四轮轮毂电动汽车电液复合制动防抱死协调优化控制方法技术

一种四轮轮毂电动汽车电液复合制动防抱死协调优化控制方法，属于车辆工程技术领域。本发明专利技术的目的是根据路面条件信息得到经验性的前后车轮期望的最优滑移率，在上层中设计滑移率模型预测控制器，在下层中以电机转速和电池剩余电量为约束条件的四轮轮毂电动汽车电液复合制动防抱死协调优化控制方法。本发明专利技术步骤是：建立四轮轮毂电动汽车制动系统模型，识别路面附着条件与最佳滑移率，上层滑移率跟踪控制器设计，下层再生制动与摩擦制动分配控制器设计。本发明专利技术能够快速、精确地控制轮胎滑移率，有效地缩短制动距离和制动时间，提高紧急制动的安全性和可靠性，提高紧急制动过程中的能量回馈效率。

【技术实现步骤摘要】
四轮轮毂电动汽车电液复合制动防抱死协调优化控制方法
本专利技术属于车辆工程

技术介绍
电动汽车相比于传统的内燃机汽车增加了电机制动系统，在紧急制动工况下，如何协调再生制动系统和摩擦制动系统来提高安全性和能效性，是一个重要的研究问题。在传统的液压制动系统中，可以通过脉宽调制信号调节电磁阀来控制液压，从而避免车轮抱死。随着液压压力的变化，液压制动力矩能够获得很大的相对工作区间，但是由于传统防抱死制动系统(ABS)的载波脉冲频率较低，摩擦制动力矩动态变化慢，在运行过程中总是有明显的瞬态延迟响应，会严重影响防抱控制性能。此外，传统的液压制动在ABS工作期间会有较大的振动和噪声，会影响制动稳定性和舒适性。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据路面条件信息得到经验性的前后车轮期望的最优滑移率，在上层中设计滑移率模型预测控制器，在下层中以电机转速和电池剩余电量为约束条件的四轮轮毂电动汽车电液复合制动防抱死协调优化控制方法。本专利技术步骤是：步骤一、建立四轮轮毂电动汽车制动系统模型：车辆纵向动力学方程及每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四轮轮毂电动汽车电液复合制动防抱死协调优化控制方法，其特征在于：其步骤是：步骤一、建立四轮轮毂电动汽车制动系统模型：/n车辆纵向动力学方程及每个车轮的力矩平衡方程如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种四轮轮毂电动汽车电液复合制动防抱死协调优化控制方法，其特征在于：其步骤是：步骤一、建立四轮轮毂电动汽车制动系统模型：
车辆纵向动力学方程及每个车轮的力矩平衡方程如下：









其中，M表示电动汽车整车质量，vx表示制动车速，Fxfl,Fxfr,Fxrl,Fxrr表示四个车轮与地面之间的摩擦力，Fa表示空气阻力，Fs和Fr分别表示坡度阻力和滚动阻力，J表示每个车轮的转动惯量，ωwj表示每个车轮的转动速度，Re表示轮胎有效滚动半径，Tbj表示作用于每个车轮上的制动力矩，ρ是空气质量密度，Ca是空气阻力系数，AF是前车窗迎风面积；
Pacejka魔术公式轮胎模型如下：
Fxj＝μj(κj)Fzj(4)
μj(κj)＝Dxsin{Cxarctan[Bxκj-Ex(Bxκj-arctan(Bxκj))]}(5)



其中，Fxj表示四个车轮与地面之间的摩擦力，μj表示各个轮胎与地面间的制动力系数，Fzj表示四个车轮的垂向载荷，κj表示各个车轮的滑移率，Bx、Cx、Dx、Ex分别表示轮胎的刚度因子、曲线形状因子、峰值因子和曲线曲率因子；
步骤二、识别路面附着条件与最佳滑移率：
轮胎力达到地面附着极限值，汽车减速度ax也达到最大值，滑移率超过或低于这个值，轮胎力都会减小，通过对电动汽车轮胎模型进行不同路面工况仿真，得到不同路面对应的前后轮最佳滑移率和最大制动减速度；
步骤三、上层滑移率跟踪控制器设计：
将车速vx所对应的车轮转速设为ωv，即：
vx＝ωvRe(7)
根据公式(1)、(2)、(6)有：









其中，



根据公式(7)、(8)、(9)可以推得：



式(12)为系统状态空间方程，状态量为四个轮胎的纵向滑移率x＝[κfl,κfr,κrl,κrr]T，控制量为四个车轮总制动力矩u＝[Tbfl,Tbfr,Tbrl,Tbrr]T；
为了跟踪期望滑移率，构建如下优化控制问题：






其中，式(14)为优化问题的约束条件，式(12)为系...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐薇，陈虹，赵海艳，邓丽飞，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22