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CN111674374A - 基于i曲线的负荷反馈制动力分配系统及分配方法 - Google Patents

基于i曲线的负荷反馈制动力分配系统及分配方法 Download PDF

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CN111674374A CN202010566756.8A CN202010566756A CN111674374A CN 111674374 A CN111674374 A CN 111674374A CN 202010566756 A CN202010566756 A CN 202010566756A CN 111674374 A CN111674374 A CN 111674374A
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Abstract

本发明公开了基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统及分配方法，主要涉及车辆工程技术领域；包括：第一负荷传感器、第二负荷传感器、第三负荷传感器、第四负荷传感器；DC测量放大器；第一制动轮缸、第一压力传感器、第二制动轮缸、第二压力传感器、第三制动轮缸、第三压力传感器、第四制动轮缸、第四压力传感器；A/D转换器、D/A转换器、ECU、制动器踏板位置传感器、液压泵电机；第一可控比例式电磁阀、第二可控比例式电磁阀、第三可控比例式电磁阀、第四可控比例式电磁阀；本发明通过反馈控制计算，确定前后制动器的制动力比值，使得前后制动器制动力分配满足理想的I曲线，能够保证制动稳定性，提高制动效率。

Description

基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统及分配方法
技术领域
本发明涉及车辆工程技术领域，具体是基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统及分配方法。
背景技术
汽车制动性是汽车主动安全性的重要评价指标，前、后制动器制动力的分配比例，将影响制动时前后轮的抱死顺序，从而影响汽车制动时的方向的稳定性和附着条件利用程度。目前，已有的前、后制动器制动力的分配，是通过使用比例阀或载荷比例阀等制动力调节装置，根据制动强度、载荷等因素，改变前、后制动器制动力的比值，使之接近于理想制动力分配曲线，满足制动法规的要求，而调节装置转折点的选择对于制动稳定性尤为重要，如果存在不稳定区间会有安全隐患，一般转折点的选择低于I曲线，但这样会使得制动效率降低。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，通过负荷反馈控制，提供一种基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统及分配方法，能够实时监测垂直载荷在左前轴、右前轴、左后轴、右后轴上的分配，通过反馈控制计算，确定前后制动器的制动力比值，使得前后制动器制动力分配满足理想的I曲线，能够保证制动稳定性，提高制动效率。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统，包括：
安装在左前轴上的第一负荷传感器、安装在右前轴上的第二负荷传感器、安装在左后轴上的第三负荷传感器、安装在右后轴上的第四负荷传感器；
DC测量放大器；
安装在左前轮上的第一制动轮缸以及用于感测第一制动轮缸压力的第一压力传感器、安装右前轮上的第二制动轮缸以及用于感测第二制动轮缸的压力的第二压力传感器、安装在左后轮上的第三制动轮缸以及用于感测第三制动轮缸压力的第三压力传感器、安装在右后轮上的第四制动轮缸以及用于感测第四制动轮缸压力的第四压力传感器；
A/D转换器、D/A转换器、ECU、制动器踏板位置传感器、液压泵电机；
用于调控第一制动轮缸中制动液压力的第一可控比例式电磁阀、用于调控第二制动轮缸中制动液压力的第二可控比例式电磁阀、用于调控第三制动轮缸中制动液压力的第三可控比例式电磁阀、用于调控第四制动轮缸中制动液压力的第四可控比例式电磁阀；
所述第一负荷传感器、第二负荷传感器、第三负荷传感器、第四负荷传感器均与DC测量放大器的输入端连接，所述DC测量放大器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、制动器踏板位置传感器的输出端均通过A/D转换器与ECU的输入端连接，所述第一可控比例式电磁阀、第二可控比例式电磁阀、第三可控比例式电磁阀、第四可控比例式电磁阀、液压泵电机均通过D/A转换器与ECU的输出端连接。
优选的，所述基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统包括安装在左前轮上的第一轮速传感器、安装在右前轮上的第二轮速传感器、安装在左后轮上的第三轮速传感器、安装在右后轮上的第四轮速传感器，所述第一轮速传感器、第二轮速传感器、第三轮速传感器、第四轮速传感器的输出端均通过A/D转换器与ECU的输入端连接，所述ECU中设有ABS系统。
优选的，所述基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统包括车载电瓶、直流稳压电源，所述车载电瓶为ECU、液压泵电机、直流稳压电源供电，所述直流稳压电源为第一负荷传感器、第二负荷传感器、第三负荷传感器、第四负荷传感器、DC测量放大器供电。
一种基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统的分配方法，包括以下步骤：
步骤1：通过第一负荷传感器实时监测左前轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器，通过第二负荷传感器实时监测右前轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器；通过第三负荷传感器实时监测左后轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器；通过第四负荷传感器实时监测右后轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器；
步骤2：DC测量放大器将第一负荷传感器、第二负荷传感器、第三负荷传感器、第四负荷传感器传递的监测信息经A/D转换器转换后发送至ECU；
步骤3：ECU按照公式
Figure BDA0002548098760000031
确定制动力分配比值，其中，Fu1是左前轮制动力的值，Fu2是右后轮制动力的值，Fu3是右前轮制动力的值，Fu4是左后轮制动力的值，G1是第一负荷传感器实时监测的左前轴上的垂直载荷，G2是第四负荷传感器实时监测的右后轴上的垂直载荷，G3是第二负荷传感器实时监测的右前轴上的垂直载荷，G4是第三负荷传感器实时监测的左后轴上的垂直载荷；
步骤4：ECU根据步骤3中获得的制动力分配比值以及第一压力传感器感测的第一制动轮缸的压力值、第二压力传感器感测的第二制动轮缸的压力值、第三压力传感器感测的第三制动轮缸的压力值、第四压力传感器感测的第四制动轮缸压力值，通过第一可控比例式电磁阀、第二可控比例式电磁阀、第三可控比例式电磁阀、第四可控比例式电磁阀，对制动力进行分配。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的第一负荷传感器、第二负荷传感器、第三负荷传感器、第四负荷传感器用于实时监测垂直载荷在车轴上的分配；ECU根据第一负荷传感器、第二负荷传感器、第三负荷传感器、第四负荷传感器的反馈信号，通过控制第一可控比例式电磁阀、第二可控比例式电磁阀、第三可控比例式电磁阀、第四可控比例式电磁阀对制动力进行分配；制动器踏板位置传感器用于感测制动踏板的位置，为ECU进行制动力分配提供触发、以及制动力大小信号；通过负荷反馈控制，实时监测垂直载荷在左前轴、右前轴、左后轴、右后轴上的分配，通过反馈控制计算，确定前后制动器的制动力比值，使得前后制动器制动力分配满足理想的I曲线，能够保证制动稳定性，提高制动效率。
附图说明
附图1是左前轮和右后轮制动力分配系统框图；
附图2是右前轮和左后轮制动力分配系统框图；
附图3是ECU中控制程序流程图。
附图中标号：1、第一负荷传感器；2、第二负荷传感器；3、第三负荷传感器；4、第四负荷传感器；5、DC测量放大器；6、第一制动轮缸；7、第一压力传感器；8、第二制动轮缸；9、第二压力传感器；10、第三制动轮缸；11、第三压力传感器；12、第四制动轮缸；13、第四压力传感器；14、ECU；15、制动器踏板位置传感器；16、液压泵电机；17、第一可控比例式电磁阀；18、第二可控比例式电磁阀；19、第一轮速传感器；20、第二轮速传感器；21、第三轮速传感器；22、第四轮速传感器；23、车载电瓶；24、直流稳压电源；25、制动踏板；26、制动主缸；27、储液器；28、液压泵；29、第三可控比例式电磁阀；30、第四可控比例式电磁阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
实施例：如附图1-3所示，本发明所述是基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统，包括：
安装在左前轴上的第一负荷传感器1、安装在右前轴上的第二负荷传感器2、安装在左后轴上的第三负荷传感器3、安装在右后轴上的第四负荷传感器4,第一负荷传感器1、第二负荷传感器2、第三负荷传感器3、第四负荷传感器4用于实时监测垂直载荷在车轴上的分配，第一负荷传感器1、第二负荷传感器2、第三负荷传感器3、第四负荷传感器4均可采用称重传感器；
DC测量放大器5，采用电桥将第一负荷传感器1、第二负荷传感器2、第三负荷传感器3、第四负荷传感器4的载荷信号放大；
安装在左前轮上的第一制动轮缸6以及用于感测第一制动轮缸6压力的第一压力传感器7、安装右前轮上的第二制动轮缸8以及用于感测第二制动轮缸8的压力的第二压力传感器9、安装在左后轮上的第三制动轮缸10以及用于感测第三制动轮缸10压力的第三压力传感器11、安装在右后轮上的第四制动轮缸12以及用于感测第四制动轮缸12压力的第四压力传感器13；
A/D转换器、D/A转换器、ECU14、制动器踏板位置传感器15、液压泵电机16，ECU14根据第一负荷传感器1、第二负荷传感器2、第三负荷传感器3、第四负荷传感器4的反馈信号，控制第一可控比例式电磁阀17、第二可控比例式电磁阀18、第三可控比例式电磁阀29、第四可控比例式电磁阀30，对制动力进行分配；制动器踏板位置传感器15感测制动踏板25的位置，为制动力分配ECU14提供触发、以及制动力大小信号；
用于调控第一制动轮缸6中制动液压力的第一可控比例式电磁阀17、用于调控第二制动轮缸8中制动液压力的第二可控比例式电磁阀18、用于调控第三制动轮缸10中制动液压力的第三可控比例式电磁阀29、用于调控第四制动轮缸12中制动液压力的第四可控比例式电磁阀30，第一可控比例式电磁阀17、第二可控比例式电磁阀18、第三可控比例式电磁阀29、第四可控比例式电磁阀30可根据输入的电流大小不同，输出不同的制动液压力，当改变输入电流时，即可改变电磁阀输出压力，用于控制第一制动轮缸6、第二制动轮缸8、第三制动轮缸10、第四制动轮缸12中制动液压力；
所述第一负荷传感器1、第二负荷传感器2、第三负荷传感器3、第四负荷传感器4均与DC测量放大器5的输入端连接，所述DC测量放大器5、第一压力传感器7、第二压力传感器9、第三压力传感器11、第四压力传感器13、制动器踏板位置传感器15的输出端均通过A/D转换器与ECU14的输入端连接，所述第一可控比例式电磁阀17、第二可控比例式电磁阀18、第三可控比例式电磁阀29、第四可控比例式电磁阀30、液压泵电机16均通过D/A转换器与ECU14的输出端连接。
踩下制动踏板25，制动器踏板位置传感器15将制动踏板25位置电信号传给ECU14，触发ECU14启动液压泵电机16，液压泵电机16启动，使得液压泵28工作，从储液器27中吸取制动液送往制动主缸26；制动主缸26中的制动液通过第一可控比例式电磁阀17送往第一制动轮缸6、通过第二可控比例式电磁阀18送往第二制动轮缸8、通过第三可控比例式电磁阀29送往第三制动轮缸10、通过第四可控比例式电磁阀30送往第四制动轮缸12，使得各个车轮上的制动器工作，完成车辆制动过程。通过负荷反馈控制，能够实时监测垂直载荷在左前轴、右前轴、左后轴、右后轴上的分配，通过反馈控制计算，确定前后制动器的制动力比值，使得前后各个制动器制动力分配满足理想的I曲线，能够保证制动稳定性，提高制动效率。
优选的，所述基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统包括安装在左前轮上的第一轮速传感器19、安装在右前轮上的第二轮速传感器20、安装在左后轮上的第三轮速传感器21、安装在右后轮上的第四轮速传感器22，所述第一轮速传感器19、第二轮速传感器20、第三轮速传感器21、第四轮速传感器22的输出端均通过A/D转换器与ECU14的输入端连接，所述ECU14中设有ABS系统，第一轮速传感器19、第二轮速传感器20、第三轮速传感器21、第四轮速传感器22用于感测相应的车轮的转速，为ABS提供反馈信号，防止刹车时发生安全事故。
优选的，为了提供稳定电源，所述基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统包括车载电瓶23、直流稳压电源24，所述车载电瓶23为ECU14、液压泵电机16、直流稳压电源24供电，所述直流稳压电源24为第一负荷传感器1、第二负荷传感器2、第三负荷传感器3、第四负荷传感器4、DC测量放大器5供电。
ECU中控制程序流程说明如下：
1、制动器踏板位置传感器15感测制动踏板25位置，为制动力分配ECU14提供触发、以及制动力大小信号；
2、前、后轮(前轮包括左前轮、右前轮，后轮包括左后轮、右后轮)同时抱死拖滑，使得附着条件利用率差，制动距离变长，且车辆丧失转向能力，存在安全隐患，在ECU14负荷反馈制动力分配电子控制单元中，加入ABS(防抱死)子程序，以轮速为零，触发ABS(防抱死)子程序；
3、轮速不为零时，ECU14中只有负荷反馈制动力分配子程序运行，输出前(后)制动力信号，至第一可控比例式电磁阀17、第二可控比例式电磁阀18、第三可控比例式电磁阀29、第四可控比例式电磁阀30。
4、轮速为零时，负荷反馈制动力分配子程序与ABS(防抱死)子程序同时运行，输出前(后)制动力信号，至第一可控比例式电磁阀17、第二可控比例式电磁阀18、第三可控比例式电磁阀29、第四可控比例式电磁阀30；
5、第一轮速传感器19、第二轮速传感器20、第三轮速传感器21、第四轮速传感器22用于感测相应的车轮的转速，通过ECU实时计算前、后轮的滑动率，ABS(防抱死)子程序，利用峰值附着系数
Figure BDA0002548098760000081
缩短制动距离，确保车辆安全；
6、负荷反馈制动力分配子程序主要对前(后)轮缸压力信号的比值与前(后)轴负荷信号的比值进行对照判断；
7、前、后轮缸压力信号的比值与前、后轴负荷信号的比值一致时，第一可控比例式电磁阀17、第二可控比例式电磁阀18、第三可控比例式电磁阀29、第四可控比例式电磁阀30的比例保持不变。
8、前、后轮缸压力信号的比值与前、后轴负荷信号的比值不一致时，调节第一可控比例式电磁阀17、第二可控比例式电磁阀18、第三可控比例式电磁阀29、第四可控比例式电磁阀30的比例。
一种基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统的分配方法，包括以下步骤：
步骤1：通过第一负荷传感器1实时监测左前轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器5，通过第二负荷传感器2实时监测右前轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器5；通过第三负荷传感器3实时监测左后轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器5；通过第四负荷传感器4实时监测右后轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器5；
步骤2：DC测量放大器5将第一负荷传感器1、第二负荷传感器2、第三负荷传感器3、第四负荷传感器4传递的监测信息经A/D转换器转换后发送至ECU14；
步骤3：ECU14按照公式
Figure BDA0002548098760000091
确定制动力分配比值，其中，Fu1是左前轮制动力的值，Fu2是右后轮制动力的值，Fu3是右前轮制动力的值，Fu4是左后轮制动力的值，G1是第一负荷传感器1实时监测的左前轴上的垂直载荷，G2是第四负荷传感器4实时监测的右后轴上的垂直载荷，G3是第二负荷传感器2实时监测的右前轴上的垂直载荷，G4是第三负荷传感器3实时监测的左后轴上的垂直载荷；
步骤4：ECU14根据步骤3中获得的制动力分配比值以及第一压力传感器7感测的第一制动轮缸6的压力值、第二压力传感器9感测的第二制动轮缸8的压力值、第三压力传感器11感测的第三制动轮缸10的压力值、第四压力传感器13感测的第四制动轮缸12压力值，通过控制第一可控比例式电磁阀17、第二可控比例式电磁阀18、第三可控比例式电磁阀29、第四可控比例式电磁阀30，对制动力进行分配。

Claims (4)

1.基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统，其特征在于，包括：
安装在左前轴上的第一负荷传感器(1)、安装在右前轴上的第二负荷传感器(2)、安装在左后轴上的第三负荷传感器(3)、安装在右后轴上的第四负荷传感器(4)；
DC测量放大器(5)；
安装在左前轮上的第一制动轮缸(6)以及用于感测第一制动轮缸(6)压力的第一压力传感器(7)、安装右前轮上的第二制动轮缸(8)以及用于感测第二制动轮缸(8)的压力的第二压力传感器(9)、安装在左后轮上的第三制动轮缸(10)以及用于感测第三制动轮缸(10)压力的第三压力传感器(11)、安装在右后轮上的第四制动轮缸(12)以及用于感测第四制动轮缸(12)压力的第四压力传感器(13)；
A/D转换器、D/A转换器、ECU(14)、制动器踏板位置传感器(15)、液压泵电机(16)；
用于调控第一制动轮缸(6)中制动液压力的第一可控比例式电磁阀(17)、用于调控第二制动轮缸(8)中制动液压力的第二可控比例式电磁阀(18)、用于调控第三制动轮缸(10)中制动液压力的第三可控比例式电磁阀(29)、用于调控第四制动轮缸(12)中制动液压力的第四可控比例式电磁阀(30)；
所述第一负荷传感器(1)、第二负荷传感器(2)、第三负荷传感器(3)、第四负荷传感器(4)均与DC测量放大器(5)的输入端连接，所述DC测量放大器(5)、第一压力传感器(7)、第二压力传感器(9)、第三压力传感器(11)、第四压力传感器(13)、制动器踏板位置传感器(15)的输出端均通过A/D转换器与ECU(14)的输入端连接，所述第一可控比例式电磁阀(17)、第二可控比例式电磁阀(18)、第三可控比例式电磁阀(29)、第四可控比例式电磁阀(30)、液压泵电机(16)均通过D/A转换器与ECU(14)的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统，其特征在于：所述基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统包括安装在左前轮上的第一轮速传感器(19)、安装在右前轮上的第二轮速传感器(20)、安装在左后轮上的第三轮速传感器(21)、安装在右后轮上的第四轮速传感器(22)，所述第一轮速传感器(19)、第二轮速传感器(20)、第三轮速传感器(21)、第四轮速传感器(22)的输出端均通过A/D转换器与ECU(14)的输入端连接，所述ECU(14)中设有ABS系统。
3.根据权利要求1所述的基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统，其特征在于：所述基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统包括车载电瓶(23)、直流稳压电源(24)，所述车载电瓶(23)为ECU(14)、液压泵电机(16)、直流稳压电源(24)供电，所述直流稳压电源(24)为第一负荷传感器(1)、第二负荷传感器(2)、第三负荷传感器(3)、第四负荷传感器(4)、DC测量放大器(5)供电。
4.一种权利要求1-3所述的任一项基于I曲线的负荷反馈制动力分配系统的分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：通过第一负荷传感器(1)实时监测左前轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器(5)，通过第二负荷传感器(2)实时监测右前轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器(5)；通过第三负荷传感器(3)实时监测左后轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器(5)；通过第四负荷传感器(4)实时监测右后轴上的垂直载荷并将监测结果发送至DC测量放大器(5)；
步骤2：DC测量放大器(5)将第一负荷传感器(1)、第二负荷传感器(2)、第三负荷传感器(3)、第四负荷传感器(4)传递的监测信息经A/D转换器转换后发送至ECU(14)；
步骤3：ECU(14)按照公式
Figure FDA0002548098750000031
确定制动力分配比值，其中，Fu1是左前轮制动力的值，Fu2是右后轮制动力的值，Fu3是右前轮制动力的值，Fu4是左后轮制动力的值，G1是第一负荷传感器(1)实时监测的左前轴上的垂直载荷，G2是第四负荷传感器(4)实时监测的右后轴上的垂直载荷，G3是第二负荷传感器(2)实时监测的右前轴上的垂直载荷，G4是第三负荷传感器(3)实时监测的左后轴上的垂直载荷；
步骤4：ECU(14)根据步骤3中获得的制动力分配比值以及第一压力传感器(7)感测的第一制动轮缸(6)的压力值、第二压力传感器(9)感测的第二制动轮缸(8)的压力值、第三压力传感器(11)感测的第三制动轮缸(10)的压力值、第四压力传感器(13)感测的第四制动轮缸(12)压力值，通过控制第一可控比例式电磁阀(17)、第二可控比例式电磁阀(18)、第三可控比例式电磁阀(29)、第四可控比例式电磁阀(30)，对制动力进行分配。
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