CN110758359B - 用于电动摩托车的电子刹车控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电动摩托车的电子刹车控制方法,包括如下步骤:步骤S1,控制器通过信号采集单元采集机械刹车的刹车信号;步骤S2,控制器根据蓄电池的实时SOC阈值判断出允许电机输出的最大电磁制动力Tmax;步骤S3,控制器根据S2中的最大电磁制动力Tmax构建刹车信号转换模型;步骤S4,控制器根据刹车信号转换模型将S1采集的刹车信号转换为目标电磁制动力Tt;步骤S5,控制器控制电机输出目标电磁制动力Tt。本发明的电子刹车控制方法能够控制电子刹车实时产生与用户需求相匹配的电磁制动力,既保证了驾驶的安全舒适性,又能最大限度地回收制动能量。

Description

用于电动摩托车的电子刹车控制方法
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域,尤其涉及一种用于电动摩托车的电子刹车控制方法。
背景技术
电子刹车系统是指电子控制系统在侦测到机械刹车时,把电机变成发电机,从而通过发电机电流产生额外的电磁制动力来加强刹车效果,并把它反充到蓄电池中以回收制动能量,提升续航里程。
电动摩托车在不同的驾驶情况下,对刹车强度和刹车距离的需求是不同的。机械刹车中通常会以用户按下机械刹把的力度来控制刹车强度,而现有的电动摩托车的电子刹车力度难以调节,致使存在以下问题:
a)在用户需要高强度刹车时,比如紧急制动,电子刹车未能提供足够的电磁制动力,从而浪费掉一部分本可以回收的刹车能量,导致车辆的续航里程没有得到最大化的提升;而且电磁制动力过小还可能在机械刹车力不足时难以提供额外的高强度刹车力度以辅助刹车,存在一定的安全隐患;
b)在用户需要低强度刹车时,比如需要较小的刹车力度协助车辆在斑马线前停止,电子刹车提供了过大的电磁制动力,使用户感受到突然前冲的不良驾驶体验;而且在极端条件下,过大的电磁制动力还可能产生一定的安全隐患;
c)蓄电池在不同SOC下允许电机提供的最大电磁制动力是不同的,若实际的电磁制动力超过了允许的最大电磁制动力,则会大大降低蓄电池的使用寿命。
发明内容
为克服上述缺点,本发明的目的在于提供一种用于电动摩托车的电子刹车控制方法,能够控制电子刹车实时产生与用户需求相匹配的电磁制动力,既保证了驾驶的安全舒适性,又能最大限度地回收制动能量。
为了达到以上目的,本发明采用的技术方案是:一种用于电动摩托车的电子刹车控制方法,包括如下步骤:步骤S1,控制器通过信号采集单元采集机械刹车的刹车信号;步骤S2,控制器根据蓄电池的实时SOC阈值判断出允许电机输出的最大电磁制动力Tmax;步骤S3,控制器根据S2中的最大电磁制动力Tmax构建刹车信号转换模型;步骤S4,控制器根据刹车信号转换模型将S1采集的刹车信号转换为目标电磁制动力Tt;步骤S5,控制器控制电机输出目标电磁制动力Tt。
本发明的有益效果在于:通过步骤S2能够实时监测蓄电池的SOC阈值,并适配出该SOC阈值下允许的最大电磁制动力Tmax;再通过步骤S3构建出以步骤S2中的最大电磁制动力为基础的刹车信号转换模型,进而能够控制电子刹车实时产生与用户需求相匹配的电磁制动力,既保证了驾驶的安全舒适性,又能最大限度地回收制动能量。
进一步来说,步骤S1中,所述信号采集单元内设置多个信号输入口和一个信号输出口,多个信号输入口分别与安装在刹把、刹车片、车辆上的传感器连接,用以分别独立接收机械刹车时的刹把行程信号、刹车片压力信号、车辆加速度信号;一个信号输出口只能与一个信号输入口连接,用以将该信号输入口接收的信号传输给控制器。通过多个信号输入口能够通过多种方式采集刹车信号,满足不同车型装配的需求。
进一步来说,步骤S3中,所述构建刹车信号转换模型包括构建刹车信号与刹车量化参数之间的一号转换关系、构建刹车量化参数与电磁制动力之间的二号转换关系;在所述一号转换关系中,所述刹车量化参数为刹把行程、刹车片压力、车辆加速度中的一种;在所述二号转换关系中,其包括以刹车量化参数为横坐标、电磁制动力为纵坐标建立的ST线性关系;在ST线性关系中,当刹车量化参数为0时,电磁制动力为0;当刹车量化参数为最大值Smax时,电磁制动力为最大电磁制动力Tmax。
由于刹车行程信号、刹车片压力信号、车辆加速度信号均能独立地表征刹车信号,且步骤S1只能采集刹车行程信号、刹车片压力信号、车辆加速度信号中的一种,因此在建立刹车信号与电磁制动力的转换关系之前,需先通过一号转换关系将三种刹车信号统一为同一种刹车信号(刹车量化参数),在建立二号转换关系时,只需建立一种刹车信号(刹车量化参数)与电磁制动力的关系即可。
进一步来说,所述刹车量化参数为刹把行程;当刹车量化参数为0时,刹把处于未刹车状态;当刹车量化参数为最大值Smax时,刹把处于按压到底的状态。
进一步来说,所述二号转换关系还包括根据自定义模型建立的ST自定义关系;在自定义模型中,用户需设定多个以刹车量化参数为横坐标、电磁制动力为纵坐标的控制点,再以这些控制点为基础建立ST自定义关系;在所述的ST自定义关系中,当刹车量化参数为0时,电磁制动力为0;当刹车量化参数为最大值Smax时,电磁制动力为最大电磁制动力Tmax。通过自定义模型使得不同用户能根据自身的驾驶习惯灵活调节刹车制动力,提高用户驾驶体验。
进一步来说,步骤S4包括:根据一号转换关系将步骤S1中的刹车信号转换为对应的刹车量化参数;再根据ST线性关系或ST自定义关系将刹车量化参数转换成对应的电磁制动力,该电磁制动力即为目标电磁制动力Tt。
进一步来说,步骤S2中,蓄电池通过通信连接将机械刹车时的实时SOC阈值传输给控制器,控制器根据最大电磁制动力Tmax的判断方法判断出该实时SOC阈值所对应的最大电磁制动力Tmax;其中,最大电磁制动力Tmax的判断方法为:设定三个不同的蓄电池SOC阈值,分别为SOC1、SOC2、SOC3;并设定SOC1、SOC2、SOC3对应的电磁制动力分别为TSOC1、TSOC2、TSOC3,其中SOC1<SOC2<SOC3,TSOC1>TSOC2>TSOC3;当实时SOC阈值<SOC1时,Tmax=TSOC1;当SOC1<=实时SOC阈值<SOC2时,Tmax=TSOC2;当SOC2<=实时SOC阈值<SOC3时,Tmax=TSOC3;当SOC3<=实时SOC阈值时,Tmax=0。
附图说明
图1为本发明实施例的控制方法的原理图;
图2为本发明实施例的最大电磁制动力Tmax判断方法的流程图;
图3为本发明实施例的刹把行程与电磁制动力转换关系的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例
参见附图1-3所示,本发明的一种用于电动摩托车的电子刹车控制方法,包括如下步骤:步骤S1,控制器通过信号采集单元采集机械刹车的刹车信号;步骤S2,控制器根据蓄电池的实时SOC阈值判断出允许电机输出的最大电磁制动力Tmax;步骤S3,控制器根据S2中的最大电磁制动力Tmax构建刹车信号转换模型;步骤S4,控制器根据刹车信号转换模型将S1采集的刹车信号转换为目标电磁制动力Tt;步骤S5,控制器控制电机输出目标电磁制动力Tt。
步骤S1中,在车辆进行机械刹车时,人手会对刹把进行按压,此时刹车片会受到相应的压力,车辆的加速度也会发生相应变化,因此通过刹把行程变化、刹车片受到的压力大小以及车辆加速度的变化均能判断出车辆发生了机械刹车。在刹把、刹车片、车辆上分别安装传感器,当车辆发生机械刹车时,通过传感器即可采集到刹车信号。
在所述信号采集单元内设置多个信号输入口和一个信号输出口,多个信号输入口分别与安装在刹把、刹车片、车辆上的传感器连接,用以分别接收刹车时的刹把行程信号、刹车片压力信号、车辆加速度信号。一个信号输出口只能与一个信号输入口连接,用以将该信号输入口接收的信号传输给控制器。即信号输出口只能向控制器传输刹车行程信号、刹车片压力信号、车辆加速度信号中的一个刹车信号。多个信号输入口的设置能够通过多种方式采集到刹车信号,满足不同车型装配的需求。
步骤S2中,蓄电池通过通信连接将机械刹车时的蓄电池的实时SOC阈值传输给控制器,控制器根据最大电磁制动力Tmax的判断方法判断出该实时SOC阈值所对应的最大电磁制动力Tmax。通过最大电磁制动力Tmax的设定能够限定电机输出的电磁制动力的最大值,进而保证了电磁制动力均在蓄电池允许的范围内,有效保护了蓄电池。
其中,最大电磁制动力Tmax的判断方法为:首先选定蓄电池的多个SOC阈值,并分别设定SOC阈值所对应的电磁制动力,将多个SOC阈值按从小到大的顺序排列。当实时SOC阈值小于选定的最小的SOC阈值时,该实时SOC阈值对应的最大电磁制动力Tmax为该最小的SOC阈值所对应的电磁制动力;当实时SOC阈值介于选定的两个SOC阈值之间时,该实时SOC阈值对应的最大电磁制动力Tmax为选定的两个SOC阈值中较大的SOC阈值所对应的电磁制动力;当实时SOC阈值大于等于选定的最大的SOC阈值时,该实时SOC阈值对应的最大电磁制动力为0。
为了便于理解,本实施例选定了三个不同的蓄电池SOC阈值,但在实际运用时,其选定的数量并不局限于三个,用户可根据实际需求调整。将该三个蓄电池SOC阈值分别设定为SOC1、SOC2、SOC3,并设定SOC1、SOC2、SOC3对应的电磁制动力分别为TSOC1、TSOC2、TSOC3,其中SOC1<SOC2<SOC3,TSOC1>TSOC2>TSOC3。当实时SOC阈值<SOC1时,Tmax=TSOC1;当SOC1<=实时SOC阈值<SOC2时,Tmax=TSOC2;当SOC2<=实时SOC阈值<SOC3时,Tmax=TSOC3;当SOC3<=实时SOC阈值时,Tmax=0。
在步骤S3中,所述构建刹车信号转换模型包括构建刹车信号与刹车量化参数之间的一号转换关系、构建刹车量化参数与电磁制动力之间的二号转换关系。
由于刹车行程信号、刹车片压力信号、车辆加速度信号均能独立地表征刹车信号,且步骤S1只能采集刹车行程信号、刹车片压力信号、车辆加速度信号中的一种,因此在建立刹车信号与电磁制动力的转换关系之前,需先通过一号转换关系将三种刹车信号统一为同一种刹车信号(即刹车量化参数),然后在建立二号转换关系时,只需建立一种刹车信号(刹车量化参数)与电磁制动力的关系即可。所述刹车量化参数为刹把行程、刹车片压力、车辆加速度中的一种。
本实施例中将刹把行程作为刹车量化参数,在建立一号转换关系时,将刹把最松状态(未刹车状态)时的刹把行程设定为0,此时刹车信号最弱;将刹把最紧状态(刹把按压到最底的状态)时的刹把行程设定为最大值Smax,此时刹车信号最强。基于此,通过算法将刹车信号转换为对应的刹把行程。
在建立二号转换关系时,刹把行程(S)与电磁制动力(T)之间呈正相关。当刹把行程为0时,电磁制动力为0;当刹把行程为最大值Smax时,电磁制动力为最大电磁制动力Tmax,该最大电磁制动力Tmax由步骤S2确定。基于此,通过算法可以建立出以刹把行程(S)为横坐标、电磁制动力(T)为纵坐标的ST线性关系。
为了适应用户的刹车习惯,还可以通过自定义模型建立刹把行程(S)与电磁制动力(T)之间的ST自定义关系。其步骤为:设定初始点(刹把行程为0,电磁制动力为0)、极值点(刹把行程为最大值Smax,电磁制动力为最大电磁制动力Tmax);用户通过自定义模型设定多个控制点,这些控制点均以刹把行程(S)为横坐标、电磁制动力(T)为纵坐标;通过算法以这些控制点、初始点、极值点为基础建立ST自定义关系。
所述控制点的设定方法为:用户在刹把行程0到最大值Smax的范围内自行选定自定义刹车行程Sz1,电磁制动力0到最大电磁制动力Tmax中选取自定义电磁制动力Tz1,将(Sz1,Tz1)作为第一个控制点;用户在刹把行程Sz1到最大值Smax的范围内自行选定自定义刹车行程Sz2,电磁制动力Tz1到最大电磁制动力Tmax中选取自定义电磁制动力Tz2,将(Sz2,Tz2)作为第二个控制点,依次类推,设定好所有的控制点。如图3所示,本实施例设定了四个控制点,分别为(Sz1,Tz1)、(Sz2,Tz2)、(Sz3,Tz3)、(Sz4,Tz4)。
在步骤S4中,首先根据一号转换关系将步骤S1采集的刹车信号转换为对应的刹把行程;若用户选用了自定义模型,则根据ST自定义关系将刹把行程转换为对应的电磁制动力,将该电磁制动力作为目标电磁制动力Tt;若用户未选用自定义模型,则根据ST线性关系将刹把行程转换成对应的电磁制动力,将该电磁制动力即为目标电磁制动力Tt。
本发明的电子刹车控制方法能够控制电子刹车实时产生与用户需求相匹配的电磁制动力,既保证了驾驶的安全舒适性,又能最大限度地回收制动能量。步骤S1中的信号采集单元能够采集到机械刹车的刹车信号强弱,并通过控制器适配出与之匹配的电磁制动力,进而满足不同强度刹车对电磁制动力的需求;而且通过多个信号输入口的设置能够根据实际的车辆配置需求选择适配的信号输入口。步骤S2能够根据蓄电池在刹车时的SOC状态来适配出当前蓄电池所允许的最大电磁制动力,避免电磁制动力输出过大导致的损伤蓄电池的情况。步骤S3中通过自定义模型建立的ST自定义关系能够根据用户驾驶习惯灵活调节电磁制动力,进而提高用户的驾驶舒适性。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于电动摩托车的电子刹车控制方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤S1,控制器通过信号采集单元采集机械刹车的刹车信号;步骤S2,控制器根据蓄电池的实时SOC阈值判断出允许电机输出的最大电磁制动力Tmax;步骤S3,控制器根据S2中的最大电磁制动力Tmax构建刹车信号转换模型,所述构建刹车信号转换模型包括构建刹车信号与刹车量化参数之间的一号转换关系、构建刹车量化参数与电磁制动力之间的二号转换关系;步骤S4,控制器根据刹车信号转换模型将S1采集的刹车信号转换为目标电磁制动力Tt:根据一号转换关系将步骤S1中的刹车信号转换为对应的刹车量化参数;再根据二号转换关系将刹车量化参数转换成对应的电磁制动力,该电磁制动力即为目标电磁制动力Tt;步骤S5,控制器控制电机输出目标电磁制动力Tt;在所述二号转换关系中,其包括以刹车量化参数为横坐标、电磁制动力为纵坐标建立的ST线性关系;还包括根据自定义模型建立的ST自定义关系。
2.根据权利要求1所述的电子刹车控制方法,其特征在于:步骤S1中,所述信号采集单元内设置多个信号输入口和一个信号输出口,多个信号输入口分别与安装在刹把、刹车片、车辆上的传感器连接,用以分别独立接收机械刹车时的刹把行程信号、刹车片压力信号、车辆加速度信号;一个信号输出口只能与一个信号输入口连接,用以将该信号输入口接收的刹车信号传输给控制器。
3.根据权利要求2所述的电子刹车控制方法,其特征在于:步骤S3中,在所述一号转换关系中,所述刹车量化参数为刹把行程、刹车片压力、车辆加速度中的一种;在ST线性关系中,当刹车量化参数为0时,电磁制动力为0;当刹车量化参数为最大值Smax时,电磁制动力为最大电磁制动力Tmax。
4.根据权利要求3所述的电子刹车控制方法,其特征在于:所述刹车量化参数为刹把行程;当刹车量化参数为0时,刹把处于未刹车状态;当刹车量化参数为最大值Smax时,刹把处于按压到底的状态。
5.根据权利要求3所述的电子刹车控制方法,其特征在于:在自定义模型中,用户需设定多个以刹车量化参数为横坐标、电磁制动力为纵坐标的控制点,再以这些控制点为基础建立ST自定义关系;在所述的ST自定义关系中,当刹车量化参数为0时,电磁制动力为0;当刹车量化参数为最大值Smax时,电磁制动力为最大电磁制动力Tmax。
6.根据权利要求1-5任一所述的电子刹车控制方法,其特征在于:步骤S2中,蓄电池通过通信连接将机械刹车时的实时SOC阈值传输给控制器,控制器根据最大电磁制动力Tmax的判断方法判断出该实时SOC阈值所对应的最大电磁制动力Tmax;其中,最大电磁制动力Tmax的判断方法为:设定三个不同的蓄电池SOC阈值,分别为SOC1、SOC2、SOC3;并设定SOC1、SOC2、SOC3对应的电磁制动力分别为TSOC1、TSOC2、TSOC3,其中SOC1<SOC2<SOC3,TSOC1>TSOC2>TSOC3;当实时SOC阈值<SOC1时,Tmax=TSOC1;当SOC1<=实时SOC阈值<SOC2时,Tmax=TSOC2;当SOC2<=实时SOC阈值<SOC3时,Tmax=TSOC3;当SOC3<=实时SOC阈值时,Tmax=0。
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