CN106427965B - 一种用于制动能回馈的气压制动控制算法 - Google Patents

一种用于制动能回馈的气压制动控制算法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于制动能回馈的气压制动控制算法，包括空心电机和电机控制器，空心电机由空心电机转子和定子壳体组成，空心电机转子的一端包裹有定子壳体，空心电机转子远离定子壳体的一端设有螺母，螺母上安装有制动阀操纵拉杆，且制动阀操纵拉杆的一端深入空心电机转子的内腔，制动阀操纵拉杆的另一端铰接有制动阀摇臂，制动阀摇臂上安装有制动阀。本发明在满足电动汽车的总制动力矩与制动踏板行程和踏板力保持稳定对应关系的条件下，能够自动调整和分配电力制动和机械制动系统的制动力矩比例，在电动汽车行驶状态不断变化时，实时调整电力制动功率，可以最大可能发挥电力制动的能力，节省蓄电池电能，延长续驶里程。

Description

一种用于制动能回馈的气压制动控制算法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种用于制动能回馈的气压制动控制算法。
背景技术
电动汽车都具备制动能回馈功能，将驱动电动机控制为发电机，产生制动阻力矩，实现车辆的制动。制动能回馈可以有效回收车辆动能，转变为电能，重新用于车辆行使动力，可以有效提高电动汽车的续驶里程。也可以减少机械振动系统的磨损，延长机械制动系统的使用寿命。因此，电动汽车制动时，应该尽可能使用电力制动，但是由于电力制动在实际工况中，受电池状态、发电机特性、车辆行驶速度等因素的影响，不可能提供和机械制动系统相似的稳定制动力。如果没有合理的复合制动操纵机构和有效的控制算法，必然造成在驾驶员施加相同的制动踏板力度和行程的条件下，车辆会产生不稳定的制动力矩，这必然造成驾驶员不能正确判断制动力，严重影响车辆的行驶安全，因此目前的电动汽车复合制动系统为了保证行驶安全和驾驶员的正确制动路感，一般将电力制动的制动力矩控制在较小范围，这样必然造成电动汽车不能充分发挥制动能回馈的效能，影响电动汽车的续驶里程和可靠性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于制动能回馈的气压制动控制算法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于制动能回馈的气压制动控制算法，包括空心电机和电机控制器，所述空心电机由空心电机转子和定子壳体组成，所述空心电机转子的一端包裹有定子壳体，所述空心电机转子远离定子壳体的一端设有螺母，所述螺母上安装有制动阀操纵拉杆，且制动阀操纵拉杆的一端深入空心电机转子的内腔，所述制动阀操纵拉杆的另一端铰接有制动阀摇臂，所述制动阀摇臂上安装有制动阀，所述定子壳体远离空心电机转子的一侧安装有制动阀操纵推杆，所述制动阀操纵推杆远离定子壳体的一端铰接有制动踏板，所述空心电机转子与电机控制器连接，所述电机控制器分别与整车控制器、制动阀输出压力传感器和制导灯连接。
优选的，所述制动阀输出压力传感器用于检测制动阀的输出压力。
优选的，所述制动阀摇臂与制动阀之间通过铰链连接。
优选的，所述整车控制器与电机控制器之间通过通讯线连接。
优选的，所述制动阀操纵拉杆靠近空心电机转子的一端设有外螺纹，且外螺纹与螺母啮合。
一种用于制动能回馈的气压制动控制算法，其步骤为：
S1、正常复合制动工况，驾驶员没有制动动作时，电机控制器控制空心电机，使整个操纵机构恢复正常初始状态。驾驶员踩下制动踏板时，电机控制器只是测量制动阀输出压力，空心电机保持不动。当制动阀输出压力稳定时，电机控制器记录当前压力，作为驾驶员的目标制动压力。然后通过整车控制器获取当前车辆状态下，电力制动的可能最大制动力，然后同时通过控制空心电机转动，减小机械制动力，向整车控制器通过通讯线发出电力制动指令，通过合理控制，使得机械制动力减少的部分和电力制动增加的部分保持相等，从而保持总制动力不变。如果此时驾驶员改变了制动踏板的位置，则制动阀出压力与电机控制器通过制动阀输出压力传感器测量的预计压力变化趋势不一致，电机控制器将两者的差值与原最初目标制动压力相加，作为新的目标制动压力，然后继续进行复合制导控制，当电机控制器检测到制导灯信号熄灭时，迅速恢复空心电机至初始位置，本次制动结束。
S2、电机控制器自检程序判断为系统有故障时，停止控制空心电机制动，系统维持常规机械制动功能。
S3、电机控制器检测到制动阀输出压力上升速度或绝对压力超过设定限值时，判定为紧急制动，停止复合制导功能，保证行驶安全。
本发明的有益效果：在满足电动汽车的总制动力矩与制动踏板行程和踏板力保持稳定对应关系的条件下，能够自动调整和分配电力制动和机械制动系统的制动力矩比例，在电动汽车行驶状态不断变化时，实时调整电力制动功率，可以最大可能发挥电力制动的能力，节省蓄电池电能，延长续驶里程。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于制动能回馈的气压制动控制算法的结构示意图。
图中：1空心电机转子、2定子壳体、3制动阀操纵推杆、4制动踏板、5制动阀操纵拉杆、6制动阀摇臂、7制动阀、8电机控制器、9整车控制器、10制动阀输出压力传感器、11制导灯。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种用于制动能回馈的气压制动控制算法，包括空心电机和电机控制器8，空心电机由空心电机转子1和定子壳体2组成，空心电机转子1的一端包裹有定子壳体2，空心电机转子1远离定子壳体2的一端设有螺母，螺母上安装有制动阀操纵拉杆5，且制动阀操纵拉杆5的一端深入空心电机转子1的内腔，制动阀操纵拉杆5的另一端铰接有制动阀摇臂6，制动阀摇臂6上安装有制动阀7，定子壳体2远离空心电机转子1的一侧安装有制动阀操纵推杆3，制动阀操纵推杆3远离定子壳体2的一端铰接有制动踏板4，空心电机转子1与电机控制器8连接，电机控制器8分别与整车控制器9、制动阀输出压力传感器10和制导灯11连接，制动阀输出压力传感器10用于检测制动阀7的输出压力，制动阀摇臂6与制动阀7之间通过铰链连接，整车控制器9与电机控制器8之间通过通讯线连接，制动阀操纵拉杆5靠近空心电机转子1的一端设有外螺纹，且外螺纹与螺母啮合。
一种用于制动能回馈的气压制动控制算法，其步骤为：
S1、正常复合制动工况，驾驶员没有制动动作时，电机控制器8控制空心电机，使整个操纵机构恢复正常初始状态。驾驶员踩下制动踏板4时，电机控制器8只是测量制动阀7输出压力，空心电机保持不动。当制动阀7输出压力稳定时，电机控制器8记录当前压力，作为驾驶员的目标制动压力。然后通过整车控制器9获取当前车辆状态下，电力制动的可能最大制动力，然后同时通过控制空心电机转动，减小机械制动力，向整车控制器9通过通讯线发出电力制动指令，通过合理控制，使得机械制动力减少的部分和电力制动增加的部分保持相等，从而保持总制动力不变。如果此时驾驶员改变了制动踏板4的位置，则制动阀7出压力与电机控制器8通过制动阀输出压力传感器10测量的预计压力变化趋势不一致，电机控制器8将两者的差值与原最初目标制动压力相加，作为新的目标制动压力，然后继续进行复合制导控制，当电机控制器8检测到制导灯信号熄灭时，迅速恢复空心电机至初始位置，本次制动结束。
S2、电机控制器8自检程序判断为系统有故障时，停止控制空心电机制动，系统维持常规机械制动功能。
S3、电机控制器8检测到制动阀7输出压力上升速度或绝对压力超过设定限值时，判定为紧急制动，停止复合制导功能，保证行驶安全。
本发明中当空心电机转子1在电机控制器8的控制下转动，通过一端的螺母与制动阀操纵拉杆5的相互作用，减速增扭，实现制动阀操纵拉杆5相对电机的轴向移动，从而在制动踏板4位置不变的条件下，改变制动阀7的制动阀摇臂6摆动角度，从而改变制动阀7的输出压力，改变气压机械制动系统的制动力矩。电机控制器8通过电路控制空心电机转子1转动的角度，实现对机械制动力矩的控制，电机控制器8连接制动阀输出压力传感器10，实时测量制动阀7的输出压力。通过通讯线与整车控制器9交换电力制动的制动力矩，电机控制器8通过相应算法，不断根据车辆状态，合理分配两种制度力矩的比例，实现电动汽车制动能回馈的优化控制，该设计在满足电动汽车的总制动力矩与制动踏板行程和踏板力保持稳定对应关系的条件下，能够自动调整和分配电力制动和机械制动系统的制动力矩比例，在电动汽车行驶状态不断变化时，实时调整电力制动功率，可以最大可能发挥电力制动的能力，节省蓄电池电能，延长续驶里程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于制动能回馈的气压制动控制算法，包括空心电机和电机控制器(8)，其特征在于：所述空心电机由空心电机转子(1)和定子壳体(2)组成，所述空心电机转子(1)的一端包裹有定子壳体(2)，所述空心电机转子(1)远离定子壳体(2)的一端设有螺母，所述螺母上安装有制动阀操纵拉杆(5)，且制动阀操纵拉杆(5)的一端深入空心电机转子(1)的内腔，所述制动阀操纵拉杆(5)的另一端铰接有制动阀摇臂(6)，所述制动阀摇臂(6)上安装有制动阀(7)，所述定子壳体(2)远离空心电机转子(1)的一侧安装有制动阀操纵推杆(3)，所述制动阀操纵推杆(3)远离定子壳体(2)的一端铰接有制动踏板(4)，所述空心电机转子(1)与电机控制器(8)连接，所述电机控制器(8)分别与整车控制器(9)、制动阀输出压力传感器(10)和制动灯(11)连接，其中，用于制动能回馈的气压制动控制算法，其步骤为：
S1、正常复合制动工况，驾驶员没有制动动作时，电机控制器(8)控制空心电机，使整个操纵机构恢复正常初始状态，驾驶员踩下制动踏板(4)时，电机控制器(8)只是测量制动阀(7)输出压力，空心电机保持不动，当制动阀(7)输出压力稳定时，电机控制器(8)记录当前压力，作为驾驶员的目标制动压力，然后通过整车控制器(9)获取当前车辆状态下，电力制动的可能最大制动力，然后同时通过控制空心电机转动，减小机械制动力，向整车控制器(9)通过通讯线发出电力制动指令，通过合理控制，使得机械制动力减少的部分和电力制动增加的部分保持相等，从而保持总制动力不变，如果此时驾驶员改变了制动踏板(4)的位置，则制动阀(7)实际输出压力与电机控制器(8)通过制动阀输出压力传感器(10)测量的预计压力变化趋势不一致，电机控制器(8)将两者的差值与原最初目标制动压力相加，作为新的目标制动压力，然后继续进行复合制动控制，当电机控制器(8)检测到制动灯信号熄灭时，迅速恢复空心电机至初始位置，本次制动结束；
S2、电机控制器(8)自检程序判断为系统有故障时，停止控制空心电机制动，系统维持常规机械制动功能；
S3、电机控制器(8)检测到制动阀(7)输出压力上升速度或绝对压力超过设定限值时，判定为紧急制动，停止复合制动功能，保证行驶安全。
2.根据权利要求1所述的一种用于制动能回馈的气压制动控制算法，其特征在于，所述制动阀输出压力传感器(10)用于检测制动阀(7)的输出压力。
3.根据权利要求1所述的一种用于制动能回馈的气压制动控制算法，其特征在于，所述制动阀摇臂(6)与制动阀(7)之间通过铰链连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于制动能回馈的气压制动控制算法，其特征在于，所述整车控制器(9)与电机控制器(8)之间通过通讯线连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于制动能回馈的气压制动控制算法，其特征在于，所述制动阀操纵拉杆(5)靠近空心电机转子(1)的一端设有外螺纹，且外螺纹与螺母啮合。
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