CN111055825A - 一种冗余的电子驻车系统动态制动备份方案 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，涉及电子驻车系统动态制动技术领域，包括如下步骤：进入电子驻车动态制动系统；获取四个车轮的轮速信号；读取后轮的轮速值，计算后轮减速度值；结合惯性测量单元的纵向减速度信号和后轮轮速减速度值信号判断当前车辆的坡度信号，并结合车重转换为当前坡度下车辆纵向的重力分力；控制输出目标制动力；形成实际目标制动力；计算出当前夹紧力，跟随目标夹紧力响应，以分别控制两侧卡钳，实现的电子驻车动态制动系统的动态制动。本发明具有通过轮速信号实时计算当前的实际轮减速度，与目前的轮减速度目标比较，基于减速度闭环控制动态制动时卡钳的夹紧和释放，实现车辆动态制动控制的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子驻车系统动态制动技术领域，更具体地说，它涉及一种冗余的电子驻车系统动态制动备份方案。
背景技术
随着汽车电动化与智能化趋势的不断发展，传统的拉线式手刹越来越多的被电子驻车系统所取代。电子驻车系统与手刹比较，便于操作，缩短了驻车制动响应时间，提高了驻车制动性能，节省了车辆的质量和设备空间；同时由于其电控的特性可以响应其它控制器的夹紧释放命令，满足智能驾驶的发展需求。电子驻车系统也可以作为行车制动的备份，实现紧急情况下的动态制动。本发明提出的就是一种电子驻车系统动态制动的控制方法。
发明内容
针对实际运用中这一问题，本发明目的在于提出一种冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，具体方案如下：
一种冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，它包括如下步骤：
步骤1)：进入电子驻车动态制动系统；
步骤2)：步骤1)中所述的电子驻车动态制动系统的电子控制单元从汽车CAN通讯模块总线中获取四个车轮的轮速信号，以判断车辆的状态，当车辆处于动态时，允许所述的电子驻车动态制动系统的相关命令执行；
步骤3)：读取步骤2)中所述的CAN通讯模块总线两个后轮的轮速值，并微分计算两个后轮减速度值，所述的后轮减速度值做上下限值的限制并滤波处理；
步骤4)：结合惯性测量单元的纵向减速度信号和步骤3)中所述的后轮轮速减速度值信号判断当前车辆的坡度信号，并结合车重转换为当前坡度下车辆纵向的重力分力；
步骤5)：步骤4)中所述的轮速减速度值与目标减速度值偏差作为PI控制器输入，控制输出目标制动力；
步骤6)：步骤5)中所述的PI控制器输出的目标制动力与当前坡度产生的车辆纵向重力分力组合形成实际目标制动力，即形成实际夹紧力；
步骤7)：步骤6)中所述的PI控制器结合车辆信息计算出卡钳的目标夹紧力，步骤1)中所述的电子驻车动态制动系统根据采样的卡钳计算出当前夹紧力，跟随目标夹紧力响应，以分别控制两侧卡钳，实现所述的电子驻车动态制动系统的动态制动。
进一步的，所述的电子驻车系统动态制动备份方案在嵌入式控制器上实现控制。
进一步的，所述步骤2)中车辆的状态判断方式为：车辆四轮轮速都有效的前提下，取四轮轮速的最大值作为参考车速，以判断车辆的动静态。
进一步的，所述步骤5)中所述的PI控制器通过比例调节和积分调节以控制输出控制制动力，其中，
所述的比例调节参数和积分调节参数根据所述电子驻车动态制动系统需求的响应进行调节。
进一步的，所述比例调节用于控制电子驻车动态制动系统的偏差量，即目标减速度与后轮减速度的差值；
所述积分比例用于消除静态误差，以提高所述电子驻车动态制动系统的无差度。
进一步的，所述步骤6)中所述的实际夹紧力判断方式为：当车辆在上坡前进档制动时，车辆重力分力作为阻力，实际夹紧力目标为PI控制器目标值减去当前坡度下的重力分力；当车辆在上坡倒档制动时，实际夹紧力目标为PI控制器目标值加上当前坡度下的重力分力。
进一步的，所述步骤7)中所述的当前夹紧力的计算根据采样的卡钳电流和电压进行计算。
进一步的，所述步骤7)中所述的车辆信息包括车重、卡钳接触面积、轮缸活塞大小、卡钳制动盘摩擦系数。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明中，在电子驻车系统动态制动时，轮速信号实时计算两个后轮的减速度值并与当前的实际轮减速度，基于减速度闭环控制动态制动时卡钳的夹紧和释放，并实现实际减速度值与目标减速度值的跟随，从而实现车辆动态制动的控制，确保了驻车制动的安全，提高了驾驶的安全系数。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
如图1所示，一种冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，通过轮速信号实时计算当前的实际轮减速度，并与目前的轮减速度目标进行比较，基于减速度闭环控制动态制动时卡钳的夹紧和释放，实现车辆动态制动的控制。其功能包括轮速信号的读取和判断，轮减速度信号的解析，惯性测量单元纵向减速度信号解析，目标减速度信号的判断，目标夹紧力的解析和卡钳实际夹紧力的控制。
它包括如下步骤：
步骤1)：进入电子驻车动态制动系统；
步骤2)：步骤1)中的电子驻车动态制动系统的电子控制单元从汽车CAN通讯模块总线中获取四个车轮的轮速信号，以判断车辆的状态，当车辆处于动态时，允许电子驻车动态制动系统的相关命令执行；
步骤3)：读取步骤2)中的CAN通讯模块总线两个后轮的轮速值，并微分计算两个后轮减速度值，后轮减速度值做上下限值的限制并滤波处理；
步骤4)：结合惯性测量单元的纵向减速度信号和步骤3)中的后轮轮速减速度值信号判断当前车辆的坡度信号，并结合车重转换为当前坡度下车辆纵向的重力分力；
步骤5)：步骤4)中的轮速减速度值与目标减速度值偏差作为PI控制器输入，控制输出目标制动力；
步骤6)：步骤5)中的PI控制器输出的目标制动力与当前坡度产生的车辆纵向重力分力组合形成实际目标制动力，即形成实际夹紧力；
步骤7)：步骤6)中的PI控制器结合车辆信息计算出卡钳的目标夹紧力，步骤1)中电子驻车动态制动系统根据采样的卡钳计算出当前夹紧力，跟随目标夹紧力响应，以分别控制两侧卡钳，实现电子驻车动态制动系统的动态制动。
本发明中的电子驻车系统动态制动备份方案，采用读取CAN通讯模块总线四轮轮速信号判断车辆状态，计算两个后轮减速度。
PI控制器通过比例调节和积分调节控制实际后轮减速度与目标减速度偏差，输出控制制动力，实际目标制动力为PI控制器输出的目标制动力与跟进车辆前进方向与坡度计算的重力分力组合。
读取CAN通讯模块总线四轮轮速信号及有效性，判断车辆动静态。当车辆处于动态时，允许电子驻车动态制动系统的相关命令执行。两个后轮的轮速值用于微分计算两个后轮减速度，目标减速度从CAN通讯模块总线上获取。惯性测量单元的纵向减速度信号和轮速微分减速度信号判断当前车辆的坡度信号，并结合车重转换为当前坡度下车辆纵向的分力。
PI控制器包括比例调节和积分调节两个部分，比例调节部分控制系统的偏差量，即目标减速度与后轮减速度的差值，积分部分消除静态误差，提高系统的无差度。PI控制器结合车辆基本参数，包括车重、卡钳接触面积、轮缸活塞大小、卡钳制动盘摩擦系数等信息计算出卡钳的目标夹紧力，而实际发出的夹紧力目标为PI控制器输出的目标夹紧力与当前坡度产生的重力分力的组合。电子驻车系统根据采样的卡钳电流和电压计算当前夹紧力，跟随目标夹紧力响应。左右两侧卡钳分别控制。
电子驻车系统动态制动备份方案在嵌入式控制器上实现控制。
步骤2)中车辆的状态判断方式为：车辆四轮轮速都有效的前提下，取四轮轮速的最大值作为参考车速，以判断车辆的动静态。
步骤5)中的PI控制器通过比例调节和积分调节以控制输出控制制动力，其中，
比例调节参数和积分调节参数根据电子驻车动态制动系统需求的响应进行调节。
比例调节用于控制电子驻车动态制动系统的偏差量，即目标减速度与后轮减速度的差值；
积分比例用于消除静态误差，以提高电子驻车动态制动系统的无差度。
步骤6)中的实际夹紧力判断方式为：当车辆在上坡前进档制动时，车辆重力分力作为阻力，实际夹紧力目标为PI控制器目标值减去当前坡度下的重力分力；当车辆在上坡倒档制动时，实际夹紧力目标为PI控制器目标值加上当前坡度下的重力分力。
步骤7)中的当前夹紧力的计算根据采样的卡钳电流和电压进行计算。
步骤7)中的车辆信息包括车重、卡钳接触面积、轮缸活塞大小、卡钳制动盘摩擦系数。
本发明的具体实施原理为：在电子驻车系统动态制动时，轮速信号实时计算两个后轮的减速度值并与当前的实际轮减速度，基于减速度闭环控制动态制动时卡钳的夹紧和释放，并实现实际减速度值与目标减速度值的跟随，从而实现车辆动态制动的控制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，其特征在于，包括轮速信号的读取和判断，轮减速度信号的解析，惯性测量单元纵向减速度信号解析，目标减速度信号的判断，目标夹紧力的解析和卡钳实际夹紧力的控制；
通过轮速信号判断车辆状态，并实时计算所述车辆当前的实际轮减速度，通过惯性测量单元的纵向减速度信号和轮速微分减速度信号判断当前所述车辆的坡度，结合车重转换为当前坡度下车辆纵向的分力并与目前的减速度目标进行比较，基于减速度闭环控制动态制动时卡钳的夹紧和释放，以实现所述车辆动态制动的控制；
包括如下步骤：
步骤1)：进入所述电子驻车动态制动系统；
步骤2)：步骤1)中所述的电子驻车动态制动系统的电子控制单元从汽车CAN通讯模块总线中获取四个车轮的轮速信号，以判断车辆的状态，当车辆处于动态时，允许所述的电子驻车动态制动系统的相关命令执行；
步骤3)：读取步骤2)中所述的CAN通讯模块总线两个后轮的轮速值，并微分计算两个后轮减速度值，所述的后轮减速度值做上下限值的限制并滤波处理；
步骤4)：结合惯性测量单元的纵向减速度信号和步骤3)中所述的后轮轮速减速度值信号判断当前车辆的坡度信号，并结合车重转换为当前坡度下车辆纵向的重力分力；
步骤5)：步骤4)中所述的轮速减速度值与目标减速度值偏差作为PI控制器输入，控制输出目标制动力；
步骤6)：步骤5)中所述的PI控制器输出的目标制动力与当前坡度产生的车辆纵向重力分力组合形成实际目标制动力，即形成实际夹紧力；
步骤7)：步骤6)中所述的PI控制器结合车辆信息计算出卡钳的目标夹紧力，步骤1)中所述的电子驻车动态制动系统根据采样的卡钳计算出当前夹紧力，跟随目标夹紧力响应，以分别控制两侧卡钳，实现所述的电子驻车动态制动系统的动态制动。
2.根据权利要求1所述的冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，其特征在于，所述的电子驻车系统动态制动备份方案在嵌入式控制器上实现控制。
3.根据权利要求1所述的冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，其特征在于，所述步骤2)中车辆的状态判断方式为：车辆四轮轮速都有效的前提下，取四轮轮速的最大值作为参考车速，以判断车辆的动静态。
4.根据权利要求1所述的冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，其特征在于，所述步骤5)中所述的PI控制器通过比例调节和积分调节以控制输出控制制动力，其中，
所述的比例调节参数和积分调节参数根据所述电子驻车动态制动系统需求的响应进行调节。
5.根据权利要求4所述的冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，其特征在于，所述比例调节用于控制电子驻车动态制动系统的偏差量，即目标减速度与后轮减速度的差值；
所述积分比例用于消除静态误差，以提高所述电子驻车动态制动系统的无差度。
6.根据权利要求1所述的冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，其特征在于，所述步骤6)中所述的实际夹紧力判断方式为：当车辆在上坡前进档制动时，车辆重力分力作为阻力，实际夹紧力目标为PI控制器目标值减去当前坡度下的重力分力；当车辆在上坡倒档制动时，实际夹紧力目标为PI控制器目标值加上当前坡度下的重力分力。
7.根据权利要求1所述的冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，其特征在于，所述步骤7)中所述的当前夹紧力的计算根据采样的卡钳电流和电压进行计算。
8.根据权利要求1所述的冗余的电子驻车系统动态制动备份方案，其特征在于，所述步骤7)中所述的车辆信息包括车重、卡钳接触面积、轮缸活塞大小、卡钳制动盘摩擦系数。
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