CN112622844B - 一种多轴epb错峰区域夹紧控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，包括：由同一EPB开关操纵的两个控制器，每个控制器都包含两个电源控制模块；汽车每个轴上均设有两个驻车电机；驻车电机均由预驱模块控制，电源模块控制所述预驱模块；同一电源控制模块控制下的预处理模块交叉控制不同轴上的驻车电机；同一控制器控制下的电源控制模块控制相同的轴；两个控制器分别对外部信号进行独立处理计算，并向对方发送动作请求。本发明通过电机错峰、轴错峰两种错峰方式，有效避免了系统电流叠加；对坡道进行分区间控制，不同区间对应不同目标电流，电机实现区域阶梯控制，简化系统的控制算法。

Description

一种多轴EPB错峰区域夹紧控制方法
技术领域
本发明属于汽车制动技术领域，具体是一种多轴EPB错峰区域夹紧控制方法。
背景技术
随着汽车电动化、智能化发展，两轴以及两轴以上汽车的电子驻车系统也将普及，多轴汽车EPB(Electrical Park Brake电子驻车制动系统)系统意味着需要对为数众多的驻车电机实施协同控制，如何规避多电机同时动作时的电流叠加、如何通过坡道进行目标电流计算以对电机进行有效控制，如何在部分电机失效时，让剩余电机充分发挥作用，均需要解决方案。
中国专利“一种车辆用电子驻车制动系统及控制方法”，授权公告号：CN102923111B，授权公告日：2016.08.03，公开了一种车辆用电子驻车制动系统，包括电子驻车控制单元和驻车执行机构，所述电子驻车控制单元与所述驻车执行机构相连通，所述电子驻车控制单元包括倾角传感器和电流检测装置。所述电子驻车控制单元分别与点火信号、驻车开关信号、档位信号相连；所述电流检测装置包括电流传感器，所述电子驻车控制单元通过检测到的电流大小来计算驻车夹紧力的大小。本发明所提供的技术方案，既可以延长驻车执行机构的机械寿命，又可以改善车辆驻车过程中的噪音、降低油耗；同时还具有制造成本低，安全稳定性高、可靠性强等特点。
上述专利不涉及多轴、多电机的控制方法。没有区域控制、错峰控制的描述。
发明内容
针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种安全、有效、可靠性高的多轴EPB错峰区域夹紧控制方法。
为达到上述目的，本发明设计的多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，其特征在于，包括：由同一EPB开关操纵的两个控制器，每个控制器都包含两个电源控制模块；汽车每个轴上均设有两个驻车电机；驻车电机均由预驱模块控制，电源模块控制所述预驱模块；
同一电源控制模块控制下的预处理模块交叉控制不同轴上的驻车电机；同一控制器控制下的电源控制模块控制相同的轴；
两个控制器分别对外部信号进行独立处理计算，并向对方发送动作请求。
优选的，当其中一个控制器故障时，则根据另一控制器的动作请求实施动作。
优选的，每个控制器对收到的动作请求和独立计算结果进行综合处理和校准，并依此实施动作，当动作请求与独立计算结果不相容时，按照独立计算结果进行动作。
优选的，所述外部信号包括制动踏板信号、加速信号、发动机扭矩、车速信号、坡度信号和变速箱档位。
优选的，控制器依次启动同一汽车轴上的两个电机后再启动另一汽车轴上的电机。
进一步优选的，同一轴上的电机启动之间延迟t1，先后启动的两个轴之间的启动时间延迟t2；电机在限定时间T内无法达到目标电流时，对应电机停止动作，并报故障，其它电机的动作不受影响。
优选的，根据坡度信号X％，计算车辆驻车所需制动力矩M，根据制动力矩M计算电机目标扭矩T，最后根据电机的扭矩—电流特性确定目标电流。
进一步优选的，电机夹紧时，实时监控实际电流值，直至电流达到目标电流，电机停止转动。
优选的，将坡道大小分别设置五个坡度区间：5％以内、5％～15％、15％～30％、30％～40％及大于40％，每个区间对应相应的目标电流，并按照设定的目标电流进行动作。
进一步优选的，当其中一个控制器时效时，坡道区间保持不变，目标电流进入冗余模式，冗余模式中各个区间的目标电流大于正常情况下相同区间的目标电流。
优选的，若为两轴汽车时，两个控制器各控制一个轴，并关闭其余接口。
本发明的有益效果是：本发明通过电机错峰、轴错峰两种错峰方式，有效避免了系统电流叠加；对坡道进行分区间控制，不同区间对应不同目标电流，电机实现区域阶梯控制，简化系统的控制算法；在单个控制器完全失效后，剩余控制器可以进入冗余模式，增大目标电流，使车辆最大程度保证驻坡能力。
附图说明
图1是本发明多轴EPB系统示意图
图2是本发明控制器协调示意图
图3是本发明多轴驻车夹紧错峰控制方法
图4是本发明目标电流计算控制方法
图5是本发明目标电流分区控制策略
具体实施方式
下面通过图1～图5以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
如图1所示，控制器1、控制器2间由内部CAN相互通讯，两者均可接受外部信息。控制器1、控制器2均可由EPB开关操纵，可通过CAN向外发布系统信息。每个控制器包含两个电源控制模块P(P1、P2、P3、P4)，每个电源模块P控制两个预驱模块M(M1、M2…M8)，预驱模块M对各轴驻车电机(1、2、3…8)进行交叉控制。如，P1所控预驱模块M1、M2，M1分别控制I轴驻车电机1和II轴驻车电机3；P2所控预驱模块M3、M4，M4分别控制I轴驻车电机2和II轴驻车电机4；按照此规律，任何一个电源控制模块P失效，都不会导致一轴的电机同时失效，造成整轴失去驻车力。本发明可根据车辆实际轴数进行模块化匹配，若是两轴汽车，则控制器1、控制器2各控制一轴，其余接口可以关闭，如此类推。
如图2所示，控制器1和控制器2分别对外部信号进行独立计算处理，并向对方发送动作请求。控制器1对收到的动作请求和独立计算结果进行综合处理和校准，依此实施动作，当动作请求与独立计算结果不相容时，按照独立计算结果进行动作；当控制器1故障，不能对外部信号进行计算时，可根据控制器2的动作请求实施动作；当控制器1失效，不能控制电机驱动，不影响控制器2的正常动作，整个系统仍可操纵，并具备部分驻车能力。控制器2的控制的工作方式与控制器1相同。
如图3所示，其中控制器1对I/II轴电机进行控制，控制器2对III/IV轴电机实施控制。操纵开关进行驻车时，控制器通过外部信号判断驾驶员存在驻车意图，控制器1、2会同时根据坡道进行理论目标电流计算。
控制器1所控电机1～4依次启动，轴I电机2相比电机1延迟t1，轴II电机4相比电机3延迟t1，轴I、轴II之间延迟t2。控制器2控制方法相同。当电机在限定时间T内无法达到目标电流时，对应电机停止动作，并报故障，其它电机的动作不受影响。例如：在外部信号满足要求后，控制器1根据坡度进行电流计算，发出电机动作指令，轴I电机1首先启动，启动t1后，轴I电机2动作。如果轴I电机1在时间T内未达到指定目标电流，系统停止对电机1动作，同时报轴I电机1故障，轴I电机2以及轴II电机3、4依然按照原定策略继续动作，不受影响。t1、t2为设计和标定综合值，t1、t2设定时，应使得各电机转动的峰值电流尽量错开，确保各电机电流叠加后处于电源模块的功率范围，同时要保证整体响应时间尽可能短，不能超出设计目标。T值为设计与标定综合值，要考虑要兼顾电机合理的响应误差，同时要保证电机堵转后，同电源能及时断开，避免电机电流过载损坏，避免制动执行器力矩过载损坏。
优选的，所述外部信号包括制动踏板信号、加速信号、发动机扭矩、车速信号、坡度信号和变速箱档位。
如图4所示，根据坡度信号X％，计算车辆驻车所需制动力矩M，M＝G·sin(arctanX)/i，式中：G为车辆重量，i为电机数量，根据制动力矩M计算电机目标扭矩T，T＝M/k，式中：k为制动器与电机扭矩传动比，最后根据电机的扭矩—电流特性确定目标电流。电机夹紧时，系统会时时监控实际电流值，直至电流达到目标电流，电机停止转动。电机扭矩-电流目标的确定需要根据电机自身外特性，以及电机在各种环境负载情况的标定情况，综合修正确定。电机外特性可根据选用电机的台架数据测得。标定时，需要考虑温度、车辆、电机性能衰减等因素对电流的影响偏差，最终综合确定目标电流合适的余量。其标定方法与其它EPB系统的标定基本类似，不在本专利讨论范围内。
如图5所示，本发明根据坡道大小分别设置五个坡度区间：5％以内、5％～15％、15％～30％、30％～40％及大于40％，每个区间对应相应的目标电流。当控制器1、控制器2均正常时，坡道传感器对实际坡道完成测量后，经控制器识别落入对应的坡道区间，控制电机按照目标电流I动作。当坡道小于5％时，控制器驱动电机按照目标电流I1动作，以此类推。当坡道大于40％时，为了保护电机过载，限定目标电流为I4，使车辆的最大驻坡坡度限定在40％。实际使用中，可根据电机的过载情况，设定最大电流值。
当控制器1或控制器2中任意控制完全失效时，坡道区间保持不变，目标电流进入冗余模式，各区间目标电流变化为成I1’、I2’、I3’，其中I1’>I1、I2’>I2，I3’>I3，使剩余电机发挥出更大能力，让车辆最大程度保留驻坡能力。当坡道大于30％时，为防止电流过载，控制器驱动电机目标电流可限制I3’，冗余模式下的驻坡力矩限定在30％。实际使用中，亦可根据电机的过载情况，设定最大目标电流值。
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，其特征在于，包括：由同一EPB开关操纵的两个控制器，每个控制器都包含两个电源控制模块；汽车每个轴上均设有两个驻车电机；驻车电机均由预驱模块控制，电源模块控制所述预驱模块；
同一电源控制模块控制下的预驱模块交叉控制不同轴上的驻车电机；同一控制器控制下的电源控制模块控制相同的轴；
两个控制器分别对外部信号进行独立处理计算，并向对方发送动作请求；所述外部信号包括坡度信号；
将坡道大小分别设置五个坡度区间：5％以内、5％～15％、15％～30％、30％～40％及大于40％，每个区间对应相应的目标电流，并按照设定的目标电流进行动作。
2.根据权利要求1所述的多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，其特征在于：当其中一个控制器故障时，则根据另一控制器的动作请求实施动作。
3.根据权利要求1所述的多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，其特征在于：每个控制器对收到的动作请求和独立计算结果进行综合处理和校准，并依此实施动作，当动作请求与独立计算结果不相容时，按照独立计算结果进行动作。
4.根据权利要求1所述的多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，其特征在于：所述外部信号包括制动踏板信号、加速信号、发动机扭矩、车速信号和变速箱档位。
5.根据权利要求1所述的多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，其特征在于：控制器依次启动同一汽车轴上的两个电机后再启动另一汽车轴上的电机。
6.根据权利要求5所述的多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，其特征在于：同一轴上的电机启动之间延迟t1，先后启动的两个轴之间的启动时间延迟t2；当同一控制器控制下的电机在限定时间T内无法达到目标电流时，对应电机停止动作，并报故障，其它电机的动作不受影响。
7.根据权利要求1所述的多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，其特征在于：根据坡度信号X％，计算车辆驻车所需制动力矩M，根据制动力矩M计算电机目标扭矩T，最后根据电机的扭矩—电流特性确定目标电流。
8.根据权利要求7所述的多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，其特征在于：电机夹紧时，实时监控实际电流值，直至电流达到目标电流，电机停止转动。
9.根据权利要求1所述的多轴EPB错峰区域夹紧控制方法，其特征在于：当其中一个控制器时效时，坡道区间保持不变，目标电流进入冗余模式，冗余模式中各个区间的目标电流大于正常情况下相同区间的目标电流。
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