一种基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法，包括：控制制动电机以控制制动电机的目标力矩，从而配合制动踏板力电机及再生制动力产生相应的目标制动力；控制踏板力模拟电机以控制提供驾驶员的制动踏板感觉，同时配合制动踏板力电机和再生制动力产生相应的目标制动力。对于制动电机及踏板力模拟电机的控制，采取的是力控制方式。本发明专利技术的双电机电液复合制动系统控制方法的控制精确且鲁棒性优良，能在实现驾驶员制动意图的前提下，提供给驾驶员优良的制动感觉。

【技术实现步骤摘要】
一种基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法
本专利技术属于汽车
，涉及制动系统控制技术，尤其是基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法。
技术介绍
制动系统是有关汽车安全性能的至关重要的系统，其性能的高低将直接影响整车的行驶安全性能。传统的制动系统，通常由制动踏板，真空助力器，制动主缸，ESC/ABS，制动轮缸及其相应的管路所组成。整个系统较为为复杂，并且在体积，质量和集成度上处于劣势。并且，随着发动机效率的不断提升，其所能给真空助力器提供的真空度就越来越有限。为了弥补高效发动机所带来的这一问题，很多车辆采取附加真空泵的方案来增加真空度。然而，这该方案只是一个临时的解决方案。增加的真空泵不但占用了有限的车辆前舱空间，同时也增加了制动系统的质量和失效风险。这对于车辆和轻量化及安全性是背道而驰的。因此，响应快、功能强大的电子液压制动系统正越来越受到关注。机械电子式电子液压制动系统通常有制动电机，制动主缸，轮缸压力控制阀，踏板模拟器，失效备份系统及其相关管路所组成。该系统不同于现在正在逐步量产化的EHB，摒弃了高压蓄能器以及其相关控制阀系，直接通过制动电机驱动主缸完成系统建压。较之于EHB，机械电子式电子液压制动系统避免了采用存在泄漏风险的高压蓄能器及其相关的控制阀系，从成本和可靠性上更进了一步。此外，作为线控制动（brakebywire）的一种，机械电子式电子液压制动系统结构简单，可以实现每个轮缸的制动压力精确控制，除了能实现传统制动系统的制动防抱死控制，驱动防滑控制，电子制动力分配控制，电子稳定性控制等功能外，还能仅仅通过软件的编写完成，紧急制动辅助，制动俯仰控制，制动盘水膜清除，坡道起步辅助等一系列功能。更为重要的是，由于系统的是解耦系统，该系统能够与再生制动力完美结合，在踏板模拟器的帮助下，实现不改变原有制动感觉为前提的制动能量回收最大化。因此机械电子式电子液压制动系统的采用和推广能全方面提升车辆的安全性，经济性和轻量化，无论是在传统车辆还是在新能源车辆上都具有广泛的应用前景。国外的一些汽车相关企业已开始了大力投入机械电子式电子液压制动系统的开发。其中BOSCH公司的iBooster采用蜗轮蜗杆减速机构配合制动电机的形式。日本日立公司的e-Actuator系统则是通过外包型电机及滚珠丝杠实现了机械电子式电子液压制动系统。此外，德国大陆公司，LSP公司，美国TRW公司也都将机械电子式电子液压制动系统作为制动系统未来发展的主要方向，并计划在10年内实现量产。而双电机电液复合制动系统作为机械电子式电子液压制动系统中的一种，由于其结构紧凑，液压元器件较少，充分利用驾驶员踏板力等众多优势，正渐渐受到广泛的关注。虽然其结构相较于其他机械电子式电子液压制动系统有较明显的优势。但由于其采用了双电机控制模式，其控制难度相应增加。此外，为了充分利用驾驶员的制动踏板力，系统采取了非完全解耦的系统解耦。因此，双电机系统的控制目标较之于机械电子式电子液压制动系统从单一的主缸推力控制，扩展为主缸推力与制动踏板回馈力两个控制目标的控制。因此，这对双电机电液复合制动系统的控制方法提出了较高的要求。为了解决这一控制问题，有必要开发一种基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法，该控制方法采用制动电机控制逻辑和踏板力模拟电机控制逻辑实现主缸推力和制动踏板反馈力的独立控制，从而在满足整车制动力需求的前提下，保证良好的制动踏板感觉。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法，以便克服上述所说双电机电液复合制动系统控制难度较高的问题。为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：一种基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法，包括：控制制动电机：控制制动电机的目标力矩，从而配合制动踏板力电机及再生制动力产生相应的目标制动力；控制踏板力模拟电机：控制提供驾驶员的制动踏板感觉，同时配合制动踏板力电机和再生制动力产生相应的目标制动力。进一步，对于制动电机的控制，采取的是力控制方式。对于踏板力模拟电机的控制，采取的是力控制方式。通过实现主缸推力和制动踏板反馈力的独立控制，从而在满足整车制动力需求的前提下，保证良好的制动踏板感觉。通过与整车控制系统VMS的通讯配合，实现再生制动力和摩擦制动力的合理耦合，从而实现系统的制动能量回收最大化。所述机双电机电液复合制动系统控制方法通过整车控制系统VMS获取再生制动力，从而进行进一步的逻辑判断与仲裁。当驾驶员踩踏制动踏板产生相应的制动踏板位移后，系统通过查询制动踏板位移/制动踏板力图获取目标的整车总制动力需求；与此同时，整车控制系统VMS综合考虑车辆的运行参数，从而确定再生制动力；在VMS通过车辆状态获取再生制动力后VMS将车辆的再生制动力发送给系统；系统获取目标整车总制动力需求和再生制动力之后对其进行求差，从而得到目标摩擦制动力，之后系统获得制动电机及踏板力模拟电机的目标推力，从而通过电机控制器实现制动过程。系统通过以下公式获得目标制动主缸推力：式中Fmc为目标制动主缸推力；Fb为目标摩擦制动力；β为制动力分配系数；rwheel为车轮滚动半径；rmc为主缸半径；rcaliper为摩擦片有效制动半径；μ为前制动片与制动盘之间的摩擦系数；rw为轮缸半径。在获取了目标制动主缸推力后，系统通过从理想制动踏板位移/踏板力图中获取制动踏板力目标值；之后，系统将目标制动主缸推力和制动踏板力目标值求差得到制动电机目标推力，如下式：Fbm=Fmc-Fpedal×i(2)式中Fmc为制动主缸目标推力；Fbm为目标制动电机推力；Fpedal为制动踏板力目标值；i为制动踏板杠杆比；FPFE=Fpedal×i(3)与此同时，系统将踏板力模拟电机目标推力FPFE发送给踏板力模拟电机，使其产生于所需制动踏板力相一致的制动踏板回馈力；至此，系统获取了两个电机的目标推力，将目标推力的相关指令发送给电机控制器，电机控制器控制相应电机产生目标推力，完成制动和踏板力模拟，从而实现控制制动液压力的同时完成主动踏板力模拟，此外，还兼顾利用了人力。根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法，包括：制动电机控制逻辑，用于控制制动电机的目标力矩，从而配合制动踏板力电机及再生制动力产生相应的目标制动力；踏板力模拟电机控制逻辑，用于控制提供驾驶员的制动踏板感觉，同时配合制动踏板力电机和再生制动力产生相应的目标制动力。优选地，所述机双电机电液复合制动系统控制方法通过整车控制系统（VMS）获取再生制动力，从而进行进一步的逻辑判断与仲裁。本专利技术采用制动电机控制逻辑和踏板力模拟电机控制逻辑实现主缸推力和制动踏板反馈力的独立控制，从而在满足整车制动力需求的前提下，保证良好的制动踏板感觉。附图说明图1是根据本专利技术的一个示例性实施例的基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法的简图；图2是根据本专利技术的一个示例性实施例的运用基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法系统的简图；图3是本专利技术所涉及到的最大再生制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于力控制的双电机电液复合制动系统控制方法，其特征在于：包括：控制制动电机：控制制动电机的目标力矩，从而配合踏板力模拟电机及再生制动力产生相应的目标制动力；控制踏板力模拟电机：控制提供驾驶员的制动踏板感觉，同时配合制动电机和再生制动力产生相应的目标制动力；当驾驶员踩踏制动踏板产生相应的制动踏板位移后，系统通过查询理想制动踏板位移/制动踏板力图获取目标的整车总制动力需求；与此同时，整车控制系统VMS综合考虑车辆的运行参数，从而确定再生制动力；在VMS通过车辆状态获取再生制动力后VMS将车辆的再生制动力发送给系统；系统获取目标整车总制动力需求和再生制动力之后对其进行求差，从而得到目标摩擦制动力，之后系统获得制动电机及踏板力模拟电机的目标推力，从而通过电机控制器实现制动过程。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：对于制动电机的控制，采取的是力控制方式。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：对于踏板力模拟电机的控制，采取的是力控制方式。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：通过实现主缸推力和制动踏板反馈力的独立控制，从而在满足整车制动力需求的前提下，保证良好的制动踏板感觉。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：通过与整车控制系统VMS的通讯配合，实现再生制动力和摩擦制动力的合理耦合，从而实现系统的制动能量回收最大化。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述双电机电液复合制动系统控制方法通过整...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊璐，徐松云，汪阳光，余卓平，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：