一种电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制系统及方法，包括：制动踏板、制动踏板位移传感器、压力传感器、轮速传感器、纵向加速度传感器、轮毂电机、整车控制单元、制动力分配控制单元、液压制动控制单元、补偿控制单元及摩擦制动器；本发明专利技术消除了电液复合制动造成的转矩波动问题，不仅可以保证汽车制动平顺性、稳定性，还可以有效增加驾驶员的制动感觉，增强驾驶员在不同制动工况下对制动性能的判断，极大地提高汽车制动安全性。极大地提高汽车制动安全性。极大地提高汽车制动安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制系统及方法


[0001]本专利技术属于电动汽车电液复合制动
，具体涉及一种基于EHB系统的电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制系统及方法。

技术介绍

[0002]随着汽车技术的发展，“智能化、网联化、电动化”是未来汽车的发展方向，线控制动系统是实现汽车智能化的关键技术，电子液压制动(EHB)作为线控制动的一种形式，能够实现与制动踏板的解耦，受到国内外学者的高度关注。
[0003]考虑到液压制动系统存在如P
‑
V特性等非线性环节，导致液压制动具有惯性和迟滞特性，电机制动是一种电磁制动，其响应速度相比于液压制动较快，因此两者在电液复合制动过程中会存在较大的力矩冲击，影响制动安全性和舒适性。当前，国内外学者对于电液集成制动系统的研究主要集中于电液制动力的分配以及提高电机的再生制动能量回收率上，对于在电液复合制动过程中可能存在的制动冲击研究的较少，然而过大的转矩波动容易影响驾驶员对制动性能的判断，影响制动安全性与平顺性，目前，基于EHB系统的电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制方法的报道尚未公开，因此，对基于EHB系统的电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制进行研究具有极大的科研价值和实际意义。

技术实现思路

[0004]针对于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制系统及方法，以解决现有电液复合制动技术中存在的液压摩擦制动力矩和电机制动力矩响应时间不一致，电液复合制动过程中存在力矩冲击，影响制动安全性和舒适性的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术的一种电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制系统，包括：制动踏板、制动踏板位移传感器、压力传感器、轮速传感器、纵向加速度传感器、轮毂电机、整车控制单元、制动力分配控制单元、液压制动控制单元、补偿控制单元及摩擦制动器；其中，
[0007]所述制动踏板位移传感器和压力传感器均安装在制动踏板上，用于分别获取制动踏板的位移信息和压力信息，并与整车控制单元电气连接，将获得的制动踏板的位移信息和压力信息传送给整车控制单元；
[0008]所述轮速传感器安装于车轮中，用于获取车轮的转速信号，并与整车控制单元电气连接，将获得的转速信号传送给整车控制单元；
[0009]所述纵向加速度传感器安装于车身底板上，用于检测车辆的纵向加速度，其与整车控制单元电气连接，将获得的纵向加速度信号传送给整车控制单元；
[0010]所述整车控制单元，接收踏板位移传感器、压力传感器、轮速传感器及纵向加速度传感器的信号，判断实时车辆信息，来确定需求制动强度和需求制动力矩；
[0011]所述制动力分配控制单元与整车控制单元电气连接，根据所述需求制动力矩输出
需求液压摩擦制动力矩和需求电机再生制动力矩；
[0012]所述液压制动控制单元与制动力分配控制单元电气连接，根据需求液压摩擦制动力矩计算实际液压摩擦制动力矩，以输出高压制动油液；
[0013]所述摩擦制动器安装于车轮内，产生液压摩擦制动力矩，其与液压制动控制单元连接，对车轮进行摩擦制动；
[0014]所述补偿控制单元分别与制动力分配控制单元、轮毂电机电气连接，根据需求液压摩擦制动力矩与实际液压摩擦制动力矩的差值、需求电机再生制动力矩与最终电机再生制动力矩，经过H
∞
控制，输出最终的电机再生制动电流给轮毂电机；
[0015]所述轮毂电机安装于车轮内，用于输出最终电机再生制动力矩以制动车轮。
[0016]进一步地，所述驾驶员的需求制动强度由下式计算得到：
[0017]z＝k
z
s
[0018]其中，s为踏板位移，k
z
为常数。
[0019]进一步地，所述需求制动力矩为：
[0020]T
total
＝F
×
R
[0021]式中，F为需求制动力，R为车轮有效半径；
[0022]所述需求制动力F的大小为：
[0023]F＝M
×
g
×
z＝M
×
g
×
k
z
×
s
[0024]式中，M表示整车质量；g为重力加速度；z为制动强度；
[0025]由上述得到需求制动力矩为：
[0026]T
total
＝F
×
R＝M
×
g
×
R
×
k
z
×
s。
[0027]本专利技术还公开一种电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制方法，步骤如下：
[0028]1)建立基于电动汽车EHB系统的数学模型及制动力分配模型，所述数学模型包括：轮毂电机模型、制动主缸模型、制动轮缸模型、摩擦制动器模型、制动踏板模型；
[0029]2)分别获取制动踏板的位移信号和压力信号整车控制单元，经过计算后得到驾驶员的需求制动强度z，并根据需求制动强度z，计算需求制动力矩T
total
；
[0030]3)分别获取车轮转速ω、纵向加速度a
x
、纵向速度v
x
信息，通过得到的所述需求制动力矩T
total
、车轮转速ω、纵向加速度a
x
、纵向速度v
x
计算得到需求液压摩擦制动力矩和需求电机再生制动力矩
[0031]4)根据需求液压摩擦制动力矩计算实际液压摩擦制动力矩T
fri
；
[0032]5)根据需求液压摩擦制动力矩实际液压摩擦制动力矩T
fri
，计算两者的差值ΔT
fri
，同时把轮毂电机输出的最终电机再生制动力矩T
regfri
进行负反馈，将需求电机再生制动力矩差值ΔT
fri
与最终电机再生制动力矩T
regfri
之差叠加后到补偿控制单元中，经过补偿控制单元进行H
∞
控制，控制最终电机再生制动力矩跟随补偿再生制动力矩，利用最终电机再生制动力矩T
regfri
来补偿实际液压摩擦制动力矩T
fri
由于滞后产生的差值ΔT
fri
，减少电液复合制动时的转矩波动。
[0033]进一步地，所述补偿再生制动力矩具体为：差值ΔT
fri
与需求电机再生制动力矩
之和。
[0034]进一步地，所述步骤5)中的采用H∞混合灵敏度控制算法控制最终电机再生制动力矩T
regfri
来补偿实际液压摩擦制动力矩T
fri
由于滞后产生的差值ΔT
fri
，具体包括：
[0035]51)根据电液复合制动系统工作原理及特性建立动力学模型；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制系统，其特征在于，包括：制动踏板、制动踏板位移传感器、压力传感器、轮速传感器、纵向加速度传感器、轮毂电机、整车控制单元、制动力分配控制单元、液压制动控制单元、补偿控制单元及摩擦制动器；其中，所述制动踏板位移传感器和压力传感器均安装在制动踏板上，用于分别获取制动踏板的位移信息和压力信息，并与整车控制单元电气连接，将获得的制动踏板的位移信息和压力信息传送给整车控制单元；所述轮速传感器安装于车轮中，用于获取车轮的转速信号，并与整车控制单元电气连接，将获得的转速信号传送给整车控制单元；所述纵向加速度传感器安装于车身底板上，用于检测车辆的纵向加速度，其与整车控制单元电气连接，将获得的纵向加速度信号传送给整车控制单元；所述整车控制单元，接收踏板位移传感器、压力传感器、轮速传感器及纵向加速度传感器的信号，判断实时车辆信息，来确定需求制动强度和需求制动力矩；所述制动力分配控制单元与整车控制单元电气连接，根据所述需求制动力矩输出需求液压摩擦制动力矩和需求电机再生制动力矩；所述液压制动控制单元与制动力分配控制单元电气连接，根据需求液压摩擦制动力矩计算实际液压摩擦制动力矩，以输出高压制动油液；所述摩擦制动器安装于车轮内，产生液压摩擦制动力矩，其与液压制动控制单元连接，对车轮进行摩擦制动；所述补偿控制单元分别与制动力分配控制单元、轮毂电机电气连接，根据需求液压摩擦制动力矩与实际液压摩擦制动力矩的差值、需求电机再生制动力矩与最终电机再生制动力矩，经过H
∞
控制，输出最终的电机再生制动电流给轮毂电机；所述轮毂电机安装于车轮内，用于输出最终电机再生制动力矩以制动车轮。2.根据权利要求1所述的电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制系统，其特征在于，所述驾驶员的需求制动强度由下式计算得到：z＝k
z
s其中，s为踏板位移，k
z
为常数。3.根据权利要求2所述的电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制系统，其特征在于，所述需求制动力矩为：T
total
＝F
×
R式中，F为需求制动力，R为车轮有效半径；所述需求制动力F的大小为：F＝M
×
g
×
z＝M
×
g
×
k
z
×
s式中，M表示整车质量；g为重力加速度；z为制动强度；由上述得到需求制动力矩最终为：T
total
＝F
×
R＝M
×
g
×
R
×
k
z
×
s。4.一种电动汽车电液复合制动转矩波动协调控制方法，其特征在于，步骤如下：1)建立基于电动汽车EHB系统的数学模型及制动力分配模型，所述数学模型包括：轮毂电机模型、制动主缸模型、制动轮缸模型、摩擦制动器模型、制动踏板模型；2)分别获取制动踏板的位移信号和压力信号整车控制单元，经过计算后得到驾驶员的
需求制动强度z，并根据需求制动强度z，计算需求制动力矩T
total
；3)分别获取车轮转速ω、纵向加速度a
x
、纵向速度v
x
信息，通过得到的所述需求制动力矩T
total
、车轮转速ω、纵向加速度a
x
、纵向速度v
x
计算得到需求液压摩擦制动力矩和需求电机再生制动力矩4)根据需求液压摩擦制动力矩计算实际液压摩擦制动力矩T
fri
；5)根据需求液压摩擦制动力矩实际液压摩擦制动力矩T
fri
，计算两者的差值ΔT
fri
，同时把轮毂电机输出的最终电机再生制动力矩T
regfri
进行负反馈，将需求电机再生制动力矩差值ΔT
fri
与最终电机再生制动力矩T
regfri
之差叠加后到补偿控制单元中，经过补偿控制单元进行H
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞军，赵万忠，王春燕，黄恒，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：