一种用于电驱动车辆的电机电制动控制方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于电驱动车辆的电机电制动控制方法、装置，该方法步骤包括：S1.车辆进入制动工况时，按照以力矩作为跟随控制目标的力矩模式控制调节电机的制动力矩，以降低电机的转速；S2.当电机的速度降低到指定切换阈值时，控制切换为以转速作为跟随控制目标的转速模式，按照转速模式控制电机的转速降为零速；S3.当电机的转速为零速持续指定时间后，转入以位置作为跟随控制目标的位置模式，按照位置模式控制电机转子的位置状态。本发明专利技术具有实现方法简单、成本低、能够实现纯电控制动，且可防车轮反转、控制效果好等优点。控制效果好等优点。控制效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电驱动车辆的电机电制动控制方法、装置


[0001]本专利技术涉及电驱动车辆电机制动
，尤其涉及一种用于电驱动车辆的电机电制动控制方法、装置。

技术介绍

[0002]在以电驱动为动力的车辆中，通常都是利用机械制动与电制动共同作用的复合制动方式，即在车辆需要制动时，先切入电制动，当转速低于一定转速时，电制动力逐渐减小，机械制动逐渐增加，最终到零转速时，电制动力为0，全部由机械制动维持车轮不转动。但是上述电制动与机械制动的复合制动方式，必须依赖机械制动，而机械制动存在能力失效较快的情况，从而导致机械制动降低或者失效时，电制动无法完成车辆实现制动到零的功能，尤其是对于需要经常行驶于复杂路面的特种车辆，机械制动极易失效，而极易导致制动失效。
[0003]如上述，车辆在电制动过程中，是以力矩模式来进行控制，力矩模式的控制对象即是力矩，若考虑直接全部按照传统电制动控制模式执行制动，当转速接近零速时，由于需要仍然保持力矩，则可能会发生车轮反转的问题。且利用变频器控制电时，电机处于转动过程中，控制的电流波形为交流，当电机转速为零时，电流则变为直流，因而在固定的一段时间内，电流会从分别由三个IGBT桥臂平均分担(转动时)，变为大部分由一个IGBT桥臂分担(堵转时)且三相电流和为零，则会导致该桥臂IGBT承受了较大的发热压力，甚至可能会超出散热系统的极限负担能力，致使该IGBT损坏。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方法简单、成本低、能够实现纯电控制动，且可防车轮反转、控制效果好以及安全可靠的用于电驱动车辆的电机电制动控制方法、装置。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种用于电驱动车辆的电机电制动控制方法，步骤包括：
[0007]S1.车辆进入制动工况时，按照以力矩作为跟随控制目标的力矩模式控制调节电机的制动力矩，以降低电机的转速；
[0008]S2.当电机的速度降低到指定切换阈值时，控制切换为以转速作为跟随控制目标的转速模式，按照所述转速模式控制电机的转速降为零速；
[0009]S3.当电机的转速为零速持续指定时间后，转入以位置作为跟随控制目标的位置模式，按照所述位置模式控制电机转子的位置状态。
[0010]进一步的，所述步骤S1中，根据电机的实时加速度按照所述力矩模式控制调节电机的制动力矩；所述根据电机的实时加速度按照所述力矩模式控制调节电机的制动力矩包括：当电机的实时加速度超过电机轴侧加速度阈值a
电机
时，以所述电机轴侧加速度阈值a
电机
为目标控制调节电机的制动力矩，以使得按照最大允许加速度控制调节电机的制动力矩。
[0011]进一步的，所述控制调节电机的制动力矩时具体采用PID调节。
[0012]进一步的，所述电机轴侧加速度阈值a
电机
为根据负载仅为目标车轮时不同制动力矩下的角加速度α
轮
、车辆正常行驶时不同制动力矩下分配到目标车轮上的期望角加速度α
车
配置得到；所述电机轴侧加速度阈值a
电机
具体配置满足：a
车/轴
≤a
电机
<a
轮/轴
，其中a
轮/轴
为由负载仅为目标车轮时不同制动力矩下的角加速度α
轮
换算得到的电机轴侧的加速度，a
车/轴
为由车辆正常行驶时不同制动力矩下分配到目标车轮上期望角加速度α
车
换算得到的电机轴侧的加速度。
[0013]进一步的，所述步骤S2中，当电机的速度V≤k1*V
切换
时，控制切换为所述转速模式，其中k1为预设切入转速模式的参数，V
切换
为切换阈值，且V
切换
＝a*t
响应
，a为电机的实时加速度，t
响应
为上层控制系统的响应时间。
[0014]进一步的，所述步骤S2中按照转速模式控制电机的转速降为零速包括：将转速给定值设定为0，以及将转速闭环的内环力矩环或电流环的最大值设定为电机当前制动力T
制动
或电机当前制动力T
制动
所对应的电流值。
[0015]进一步的，所述步骤S3中按照所述位置模式控制电机转子的位置状态包括：根据电子转子的当前位置控制电机转子按照预设位置取值切换顺序依次切换至指定的位置。
[0016]进一步的，所述控制电机转子按照预设位置取值切换顺序依次切换至指定的位置具体包括：预先由多个位置取值角度按照预设切换顺序形成位置取值切换顺序表，切换时根据电机转子的当前位置值从所述位置取值切换顺序表中选择距离最近的取值角度值并作为电机转子的初始位置角度值，以所述初始位置角度值为起点按照所述位置取值顺序切换表中各位置取值角度进行顺序切换。
[0017]进一步的，所述位置取值顺序切换表中按照优先级依次排列的各位置取值角度为：30
°
、90
°
、150
°
、210
°
、270
°
、330
°
。
[0018]进一步的，当电机的速度V超过预设切换阈值时或车辆处于非制动工况时，还包括控制切换为所述力矩模式，按照所述力矩模式控制电机运行。
[0019]一种用于电驱动车辆的电机电制动控制装置，包括处理器，所述处理器中存储有可执行的计算机程序，所述处理器被配置以执行上述的电机电制动控制方法。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0021]1、本专利技术用于电驱动车辆的电机电制动控制方法、装置，通过在车辆制动工况时，先按照力矩模式控制电机制动，利用力矩模式下制动快速降低转速，在低速时再利用转速模式使得转速精准降为零速，在无机械制动情况下，电制动可具备独立完成车辆制动到零的能力，实现纯电控方式的电机制动，且低速时转入转速模式后，可以有效防止车轮发生反转，同时通过在零速状态持续一段时间后，转入位置模式以控制跟踪调整电机转子的位置状态，可以减少由于转速信号波动导致的0速下转速模式波动情况，有效消除长时间零转速情况下对于电机的影响。
[0022]2、本专利技术用于电驱动车辆的电机电制动控制方法、装置，电制动可具备独立完成车辆制动到零的能力，使得机械制动可以从必备功能变为安全辅助功能，尤其适用于需要经常行驶于复杂路面的车辆，可有效改善极端工况下机械制动磨损较快的情况，能够在不增加设备的情况下提高整车的制动能力。
[0023]3、本专利技术用于电驱动车辆的电机电制动控制方法、装置，进一步通过判断当前加
速度大小的方式限制制动力，可以使得制动时加速度不超过合理范围，保证电机转速的变化速度不超过控制系统的响应速度，使得车辆不会因为制动力过大而导致车轮打滑，同时通过按照最大加速度控制调节电机的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电驱动车辆的电机电制动控制方法，其特征在于，步骤包括：S1.车辆进入制动工况时，按照以力矩作为跟随控制目标的力矩模式控制调节电机的制动力矩，以降低电机的转速；S2.当电机的速度降低到指定切换阈值时，控制切换为以转速作为跟随控制目标的转速模式，按照所述转速模式控制电机的转速降为零速；S3.当电机的转速为零速持续指定时间后，转入以位置作为跟随控制目标的位置模式，按照所述位置模式控制电机转子的位置状态。2.根据权利要求1所述的用于电驱动车辆的电机电制动控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，根据电机的实时加速度按照所述力矩模式控制调节电机的制动力矩，所述根据电机的实时加速度按照所述力矩模式控制调节电机的制动力矩包括：当电机的实时加速度超过电机轴侧加速度阈值a
电机
时，以所述电机轴侧加速度阈值a
电机
为目标控制调节电机的制动力矩，以使得按照最大允许加速度控制调节电机的制动力矩。3.根据权利要求2所述的用于电驱动车辆的电机电制动控制方法，其特征在于：所述电机轴侧加速度阈值a
电机
为根据负载仅为目标车轮时不同制动力矩下的角加速度α
轮
、车辆正常行驶时不同制动力矩下分配到目标车轮上的期望角加速度α
车
配置得到；所述电机轴侧加速度阈值a
电机
具体配置满足：a
车/轴
≤a
电机
<a
轮/轴
，其中a
轮/轴
为由负载仅为目标车轮时不同制动力矩下的角加速度α
轮
换算得到的电机轴侧的加速度，a
车/轴
为由车辆正常行驶时不同制动力矩下分配到目标车轮上期望角加速度α
车
换算得到的电机轴侧的加速度。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于电驱动车辆的电机电制动控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，当电机的速度V≤k1*V
切换
时，控制切换为所述转速模式，其中k1为预设切入转速模式的参数，V
切...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓帆，杨大成，文宇良，黄佳德，连国一，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：