1.本发明涉及一种车辆控制管理技术领域,特别地,涉及一种防抱死制动系统(antilock brake system,abs)及其控制方法。
背景技术:
2.随着技术的发展,机动车辆的速度越来越快,对刹车系统的要求也越来越高。防抱死制动系统已广泛应用于车辆上,现有的防抱死制动系统大多包括执行机构hcu(hybrid control unit)、电控单元ecu(electronic control unit)以及轮速传感器,电控单元ecu基于轮速传感器的检测值判断车轮是否即将抱死,并在车轮即将抱死的状态对执行机构hcu进行控制,具体而言,电控单元ecu在轮速传感器检测到车轮即将抱死的情况下,电控单元ecu向执行机构hcu的减压阀施加电压以进行控制。
3.众所周知,减压阀在驱动时,需要克服回位弹簧力才会动作,如此,在减压阀被驱动的时刻到减压阀动作的时刻之间会有一些时间的延迟。如此,在现有技术中,在检测到车轮在即将抱死的情况下电控单元ecu才向执行机构hcu的减压阀施加电压以进行控制,如此,会使得减压阀的响应时间较长,容易引起翻车。
技术实现要素:
4.本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足,提供一种响应时间快的防抱死制动系统及其控制方法。
5.为了解决上述问题,本发明提供一种防抱死制动系统,其连接第一传感器,所述防抱死制动系统包括:
6.执行机构hcu,其包括增压阀、减压阀、蓄能器、泵以及马达,所述增压阀、所述减压阀、所述蓄能器以及所述泵通过管路依次连接,并连接至制动把手构成液压回路,所述马达与所述泵连接,用于控制所述泵;
7.电控单元ecu,其用于控制所述增压阀、所述减压阀以及所述泵;以及
8.第二传感器,其用于检测车轮的速度,并将速度信号发送至所述电控单元ecu,
9.所述第一传感器用于检测所述制动把手的制动状态,并将所述制动把手的制动状态的信息发送至所述电控单元ecu,
10.所述电控单元ecu基于所述制动状态的信息判断所述制动把手是否由非制动状态变为制动状态,当所述制动把手变为制动状态时,所述电控单元ecu向所述减压阀施加第一预设电压;
11.所述电控单元ecu基于所述速度信号判断所述车辆的滑差值是否位于第一预设值范围内,车轮减速度是否大于第一阈值,当所述车辆的滑差值位于所述第一预设值范围内,且车轮减速度大于所述第一阈值,则所述电控单元ecu向所述减压阀施加第二预设电压,在开始施加所述第一预设电压的时刻到开始施加所述第二预设电压的时刻之间所施加的所述第一预设电压的平均值小于所述第二预设电压。
12.在一些实施方式中,所述电控单元ecu判断出所述制动把手由非制动状态变为制动状态时,进一步基于所述速度信号判断所述滑差值是否位于第二预设值范围,所述车轮速度是否大于第二阈值,当所述滑差值位于所述第二预设值范围,且所述车轮速度大于所述第二阈值时,所述电控单元ecu向所述减压阀施加所述第一预设电压。
13.在一些实施方式中,所述第一预设范围为大于第一预设值且小于第二预设值的范围,所述第二预设范围为大于第三预设值的范围,所述第三预设值大于所述第二预设值。
14.在一些实施方式中,所述马达的至少一部分容置于所述执行机构hcu的容置槽内,且位于所述执行机构hcu及所述电子控制单元ecu之间。
15.在一些实施方式中,所述马达通过固定件可装卸地固定在所述执行机构hcu的所述容置槽内。
16.在一些实施方式中,所述马达的外表面凸设有固定部,所述固定部上贯通开设有通孔,所述执行机构hcu还开设有配合孔,所述配合孔位于所述容置槽的周缘,所述固定件穿过所述通孔插入并固定于所述配合孔内。
17.为了解决上述问题,本发明还提供一种防抱死制动系统的控制方法,所述控制方法包括:
18.判断车辆的制动把手是否由非制动状态变为制动状态;
19.当所述制动把手由非制动状态变为制动状态时,则向减压阀施加第一预设电压;
20.判断所述车辆的滑差值是否位于第一预设值范围内,车轮减速度是否大于第一阈值;
21.当所述滑差值位于所述第一预设值范围内,且所述车轮减速度大于所述第一阈值,则向所述减压阀施加第二预设电压。
22.在一些实施方式中,所述控制方法中在判断出所述制动把手由非制动状态变为制动状态时,进一步包括:
23.判断所述滑差值是否位于第二预设值范围,所述车轮速度是否大于第二阈值,
24.当所述滑差值位于第二预设值范围,且所述车轮速度大于第二阈值时,向所述减压阀施加所述第一预设电压。
25.在一些实施方式中,所述第一预设范围为大于第一预设值且小于第二预设值的范围,所述第二预设范围为大于第三预设值的范围,所述第三预设值大于所述第二预设值。
26.相较于现有技术,本发明提供的防抱死制动系统中,制动把手由非制动状态变为制动状态,减压阀尚未需要动作时,电控单元ecu先向减压阀施加小于第二预设电压的第一预设电压,以克服减压阀的回位弹簧力,如此,在需要电磁阀动作时,再次向减压阀施加第二预设电压,使得减压阀在需要动作,即被施加第二预设电压后能立即动作,以加快减压阀的响应速度,进而有效加快防抱死制动系统的响应速度,使得锁死的车轮能够快速地获得释放,有效防止翻车。
附图说明
27.图1是本发明提供的防抱死制动系统的结构框图。
28.图2是图1所示的防抱死制动系统的液压回路的示意图。
29.图3是防抱死制动系统正常工作的增压过程的液压回路的示意图。
30.图4是防抱死制动系统正常工作的保压过程的液压回路的示意图。
31.图5是防抱死制动系统正常工作的减压过程的液压回路的示意图。
32.图6是向减压阀施加的电压与时间的关系图及减压阀的开度与时间之间的关系图。
33.图7是其它实施方式的向减压阀施加的电压与时间的关系图。
34.图8是防抱死制动系统的结构示意图。
35.图9是图8所示的防抱死制动系统的分解示意图。
36.图10是图8所示的防抱死制动系统的截面图。
37.图11是现有技术中的向减压阀施加的电压与时间的关系图及减压阀的开度与时间之间的关系图。
38.图12是现有技术中的防抱死制动系统的结构示意图。
39.主要元件符号说明
40.防抱死制动系统
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100
41.制动把手
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110
42.真空助力器
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120
43.主缸
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130
44.制动器
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150
45.第一传感器
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200
46.执行机构hcu
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10
47.增压阀
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11
48.止回阀
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12
49.减压阀
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13
50.蓄能器
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14
51.泵
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15
52.马达
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16
53.固定件
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161
54.固定部
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162
55.通孔
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163
56.液压回路
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17
57.增压回路
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171
58.释压回路
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172
59.容置槽
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18
60.配合孔
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19
61.电控单元ecu
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30
62.收容腔
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31
63.第二传感器
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50
64.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
65.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。
66.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术。
67.下面结合附图,对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
68.请参阅图1,本发明提供一种防抱死制动系统100,该防抱死制动系统100可用于各种车辆,例如汽车、摩托车等,本实施方式中,以车辆为摩托车为例进行说明。
69.请参阅图1,本发明提供的防抱死制动系统100连接第一传感器200。防抱死制动系统100包括执行机构hcu 10、电控单元ecu 30以及第二传感器50。其中,以摩托车为例,其制动系统主要包括防抱死制动系统100、制动把手110、真空助力器120、主缸130以及制动器150。
70.具体地,执行机构hcu 10包括增压阀11、止回阀12、减压阀13、蓄能器14、泵15以及马达16,增压阀11、减压阀13、蓄能器14以及泵15通过管路依次连接,并连接至制动把手110构成液压回路。马达16连接在泵15上,用于控制泵15,增压阀11、减压阀13以及泵15由电控单元ecu 30控制。其中,增压阀11为常开型电磁阀,减压阀13为常闭型电磁阀。
71.在本发明实施方式中,执行机构hcu 10包括两组液压回路,其中一组液压回路为用于控制前轮的液压回路,且安装于前轮制动把手与前轮制动器之间。另一组液压回路是用于控制后轮的液压回路,且安装于后轮制动把手与后轮制动器之间。在本实施方式中,两组液压回路的构成相同,因此,本实施方式中以控制前轮的液压回路(以下简称为“液压回路”)17为例进行说明,并省略对另一组液压回路的说明。
72.请结合参阅图2,在液压回路17中包括增压回路171及释压回路172,其中,增压回路171包括增压阀11及止回阀12,释压回路172包括减压阀13及泵15。防抱死制动系统100通过电控单元ecu30控制增压回路171及释压回路172以调节制动液的压力。
73.具体地,防抱死制动系统100的调节过程包括增压过程、保压过程及减压过程。如图3所示,防抱死制动系统100的增压过程为,当驾驶员拉动制动把手110后,此时增压阀11为打开状态,减压阀13为关闭状态,制动液由主缸130流入到增压回路171,并经由增压阀11流入至制动器150。如图4所示,防抱死制动系统100的保压过程为,增压阀11变为关闭状态,减压阀13继续保持为关闭状态,如此,制动器150的轮缸的压力得以保持。如图5所示,防抱死制动系统100的减压过程为,增压阀11继续保持为关闭状态,减压阀13变为打开状态,此时马达16控制泵15使轮缸中的制动液流入到释压回路172,并经由减压阀13流回到主缸130。
74.当车轮逐渐被锁死的过程,即为增压过程变化到保压过程,当车轮快速被锁死的过程,即为增压过程变化到减压过程。
75.第一传感器200用于检测制动把手110的制动状态,并将制动把手110的制动状态的信息发送至电控单元ecu 30。
76.电控单元ecu 30基于该制动状态的信息判断制动把手110是否由非制动状态变为
制动状态,当制动把手110由非制动状态变为制动状态时,电控单元ecu 30向减压阀13施加第一预设电压。
77.在本发明实施方式中,在电控单元ecu 30判断制动把手110由非制动状态变为制动状态,即驾驶员拉动了制动把手,则电控单元ecu 30向减压阀13施加第一预设电压。可以理解,在现有技术中,第一传感器200用于检测制动把手110的制动状态,进而在检测到制动把手110处于制动状态时,车辆尾部的警示灯亮起。在本实施方式中,通过将第一传感器200与电控单元ecu 30连接,并将制动把手110的制动状态的信息发送至电控单元ecu 30,使得电控单元ecu30能够根据制动把手110的制动状态的信息进行动作,如此,在无需额外增设元件的情形下,能够根据制动把手110的制动状态的信息进行动作。
78.第二传感器50设置于车轮,用于检测车轮的速度信息,并将检测值发送至电控单元ecu 30。在本实施方式中,第二传感器50为轮速传感器。电控单元ecu 30基于第二传感器50的检测值判断车辆的滑差值是否位于第一预设值范围内,车轮减速度是否大于第一阈值,当车辆的滑差值位于第一预设值范围内,且车轮减速度大于第一阈值,则电控单元ecu 30向减压阀13施加第二预设电压,其中,在开始施加第一预设电压的时刻到开始施加第二预设电压的时刻之间所施加了的第一预设电压的平均值小于第二预设电压。
79.其中,滑差值为轮速与车速的差值除以车速的值,即满足下述公式(1)。
80.滑差值=(w-v)/v
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(1)
81.其中,上述公式(1)中,w为轮速,v为车速。
82.本实施方式中,在开始施加第一预设电压的时刻到开始施加第二预设电压的时刻之间所施加了的第一预设电压的平均值小于第二预设电压,如此,在检测到制动把手110由非制动状态变为制动状态的情况下,施加第一预设电压能够使得减压阀克服其回位弹簧力。可以理解,第一预设电压的范围为2v~6v,例如,3v,第二预设电压的范围可以为10v~15v,例如,12v。
83.请结合参阅图6及图11对本发明实施方式的有益效果进行说明。图6(a)是本实施方式中的减压阀的开度与时间的关系,图6(b)是本实施方式中的施加到减压阀的电压与时间的关系。图11(a)是现有技术中的减压阀的开度与时间的关系,图11(b)是现有技术中的施加到减压阀的电压与时间的关系。
84.请结合参阅图6及图11,图6(a)中的ta及图11(a)中的tb分别表示减压阀被驱动后到减压阀动作之间的时间,对比图6及图11可知,在本实施方式中,制动把手110由非制动状态变为制动状态,尚未需要减压阀13动作时,先向减压阀13施加小于第二预设电压的第一预设电压,以克服减压阀13的回位弹簧力,如此,在需要减压阀13动作时,再次向减压阀13施加第二预设电压,如此,使得减压阀13在被驱动(被施加第二预设电压)后能立即动作,以加快减压阀13的响应速度,进而有效加快防抱死制动系统100的响应速度,使得锁死的车轮能够快速地获得释放。
85.可以理解,图6仅是例示了本发明实施方式中的施加到减压阀13的第一预设电压的变化曲线图的一个例子,例如,本发明中的施加到减压阀13的第一预设电压也可以如图7(a)中所示的随着时间的变化呈斜线变化、如7(b)所示的随着时间的变化呈指数变化、如7(c)中所示的随着时间的变化呈“s”型变化、如7(d)中所示的随着时间的变化呈脉冲状变化、或者如图7(e)中所示的随着时间的变化呈阶梯状变化。当然,在其它实施方式中,施加
到减压阀13的第一预设电压的变化还可以随着时间的变化呈其它的形状变化,在此不作限定。
86.在一实施方式中,电控单元ecu 30判断出制动把手110由非制动状态变化为制动状态时,进一步基于第二传感器50的速度信号判断车辆的滑差值是否位于第二预设值范围,车轮速度是否大于第二阈值,当车辆的滑差值位于第二预设值范围,且车轮速度大于第二阈值时,电控单元ecu 30向减压阀13施加第一预设电压。
87.其中,第一预设范围为大于第一预设值且小于第二预设值的范围,第二预设范围为大于第三预设值的范围,第三预设值大于第二预设值。
88.可以理解,在电控单元ecu 30判断出制动把手110由非制动状态变为制动状态时,进一步判断滑差值及车轮速度是否位于规定的范围值内,以向减压阀13施加第一预设电压,如此,能够克服减压阀13的回位弹簧力,如此,在需要减压阀13动作时,再次向减压阀13施加第二预设电压,如此,可有效加快减压阀13的响应速度,从而有效加快防抱死制动系统100的响应速度,使得锁死的车轮能够快速地获得释放。
89.在本发明一实施方式中,请结合参阅图8及图9,执行机构hcu10开设有一容置槽18,马达16的至少一部分容置于执行机构hcu 10的容置槽18内,且位于执行机构hcu 10及电控单元ecu30之间。
90.通过将马达16的至少一部分容置于执行机构hcu 10的容置槽18内,而另一部分收容于电控单元ecu 30的收容腔31内,如此,将马达16设置于内部,请结合参阅图12,相较于现有技术中将马达16’设置于电控单元ecu 30’及执行机构hcu 10’的外部的方式,能够有效减少防抱死制动系统100所占的体积,便于实现小型化设计,且实现较佳的外观。
91.进一步地,马达16可装卸地固定在执行机构hcu 10的容置槽18内。在本实施方式中,马达16通过固定件161可装卸地固定在执行机构hcu 10的容置槽18内。
92.具体地,马达16的外表面凸设有固定部162,固定部162上贯通开设有通孔163,执行机构hcu 10还开设有配合孔19,配合孔19位于容置槽18的周缘。通过固定件161依次穿过固定部162上的通孔163并插入至配合孔19内,从而将马达16固定在执行机构hcu 10的容置槽18内。本发明实施方式中,固定件161为螺钉,配合孔19为螺纹孔。当然,也可以通过其它的固定方式,例如焊接、卡扣等,在此不作限定。
93.可以理解,现有技术中通常是将马达16’固定在执行机构hcu 10’上,如此,在马达16’需要维修的情况下,通常马达16’与执行机构hcu 10’都报废,或者将马达16’从执行机构hcu 10’拆下进行维修,这样在拆卸的过程中马达16’与执行机构hcu 10’的内部元件难免会被损坏。在本实施方式中,通过将马达16可装卸地固定在执行机构hcu 10的容置槽18内,如此,在需要对马达16进行维修的情况下,只需要将马达16拆卸下来即可,如此,便于维修。
94.在组装该防抱死制动系统100时,先将马达16的一部分收容于执行机构hcu 10的容置槽18内,通过固定件161依次穿过固定部162上的通孔163并插入并固定至配合孔19内,从而将马达16固定在执行机构hcu 10的容置槽18内,接着将电控单元ecu 30套设于马达16上,使马达16露出于容置槽18的部分收容于收容腔31内。在需要拆卸该防抱死制动系统100时,只需先将电控单元ecu 30拆下,接着将固定件161拆下,进而将马达16拆下即可。
95.根据本发明实施方式中,制动把手110由非制动状态变为制动状态,尚未需要减压
阀13动作时,先向减压阀13施加小于第二预设电压的第一预设电压,以克服减压阀13的回位弹簧力,如此,在需要减压阀13动作时,再次向减压阀13施加第二预设电压,如此,使得减压阀13在被驱动(被施加第二预设电压)后能立即动作,以加快减压阀13的响应速度,进而有效加快防抱死制动系统100的响应速度,使得锁死的车轮能够快速地获得释放,有效防止翻车。
96.本发明还提供一种防抱死制动系统100的控制方法,该控制方法包括:
97.判断车辆的制动把手是否由非制动状态变为制动状态;
98.当制动把手由非制动状态变为制动状态时,则向减压阀施加第一预设电压;
99.判断车辆的滑差值是否位于第一预设值范围内,车轮减速度是否大于第一阈值;
100.当车辆的滑差值位于第一预设值范围内,且车轮减速度大于第一阈值,则向减压阀施加第二预设电压。
101.本实施方式中,在开始施加第一预设电压的时刻到开始施加第二预设电压的时刻之间所施加了的第一预设电压的平均值小于第二预设电压,如此,在检测到制动把手110由非制动状态变为制动状态的情况下,施加第一预设电压能够使得减压阀克服其回位弹簧力。可以理解,第一预设电压的范围为2v~6v,例如,3v,第二预设电压的范围可以为10v~15v,例如,12v。
102.可以理解,制动把手由非制动状态变为制动状态,先向减压阀施加第一预设电压,以克服减压阀的回位弹簧力,如此,在需要减压阀动作时,再次向减压阀施加第二预设电压,使得减压阀在被驱动(被施加第二预设电压)后能立即动作,从而有效加快防抱死制动系统的响应速度,使得锁死的车轮能够快速地获得释放。
103.在一实施方式中,控制方法中在判断出制动把手由非制动状态变为制动状态时,进一步包括:
104.判断车辆的滑差值是否位于第二预设值范围,车轮速度是否大于第二阈值,
105.当车辆的滑差值位于第二预设值范围,且车轮速度大于第二阈值时,向减压阀施加第一预设电压。
106.其中,第一预设范围为大于第一预设值且小于第二预设值的范围,第二预设范围为大于第三预设值的范围,第三预设值大于第二预设值。
107.可以理解,通过上述方式,在判断出制动把手由非制动状态变为制动状态时,进一步判断滑差值及车轮速度是否位于规定的范围值内,以向减压阀施加第一预设电压,如此,能够克服减压阀的回位弹簧力,如此,在需要减压阀动作时,再次向减压阀施加第二预设电压,如此,可有效加快减压阀的响应速度,从而有效加快防抱死制动系统的响应速度,使得锁死的车轮能够快速地获得释放,有效防止翻车。
108.其中,第一预设范围为大于第一预设值且小于第二预设值的范围,第二预设范围为大于第三预设值的范围,第三预设值大于第二预设值。
109.在本实施方式中,关于第一预设电压随着时间的变化如上述说明,在此不再赘述。
110.在本发明提供的防抱死制动系统100的控制方法中,制动把手由非制动状态变为制动状态,尚未需要减压阀动作时,先向减压阀施加小于第二预设电压的第一预设电压,以克服减压阀的回位弹簧力,如此,在需要减压阀动作时,再次向减压阀施加第二预设电压,如此,使得减压阀在被驱动(被施加第二预设电压)后能立即动作,以加快减压阀的响应速
度,进而有效加快防抱死制动系统的响应速度,使得锁死的车轮能够快速地获得释放,有效防止翻车。
111.最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。