CN110001609A - 一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置，所述制动步骤包括行车制动及驻车制动两种情况，具体步骤如下：行车制动步骤：系统开始上电启动；信号采集装置开始采集制动强度；整车制动器计算目标制动力及制动力分配，计算确定制动距离；车轮控制器进行再生制动力控制，按计算出来的摩擦制动力及再生制动力进行控制；整车控制器控制车轮控制器；驻车制动步骤：系统开始上电启动；信号采集装置开始采集制动踏板位置信号；汽车停驶且行车制动系统不工作时；如果判断驾驶员有长时间驻车意图；如果判断驾驶员有起步意图。该四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置的控制系统结构更加简单，从而更加容易实现。

Description

一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，具体为一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置。
背景技术
轮毂独立电机驱动相比于传动电动汽车，在能量回收的控制方面更加灵活可行，所以，轮毂驱动电动汽车相比于传统汽油车或传统电动汽车来说，其控制精度和灵活度都相当高，在日益先进、日益成熟的智能化控制的基础上，引入线控制动对于制动中制动效能、制动性能及制动能量的回收等各方面的控制效果必定更加精确，性能更加优化，能够达到更佳的综合效果。
现有技术中与本发明作用类似的技术有一种电动车用线控制动系统，其结构包括一电机、一行星轮系、一螺纹丝杠副、一主缸、一制动机构、一踏板执行与模拟机构、一蓄能器、一油壶和一控制器，该制动系统以一电机推动制动主缸中的活塞运动产生制动液压，从而能够取消对发动机真空度的依赖，又采用一踏板模拟器使其不影响制动时的踏板感觉，同时该系统对电机的功率和转速没有太高的要求，并且当系统供电失效时不存在安全制动的问题，这种电动车用线控制动系统利用液压系统提供制动力，还不是完全的线控系统，设计的系统也相对复杂。
本发明采用完全的线控系统技术-驻车控制系统技术，执行效率更高，另外，设计驻车制动一体化技术，精简了结构，同时具有制动效能好和能量回收率高的特点，比起电动车用线控制动系统，结构更简单，可靠性、准确度高。
发明内容
本发明为解决上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置，本装置以四轮轮毂驱动电动汽车为研究对象，引入线控制动，设计驻车制动一体化技术，精简了结构，同时具有制动效能好和能量回收率高的特点，比起电动车用线控制动系统，结构更简单，可靠性、准确度高，执行效率高，提高了电动汽车的制动控制精度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置，所述制动步骤包括行车制动及驻车制动两种情况，具体步骤如下：
行车制动步骤：
S1：系统开始上电启动；
S2：信号采集装置开始采集制动强度，汽车初速度，产生制动力分配比例；
S3：整车制动器计算目标制动力及制动力分配，计算确定制动距离；
S4：车轮控制器进行再生制动力控制，按计算出来的摩擦制动力及再生制动力进行控制；
S5：整车控制器控制车轮控制器，计算出轮毂电机充电功率及能源回收率，进行能量的回收。
驻车制动步骤：
S1：系统开始上电启动；
S2：信号采集装置开始采集制动踏板位置信号，油门踏板位置信号，车速信号，档位信号，驻车信号；
S3：汽车停驶且行车制动系统不工作时，如果判断驾驶员有驻车意图，启用驻车控制模式；如果判断驾驶员有长时间驻车意图,控制启用内部保持器，进入长时间驻车模式；
S4：如果判断驾驶员有起步意图，为防止倒溜，重新启用驻车控制模式，此时后轮驻车电机开始工作，内部保持器自动释放。
优选的，所述线控系统结构包括整车控制器，一是车轮控制器，二是轮毂电机，三是驻车电机，四是机械制动器，五是电池及电池控制器，且每一车轮总成由一个独立控制器同时控制驻车电机和轮毂电机。
优选的，所述线控制动系统控制装置主要组成为：一是带传感器的人机交互通信模块，如：电子刹车踏板、电子档位开关、电子油门踏板，及电子驻车开关，二是计算和控制用传感器组及通信模块，包括表征汽车运行状态的汽车行驶速度、纵横向加速度等及车轮转速，三是电子控制单元，包括基于整车模型的整车控制器和基于车轮模型的车轮控制器,四是制动执行机构，包括轮毂驱动电机和驻车电机，五是制动系统的供能及能量回收装置和各模块的通信通道。
优选的，所述驻车电机采用永磁无刷直流力矩电机。
优选的，所述整车控制器由单片机及其外围电路组成，包括晶振电路，且晶振电路连接单片机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置的报警系统结构更加简单，从而更加容易实现，同时，相比传统的电子液压制动，本装置的线控制动系统在制动控制方面智能化程度更高，有利于实现更高效率、更高精确度的制动防滑控制和电子制动力分配控制，提高了准确性及可靠性，效率更高。
附图说明
图1为本发明线控系统结构包括整车控制器示意图；
图2为本发明线控制动系统控制装置示意图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置，制动步骤包括行车制动及驻车制动两种情况，具体步骤如下：
行车制动步骤：
S1：系统开始上电启动；
S2：信号采集装置开始采集制动强度，汽车初速度，产生制动力分配比例；
S3：整车制动器计算目标制动力及制动力分配，计算确定制动距离；
S4：车轮控制器进行再生制动力控制，按计算出来的摩擦制动力及再生制动力进行控制；
S5：整车控制器控制车轮控制器，计算出轮毂电机充电功率及能源回收率，进行能量的回收。
驻车制动步骤：
S1：系统开始上电启动；
S2：信号采集装置开始采集制动踏板位置信号，油门踏板位置信号，车速信号，档位信号，驻车信号；
S3：汽车停驶且行车制动系统不工作时，如果判断驾驶员有驻车意图，启用驻车控制模式；如果判断驾驶员有长时间驻车意图,控制启用内部保持器，进入长时间驻车模式；
S4：如果判断驾驶员有起步意图，为防止倒溜，重新启用驻车控制模式，此时后轮驻车电机开始工作，内部保持器自动释放。
线控系统结构包括整车控制器，一是车轮控制器，二是轮毂电机，三是驻车电机，四是机械制动器，五是电池及电池控制器，且每一车轮总成由一个独立控制器同时控制驻车电机和轮毂电机，每一车轮总成由一个独立控制器同时控制驻车电机和轮毂电机，驻车电机可在行车制动过程中直接驱动制动器，提供摩擦制动力，轮毂电机工作于发电状态时提供再生制动力，车轮控制器根据制动需求负责两种制动力的比例控制，并实现两种制动力大小的独立调节，电池给整车控制器和四个车轮控制器供电，轮毂电机及驻车电机由车轮控制器控制供电，车轮控制器负责再生制动力与摩擦制动力的分配控制，同时也负责制动回能控制，再生能量整车控制器处理后，再进行回收给蓄电池充电。
线控制动系统控制装置主要组成为：一是带传感器的人机交互通信模块，如：电子刹车踏板、电子档位开关、电子油门踏板，及电子驻车开关，其作用是检测并向 ECU 传送驾驶员的操作信号，二是计算和控制用传感器组及通信模块，包括表征汽车运行状态的汽车行驶速度、纵横向加速度等及车轮转速，用以检测与制动相关的汽车其他关键状态信号，三是电子控制单元，包括基于整车模型的整车控制器和基于车轮模型的车轮控制器, 接收各信号模块发出的信号，判断车辆的行驶状态计算相关参数，并结合能量回收率最大化及制动安全及时给出相应的控制指令发送至执行模块，四是制动执行机构，包括轮毂驱动电机和驻车电机，驻车电机提供摩擦制动力，五是制动系统的供能及能量回收装置和各模块的通信通道。
驻车电机采用永磁无刷直流力矩电机，用电机制动代替液压制动系统，并将电制动电机与驻车电机合二为一，使整车结构简化，减轻车身质量的同时实现控制集成化，使行车制动与驻车制动之间的协调度更高。
整车控制器由单片机及其外围电路组成，包括晶振电路，且晶振电路连接单片机，从而保证整车控制器能够准确发出控制信号给执行元件。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置，其特征在于：所述制动步骤包括行车制动及驻车制动两种情况，具体步骤如下：
行车制动步骤：
S1：系统开始上电启动；
S2：信号采集装置开始采集制动强度，汽车初速度，产生制动力分配比例；
S3：整车制动器计算目标制动力及制动力分配，计算确定制动距离；
S4：车轮控制器进行再生制动力控制，按计算出来的摩擦制动力及再生制动力进行控制；
S5：整车控制器控制车轮控制器，计算出轮毂电机充电功率及能源回收率，进行能量的回收。
驻车制动步骤：
S1：系统开始上电启动；
S2：信号采集装置开始采集制动踏板位置信号，油门踏板位置信号，车速信号，档位信号，驻车信号；
S3：汽车停驶且行车制动系统不工作时，如果判断驾驶员有驻车意图，启用驻车控制模式；如果判断驾驶员有长时间驻车意图,控制启用内部保持器，进入长时间驻车模式；
S4：如果判断驾驶员有起步意图，为防止倒溜，重新启用驻车控制模式，此时后轮驻车电机开始工作，内部保持器自动释放。
2.根据权利要求1所述的一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置，其特征在于：线控系统结构包括整车控制器，一是车轮控制器，二是轮毂电机，三是驻车电机，四是机械制动器，五是电池及电池控制器，且每一车轮总成由一个独立控制器同时控制驻车电机和轮毂电机。
3.根据权利要求1所述的一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置，其特征在于：线控制动系统控制装置主要组成为：一是带传感器的人机交互通信模块，如：电子刹车踏板、电子档位开关、电子油门踏板，及电子驻车开关，二是计算和控制用传感器组及通信模块，包括表征汽车运行状态的汽车行驶速度、纵横向加速度等及车轮转速，三是电子控制单元，包括基于整车模型的整车控制器和基于车轮模型的车轮控制器,四是制动执行机构，包括轮毂驱动电机和驻车电机，五是制动系统的供能及能量回收装置和各模块的通信通道。
4.根据权利要求2所述的一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置，其特征在于：所述驻车电机采用永磁无刷直流力矩电机。
5.根据权利要求1所述的一种四轮轮毂驱动电动汽车线控电制动控制装置，其特征在于：所述整车控制器由单片机及其外围电路组成，包括晶振电路，且晶振电路连接单片机。
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