线控气压制动系统控制器及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了线控气压制动系统控制器及其控制方法，该控制器由主控芯片单元、驾驶员制动信号采集单元、压力信号采集单元、ABS电磁阀驱动单元、前桥模块驱动单元以及后桥模块驱动单元组成；主控芯片单元内含有一个单片机，驾驶员制动信号采集单元和压力信号采集单元分别与单片机信号输入端相连以采集车辆信号，ABS电磁阀驱动单元、前桥模块驱动单元和后桥模块驱动单元分别与单片机信号输出端相连以输出制动控制信号。所述控制方法基于所述控制器，采用双逻辑门限值方法进行分段增减压控制。本发明专利技术控制器将信号采集和控制电路高度集成，内部通过电路优化，提高抗干扰性，保证制动系统的控制精确性与稳定性，结合控制方法实现系统快速建压和精确控压。

Controller and control method of wire controlled pneumatic brake system

The invention discloses a remote air brake system controller and its control method, the controller is composed of a main control chip unit, driver's braking pressure signal acquisition unit, signal acquisition unit, ABS solenoid valve driving unit, axle drive unit and a rear axle module drive unit; the main control chip unit contains a microcontroller, the driver brake signal the collection unit and the pressure signal acquisition unit is respectively connected with the signal input end is connected to the vehicle driving signal acquisition, ABS solenoid valve unit and the rear axle drive module unit is connected respectively with the signal output end to output signal driving unit, front axle brake control module. The control method is based on the controller and uses the dual logic threshold method to carry out the segmented decompression control. The controller integrates the signal acquisition and control circuit, optimizes the internal circuit, improves the anti-interference ability, ensures the accuracy and stability of the control system, and combines the control method to achieve rapid pressure build-up and precise control.

【技术实现步骤摘要】
线控气压制动系统控制器及其控制方法
本专利技术属于汽车制动系统控制器领域，更具体地说，涉及一种线控气压制动系统控制器及其控制策略。
技术介绍
汽车制动系统是汽车底盘的重要组成部分，且制动系统的性能对行车安全性、操纵稳定性以及乘坐舒适性有着很大的影响。汽车制动系统的功用是保证汽车在行驶中短距离内停车并保持制动的稳定性。由于制动系统在汽车行驶中的重要作用，所以针对于汽车制动系统的控制器的设计具有很重要的意义。目前，由于商用车载重量较大，对制动时的制动力需求较大，所以商用车的制动系统主要采用气压制动的形式。由于传统的商用车气压制动系统存在制动气路较长、制动建压响应较慢、控制精度较低等缺点。随着汽车电控技术的显著发展，商用车线控气压制动系统以其精确控压、响应快速等优点得到了广泛的应用。线控气压制动系统不仅能满足传统气压制动的需求，而且能够通过电控系统实现对压力的精确控制，并通过传感器系统对制动气室压力等物理量进行实时检测，能够满足目前控制技术的硬件要求，适用范围广泛且稳定性好。由于目前商用车线控气压制动系统的研究仍处于起步阶段，对线控气压制动系统控制器的研究仍然较少，而控制器的设计对整个线控气压制动系统有着十分严重的影响，线控气压制动系统控制器的性能也决定了整个制动系统的响应时间与工作性能。而目前现有的线控气压制动系统控制器对制动系统的控制性能存在缺陷，不能满足制动系统快速建压、精确控压的制动需求。
技术实现思路
针对上述现有线控气压制动系统控制器中制动系统建压时间慢、控制精度低等缺陷，本专利技术提供了一种线控气压制动系统控制器及其控制策略，以达到对线控气压制动系统的精确控制。结合说明书附图，本专利技术的技术方案如下：线控气压制动系统控制器，由主控芯片单元、驾驶员制动信号采集单元、压力信号采集单元、ABS电磁阀驱动单元、前桥模块驱动单元以及后桥模块驱动单元组成；所述主控芯片单元内含有一个单片机；所述驾驶员制动信号采集单元的信号输出端与单片机的信号输入端相连，所述驾驶员制动信号采集单元将线控气压制动系统中制动总泵的内置传感器信号转换后传输至单片机，以实现单片机对驾驶员制动信号的采集；所述压力信号采集单元的信号输出端与单片机的信号输入端相连，所述压力信号采集单元将位于汽车四轮上的压力传感器所传输出的压力信号经过精密电阻分压后传输至单片机，以实现单片机对四轮压力信号的采集；所述ABS电磁阀驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述ABS电磁阀驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出独立电压以分别驱动前桥两侧ABS电磁阀内的阀芯运动，从而分别调节前桥两侧制动气室的压力；所述前桥模块驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述前桥模块驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出电压以驱动前桥模块内的增压阀和减压阀动作，从而同步调节前桥两侧制动气室的压力。所述后桥模块驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述后桥模块驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出独立电压以驱动相应的后桥模块内的增压阀和减压阀动作，从而分别调节后桥两侧制动气室的压力。进一步地，所述主控芯片单元还包括时钟电路、复位电路和电源电路；所述时钟电路为单片机提供时钟信号；所述复位电路使单片机复位，进而实现系统复位；所述电源电路用于将车载电源所提供的高电压经降压处理后对外提供低电平输出。进一步地，所述压力信号采集单元中，每一路车轮压力信号通过两个电阻进行分压，其中一个电阻R401的一端与车轮压力信号输入连接，另一端分别与另一个电阻R402的一端和单片机采集对应压力信号的引脚连接，另一个电阻R402的另一端与GND端相连，所述两个电阻将车轮压力信号进行电阻串联分压，以满足单片机端口对电平峰值的要求。进一步地，所述驾驶员制动信号采集单元由两个电阻、一个电容和一个三极管组成；其中一个电阻R501的一端与制动总泵PWM信号输入连接，另一端分别与电容C501的一端、三极管S501的基极端连接，电容C501的另一端与三极管S501的发射极端、GND端连接，另一个电阻R502的一端与低电平连接，另一端分别与三极管S501的集电极端和单片机采集制动信号的引脚连接；所述低电平为单片机所支持的最高电压电平，以实现对单片机所支持的最高电压的PWM信号转换。进一步地，所述ABS电磁阀驱动单元由ABS电磁阀驱动芯片和四条ABS电磁阀驱动线路组成；每一条ABS电磁阀驱动线路均由两个电阻、一个三极管和一个二极管组成；其中一个电阻R301的一端与单片机输出控制对应ABS电磁阀指令的引脚连接，另一端与三极管S301的基极端连接，另一个电阻R302的一端与ABS电磁阀驱动芯片所需的输入电平连接，另一端分别与三极管S301的集电极端和ABS电磁阀驱动芯片的输入端引脚连接，ABS电磁阀驱动芯片的输出端引脚分别与二极管D301的不导通端和ABS电磁阀阀体驱动端连接，三极管S301的发射极端和二极管D301的导通端分别与GND端连接；单片机输出的信号分别在对应的ABS电磁阀驱动线路中的三极管的开关作用下被转换后，分别输入至ABS电磁阀驱动芯片，并通过ABS电磁阀驱动芯片向外输出独立的驱动信号以控制ABS电磁阀的状态。进一步地，所述前桥模块驱动单元由前桥模块驱动芯片和两条前桥模块驱动线路组成；每一条前桥模块驱动线路均由两个电阻、一个三极管和一个二极管组成；其中一个电阻R101的一端与单片机输出控制对应前桥模块内阀体指令的引脚连接，另一端与三极管S101的基极端连接，另一个电阻R102的一端与前桥模块驱动芯片所需的输入电平连接，另一端分别与三极管S101的集电极端和前桥模块驱动芯片的输入端引脚连接，前桥模块驱动芯片的输出端引脚分别与二极管D101的不导通端和后桥模块内阀体的驱动端连接，三极管S101的发射极端和二极管D101的导通端分别与GND端连接；单片机输出的信号分别在对应的前桥模块驱动线路中的三极管的开关作用下被转换后，分别输入至前桥模块驱动芯片，并通过前桥模块驱动芯片向外输出驱动信号以控制前桥模块内阀体的状态。进一步地，所述后桥模块驱动单元由后桥模块驱动芯片和四条后桥模块驱动线路组成；每一条后桥模块驱动线路均由两个电阻、一个三极管和一个二极管组成；其中一个电阻R201的一端与单片机输出控制对应后桥模块内阀体指令的引脚连接，另一端与三极管S201的基极端连接，另一个电阻R202的一端与后桥模块驱动芯片所需的输入电平连接，另一端分别与三极管S201的集电极端和后桥模块驱动芯片的输入端引脚连接，后桥模块驱动芯片的输出端引脚分别与二极管D201的不导通端和后桥模块内阀体的驱动端连接，三极管S201的发射极端和二极管D201的导通端分别与GND端连接；单片机输出的信号分别在对应的后桥模块驱动线路中的三极管的开关作用下被转换后，分别输入至后桥模块驱动芯片，并通过后桥模块驱动芯片向外输出独立的驱动信号以控制后桥模块内阀体的状态。线控气压制动系统控制方法，所述控制方法通过权利要求1所述的线控气压制动系统控制器实施，采用双逻辑门限值方法，所述制动系统控制方法包括“前轴两制动气室目标压力相同”、“前轴两制动气室目标压力不同”以及“后轴两制动气室目标压力独立调节”三种情况下的控制方法，其中：前轴两制动气室目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
线控气压制动系统控制器，其特征在于：由主控芯片单元、驾驶员制动信号采集单元、压力信号采集单元、ABS电磁阀驱动单元、前桥模块驱动单元以及后桥模块驱动单元组成；所述主控芯片单元内含有一个单片机；所述驾驶员制动信号采集单元的信号输出端与单片机的信号输入端相连，所述驾驶员制动信号采集单元将线控气压制动系统中制动总泵的内置传感器信号转换后传输至单片机，以实现单片机对驾驶员制动信号的采集；所述压力信号采集单元的信号输出端与单片机的信号输入端相连，所述压力信号采集单元将位于汽车四轮上的压力传感器所传输出的压力信号经过精密电阻分压后传输至单片机，以实现单片机对四轮压力信号的采集；所述ABS电磁阀驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述ABS电磁阀驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出独立电压以分别驱动前桥两侧ABS电磁阀内的阀芯运动，从而分别调节前桥两侧制动气室的压力；所述前桥模块驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述前桥模块驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出电压以驱动前桥模块内的增压阀和减压阀动作，从而同步调节前桥两侧制动气室的压力。所述后桥模块驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述后桥模块驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出独立电压以驱动相应的后桥模块内的增压阀和减压阀动作，从而分别调节后桥两侧制动气室的压力。...

【技术特征摘要】
1.线控气压制动系统控制器，其特征在于：由主控芯片单元、驾驶员制动信号采集单元、压力信号采集单元、ABS电磁阀驱动单元、前桥模块驱动单元以及后桥模块驱动单元组成；所述主控芯片单元内含有一个单片机；所述驾驶员制动信号采集单元的信号输出端与单片机的信号输入端相连，所述驾驶员制动信号采集单元将线控气压制动系统中制动总泵的内置传感器信号转换后传输至单片机，以实现单片机对驾驶员制动信号的采集；所述压力信号采集单元的信号输出端与单片机的信号输入端相连，所述压力信号采集单元将位于汽车四轮上的压力传感器所传输出的压力信号经过精密电阻分压后传输至单片机，以实现单片机对四轮压力信号的采集；所述ABS电磁阀驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述ABS电磁阀驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出独立电压以分别驱动前桥两侧ABS电磁阀内的阀芯运动，从而分别调节前桥两侧制动气室的压力；所述前桥模块驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述前桥模块驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出电压以驱动前桥模块内的增压阀和减压阀动作，从而同步调节前桥两侧制动气室的压力。所述后桥模块驱动单元的信号输入端与单片机的信号输出端相连，所述后桥模块驱动单元将单片机的控制信号转换后，输出独立电压以驱动相应的后桥模块内的增压阀和减压阀动作，从而分别调节后桥两侧制动气室的压力。2.如权利要求1所述线控气压制动系统控制器，其特征在于：所述主控芯片单元还包括时钟电路、复位电路和电源电路；所述时钟电路为单片机提供时钟信号；所述复位电路使单片机复位，进而实现系统复位；所述电源电路用于将车载电源所提供的高电压经降压处理后对外提供低电平输出。3.如权利要求1所述线控气压制动系统控制器，其特征在于：所述压力信号采集单元中，每一路车轮压力信号通过两个电阻进行分压，其中一个电阻R401的一端与车轮压力信号输入连接，另一端分别与另一个电阻R402的一端和单片机采集对应压力信号的引脚连接，另一个电阻R402的另一端与GND端相连，所述两个电阻将车轮压力信号进行电阻串联分压，以满足单片机端口对电平峰值的要求。4.如权利要求1所述线控气压制动系统控制器，其特征在于：所述驾驶员制动信号采集单元由两个电阻、一个电容和一个三极管组成；其中一个电阻R501的一端与制动总泵PWM信号输入连接，另一端分别与电容C501的一端、三极管S501的基极端连接，电容C501的另一端与三极管S501的发射极端、GND端连接，另一个电阻R502的一端与低电平连接，另一端分别与三极管S501的集电极端和单片机采集制动信号的引脚连接；所述低电平为单片机所支持的最高电压电平，以实现对单片机所支持的最高电压的PWM信号转换。5.如权利要求1所述线控气压制动系统控制器，其特征在于：所述ABS电磁阀驱动单元由ABS电磁阀驱动芯片和四条ABS电磁阀驱动线路组成；每一条ABS电磁阀驱动线路均由两个电阻、一个三极管和一个二极管组成；其中一个电阻R301的一端与单片机输出控制对应ABS电磁阀指令的引脚连接，另一端与三极管S301的基极端连接，另一个电阻R302的一端与ABS电磁阀驱动芯片所需的输入电平连接，另一端分别与三极管S301的集电极端和ABS电磁阀驱动芯片的输入端引脚连接，ABS电磁阀驱动芯片的输出端引脚分别与二极管D301的不导通端和ABS电磁阀阀体驱动端连接，三极管S301的发射极端和二极管D301的导通端分别与GND端连接；单片机输出的信号分别在对应的ABS电磁阀驱动线路中的三极管的开关作用下被转换后，分别输入至ABS电磁阀驱动芯片，并通过ABS电磁阀驱动芯片向外输出独立的驱动信号以控制ABS电磁阀的状态。6.如权利要求1所述线控气压制动系统控制器，其特征在于：所述前桥模块驱动单元由前桥模块驱动芯片和两条前桥模块驱动线路组成；每一条前桥模块驱动线路均由两个电阻、一个三极管和一个二极管组成；其中一个电阻R101的一端与单片机输出控制对应前桥模块内阀体指令的引脚连接，另一端与三极管S101的基极端连接，另一个电阻R102的一端与前桥模块驱动芯片所需的输入电平连接，另一端分别与三极管S101的集电极端和前桥模块驱动芯片的输入端引脚连接，前桥模块驱动芯片的输出端引脚分别与二极管D101的不导通端和后桥模块内阀体的驱动端连接，三极管S101的发射极端和二极管D101的导通端分别与GND端连接；单片机输出的信号分别在对应的前桥模块驱动线路中的三极管的开关作用下被转换后，分别输入至前桥模块驱动芯片，并通过前桥模块驱动芯片向外输出驱动信号以控制前桥模块内阀体的状态。7.如权利要求1所述线控气压制动系统控制器，其特征在于：所述后桥模块驱动单元由后桥模块驱动芯片和四条后桥模块驱动线路组成；每一条后桥模块驱动线路均由两个电阻、一个三极管和一个二极管组成；其中一个电阻R201的一端与单片机输出控制对应后桥模块内阀体指令的引脚连接，另一端与三极管S201的基极端连接，另一个电阻R202的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，石求军，刘鹏，户亚威，冯酉南，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22