CN102785647B - 四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统及方法，包括信号处理单元、减振控制单元、电机驱动单元、制动压力传感器、制动踏板位移传感器，信号处理单元用于对各个车轮的制动压力信号和踏板位移信号进行处理，辨识控制参数；减振控制单元用于输出可减小总制动力矩波动的轮边电机转矩控制信号；电机驱动单元用于按照转矩控制信号驱动电机输出转矩；制动压力传感器和制动踏板位移传感器用于获得准确的制动压力信号和踏板位移信号。当对车辆制动时，本系统能够通过制动压力信号和踏板位移信号辨识出制动力矩波动信号，通过控制电机输出减小波动的电机力矩，减小制动抖动引起的车身振动，提高乘坐舒适性。

Description

四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统及方法
技术领域
本发明涉及四轮轮边驱动电动汽车，尤其是涉及一种四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统及方法。
背景技术
随着社会经济的发展，居民生活水平的提高，汽车被越来越多的用户所需要。而用户对于汽车性能的要求也逐渐提高，在满足基本使用的基础上，越来越看重汽车的乘坐舒适性。研究表明，由于目前汽车主要使用的液压盘式制动器存在厚薄差等原因，使得制动时制动力矩发生波动，进一步引起制动力波动，使得制动过程中汽车会有较高频率的纵向振动，严重影响制动时的乘坐舒适性。四轮轮边驱动电动汽车的四个车轮驱动力矩可以独立控制，使其相对于传统汽车纯液压制动系统增加了独立的执行机构，能够实现更加灵活的制动控制。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统及方法，该系统及方法能够有效的对汽车制动力矩波动进行控制，从而减小汽车制动力波动，减轻制动抖动引起的车身纵向振动。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统，所述的四轮轮边驱动电动汽车包括制动踏板以及设在车轮上的制动器，所述的减振控制系统包括：
制动压力传感器，与车轮的制动器连接，用于获取各个车轮的制动压力信息；
踏板位移传感器，与制动踏板连接，用于获取制动踏板的位移信息；
信号处理单元，分别与制动压力传感器和踏板位移传感器连接，用于对制动压力信息和位移信息进行处理获得减振控制参数；
减振控制单元，连接信号处理单元，根据减振控制参数输出转矩控制信号；
电机驱动单元，分别与减振控制单元和车轮的轮边电机连接，用于从减振控制单元获取转矩控制信号，并根据该转矩控制信号驱动轮边电机输出转矩。
一种应用上述系统的四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制动压力传感器和踏板位移传感器分别获取各个车轮的制动压力信息和制动踏板的位移信息，并发送至信号处理单元；
2)信号处理单元处理车轮的制动压力信息和制动踏板的位移信息，计算出减振控制参数，并发送至减振控制单元；
3)减振控制单元根据减振控制参数向电机驱动单元输出转矩控制信号；
4)电机驱动单元根据转矩控制信号驱动轮边电机输出转矩，该转矩与制动器的制动力矩一起作用于车轮，减少制动抖动。
所述的减振控制参数为制动力矩波动值，该制动力矩波动值通过以下公式获得：ΔT＝(pactual-pexpect)×S×r×μp-d，其中ΔT为制动力矩波动，pactual为实际制动压力，pexpect为期望制动压力，S为轮缸活塞面积，r为制动块作用半径，μp-d为制动块与制动盘之间的摩擦系数。
所述的期望制动压力可通过前一次制动踏板的位移信息和车轮的制动压力信息获得，或者通过前若干次制动踏板的位移信息和车轮的制动压力信息的平均值获得。
与现有技术相比，本发明在四轮轮边驱动电动汽车基础上改动较少，成本低，利用轮边驱动电机的快速响应能力，结合液压制动系统压力波动，制动踏板位移等信号，对车轮进行转矩控制，可以减小制动力矩的波动，从而能够实现减小制动抖动引起的车身振动的功能，可有效提高乘坐的舒适性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的减振控制框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统，包括制动压力传感器4、踏板位移传感器5、信号处理单元1、减振控制单元2、电机驱动单元3。制动压力传感器4和踏板位移传感器5分别连接制动器6和制动踏板7，当驾驶员踩下制动踏板7进行制动时，制动压力传感器4和踏板位移传感器5分别获取四个车轮的制动压力信息和制动踏板的位移信息。信号处理单元1连接制动压力传感器4和踏板位移传感器5，处理车轮的制动压力信息和制动踏板的位移信息以获得减振控制参数。减振控制单元2连接信号处理单元1，根据减振控制参数输出转矩控制信号，电机驱动单元3分别与减振控制单元2和轮边电机8连接，用于从减振控制单元2获取转矩控制信号，并根据该转矩控制信号驱动轮边电机8输出转矩。
当制动发生时，驾驶员踩下制动踏板，液压摩擦盘式制动系统发挥作用，轮缸压力上升，推动摩擦片夹紧制动盘，产生制动力矩，该制动力矩存在一定波动值从而引起抖动，降低了乘坐的舒适性。通过上述系统可有效减少制动抖动，本发明的减振控制过程的信息流程如图2所示，具体包括以下步骤：
步骤S1：制动压力传感器和踏板位移传感器分别获取四个车轮的制动压力信息和制动踏板的位移信息，并发送至信号处理单元；
步骤S2：信号处理单元根据车轮的制动压力信息和制动踏板的位移信息，计算出四个车轮的减振控制参数，并发送至减振控制单元；
步骤S3：减振控制单元根据减振控制参数向电机驱动单元输出转矩控制信号；
步骤S4：电机驱动单元根据转矩控制信号驱动轮边电机输出转矩，该转矩与制动器的制动力矩一起作用于车轮，减小或消除制动力矩的波动，从而减小制动力波动，减轻制动时纵向振动。
其中，减振控制参数为制动力矩波动值，是实际制动力矩和期望制动力矩之间的差值，作为本发明的重要控制参数，该制动力矩波动值通过比对实际制动压力和期望制动压力，结合制动器结构参数获得，具体过程为：利用前一次制动踏板的位移信息和车轮的制动压力信息，或者前几次的制动踏板的位移信息和车轮的制动压力信息的平均值可求得任意制动踏板位移下的期望制动压力；当新制动过程发生时，利用当前制动踏板的位移信息，求得当前期望制动压力pexpect，对比当前实际制动压力pactual，再结合制动器上的轮缸活塞面积S、制动块作用半径r、制动块和制动盘之间的摩擦系数μp-d，即可得到四个车轮制动力矩波动ΔT，具体根据以下公式：ΔT＝(pactual-pexpect)×S×r×μp-d。
当发生紧急制动时，为保证ABS系统发挥作用，保障乘员安全，本系统此时不启动。

Claims (4)

1.一种四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统，所述的四轮轮边驱动电动汽车包括制动踏板以及设在车轮上的制动器，其特征在于，所述的减振控制系统包括：
制动压力传感器，与车轮的制动器连接，用于获取各个车轮的制动压力信息；
踏板位移传感器，与制动踏板连接，用于获取制动踏板的位移信息；
信号处理单元，分别与制动压力传感器和踏板位移传感器连接，用于对制动压力信息和位移信息进行处理获得减振控制参数；
减振控制单元，连接信号处理单元，根据减振控制参数输出转矩控制信号；
电机驱动单元，分别与减振控制单元和车轮的轮边电机连接，用于从减振控制单元获取转矩控制信号，并根据该转矩控制信号驱动轮边电机输出转矩，该转矩与制动器的制动力矩一起作用于车轮，减少制动抖动；
所述的减振控制参数为制动力矩波动值。
2.一种实施权利要求1的四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制动压力传感器和踏板位移传感器分别获取各个车轮的制动压力信息和制动踏板的位移信息，并发送至信号处理单元；
2)信号处理单元处理车轮的制动压力信息和制动踏板的位移信息，计算出减振控制参数，并发送至减振控制单元；
3)减振控制单元根据减振控制参数向电机驱动单元输出转矩控制信号；
4)电机驱动单元根据转矩控制信号驱动轮边电机输出转矩，该转矩与制动器的制动力矩一起作用于车轮，减少制动抖动；
所述的减振控制参数为制动力矩波动值。
3.根据权利要求2所述的四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统的方法，其特征在于，所述的减振控制参数为制动力矩波动值，该制动力矩波动值通过以下公式获得：ΔT＝(pactual-pexpect)×S×r×μp-d，其中ΔT为制动力矩波动，pactual为实际制动压力，pexpect为期望制动压力，S为轮缸活塞面积，r为制动块作用半径，μp-d为制动块与制动盘之间的摩擦系数。
4.根据权利要求3所述的四轮轮边驱动电动汽车制动抖动减振控制系统的方法，其特征在于，所述的期望制动压力通过前一次制动踏板的位移信息和车轮的制动压力信息获得，或者通过前若干次制动踏板的位移信息和车轮的制动压力信息的平均值获得。
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