專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于線控制動(dòng)(Brake by wire)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、操縱性以及舒適性提出了更高的要求，汽車(chē)中的機(jī)械系統(tǒng)正在逐漸向電子機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。在線控制動(dòng)系統(tǒng)中，一般采用電子制動(dòng)踏板和電子機(jī)械制動(dòng)器完成制動(dòng)操作，駕駛員踩踏電子制動(dòng)踏板可產(chǎn)生踏板位移信號(hào)，通過(guò)該位移信號(hào)可以得出作用在車(chē)輛前、后輪的制動(dòng)力，然后由安裝在電子機(jī)械制動(dòng)器內(nèi)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行減速增扭，并通過(guò)該制動(dòng)器內(nèi)的螺旋結(jié)構(gòu)將電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生作用在摩擦片上的壓緊力，推動(dòng)摩擦片向制動(dòng)盤(pán)方向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)?？梢?jiàn)，制動(dòng)力與作用在摩擦片上的壓緊力有關(guān)，壓緊力和制動(dòng)摩擦片及制動(dòng)盤(pán)總壓縮量有關(guān)，而制動(dòng)摩擦片及制動(dòng)盤(pán)總壓縮量又和電機(jī)轉(zhuǎn)子位置(轉(zhuǎn)角值)有關(guān)，因此可通過(guò)實(shí)時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)子位置(轉(zhuǎn)角值)來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)壓緊力，進(jìn)而達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)制動(dòng)力的目的?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般實(shí)時(shí)采集與制動(dòng)力相關(guān)的模擬量(如電機(jī)輸入電流、壓緊力等) 推算實(shí)際的制動(dòng)力，并對(duì)該模擬量進(jìn)行閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子機(jī)械制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力的實(shí)時(shí)控制。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問(wèn)題模擬量的采集既復(fù)雜又容易受外界因素(如各種干擾信號(hào))的影響，其所得的值精確度低，從而也就降低了對(duì)制動(dòng)力的控制精度，同時(shí)增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性；特別是汽車(chē)的工作環(huán)境較為惡劣，更是給制動(dòng)力的精確控制帶來(lái)不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其與現(xiàn)有技術(shù)相比提高了線控制動(dòng)系統(tǒng)的控制精度與穩(wěn)定性。解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其包括如下步驟1)實(shí)時(shí)采集電子制動(dòng)踏板的行程和車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角值；2)將所述踏板的行程轉(zhuǎn)化為位移信號(hào)，根據(jù)所述位移信號(hào)分別推算出車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)角值；3)根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)角值與實(shí)際轉(zhuǎn)角值之間的偏差，對(duì)所述實(shí)際轉(zhuǎn)角值進(jìn)行PID實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)該電機(jī)所在電子機(jī)械制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力。優(yōu)選的是，所述電子制動(dòng)踏板的行程是通過(guò)內(nèi)置于所述電子制動(dòng)踏板中的踏板單元傳感器采集的。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，對(duì)于所述電子制動(dòng)踏板的每個(gè)行程位置，所述踏板單元傳感器能給出一個(gè)對(duì)應(yīng)的位移電壓值作為所述位移信號(hào)。優(yōu)選的是，所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角值是通過(guò)車(chē)輛ECU實(shí)時(shí)采集的。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述車(chē)輛ECU通過(guò)實(shí)時(shí)采集電機(jī)霍爾信號(hào)來(lái)確定所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角值。優(yōu)選的是，在步驟幻中，所述根據(jù)所述位移信號(hào)分別推算出車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)角值包括將所述位移信號(hào)分別換算成車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器應(yīng)輸出的制動(dòng)力；根據(jù)所述制動(dòng)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)系數(shù)、機(jī)械效率、制動(dòng)器摩擦系數(shù)將所述制動(dòng)力換算成該制動(dòng)器應(yīng)輸出的壓緊力；根據(jù)所述壓緊力與摩擦片及制動(dòng)盤(pán)的總壓縮變形量間的關(guān)系，推算出該制動(dòng)器的摩擦片及制動(dòng)盤(pán)的總壓縮變形量；根據(jù)所述總壓縮變形量與該制動(dòng)器內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角值的關(guān)系，推算出所述轉(zhuǎn)角值。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述壓緊力與摩擦片及制動(dòng)盤(pán)的總壓縮變形量間的關(guān)系為T(mén)(s' ) = alXs' 3+a2 X s ‘ 2+a3 X s ‘ +a4 ；其中，1~為壓緊力溝1、32、33、34為常數(shù)；8'為總壓縮變形量。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述總壓縮變形量與該制動(dòng)器內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角值的關(guān)系為s' = P θ /2 Ji X i ；其中，s'為總壓縮變形量，P為制動(dòng)器內(nèi)螺旋結(jié)構(gòu)的公稱(chēng)導(dǎo)程，i為制動(dòng)器內(nèi)減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。優(yōu)選的是，在步驟幻中，所述根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)角值與實(shí)際轉(zhuǎn)角值之間的偏差，對(duì)所述實(shí)際轉(zhuǎn)角值進(jìn)行PID實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)包括根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)角值與實(shí)際轉(zhuǎn)角值之間的偏差進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，獲得所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的控制電壓，所述驅(qū)動(dòng)電路為脈沖寬度調(diào)制變換器電路；根據(jù)所述控制電壓得到該變換器電路的脈沖寬度調(diào)制值；根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制值得到作用在所述電機(jī)電樞端的電壓值并驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子， 從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述實(shí)際轉(zhuǎn)角值。優(yōu)選的是，所述電機(jī)采用直流無(wú)刷電機(jī)。本發(fā)明通過(guò)PID算法(位置環(huán)PID算法)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置(轉(zhuǎn)角值)，從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)了車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力， 與現(xiàn)有技術(shù)中采用復(fù)雜又易受干擾的模擬量進(jìn)行閉環(huán)控制相比，本發(fā)明采用簡(jiǎn)潔、精確的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置(轉(zhuǎn)角值)信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)控制，提高了線控制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、進(jìn)一步提高了線控制動(dòng)系統(tǒng)的控制精度。其中，PID算法是一種公知的采樣閉環(huán)調(diào)節(jié)算法，其根據(jù)采樣時(shí)刻的誤差E(k)來(lái)計(jì)算輸出值P(k)，該誤差E(k)為所需調(diào)節(jié)的變量的目標(biāo)值與實(shí)際值(采樣值)之差，該輸出值P(k)即為控制量(即需要調(diào)節(jié)的變量的值或增量)，其用于調(diào)節(jié)實(shí)際值而使之接近目標(biāo)值，從而減小偏差。在采樣時(shí)刻t = iT(T為采樣周期，i為正整數(shù))，經(jīng)典PID算法的調(diào)節(jié)公式如下
權(quán)利要求
1.一種制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，其包括如下步驟1)實(shí)時(shí)采集電子制動(dòng)踏板的行程和車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角值；2)將所述踏板的行程轉(zhuǎn)化為位移信號(hào)，根據(jù)所述位移信號(hào)分別推算出車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)角值；3)根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)角值與實(shí)際轉(zhuǎn)角值之間的偏差，對(duì)所述實(shí)際轉(zhuǎn)角值進(jìn)行PID實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)該電機(jī)所在電子機(jī)械制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述電子制動(dòng)踏板的行程是通過(guò)內(nèi)置于所述電子制動(dòng)踏板中的踏板單元傳感器采集的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，對(duì)于所述電子制動(dòng)踏板的每個(gè)行程位置，所述踏板單元傳感器能給出一個(gè)對(duì)應(yīng)的位移電壓值作為所述位移信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述電機(jī)中轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角值是通過(guò)車(chē)輛ECU實(shí)時(shí)采集的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述車(chē)輛ECU通過(guò)實(shí)時(shí)采集電機(jī)霍爾信號(hào)來(lái)確定所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，在步驟2)中，所述根據(jù)所述位移信號(hào)分別推算出車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)角值包括將所述位移信號(hào)分別換算成車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器應(yīng)輸出的制動(dòng)力；根據(jù)所述制動(dòng)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)系數(shù)、機(jī)械效率、制動(dòng)器摩擦系數(shù)將所述制動(dòng)力換算成該制動(dòng)器應(yīng)輸出的壓緊力；根據(jù)所述壓緊力與摩擦片及制動(dòng)盤(pán)的總壓縮變形量間的關(guān)系，推算出該制動(dòng)器的摩擦片及制動(dòng)盤(pán)的總壓縮變形量；根據(jù)所述總壓縮變形量與該制動(dòng)器內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角值的關(guān)系，推算出所述轉(zhuǎn)角值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述壓緊力與摩擦片及制動(dòng)盤(pán)的總壓縮變形量間的關(guān)系為T(mén) (s' ) = alXs' 3+a2 X s ‘ 2+a3 X s ‘ +a4 ；其中，T為壓緊力溝1、32、33、34為常數(shù)；8'為總壓縮變形量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述總壓縮變形量與該制動(dòng)器內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角值的關(guān)系為s' = P θ /2 Ji X i ；其中，s'為總壓縮變形量，P為制動(dòng)器內(nèi)螺旋結(jié)構(gòu)的公稱(chēng)導(dǎo)程，i為制動(dòng)器內(nèi)減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，在步驟3)中，所述根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)角值與實(shí)際轉(zhuǎn)角值之間的偏差，對(duì)所述實(shí)際轉(zhuǎn)角值進(jìn)行PID實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)包括根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)角值與實(shí)際轉(zhuǎn)角值之間的偏差進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，獲得所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的控制電壓，所述驅(qū)動(dòng)電路為脈沖寬度調(diào)制變換器電路；根據(jù)所述控制電壓得到該變換器電路的脈沖寬度調(diào)制值；根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制值得到作用在所述電機(jī)電樞端的電壓值并驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子，從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述實(shí)際轉(zhuǎn)角值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述電機(jī)采用直流無(wú)刷電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟實(shí)時(shí)采集電子制動(dòng)踏板的行程和車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角值；將所述踏板的行程轉(zhuǎn)化為位移信號(hào)，根據(jù)所述位移信號(hào)分別推算出車(chē)輛前、后輪電子機(jī)械制動(dòng)器中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的目標(biāo)轉(zhuǎn)角值；根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)角值與實(shí)際轉(zhuǎn)角值之間的偏差，對(duì)所述實(shí)際轉(zhuǎn)角值進(jìn)行PID實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)該電機(jī)所在電子機(jī)械制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力。本發(fā)明的制動(dòng)力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)方法與現(xiàn)有技術(shù)相比提高了線控制動(dòng)系統(tǒng)的控制精度與穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B60T8/171GK102490703SQ20111041867
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者張世兵 申請(qǐng)人:奇瑞汽車(chē)股份有限公司