CN111497846B - 一种电动汽车的电液复合制动控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的电液复合制动控制方法及系统。本发明的控制方法通过比较所述制动强度与所述液压介入触发强度的大小，当所述制动强度大于或等于所述液压介入触发强度时，控制EHB轮缸的进液阀开启，消除摩擦片与制动盘间隙，以提前消除制动盘与摩擦片间隙，消除p‑V特性的延迟环节对制动轮缸减压过程的影响，减小车辆在电机制动力饱和时液压制动介入过渡工况下出现的冲击，当电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值，采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制，以减小电机制动和液压制动时域响应差导致产生总制动力波动，减小低速时电机制动撤出过渡工况下出现的冲击度，提高驾驶平顺性。

Description

一种电动汽车的电液复合制动控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车制动控制技术领域，特别是涉及一种电动汽车的电液复合制动控制方法及系统。

背景技术

为了实现能量回收、主动紧急制动、自适应巡航等高级驾驶辅助功能，传统的机械液压式制动系统已无法满足需求，电子液压制动系统(Electro HydraulicBrake，EHB)作为新型的线控制动产品，成为必然趋势。根据制动压力的建立方式，可将EHB分为三类：“主缸助力电机+减速机构”主动减压、“高压蓄能器+液压泵”主动减压、电机柱塞泵主动减压。“高压蓄能器+液压泵”式EHB体积小，高压源稳定，可与制动踏板解耦控制。相较于其他两种EHB，可通过控制液压执行单元的电磁阀直接控制轮缸压力，精简了制动系统结构，可实现四个轮缸压力的独立控制。针对“高压蓄能器+液压泵”式EHB，常见的制动压力控制算法有PID控制、滑模变结构控制、神经网络控制等。

分布式驱动电动汽车四个车轮的驱动和制动均可独立控制，与EHB共同构成电液复合制动系统，可实现制动力解耦控制，可大幅提高制动能量回收率。但由于EHB存在较多非线性环节，如管路摩擦、p-V特性等，导致液压制动存在严重的滞后性和惯性，如图1所示。EHB制动与驱动电机制动的时域响应存在较大差异，通常液压制动的响应时间明显慢于电机制动系统。此外，由于驱动电机制动力矩受制于动力电池SOC、温度和驱动电机外特性等因素，因此电液复合制动系统若不综合考虑二者的差异，则会产生较大的制动冲击度，降低舒适性及稳定性。

目前的电液复合制动控制系统，多未考虑EHB液压制动与驱动电机制动的时域响应差异，导致车辆在电机制动力饱和时液压制动介入、低速时电机制动撤出两个过渡工况下出现较大的冲击度，如图2和3所示，降低了驾驶平顺性。

如何减小车辆在电机制动力饱和时液压制动介入、低速时电机制动撤出两个过渡工况下出现的冲击度，提高驾驶平顺性，成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车的电液复合制动控制方法及系统，以减小车辆在电机制动力饱和时液压制动介入、低速时电机制动撤出两个过渡工况下出现的冲击度，提高驾驶平顺性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电动汽车的电液复合制动控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

采集电动汽车的制动强度和制动强度的变化率；

根据制动强度的变化率计算液压介入触发强度；

根据所述制动强度计算电动汽车的每个车轮的单轮总制动力；

比较所述制动强度与所述液压介入触发强度的大小，若所述制动强度大于或等于所述液压介入触发强度，控制EHB轮缸的进液阀开启，消除摩擦片与制动盘间隙；

判断电机的转速是否小于电机最小转速值或动力电池的电量是否小于电量阈值，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示电机的转速不小于电机最小转速值且动力电池的电量不小于电量阈值，则采用电液复合制动力分配规则对所述单轮总制动力进行分配，确定电动汽车的每个轮子的目标液压制动力和目标电机制动力；根据所述目标液压制动力采用模糊控制算法控制电动汽车的EHB轮缸进行液压制动；根据所述目标电机控制力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动；

若所述第一判断结果表示电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值，则将目标电机制动力设置为0，将目标液压制动力设置为单轮总制动力；根据所述目标液压制动力采用模糊控制算法控制电动汽车的EHB轮缸进行液压制动，根据所述目标电机控制力采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制；

返回步骤“采集电动汽车的制动强度和制动强度的变化率”，直到电动汽车停止或制动强度的值为0。

可选的，所述根据制动强度的变化率计算液压介入触发强度，具体包括：

根据制动强度的变化率dz，利用公式

计算液压介入触发强度z_cal；其中，

表示电机最大制动强度，Δt表示时间间隔。

可选的，所述根据所述制动强度计算电动汽车的每个车轮的单轮总制动力，具体包括：

根据制动强度z，利用公式

计算电动汽车的前轴制动力和后轴制动力；其中，F_μ1和F_μ2分别为前轴制动力和后轴制动力；G为电动汽车总质量；h_g为电动汽车质心高度；l为电动汽车轴距；b为电动汽车质心到后轴的距离；

对所述前轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个前轮的单轮总制动力；对所述后轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个后轮的单轮总制动力。

可选的，所述采用电液复合制动力分配规则对所述单轮总制动力进行分配，确定电动汽车的每个轮子的目标液压制动力和目标电机制动力，具体包括：

判断所述单轮总制动力是否小于电机外特性上限制动力，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示是，则将目标电机制动力设置为所述单轮总制动力，将目标液压制动力设置为0；

若所述第二判断结果表示否，则将目标电机制动力设置为所述电机外特性上限制动力，将所述目标液压制动力设置为所述单轮总制动力与所述电机外特性上限制动力的差值。

可选的，根据所述目标电机控制力采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制，具体包括：

计算目标电机控制力与补偿电机力的和，作为修正目标电机控制力；

根据所述修正目标电机控制力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动。

一种电动汽车的电液复合制动控制系统，所述电液复合制动控制系统用于对电液复合制动系统进行控制，所述电液复合制动系统包括轮毂电机制动系统和电子液压制动系统；所述控制系统包括：

驾驶员制动意图识别模块，用于采集电动汽车的制动强度和制动强度的变化率；

液压介入触发强度计算模块，用于根据制动强度的变化率计算液压介入触发强度；

单轮总制动力计算模块，用于根据所述制动强度计算电动汽车的每个车轮的单轮总制动力；

液压介入预测模块，用于比较所述制动强度与所述液压介入触发强度的大小，若所述制动强度大于或等于所述液压介入触发强度，控制EHB轮缸的进液阀开启，消除摩擦片与制动盘间隙；

电机制动退出判断模块，用于判断电机的转速是否小于电机最小转速值或动力电池的电量是否小于电量阈值，得到第一判断结果；

电液复合制动力分配模块，用于当第一判断结果为电机的转速不小于电机最小转速值且动力电池的电量不小于电量阈值时，采用电液复合制动力分配规则对所述单轮总制动力进行分配，确定电动汽车的每个轮子的目标液压制动力和目标电机制动力；当第一判断结果为电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值时，将目标液压制动力设置为单轮总制动力，将目标电机制动力设置为0；

电机制动控制模块，用于当第一判断结果为电机的转速不小于电机最小转速值且动力电池的电量不小于电量阈值时，根据目标电机制动力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动；

轮缸压力控制模块，用于根据所述液压制动力采用模糊控制算法控制电动汽车的EHB轮缸进行液压制动；

电机制动补偿控制模块，用于当所述第一判断结果表示电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值时，根据所述目标电机控制力采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制。

可选的，所述液压介入触发强度计算模块，具体包括：

液压介入触发强度计算子模块，用于根据制动强度的变化率dz，利用公式

计算液压介入触发强度z_cal；其中，

表示电机最大制动强度，Δt表示时间间隔。

可选的，所述单轮总制动力计算模块，具体包括：

前轴制动力和后轴制动力计算子模块，用于根据制动强度z，利用公式

计算电动汽车的前轴制动力和后轴制动力；其中，F_μ1和F_μ2分别为前轴制动力和后轴制动力；G为电动汽车总质量；h_g为电动汽车质心高度；l为电动汽车轴距；b为电动汽车质心到后轴的距离；

单轮总制动力分配子模块，用于对所述前轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个前轮的单轮总制动力；对所述后轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个后轮的单轮总制动力。

可选的，所述电液复合制动力分配模块，具体包括：

单轮总制动力判断子模块，用于判断所述单轮总制动力是否小于电机外特性上限制动力，得到第二判断结果；

电液复合制动力分配子模块，用于若所述第二判断结果表示是，则将目标电机制动力设置为所述单轮总制动力，将目标液压制动力设置为0；若所述第二判断结果表示否，则将目标电机制动力设置为所述电机外特性上限制动力，将所述目标液压制动力设置为所述单轮总制动力与所述电机外特性上限制动力的差值。

可选的，所述电机制动补偿控制模块，具体包括：

目标电机控制力修正子模块，用于计算目标电机控制力与补偿电机力的和，作为修正目标电机控制力；

PID控制子模块，用于根据所述修正目标电机控制力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种电动汽车的电液复合制动控制方法及系统。本发明的控制方法通过比较所述制动强度与所述液压介入触发强度的大小，当所述制动强度大于或等于所述液压介入触发强度时，控制EHB轮缸的进液阀开启，消除摩擦片与制动盘间隙，以提前消除制动盘与摩擦片间隙，消除p-V特性的延迟环节对制动轮缸减压过程的影响，减小车辆在电机制动力饱和时液压制动介入过渡工况下出现的冲击，当电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值，采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制，以减小电机制动和液压制动时域响应差导致产生总制动力波动，减小低速时电机制动撤出过渡工况下出现的冲击度，提高驾驶平顺性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的制动强度正弦输入下的轮缸压力响应曲线图；

图2为本发明提供的电液复合制动控制的制动力矩曲线图；

图3为本发明提供的电液复合制动控制下的减速度和冲击度的曲线图；

图4为本发明提供的分布式驱动电动汽车电液复合制动控制系统的结构图；

图5为本发明提供的电子液压制动系统拓扑结构图；

图6为本发明提供的电动汽车的电液复合制动控制方法的控制策略框图；

图7为本发明提供的电动汽车的电液复合制动控制方法的流程图；

图8为本发明提供的目标液压制动力和目标电机制动力确定方法的流程图；

图9为本发明提供的液压介入预测的流程图；

图10为本发明提供的制动强度变化率dz作用示意图；

图11为本发明提供的模糊控制的流程图；

图12为本发明提供的模糊控制的隶属度分布图；图12(a)为e隶属度分布图，图12(b)为e_c隶属度分布图，图12(c)u_i隶属度分布图，图12(d)u_o隶属度分布图；

图13为本发明提供的电机制动补偿控制的流程图；

图5中，1-制动踏板；2-踏板位移传感器；3-制动主缸；4-制动感觉模拟器；5-液压泵；6-压力传感器；7-高压蓄能器；8-溢流阀；9-制动感觉模拟器电磁阀；10-失效保护阀；11-线性阀；12-平衡阀；13-液压控制单元；14-盘式制动器。

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。

本发明的目的是提供一种电动汽车的电液复合制动控制方法及系统，以减小车辆在电机制动力饱和时液压制动介入、低速时电机制动撤出两个过渡工况下出现的冲击度，提高驾驶平顺性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种电动汽车的电液复合制动控制方法，本发明的控制方法用于控制四轮轮毂电机驱动电动汽车的电液复合制动控制系统，实现对电液复合制动系统的控制，电液复合制动系统包括轮毂电机制动系统和电子液压制动系统。如图4所示，四轮轮毂电机驱动电动汽车电液复合制动控制系统由动力电池系统、轮毂电机及其控制器、“高压蓄能器+液压泵”式EHB及整车控制器ECU等主要部件构成。该系统功能如下：整车控制器采集驾驶员制动意图及车辆信息，分配电机制动力至轮毂电机制动系统，分配液压制动力到电子液压制动系统，两系统各自执行制动请求，完成行车制动。

电子液压制动系统由制动踏板单元、液压执行单元、液压控制单元以及盘式制动器等构成，其中液压执行单元的进液阀与出液阀为线性阀，失效保护阀及平衡阀为开关阀，通过控制各液压阀的状态，可实现常规制动、失效制动及主动制动功能。电子液压制动系统拓扑结构如图5所示。

如图6-8所示，本发明的电动汽车的电液复合制动控制方法包括如下步骤：

步骤701，采集电动汽车的制动强度和制动强度的变化率。

具体包括：驾驶员踩下制动踏板，踏板位移传感器输出位移x及其变化率dx，整车控制器通过位移传感器制定制动强度规则：

式中，k为强度-位移比例系数。

步骤702，根据制动强度的变化率计算液压介入触发强度。

具体包括：根据制动强度的变化率dz，利用公式

计算液压介入触发强度z_cal；其中，

表示电机最大制动强度，Δt表示时间间隔。

步骤703，根据所述制动强度计算电动汽车的每个车轮的单轮总制动力。

具体包括：根据制动强度z，利用公式

计算电动汽车的前轴制动力和后轴制动力；其中，F_μ1和F_μ2分别为前轴制动力和后轴制动力；G为电动汽车总质量；h_g为电动汽车质心高度；l为电动汽车轴距；b为电动汽车质心到后轴的距离；对所述前轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个前轮的单轮总制动力；对所述后轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个后轮的单轮总制动力。

步骤704，比较所述制动强度与所述液压介入触发强度的大小，若所述制动强度大于或等于所述液压介入触发强度，控制EHB轮缸的进液阀开启，消除摩擦片与制动盘间隙。

步骤704的作用如下：根据制动强度z及其变化率dz判断驾驶员制动意图，EHB提前动作消除制动盘与摩擦片间隙Δx，以消除p-V特性的延迟环节对制动轮缸减压过程的影响。

液压介入预测的具体工作流程如图9所示。ECU根据制动强度z及其变化率dz，计算液压介入触发强度z_cal，如图10所示，其满足

当制动强度z达到液压介入触发强度z_cal时，进液阀开启标志位Flag置1，EHB给液压执行单元的进液阀输入开启信号，轮缸冲压，消除摩擦片与制动盘间隙，间隙消除后，EHB等待液压制动力分配。

步骤705，判断电机的转速是否小于电机最小转速值或动力电池的电量是否小于电量阈值，得到第一判断结果；

步骤706，若所述第一判断结果表示电机的转速不小于电机最小转速值且动力电池的电量不小于电量阈值，则采用电液复合制动力分配规则对所述单轮总制动力进行分配，确定电动汽车的每个轮子的目标液压制动力和目标电机制动力；根据所述目标液压制动力采用模糊控制算法控制电动汽车的EHB轮缸进行液压制动；根据所述目标电机控制力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动；

步骤707，若所述第一判断结果表示电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值，则将目标电机制动力设置为0，将目标液压制动力设置为单轮总制动力；根据所述目标液压制动力采用模糊控制算法控制电动汽车的EHB轮缸进行液压制动，根据所述目标电机控制力采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制；

返回步骤“采集电动汽车的制动强度和制动强度的变化率”，直到电动汽车停止或制动强度的值为0。

步骤705-步骤707的原理如图8所示，为提高制动能量回收率，单轮电液制动力分配遵循电机制动为主、不足部分液压制动力补足的规则。综合考虑动力电池SOC、电机转速与电机再生制动的影响。如图8所示步骤706所述采用电液复合制动力分配规则对所述单轮总制动力进行分配，确定电动汽车的每个轮子的目标液压制动力和目标电机制动力，具体包括：判断所述单轮总制动力是否小于电机外特性上限制动力，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示是，则将目标电机制动力设置为所述单轮总制动力，将目标液压制动力设置为0；若所述第二判断结果表示否，则将目标电机制动力设置为所述电机外特性上限制动力，将所述目标液压制动力设置为所述单轮总制动力与所述电机外特性上限制动力的差值。

图8中，F_total为单轮总制动力，F_{mot_max}为电机外特性上限制动力，F_{mot_tgt}为目标电机制动力，F_{hyd_tgt}为目标液压制动力，其满足

式中，s为轮缸活塞面积，f为摩擦系数，r为制动盘半径，R为轮胎滚动半径，p_{hyd_tgt}为轮缸目标液压力。

其中，步骤706和步骤707中的根据所述目标液压制动力采用模糊控制算法控制电动汽车的EHB轮缸进行液压制动，具体包括：

可利用公式(3)，根据目标液压制动力计算轮缸目标液压力。

EHB轮缸控制策略的逻辑框图如图11所示，模糊控制器的输入为输出液压力与目标液压力的偏差e及其变化率e_c，输出为阀口面积的乘积系数u，即阀口开度。

模糊控制器的设计主要由三部分构成：输入输出变量模糊化处理、确定隶属度函数、建立模糊控制规则。

输入输出变量模糊化处理：

根据制动系统参数及试验结果可以确定偏差的变化范围为-13MPa～13MPa，偏差变化率的变化范围为-400MPa/s～400MPa/s，最终确定进出液阀输入量及输出量模糊化处理结果如表1所示。

表1 进出液阀输入、输出模糊化处理结果

隶属度函数确定：

为快速简单地获得线性分析结果，同时降低控制系统的复杂性，本发明的输入、输出量的隶属函数使用三角型函数，其隶属度分布图如图12所示。

模糊控制规则建立：

由于轮缸的增压与减压均为高压源流向低压源，机理相同，固进、出液阀可采用相同的模糊控制规则。但考虑仿真车型的前后轴静载荷以及制动时载荷动态转移，制动系统前、后轮轮缸参数存在差异，下面分别对前、后轮线性阀建立模糊控制规则，分别如表2-表3所示。

表2 前轮线性阀阀模糊控制规则

表3 后轮线性阀模糊控制规则

步骤707中的根据所述目标电机控制力采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制，具体包括：计算目标电机控制力与补偿电机力的和，作为修正目标电机控制力；根据所述修正目标电机控制力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动。

具体的，低速制动时，由于轮毂电机的反电动势过低，无法向动力电池回馈能量，因此轮毂电机无法产生制动力矩，存在电机制动向液压制动过渡的工况。由于电机制动和液压制动时域响应差异导致产生总制动力波动，影响车辆平顺性。此处为消除总制动力的波动，提出了一种基于PID矫正的电机制动补偿方法，具体控制逻辑如图13所示。

记目标电机力F_{mot_tgt}与补偿电机力F_{mot_cps}的和为修正目标电机力F′_{mot_tgt}，该控制输入为修正目标电机力F′_{mot_tgt}与输出电机力F_{mot_real}的偏差，输出为实际电机制动力F_{mot_real}，满足：

式中，T_i为积分时间常数；T_d为微分时间常数；K_p为比例系数；K_i为积分系数，K_i＝K_p/T_i；K_d为微分系数，K_d＝K_p·T_d。

本发明还提供一种电动汽车的电液复合制动控制系统，所述电液复合制动控制系统用于对电液复合制动系统进行控制，所述电液复合制动系统包括轮毂电机制动系统和电子液压制动系统；所述控制系统包括：

驾驶员制动意图识别模块，用于采集电动汽车的制动强度和制动强度的变化率；

液压介入触发强度计算模块，用于根据制动强度的变化率计算液压介入触发强度。所述液压介入触发强度计算模块，具体包括：液压介入触发强度计算子模块，用于根据制动强度的变化率dz，利用公式

计算液压介入触发强度z_cal；其中，

表示电机最大制动强度，Δt表示时间间隔。

单轮总制动力计算模块，用于根据所述制动强度计算电动汽车的每个车轮的单轮总制动力；所述单轮总制动力计算模块，具体包括：前轴制动力和后轴制动力计算子模块，用于根据制动强度z，利用公式

计算电动汽车的前轴制动力和后轴制动力；其中，F_μ1和F_μ2分别为前轴制动力和后轴制动力；G为电动汽车总质量；h_g为电动汽车质心高度；l为电动汽车轴距；b为电动汽车质心到后轴的距离；单轮总制动力分配子模块，用于对所述前轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个前轮的单轮总制动力；对所述后轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个后轮的单轮总制动力。

液压介入预测模块，用于比较所述制动强度与所述液压介入触发强度的大小，若所述制动强度大于或等于所述液压介入触发强度，控制EHB轮缸的进液阀开启，消除摩擦片与制动盘间隙；

电机制动退出判断模块，用于判断电机的转速是否小于电机最小转速值或动力电池的电量是否小于电量阈值，得到第一判断结果；

电液复合制动力分配模块，用于当第一判断结果为电机的转速不小于电机最小转速值且动力电池的电量不小于电量阈值时，采用电液复合制动力分配规则对所述单轮总制动力进行分配，确定电动汽车的每个轮子的目标液压制动力和目标电机制动力；当第一判断结果为电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值时，将目标液压制动力设置为单轮总制动力，将目标电机制动力设置为0；所述电液复合制动力分配模块，具体包括：单轮总制动力判断子模块，用于判断所述单轮总制动力是否小于电机外特性上限制动力，得到第二判断结果；电液复合制动力分配子模块，用于若所述第二判断结果表示是，则将目标电机制动力设置为所述单轮总制动力，将目标液压制动力设置为0；若所述第二判断结果表示否，则将目标电机制动力设置为所述电机外特性上限制动力，将所述目标液压制动力设置为所述单轮总制动力与所述电机外特性上限制动力的差值。

电机制动控制模块，用于当第一判断结果为电机的转速不小于电机最小转速值且动力电池的电量不小于电量阈值时，根据目标电机制动力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动；

轮缸压力控制模块，用于根据所述液压制动力采用模糊控制算法控制电动汽车的EHB轮缸进行液压制动；

电机制动补偿控制模块，用于当所述第一判断结果表示电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值时，根据所述目标电机控制力采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制。所述电机制动补偿控制模块，具体包括：目标电机控制力修正子模块，用于计算目标电机控制力与补偿电机力的和，作为修正目标电机控制力；PID控制子模块，用于根据所述修正目标电机控制力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种电动汽车的电液复合制动控制方法及系统。本发明的控制方法及系统具体涉及下层基于模糊控制的EHB轮缸压力控制策略，上层包括液压介入预测模块和电机制动补偿模块在内的电液复合制动平顺性控制策略。解决了“高压蓄能器+电机泵”式电子液压制动系统的轮缸压力控制问题，同时解决了分布式驱动电动汽车在电液复合制动过程中产生的冲击问题，所提出的液压介入预测模块提高了电机制动力饱和时液压制动介入过渡工况的平顺性，电机制动补偿模块提高了低速时电机制动撤出过渡工况的平顺性，整车驾驶舒适性得到明显提升。

本说明书中等效实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，等效实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电动汽车的电液复合制动控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

采集电动汽车的制动强度和制动强度的变化率；

根据制动强度的变化率计算液压介入触发强度；

根据所述制动强度计算电动汽车的每个车轮的单轮总制动力；

比较所述制动强度与所述液压介入触发强度的大小，若所述制动强度大于或等于所述液压介入触发强度，控制EHB轮缸的进液阀开启，消除摩擦片与制动盘间隙；

判断电机的转速是否小于电机最小转速值或动力电池的电量是否小于电量阈值，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示电机的转速不小于电机最小转速值且动力电池的电量不小于电量阈值，则采用电液复合制动力分配规则对所述单轮总制动力进行分配，确定电动汽车的每个轮子的目标液压制动力和目标电机制动力；根据所述目标液压制动力采用模糊控制算法控制电动汽车的EHB轮缸进行液压制动；根据所述目标电机控制力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动；

若所述第一判断结果表示电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值，则将目标电机制动力设置为0，将目标液压制动力设置为单轮总制动力；根据所述目标液压制动力采用模糊控制算法控制电动汽车的EHB轮缸进行液压制动，根据所述目标电机控制力采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制；

返回步骤“采集电动汽车的制动强度和制动强度的变化率”，直到电动汽车停止或制动强度的值为0。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的电液复合制动控制方法，其特征在于，所述根据制动强度的变化率计算液压介入触发强度，具体包括：

根据制动强度的变化率dz，利用公式

计算液压介入触发强度z_cal；其中，

表示电机最大制动强度，Δt表示时间间隔。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的电液复合制动控制方法，其特征在于，所述根据所述制动强度计算电动汽车的每个车轮的单轮总制动力，具体包括：

根据制动强度z，利用公式

计算电动汽车的前轴制动力和后轴制动力；其中，F_μ1和F_μ2分别为前轴制动力和后轴制动力；G为电动汽车总质量；h_g为电动汽车质心高度；l为电动汽车轴距；b为电动汽车质心到后轴的距离；

对所述前轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个前轮的单轮总制动力；对所述后轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个后轮的单轮总制动力。

4.根据权利要求1所述的电动汽车的电液复合制动控制方法，其特征在于，所述采用电液复合制动力分配规则对所述单轮总制动力进行分配，确定电动汽车的每个轮子的目标液压制动力和目标电机制动力，具体包括：

判断所述单轮总制动力是否小于电机外特性上限制动力，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示是，则将目标电机制动力设置为所述单轮总制动力，将目标液压制动力设置为0；

若所述第二判断结果表示否，则将目标电机制动力设置为所述电机外特性上限制动力，将所述目标液压制动力设置为所述单轮总制动力与所述电机外特性上限制动力的差值。

5.根据权利要求1所述的电动汽车的电液复合制动控制方法，其特征在于，根据所述目标电机控制力采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制，具体包括：

计算目标电机控制力与补偿电机力的和，作为修正目标电机控制力；

根据所述修正目标电机控制力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动。

6.一种电动汽车的电液复合制动控制系统，其特征在于，所述电液复合制动控制系统用于对电液复合制动系统进行控制，所述电液复合制动系统包括轮毂电机制动系统和电子液压制动系统；所述控制系统包括：

驾驶员制动意图识别模块，用于采集电动汽车的制动强度和制动强度的变化率；

液压介入触发强度计算模块，用于根据制动强度的变化率计算液压介入触发强度；

单轮总制动力计算模块，用于根据所述制动强度计算电动汽车的每个车轮的单轮总制动力；

液压介入预测模块，用于比较所述制动强度与所述液压介入触发强度的大小，若所述制动强度大于或等于所述液压介入触发强度，控制EHB轮缸的进液阀开启，消除摩擦片与制动盘间隙；

电机制动退出判断模块，用于判断电机的转速是否小于电机最小转速值或动力电池的电量是否小于电量阈值，得到第一判断结果；

电液复合制动力分配模块，用于当第一判断结果为电机的转速不小于电机最小转速值且动力电池的电量不小于电量阈值时，采用电液复合制动力分配规则对所述单轮总制动力进行分配，确定电动汽车的每个轮子的目标液压制动力和目标电机制动力；当第一判断结果为电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值时，将目标液压制动力设置为单轮总制动力，将目标电机制动力设置为0；

电机制动控制模块，用于当第一判断结果为电机的转速不小于电机最小转速值且动力电池的电量不小于电量阈值时，根据目标电机制动力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动；

轮缸压力控制模块，用于根据所述液压制动力采用模糊控制算法控制电动汽车的EHB轮缸进行液压制动；

电机制动补偿控制模块，用于当所述第一判断结果表示电机的转速小于电机最小转速值或动力电池的电量小于电量阈值时，根据所述目标电机控制力采用修正的PID控制算法对电动汽车的电机进行电机制动补偿控制。

7.根据权利要求6所述的电动汽车的电液复合制动控制系统，其特征在于，所述液压介入触发强度计算模块，具体包括：

液压介入触发强度计算子模块，用于根据制动强度的变化率dz，利用公式

计算液压介入触发强度z_cal；其中，

表示电机最大制动强度，Δt表示时间间隔。

8.根据权利要求6所述的电动汽车的电液复合制动控制系统，其特征在于，所述单轮总制动力计算模块，具体包括：

前轴制动力和后轴制动力计算子模块，用于根据制动强度z，利用公式

计算电动汽车的前轴制动力和后轴制动力；其中，F_μ1和F_μ2分别为前轴制动力和后轴制动力；G为电动汽车总质量；h_g为电动汽车质心高度；l为电动汽车轴距；b为电动汽车质心到后轴的距离；

单轮总制动力分配子模块，用于对所述前轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个前轮的单轮总制动力；对所述后轴制动力进行平均分配，获得电动汽车的每个后轮的单轮总制动力。

9.根据权利要求6所述的电动汽车的电液复合制动控制系统，其特征在于，所述电液复合制动力分配模块，具体包括：

单轮总制动力判断子模块，用于判断所述单轮总制动力是否小于电机外特性上限制动力，得到第二判断结果；

电液复合制动力分配子模块，用于若所述第二判断结果表示是，则将目标电机制动力设置为所述单轮总制动力，将目标液压制动力设置为0；若所述第二判断结果表示否，则将目标电机制动力设置为所述电机外特性上限制动力，将所述目标液压制动力设置为所述单轮总制动力与所述电机外特性上限制动力的差值。

10.根据权利要求6所述的电动汽车的电液复合制动控制系统，其特征在于，所述电机制动补偿控制模块，具体包括：

目标电机控制力修正子模块，用于计算目标电机控制力与补偿电机力的和，作为修正目标电机控制力；

PID控制子模块，用于根据所述修正目标电机控制力采用PID控制算法控制电动汽车的电机进行电机制动。

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