一種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器，由集成的信號(hào)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、總線通訊模塊、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊組成，信號(hào)采集模塊經(jīng)傳感器采集踏板位移，第一腔壓力，高壓蓄能器壓力，四輪輪速和橫擺角速度，橫、縱向加速度信號(hào)；總線通訊模塊連接信號(hào)采集模塊及數(shù)據(jù)處理模塊，將信號(hào)采集模塊中的傳感器采集到的信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中結(jié)合算法處理后傳遞到執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊；電源模塊為整個(gè)控制結(jié)構(gòu)供電，滿足車載電壓等級(jí)和供電需求的電源組件。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)現(xiàn)功能全面，可以有效實(shí)現(xiàn)線控制動(dòng)的功能。同時(shí)能夠較好的和整車控制器進(jìn)行信息通訊，提升了制動(dòng)系統(tǒng)電子化的程度。
【專利說(shuō)明】—種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車制動(dòng)系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車制動(dòng)系統(tǒng)和汽車的行駛安全性能直接相關(guān)。隨著對(duì)于駕駛安全性要求的不斷提高以及汽車研發(fā)制造水平的發(fā)展，對(duì)于汽車制動(dòng)系統(tǒng)的要求也逐漸提高。新能源汽車的出現(xiàn)和發(fā)展的提出要求車輛對(duì)于制動(dòng)中的能量進(jìn)行再生制動(dòng)回收，對(duì)此需要對(duì)于液壓制動(dòng)力和再生制動(dòng)力分配，這就要求制動(dòng)踏板輸入和制動(dòng)輪缸壓力相互獨(dú)立。在此基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的線控制動(dòng)系統(tǒng)無(wú)須額外的真空助力，取消了制動(dòng)踏板和制動(dòng)輪缸間的機(jī)械連接，利用制動(dòng)踏板傳遞制動(dòng)意圖。減少了機(jī)械傳遞環(huán)節(jié)有效地縮短了制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，也可以和ABS以及ESP等先進(jìn)制動(dòng)技術(shù)更好地融合，充分利用道路條件，提升制動(dòng)效率。
[0003]在線控制動(dòng)基礎(chǔ)上發(fā)展的電液復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)，不僅能夠充分利用電氣設(shè)備高精度和快速響應(yīng)的特性，又能夠保證傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能以及失效狀態(tài)下的保護(hù)模式。由于制動(dòng)系統(tǒng)需要考慮制動(dòng)過程中的再生制動(dòng)，以及ABS，ESP等功能的實(shí)現(xiàn)，因而需要新的制動(dòng)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)。該制動(dòng)系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)一方面收集各種傳感器信號(hào)，如踏板位移，車輪速度等車輛狀態(tài)參數(shù)，另一方面也需要對(duì)液壓制動(dòng)力大小進(jìn)行計(jì)算確定，保證復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)中各部件的正常工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能夠?qū)τ谲囕v行駛參數(shù)收集，可以和整車控制器及車輛其他部分系統(tǒng)通訊，可以對(duì)于液壓制動(dòng)執(zhí)行單元和集成式主缸相關(guān)液壓元件進(jìn)行控制的基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器。
[0005]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]—種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器，由集成的信號(hào)米集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、總線通訊模塊、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊組成，
[0007]所述的信號(hào)采集模塊經(jīng)傳感器采集踏板位移，第一腔壓力，高壓蓄能器壓力，四輪輪速和橫擺角速度，橫、縱向加速度信號(hào)；
[0008]所述的總線通訊模塊連接信號(hào)采集模塊及數(shù)據(jù)處理模塊，將信號(hào)采集模塊中的傳感器采集到的信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中；
[0009]所述的數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)信號(hào)判斷結(jié)合算法計(jì)算目標(biāo)輪缸壓力值，將控制目標(biāo)傳遞到執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊；
[0010]所述的電源模塊為整個(gè)控制結(jié)構(gòu)供電，滿足車載電壓等級(jí)和供電需求的電源組件。
[0011]所述的數(shù)據(jù)處理模塊還可以將控制目標(biāo)傳遞到下層液壓執(zhí)行單元中。[0012]所述的數(shù)據(jù)處理模塊為微處理器，包括中央處理器、R0M/RAM存儲(chǔ)部分、串/并行輸入輸出部分、定時(shí)器及時(shí)鐘，輸入信號(hào)傳遞給中央處理器，所述的R0M/RAM存儲(chǔ)部分和串/并行輸入輸出部分的寄存器通過地址、數(shù)據(jù)和控制總線與中央處理器連接。
[0013]所述的總線通訊模塊包括至少兩個(gè)接口，同時(shí)與整車控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊及下層液壓執(zhí)行單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0014]所述的執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊為驅(qū)動(dòng)預(yù)壓泵工作、驅(qū)動(dòng)失效泄壓用電磁開關(guān)閥和踏板感覺模擬器控制用的電磁開關(guān)閥。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]I)充分利用電氣設(shè)備高精度和快速響應(yīng)的特性，獲知車輛狀態(tài)，作出制動(dòng)判斷，減少制動(dòng)時(shí)間；
[0017]2)能夠兼顧傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能以及失效狀態(tài)下的保護(hù)模式；
[0018]3)可以結(jié)合再生制動(dòng)，以及ABS，ESP等功能的實(shí)現(xiàn)；
[0019]4)采用多層控制結(jié)構(gòu)，有利于相關(guān)功能的集成設(shè)計(jì)；
[0020]5)采用雙路CAN總線通訊，冗余通道設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)制動(dòng)過程的安全性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的控制流程圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型應(yīng)用于集成式制動(dòng)主缸中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中，101、傳感器輸入；102、電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器；103、整車控制器；104、高壓蓄能器泵站；105、失效模式切換電磁閥；106、液壓執(zhí)行單元；
[0024]201、油箱；202、常開型開關(guān)電磁閥；203、高壓蓄能器壓力傳感器；301、主缸第一活塞；302、主缸后腔第一活塞；303、儲(chǔ)液室；304、回位彈簧；305、助力活塞；306、常閉型開關(guān)錐閥；307、踏板感覺模擬器；308、第一腔壓力傳感器；309、集成式制動(dòng)主缸；310、主缸推桿；311、制動(dòng)踏板；312、制動(dòng)踏板傳感器；401、信號(hào)采集模塊；402、數(shù)據(jù)處理模塊；403、電源模塊；404、總線通訊模塊；405、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]實(shí)施例
[0027]—種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器102,包括信號(hào)采集模塊401、數(shù)據(jù)處理模塊402、電源模塊403、總線通訊模塊404和執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊405，可以應(yīng)用在集成式制動(dòng)主缸中，如圖2所示。信號(hào)采集模塊401經(jīng)傳感器采集踏板位移，第一腔壓力，高壓蓄能器壓力，四輪輪速和橫擺角速度，橫、縱向加速度信號(hào)，總線通訊模塊404連接信號(hào)采集模塊401及數(shù)據(jù)處理模塊402，將信號(hào)采集模塊401中的傳感器采集到的信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊402中，然后數(shù)據(jù)處理模塊402對(duì)信號(hào)判斷結(jié)合算法計(jì)算目標(biāo)輪缸壓力值，將控制目標(biāo)傳遞到執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊405，還可以傳遞到下層液壓執(zhí)行單元中。電源模塊403為整個(gè)控制結(jié)構(gòu)供電，滿足車載電壓等級(jí)和供電需求。
[0028]其中，數(shù)據(jù)處理模塊402，為微處理器，含有中央處理器，R0M/RAM存儲(chǔ)部分，串/并行輸入輸出部分，以及定時(shí)器，時(shí)鐘等輔助部分，R0M/RAM存儲(chǔ)部分和串/并行輸入輸出部分的寄存器通過地址、數(shù)據(jù)和控制總線與中央處理器連接?？偩€通訊模塊404包括至少兩個(gè)接口，從而能夠同時(shí)與整車控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊及下層液壓執(zhí)行單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊405為驅(qū)動(dòng)預(yù)壓泵工作、驅(qū)動(dòng)失效泄壓用電磁開關(guān)閥和踏板感覺模擬器控制用的電磁開關(guān)閥。
[0029]圖1是本實(shí)用新型的功能模塊示意圖。控制結(jié)構(gòu)外部涉及的部分包括傳感器101，分別為制動(dòng)踏板傳感器312，第一腔壓力傳感器308，高壓蓄能器壓力傳感器203，四輪輪速傳感器，橫擺角速度傳感器，橫、縱向加速度傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器。使用CAN總線向上和整車控制器103通訊，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)再生制動(dòng)相關(guān)信號(hào)。向下和液壓執(zhí)行單元106通訊，液壓執(zhí)行單元106獨(dú)立調(diào)節(jié)四輪的輪缸壓力，實(shí)現(xiàn)四路獨(dú)立控制的目標(biāo)。該上層控制結(jié)構(gòu)直接控制為高壓蓄能器泵站104，以保持高壓腔中壓力穩(wěn)定。以及在失效模式中切換電磁閥105。
[0030]圖2本實(shí)用新型應(yīng)用于集成式制動(dòng)主缸中的結(jié)構(gòu)示意圖。分別以上電初始狀態(tài)、正常工作狀態(tài)和失效狀態(tài)三種制動(dòng)工作情況，結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)闡述:
[0031]制動(dòng)系統(tǒng)上電后，上層控制單元102通過執(zhí)行控制模塊，打開常閉型開關(guān)錐閥306，關(guān)閉常開型開關(guān)電磁閥202，同時(shí)根據(jù)采集到的高壓蓄能器壓力傳感器203的信號(hào)，控制高壓蓄能器泵站104迅速建立所需高壓。此時(shí)主缸第一活塞301和主缸后腔第一活塞302均向左移，形成封閉的液壓腔。同時(shí)助力活塞305受左側(cè)高壓保持靜止，在其右側(cè)形成可用于踏板模擬的封閉腔室。
[0032]制動(dòng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，踩下制動(dòng)踏板311，推動(dòng)主缸推桿310向左運(yùn)動(dòng)。此時(shí)電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器102收集制動(dòng)踏板傳感器312采集的踏板信息和第一腔壓力傳感器308的壓力信息，利用數(shù)據(jù)處理模塊402判斷制動(dòng)意圖，同時(shí)和整車控制器103利用CAN總線通訊，確定是否采用再生制動(dòng)，以及采取再生制動(dòng)時(shí)所需液壓制動(dòng)力。將目標(biāo)液壓制動(dòng)力信號(hào)通過CAN總線通訊傳達(dá)給液壓執(zhí)行單元106，利用PWM控制各路的高速開關(guān)閥實(shí)現(xiàn)輪缸壓力控制。同時(shí)通過對(duì)高壓蓄能器泵站104控制，保證高壓腔壓力保持基本恒定，為制動(dòng)提供主動(dòng)助力。當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)，可以使用內(nèi)置的ABS和ESP算法，結(jié)合車輪輪速、側(cè)向加速度等信號(hào)確定相應(yīng)的控制功能。釋放制動(dòng)踏板311后，電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器102獲得制動(dòng)解除信號(hào)，和整車控制器103通訊停止再生制動(dòng)過程，同時(shí)和液壓執(zhí)行單元106通訊，釋放輪缸壓力。此時(shí)主缸后腔第一活塞302和主缸第一活塞301均在回位彈簧304的作用下復(fù)位。
[0033]制動(dòng)系統(tǒng)突然電氣失效或高壓源無(wú)法建立高壓時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入失效狀態(tài)。高壓蓄能器泵站104停止工作，常開型開關(guān)電磁閥202復(fù)位開啟，高壓腔連通油箱201卸載，不再提供主動(dòng)助力。常閉型開關(guān)錐閥306復(fù)位關(guān)閉。當(dāng)駕駛員需要制動(dòng)時(shí)，深踩制動(dòng)踏板311，推動(dòng)主缸推桿310壓縮第一腔油液，作用于助力活塞305，并作用于主缸第一活塞301，在制動(dòng)主缸前后腔建立高壓流向四個(gè)輪缸形成制動(dòng)力。由于主缸第一腔和高壓腔存在面積差，當(dāng)助力活塞305左移后可以實(shí)現(xiàn)一定程度的助力放大。
[0034]任何在本實(shí)用新型的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單變換后的結(jié)構(gòu)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器，其特征在于，該控制結(jié)構(gòu)由集成的信號(hào)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、總線通訊模塊、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊組成， 所述的信號(hào)采集模塊經(jīng)傳感器采集踏板位移，第一腔壓力，高壓蓄能器壓力，四輪輪速和橫擺角速度，橫、縱向加速度信號(hào)； 所述的總線通訊模塊連接信號(hào)采集模塊及數(shù)據(jù)處理模塊，將信號(hào)采集模塊中的傳感器采集到的信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中； 所述的數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)信號(hào)判斷結(jié)合算法計(jì)算目標(biāo)輪缸壓力值，將控制目標(biāo)傳遞到執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊； 所述的電源模塊為整個(gè)控制結(jié)構(gòu)供電，滿足車載電壓等級(jí)和供電需求的電源組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理模塊還可以將控制目標(biāo)傳遞到下層液壓執(zhí)行單元中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理模塊為微處理器，包括中央處理器、ROM/RAM存儲(chǔ)部分、串/并行輸入輸出部分、定時(shí)器及時(shí)鐘，所述的ROM/RAM存儲(chǔ)部分和串/并行輸入輸出部分的寄存器通過地址、數(shù)據(jù)和控制總線與中央處理器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器，其特征在于，所述的總線通訊模塊包括至少兩個(gè)接口，同時(shí)與整車控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊及下層液壓執(zhí)行單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于集成式制動(dòng)主缸的電液復(fù)合制動(dòng)上層控制器，其特征在于，所述的執(zhí)行驅(qū)動(dòng)模塊為驅(qū)動(dòng)預(yù)壓泵工作、驅(qū)動(dòng)失效泄壓用電磁開關(guān)閥和踏板感覺模擬器控制用的電磁開關(guān)閥。
【文檔編號(hào)】B60T13/66GK203766749SQ201420059629
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月8日
【發(fā)明者】孫澤昌, 冀文斌, 劉楊, 王猛 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)