CN111591272A - 一种电磁与电子液压制动集成系统制动模式切换控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁与电子液压制动集成系统制动模式切换控制方法，所述电磁与电子液压制动集成系统具有三种制动模式：电磁制动模式、电子液压制动模式和电磁与电子液压联合制动模式，在制动强度低于0.1的情况时电磁制动模式单独作用，当车轮转速降低到150r/min时，应停止使用电磁制动模式，使集成制动系统从电磁制动模式切换到电子液压制动模式，在初始状态是电磁制动器单独制动，随着驾驶员继续踩下制动踏板制动强度增加，集成制动系统从电磁制动模式切换到电磁与电子液压联合制动模式，在驾驶员需求制动强度维持不变一段时间后，为了节约能源要求停止使用电磁制动模式，集成制动系统从电磁与电子液压联合制动模式切换到电子液压制动模式。

Description

一种电磁与电子液压制动集成系统制动模式切换控制方法

技术领域

本发明涉及汽车制动器技术领域，尤其是涉及电磁制动与电子液压制动模式切换控制方法。

背景技术

汽车制动系统是指，对汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速。任何制动系统都应有足够的制动效能，操纵轻便，工作可靠且热稳定性要好，制动时产生的噪声应尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的粉尘等物质。制动器是制动系统中至关重要的组成部分，一般制动器都是通过摩擦材料与运动元件之间的摩擦力矩来降低车速，分为电磁制动和电子液压制动，在适当时候选择相应的制动模式，这就需要对不同的制动模式进行切换，

中国专利CN 102287460 B中混合型制动器的工作模式切换方法是：(1)当车速小于30km/h时，踩下制动踏板，选择摩擦制动单独工作；(2)当车速大于30km/h且需长时间但制动力矩不大时，选择永磁制动和摩擦制动共同制动，控制通入油缸两端的油压大小使推杆带动铁芯和线圈绕组运动到与永磁体同轴的位置，线圈绕组内不通励磁电流，永磁体产生的磁场通过永磁体、铁芯、导磁板、制动盘和磁制动固定架构成的磁路回路，制动盘受到与旋转方向相反的制动力矩；(3)当车速大于30km/h且需短时间的频繁制动时，选择电磁制动和摩擦制动共同制动，线圈绕组通入励磁电流，铁芯与导磁块处在同轴位置上，磁力线通过铁芯、导磁块、磁制动固定架、导磁板及制动盘形成磁路回路，制动盘受到与旋转方向相反的制动力矩；(4)当紧急制动时，选择电磁永磁叠加制动和摩擦制动共同制动，控制通入油缸两端的油压大小使铁芯运动到与永磁体同轴位置的同时，给线圈绕组通入励磁电流，使永磁体与铁芯结合处的磁极性相反，形成电磁磁场和永磁磁场两个磁场相互叠加，叠加磁场通过永磁体、铁芯、导磁板、制动盘和磁制动固定架形成磁路回路，制动盘受到与旋转方向相反的制动力矩；(5)当汽车长下坡制动时，只用电磁永磁叠加制动；控制永磁体与铁芯的接触面积并控制励磁电流的大小来控制制动力大小；(6)当解除制动时，切断通入线圈绕组的励磁电流，控制通入油路接口的油压压力差使铁芯与导磁块相结合，制动力消失，磁制动解除。其优点为：1、缓速制动可以分担相当一部分制动力，摩擦制动的制动强度降低，大大减少了传统摩擦制动器使用的次数，避免制动器热衰退引发的安全事故，可以延长摩擦制动器的使用寿命，提高了车辆的运输经济性。2、由于缓速制动可以分担相当大一部分制动力矩，故摩擦制动器的使用强度也降低很多，制动器温升变小，避免制动器热衰退可能引发的安全事故，提高了车辆的行驶安全性。3、缓速制动为非接触式制动，尤其当下长坡或需要频繁制动情况下，用磁制动代替原来的摩擦制动，可以减少制动噪声和粉尘的产生，提高了制动器的抗热衰退性，提高了车辆的环保性。4、缓速制动工作平稳，能提供连续的制动力矩，可以提高车辆的乘坐舒适性。5、本发明的混合制动器的缓速制动可以在电磁制动与永磁制动和电磁永磁制动之间来回切换，协调工作，一方面可以满足汽车在不同工况下的制动要求，另一方面，电磁永磁叠加制动制动力比仅仅永磁制动要大，可以更多的承担汽车制动时所需要的制动力矩，但现有的混合制动切换时，汽车容易发生跑偏、侧滑等失稳现象，汽车的制动稳定性差，且可靠性较差。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供电磁制动与电子液压制动模式切换控制方法，解决了现有的混合制动切换时，汽车容易发生跑偏、侧滑等失稳现象，汽车的制动稳定性差，且可靠性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：电磁制动与电子液压制动模式切换控制方法，包括电磁与电子液压制动集成系统，所述电磁与电子液压制动集成系统具有三种制动模式：电磁制动模式、电子液压制动模式和电磁与电子液压联合制动模式，具体制动模式切换控制方法如下：

S1、当驾驶员踩下制动踏板时，根据驾驶员需求制动强度大小判断是汽车普通制动还是紧急制动；同时，应实时根据车辆运行速度判断是否需要进行主动制动干预；

S2、普通制动：

S201、电磁与电子液压制动集成系统首先进入电磁制动模式，在驾驶员期望制动强度低于0.1时一直处于电磁制动模式下；

S202、当驾驶员需求制动强度超过0.1时，集成制动系统进入电磁与电子液压联合制动模式；

S203、当车轮转速低于150r/min时停止电磁制动器作用，切换到电子液压制动模式；

S204、当集成制动系统的初始制动模式为电磁与电子液压联合制动模式，在驾驶员需求制动强度变化率为零且电磁制动器工作时间超过3s时，则集成制动系统应关闭电磁制动器从电磁与电子液压联合制动模式切换到电子液压制动模式；

S3、紧急制动：

S301、应同时启动电磁制动与电子液压制动，在进行紧急制动控制过程中，一直处于联合制动模式下，协调控制电磁制动与电子液压制动防止车轮抱死；

S4、其他主动安全制动，需要根据每个车轮的制动强度需求进行制动模式的切换；

S401、当根据传感器信号和内置的控制算法计算得到车轮期望制动强度低于0.1时，进入电磁制动模式，否则进入电磁与电子液压联合制动模式，在联合制动模式下，要求对电磁制动与电子液压制动进行协调控制，在提供制动强度方面以电子液压制动为主，在车轮状态控制方面以电磁制动为主；

S402、同样的，在车轮转速低于150r/min的情况下，不使用电磁制动，集成制动系统切换到电子液压制动模式。

根据上述技术方案，所述当存在驶员制动强度变化且需求制动强度高于0.1时，设置一个电磁制动力矩的阈值Tm，要求电磁制动力矩不得超过该阈值，同时要求在电磁制动力矩达到阈值时，电子液压制动进行阶跃升压或减压，在整个联合制动过程中，使用电磁制动来跟踪驾驶员的制动强度的变化。

根据上述技术方案，所述制动模式切换前后的电磁制动和电子液压制动的目标转矩发生了突变，需要在制动模式切换过程中对电磁制动器和电子液压制动进行动态协调控制，具体为根据集成制动系统的反馈控制结构，电子液压制动通过安装在制动钳处的压力传感器进行制动轮缸压力的反馈控制；电磁制动器反馈信号来自于制动踏板传感器和制动钳处的压力传感器。

根据上述技术方案，所述根据在制动模式切换过程中是否有驾驶员制动意图干预分为两种情况：无驾驶员意图干预的动态协调控制和有驾驶员意图干预的动态协调控制，在有驾驶员意图干预下，电磁与电子液压制动集成系统需要跟踪满足驾驶员的制动需求，包括制动强度大小和变化率的改变。

根据上述技术方案，所述在有驶员制动意图干预下，当驾驶员制动强度低于0.1时，控制电磁制动满足不断变化的驾驶员制动需求，电子液压制动力矩为零；当驾驶员制动强度高于0.1时，控制电子液压制动满足不断变化的驾驶员制动需求，电磁制动力矩不变。

根据上述技术方案，所述电磁与电子液压制动集成系统的制动模式切换控制策略需要根据驾驶员需求制动强度、制动强度变化率、车轮转速、转向盘转速、横摆角速度、侧向加速度来判断集成制动系统的制动模式。

根据上述技术方案，所述S1中根据驾驶员需求制动强度大小判断是汽车普通制动还是紧急制动具体为，当制动强度低于0.3时为普通制动，当制动强度大于0.3时为紧急制动。

本发明在普通制动工况下进行电磁与摩擦集成制动系统制动模式切换过程中，要求控制车轮纵向滑移率使其始终低于路面的最佳滑移率，车辆在制动模式选择与切换时汽车不发生跑偏、侧滑等失稳现象，保证汽车的制动稳定性，电磁制动器相比于电子液压制动有较好的控制性能，因此在电磁制动与电子液压制动的协调控制的过程中，电子液压制动主要用来提供一定的制动强度，而使用电磁制动跟随驾驶员的制动意图，同时，这样能降低高速电磁阀的作用频次，提高电子液压制动的可靠性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的制动模式切换方法框图。

图2是本发明电磁与电子液压集成制动系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-2对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

实施例一，由图1-2给出，本发明包括电磁与电子液压制动集成系统，电磁与电子液压制动集成系统具有三种制动模式：电磁制动模式、电子液压制动模式和电磁与电子液压联合制动模式，具体制动模式切换控制方法如下：

S1、当驾驶员踩下制动踏板时，根据驾驶员需求制动强度大小判断是汽车普通制动还是紧急制动；同时，应实时根据车辆运行速度判断是否需要进行主动制动干预；

S2、普通制动：

S201、电磁与电子液压制动集成系统首先进入电磁制动模式，在驾驶员期望制动强度低于0.1时一直处于电磁制动模式下；

S202、当驾驶员需求制动强度超过0.1时，集成制动系统进入电磁与电子液压联合制动模式；

S203、当车轮转速低于150r/min时停止电磁制动器作用，切换到电子液压制动模式；

S204、当集成制动系统的初始制动模式为电磁与电子液压联合制动模式，在驾驶员需求制动强度变化率为零且电磁制动器工作时间超过3s时，则集成制动系统应关闭电磁制动器从电磁与电子液压联合制动模式切换到电子液压制动模式；

S3、紧急制动：

S301、应同时启动电磁制动与电子液压制动，在进行紧急制动控制过程中，一直处于联合制动模式下，协调控制电磁制动与电子液压制动防止车轮抱死；

S4、其他主动安全制动，需要根据每个车轮的制动强度需求进行制动模式的切换；

S401、当根据传感器信号和内置的控制算法计算得到车轮期望制动强度低于0.1时，进入电磁制动模式，否则进入电磁与电子液压联合制动模式，在联合制动模式下，要求对电磁制动与电子液压制动进行协调控制，在提供制动强度方面以电子液压制动为主，在车轮状态控制方面以电磁制动为主；

S402、同样的，在车轮转速低于150r/min的情况下，不使用电磁制动，集成制动系统切换到电子液压制动模式。

实施例二，在实施例一的基础上，当存在驶员制动强度变化且需求制动强度高于0.1时，设置一个电磁制动力矩的阈值Tm，要求电磁制动力矩不得超过该阈值，同时要求在电磁制动力矩达到阈值时，电子液压制动进行阶跃升压或减压，在整个联合制动过程中，使用电磁制动来跟踪驾驶员的制动强度的变化。

实施例三，在实施例一的基础上，制动模式切换前后的电磁制动和电子液压制动的目标转矩发生了突变，需要在制动模式切换过程中对电磁制动器和电子液压制动进行动态协调控制，具体为根据集成制动系统的反馈控制结构，电子液压制动通过安装在制动钳处的压力传感器进行制动轮缸压力的反馈控制；电磁制动器反馈信号来自于制动踏板传感器和制动钳处的压力传感器。

实施例四，在实施例一的基础上，根据在制动模式切换过程中是否有驾驶员制动意图干预分为两种情况：无驾驶员意图干预的动态协调控制和有驾驶员意图干预的动态协调控制，在有驾驶员意图干预下，电磁与电子液压制动集成系统需要跟踪满足驾驶员的制动需求，包括制动强度大小和变化率的改变。

实施例五，在实施例一的基础上，在有驶员制动意图干预下，当驾驶员制动强度低于0.1时，控制电磁制动满足不断变化的驾驶员制动需求，电子液压制动力矩为零；当驾驶员制动强度高于0.1时，控制电子液压制动满足不断变化的驾驶员制动需求，电磁制动力矩不变。

实施例六，在实施例一的基础上，电磁与电子液压制动集成系统的制动模式切换控制策略需要根据驾驶员需求制动强度、制动强度变化率、车轮转速、转向盘转速、横摆角速度、侧向加速度来判断集成制动系统的制动模式。

实施例七，在实施例一的基础上，S1中根据驾驶员需求制动强度大小判断是汽车普通制动还是紧急制动具体为，当制动强度低于0.3时为普通制动，当制动强度大于0.3时为紧急制动。

本发明当驾驶员踩下制动踏板时，根据驾驶员需求制动强度大小判断是普通制动还是紧急制动；同时，应实时根据车辆运行速度判断是否需要进行主动制动干预若驾驶员进行普通制动，电磁与电子液压制动集成系统首先进入电磁制动模式，在驾驶员期望制动强度低于0.1时一直处于电磁制动模式下当驾驶员需求制动强度超过0.1时，集成制动系统进入电磁与电子液压联合制动模式为了提高使用效率，要求集成制动系统在车轮转速低于150r/min时停止电磁制动器作用，切换到电子液压制动模式同时，如果集成制动系统的初始制动模式为电磁与电子液压联合制动模式，当驾驶员需求制动强度变化率为零且电磁制动器工作时间超过3s时，为了节省车载电源能量的消耗，则集成制动系统应关闭电磁制动器从电磁与电子液压联合制动模式切换到电子液压制动模式当驾驶员根据周围环境需要进行紧急制动时，应同时启动电磁制动与电子液压制动，以减小汽车制动响应时间在进行紧急制动控制过程中，一直处于电磁与电子液压联合制动模式下，协调控制电磁制动与电子液压制动防止车轮抱死而当处于其他主动安全制动状态下，需要根据每个车轮的制动强度需求进行制动模式的切换当根据传感器信号和内置的控制算法计算得到车轮期望制动强度低于0.1时，进入电磁制动模式，否则进入电磁与电子液压联合制动模式在电磁与电子液压联合制动模式下，要求对电磁制动与电子液压制动进行协调控制在提供制动强度方面以电子液压制动为主，在车轮状态控制方面以电磁制动为主同样的，在车轮转速低于150r/min的情况下，不使用电磁制动，集成制动系统切换到电子液压制动模式。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电磁与电子液压制动集成系统制动模式切换控制方法，其特征在于，所述电磁与电子液压制动集成系统具有三种制动模式：电磁制动模式、电子液压制动模式和电磁与电子液压联合制动模式，具体制动模式切换控制方法如下：

S1、当驾驶员踩下制动踏板时，根据驾驶员需求制动强度大小判断是汽车普通制动还是紧急制动；同时，应实时根据车辆运行速度判断是否需要进行主动制动干预；

S2、普通制动：

S201、电磁与电子液压制动集成系统首先进入电磁制动模式，在驾驶员期望制动强度低于0.1时一直处于电磁制动模式下；

S202、当驾驶员需求制动强度超过0.1时，集成制动系统进入电磁与电子液压联合制动模式；

S203、当车轮转速低于150r/min时停止电磁制动器作用，切换到电子液压制动模式；

S204、当集成制动系统的初始制动模式为电磁与电子液压联合制动模式，在驾驶员需求制动强度变化率为零且电磁制动器工作时间超过3s时，则集成制动系统应关闭电磁制动器从电磁与电子液压联合制动模式切换到电子液压制动模式；

S3、紧急制动：

S301、应同时启动电磁制动与电子液压制动，在进行紧急制动控制过程中，一直处于联合制动模式下，协调控制电磁制动与电子液压制动防止车轮抱死；

S4、主动安全制动，需要根据每个车轮的制动强度需求进行制动模式的切换；

S401、当根据传感器信号和内置的控制算法计算得到车轮期望制动强度低于0.1时，进入电磁制动模式，否则进入电磁与电子液压联合制动模式，在联合制动模式下，要求对电磁制动与电子液压制动进行协调控制，在提供制动强度方面以电子液压制动为主，在车轮状态控制方面以电磁制动为主；

S402、同样的，在车轮转速低于150r/min的情况下，不使用电磁制动，集成制动系统切换到电子液压制动模式。

2.根据权利要求1所述的电磁与电子液压制动集成系统制动模式切换控制方法，其特征在于，所述当存在驶员制动强度变化且需求制动强度高于0.1时，设置一个电磁制动力矩的阈值Tm，要求电磁制动力矩不得超过该阈值，同时要求在电磁制动力矩达到阈值时，电子液压制动进行阶跃升压或减压，在整个联合制动过程中，使用电磁制动来跟踪驾驶员的制动强度的变化。

3.根据权利要求1所述的电磁与电子液压制动集成系统制动模式切换控制方法，其特征在于，所述制动模式切换前后的电磁制动和电子液压制动的目标转矩发生了突变，需要在制动模式切换过程中对电磁制动器和电子液压制动进行动态协调控制，具体为根据集成制动系统的反馈控制结构，电子液压制动通过安装在制动钳处的压力传感器进行制动轮缸压力的反馈控制；电磁制动器反馈信号来自于制动踏板传感器和制动钳处的压力传感器。

4.根据权利要求1所述的电磁与电子液压制动集成系统制动模式切换控制方法，其特征在于，所述根据在制动模式切换过程中是否有驾驶员制动意图干预分为两种情况：无驾驶员意图干预的动态协调控制和有驾驶员意图干预的动态协调控制，在有驾驶员意图干预下，电磁与电子液压制动集成系统需要跟踪满足驾驶员的制动需求，包括制动强度大小和变化率的改变。

5.根据权利要求1所述的电磁与电子液压制动集成系统制动模式切换控制方法，其特征在于，所述在有驾驶员制动意图干预下，当制动强度低于0.1时，控制电磁制动满足不断变化的驾驶员制动需求，电子液压制动力矩为零；当制动强度高于0.1时，控制电子液压制动满足不断变化的驾驶员制动需求，电磁制动力矩不变。

6.根据权利要求1所述的电磁与电子液压制动集成系统制动模式切换控制方法，其特征在于，所述电磁与电子液压制动集成系统的制动模式切换控制策略需要根据驾驶员需求制动强度、制动强度变化率、车轮转速、转向盘转速、横摆角速度、侧向加速度来判断电磁与电子液压制动集成系统的制动模式。

7.根据权利要求1所述的电磁与电子液压制动集成系统制动模式切换控制方法，其特征在于，所述S1中根据驾驶员需求制动强度大小判断是汽车普通制动还是紧急制动具体为，当制动强度低于0.3时为普通制动，当制动强度大于0.3时为紧急制动。

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