CN113022525B - 一种电动制动助力双向压力特性补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动制动助力双向压力特性补偿方法，主要包括标定主缸位移‑主缸压力关系曲线、计算踏板位移‑踏板反馈力关系曲线、确定踏板反馈力‑主缸压力关系、QBooster位置跟踪等步骤。本发明针对成本敏感车型的制动助力系统，实现制动系统无需专门配置压力传感器，无需针对车型单独调整QBooster踏板反馈机构参数；通过离线标定主缸位移与主缸压力关系，利用现有QBooster型号踏板位移与踏板反馈力关系，形成主缸压力‑电机位移表格和位移‑踏板反馈力表格，在QBooster位移伺服控制时，实现所需的踏板反馈力与主缸压力特性曲线，节约了压力传感器或额外开发QBooster踏板反馈机构的成本。

Description

一种电动制动助力双向压力特性补偿方法

技术领域

本发明涉及制动助力的领域，具体涉及一种电动制动助力双向压力特性补偿方法。

背景技术

现有电子制动助力控制策略中，方案A为位移跟随控制策略，对助力器推杆位移进行跟随控制，使主缸行程和推杆位移保持设定的距离，如附图1所示；方案B为压力跟随控制策略，例如已申请专利《一种解耦式Qbooster系统制动助力的控制方法》中，使用压力传感器信号，实现压力闭环控制，如附图2所示。

现有技术方案主要存在以下缺陷：方案A只以主缸行程作为控制目标，制动踏板产生位移后，必需控制主缸运动到相应的目标位移，导致助力器推杆位移和主缸压力的关系曲线取决于主缸行程和推杆位移距离的设定、制动系统结构设计和其实际状态，存在踏板反馈力与主缸压力关系曲线不满足设计要求的情况；方案B通过直接控制主缸压力的方法，解决了踏板反馈力与主缸压力关系的问题，但需要主缸压力信号，不适用于车辆未配备ESC或ESC未配备主缸压力传感器的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种电动制动助力双向压力特性补偿方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种电动制动助力双向压力特性补偿方法，主要包括以下步骤：

1)标定主缸位移-主缸压力关系曲线：先以固定目标电流驱动电机反转，使主缸回退到初始位置，然后通过设定线性增加的电机目标位置，驱动电机正转，使主缸位移增加，并通过电机转过的实际角度计算主缸位置，通过额外采集的压力传感器信号值计算主缸压力，当主缸位置、主缸压力变化达到一定值时，存储一组数据，达到主缸最大位移后，设定线性减小的电机目标位置再次采集数据，直到回到初始位置，通过上述过程，获得主缸前进和后退过程中，分别的主缸位移-主缸压力关系曲线，即主缸压力-电机位移表格，用于后续分别调整制动踏板踩下和松开过程中的目标电机转角，实现双向压力特性补偿；

2)计算踏板位移-踏板反馈力关系曲线：QBooster踏板模拟器采用两段弹簧串联结构提供踏板反馈力，弹簧a刚度为ka，弹簧b刚度为kb，前半段的刚度为弹簧串联刚度：

后半段的刚度为弹簧b的刚度：

k₂＝k_b

计算踏板位移-踏板反馈力关系，即踏板位移-踏板反馈力表格；

3)确定踏板反馈力-主缸压力关系；

4)QBooster位置跟踪：QBooster进行位置跟踪时，首先通过计算踏板位移变化，确定当前制动踏板是逐渐踩下还是逐渐松开，从而在后续查表过程中确定需要的是去程还是回程，以实现所需的滞回特性，然后，先查询踏板位移-踏板反馈力表格，获得当前踏板位移下的踏板反馈力，再查询踏板反馈力-主缸压力表格，获得当前踏板位移下的目标主缸压力，最后查询主缸压力-电机位移表格，获得当前踏板位移下的目标电机转角，计算出目标电机转角后，执行相应的电机位置闭环控制。

本发明的有益效果为：本发明针对成本敏感车型的制动助力系统，实现制动系统无需专门配置压力传感器，无需针对车型单独调整QBooster踏板反馈机构参数；通过离线标定主缸位移与主缸压力关系，利用现有QBooster型号踏板位移与踏板反馈力关系，形成主缸压力-电机位移表格和位移-踏板反馈力表格，在QBooster位移伺服控制时，实现所需的踏板反馈力与主缸压力特性曲线，节约了压力传感器或额外开发QBooster踏板反馈机构的成本。

附图说明

图1为现有技术的位移跟随控制策略原理示意图。

图2为现有技术的压力跟随控制策略原理示意图。

图3为本发明的主缸位移-主缸压力关系标定过程示意图。

图4为本发明的踏板位移-踏板反馈力关系曲线图。

图5为本发明的QBooster位置跟踪逻辑图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：

如附图所示，这种电动制动助力双向压力特性补偿方法，主要包括以下步骤：

1)标定主缸位移-主缸压力关系曲线：先以固定目标电流驱动电机反转，使主缸回退到初始位置，然后通过设定线性增加的电机目标位置，驱动电机正转，使主缸位移增加，并通过电机转过的实际角度计算主缸位置，通过额外采集的压力传感器信号值计算主缸压力，当主缸位置、主缸压力变化达到一定值时，存储一组数据，达到主缸最大位移后，设定线性减小的电机目标位置再次采集数据，直到回到初始位置，通过上述过程，获得主缸前进和后退过程中，分别的主缸位移-主缸压力关系曲线，即主缸压力-电机位移表格，用于后续分别调整制动踏板踩下和松开过程中的目标电机转角，实现双向压力特性补偿；

2)计算踏板位移-踏板反馈力关系曲线：QBooster踏板模拟器采用两段弹簧串联结构提供踏板反馈力，弹簧a刚度为ka，弹簧a长度较小，变形达到最大长度lmax后，不能继续压缩，弹簧b刚度为kb，反馈力变化开始由弹簧b确定，因此，踏板位移与踏板反馈力的关系为附图4所示，其中，转折点的横坐标为：

前半段的刚度为弹簧串联刚度：

后半段的刚度为弹簧b的刚度：

k₂＝k_b

通过上述过程，获得了踏板位移-踏板反馈力关系，即踏板位移-踏板反馈力表格；

3)确定踏板反馈力-主缸压力关系，即本发明最终需要实现的关系曲线，通常由客户确定；

4)QBooster位置跟踪：QBooster进行位置跟踪时，首先通过计算踏板位移变化，确定当前制动踏板是逐渐踩下还是逐渐松开，从而在后续查表过程中确定需要的是去程还是回程，以实现所需的滞回特性，然后，先查询踏板位移-踏板反馈力表格，获得当前踏板位移下的踏板反馈力，再查询踏板反馈力-主缸压力表格，获得当前踏板位移下的目标主缸压力，最后查询主缸压力-电机位移表格，获得当前踏板位移下的目标电机转角。通过这几个过程，目标电机转角和踏板位移不再为简单的比例关系，从而实现了电动制动助力双向压力特性补偿控制。计算出目标电机转角后，执行相应的电机位置闭环控制即可。

本发明提出了QBooster主缸压力-电机位移关系曲线离线标定方法，及位移-踏板反馈力关系曲线计算方法；提出了QBooster控制时的目标电机转角的计算方法。另外针对包含压力传感器的系统中，提出了一种基于直接压力闭环控制的方法，与本发明相比，其特点为：需要压力传感器；产品直接基于压力控制，不需要通过行程目标进行补偿，压力控制精度高。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种电动制动助力双向压力特性补偿方法，其特征在于：主要包括以下步骤：

1)标定主缸位移-主缸压力关系曲线：先以固定目标电流驱动电机反转，使主缸回退到初始位置，然后通过设定线性增加的电机目标位置，驱动电机正转，使主缸位移增加，并通过电机转过的实际角度计算主缸位置，通过额外采集的压力传感器信号值计算主缸压力，当主缸位置、主缸压力变化达到一定值时，存储一组数据，达到主缸最大位移后，设定线性减小的电机目标位置再次采集数据，直到回到初始位置，通过上述过程，获得主缸前进和后退过程中，分别的主缸位移-主缸压力关系曲线，即主缸压力-电机位移表格，用于后续分别调整制动踏板踩下和松开过程中的目标电机转角，实现双向压力特性补偿；

2)计算踏板位移-踏板反馈力关系曲线：QBooster踏板模拟器采用两段弹簧串联结构提供踏板反馈力，弹簧a刚度为ka，弹簧b刚度为kb，前半段的刚度为弹簧串联刚度：

后半段的刚度为弹簧b的刚度：

k₂＝k_b

计算踏板位移-踏板反馈力关系，即踏板位移-踏板反馈力表格；

3)确定踏板反馈力-主缸压力关系；

4)QBooster位置跟踪：QBooster进行位置跟踪时，首先通过计算踏板位移变化，确定当前制动踏板是逐渐踩下还是逐渐松开，从而在后续查表过程中确定需要的是去程还是回程，以实现所需的滞回特性，然后，先查询踏板位移-踏板反馈力表格，获得当前踏板位移下的踏板反馈力，再查询踏板反馈力-主缸压力表格，获得当前踏板位移下的目标主缸压力，最后查询主缸压力-电机位移表格，获得当前踏板位移下的目标电机转角，计算出目标电机转角后，执行相应的电机位置闭环控制。

Images