[发明专利]一种多模式电子液压制动器助力系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种多模式电子液压制动器助力系统及控制方法，在助力系统失效时通过结构冗余实现应急机械制动模式，正常助力模式下根据制动器强度需求分为一般制动和紧急制动，分别进行一般制动助力模式和紧急主动增压模式控制；一般制动时能够提供准确的助力使制动主缸压力精确跟随目标压力，紧急制动时能够更快的完成制动主缸建压，最大程度的输出制动力，减少紧急制动工况的系统反应时间，提升制动能力，避免交通事故。多模式助力系统设计能够准确的跟踪驾驶员制动意图，不同助力模式切换智能化程度高，提升了制动响应的快速性、准确性和车辆安全性，具有很高的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及车辆安全技术领域，尤其涉及的是，一种多模式电子液压制动器助力系统及控制方法。

背景技术

随着汽车电动化、智能化的发展，汽车线控化(X-By-Wire)成为趋势。其中线控制动(Brake by Wire)系统可实现踏板力与车轮制动力之间的解耦，制动力控制精度高、响应迅速，并且允许上层系统主动介入，成为未来汽车制动系统的发展方向。线控制动系统主要包括电子液压制动(Electronic Hydraulic Brake, EHB)和电子机械制动(ElectronicMechanical Brake, EMB)。

EHB系统可基于现有12V电源系统研制，应用方便，仍将是未来几年商业化应用的主流选择。而如何在保证人车安全性的基础上，给驾驶员带来更好的制动体验，是其商业化应用中的关键一环。

2013年，德国博世公司推出了电动机械助力器iBooster，该机构具有主动制动、可变助力比等多种功能。上海拿森汽车电子有限公司的 NBooster 线控制动也已经和北汽合作并实现了量产。

国内外相关学者也对EHB系统进行了大量探讨。在液压力控制算法方面，有传统PID，拓展PID，自适应和鲁棒控制等方法。丁海涛等搭建了基于dSPACE的EHB硬件在环仿真平台，测试了系统液压特性和电磁阀增压特性。赵克刚等引入制动踏板感觉评价标准，提出了模糊制动意图判断方法，并通过HIL仿真验证了助力方法的合理性。陈慧岩通过道路测试的方式测试了EHB系统的动态响应和控制特性。余卓平利用Simulink建立了带滞后环节一阶系统的电液复合制动模型，着重对复合制动系统中的匹配方法进行分析和研究。

但是上述现有技术均集中于液压力的分配与精确控制、和HCU的压力分配与协同控制。更重要的是，在目前的现有技术中，现有的液压制动助力系统中，驾驶员的制动操作与制动器制动力一一对应，在驾驶员驾驶不当或者仅靠驾驶员反应难以保证人车安全等紧急情况出现时，难以主动介入制动系统，无法保证驾驶员和车辆安全，难以实现主动安全的功能。因此，针对不同工况进行多模式EHB助力系统设计与控制显得尤为重要。

发明内容

本发明提供一种多模式电子液压制动器助力系统及控制方法，主要应用解决背景技术中提及的缺陷和问题，为了在保证人车安全性的基础上给驾驶员带来更好的制动体验，并且在对EHB系统进行控制时，考虑多种助力模式，进而提高制动助力系统控制精度和制动舒适性，拥有很高的应用价值。

本发明的技术方案如下：

一种多模式电子液压制动器助力系统及控制方法，EHB助力系统为相对位移传感器的非解耦式电子液压制动助力系统, 电子液压制动助力系统由小齿轮、电机、制动主缸、霍尔传感器、丝杠螺母、大齿轮、踏板、滚珠丝杠构成,电机通过小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮与丝杠螺母固联，滚珠丝杠可沿丝杠螺母轴线滑动，踏板与滚珠丝杠一端联接，滚珠丝杠另一端装有霍尔传感器，永磁体嵌于制动主缸推头上;系统分为两种控制工作模式：电控液压助力模式和应急机械制动模式，其中，电机工作时旋转，通过小齿轮带动丝杠螺母旋转，丝杠螺母与滚珠丝杠相连，因而使得推动滚珠丝杠平动，进一步推动制动主缸增压，同时带动踏板前进，实现主缸建压，霍尔传感器检测滚珠丝杠与制动主缸推头底部距离，反馈信号给控制器进行助力电流控制，进行一般制动或紧急制动，此时为电控液压助力模式；