[发明专利]安全性汽车线控制动系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车制动系统，特别涉及一种安全性汽车线控制动系统及其控制方法。

背景技术

在短短的一百多年的发展中，汽车已经成了人们日常生活中不可缺少的代步工具，在享受汽车带来的舒适、快捷、便利的同时，人们对汽车行驶的安全性要求也日益提高。车辆制动系统一直在车辆安全方面扮演着至关重要的角色，随着汽车工业技术飞速发展以及汽车行驶速度的不断提高，车辆制动系统的重要性表现得越来越明显。

传统的液压制动系统发展至今，已是非常成熟的技术，由于人们对制动性能要求的不断提高，传统的液压或者空气制动系统在加入了大量的电子控制系统如ABS（刹车防抱死系统）、ESP（车身电子稳定系统）等后，其结构和管路布置越发复杂，液压（空气）回路泄漏的隐患也加大，同时装配和维修的难度也随之提高。因此，汽车行业加大了对结构相对简单的线控制动系统BBW（Brake-by-wire）的研究力度，其主要原因是BBW系统有着传统液压制动系统不可比拟的优越性，该制动系统用电线取代了传统制动系统中的制动管路，省去了传统制动系统中的很多阀，简化了制动系统的结构，降低了装配及维护的难度，同时BBW还具有制动响应速度快、制动性能高等特点，另外，要完全实现ABS（防抱死刹车系统）及ASR（防侧滑系统）等功能，只需在电子控制系统中设计相应程序，操纵电控组件来控制制动力的大小及制动力的分配即可。

线控制动技术已经成为国外企业和研究机构的研究热点，从20世纪90年代开始，一些著名的汽车电子零部件厂商陆续进行了EMB方面的研究，Bosch、Siemens和Continental Teves等三家公司都取得了各自的研究成果，并申请了一系列相关专利。在国内,对于线性制动系统的研究至今还是处于起步阶段,仅有清华大学、吉林大学、南京航空航天大学、北京理工大学及同济大学、比亚迪汽车公司等进行了一些相关的初步研究工作。吉林大学设计了EMB的实物,并对其进行了制动压力的仿真实验，这些都只处于仿真阶段，并没有在汽车上进行实验,而且只是对单轮进行控制,并没有进行四轮同时控制的仿真实验。

随着汽车制造技术以及电子技术的不断发展,人们对汽车环保、节能、舒适、安全的要求越来越高,现有的制动系统已经不能满足其快速响应的要求。国外正兴起线控制动的研究,线控制动技术代表了目前汽车制动技术的发展方向,将来也会在制动领域占据越来越重要的地位。在国内,线控制动系统还处于初级阶段,并且都没有实际使用。因此，开发和研制用于轿车和电动汽车的具有自主知识产权的电控制动系统具有明显的经济和社会效益,它可为汽车零部件企业的发展提供新的经济增长点, 因此研发一种普遍适用的结构相对简单、功能齐全,安全可靠、并且能够运用到实际生产中的线控制动操纵系统具有很好的实用价值。

FlexRay总线因其具有高带宽、通信线路冗余、通讯灵活等优点，成为未来主要的安全型车载总线。国外著名的汽车公司奔驰、宝马、奥迪都对FlexRay总线在汽车上的应用做了尝试。尽管国外很早就开始研究线控制动系统和FlexRay通信，但是直至今日，也未能在汽车上实现合二为一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有汽车线控制动系统中的不足，提供一种安全性汽车线控制动系统，能够实现容错的安全性制动控制方法，提高制动控制系统的安全性，可靠性以及可维护性等。

本发明的技术方案为：一种安全性汽车线控制动系统，位于汽车制动踏板与四个车轮的液压制动缸之间，包括制动踏板传感器、由FCU故障抑制单元组成的FTU容错单元、两通道FlexRay总线、驱动马达和机械操纵杆，其特征在于：制动踏板传感器直接与汽车制动踏板相连接，制动踏板传感器的输出同时接入FTU₁踏板传感器信号检测单元3的三个复制确定性的FCU故障抑制单元，三个复制确定性的FCU故障抑制单元通过两通道FlexRay总线12分别连接每个车轮的FTU容错单元中的三个复制确定性的FCU故障抑制单元，并通过三个复制确定性的FCU故障抑制单元连接TMR执行器及车轮液压制动缸。

TMR执行器由驱动马达和机械操纵杆构成。

每个所述复制确定性的FCU故障抑制单元包含一个表决器，可对踏板位置检测单元所产生的信号，做出精确表决。