助力单元、液压线控单元、机械线控单元、双驱制动器；电动助力单元包括制动踏板、位移传感器、制动系统控制器、助力电机控制器、助力电机、传动机构、推杆；液压线控单元包括高压蓄能器、电机泵(电动机和液压泵)、液压泵电机控制器、单向阀、溢流阀、切换阀、增压阀(进油阀)、减压阀(出油阀)、蓄能器压力传感器和轮缸压力传感器；机械线控单元包括位移传感器、制动系统控制器、力矩电机控制器、双驱制动器；双驱制动器包括直驱力矩电机、传动机构、液压油管、刹车盘、卡钳；制动系统控制器与位移传感器、压力传感器、助力电机控制器、液压泵电机控制器、力矩电机控制器相连；本发明专利技术采用三种制动力耦合方式来达到制动效果，使制动系统拥有更高的控制自由度，制动力响应更迅速，同时降低了制动系统对助力电机的功率要求，可满足自动驾驶车辆对制动系统的高可靠性和高安全性需求。对制动系统的高可靠性和高安全性需求。对制动系统的高可靠性和高安全性需求。

【技术实现步骤摘要】
一种双驱制动器及混合线控制动系统控制方法


[0001]本专利技术涉及一种双驱制动器及混合线控制动系统控制方法

技术介绍

[0002]随着新能源汽车行业的迅速发展，车企对底盘中的制动系统提出了更高的要求，传统的真空助力系统在新能源汽车上存在许多不足，其结构受环境海拔的影响，并且无法对制动能量进行回收。因此线控制动应运而生，不仅缩短了制动的响应时间，而且提供了能量回收，并且还可以服务于自动驾驶技术。
[0003]现有的线控制动主要包括电子液压制动Electro Hydraulic Brake或者电子机械制动Electro Mechanical Brake。前者长时间的制动工况下会出现蓄能器压力供给的不足问题，后者长时间堵转的工况下需车载电源达到一定功率的要求，以及需额外的制动失效备份机构；因此，高可靠性、高安全性、高冗余性、高响应性、低功耗、线控操纵，成为了车辆制动系统的主要技术发展趋势。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种双驱制动器及混合线控制动系统控制方法，使制动系统拥有更高的控制自由度，制动力响应更迅速，同时降低了制动系统对助力电机的功率要求，提升了驾驶的安全性。
[0005]为了实现上述目标，本专利技术采用的技术方案是：一种双驱制动器及混合线控制动系统控制方法，包括制动系统控制器、电动助力单元、液压线控单元、机械线控单元、双驱制动器；所述电动助力单元包括制动踏板、位移传感器、制动系统控制器、助力电机、传动机构、推杆、储液罐、制动主缸、压力传感器、双驱制动器。制动踏板与传动机构相连、推杆相连，助力电机在制动系统控制器的指令下工作，传动机构将电机的扭矩转化为水平推力助力踏板一同作用在推杆上，推杆作用在制动主缸，产生液压力，最后通过油路作用到双驱制动器；所述液压线控单元包括高压蓄能器、电机泵(电动机和液压泵)、单向阀、溢流阀、切换阀、增压阀(进油阀)、减压阀(出油阀)、蓄能器压力传感器和轮缸压力传感器，高压蓄能器在制动系统控制器的指令下工作，储存或者释放液压能，并且保持系统中的液压力稳定，切换阀、增压阀和减压阀在制动系统控制器的控制下打开或者关闭；所述机械线控单元包括制动系统控制器、双驱制动器、力矩电机控制器，制动系统控制器接受位移信号向力矩电机控制器发出指令，力矩电机控制器即向双驱制动器中的直驱力矩电机发出工作指令，直驱力矩电机工作，形成制动力；双驱制动器包括直驱力矩电机、传动机构、液压油路、刹车盘、卡钳，双驱制动器安装在车轮上，在电子液压制动力和电子机械制动力的双重作用下，向车轮提供制动力。
[0006]上述混合制动系统控制的具体方法如下：
[0007]制动模式分为驾驶员制动和辅助制动，当驾驶员主动踩下制动踏板时，制动模式为驾驶员制动，当驾驶员采用辅助制动时，制动模式为辅助制动。
[0008]在一级机械制动下，位移传感器检测到踏板位移量X大于零，X小于机械制动力最大行程X
a
时，此时双驱制动器及混合线控制动系统采用踏板和电子机械制动模式；在此模式下混合线控制动系统中电子机械制动系统的直驱力矩电机处于工作状态，电子液压制动系统根据高压蓄能器能量状态切换工作状态，助力电机处于关闭状态。位移传感器检测到踏板位移量并发送到制动系统控制器，制动系统控制器通过储存的数据处理并向电磁阀、助力电机控制器、力矩电机控制器、助力电机控制器发送工作指令，切换阀接受指令并处于打开状态，驾驶员踩下制动踏板通过传动机构作用到制动主缸，产生踏板制动力F
r
；位移信号发送到制动系统控制器计算出直驱力矩电机转速n
m
和力矩电机控制器输出功率P
m
，直驱力矩电机通过传动机构将电机扭矩转化成机械制动力F
m
，踏板制动力F
r
与机械制动力F
m
共同作用到双驱制动器；若高压蓄能器能量E
c
小于工作能量E
ca
，液压电机泵处于工作状态，溢流阀处于关闭状态，高压蓄能器处于储能状态，高压蓄能器吸收系统中多余的液压能，维持系统的稳定；若高压蓄能器能量E
c
大于工作能量E
ca
，液压电机泵处于关闭状态，溢流阀处于关闭状态，高压蓄能器处于关闭状态；
[0009]在二级电子液压制动下，位移传感器检测到踏板位移量X大于预设踏板行程X
a
时，X小于液压制动力最大行程X
b
时，踏板制动力F
r
与液压制动力F
h
的和不小于车辆所需制动力F时，此时双驱制动器及混合线控制动系统采用踏板和电子液压制动模式；在此模式下混合线控制动系统中电子机械制动系统的直驱力矩电机处于工作状态，电子液压制动系统根据高压蓄能器能量状态切换工作状态，助力电机处于关闭状态；位移传感器检测到踏板位移量并发送到制动系统控制器，制动系统控制器通过储存的数据处理并向电磁阀、助力电机控制器、力矩电机控制器、助力电机控制器发送工作指令，切换阀接受指令并处于打开状态，位移传感器的位移信号发送到制动系统控制器计算出液压泵电机转速n
h
和液压泵电机控制器输出功率P
h
；若高压蓄能器能量E
c
小于工作能量E
ca
，液压电机泵处于工作状态，溢流阀处于关闭状态，高压蓄能器处于储能状态，高压蓄能器吸收系统中多余的液压能，维持系统的稳定；若高压蓄能器能量E
c
大于工作能量E
ca
，液压电机泵处于关闭状态，溢流阀处于打开状态，高压蓄能器处于工作状态，高压蓄能器释放液压能，为双驱制动器提供液压制动力F
h
；
[0010]在三级混合制动下，位移传感器检测到踏板位移量X大于液压制动力最大行程X
b
时，X小于预设踏板行程X
c
时，踏板制动力F
r
与液压制动力F
h
的和小于车辆所需制动力F时，此时双驱制动器及混合线控制动系统采用踏板和混合制动模式；在此模式下混合线控制动系统中电子机械制动系统的直驱力矩电机处于工作状态，电子液压制动系统根据高压蓄能器能量状态切换工作状态，助力电机处于关闭状态；此模式下位移传感器检测到踏板位移量并发送到制动系统控制器，制动系统控制器通过储存的数据处理并向电磁阀、助力电机控制器、力矩电机控制器、助力电机控制器发送工作指令，切换阀接受指令并处于打开状态，制动踏板通过传动机构作用到制动主缸，产生踏板制动力F
r
，位移信号发送到制动系统控制器计算出液压泵电机转速n
h
、液压泵电机控制器输出功率P
h
、直驱力矩电机转速n
m
和力矩电机控制器输出功率P
m
，高压蓄能器产生液压制动力F
h
，直驱力矩电机通过传动机构将电机扭矩转化为水平推力产生机械制动力F
m
，踏板制动力F
r本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双驱制动器及混合线控制动系统的控制方法，其特征是：包括电动助力单元、液压线控单元、机械线控单元、双驱制动器：所述电动助力单元包括制动踏板、位移传感器、制动系统控制器、助力电机控制器、助力电机、传动机构、推杆，其中制动踏板运动时，通过位移传感器的检测，检测到的电信号发送给制动系统控制器进行处理，助力电机控制器接受制动系统控制器的信号，助力电机在助力电机控制器的控制下，经过传动机构将电机扭矩转化为水平的推力，与制动踏板的推力一起通过推杆作用到制动主缸产生制动力，制动系统控制器接收到压力信号，经处理调节助力电机的转速，所述电动助力单元完成电机助力踏板的控制；所述液压线控单元包括高压蓄能器、电机泵(电动机和液压泵)、液压泵电机控制器、单向阀、溢流阀、切换阀、增压阀(进油阀)、减压阀(出油阀)、蓄能器压力传感器和轮缸压力传感器，其中制动主缸两个进油口与储液罐相连，两个出油口与液压调节单元相连，高压蓄能器的压力传感器检测到压力，储存或者释放液压力，通过制动系统控制器接收到的液压信号，经处理调节蓄能器的工作状态，所述液压线控单元完成电子液压制动的控制；所述机械线控单元包括制动系统控制器、双驱制动器、力矩电机控制器，其中制动系统控制器在制动系统控制器的控制下，向力矩电机控制器发送命令，力矩电机控制器接收到命令即向双驱制动器发出命令，双驱制动器上的直驱力矩电机接收到命令开始工作，所述机械线控单元完成电子机械制动的控制。2.根据权利要求1所述的一种双驱制动器及混合线控制动系统的控制方法，所述一种双驱制动器，其特征是直驱力矩电机、传动机构、液压油路、刹车盘、卡钳，其中直驱力矩电机接收到力矩电机控制器命令开始工作，产生的扭矩经传动机构转化成水平推力，与液压油路中的液压力共同作用推动卡钳使之夹紧刹车盘从而产生制动效果。3.根据权利要求1所述的一种双驱制动器及混合线控制动系统的控制方法，其特征在于：当驾驶员踩下制动踏板时，车辆进入制动模式，制动系统控制器根据其存储器中的程序和数据，对汽车总质量、车辆滚动阻力系数、空气密度、空气阻力系数、汽车行驶时的迎风面、行驶车速、车轮转动惯量、处理并计算车辆所需制动功率P；车辆制动功率P、位移传感器输入的踏板位移量计算电子机械制动力F
m
和力矩电机控制器输出功率P
m
；力矩电机控制器输出功率P
m
、踏板制动力F
r
、电机转速
‑
转矩MAP、传动机构效率、制动主缸液压油压力，各轮缸压力计算制动踏板助力电机转速n
e
和电机助力功率P
e
；力矩电机控制器输出功率P
m
、电机转速
‑
转矩MAP、传动机构效率、制动主缸液压油压力，各轮缸压力计算制动踏板助力电机转速n
o
和助力电机功率P
o
；电机助力功率P
e
、制动主缸液压油压力，各轮缸压力计算液压泵电机输出功率P
h
和液压制动力F
h
；电子机械制动力F
m
、液压制动力F
h
计算双驱制动器功率机械制动最大功率P1和机械
‑
助力制动最大功率P2；位移传感器感应踏板位移量X
a
为机械制动力最大行程，X
b
为液压制动力最大行程，X
c
为混合制动力最大行程，X
d
为紧急制动最小行程；踏板位移量X、辆制动功率P、机械制动力F
m
、液压制动力F
h
、踏板制动力F
r
、电机助力踏板制动力F
e
、助力电机制动力F
o
、高压蓄能器能量E
c
的状态进行制动模式的选择和控制方法。4.根据权利要求3所述的一种双驱制动器及混合线控制动系统的控制方法，其特征在于：制动模式分为驾驶员制动和辅助制动，在驾驶员制动模式下，当驾驶员踩下制动踏板后，若位移传感器检测到踏板位移量X大于零，X小于机械制动力最大行程X
a
时，则此时触发一级机械制动，位移信号发送到制动系统控制器，制动系统控制器向电磁阀、助力电机控制
器、力矩电机控制器、助力电机控制器发送工作指令，切换阀接受指令并处于打开状态，制动踏板力通过传动机构作用到制动主缸，产生踏板制动力F
r
，位移信号发送到制动系统控制器计算出直驱力矩电机转速n
m
和力矩电机控制器输出功率P
m
，直驱力矩电机通过传动机构将电机扭矩转化为水平推力产生机械制动力F
m
，踏板制动力F
r
与机械制动力F
m
共同作用到双驱制动器；若高压蓄能器能量E
c
小于工作能量E
ca
，液压泵电机处于工作状态，溢流阀处于关闭状态，高压蓄能器处于储能状态；若高压蓄能器能量E
c
大于工作能量E
ca
，液压泵电机处于关闭状态，溢流阀处于关闭状态，高压蓄能器处于关闭状态；混合线控制动系统中电子机械制动系统的直驱力矩电机处于工作状态，电子液压制动系统根据高压蓄能器能量状态切换工作状态，助力电机处于关闭状态，此时双驱制动器及混合线控制动系统采用踏板和电子机械制动模式。5.根据权利要求4所述的一种双驱制动器及混合线控制动系统的控制方法，在一级机械制动工况下，若位移传感器检测到踏板位移量X大于机械制动力最大行程X
a
时，X小于液压制动力最大行程X
b
时，踏板制动力F
r
与液压制动力F
h
的和不小于车辆所需制动力F时，则此时触发二级电子液压制动，位移信号发送到制动系统控制器，制动系统控制器向电磁阀、助力电机控制器、力矩电机控制器、助力电机控制器发送工作指令，切换阀接受指令并处于打开状态，位移信号发送到制动系统控制器计算出液压泵电机转速n
h
和液压泵电机控制器输出功率P
h
；若高压蓄能器能量E
c
小于工作能量E
ca
，液压泵电机处于工作状态，溢流阀处于关闭状态，高压蓄能器处于储能状态；若高压蓄能器能量E
c
大于工作能量E
ca
，液压泵电机处于关闭状态，溢流阀处于打开状态，高压蓄能器处于工作状态；混合线控制动系统中电子机械制动系统的直驱力矩电机处于工作状态，电子液压制动系统根据高压蓄能器能量状态切换工作状态，助力电机处于关闭状态，此时双驱制动器及混合线控制动系统采用踏板和电子液压制动模式。6.根据权利要求5所述的一种双驱制动器及混合线控制动系统的控制方法，在二级电子液压制动工况下，若位移传感器检测到踏板位移量X大于液压制动力最大行程X
b
时，X小于混合制动力最大行程X
c
时，踏板制动力F
r
与液压制动力F
h
的和小于车辆所需制动力F时，则此时触发三级混合制动，位移信号发送到制动系统控制器，制动系统控制器向电磁阀、助力电机控制器、力矩电机控制器、助力电机控制器发送工作指令，切换阀接受指令并处于打开状态，制动踏板通过传动机构作用到制动主缸，产生踏板制动力F
r
，位移信号发送到制动系统控制器计算出液压泵电机转速n
h
、液压泵电机控制器输出功率P
h
、直驱力矩电机转速n
m
和力矩电机控制器输出功率P
m
，高压蓄能器产生液压制动力F
h
，直驱力矩电机通过传动机构将电机扭矩转化为水平推力产生机械制动力F
m
...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅兵，刘戈，刘金刚，王伟达，李格，王智睿，刘叶花，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：