專利名稱：一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車制動(dòng)領(lǐng)域，更具體涉及一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)方法，同時(shí)還涉及一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，適用于汽車行駛中安全制動(dòng)。
背景技術(shù)：
電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)伺服電機(jī)的控制通常采用壓力環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)串聯(lián)的控制架構(gòu)。但是，夾緊力傳感器是相對(duì)昂貴的部件且裝配程序比較復(fù)雜，存在溫度漂移現(xiàn)象?？紤]到成本問題以及夾緊力傳感器使用時(shí)技術(shù)上的復(fù)雜性，亟需在EMB系統(tǒng)中消除夾緊力傳感器[2]。同時(shí)，由于夾緊力傳感器消除后，EBD、ABS系統(tǒng)等需要夾緊力的反饋才能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)夾緊力的精確控制，EBD、ABS系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)其最佳性能。因此，電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)需要一種能與EBD、ABS相融合的無(wú)夾緊力傳感器的控制方法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，可實(shí)現(xiàn)在沒有夾緊力傳感器的條件下對(duì)車輪進(jìn)行制動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，包括總控制裝置，分別與總控制裝置相連的第一 EMB控制裝置、第二 EMB控制裝置、第三EMB控制裝置和第四EMB控制裝置，其中第一 EMB控制裝置，用于監(jiān)測(cè)左前車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算左前車輪的實(shí)際滑移率，將左前車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置，并根據(jù)從總控制裝置接收到左前車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)左前車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；第二 EMB控制裝置，用于監(jiān)測(cè)左后車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算左后車輪的實(shí)際滑移率，將左后車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置，并根據(jù)從總控制裝置接收到左后車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)左后車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；第三EMB控制裝置，用于監(jiān)測(cè)右前車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算右前車輪的實(shí)際滑移率，將右前車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置，并根據(jù)從總控制裝置接收到右前車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)右前車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；第四EMB控制裝置，用于監(jiān)測(cè)右后車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算右后車輪的實(shí)際滑移率，將右后車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置，并根據(jù)從總控制裝置接收到右后車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)右后車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；總控制裝置，用于計(jì)算車速信號(hào)和左前車輪、左后車輪、右前車輪和右后車輪的目標(biāo)滑移率。如上所述的第一 EMB控制裝置、第二 EMB控制裝置、第三EMB控制裝置和第四EMB 控制裝置均包括運(yùn)算模塊、上層控制模塊、直流無(wú)刷電機(jī)控制模塊和直流無(wú)刷電機(jī)，其中[0012]運(yùn)算模塊，通過(guò)輪速傳感器測(cè)得的車輪角速度、正壓力傳感器測(cè)得的車輪正壓力和輸入的車速信號(hào)計(jì)算實(shí)際滑移率，并將車輪正壓力和實(shí)際滑移率傳送到總控制裝置；上層控制模塊，根據(jù)運(yùn)算模塊輸出的實(shí)際滑移率和總控制裝置輸出的目標(biāo)滑移率的差值進(jìn)行PWM信號(hào)調(diào)制并輸出給直流無(wú)刷電機(jī)控制模塊；直流無(wú)刷電機(jī)控制模塊，用于驅(qū)動(dòng)直流無(wú)刷電機(jī)；直流無(wú)刷電機(jī)，用于帶動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)車輪進(jìn)行制動(dòng)。一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，還包括整流濾波模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和隔離電源模塊，整流濾波模塊，用于將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓并輸出到電源轉(zhuǎn)換模塊；電源轉(zhuǎn)換模塊，用于給直流無(wú)刷電機(jī)供電和隔離電源模塊供電；隔離電源模塊，用于將電源轉(zhuǎn)換模塊輸入的電壓進(jìn)行隔離，得到隔離后的供電電壓并給總控制裝置、第一 EMB控制裝置、第二 EMB控制裝置、第三EMB控制裝置和第四EMB 控制裝置供電。如上所述的整流濾波模塊輸入為正42V，所述的直流無(wú)刷電機(jī)供電電壓為正42V， 隔離電源模塊輸出的隔離后的供電電壓為正5V。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下有益效果本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)在無(wú)夾緊力傳感器條件下對(duì)車輪進(jìn)行有效制動(dòng)，安全性和實(shí)時(shí)性高；本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，使用簡(jiǎn)單，操作方便，成本低。

圖1為一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置原理示意圖；圖2為一種利用圖1裝置的無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)方法的流程示意圖；圖3為圖1中第一 EMB控制器的原理示意圖；圖4為一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)方法的滑移率-附著系數(shù)查詢表。圖5為一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置電源部分的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例如圖2所示，一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)方法，包括以下步驟步驟1、通過(guò)輪速傳感器分別測(cè)得前后四個(gè)車輪的車輪角速度，通過(guò)正壓力傳感器分別測(cè)得前后四個(gè)車輪的車輪正壓力，通過(guò)四個(gè)車輪的車輪角速度值和加速度傳感器測(cè)得的信號(hào)計(jì)算行駛車輛的車速值；步驟2、根據(jù)測(cè)得的前后四個(gè)車輪的車輪角速度和車速信號(hào)分別計(jì)算四個(gè)車輪的實(shí)際滑移率；步驟3、計(jì)算兩個(gè)前輪的平均滑移率Sf，將平均滑移率Sf與預(yù)先設(shè)定的最佳滑移率S*進(jìn)行比較，若& < S*，則進(jìn)行步驟4 ；若&彡S*，則進(jìn)行步驟5 ；步驟4、設(shè)置最佳滑移率S*為兩個(gè)前輪的目標(biāo)滑移率，根據(jù)兩個(gè)前輪的平均滑移率S并通過(guò)理想制動(dòng)力分配曲線對(duì)兩個(gè)后輪的目標(biāo)滑移率進(jìn)行分配計(jì)算，利用得到的前后四個(gè)車輪的目標(biāo)滑移率分別對(duì)前后四個(gè)車輪進(jìn)行制動(dòng)控制，返回步驟1 ；步驟5、設(shè)定前后四個(gè)車輪的目標(biāo)滑移率均為最佳滑移率S*，通過(guò)前后四個(gè)車輪的目標(biāo)滑移率分別對(duì)前后四個(gè)車輪進(jìn)行制動(dòng)控制，返回步驟1。步驟2中實(shí)際滑移率的計(jì)算是基于以下公式
V — mrS = ~χ 100%式中S為實(shí)際滑移率；V為車速；ω為車輪角速度；r為車輪滾動(dòng)半徑。步驟4中對(duì)兩個(gè)后輪的目標(biāo)滑移率進(jìn)行分配計(jì)算包括如下步驟步驟4. 1、根據(jù)兩個(gè)前輪的平均滑移率&并通過(guò)浙青路面或混凝土路面的滑移率-附著系數(shù)曲線以查表的方式查找兩個(gè)前輪的平均滑移率&對(duì)應(yīng)的附著系數(shù)；步驟4. 2、根據(jù)步驟1測(cè)得的前后四個(gè)車輪的車輪正壓力和兩個(gè)前輪的附著系數(shù)計(jì)算兩個(gè)前輪的平均附著力，兩個(gè)前輪的平均附著力等于兩個(gè)前輪的平均制動(dòng)力，該計(jì)算基于以下公式； Fhf =Ffr = & 巧/ι +">
hf ff 2其中Fbf為兩個(gè)前輪的平均制動(dòng)力Pff為兩個(gè)前輪的平均附著力；μ fl和μ 分別為左前輪和右前輪的附著系數(shù)；Fzfl和Fzft分別為左前輪和右前輪的正壓力。步驟4. 3、通過(guò)理想制動(dòng)力分配曲線計(jì)算兩個(gè)后輪的平均制動(dòng)力，理想制動(dòng)力分配曲線基于以下公式Fbr~[ψ + 2Ρλ
2[Κ V mS ι K J_其中m為整車的質(zhì)量；g為重力加速度；Lf為前輪到汽車質(zhì)心的距離；Lr為后輪到汽車質(zhì)心的距離；L為前后輪的輪距；L = Lf+Lr ;hg為汽車質(zhì)心距離地面的高度；Fto為兩個(gè)后輪的平均制動(dòng)力，F(xiàn)bf為兩個(gè)前輪的平均制動(dòng)力；步驟4. 3、根據(jù)計(jì)算出來(lái)的兩個(gè)后輪的平均制動(dòng)力計(jì)算兩個(gè)后輪的附著系數(shù)；步驟4. 4、根據(jù)兩個(gè)后輪的附著系數(shù)并通過(guò)浙青路面或混凝土路面“滑移率-附著系數(shù)”曲線通過(guò)查表的方式查找得到兩個(gè)后輪的目標(biāo)滑移率。步驟4和步驟5中的制動(dòng)控制是通過(guò)計(jì)算前后四個(gè)車輪的目標(biāo)滑移率和實(shí)際滑移率的差值進(jìn)行的閉環(huán)控制。如圖1所示，一種利用權(quán)利要求1所述方法的無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，包括總控制裝置1，分別與總控制裝置1相連的第一 EMB控制裝置2、第二 EMB控制裝置 3、第三EMB控制裝置4和第四EMB控制裝置5，其中第一 EMB控制裝置2，用于監(jiān)測(cè)左前車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算左前車輪的實(shí)際滑移率，將左前車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置1，并根據(jù)從總控制裝置1接收到左前車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)左前車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；第二 EMB控制裝置3，用于監(jiān)測(cè)左后車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算左后車輪的實(shí)際滑移率，將左后車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置1，并根據(jù)從總控制裝置1接收到左后車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)左后車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；第三EMB控制裝置4，用于監(jiān)測(cè)右前車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算右前車輪的實(shí)際滑移率，將右前車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置1，并根據(jù)從總控制裝置1接收到右前車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)右前車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；第四EMB控制裝置5，用于監(jiān)測(cè)右后車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算右后車輪的實(shí)際滑移率，將右后車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置1，并根據(jù)從總控制裝置1接收到右后車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)右后車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；總控制裝置1，用于計(jì)算車速信號(hào)和左前車輪、左后車輪、右前車輪和右后車輪的目標(biāo)滑移率。第一 EMB控制裝置2、第二 EMB控制裝置3、第三EMB控制裝置4和第四EMB控制裝置5均包括運(yùn)算模塊201、上層控制模塊202、直流無(wú)刷電機(jī)控制模塊203和直流無(wú)刷電機(jī)204，其中運(yùn)算模塊201，通過(guò)輪速傳感器測(cè)得車輪角速度、正壓力傳感器測(cè)得車輪正壓力和輸入的車速信號(hào)計(jì)算實(shí)際滑移率，并將車輪正壓力和實(shí)際滑移率傳送到總控制裝置1 ；上層控制模塊202，根據(jù)運(yùn)算模塊201輸出的實(shí)際滑移率和總控制裝置1輸出的目標(biāo)滑移率的差值進(jìn)行PWM信號(hào)調(diào)制并輸出給直流無(wú)刷電機(jī)控制模塊203 ；直流無(wú)刷電機(jī)控制模塊203，用于驅(qū)動(dòng)直流無(wú)刷電機(jī)204 ；直流無(wú)刷電機(jī)204，用于帶動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)205對(duì)車輪進(jìn)行制動(dòng)。一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，還包括整流濾波模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和隔離電源模塊，整流濾波模塊6，用于將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓并輸出到電源轉(zhuǎn)換模塊7 ；電源轉(zhuǎn)換模塊7，用于給直流無(wú)刷電機(jī)204供電和隔離電源模塊8供電；隔離電源模塊8，用于將電源轉(zhuǎn)換模塊7輸入的電壓進(jìn)行隔離，得到隔離后的供電電壓并給總控制裝置1、第一 EMB控制裝置2、第二 EMB控制裝置3、第三EMB控制裝置4和第四EMB控制裝置5供電。整流濾波模塊6輸入為正4842V，所述的直流無(wú)刷電機(jī)204供電電壓為正4842V， 隔離電源模塊8輸出的隔離后的供電電壓為正5V。其中，總控制裝置1可以是MC9S12DGU8MPVE ；上層控制模塊202可以是 MC9S12DG128MPVE ；直流無(wú)刷電機(jī)控制模塊203可以是TMS320C240 ；直流無(wú)刷電機(jī)204可以是137LWX，具體參數(shù)如下表
權(quán)利要求1.一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，其特征在于，包括總控制裝置(1 )，分別與總控制裝置(1)相連的第一 EMB控制裝置(2)、第二 EMB控制裝置(3)、第三EMB控制裝置 (4)和第四EMB控制裝置(5)，其中第一 EMB控制裝置(2)，用于監(jiān)測(cè)左前車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算左前車輪的實(shí)際滑移率，將左前車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置(1 )，并根據(jù)從總控制裝置(1)接收到左前車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)左前車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；第二 EMB控制裝置(3)，用于監(jiān)測(cè)左后車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算左后車輪的實(shí)際滑移率，將左后車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置(1 )，并根據(jù)從總控制裝置(1)接收到左后車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)左后車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；第三EMB控制裝置(4)，用于監(jiān)測(cè)右前車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算右前車輪的實(shí)際滑移率，將右前車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置(1 )，并根據(jù)從總控制裝置(1)接收到右前車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)右前車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；第四EMB控制裝置(5)，用于監(jiān)測(cè)右后車輪的車輪正壓力和車輪角速度，計(jì)算右后車輪的實(shí)際滑移率，將右后車輪的正壓力和實(shí)際滑移率上傳到總控制裝置(1)，并根據(jù)從總控制裝置(1)接收到右后車輪的目標(biāo)滑移率和車速信號(hào)對(duì)右后車輪進(jìn)行制動(dòng)控制；總控制裝置(1)，用于計(jì)算車速信號(hào)和左前車輪、左后車輪、右前車輪和右后車輪的目標(biāo)滑移率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，其特征在于，所述的第一 EMB控制裝置(2)、第二 EMB控制裝置(3)、第三EMB控制裝置(4)和第四EMB控制裝置(5 )均包括運(yùn)算模塊(201)、上層控制模塊(202 )、直流無(wú)刷電機(jī)控制模塊(203 )和直流無(wú)刷電機(jī)(204)，其中運(yùn)算模塊(201)，通過(guò)輪速傳感器測(cè)得的車輪角速度、正壓力傳感器測(cè)得的車輪正壓力和輸入的車速信號(hào)計(jì)算實(shí)際滑移率，并將車輪正壓力和實(shí)際滑移率傳送到總控制裝置(1)； 上層控制模塊(202)，根據(jù)運(yùn)算模塊(201)輸出的實(shí)際滑移率和總控制裝置(1)輸出的目標(biāo)滑移率的差值進(jìn)行PWM信號(hào)調(diào)制并輸出給直流無(wú)刷電機(jī)控制模塊(203)； 直流無(wú)刷電機(jī)控制模塊(203 )，用于驅(qū)動(dòng)直流無(wú)刷電機(jī)(204 )； 直流無(wú)刷電機(jī)(204)，用于帶動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)(205 )對(duì)車輪進(jìn)行制動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，其特征在于還包括整流濾波模塊(6)、電源轉(zhuǎn)換模塊(7)和隔離電源模塊(8)，其中整流濾波模塊(6 )，用于將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓并輸出到電源轉(zhuǎn)換模塊(7); 電源轉(zhuǎn)換模塊(7 )，用于給直流無(wú)刷電機(jī)(204 )供電和隔離電源模塊(8 )供電； 隔離電源模塊(8)，用于將電源轉(zhuǎn)換模塊(7)輸入的電壓進(jìn)行隔離，得到隔離后的供電電壓并給總控制裝置(1)、第一 EMB控制裝置(2)、第二 EMB控制裝置(3)、第三EMB控制裝置(4)和第四EMB控制裝置(5)供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，其特征在于所述的整流濾波模塊(6)輸入為正42V，所述的直流無(wú)刷電機(jī)(204)供電電壓為正42V，隔離電源模塊(8)輸出的隔離后的供電電壓為正5V。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無(wú)夾緊力傳感器的電子機(jī)械制動(dòng)裝置，包括總控制裝置(1)，分別與總控制裝置(1)相連的第一EMB控制裝置(2)、第二EMB控制裝置(3)、第三EMB控制裝置(4)和第四EMB控制裝置(5)，其中,第一EMB控制裝置(2),用于監(jiān)測(cè)左前車輪的車輪正壓力和車輪角速度，第二EMB控制裝置(3),用于監(jiān)測(cè)左后車輪的車輪正壓力和車輪角速度，第三EMB控制裝置(4),用于監(jiān)測(cè)右前車輪的車輪正壓力和車輪角速度，第四EMB控制裝置(5),用于監(jiān)測(cè)右后車輪的車輪正壓力和車輪角速度，總控制裝置(1)，用于計(jì)算車速信號(hào)和左前車輪、左后車輪、右前車輪和右后車輪的目標(biāo)滑移率。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)在無(wú)夾緊力傳感器條件下對(duì)車輪進(jìn)行有效制動(dòng)，安全性和實(shí)時(shí)性高；本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，成本低。
文檔編號(hào)B60T8/172GK202294749SQ201120431628
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者何保華, 劉夢(mèng)漪, 廖清華, 張綠原, 李頂根 申請(qǐng)人:湖北綠馳科技有限公司