一種液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于力矩控制的液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，包括判斷制動(dòng)系統(tǒng)是否故障，若無(wú)故障則確定第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊中第二電機(jī)的調(diào)節(jié)力矩T2，以用于第二電機(jī)使之配合駕駛員踩制動(dòng)踏板力及再生制動(dòng)力產(chǎn)生制動(dòng)力矩，獲得目標(biāo)制動(dòng)力；同時(shí)確定第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊中第一電機(jī)的調(diào)節(jié)力矩T1以用于第一電機(jī)使之提供給駕駛員制動(dòng)踏板感覺；若判斷有故障則通過(guò)開關(guān)控制電磁閥實(shí)現(xiàn)不同失效情況下系統(tǒng)制動(dòng)模式的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明所示的控制方法控制精確，響應(yīng)速度快，且具有良好的魯棒性，能在實(shí)現(xiàn)駕駛員制動(dòng)意圖的前提下，提供給駕駛員優(yōu)良的制動(dòng)感覺，并主動(dòng)控制液壓力，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收最大化，滿足自動(dòng)駕駛車輛的制動(dòng)要求。
【專利說(shuō)明】一種液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種汽車制動(dòng)控制方法，尤其是一種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)（EHB)作為一種較為新型的制動(dòng)系統(tǒng)，是線控制動(dòng)系統(tǒng)的一 種，它用電子元件替代了部分機(jī)械元件，制動(dòng)踏板與制動(dòng)輪缸之間不再直接相連，利用傳感 器采集駕駛員操作信息并作為控制意圖，完全由液壓執(zhí)行器來(lái)完成制動(dòng)操作。新能源汽車 在制動(dòng)過(guò)程中，液壓制動(dòng)力施加于車輪的同時(shí)，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)也對(duì) 車輪施加再生制動(dòng)力，從而在完成車輛有效制動(dòng)的同時(shí)回收制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量并儲(chǔ)存在儲(chǔ) 能設(shè)備中以供再次利用。
[0003] 電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)踏板、踏板位移傳感器（或踏板角度傳感器）、電子 控制單元（ECU)、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。踏板位移傳感器（踏板角度傳感器）用于檢測(cè)踏板位 移量（踏板轉(zhuǎn)角），然后將位移（轉(zhuǎn)角）信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳給ECU，進(jìn)行制動(dòng)力的調(diào)控。
[0004] 1994年Analog公司用Saber仿真模擬的方法開發(fā)出一套電控液壓制動(dòng)系統(tǒng)的 控制系統(tǒng)；2001年，在法蘭克福車展上，Bosch公司展出研發(fā)的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)，配備在 Benz公司第5代雙門跑車SL500上，此后,Bosch和Daimler Chrysler公司開始研究用于商 業(yè)的EHB系統(tǒng)，并在2002年將其裝配在Mercedes E級(jí)車上；2002年，福特汽車公司的Focus FCV制動(dòng)系統(tǒng)采用德國(guó)大陸公司開發(fā)的EHB系統(tǒng)；2003年，Continental Teves也開始了其 EHB計(jì)劃，試裝在大眾公司的一些概念車上。與傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)相比，電子液壓制動(dòng)系統(tǒng) 取消了體積龐大的真空助力器，結(jié)構(gòu)更為緊湊，控制方便，制動(dòng)噪聲減小，改善了制動(dòng)效能。
[0005] -般的電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)由高壓蓄能器、電機(jī)和泵共同作用實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓制動(dòng)系統(tǒng) 液壓制動(dòng)力的主動(dòng)控制，但此項(xiàng)技術(shù)尚不成熟，可靠性和安全性還存在隱患，同時(shí)不能保證 踏板感覺或者需要采用踏板模擬器模擬踏板感覺；另外其沒有充分利用人力，即駕駛員踩 下的踏板力進(jìn)行制動(dòng)，造成一定程度上能源的浪費(fèi)。用電機(jī)和機(jī)械結(jié)構(gòu)代替電子液壓制動(dòng) 系統(tǒng)中的高壓蓄能器和泵，制動(dòng)踏板與制動(dòng)主缸間沒有液壓管路，因此不存在液壓管路泄 露、高壓蓄能器安全隱患等問(wèn)題，更加可靠、安全，且方便進(jìn)行液壓力的主動(dòng)控制，可以通過(guò) 機(jī)械機(jī)構(gòu)主動(dòng)控制踏板力，省去了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的踏板模擬器，在充分利用駕駛員踩下的踏板 力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)ABS、TCS等功能。自動(dòng)駕駛的車輛需要不依靠人力制動(dòng)，這種形式的復(fù)合制 動(dòng)系統(tǒng)也符合要求。
[0006] 雖然其結(jié)構(gòu)相較于其他電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)有較明顯的優(yōu)勢(shì)，但由于其采用了雙電 機(jī)控制模式，控制難度相應(yīng)增加。此外，為了充分利用駕駛員的制動(dòng)踏板力，系統(tǒng)采取了非 完全解耦的系統(tǒng)解耦。因此，雙電機(jī)系統(tǒng)的控制目標(biāo)較之于一般的液壓式電子液壓制動(dòng)系 統(tǒng)從單一的主缸推力矩控制，擴(kuò)展為主缸推力與制動(dòng)踏板回饋力兩個(gè)控制目標(biāo)的控制，對(duì) 液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)的控制方法提出了較高的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于力矩控制的液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系 統(tǒng)控制方法，該控制方法采用第一和第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的電機(jī)控制邏輯實(shí)現(xiàn)制動(dòng)踏板 反饋力和主缸推力的獨(dú)立控制，從而在滿足整車制動(dòng)力需求的前提下，保證良好的制動(dòng)踏 板感覺，以克服上述所說(shuō)雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制難度較高的問(wèn)題。
[0008] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[0009] -種液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，當(dāng)判斷車輛處于制動(dòng)開始或 制動(dòng)進(jìn)打中時(shí)：
[0010] (1)確定第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊中第二電機(jī)的調(diào)節(jié)力矩T2，以用于第二電機(jī)使之 配合駕駛員踩制動(dòng)踏板力及再生制動(dòng)力產(chǎn)生制動(dòng)力矩，獲得目標(biāo)制動(dòng)力；
[0011] (1-1)分別獲取整車總制動(dòng)力需求Ftrtal以及最大再生制動(dòng)力Frege以得到目標(biāo)摩 擦制動(dòng)力FbJlJ

【權(quán)利要求】
1. 一種液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，其特征在于：當(dāng)判斷車輛處于 制動(dòng)開始或制動(dòng)進(jìn)行中時(shí)： (1) 確定第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊（29)中第二電機(jī)（25)的調(diào)節(jié)力矩T2，以用于第二電 機(jī)（25)使之配合駕駛員踩制動(dòng)踏板力及再生制動(dòng)力產(chǎn)生制動(dòng)力矩，獲得目標(biāo)制動(dòng)力； (1-1)分別獲取整車總制動(dòng)力需求Fttrtal以及最大再生制動(dòng)力Frege以得到目標(biāo)摩擦制 動(dòng)力Fb^J FbFtotaIFrege ? βXFhxr,, (1-2)根據(jù)匕=4χ/. 確定駕駛員踏板力建立的前軸輪缸推力Fw大小，則系統(tǒng) 所需的液壓制動(dòng)壓力A 故確定第二電機(jī)（25)的調(diào)節(jié)力矩T2大小為：
式中β為制動(dòng)力分配系數(shù)；rwhral為車輪滾動(dòng)半徑；rf為摩擦片有效制動(dòng)半徑；μ為前 制動(dòng)片與制動(dòng)盤之間的摩擦系數(shù)；P1S主缸出口處管路壓力；rw為輪缸半徑；S2為次級(jí)主缸 (23)活塞截面積；R2為第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的第二運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)（32)中齒輪的半徑；i2 為第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊（29)內(nèi)第二運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)（32)蝸輪蝸桿的轉(zhuǎn)矩比； (2) 在確定調(diào)節(jié)力矩T2的同時(shí)，確定第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊（28)中第一電機(jī)（2)的調(diào) 節(jié)力矩T1，以用于第一電機(jī)（2)使之提供給駕駛員制動(dòng)踏板感覺； (2-1)獲取制動(dòng)踏板力目標(biāo)值Ftawtjj以及制動(dòng)主缸（11)所受推力大小； (2-2)將制動(dòng)踏板力目標(biāo)值Ftargrtjj和制動(dòng)主缸（11)所受推力求差得到的第一電機(jī)（2) 調(diào)節(jié)力F1 =PhXS1-Ftargrtjj ·i，則第一電機(jī)⑵調(diào)節(jié)力矩T1大小為： T1 = (F1XR1Vi1 式中S1為制動(dòng)主缸（11)活塞截面積；i為踏板杠桿比成為第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊 (28)內(nèi)第一運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)（31)中齒輪的半徑山為第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊（28)第一運(yùn)動(dòng) 調(diào)整機(jī)構(gòu)（31)中蝸輪蝸桿的轉(zhuǎn)矩比。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，其特征在 于：所述步驟（1)前還包括判斷制動(dòng)系統(tǒng)是否故障步驟： (a) 若判斷無(wú)故障，則轉(zhuǎn)入步驟（1); (b) 當(dāng)判斷制動(dòng)主缸（11)和次級(jí)主缸（23)的第二工作腔失效時(shí)，電控單元（30)接收 到失效信息后發(fā)送指令關(guān)閉第一電磁閥（14)和第三電磁閥（16)，分別利用所述制動(dòng)主缸 (11)和所述次級(jí)主缸（23)的第一工作腔進(jìn)行制動(dòng)，第二電機(jī)（25)驅(qū)動(dòng)其所帶動(dòng)的第二運(yùn) 動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)（32)產(chǎn)生相應(yīng)的液壓制動(dòng)力；第一電機(jī)（2)驅(qū)動(dòng)其所帶動(dòng)的第一運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu) (31)給一端與制動(dòng)踏板（1)相連、一端與制動(dòng)主缸第一活塞（5)相連的推桿（38)提供作用 力,產(chǎn)生相應(yīng)的制動(dòng)踏板感覺； (c) 當(dāng)判斷制動(dòng)主缸（11)和次級(jí)主缸（23)的第一工作腔失效時(shí)，電控單元（30)接收 到失效信息后發(fā)送指令關(guān)閉第二電磁閥（15)、第四電磁閥（17)，分別利用制動(dòng)主缸（11)和 次級(jí)主缸（23)的第二工作腔進(jìn)行制動(dòng)，第二電機(jī)（25)驅(qū)動(dòng)其所帶動(dòng)的第二運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu) (32)產(chǎn)生相應(yīng)的液壓制動(dòng)力；第一電機(jī)（2)驅(qū)動(dòng)其所帶動(dòng)的第一運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)（31)給一 端與制動(dòng)踏板（1)相連、一端與制動(dòng)主缸第一活塞（5)相連的推桿（38)提供作用力，產(chǎn)生 相應(yīng)的制動(dòng)踏板感覺； (d) 當(dāng)判斷第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊（28)內(nèi)第一電機(jī)（2)或第一運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)（31)失 效，電控單元（30)接收到失效信息后使得第一電磁閥（14)、第二電磁閥（15)、第三電磁閥 (16)、第四電磁閥（17)仍保持失效前的開啟狀態(tài)，同時(shí)對(duì)第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊（29)中的 第二電機(jī)（25)進(jìn)行調(diào)節(jié)，驅(qū)動(dòng)第二運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)（32)，推動(dòng)次級(jí)主缸第一活塞（19)做期望 的直線運(yùn)動(dòng)，與駕駛員踏板力產(chǎn)生的液壓力一起進(jìn)行各個(gè)輪缸的制動(dòng)，此時(shí)第二電機(jī)（25) 的控制力矩T2與正常工作時(shí)相同，即T2 = (PhXS2XR2Vi2 ; (e) 當(dāng)判斷第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊的第二電機(jī)（25)或第二運(yùn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)（32)失效，電 控單元30接收到失效信息后使第一電磁閥（14)、第四電磁閥（17)關(guān)閉，第二電磁閥（15)、 第三電磁閥（16)打開，同時(shí)對(duì)第一電控直線運(yùn)動(dòng)模塊（28)中的電機(jī)2進(jìn)行調(diào)節(jié)，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 調(diào)整機(jī)構(gòu)31，推動(dòng)制動(dòng)主缸第一活塞5運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生制動(dòng)系統(tǒng)所需的液壓力，此時(shí)電機(jī)控制力 矩F1 = (PhXS1XR1Vi1 ; (f) 當(dāng)判斷第一、第二電控直線運(yùn)動(dòng)模塊同時(shí)失效時(shí)，此時(shí)電磁閥第一電磁閥（14)、第 四電磁閥（17)關(guān)閉，第二電磁閥（15)、第三電磁閥（16)打開，駕駛員猛踩制動(dòng)踏板，通過(guò)推 桿38直接推動(dòng)制動(dòng)主缸（11)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，其特征在 于：制動(dòng)主缸第一活塞（5)和制動(dòng)主缸第一回位彈簧（7)以及制動(dòng)主缸缸壁構(gòu)成制動(dòng)主缸 第一工作腔（6);制動(dòng)主缸第二活塞（8)和制動(dòng)主缸第二回位彈簧（9)以及制動(dòng)主缸缸壁 構(gòu)成制動(dòng)主缸第二工作腔（10);次級(jí)主缸第一活塞（19)和次級(jí)主缸第一回位彈簧（20) 以及次級(jí)主缸缸壁構(gòu)成次級(jí)主缸第一工作腔；次級(jí)主缸第二活塞（21)和次級(jí)主缸第二回 位彈簧（22)以及次級(jí)主缸缸壁構(gòu)成次級(jí)主缸第二工作腔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，其特征在 于：所述步驟（1-1)中，系統(tǒng)通過(guò)制動(dòng)踏板位移/目標(biāo)制動(dòng)力特性曲線獲取整車總制動(dòng)力需 求Ftotal。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，其特征在 于：所述步驟（1-1)中，VMS通過(guò)車輛的行車狀態(tài)獲取再生制動(dòng)力矩，同時(shí)綜合考慮車輛的 運(yùn)行參數(shù)從而確定最大再生制動(dòng)力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，其特征在 于：不同的車輛行車狀態(tài)與再生制動(dòng)力矩的之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下： 當(dāng)車輛以非常低的車速行駛時(shí)，再生制動(dòng)不工作，車輛的制動(dòng)全部由傳統(tǒng)的液壓制動(dòng) 系統(tǒng)完成； 當(dāng)車輛處于低速狀態(tài)時(shí)，最大再生制動(dòng)力矩隨車速增加而增加； 當(dāng)車輛處于中速時(shí)，再生制動(dòng)力矩被限制在一個(gè)恒定的最大力矩線以下； 當(dāng)車輛處于高速時(shí)，再生制動(dòng)的最大制動(dòng)力又受控制器最大功率線限制，再生制動(dòng)力 矩被最高電機(jī)轉(zhuǎn)速限制在一定的車速以內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，其特征在 于：所述車輛運(yùn)行參數(shù)包括車載電池以及SOC值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，其特征在 于：所述步驟（2-1)中，通過(guò)理想制動(dòng)踏板位移/踏板力關(guān)系曲線獲取制動(dòng)踏板力目標(biāo)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)控制方法，其特征在 于：系統(tǒng)通過(guò)制動(dòng)踏板位移傳感器接受到制動(dòng)踏板的位移信號(hào)判斷車輛于制動(dòng)開始或制動(dòng) 進(jìn)行中。
【文檔編號(hào)】B60T13/66GK104309597SQ201410502328
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】熊璐, 侯一萌, 廣學(xué)令, 徐松云, 余卓平 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)