CN112549972A

CN112549972A - 一种电动汽车四轮电制动控制方法和系统

Info

Publication number: CN112549972A
Application number: CN202011506111.1A
Authority: CN
Inventors: 徐申敏; 韩友国; 吴洪涛; 张庆; 徐承付; 任印连; 周军; 朱晓康
Original assignee: Chery New Energy Automobile Co Ltd
Current assignee: Chery New Energy Automobile Co Ltd
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2040-12-18
Also published as: CN112549972B

Abstract

本发明揭示了一种电动汽车四轮电制动控制方法，包括驻车制动控制方法：步骤1、获取EPB开关信号，若有EPB开关信号则执行驻车制动控制方法；步骤2、获取整车车速信号，当车速小于4km/h时执行步骤3进入静态驻车模式，否则执行步骤4进入动态驻车模式；步骤3、仅后制动电机工作，提供固定的制动力，使车辆保持静止；步骤4、四轮制动电机工作，并通过速度信号单位时间积分得出整车减速度信号，并获得前后轮所需制动力。本发明电动汽车四轮电制动控制方法具有驻车制动模式和行车制动模式，能够根据制动踏板和EPB开关输入信号，结合实车车速和SOC值来匹配不同的制动电机扭矩，该控制方法结合基础电制动和再生电制动，为汽车智能化提供重要一步。

Description

一种电动汽车四轮电制动控制方法和系统

技术领域

本发明涉及电动汽车制动系统领域，具体涉及一种电动汽车四轮电制动控制方法。

背景技术

目前汽车市场上的制动方式主要为液压制动(如图6)，传统的液压制动系统，其工作原理：“液体内的压力处处相等”利用密封的液压管路连接来实现压力的传递，其优点为压力响应和释放快。针对电动汽车传统液压制动存在以下缺点：

1、所需制动部件相比较电子机械制动多，需要独立提供真空源，真空助力系统在高原情况下，容易出现助力不足，制动踏板偏硬情况。

2、需要布置在车身底盘中纵横交错的液压油管路，对电动汽车高低压线束存在隐患。

3、过度受热后，部分制动液汽化，在管路中形成气泡，使制动系统效率降低。

4、液压管路对密封性要求极高，更换部件需要重新排气。

5、液压管路的单件采购成本比单个信号线路高，液压管路空间布置灵活性低于信号线路，液压油需要定期更换，维护成本高。

随着电动汽车越来越普及化，电机技术逐渐成熟，电机的反电动势可以弥补电子制动制动力不足的缺陷，“电”制动方式会逐步取代传统的“油”制动方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种四轮电制动控制方法和系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动汽车四轮电制动控制方法，包括驻车制动控制方法：

步骤1、获取EPB开关信号，若有EPB开关信号则执行驻车制动控制方法；

步骤2、获取整车车速信号，当车速小于4km/h时执行步骤3进入静态驻车模式，否则执行步骤4进入动态驻车模式；

步骤3、仅后制动电机工作，提供固定的制动力，使车辆保持静止；

步骤4、四轮制动电机工作，并通过速度信号单位时间积分得出整车减速度信号，并获得前后轮所需制动力。

所述步骤3中后制动电机提供的扭矩根据车辆的载荷和最大驻坡度获得，载荷越大则后制动电机提供的扭矩越大，最大驻坡度越大则后制动电机提供的扭矩越大。

所述步骤4中获取前后轮所需制动力的方法：

其中F前为地面对前轮的法向反作用力，F后为地面对后轮的法向反作用力，m为汽车质量，g为重力加速度，L为汽车轴距，a为质心至前轴中心线的距离，b为质心至后轴中心线的距离，h为汽车质心高度，du/dt为汽车制动减速度；

制动电机转矩：T＝9550×P/n；

其中P为电机功率，n为电机转速。

还包括行车制动方法：

第一步、判断制动踏板信号，

第二步、检测制动踏板信号、车速信号及电池SOC值，

制动控制与车速信号关系：根据车速减速度信号计算前后轮所需制动力大小，制动电机输出不同的扭矩来满足车辆所需制动力大小，其制动电机的扭矩根据制动踏板的开度线性增加；

制动控制与电子制动踏板开度关系：制动电机扭矩根据踩踏板行程来实时调节，前段部分，随踏板行程的变化线性增加满足常规制动需求，后端部分电机扭矩随着踏板行程指数增加满足紧急制动需求；

制动控制与电池SOC值关系：当SOC高于设定值，则提高踏板行程与制动电机扭矩的特性曲线，当SOC低于设定值，则扭矩特性曲线；

第三步、当制动踏板信号退出时，则退出行车制动模式。

所述第二步中，制动控制与车速信号关系还包括以下控制方法：

a、车速在0-蠕动车速之间，无再生制动，车速保持蠕动车速；

b、车速超过蠕动车速，再生制动的大小随着车速的增加线性增加；

C、车速接近最高车速车速制动，再生制动保持最大值。

当踏板输入信号则立刻进入行车制动模式，其优先级大于驻车制动模式。

一种电动汽车四轮电制动控制系统，汽车的每个轮子均设有集成式电力制动器，每个所述集成式电力制动器的制动电机均连接ECU控制器，所述ECU控制器连接电子制动踏板并获取踏板行程信号，所述ECU控制器根据踏板行程信号向每个制动电机输出不同的电流来实现不同的夹紧力，所述控制系统执行如所述电动汽车四轮电制动控制方法。

所述ECU控制器连接CAN总线，获取EPB开关信号。

所述ECU控制器连接驱动电机，向驱动电机发出制动能量回收信号。

本发明电动汽车四轮电制动控制方法具有驻车制动模式和行车制动模式，能够根据制动踏板和EPB开关输入信号，结合实车车速和SOC值来匹配不同的制动电机扭矩，该控制方法结合基础电制动和再生电制动，为汽车智能化提供重要一步。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为取消制动液的四轮电制动原理框图；

图2驻车制动模式控制方法流程图；

图3行车制动模式控制方法流程图；

图4踏板行程&不同SOC与制动电机扭矩图；

图5车速与制动能量回收大小图；

图6为背景技术液压制动图原理框图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明是针对电动汽车特性，根据不同的制动形式提供不同的制动力分配方式，结合电动汽车再生制动特性，分配使再生制动最优化，从而提高电动车续航，如图1所示，取消制动液及其管路，电子制动器控制系统简称ECU，ECU通过不同的输入量，给四个电机集成式制动器输出不同的电流来实现不同的夹紧力，四轮电制动控制方法具体包括以下步骤：

一、驻车制动模式

第一步：判断EPB开关信号，有EPB开关信号则进入驻车制动模式；

第二步：判断整车车速信号；

(1)当车速为＜4km/h时，则进入静态驻车模式，静态驻车模式下，仅后制动电机工作，提供固定的制动力，使车辆在原地或者坡道保持静止，静态驻车模式下，制动电机的提供的扭矩根据车辆的载荷和最大驻坡度来决定。

(2)当车速＞4km/h时，进入动态驻车模式，动态驻车模式下，通过速度信号单位时间积分得出整车减速度信号，通过以下公式可以得出前后轮所需制动力。

式中：

F前：地面对前轮的法向反作用力；

F后：地面对后轮的法向反作用力；

m：汽车质量；

g：重力加速度；

L：汽车轴距；

a：质心至前轴中心线的距离；

b：质心至后轴中心线的距离；

h：汽车质心高度；

du/dt：汽车制动减速度。

制动电机转矩：T＝9550×P(功率)/n(转速)

如：前轮提供制动力2(前轮双制动器)×T＞F前×车轮滚动半径，制动电机提供扭矩需大于地面对前后轮的法向反作用力。而动态驻车模式下，属于紧急制动工况，需最短时间使车辆停住，其制动电机以行车制动模式下的最大力执行，驻车模式下，不触发再生制动功能。

二、行车制动模式

第一步：判断制动踏板信号，行车制动模式判断的唯一标准即电子制动踏板输入信号，无论任何情况下，只要有踏板输入信号即进入行车制动模式，其优先级大于驻车制动模式。

第二步：检测制动踏板信号、车速信号及电池SOC值。

制动电机输入扭矩根据以下三种进行输出：

(1)车速关系。行车制动模式车速关系同驻车制动模式保持一致，根据车速减速度信号计算前后轮所需制动力大小，制动电机输出不同的扭矩来满足车辆所需制动力大小，其制动电机的扭矩根据制动踏板的开度线性增加。

(2)电子制动踏板开度。制动电机扭矩根据踩踏板行程来实时调节，前段部分，随踏板行程的变化线性增加满足常规制动需求，后端部分电机扭矩随着踏板行程指数增加满足紧急制动需求，而这些制动踏板开度的标定值就是踏板感，可以根据不同的需求实现不同的整车制动踏板感。同时为提高整车续航，可以使减速度在0.1g以内的制动需求完全由再生电制动力提供，0.1g以上的制动需求保持再生电制动最大化，基础电制动弥补的原则进行。

(3)电池SOC值。电制动系统ECU可以连接车辆内部CAN总线信号，根据车辆不同的SOC来提供不同的制动减速度。在SOC过高时，由于制动能量回收不介入，可以提高踏板行程与制动电机扭矩的特性曲线，来提高制动力来抵消再生制动不介入的那部分制动力。在SOC过低时，由于再生制动加大，可以降低踏板行程与制动电机扭矩特性曲线。通过不同的曲线，随着SOC降低，曲线向右边移动，来维持不同SOC下相同的踏板感觉(图4)。

电动汽车驱动电机扭矩(再生制动)根据以下两种关系进行输出。同时设定滑行工况下，不踩制动再生制动不启动。

车速关系，由于电子制动方式，4个集成制动钳电机扭矩有限，需要增加再生制动来增加制动减速度(图5)。

车速在0～蠕动车速之间，无再生制动，车速保持蠕动车速。

车速超过蠕动车速，再生制动的大小随着车速的增加线性增加。

车速接近最高车速车速制动，再生制动保持最大值。

第三步：当制动踏板信号退出时，则退出行车制动模式。

本发明制动系统由“油”转变为“电”后，解决了集成式电力制动器总成尺寸不能过大，可靠耐久性要求较高的问题，并且有利于提升各电子部件具有耐高温，防水功能。由于是电机作为驱动力，需要权衡动作声音与响应性的关系。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电动汽车四轮电制动控制方法，其特征在于，包括驻车制动控制方法：

2.根据权利要求1所述电动汽车四轮电制动控制方法，其特征在于：所述步骤3中后制动电机提供的扭矩根据车辆的载荷和最大驻坡度获得，载荷越大则后制动电机提供的扭矩越大，最大驻坡度越大则后制动电机提供的扭矩越大。

3.根据权利要求2所述电动汽车四轮电制动控制方法，其特征在于：所述步骤4中获取前后轮所需制动力的方法：

制动电机转矩：T＝9550×P/n；

其中P为电机功率，n为电机转速。

4.根据权利要求1-3中任一所述电动汽车四轮电制动控制方法，其特征在于：还包括行车制动方法：

第一步、判断制动踏板信号，

第二步、检测制动踏板信号、车速信号及电池SOC值，

第三步、当制动踏板信号退出时，则退出行车制动模式。

5.根据权利要求4所述电动汽车四轮电制动控制方法，其特征在于：所述第二步中，制动控制与车速信号关系还包括以下控制方法：

C、车速接近最高车速车速制动，再生制动保持最大值。

6.根据权利要求5所述电动汽车四轮电制动控制方法，其特征在于：当踏板输入信号则立刻进入行车制动模式，其优先级大于驻车制动模式。

7.一种电动汽车四轮电制动控制系统，其特征在于：汽车的每个轮子均设有集成式电力制动器，每个所述集成式电力制动器的制动电机均连接ECU控制器，所述ECU控制器连接电子制动踏板并获取踏板行程信号，所述ECU控制器根据踏板行程信号向每个制动电机输出不同的电流来实现不同的夹紧力，所述控制系统执行如权利要求1-6所述电动汽车四轮电制动控制方法。

8.根据权利要求7所述的电动汽车四轮电制动控制系统，其特征在于：所述ECU控制器连接CAN总线，获取EPB开关信号。

9.根据权利要求7或8所述的电动汽车四轮电制动控制系统，其特征在于：所述ECU控制器连接驱动电机，向驱动电机发出制动能量回收信号。