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用于调节机电制动器所施加的夹紧力的方法技术

技术编号:40431626 阅读:9 留言:0更新日期:2024-02-20 22:54
本发明专利技术涉及一种用于调节机动车辆的机电制动器(B)所施加的夹紧力(F*)的方法,该制动器(B)包括设有旨在驱动制动器机械夹紧装置的转轴的电机,所述电机通过PWM类型的电压指令来控制,其中,基于电机电阻的估计值(R*)和电机常数的估计值(K*)来估计所述电机的转速(ω),然后基于所述电机的转速的估计值(ω)来确定所述夹紧力(F*),其特征在于,在没有电压指令的非活动阶段(“空闲阶段”),更新所述电机电阻的估计值(R*)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及机动车辆制动致动器的领域,更具体地说,涉及一种用于调节机电制动器所施加的夹紧力的方法


技术介绍

1、机动车辆的制动系统一般包括制动器机械夹紧装置,其尤其包括连接到致动器的摩擦装置,例如刹车片,致动器能够使得这些摩擦装置向车轮方向移位,以将车轮夹紧并由此通过摩擦来制动车辆,或为了停止制动而使这些摩擦装置分离。在机电制动器的情况下,机械夹紧装置由电机来控制,而电机设有驱动这些机械夹紧装置的转轴。

2、为了改变电机的转速ω(rad/s),必须改变电动力e。该电动力与电压成比例:

3、e=k.ω=u-r.i

4、其中:

5、k:电机常数

6、u:电压

7、i:电流强度

8、r:电机电阻

9、由此,例如由文献wo2019131659和de102014203350已知通过pwm(英文为“pulsewidth modulation”),即mli(法语“脉冲宽度调制”的缩写)类型的电压指令来改变电机转速ω(rad/s)。

10、这在于给电机供给方波电压。平均电压则取决于占空比t0/t。转速ω根据该平均电压变化。

11、由此,为了控制电机,必须确定mli指令,因此必须确定电压指令,电机常数k,以及电机电阻r。估计速度ω对于估计cc电机的转动角度也是重要的,因为这类电机上没有角度传感器。

12、目前,在直流(cc)电机中,电机电阻是在启动电流峰值期间计算的。

13、然而,电机电阻的数值随着温度而变化,而温度则在制动期间变化。因此,在目前的方法中,存在过高或过低估计电阻数值的风险,因此要么制动不足,要么增大摩擦而因此减少制动器的使用寿命。


技术实现思路

1、由此,本专利技术的目的在于提供一种用于调节机动车辆机电制动器所施加的夹紧力的方法,其克服了上述问题。

2、为此,本专利技术的主题在于一种用于调节机动车辆的机电制动器所施加的夹紧力的方法,该制动器包括设有旨在驱动制动器机械夹紧装置的转轴的电机,电机通过pwm类型的电压指令来控制,其中,基于电机电阻的估计值(r*)和电机常数的估计值(k*)来估计电机的转速(ω),然后基于电机转速的估计值(ω)来确定夹紧力,其中,在(电机控制器ecu的)没有电压指令的非活动阶段(其称作“空闲阶段”,并对应于刹车片向盘靠近的阶段)更新电机电阻的估计值。

3、通过在电机控制器的非活动阶段(“空闲阶段”)计算电机电阻,并连续更新该估计,能够获得电机电阻的更精确的估计值。而且,这样的解决方案可以在具有或不具有专用传感器的情况下来实施。

4、最后,这样的方法可用于检测电阻初次估计的异常,甚至用作角度传感器。

5、所述方法可以还包括以下特征中的一个或多个,单独或组合地采用:

6、-通过n阶多项式函数来更新对电机电阻的估计,n大于或等于2,该n阶多项式函数以表示为整数的电机电阻的标称数值为中心;通过仅使用二阶多项式函数,对电机电阻的估计以低计算成本实现,因此该实施起来简单且快速的方程允许在更短的时间段上(小于1ms)观察电机电阻的变化,和由此温度的变化;

7、-按照小于1ms的采样步长来更新对电机电阻的估计;

8、-制动器包括电机,该电机设有旨在驱动制动器机械夹紧装置的转轴,根据更新的电机电阻(r[n])确定夹紧力,并且致动器控制制动器机械夹紧装置以施加由此估计的夹紧力;

9、-通过使用描述螺线管的电阻的关系式,基于电机电阻的先前数值(r[n-1])来估计给定时刻的电机电阻(r[n]),在该关系式中,用电压(vbat)与电机电压(v)之间的差值(v’bat)代替电压(vbat);

10、-在描述螺线管的电阻的关系式中,用n阶泰勒级数代替指数函数,n大于或等于2,该n阶泰勒级数以表示为整数的电机电阻的标称数值为中心;

11、-通过以下关系式估计给定时刻的电机电阻(r[n]):

12、

13、其中:

14、r[n]:在步进n处的电机电阻

15、r[n-1]:在步进n-1处的电机电阻

16、i[n]:在步进n处的电机电流强度

17、i[n-1]:在步进n-1处的电机电流强度

18、v′batδ=vbatδ–k*w:vbat是电机的供给电压,k是电机常数,ω是电机转速

19、a:多项式系数

20、b:多项式系数

21、c:多项式系数

22、-多项式系数具有以下数值:

23、a=0.4523

24、b=0.291

25、c=0.07027

26、-多项式系数a、b和c是整数;

27、-多项式系数具有以下数值:

28、a=3

29、b=2037

30、c=490979

31、-用于确定电机电阻的关系式的参数在施加增益之后用uint32来表示,电机电阻用mω来表示,电压数值用100000的增益来表示,电流强度用100的增益来表示;

32、-增加7000000的增益;

33、-通过将电机常数和电机转速相乘,来确定电机电压;

34、-通过车载传感器估计或测量电机转速。

35、本专利技术还涉及一种制动系统,其能够实施根据本专利技术的方法。

36、根据本专利技术,该制动系统可包括制动电机和能够实施根据本专利技术的方法的控制器。

37、根据一个示例,电机的标称电阻是0.34ω,电机的电感是0.000117h,并且控制器的采样时间(t)是100ms。

38、控制器可以是16或32位的控制器。

39、本专利技术还涉及一种车辆,其包括根据本专利技术的制动系统。

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【技术保护点】

1.一种用于调节机动车辆的机电制动器(B)所施加的夹紧力(F*)的方法,该制动器(B)包括设有旨在驱动制动器机械夹紧装置的转轴的电机,所述电机通过脉冲宽度调制类型的电压指令来控制,其中,基于所述电机电阻的估计值(R*)和电机常数的估计值(K*)来估计所述电机的转速(ω),然后基于所述电机的转速的估计值(ω)来确定所述夹紧力(F*),其特征在于,在所述电机控制器的没有电压指令的非活动阶段,更新所述电机电阻的估计值(R*)。

2.如权利要求1所述的方法,其中,通过n阶多项式函数来更新所述电机电阻的估计值(R*),n大于或等于2,该n阶多项式函数以表示为整数的所述电机电阻(R*)的标称数值为中心。

3.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中,按照小于1ms的采样步长来更新所述电机电阻的估计值(R*)。

4.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述制动器(B)包括电机,该电机设有旨在驱动制动器机械夹紧装置的转轴,根据更新的所述电机电阻(R[n])确定所述夹紧力(F*),并且致动器控制所述制动器机械夹紧装置以施加由此估计的夹紧力(F*)。

>5.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中,通过使用描述螺线管的电阻的关系式,基于所述电机电阻的先前数值(R[n-1])来估计给定时刻的所述电机的电阻(R[n]),在该关系式中,用电压(Vbat)与电机电压(U)之间的差值(V’bat)代替所述电压(Vbat)。

6.如权利要求5所述的方法,其中,在所使用的描述螺线管的电阻的关系式中,用n阶泰勒级数代替指数函数,n大于或等于2,该n阶泰勒级数以表示为整数的电机电阻的标称数值为中心。

7.如权利要求6所述的方法,其中,通过以下关系式估计给定时刻的电机电阻(R[n]):

8.如权利要求7所述的方法,其中,

9.如权利要求7所述的方法,其中,a、b和c是整数。

10.如权利要求9所述的方法,其中:

11.如权利要求10所述的方法,其中,用于确定所述电机的电阻的关系式的参数在施加增益之后用uint32来表示,所述电机的电阻用mΩ来表示,电压数值用100000的增益来表示,电流强度用100的增益来表示。

12.如权利要求11所述的方法,其中,增加7000000的增益。

13.如权利要求5至10中任一项所述的方法,其中,通过将所述电机常数(K*)和所述电机的转速(ω*)相乘,来确定所述电机的电压(U*)。

14.如权利要求13所述的方法,其中,通过车载传感器估计或测量所述电机的转速(ω*)。

15.一种制动系统,其能够实施如权利要求1至14中任一项所述的方法。

16.如权利要求15所述的制动系统,该制动系统包括制动电机和能够实施如权利要求1至14中任一项所述的方法的控制器。

17.如权利要求16所述的制动系统,其中,所述电机的标称电阻是0.34Ω,所述电机的电感是0.000117H,并且其中,所述控制器的采样时间(t)是100ms。

18.如权利要求17所述的制动系统,其中,所述控制器是16或32位的控制器。

19.一种车辆,其包括如权利要求15至18中任一项所述的制动系统。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于调节机动车辆的机电制动器(b)所施加的夹紧力(f*)的方法,该制动器(b)包括设有旨在驱动制动器机械夹紧装置的转轴的电机,所述电机通过脉冲宽度调制类型的电压指令来控制,其中,基于所述电机电阻的估计值(r*)和电机常数的估计值(k*)来估计所述电机的转速(ω),然后基于所述电机的转速的估计值(ω)来确定所述夹紧力(f*),其特征在于,在所述电机控制器的没有电压指令的非活动阶段,更新所述电机电阻的估计值(r*)。

2.如权利要求1所述的方法,其中,通过n阶多项式函数来更新所述电机电阻的估计值(r*),n大于或等于2,该n阶多项式函数以表示为整数的所述电机电阻(r*)的标称数值为中心。

3.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中,按照小于1ms的采样步长来更新所述电机电阻的估计值(r*)。

4.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述制动器(b)包括电机,该电机设有旨在驱动制动器机械夹紧装置的转轴,根据更新的所述电机电阻(r[n])确定所述夹紧力(f*),并且致动器控制所述制动器机械夹紧装置以施加由此估计的夹紧力(f*)。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中,通过使用描述螺线管的电阻的关系式,基于所述电机电阻的先前数值(r[n-1])来估计给定时刻的所述电机的电阻(r[n]),在该关系式中,用电压(vbat)与电机电压(u)之间的差值(v’bat)代替所述电压(vbat)。

6.如权利要求5所述的方法,其中,在所使用的描述螺线管的电阻的关系式中,用n阶泰勒级数代替指数函数,n大于或等于2,该n阶泰勒级数...

【专利技术属性】
技术研发人员:卡洛斯·爱德华多·拉米雷斯·埃尔南德斯阿卜杜沙姆·拉姆丹
申请(专利权)人:日立安斯泰莫法国公司
类型:发明
国别省市:

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