CN108162766B - 一种轮毂电机驱动汽车机电液冗余制动系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂电机驱动汽车机电液冗余制动系统及控制方法，制动系统控制方法为：优先利用轮毂电机进行再生制动，电子机械式制动系统用于行车制动补偿和驻车制动，液压制动系统用于失效补偿，三套制动系统协同；由整车控制器获取当前车况信息和驾驶员操作，识别驾驶意图和监控车辆稳定性状态，综合路面条件和动力电池状态，判断制动模式，求解总制动力矩需求，合理分配四轮制动力矩，由轮毂电机控制器、电子机械式制动系统控制器、电动机械制动助力器协同进行制动控制，共同达到制动目标并保障行车稳定性。本发明可实现高效制动能量回收和四轮主动分布式制动，具有制动能力强、灵敏度高，响应迅速，高安全性和高可靠性等优点。

Description

一种轮毂电机驱动汽车机电液冗余制动系统及控制方法

技术领域

本发明涉及汽车制动安全技术领域，尤其是一种轮毂电机驱动汽车的制动系统及其控制方法。

背景技术

汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和长下坡时能够维持一定车速的能力，称为汽车制动性。制动性能是汽车的重要性能指标之一，直接关系到交通安全。为实现汽车制动，在汽车上必须装设专门的制动系统。一般来说，制动系统按功能分类包括行车制动系统、驻车制动系统、第二制动系统和辅助制动系统，其中行车制动系统和驻车制动系统是乘用车必备的系统。

对于常规乘用车而言，行车制动系统通常采用液压传动，驾驶员利用脚踩提供作用在主缸前端的力，通过制动主缸、制动管路作用在制动器上，通过夹紧制动器的方式使车辆进行行车制动；驻车制动系通常采用手拉方式进行制动控制动作以触发制动器保持车辆静止。第二制动系统需要有套独立的完全制动系统，目前乘用车并不匹配完全独立的第二制动系统，而辅助制动系统一般用在商用货车上。相对燃油汽车，纯电动汽车因噪声小、节能环保、结构简单、使用范围广的特点而成为各国竞相发展的热点技术，开发适用于电动汽车的制动技术是提升电动车性能的必要手段。基于轮毂电机驱动汽车的驱动电机既可以驱动也可以制动并回收能量的特点，电动汽车制动可分为以下三种常规模式，不同模式应辅以不同的控制策略：(1)紧急制动：以机械摩擦制动为主，电气制动仅起辅助作用：在急刹车时，可根据初始速度的不同，由ABS控制提供相应的机械摩擦制动力：(2)中轻度制动：正常制动过程中，可分为减速过程与停止过程：电气制动负责减速过程，停止过程由机械摩擦制动完成：(3)汽车下长坡制动：在制动力要求不大时，可完全工作于纯电气再生制动模式。

轮毂电机驱动汽车是一种新型纯电动汽车，特点是采用多个电机(两个或两个以上)分布在车轮内部，各电机直接将动力传递给各驱动车轮。与这种独特的分布式的驱动形式相配合的是其电液复合制动系统，该系统由传统液压制动系统与电机制动系统复合而成。在制动时，轮毂电机可以提供整车部分或全部制动力矩，电机自身处于发电状态给动力电池充电；但是允许电机提供的制动力矩有限，且动力电池的状态也对电机再生制动能力形成约束，在保证系统安全的要求下，电机制动模式不足以满足所有工况下的制动需求，因此，轮毂电机驱动汽车保留了液压制动系统，同时，保留驻车制动系统。

传统液压制动系统采用双回路制动系统来充当第二制动系统，即当某一回路制动系统失效时另一回路制动系统还能提供低限度制动能力，双回路制动系统作为发挥第二制动系统在发挥作用时的主要缺点是制动强度不足以及制动稳定性减退。此外，轮毂电机的工作环境较普通电机更为恶劣，承受地面不平冲击和强电流冲击，导致机械部件和电气部件有极高的失效可能性；同时，常规液压系统也有一定的失效几率。如果发生制动油路泄露，失效发生在紧急制动的工况中，考虑到液压制动系统大幅调整各轮缸制动压力时的响应时间较长且电机提供制动力矩有限，汽车将面临丧失稳定性甚至发生交通事故的风险。

为了便于操纵、减少驾驶员体力支出，EPB(电子驻车制动系统)被成功研发并取代了拉线式驻车制动系统，EPB系统通常安装在常用的盘式制动器上，通过高速电机的转动带动制动活塞的直线移动，顶紧或释放制动器，实现驻车制动的电子化。因此，可以通过简单的开关操作或根据电子控制单元的控制自动启动或释放驻车制动器。实际上，基于EPB的硬件结构加入特定传感器，驱动电机输出轴到行星齿轮系输入轴传动由蜗轮蜗杆代替齿轮齿带，滚珠丝杠代替丝杠螺母结构，增加制动器的可靠性，改为电子机械式制动系统，通过相关控制器控制电机驱动活塞达到一定行程，在一定范围内控制制动力矩的输出大小，实现更精准的制动力矩输出；另外，带有电动机械制动助力器(iBooster)的液压制动系统，能够更好的与再生制动、电子机械式制动系统相结合，当其他系统制动失效或紧急情况预警系统发现前方有危险的时候，在极短的时间内自动把制动力增加到所需值，帮助实现自动刹车，操作平稳安全可靠。通过将电子机械式制动系统、iBooster与轮毂电机相结合进行冗余制动，有望在提高轮毂电机驱动汽车分布式制动系统的智能化程度的基础上大幅提升安全性，避免了对液压制动调节单元的工作强度和技术要求，具有更高的性价比。

发明内容

本发明目的在于提供一种轮毂电机驱动汽车机电液冗余制动系统及其控制方法，根据当前汽车的运行状态和驾驶员需求，识别驾驶意图和监控车辆行驶稳定性状态，综合路面条件和动力电池状态，判断制动模式，达到制动目标和行车稳定性。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述制动系统包括整车控制器、轮毂电机、电机控制器、制动盘、电子机械式制动系统控制器、固定角位移传感器的电子机械式制动系统制动器、电动机械制动助力器、制动主缸、动力电池组及管理系统、集成开度传感器的加速踏板、集成开度传感器的制动踏板、集成转角传感器的方向盘、传感器信号采集与处理模块；

整车控制器通过传感器信号采集与处理模块分别与方向盘及其转角传感器、加速踏板及踏板开度传感器、制动踏板及踏板开度传感器相连；方向盘及其转角传感器采集方向盘转角；加速踏板及踏板开度传感器采集加速踏板开度；制动踏板及踏板开度传感器采集制动踏板开度；上述信息采集用于完成需求制动力矩和驾驶意图的初始估算。

整车控制器分别与四个电机控制器相连，四个电机控制器分别通过高压线和信号线与各自的轮毂电机连接，轮毂电机将自身状态信息传送给电机控制器；电机控制器用于切换电机的工作状态，为车轮提供制动力矩；

动力电池组及管理系统与整车控制器协同控制，将高压电经高压配电箱传输给电机控制器，再传输给各轮毂电机；轮毂电机再生制动时，电量则反向传输给动力电池组及管理系统；各电机控制器之间以及动力电池组及管理系统经整车控制器通过CAN总线进行信息交互；动力电池组及管理系统实时监测动力电池的工作状态，获取动力电池SOC值作为制动模式控制策略的参考要素；

整车控制器与电子机械式制动系统控制器相连，电子机械式制动系统控制器分别与电子机械式制动系统制动器相连，电子机械式制动系统制动器分别与液压制动轮缸相连；液压制动轮缸与转向节内侧相连，转向节内侧安装有制动盘，转向节外侧与轮毂电机相连；电子机械式制动系统控制器用于发送制动指令给电子机械式制动系统制动器，配合轮毂电机，合理分配所需制动力矩；

整车控制器通过电动机械制动助力器与制动主缸相连，制动主缸分别与转向节处的制动轮缸相连；制动主缸所在的液压控制系统用于失效制动补偿，在轮毂电机和电子机械式制动系统制动器提供的制动力矩不足或部分制动功能失效时，施加液压制动；

本发明所述机电液复合制动系统由轮毂电机制动、电子机械式制动系统、液压制动系统三者组成，控制策略可实现主动分布式制动，包括ABS、TSC、ESP其上层控制单元的判断功能；所述控制方法适应于紧急制动、中轻度制动、滑行制动等复杂制动模式；控制方法简述为：制动系统通过CAN总线将整车控制器、电机控制器、电子机械式制动系统控制器、动力电池及管理系统连接起来，并获取相关传感器信号，实现控制器之间的实时通讯和协同控制，从而实现车辆复合制动过程中轮毂电机、电子机械式制动系统、液压制动系统制动力矩的实时分配；如果整车控制器检测到复合制动系统部分功能出现失效，则依次采用轮毂电机制动、电子机械式制动系统、液压制动，向相关制动执行机构发送信号，补偿所丧失的制动力矩；

当制动力矩施加在车轮后，车辆会通过方向盘转角传感器、制动踏板开度传感器、轮速传感器、电子机械式制动系统制动器角位移传感器、惯性测量单元等传感器实时获取车辆运动状态的改变，为控制策略提供参数支持，反馈给整车控制器、电机控制器、电子机械式制动系统控制器、电池管理系统，实时做出动态制动模式调整，当达到制动目标与车辆稳定状态后，则结束制动。

本发明所述控制方法包括以下步骤：

步骤1，整车控制器通过与制动踏板开度传感器、方向盘转角传感器、轮速传感器、惯性测量单元等传感器通讯来获取各子系统的信息，实现司机驾驶意图解析、车辆运行状态辨识和电池状态估计；根据是否有减速需求进行制动强度计算和制动力矩分配；同时对当前车辆运行状态进行名义计算，用于实现主动分布式制动功能，判断车辆稳定性是否丧失，包括侧翻预警、轨道偏离、横摆失稳程度的辨识，进行附加制动力矩的计算与分配，主动调整相应车轮所需制动力矩大小，集成实现ABS、TSC、ESP其上层控制单元的判断功能；再根据当前路面条件，由整车控制器分析计算出总制动力矩分配，下一步进行制动模式判别；

步骤2，进行制动模式判别，先由电池管理系统和整车控制器CAN通讯，判断当前电池SOC值是否需要轮毂电机再生制动给电池充电，若不需要给电池充电，则直接将制动任务分配给电子机械式制动系统，由电子机械式制动系统完成接下来的制动力矩分配；整车控制器通过CAN总线发送制动指令给电子机械式制动系统控制器，电子机械式制动系统控制器对需求制动力矩进行估计，然后判断电子机械式制动系统是否失效以及制动力矩是否供应不足，包括失效部件及其数量位置判别,判断是否需要液压制动的辅助，若不需要液压制动参与，则由电子机械式制动系统系统独立完成制动功能；否则将与液压制动联合完成制动任务；若需要轮毂电机再生制动分配制动力矩，则先行判断电机制动系统是否失效故障或分配制动力矩不足，若轮毂电机足够完成制动任务，则由轮毂电机独立完成制动功能；若电机制动系统故障或分配制动力矩不足，包括失效部件及其数量位置判别，则由电子机械式制动系统作为制动补偿，继续完成制动任务；先对电子机械式制动系统进行是否失效或制动力矩供应不足的判断，若电子机械式制动系统系统正常，且制动力矩足够，则由轮毂电机和电子机械式制动系统二者完成制动功能；若电子机械式制动系统失效或制动力矩供应不足，则剩余需求制动力矩由液压系统来补偿；所述制动系统由轮毂电机制动、电子机械式制动系统制动、液压制动机电液三种制动方式组成；

步骤3，当三个制动系统协同控制完成，制动力矩分配完成后，各系统执行器接收到制动信号，联合对车辆实施制动，改变车辆运行状态，车轮车速和轮速传感器、惯性测量单元等各传感器将运行状态反馈给整车控制器，通过CAN通讯传递给电机控制器、电子机械式制动系统控制器，实时监测车辆稳定性和判别驾驶意图，然后所述制动系统实时改变总制动力矩分配和制动模式切换，共同实现闭环控制；若达到制动目标和行车稳定性，则结束制动。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、通过控制电子机械式制动系统动作，将电子机械式制动系统作为制动补偿应用在行车制动过程中，使其在行车制动中产生一定的制动力矩补偿轮毂电机回馈制动的制动力矩不足，拓展了电子驻车系统的功能。

2、正常情况下，优先采用轮毂电机与电子机械式制动系统的联合制动，能够克服传统带有液压制动系统的踏板空行程，缩短制动系统执行器制动时间，提高制动灵敏性。

3、采用再生制动、电子机械式制动系统制动和液压制动三种制动方式，提供多重制动保障，在再生制动或电子机械式制动系统制动失效时，仍有电动机械制动助力器驱动的液压制动系统提供制动力矩快速补偿，提高了制动系统的稳定性和可靠性。

4、硬件系统为现有的制动装置及相关组件的重新组合，机构改动小，可以适应负载突变，使得系统快速恢复到稳定的工作状态，响应时间短，制动力增长较为线性，可普遍适用于电动汽车行车制动系统中。

5、制动系统控制方法具有很高的适应性，可以广泛适用于车辆的电子机械式制动系统中，也可以应用于EMB系统或其他类似需求的系统中。

附图说明

图1是本发明制动系统的示意图。

图2是本发明制动控制方法的控制策略流程图。

图3是正常制动情况下制动力矩分配示意图。

图4是紧急制动情况下制动力矩分配示意图。

图5是电子机械式制动系统制动器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，本发明所述制动系统结构包括四个轮毂电机1，内置转速、温度、电压、电流传感器，四个制动盘2，四个电机控制器3，电动机械制动助力器4，整车控制器5，制动主缸6，动力电池组及管理系统7，四个液压制动轮缸8，四个固定角位移传感器的电子机械式制动系统制动器9，集成转角传感器的方向盘10，集成开度传感器的加速踏板11，集成开度传感器的制动踏板12，传感器信号采集与处理模块13，电子机械式制动系统控制器14，四个车轮15。

整车控制器5通过传感器信号采集与处理模块13分别与方向盘10及其转角传感器、加速踏板11及踏板开度传感器、制动踏板12及踏板开度传感器相连；方向盘10及其转角传感器采集方向盘转角；加速踏板11及踏板开度传感器采集加速踏板开度；制动踏板12及踏板开度传感器采集制动踏板开度；上述信息采集用于完成需求制动力矩和驾驶意图的初始估算。

整车控制器5分别与四个电机控制器3相连，四个电机控制器3分别通过高压线和信号线与各自的轮毂电机1连接，轮毂电机1将自身状态信息传送给电机控制器3；电机控制器3用于切换电机的工作状态，为车轮提供制动力矩；

动力电池组及管理系统7与整车控制器5协同控制，将高压电经高压配电箱传输给电机控制器3，再传输给各轮毂电机1；轮毂电机1再生制动时，电量则反向传输给动力电池组及管理系统7；各电机控制器3之间以及动力电池组及管理系统7经整车控制器5通过CAN总线进行信息交互；动力电池组及管理系统7实时监测动力电池的工作状态，获取动力电池SOC值作为制动模式控制策略的参考要素；

整车控制器5与电子机械式制动系统控制器14相连，电子机械式制动系统控制器14分别与电子机械式制动系统制动器9相连，电子机械式制动系统制动器9分别与液压制动轮缸8相连，液压制动轮缸8与转向节内侧相连，转向节内侧安装有制动盘2，转向节外侧与轮毂电机1相连；电子机械式制动系统控制器14用于发送制动指令给电子机械式制动系统制动器9，配合轮毂电机1，合理分配所需制动力矩；

整车控制器5通过电动机械制动助力器4与制动主缸6相连，制动主缸6分别与转向节处的制动轮缸8相连；制动主缸6所在的液压控制系统用于失效制动补偿，在轮毂电机1和电子机械式制动系统制动器9提供的制动力矩不足或部分制动功能失效时，施加液压制动；

本发明所述机电液复合制动系统由轮毂电机制动、电子机械式制动系统、液压制动系统三者组成，控制策略可实现主动分布式制动，包括ABS、TSC、ESP其上层控制单元的判断功能；所述控制方法适应于紧急制动、中轻度制动、滑行制动等复杂制动模式；控制方法简述为：制动系统通过CAN总线将整车控制器5、电机控制器3、电子机械式制动系统控制器14、动力电池及管理系统7连接起来，并获取相关传感器信号，实现控制器之间的实时通讯和协同控制，从而实现车辆复合制动过程中轮毂电机、电子机械式制动系统、液压制动系统制动力矩的实时分配；如果整车控制器5检测到复合制动系统部分功能出现失效，则依次采用轮毂电机制动、电子机械式制动系统、液压制动，向相关制动执行机构发送信号，补偿所丧失的制动力矩；

当制动力矩施加在车轮后，车辆会通过方向盘转角传感器、制动踏板开度传感器、轮速传感器、电子机械式制动系统制动器角位移传感器、惯性测量单元等传感器实时获取车辆运动状态的改变，为控制策略提供参数支持，反馈给整车控制器5、电机控制器3、电子机械式制动系统控制器14、动力电池及管理系统7，实时做出动态制动模式调整，当达到制动目标与车辆稳定状态后，则结束制动。

上述各器件之间通过线路连接，包括高压线、低压线、信号线、CAN线。各传感器通过信号线将信号传递给相应控制器，使得相应控制器获取当前车辆信息；电机控制器3通过高压线和信号线与轮毂电机1连接，轮毂电机1将自身状态信息传送给电机控制器3，动力电池7通过电池管理系统等将高压电传输给电机控制器3，再传输给各轮毂电机1，轮毂电机1再生制动时，电量则反向传输给动力电池7，给电池充电；各控制器通过动力电池经DC-DC转换的低压电路供电，实现正常运转；各控制器之间以及电池管理系统7之间通过CAN总线进行信息交互。

本发明所述控制方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤1，所述轮毂电机驱动汽车机电液冗余制动系统及其控制方法的控制流程为：首先，整车控制器5通过与制动踏板开度传感器、方向盘转角传感器、轮毂电机转速传感器、惯性测量单元等各传感器通讯来获取各子系统的信息，实现司机驾驶意图解析、车辆运行状态识别和电池状态估计；然后，根据是否有减速需求进行制动强度计算和制动力矩分配；同时对当前车辆运行状态进行名义计算，用于实现主动分布式制动功能，判断车辆稳定性是否丧失，包括侧翻预警、轨道偏离、横摆失稳程度的辨识，进行附加制动力矩的计算与分配，主动调整相应车轮所需制动力矩大小，集成实现ABS、TSC、ESP其上层控制单元的判断功能；再根据当前路面条件，由整车控制器5分析计算出总制动力矩分配，下一步进行制动模式判别。

步骤2，进行制动模式判别，首先由电池管理系统7和整车控制器5进行CAN通讯，判断当前电池SOC值是否需要轮毂电机1再生制动给动力电池7充电，若不需要给电池充电，则直接将制动任务分配给电子机械式制动系统，由电子机械式制动系统完成接下来的制动力矩分配；整车控制器5通过CAN总线发送制动指令给电子机械式制动系统控制器14，电子机械式制动系统控制器14对需求制动力矩进行估计，然后判断电子机械式制动系统是否失效以及制动力矩是否供应不足，包括失效部件及其数量位置判别,判断是否需要液压制动的辅助，若不需要液压制动的补偿制动力矩参与，则由电子机械式制动系统独立完成制动功能；否则将与液压制动联合完成制动任务；若需要轮毂电机1再生制动分配制动力矩，则先行判断电机制动系统是否失效故障或分配制动力矩不足，若轮毂电机1足够完成制动任务，则由轮毂电机1独立完成制动功能；若电机制动系统失效故障或分配制动力矩不足，包括失效部件及其数量位置判别,则由电子机械式制动系统作为制动补偿，继续完成制动任务。控制中先行对电子机械式制动系统进行是否失效或制动力矩供应不足的判断，若电子机械式制动系统正常，且制动力矩足够，则由轮毂电机1和电子机械式制动系统二者完成制动功能；若电子机械式制动系统失效或制动力矩供应不足，则剩余需求制动力矩由液压系统来补偿；所述制动系统由轮毂电机制动、电子机械式制动系统制动、液压制动机电液三种制动方式组成；

步骤3，当三个制动系统协同控制完成制动力矩分配后，各系统执行器接收到制动信号，联合对车辆实施制动，改变车辆运行状态，各传感器将运行状态反馈给整车控制器，通过CAN通讯传递给电机控制器3、电子机械式制动系统控制器14、电动机械制动助力器4，从而实时监测车辆稳定性和判别驾驶意图，通过实时改变总制动力矩分配和制动模式切换，共同实现闭环控制；若达到制动目标和行车稳定性或驾驶员松开制动踏板，则结束制动。

所述主动分布式制动过程大致如下：当车辆在正常行驶或制动过程中，所述制动系统的整车控制器5根据方向盘转角传感器、制动踏板开度传感器、轮速传感器、惯性测量单元等检测传感器，检测车辆行驶过程中的方向盘转角、各个轮速、车辆侧向加速度和横摆角速度等当前车辆的运行状态，判断车辆是否濒临失稳，并进一步通过整车控制器5判断是否需要施加附加制动力矩以及附加制动力矩的分配，配合当前的驾驶意图和路面条件，求解出总制动力矩需求与分配，再进行制动模式判断，制动步骤如上所述。在保证实现行车制动的同时，可集成实现ABS、TSC、ESP等功能，保证行驶的稳定性与安全。

所述电机制动系统，电机控制器3接受整车控制器5发送的信号，控制轮毂电机1再生制动力矩输出；与此同时，电机控制器3获取轮毂电机1的运行状态信息，通过CAN总线发送给整车控制器5，形成闭环反馈，实时改变轮毂电机1再生制动力矩。

所述电子机械式制动系统，如图5所示其电子机械式制动系统制动器9机构包括：制动轮缸16，蜗杆17，驱动电机18，齿形皮带，角位移传感器19，涡轮20，丝杠21，滚珠22，螺母23，制动轮缸活塞24；电子机械式制动系统工作过程中，电子机械式制动系统控制器14从CAN总线获取来自整车控制器5的信号，控制电子机械式制动系统制动器9高速驱动电机18的转角变化，驱动电机17输出力和运动经过蜗杆17和涡轮20，经过减速后，由涡轮驱动滚珠丝杠21，带动螺母23向前，推动制动轮缸活塞24运动；根据制动力矩分配需求，通过转角位移传感器19检测信号给电子机械式制动系统控制器14控制滚珠丝杆-螺母机构行程，进而控制制动轮缸活塞24，致使摩擦片压紧制动盘2实施制动；制动器驱动电机18和角位移传感器19将电子机械式制动系统运行状态通过电子机械式制动系统控制器14发送给整车控制器5，形成闭环反馈；

所述液压制动系统，由电动机械制动助力器4接受整车控制器5传送的制动请求，实现主缸制动压力的实时精确控制，主缸再向各轮缸输出制动压力，压紧制动盘15进行制动力矩补偿。

在正常制动情况下，制动力矩分配如图3所示，所述制动系统优先采用轮毂电机1再生制动，将电子机械式制动系统作为制动补偿。高速行车制动时，再生制动提供的制动力矩通常不足，在总制动力矩需求不变时，电子机械式制动系统进行主动制动补偿。制动过程中，由整车控制器5合理分配制动力矩，将控制信号通过CAN总线传递给电机控制器3和电子机械式制动系统控制器14，然后控制各子系统执行机构，共同施加制动力矩。两种制动方式协同配合，能够满足正常制动情况下的总制动力矩需求。

在出现子系统制动失效情况下，制动力矩分配如图4所示。首先，由再生制动和电子机械式制动系统协同提供制动力矩；若再生制动能力失效，则由电子机械式制动系统控制轮缸活塞制动，单独提供所需制动力矩；若检测到电子机械式制动系统亦失效，则立即由整车控制器5发送信号给电动机械制动助力器4，采用液压制动补偿制动力矩，保证紧急制动情况下的行车安全性。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种轮毂电机驱动汽车机电液冗余制动系统，其特征在于：所述制动系统包括整车控制器、轮毂电机、电机控制器、制动盘、电子机械式制动系统控制器、固定角位移传感器的电子机械式制动系统制动器、电动机械制动助力器、制动主缸、动力电池组及管理系统、集成开度传感器的加速踏板、集成开度传感器的制动踏板、集成转角传感器的方向盘、传感器信号采集与处理模块；

整车控制器通过传感器信号采集与处理模块分别与方向盘及其转角传感器、加速踏板及踏板开度传感器、制动踏板及踏板开度传感器相连；方向盘及其转角传感器采集方向盘转角；加速踏板及踏板开度传感器采集加速踏板开度；制动踏板及踏板开度传感器采集制动踏板开度；上述传感器信息采集用于完成需求制动力矩和驾驶意图的初始估算；

整车控制器分别与四个电机控制器相连，四个电机控制器分别通过高压线和信号线与各自的轮毂电机连接，轮毂电机将自身状态信息传送给电机控制器；电机控制器用于切换电机的工作状态，为车轮提供制动力矩；

动力电池组及管理系统与整车控制器协同控制，将高压电经高压配电箱传输给电机控制器，再传输给各轮毂电机；轮毂电机再生制动时，电量则反向传输给动力电池组及管理系统；各电机控制器之间以及动力电池组及管理系统经整车控制器通过CAN总线进行信息交互；动力电池组及管理系统实时监测动力电池的工作状态，获取动力电池SOC值作为制动模式控制策略的参考要素；

整车控制器与电子机械式制动系统控制器相连，电子机械式制动系统控制器分别与电子机械式制动系统制动器相连，电子机械式制动系统制动器分别与液压制动轮缸相连；液压制动轮缸与转向节内侧相连，转向节内侧安装有制动盘，转向节外侧与轮毂电机相连；电子机械式制动系统控制器用于发送制动指令给电子机械式制动系统制动器，配合轮毂电机，合理分配所需制动力矩；

整车控制器通过电动机械制动助力器与制动主缸相连，制动主缸分别与转向节处的制动轮缸相连；制动主缸所在的液压控制系统用于失效制动补偿，在轮毂电机和电子机械式制动系统制动器提供的制动力矩不足或部分制动功能失效时，施加液压制动。

2.一种基于权利要求1的轮毂电机驱动汽车机电液冗余制动控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1，整车控制器通过与制动踏板开度传感器、方向盘转角传感器、轮速传感器、惯性测量单元等传感器通讯来获取各子系统的信息，实现司机驾驶意图解析、车辆运行状态辨识和电池状态估计；根据是否有减速需求进行制动强度计算和制动力矩分配；同时对当前车辆运行状态进行名义计算，用于实现主动分布式制动功能，判断车辆稳定性是否丧失，包括侧翻预警、轨道偏离、横摆失稳程度的辨识，进行附加制动力矩的计算与分配，主动调整相应车轮所需制动力矩大小，集成实现ABS、TSC、ESP其上层控制单元的判断功能；再根据当前路面条件，由整车控制器分析计算出总制动力矩分配，下一步进行制动模式判别；

步骤2，进行制动模式判别，先由电池管理系统和整车控制器CAN通讯，判断当前电池SOC值是否需要轮毂电机再生制动给电池充电，若不需要给电池充电，则直接将制动任务分配给电子机械式制动系统，由电子机械式制动系统完成接下来的制动力矩分配；整车控制器通过CAN总线发送制动指令给电子机械式制动系统控制器，电子机械式制动系统控制器对需求制动力矩进行估计，然后判断电子机械式制动系统是否失效以及制动力矩是否供应不足，包括失效部件及其数量位置判别,决定是否需要液压制动的辅助，若不需要液压制动参与，则由电子机械式制动系统系统独立完成制动功能；否则将与液压制动联合完成制动任务；若需要轮毂电机再生制动分配制动力矩，则先行判断电机制动系统是否失效故障或分配制动力矩不足，若轮毂电机足够完成制动任务，则由轮毂电机独立完成制动功能；若电机制动系统故障或分配制动力矩不足，包括失效部件及其数量位置判别，则由电子机械式制动系统作为制动补偿，继续完成制动任务；先对电子机械式制动系统进行是否失效或制动力矩供应不足的判断，若电子机械式制动系统系统正常，且制动力矩足够，则由轮毂电机和电子机械式制动系统二者完成制动功能；若电子机械式制动系统失效或制动力矩供应不足，则剩余需求制动力矩由液压系统来补偿；所述制动系统由轮毂电机制动、电子机械式制动系统制动、液压制动机电液三种制动方式组成；

步骤3，当三个制动系统协同控制完成，制动力矩分配完成后，各系统执行器接收到制动信号，联合对车辆实施制动，改变车辆运行状态，车轮车速和轮速传感器、惯性测量单元等各传感器将运行状态反馈给整车控制器，通过CAN通讯传递给电机控制器、电子机械式制动系统控制器，实时监测车辆稳定性和判别驾驶意图，然后所述制动系统实时改变总制动力矩分配和制动模式切换，共同实现闭环控制；若达到制动目标和行车稳定性，则结束制动。

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