一种车辆复合制动器制动力矩的分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种车辆复合制动器制动力矩的分配方法，车辆复合制动器包括车轮上同时设置的电子液压制动系统和电涡流制动系统，所述电子液压制动系统和电涡流制动系统同时由复合制动系统控制器控制，所述复合制动系统控制器根据电子液压制动系统温度、电涡流制动系统温度、电涡流制动系统能够提供的最大制动力矩、电涡流制动系统功率和电子液压制动系统功率实现对电子液压制动系统和电涡流制动系统制动力矩的分配；有益效果：本发明专利技术相互替换电子液压制动和电涡流制动实现制动效率最高或能耗最低，电子液压制动反馈补偿电涡流制动减少制动性能衰减和电子液压制动系统磨损，电涡流制动前馈补偿电子液压制动迟滞特性改善制动系统的响应特性。

A distribution method of braking torque of vehicle composite brake

【技术实现步骤摘要】
一种车辆复合制动器制动力矩的分配方法
本专利技术涉及车辆复合制动器制动力矩的分配方法，特别涉及一种基于电涡流制动和电子液压制动的复合制动器的制动力矩分配的控制方法，属于汽车制动系统领域。
技术介绍
面对日益严峻的节能、环保、安全及交通拥堵等压力，新能源汽车和智能汽车已成为现代汽车工业发展的重点，这一趋势亦推动了汽车制动系统向集成化、线控化和高效安全等方面发展。为配合新能源汽车制动能量回收和满足智能化汽车辅助制动的需求，必须要实现人机制动的解耦，电子液压制动系统能够实现制动解耦和轮缸压力的精确调节，所以电子液压制动系统具有广阔的应用前景。而电涡流制动与电子液压制动相比具有低速制动效果良好、响应速度快、非接触制动等优点，且电涡流制动与电机回馈制动相比不受储能装置充电等条件的约束。但电子液压制动和电涡流制动都具有制动过热效率降低、甚至是失效的问题。中国专利CN105292092B商用车集成制动系统分工况制动力分配优化方法，提出前轴摩擦制动器、后轴摩擦制动器和电涡流制动器的制动力矩分配优化方法，但并没有考虑两种制动系统的能耗问题和两种制动系统响应特性的差异。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种车辆复合制动器制动力矩的分配方法。本专利技术能够根据不同的制动工况，提供不同控制目标的制动力矩分配策略，达到考虑不同制动工况对各种制动性能要求的不同，有侧重的提高制动工况下车辆的制动效能、稳定性、安全性和经济性的目的。技术方案：一种车辆复合制动器制动力矩的分配方法，车辆复合制动器包括车轮上安装的电子液压制动系统和电涡流制动系统，所述电子液压制动系统和电涡流制动系统同时由复合制动系统控制器控制，所述复合制动系统控制器根据电子液压制动系统温度、电涡流制动系统温度、电涡流制动系统能够提供的最大制动力矩、电涡流制动系统功率和电子液压制动系统功率实现对电子液压制动系统和电涡流制动系统制动力矩的分配；所述制动力矩的分配方法如下：根据电子液压制动系统温度和电涡流制动系统温度与各自的最高安全阈值进行比较，基于制动器惯性台架试验，模拟汽车长下坡路段持续制动工况下的热衰退试验，根据试验数据关系图，通过最小二乘逼近求出制动次数和温度的二维关系模型，进而预测出温度上升趋势，找出液压制动失效温度阈值。根据电涡流制动力矩热衰退试验，通过试验得到在某一恒定转速下电涡流制动力矩-时间关系曲线，进行拖磨试验，在电涡流制动力矩小于初始时刻15％的制动力矩时，记录电涡流制动系统温度，作为电涡流制动系统的最高温度阈值。a)当二者均大于各自阈值时，制动系统存在失效风险；b)当电子液压制动系统温度小于其阈值，而电涡流制动系统温度大于其阈值时，电子液压制动系统不存在失效风险，电涡流制动系统存在失效风险，采用电子液压制动系统制动；c)当电子液压制动系统温度大于其阈值，而电涡流制动系统温度小于其阈值时，电子液压制动系统存在失效风险，而电涡流制动系统不存在失效风险，优先采用电涡流制动系统制动；d)当电子液压制动系统温度和电涡流制动系统温度均小于其阈值时，电涡流制动系统和电子液压制动系统工作状态正常，且电涡流制动系统能够满足制动需求时，分别计算两种制动系统提供所需制动力矩所消耗的功率，当电涡流制动系统功率值低于电子液压制动系统功率时，采用单独电涡流制动系统制动；当电涡流制动系统功率值高于电子液压制动系统功率时，采用电子液压制动系统单独进行制动；e)当电子液压制动系统温度和电涡流制动系统温度均小于其阈值时，电涡流制动系统和电子液压制动系统工作状态正常，且电涡流制动系统提供的最大制动力矩小于制动需求时，电涡流制动系统进行前馈补偿电子液压制动系统的补偿制动。优选项，为了避免低效的电子液压制动系统的使用，所述步骤c中计算电涡流制动系统能提供的最大制动力矩；当需求制动力矩低于电涡流制动系统所能提供的最大制动力矩时，单独采用电涡流制动系统进行制动；当需求制动力矩高于电涡流制动系统所能提供的最大制动力矩时，电涡流制动系统提供最大制动力矩，电子液压制动系统提供剩余制动力矩。优选项，为了利用电涡流制动前馈补偿电子液压制动系统的迟滞特性，提高制动系统的响应特性，所述步骤d中当电涡流制动系统功率值高于电子液压制动系统功率时，电涡流制动系统进行前馈补偿电子液压制动系统的补偿制动。优选项，所述电涡流制动系统能提供的最大制动力矩为Temax，电涡流制动系统施加在制动盘上的最大制动力矩为：式中，B为穿过制动盘的磁感应强度，a为磁极截面宽度，b为磁极面长度，L为制动盘中心到磁极中心的距离，Ie为在制动盘上产生的电涡流有效值，i为在制动盘上产生的电涡流瞬时值，ρ′为制动盘电阻率，Δh为涡流在制动盘上的集肤深度，μr为相对磁导率，ω为制动盘转动角速度，μ0为真空磁导率，N为铁芯上所扰线圈的匝数，Imax为电磁制动器最大通电电流强度，lg为气隙间距，ke为折算系数。优选项，所述涡流制动系统功率PBe的计算方法为根据电涡流制动系统的制动力矩Te求得通电电流根据电涡流制动系统的通电电流计算得到功率为PBe＝I2R式中，R为电涡流制动系统线圈的总电阻。所述电子液压制动系统包括：电机、传动机构、液压制动缸、电磁阀和制动轮缸；根据系统各部件数学模型，建立电子液压制动系统模型，进行电子液压制动系统功率PBf的计算。所述电机数学模型为式中，Us为电机端电压，Ke为等效反电动势系数，Rm为电机等效内阻，Lm为等效电感，Kt为等效电机力矩系数，im为等效电流，Tme为电机力矩，为电机转速；根据电机外特性，对电机输出力矩进行限制：式中，Tm为电机实际输出力矩，为电机外特性曲线；因此，电机的功率可以表示为：所述传动机构数学模型为输入力矩Tin与输出力矩Tout、输入转角θm与输出位移Sout的传动关系为电机及传动机构的动力学平衡方程表示为式中，Pm为液压制动缸压力，Am为液压制动缸面积，Jsys为系统转动惯量，Csys为系统阻尼，Ks为系统刚度，Tf为系统摩擦力矩，为电机角加速度；所述液压制动缸及电磁阀的数学模型为采用的单腔液压制动缸连续流量动力学表达式为式中，E为制动液体积弹性模量，Qm为液压制动缸流出的液体流量，Vini为缸内制动液初始体积，Qv(i)为制动液流经各电磁阀的流量；制动液流经电磁阀的流量方程可以表示为式中，i＝1为高速电磁阀进油口，i＝2为高速电磁阀出油口，Cd(i)为各电磁阀流量系数，Av(i)为各电磁阀等效截流面积，Pw(i)为轮缸压力，ρ为制动液密度；所述制动轮缸数学模型为轮缸压力与制动液体积的关系用制动回路压力与其制动液体积的关系曲线来表示Pw(i)＝f(Vw(i)),Vw(i)＝∫Qv(i)dt式中，Vw(i)为制动液体积，i＝1为高压制动液体积，i本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆复合制动器制动力矩的分配方法，其特征在于：车辆复合制动器包括车轮上安装的电子液压制动系统和电涡流制动系统，所述电子液压制动系统和电涡流制动系统同时由复合制动系统控制器控制，所述复合制动系统控制器根据电子液压制动系统温度、电涡流制动系统温度、电涡流制动系统能够提供的最大制动力矩、电涡流制动系统功率和电子液压制动系统功率实现对电子液压制动系统和电涡流制动系统制动力矩的分配；所述制动力矩的分配方法如下：/n根据电子液压制动系统温度和电涡流制动系统温度与各自的最高安全阈值进行比较，/na)当二者均大于各自阈值时，制动系统存在失效风险；/nb)当电子液压制动系统温度小于其阈值，而电涡流制动系统温度大于其阈值时，电子液压制动系统不存在失效风险，电涡流制动系统存在失效风险，采用电子液压制动系统制动；/nc)当电子液压制动系统温度大于其阈值，而电涡流制动系统温度小于其阈值时，电子液压制动系统存在失效风险，而电涡流制动系统不存在失效风险，优先采用电涡流制动系统制动；/nd)当电子液压制动系统温度和电涡流制动系统温度均小于其阈值时，电涡流制动系统和电子液压制动系统工作状态正常，且电涡流制动系统能够满足制动需求时，分别计算两种制动系统提供所需制动力矩所消耗的功率，当电涡流制动系统功率值低于电子液压制动系统功率时，采用单独电涡流制动系统制动；当电涡流制动系统功率值高于电子液压制动系统功率时，采用电子液压制动系统单独进行制动；/ne)当电子液压制动系统温度和电涡流制动系统温度均小于其阈值时，电涡流制动系统和电子液压制动系统工作状态正常，且电涡流制动系统提供的最大制动力矩小于制动需求时，电涡流制动系统进行前馈补偿电子液压制动系统的补偿制动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种车辆复合制动器制动力矩的分配方法，其特征在于：车辆复合制动器包括车轮上安装的电子液压制动系统和电涡流制动系统，所述电子液压制动系统和电涡流制动系统同时由复合制动系统控制器控制，所述复合制动系统控制器根据电子液压制动系统温度、电涡流制动系统温度、电涡流制动系统能够提供的最大制动力矩、电涡流制动系统功率和电子液压制动系统功率实现对电子液压制动系统和电涡流制动系统制动力矩的分配；所述制动力矩的分配方法如下：
根据电子液压制动系统温度和电涡流制动系统温度与各自的最高安全阈值进行比较，
a)当二者均大于各自阈值时，制动系统存在失效风险；
b)当电子液压制动系统温度小于其阈值，而电涡流制动系统温度大于其阈值时，电子液压制动系统不存在失效风险，电涡流制动系统存在失效风险，采用电子液压制动系统制动；
c)当电子液压制动系统温度大于其阈值，而电涡流制动系统温度小于其阈值时，电子液压制动系统存在失效风险，而电涡流制动系统不存在失效风险，优先采用电涡流制动系统制动；
d)当电子液压制动系统温度和电涡流制动系统温度均小于其阈值时，电涡流制动系统和电子液压制动系统工作状态正常，且电涡流制动系统能够满足制动需求时，分别计算两种制动系统提供所需制动力矩所消耗的功率，当电涡流制动系统功率值低于电子液压制动系统功率时，采用单独电涡流制动系统制动；当电涡流制动系统功率值高于电子液压制动系统功率时，采用电子液压制动系统单独进行制动；
e)当电子液压制动系统温度和电涡流制动系统温度均小于其阈值时，电涡流制动系统和电子液压制动系统工作状态正常，且电涡流制动系统提供的最大制动力矩小于制动需求时，电涡流制动系统进行前馈补偿电子液压制动系统的补偿制动。


2.根据权利要求1所述的车辆复合制动器制动力矩的分配方法，其特征在于：所述步骤c中计算电涡流制动系统能提供的最大制动力矩；当需求制动力矩低于电涡流制动系统所能提供的最大制动力矩时，单独采用电涡流制动系统进行制动；当需求制动力矩高于电涡流制动系统所能提供的最大制动力矩时，电涡流制动系统提供最大制动力矩，电子液压制动系统提供剩余制动力矩。


3.根据权利要求1或2所述的车辆复合制动器制动力矩的分配方法，其特征在于：所述步骤d中当电涡流制动系统功率值高于电子液压制动系统功率时，电涡流制动系统进行前馈补偿电子液压制动系统的补偿制动。


4.根据权利要求2所述的车辆复合制动器制动力矩的分配方法，其特征在于：所述电涡流制动系统能提供的最大制动力矩为Temax，电涡流制动系统施加在制动盘上的最大制动力矩为：



式中，B为穿过制动盘的磁感应强度，a为磁极截面宽度，b为磁极面长度，L为制动盘中心到磁极中心的距离，Ie为在制动盘上产生的电涡流有效值，i为在制动盘上产生的电涡流瞬时值，ρ′为制动盘电阻率，Δh为涡流在制动盘上的集肤深度，μr为相对磁导率，ω为制动盘转动角速度，μ0为真空磁导率，N为铁芯上所扰线圈的匝数，Imax为电磁制动器最大通电电流强度，lg为...

【专利技术属性】
技术研发人员：何仁，苑磊，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32