基于氣壓防抱死制動系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于氣壓防抱死制動系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制裝置及方法，包括氣壓制動防抱死系統(tǒng)控制模塊、電子穩(wěn)定性模塊、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、輪速傳感器、防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕、制動防抱死執(zhí)行器、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器，制動防抱死系統(tǒng)控制模塊和電子穩(wěn)定性模塊通過CAN通訊連接，電子穩(wěn)定性模塊和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器通過CAN或模擬采集接口連接，防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕、制動防抱死執(zhí)行器、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器分別與氣壓制動防抱死控制模塊電連接，本發(fā)明可以實現(xiàn)獨立的氣壓制動防抱死控制功能和電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)功能，并可以根據(jù)客戶需求進行功能的選擇，基于氣壓制動防抱死系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，系統(tǒng)可擴展性好。
【專利說明】基于氣壓防抱死制動系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及商用車氣壓制動安全控制系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及基于氣壓制動防抱死系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前商用車輛的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)都是以一個單獨的控制模塊實現(xiàn)對汽車車輪的制動干預，它集成了車輪制動防抱死功能和車輛的穩(wěn)定性控制功能，但是這種單獨的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)和制動防抱死系統(tǒng)完全獨立，如果想從制動防抱死系統(tǒng)升級到電子穩(wěn)定性系統(tǒng)，需要將原制動防抱死系統(tǒng)拆除，完全摒棄了防抱死系統(tǒng)，從新布置電子穩(wěn)定性系統(tǒng)；而且該種電子穩(wěn)定性系統(tǒng)其設(shè)計方案復雜、設(shè)計成本較高、開發(fā)周期較長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明設(shè)計了一種基于氣壓制動防抱死系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包含兩大功能:一是具備制動防抱死功能，包括單一路面、分離路面制動防抱死功能、制動時制動力分配功能和驅(qū)動防滑控制功能；二是具有電子穩(wěn)定性控制功能，即在防抱死制動系統(tǒng)功能上，增加了車輛操縱穩(wěn)定性，能夠控制修正轉(zhuǎn)向不足、轉(zhuǎn)向過度、及車輛側(cè)滑等車輛危險狀態(tài)。該系統(tǒng)可根據(jù)需要在二者之間進行功能選擇。本系統(tǒng)主要在原有氣壓制動防抱死系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增電子穩(wěn)定性模塊及控制算法，相較于其他形式的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，開發(fā)周期短、實現(xiàn)簡單，可實現(xiàn)功能靈活配置。
[0004]—種基于氣壓防抱死制動系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制裝置，包括氣壓制動防抱死系統(tǒng)控制模塊、電子穩(wěn)定性模塊、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、輪速傳感器、防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕、制動防抱死執(zhí)行器、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器，制動防抱死系統(tǒng)控制模塊和電子穩(wěn)定性模塊通過CAN通訊連接，電子穩(wěn)定性模塊和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器通過CAN或者模擬采集接口連接，防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕、制動防抱死執(zhí)行器、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器分別與氣壓制動防抱死控制模塊電連接。
[0005]所述制動防抱死控制模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊、分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接的電源模塊、CAN通信模塊、輪速采集模塊、開關(guān)及指示燈控制模塊、故障診斷模塊和控制輸出模塊。
[0006]所述電子穩(wěn)定性模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊、分別數(shù)據(jù)處理模塊連接的模塊加速度和橫擺角速度傳感器、CAN通信模塊和模擬數(shù)據(jù)采集模塊。
[0007]所述防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕和制動防抱死控制模塊電連接，實現(xiàn)防抱死和穩(wěn)定性功能的選擇。
[0008]該裝置還包括與制動防抱死控制模塊連接的防抱死和穩(wěn)定性指示燈，能夠指示系統(tǒng)運行的狀態(tài)。
[0009]所述制動防抱死執(zhí)行器、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器與制動防抱死控制模塊電連接，通過接收制動防抱死控制模塊的控制指令，將制動防抱死控制模塊輸出的電指令，轉(zhuǎn)換為制動防抱死和電子穩(wěn)定性控制所需的氣制動壓力，實現(xiàn)制動防抱死和電子穩(wěn)定性控制。[0010]所述加速度和橫擺角速度傳感器可以是集成式，也可以由加速度計和陀螺儀兩分立芯片組成。
[0011]一種基于氣壓防抱死制動系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0012]步驟一、系統(tǒng)上電初始化；系統(tǒng)上電后，先進行系統(tǒng)初始化；初始化主要完成系統(tǒng)初始配置；步驟二、功能模式選擇；包括啟動防抱死系統(tǒng)功能、啟動電子穩(wěn)定性功能和功能關(guān)閉三種功能；初始化以后，系統(tǒng)在不執(zhí)行控制時，可以實時根據(jù)功能模式選擇按鈕進行功能選擇和切換；步驟三、執(zhí)行控制；防抱死控制執(zhí)行器實現(xiàn)防抱死控制，電子穩(wěn)定性執(zhí)行器執(zhí)行控制時需要防抱死執(zhí)行器配合才能完成。
[0013]所述的步驟二包括以下步驟:步驟一、啟動防抱死系統(tǒng)功能，主要實現(xiàn)常規(guī)的制動防抱死功能，進入該功能中，系統(tǒng)軟件在制動時檢測是否達到制動防抱死控制門限要求，達到控制要求，則執(zhí)行防抱死控制，否則持續(xù)檢測，直到制動結(jié)束；步驟二、啟動電子穩(wěn)定控制功能，不僅實現(xiàn)常規(guī)制動防抱死功能，還能實現(xiàn)車身穩(wěn)定性控制；選擇該功能后，車輛持續(xù)進行車身姿態(tài)及控制門限判斷，如果軟件判斷處于制動過程中，則判斷和執(zhí)行控制和步驟一相同；如果軟件判斷需要進行車身穩(wěn)定性控制，則執(zhí)行電子穩(wěn)定性控制，否則持續(xù)檢測；步驟三、功能關(guān)閉模式中，系統(tǒng)無制動防抱死及電子穩(wěn)定性控制功能；
[0014]本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明是基于傳統(tǒng)的氣壓制動防抱死控制系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，在氣壓制動防抱死系統(tǒng)上增加電子穩(wěn)定性控制模塊及控制算法、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器，本發(fā)明既能夠?qū)崿F(xiàn)氣壓防抱死制動系統(tǒng)功能，也能實現(xiàn)車輛的穩(wěn)定性控制功能，并可根據(jù)實際應用需求靈活配置系統(tǒng)的功能，本發(fā)明在防抱死制動系統(tǒng)基礎(chǔ)上實現(xiàn)了電子穩(wěn)定性控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，系統(tǒng)可擴展性好。本發(fā)明可以實現(xiàn)獨立的氣壓制動防抱死控制功能和電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)功能，并可以根據(jù)客戶需求進行功能的選擇，基于氣壓制動防抱死系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，系統(tǒng)可擴展性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的具體實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是本發(fā)明中電子穩(wěn)定性模塊結(jié)構(gòu)圖
[0017]圖3是本發(fā)明中制動防抱死模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖4是本發(fā)明控制方法的流程圖
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明的具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括電子穩(wěn)定性模塊1、制動防抱死控制模塊2、制動防抱死執(zhí)行器3、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器4、輪速傳感器5、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器
6、防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕7及防抱死和穩(wěn)定性指示燈8。其中制動防抱死控制模塊2直接和制動防抱死執(zhí)行器3、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器4、輪速傳感器5、防抱死和穩(wěn)定性指示燈8、防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕7連接；電子穩(wěn)定性模塊I通過CAN通信接口和制動防抱死控制模塊2連接；電子穩(wěn)定性模塊I通過CAN或者模擬數(shù)據(jù)采集模塊與方向盤轉(zhuǎn)角傳感器6連接。
[0020]電子穩(wěn)定性模塊I中集成了加速度和橫擺角速度傳感器，并通過CAN或模擬數(shù)據(jù)采集模塊采集方向盤轉(zhuǎn)角傳感器6的信號，分析處理后，通過CAN發(fā)送給制動防抱死控制模塊2，同時制動防抱死控制模塊2采集輪速傳感器5的輪速信號；制動防抱死控制模塊2結(jié)合輸入的這些信號，通過內(nèi)部程序算法給制動防抱死執(zhí)行器3和電子穩(wěn)定性執(zhí)行器4輸出控制指令，實現(xiàn)電子穩(wěn)定性功能控制。
[0021]電子穩(wěn)定性模塊I內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖2，主要包括數(shù)據(jù)處理模塊10、CAN通信模塊11、CAN通信模塊12、模擬數(shù)據(jù)采集模塊13及加速度和橫擺角速度傳感器14 ;上述模塊全部集成于同一電路板中。
[0022]電子穩(wěn)定性模塊I中的模擬數(shù)據(jù)采集模塊13和CAN通信模塊11，主要和不同類型的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器6連接，采集方向盤轉(zhuǎn)角信號。
[0023]電子穩(wěn)定性模塊I中的CAN通信模塊12和制動防抱死控制模塊2中的CAN通信模塊23連接，將電子穩(wěn)定性模塊I處理后數(shù)據(jù)和制動防抱死控制模塊2共享；電子穩(wěn)定性模塊I中的加速度和橫擺角速度傳感器14主要將車輛姿態(tài)信息輸入數(shù)據(jù)處理模塊10。
[0024]電子穩(wěn)定性模塊I中的數(shù)據(jù)處理模塊10主要計算傳感器輸入信號和方向盤信號，進行判別計算，并將結(jié)果通過CAN通信模塊12傳輸給制動防抱死控制模塊2。
[0025]制動防抱死控制模塊2內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖3，包括20數(shù)據(jù)處理模塊、21電源模塊、22故障診斷模塊、23CAN通信模塊、開關(guān)及指示燈控制模塊24、輸出控制模塊25和輪速采集模塊26 ;上述模塊全部集成于同一電路板中。制動防抱死控制模塊2中集成了輪速采集模塊26、CAN通信模塊23、數(shù)據(jù)處理模塊20、故障診斷模塊22、開關(guān)指示燈控制模塊24、控制輸出模塊25。其中數(shù)據(jù)處理模塊20是核心，該模塊將通過輪速采集模塊26、CAN通信模塊23、開關(guān)指示燈控制模塊24采集的信號經(jīng)過處理，并按照控制算法輸出控制指令給控制輸出模塊25，同時通過故障診斷模塊22定時監(jiān)測系統(tǒng)是否存在故障，并實時顯示結(jié)果。制動防抱死控制模塊2還可以通過故障診斷模塊22連接診斷設(shè)備讀取故障結(jié)果
[0026]制動防抱死控制模塊2綜合判斷輪速傳感器5和電子穩(wěn)定性模塊信號I，通過控制輸出模塊25輸出控制指令,實現(xiàn)對制動防抱死執(zhí)行器3和電子穩(wěn)定性執(zhí)行器4的控制。
[0027]防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕7與防抱死和穩(wěn)定性指示燈8為制動防抱死和電子穩(wěn)定性的功能選擇和狀態(tài)指示，并結(jié)合實現(xiàn)故障診斷功能。
[0028]防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕7主要作為信號輸入，制動防抱死控制模塊2根據(jù)防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕7的狀態(tài)，確定實現(xiàn)制動防抱死功能，或是電子穩(wěn)定性功能，又或是關(guān)閉這些功能。但是如果實現(xiàn)電子穩(wěn)定性功能則必須在制動防抱死功能開啟的狀態(tài)下，否則無法實現(xiàn)。
[0029]防抱死和穩(wěn)定性指示燈8只接收制動防抱死控制模塊2的指令并顯示，告知駕駛員當前處于何種模式中。在出現(xiàn)系統(tǒng)故障后，防抱死和穩(wěn)定性指示燈8也能夠常亮報警顯示。在防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕7實現(xiàn)診斷功能時，防抱死和穩(wěn)定性指示燈8能夠以閃碼的形式告知故障原因。
[0030]發(fā)明中的CAN通信模塊按照SAE J1939標準通信協(xié)議設(shè)計，故障診斷模塊按照IS09141/KWP2000標準診斷協(xié)議設(shè)計。
[0031]本發(fā)明的控制方法如圖4所示，包括以下步驟:
[0032]1、系統(tǒng)上電初始化；
[0033]系統(tǒng)上電后，首先進彳了系統(tǒng)初始化；初始化王要完成系統(tǒng)初始配直。初始化完成后，進入功能模式選擇。[0034]2、功能模式選擇；
[0035]分為:啟動防抱死系統(tǒng)功能、啟動電子穩(wěn)定性功能和功能關(guān)閉三種功能；初始化以后，系統(tǒng)在不執(zhí)行控制時，可以實時根據(jù)功能模式選擇按鈕進行功能選擇和切換。
[0036]a、啟動防抱死系統(tǒng)功能，主要實現(xiàn)常規(guī)的制動防抱死功能，進入該功能中，系統(tǒng)軟件在制動時檢測是否達到制動防抱死控制門限要求，達到控制要求，則執(zhí)行防抱死控制，否則持續(xù)檢測，直到制動結(jié)束；
[0037]b、啟動電子穩(wěn)定控制功能，不僅實現(xiàn)常規(guī)制動防抱死功能，還能實現(xiàn)車身穩(wěn)定性控制；選擇該功能后，車輛持續(xù)進行車身姿態(tài)及控制門限判斷，如果軟件判斷處于制動過程中，則判斷和執(zhí)行控制和a相同；如果軟件判斷需要進行車身穩(wěn)定性控制，則執(zhí)行電子穩(wěn)定性控制。否則持續(xù)檢測。
[0038]C、功能關(guān)閉模式中，系統(tǒng)無制動防抱死及電子穩(wěn)定性控制功能；
[0039]4、執(zhí)行控制；
[0040]防抱死控制執(zhí)行器只實現(xiàn)防抱死控制，電子穩(wěn)定性執(zhí)行器執(zhí)行控制時需要防抱死執(zhí)行器配合才能完成。
[0041]本發(fā)明的基于氣壓制動防抱死控制系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)裝置核心是制動防抱死控制模塊和電子穩(wěn)定性模塊，其中制動防抱死控制模塊內(nèi)部集成了制動防抱死控制算法和電子穩(wěn)定性控制算法，在防抱死制動狀態(tài)下，通過輪速傳感器獲取的輪速信號，進行實時的制動防抱死控制。在電子穩(wěn)定性功能開啟狀態(tài)下，制動防抱死控制模塊獲取電子穩(wěn)定性模塊傳輸?shù)男畔⒓拜喫賯鞲衅餍畔?，進行電子穩(wěn)定性功能控制。發(fā)明的基于氣壓制動防抱死系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制裝置在點火開關(guān)有效情況下，首先實行各模塊的自檢功能，并根據(jù)防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕判斷裝置處于何種模式，在制動防抱死控制模塊中的算法達到設(shè)定的控制門限時給予控制。以上實施例僅用以說明本發(fā)明而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于氣壓防抱死制動系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制裝置，其特征在于，包括氣壓制動防抱死系統(tǒng)控制模塊(2)、電子穩(wěn)定性模塊(I)、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器(6)、輪速傳感器(5)、防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕(7)、制動防抱死執(zhí)行器(3)、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器(4)，制動防抱死系統(tǒng)控制模塊(2 )和電子穩(wěn)定性模塊(I)通過CAN通訊連接，電子穩(wěn)定性模塊(I)和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器(6)通過CAN或者模擬采集接口連接，防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕(7)、制動防抱死執(zhí)行器(3)、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器(4)分別與氣壓制動防抱死控制模塊(2)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子穩(wěn)定性控制裝置，其特征在于，所述制動防抱死控制模塊(2)包括數(shù)據(jù)處理模塊(20)、分別與數(shù)據(jù)處理(20)模塊連接的電源模塊(21)、CAN通信模塊(23)、輪速采集模塊(26)、開關(guān)及指示燈控制模塊(24)、故障診斷模塊(22)和控制輸出模塊(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子穩(wěn)定性控制裝置，其特征在于，所述電子穩(wěn)定性模塊(I)包括數(shù)據(jù)處理模塊(10)、分別數(shù)據(jù)處理模塊連接的模塊加速度和橫擺角速度傳感器(14)、CAN通信模塊(11)和模擬數(shù)據(jù)采集模塊(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子穩(wěn)定性控制裝置，其特征在于，所述防抱死和穩(wěn)定性功能按鈕(7)和制動防抱死控制模塊(2)電連接，實現(xiàn)防抱死和穩(wěn)定性功能的選擇，并能按照規(guī)定方式實現(xiàn)診斷按鈕功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子穩(wěn)定性控制裝置，其特征在于，該裝置還包括與制動防抱死控制模塊(2)連接的防抱死和穩(wěn)定性指示燈(8)，能夠指示系統(tǒng)運行的狀態(tài)，并在診斷按鈕執(zhí)行時，實現(xiàn)故障閃碼輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子穩(wěn)定性控制裝置，其特征在于，所述制動防抱死執(zhí)行器(3)、電子穩(wěn)定性執(zhí)行器⑷與制動防抱死控制模塊(2)電連接，通過接收制動防抱死控制模塊⑵的控制指令，將制動防抱死控制模塊⑵輸出的電指令，轉(zhuǎn)換為制動防抱死和電子穩(wěn)定性控制所需的氣制動壓力，實現(xiàn)制動防抱死和電子穩(wěn)定性控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子穩(wěn)定性控制裝置，其特征在于，所述加速度和橫擺角速度傳感器(14)可以是集成式，也可以由加速度計和陀螺儀兩分立芯片組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的基于氣壓防抱死制動系統(tǒng)的電子穩(wěn)定性控制方法， 其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、系統(tǒng)上電初始化；系統(tǒng)上電后，進彳丁系統(tǒng)初始化；初始化王要完成系統(tǒng)初始配置； 步驟二、功能模式選擇；包括啟動防抱死系統(tǒng)功能、啟動電子穩(wěn)定性功能和功能關(guān)閉三種功能；初始化以后，系統(tǒng)在不執(zhí)行控制時，可以實時根據(jù)功能模式選擇按鈕進行功能選擇和切換； 步驟三、執(zhí)行控制；防抱死控制執(zhí)行器實現(xiàn)防抱死控制，電子穩(wěn)定性執(zhí)行器執(zhí)行控制時需要防抱死執(zhí)行器配合才能完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子穩(wěn)定性控制方法，其特征在于，所述的步驟二包括以下步驟: 步驟一、啟動防抱死系統(tǒng)功能，主要實現(xiàn)常規(guī)的制動防抱死功能，進入該功能中，系統(tǒng)軟件在制動時檢測是否達到制動防抱死控制門限要求，達到控制要求，則執(zhí)行防抱死控制，否則持續(xù)檢測，直到制動結(jié)束； 步驟二、啟動電子穩(wěn)定控制功能，不僅實現(xiàn)常規(guī)制動防抱死功能，還能實現(xiàn)車身穩(wěn)定性控制；選擇該功能后，車輛持續(xù)進行車身姿態(tài)及控制門限判斷，如果軟件判斷處于制動過程中，則判斷和執(zhí)行控制和步驟一相同；如果軟件判斷需要進行車身穩(wěn)定性控制，則執(zhí)行電子穩(wěn)定性控制，否則持續(xù)檢測； 步驟三、功能關(guān)閉模式中，系`統(tǒng)無制動防抱死及電子穩(wěn)定性控制功能。
【文檔編號】B60T8/176GK103738326SQ201310753645
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】劉兆勇, 王君, 余子祥, 許芬 申請人:蕪湖伯特利汽車安全系統(tǒng)有限公司