專利名稱：一種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)及其制動方法
技術領域：
本發(fā)明是應用于汽車主動安全與智能汽車領域的一套制動系統(tǒng)，具體為一種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)及其制動方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的汽車安全設計重點在于人工制動系統(tǒng)和被動安全技術，比如安全帶，安全氣囊，保險杠。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)是基于駕駛員的正確操作，無法避免由于駕駛員疲勞駕駛和誤判造成的交通事故。隨著生活水平的提高和汽車智能化的提高，傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)和對碰撞后乘員的保護技術遠不能滿足現(xiàn)代交通和智能駕駛對汽車安全的需求，人工制動與自動制動相結合的汽車雙制動系統(tǒng)已成為現(xiàn)代交通主動安全控制和智能汽車發(fā)展的迫切需求?；谙冗M的電液控制技術和制動控制系統(tǒng)構成了汽車雙制動系統(tǒng)的關鍵部分。人工制動與自動制動相結合的汽車雙制動系統(tǒng)綜合考慮各種功能和需求，集成人車一體化，實現(xiàn)人車協(xié)調(diào)判斷，共同決策。此系統(tǒng)能夠在各種可能出現(xiàn)危險的情況下自動制動，如果在危險情況下駕駛員采取了制動行動，就按駕駛員的意圖制動。此系統(tǒng)避免危險情況下，由于駕駛員未及時采取行動和誤操作導致的潛在危險，同時遵循駕駛員的駕駛意圖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)及其制動方法，以解決上述背景技術中的缺點。本發(fā)明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)
一種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)，包括兩種工作模式自動制動模式和人工制動模式。自動制動模式就是在出現(xiàn)危險情況下駕駛員沒有踩制動踏板，或在智能駕駛車輛中，系統(tǒng)自動使車輛制動；人工制動模式就是駕駛員踩制動踏板，使車輛制動。其系統(tǒng)結構包括控制單元(ECU)、采集模塊、液壓系統(tǒng)、制動執(zhí)行器，所述采集模塊采集電池電壓，油門開度，液壓系統(tǒng)的壓力，制動踏板的狀態(tài)，車速，發(fā)動機轉(zhuǎn)速，車輛與前方障礙物的距離，所述控制單元根據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)進行運算和智能決策判斷，控制液壓系統(tǒng)的動作，所述液壓系統(tǒng)為控制系統(tǒng)提供有效的壓力，驅(qū)動車上的制動執(zhí)行器動作。所述液壓系統(tǒng)包括兩路液壓回路其中一路由電動油泵，電磁閥，選通閥，油管構成，當系統(tǒng)按自動模式制動時，電動油泵為液壓系統(tǒng)提供足夠的油壓，電磁閥調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力適合不同工況的要求，選通閥選用此路液壓油；另外一路由真空助力泵，主缸，油管構成，此路連接制動踏板，駕駛員踩制動踏板時，根據(jù)制動踏板的位置使主缸產(chǎn)生壓力，當系統(tǒng)按駕駛員意圖制動即人工制動時，選通閥選擇此路液壓油，兩路液壓油獨立工作，并聯(lián)連接，制動時通過選通閥選擇其中一路液壓油使執(zhí)行器動作。本控制系統(tǒng)除了正常運行模式以外，還包括故障運行模式，即當控制系統(tǒng)或車輛出現(xiàn)了故障則按故障模式運行，主要有系統(tǒng)掉電模式，油泵失效模式，電磁閥失效模式。
一種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)及其制動方法，包括以下步驟
第一步采集模塊通過激光雷達實現(xiàn)測距，實時檢測并識別前方行人或車輛等障礙物
的距離，根據(jù)檢測到的距離計算出相對速度，智能控制算法計算出車輛的安全預警距離和制動距離，判斷車輛與前方障礙物的距離是否大于安全預警距離，如果大于安全預警距離，則汽車正常行駛；如果小于安全預警距離，并且駕駛員沒有踩制動踏板，則制動系統(tǒng)自動動作，如果駕駛員踩了制動踏板，則制動系統(tǒng)依據(jù)駕駛員制動；
第二步當制動系統(tǒng)需要自動動作時，選通閥選擇自動模式，液壓系統(tǒng)的電動油泵提供足夠大的壓力，電磁閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力，系統(tǒng)的液壓油通過選通閥使制動執(zhí)行器動作；當制動系統(tǒng)按駕駛員意圖制動時，選通閥選擇人工制動模式，液壓系統(tǒng)的電動油泵和電磁閥不工作，系統(tǒng)通過真空助力泵和主缸使制動執(zhí)行器動作，此時系統(tǒng)的制動效果按駕駛員的制動意圖。本發(fā)明中，在自動模式制動時，若出現(xiàn)駕駛員踩制動踏板的情況，則立即切換到人工制動模式；在人工制動模式時，若出現(xiàn)駕駛員松開制動踏板的情況，則立即切換到自動模式。本發(fā)明中，若檢測到車輛與前方障礙物的距離大于安全預警距離，則關閉油泵和電磁閥，退出自動模式。本發(fā)明中，若電控系統(tǒng)失效，選通閥則自動選通人工制動模式。有益效果
本發(fā)明通過采集模塊實時采集車輛與前方障礙物的距離和其他參數(shù)，并將這些參數(shù)輸入到控制單元中，控制單元對采集到的信號按控制算法進行運算，決策和判斷，并驅(qū)動液壓系統(tǒng)，使制動執(zhí)行裝置動作，實現(xiàn)人車一體化，自動制動。本發(fā)明能夠在各種可能出現(xiàn)危險的情況下，并且在駕駛員沒有采取行動和誤操作的情況下自動制動，避免由于駕駛員注意力不集中和誤操作而導致的危險，提高了行駛的安全性和智能汽車的智能化程度。


圖I是本發(fā)明的原理框圖。圖2是本發(fā)明的液壓系統(tǒng)原理框圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。參見圖I，一種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)的原理框圖，一種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)，包括采集模塊、控制單元、液壓系統(tǒng)和制動執(zhí)行器。采集模塊采集當前的車輛狀態(tài)參數(shù)(如發(fā)動機轉(zhuǎn)速，車速，制動踏板位置)和環(huán)境參數(shù)(如車輛與前方障礙物的距離)，并把采集到的參數(shù)送到控制單元，控制單元經(jīng)過一定算法進行運算，運算的結果控制液壓系統(tǒng)的壓力和制動執(zhí)行器動作，液壓系統(tǒng)推動制動執(zhí)行器動作。
采集模塊每IOms采集一次前方的區(qū)域，最遠測距為50米。采集模塊將采集到的距離信號傳送到控制單元，控制單元根據(jù)采集時間和前后兩次距離之差計算出本車與前方物體的相對速度，再由本車的車速和相對速度計算出安全預警距離，通過測量到的距離和計算得到的相對速度與安全預警距離以及制動踏板的開度，根據(jù)一定的控制算法，確定系統(tǒng)是否需要自動制動。如果系統(tǒng)需要自動制動，選通閥選擇自動制動t旲式，真全助力栗和王缸一側(cè)的液壓油路不起作用，液壓系統(tǒng)按一定的控制策略開啟油泵，電控單元驅(qū)動電磁閥，調(diào)解液壓系統(tǒng)的壓力，使之適合驅(qū)動執(zhí)行器動作，制動執(zhí)行器動作使車輛產(chǎn)生制動。如果駕駛員踩制動踏板，無論測量到的距離是否大于安全預警距離，選通閥選擇人工制動模式，電動油泵和電磁閥一側(cè)的液壓油路不起作用，真空助力泵和主缸一側(cè)的液壓油路根據(jù)制動踏板的位置提供液壓油壓力，制動執(zhí)行器動作使車輛產(chǎn)生制動。在自動制動過程中，如果駕駛員踩制動踏板，則立即進入人工制動模式，選通閥選擇人工制動模式，控制單元依據(jù)控制算法關閉電動油泵和電磁閥。 在人工制動過程中，如果駕駛員松開制動踏板，則立即進入自動制動模式，選通閥選擇自動制動模式，控制單元依據(jù)控制算法打開電動油泵和電磁閥，液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定的壓力，使制動執(zhí)行器動作。每次自動制動執(zhí)行，待車輛減速到前后車距大于安全預警距離后，系統(tǒng)自動恢復到非自動制動狀態(tài)。在車輛的行駛過程中，控制單元如果檢測到系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，如電磁閥故障，采集單元不能采集距離，液壓油路油壓不夠故障，則系統(tǒng)進入故障處理模式，即進入人工制動模式，自動制動模式不起作用，系統(tǒng)給出故障提示。綜上所述，本發(fā)明的關鍵是系統(tǒng)控制策略和液壓系統(tǒng)，由控制策略調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力，液壓系統(tǒng)推動制動執(zhí)行器動作。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點，本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其效物界定。
權利要求
1.一種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)，其特征在于，包括控制單元(ECU)、采集模塊、液壓系統(tǒng)、制動執(zhí)行器，所述采集模塊采集電池電壓，油門開度，液壓系統(tǒng)的壓力，制動踏板的狀態(tài)，車速，發(fā)動機轉(zhuǎn)速，車輛與前方障礙物的距離，所述控制単元根據(jù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)進行運算和智能決策判斷，控制液壓系統(tǒng)的動作，所述液壓系統(tǒng)為控制系統(tǒng)提供有效的壓力，驅(qū)動車上的制動執(zhí)行器動作。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)包括兩路液壓油，其中一路由電動油泵，電磁閥，選通閥，油管構成，當系統(tǒng)按自動模式運行吋，電動油泵為液壓系統(tǒng)提供足夠的油壓，電磁閥調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓カ適合不同エ況的要求，選通閥選用此路液壓油；另外一路由真空助力泵，主缸，油管構成，此路連接制動踏板，駕駛員踩制動踏板時，根據(jù)制動踏板的位置使主缸產(chǎn)生壓力，當系統(tǒng)按人工制動模式制動時，選通閥選擇此路液壓油，兩路液壓油獨立工作，并聯(lián)連接，制動時通過選通閥選擇其中一路液壓油使執(zhí)行器動作。
3.一種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)的制動方法，其特征在于，包括以下步驟 第一歩采集模塊通過測距雷達實時檢測車輛與前方障礙物的距離，根據(jù)前檢測到的距離計算出車輛與前方障礙物相対速度，智能控制算法計算出前后車的安全預警距離和制動距離，判斷車輛與前方障礙物的距離是否大于安全預警距離，如果大于安全預警距離，則汽車正常行駛；如果小于于安全預警距離，并且駕駛員沒有踩制動踏板，則制動系統(tǒng)自動動作，如果駕駛員踩了制動踏板，則制動系統(tǒng)依據(jù)駕駛員制動； 第二歩當制動系統(tǒng)需要自動動作時，選通閥選擇自動模式，液壓系統(tǒng)的電動油泵提供足夠大的壓力，電磁閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力，系統(tǒng)的液壓油通過選通閥使制動執(zhí)行器動作；當制動系統(tǒng)按駕駛員意圖制動時，選通閥選擇人工制動模式，液壓系統(tǒng)的電動油泵和電磁閥不工作，系統(tǒng)通過真空助力泵和主缸使制動執(zhí)行器動作，此時系統(tǒng)的制動效果按駕駛員的制動意圖。
4.根據(jù)權利要求3所述的ー種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)的制動方法,其特征在于，在自動模式制動時，若出現(xiàn)駕駛員踩制動踏板的情況，則立即切換到人工制動模式；在人工制動模式時，若出現(xiàn)駕駛員松開制動踏板的情況，則立即切換到自動模式。
5.根據(jù)權利要求3所述的ー種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)的制動方法,其特征在于，若檢測車輛與前方障礙物的距離大于安全預警距離，則關閉油泵和電磁閥，退出自動制動模式。
6.根據(jù)權利要求3所述的ー種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)的制動方法,其特征在于，若電控系統(tǒng)失效，選通閥則自動選通人工制動模式。
全文摘要
一種基于電液控制技術的汽車雙制動系統(tǒng)及其制動方法，包括以下步驟采集模塊通過測距雷達實時檢測車輛與前方障礙物的距離，根據(jù)車輛與前方障礙物的距離計算出相對速度，智能控制算法計算出車輛的安全預警距離和制動距離，判斷車輛與前方障礙物的距離是否大于安全預警距離，當制動系統(tǒng)需要自動動作時，選通閥選擇自動模式，液壓系統(tǒng)的電動油泵提供足夠大的壓力，電磁閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力，系統(tǒng)的液壓油通過選通閥使制動執(zhí)行器動作。本發(fā)明避免由于駕駛員注意力不集中和誤操作而導致的危險，提高了行駛的安全性和智能汽車的智能化程度。
文檔編號B60T13/66GK102627100SQ20121011043
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權日2012年4月16日
發(fā)明者盧遠志, 張飛鐵, 肖貽鵬, 蔡源春 申請人:湖南大學