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CN102416876A - 汽车线控制动系统的制动控制方法及电制动器 - Google Patents

汽车线控制动系统的制动控制方法及电制动器 Download PDF

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CN102416876A
CN102416876A CN2011103109801A CN201110310980A CN102416876A CN 102416876 A CN102416876 A CN 102416876A CN 2011103109801 A CN2011103109801 A CN 2011103109801A CN 201110310980 A CN201110310980 A CN 201110310980A CN 102416876 A CN102416876 A CN 102416876A
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CN
China
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brake
electric
braking
electric brake
pattern
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Application number
CN2011103109801A
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English (en)
Inventor
张世兵
高国兴
王陆林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chery Automobile Co Ltd
Original Assignee
Chery Automobile Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种汽车线控制动系统的制动控制方法及电制动器，制动模式包括行车制动模式和驻车制动模式；行车制动模式下，电子制动踏板向控制单元发送行车制动信号，控制单元根据行车制动信号通过驱动单元驱动电制动器实现行车制动；驻车模式下，驻车按钮向控制单元发送驻车制动信号，控制单元根据驻车制动信号通过驱动单元驱动电制动器实现驻车制动。

Description

汽车线控制动系统的制动控制方法及电制动器
技术领域
本发明涉及一种汽车线控制动系统的制动控制方法及电制动器。 
背景技术
目前，国内外大多车用制动系统还是基于液压传能系统实现车辆制动。但是传统的液压制动存在着结构复杂、安装不便、价格昂贵、故障不能实时监测、制动响应慢等缺陷。现有的少数采用线控制动系统的汽车存在的不足之处在于：使用不便，制动准确性较差，且电制动器的结构较为复杂。 
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种汽车线控制动系统的制动控制方法及电制动器，工作可靠，使用方便。
本发明基于同一发明构思，具有两个独立技术方案：
1、一种汽车线控制动系统的制动控制方法，其特征在于：每个车轮均设有电制动器和轮速传感器；制动模式包括行车制动模式和驻车制动模式；行车制动模式下，电子制动踏板向控制单元发送行车制动信号，控制单元根据行车制动信号通过驱动单元驱动电制动器实现行车制动； 驻车模式下，驻车按钮向控制单元发送驻车制动信号，控制单元根据驻车制动信号通过驱动单元驱动电制动器实现驻车制动。
行车制动模式下，通过电子制动踏板传送的信号获得电制动器电机的目标电流，控制单元对电制动器电机电流进行PID闭环控制。
通过对各车轮的电制动器电机电流控制，使得后轮电制动器不早于前轮电制动器抱死制动盘。
对电制动器、电子制动踏板、制动系统电源电压和轮速传感器进行故障检测，通过CAN总线向仪表单元发送故障报告。
当电子制动踏板发生故障时，停止执行行车制动模式；当对应一个车轮的电制动器发生故障时，故障电制动器和对角车轮的电制动器先行停止执行行车制动模式，如果对角车轮的电制动器未发生故障，则恢复执行行车制动模式；当轮速传感器发生故障时，停止执行ABS制动。
2、一种实现前述汽车线控制动系统制动控制方法的电制动器，包括制动钳体、电机，其特征在于：还包括丝杠、丝杠螺母，电机可通过减速机构驱动丝杠螺母旋转，丝杠螺母带动丝杠做进给运动实现制动；电机输出轴端部设有失电制动器。
丝杠外端设有蝶形弹簧。
本发明具有的有益效果：
本发明将行车制动模式和驻车制动模式均通过线控制动系统实现，同时控制采用容错技术，使用起来更加方便。控制单元对电制动器电机电流进行PID闭环控制，制动更加可靠、准确。本发明电制动器结构简单，响应快，同时由于采用失电制动器，使得制动更加可靠。
附图说明
图1为线控制动系统的原理框图；
图2为线控制动系统的控制流程图；
图3为电机电流的PID控制图；
图4为本发明电制动器的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，每个车轮均设有电制动器和轮速传感器。如图4所示，电制动器包括制动钳体1、电机7，还包括丝杠3、丝杠螺母2，电机可通过减速机构5驱动丝杠螺母2旋转，丝杠螺母带动丝杠做进给运动实现制动。电机输出轴端部设有失电制动器6。丝杠外端设有蝶形弹簧4。
在进行制动操作时，失电制动器6通电，电机7正转输出力矩，力矩经减速机构5减速增矩后将力矩传递到丝杠螺母2，丝杠螺母2旋转带动丝杠3进给运动。同时，在失电制动器6通电状态下，蝶形弹簧4释放预紧压力，推动丝杠3作进给运动，即电机7和蝶形弹簧4相耦合共同推动丝杠3作进给运动。丝杠3作轴向进给运动，推动摩擦片与制动盘摩擦，产生用于制动的制动夹紧力。在制动过程中蝶形弹簧4的预紧力被释放，实现了在较短的响应时间内以较大的制动夹紧力实现制动。制动完成后，电机7反转带动丝杠3移动，使蝶形弹簧4处于压缩状态，并控制失电制动器6吸合将电机7的输出轴卡死，在失电制动器6吸合后停止电机7的转动，防止蝶形弹簧4的预紧力反向带动电机转动，以保持蝶形弹簧4的预压效果。
制动模式包括行车制动模式和驻车制动模式。
系统加电时先进行静态故障自检，对电制动器的电机和失电制动器进行检测，静态检测完成后需要进行动态故障检测，主要对电子制动踏板，电源电压、轮速和电机电流进行动态检测，通过CAN总线向仪表单元发送故障报告。当电子制动踏板发生故障时，停止执行行车制动模式；当对应一个车轮的电制动器发生故障时，故障电制动器和对角车轮的电制动器先行停止执行行车制动模式，如果对角车轮的电制动器未发生故障，则恢复执行行车制动模式；当轮速传感器发生故障时，停止执行ABS制动。
行车制动模式下，电子制动踏板向控制单元发送行车制动信号，控制单元根据行车制动信号通过驱动单元驱动电制动器实现行车制动。控制单元采集电子制动踏板输出的位移信号，根据踏板位移和制动力的关系，将位移信号转化为制动力的信号；而制动力通过减速机构转化为对制动盘的夹紧力， 再根据夹紧力和电制动器电机输出扭矩的关系以及电制动器电机输出扭矩和电制动器电机电流的关系，最终将制动踏板的信号转化为电机目标电流信号。在控制周期内多次采集电机输出电流，如图3所示，实现电机电流的PID闭环控制。
离散形式的PID控制表达式为：
Figure 2011103109801100002DEST_PATH_IMAGE001
式中，KP，KI，KD分别为PID调节器的比例、积分和微分系数，E（k），E（k－1）分别为第k次和k－1次时的期望偏差值，P（k）为第k次时PID调节器的输出值。
通过电机电流的PID控制，能精确的控制电机的电流，从而精确的控制制动力，达到精确、稳定的制动效果。控制单元通过对各车轮的电制动器电机输出电流控制，使得后轮电制动器不早于前轮电制动器抱死制动盘，使制动更加稳定。
驻车模式下，按下一键驻车按钮，驻车按钮向控制单元发送驻车制动信号，控制单元根据驻车制动信号通过驱动单元驱动电制动器，使电制动器产生足够大的驻车制动夹紧力。驻车模式具有智能驻车、驻车辅助驶离、紧急制动、溜车再夹等功能，操作更加舒适、便捷。
智能驻车：按下驻车按钮，电机正转开始制动，丝杠推动摩擦片直至锁死，失电制动器吸合完成驻车；当再次按下驻车按钮，并结合油门踏板位置，失电制动器松开，电机反转取消制动。
驻车辅助驶离：车辆在坡上车辆起步时，根据从整车CAN信号获取发动机转速不为0、离合器已合上、档位为非空挡、油门踏板已踏下、制动踏板行程为0，控制单元使电机反转，车辆自动驶离。
自动驻车功能:通过整车CAN信号获取发动机转速为0、车速为0、点火开关处在OFF、档位信号、油门踏板为0，控制单元使电机正转，处于驻车状态。
紧急制动功能：当车辆正常行驶时，按下驻车按钮，控制单元使电制动器提供最大驻车夹紧力。
溜车再夹功能：车辆在驻车过程中，如果出现滑动时，控制单元使电制动器再次实施制动。

Claims (7)

1.一种汽车线控制动系统的制动控制方法，其特征在于：每个车轮均设有电制动器和轮速传感器；制动模式包括行车制动模式和驻车制动模式；
行车制动模式下，电子制动踏板向控制单元发送行车制动信号，控制单元根据行车制动信号通过驱动单元驱动电制动器实现行车制动；
驻车模式下，驻车按钮向控制单元发送驻车制动信号，控制单元根据驻车制动信号通过驱动单元驱动电制动器实现驻车制动。
2.根据权利要求1所述的汽车线控制动系统的制动控制方法，其特征在于：行车制动模式下，通过电子制动踏板传送的信号获得电制动器电机的目标电流，控制单元对电制动器电机电流进行PID闭环控制。
3.根据权利要求2所述的汽车线控制动系统的制动控制方法，其特征在于：通过对各车轮的电制动器电机电流控制，使得后轮电制动器不早于前轮电制动器抱死制动盘。
4.根据权利要求3所述的汽车线控制动系统的制动控制方法，其特征在于：对电制动器、电子制动踏板、制动系统电源电压和轮速传感器进行故障检测，通过CAN总线向仪表单元发送故障报告。
5.根据权利要求4所述的汽车线控制动系统的制动控制方法，其特征在于：当电子制动踏板发生故障时，停止执行行车制动模式；当对应一个车轮的电制动器发生故障时，故障电制动器和对角车轮的电制动器先行停止执行行车制动模式，如果对角车轮的电制动器未发生故障，则恢复执行行车制动模式；当轮速传感器发生故障时，停止执行ABS制动。
6.一种实现权利要求1所述方法的电制动器，包括制动钳体、电机，其特征在于：还包括丝杠、丝杠螺母，电机可通过减速机构驱动丝杠螺母旋转，丝杠螺母带动丝杠做进给运动实现制动；电机输出轴端部设有失电制动器。
7.根据权利要求6所述的电制动器，其特征在于：丝杠外端设有蝶形弹簧。
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