CN116394768B - 电动汽车的制动扭矩分配方法和系统 - Google Patents

电动汽车的制动扭矩分配方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动汽车的制动扭矩分配方法和系统，该方法包括步骤S1.获取当前车速，并根据制动踏板被踩下的行程，得到制动力请求；S2.根据当前车速和制动力请求，查找预设的目标减速度表，得到目标减速度；S3.根据力矩公式T＝r×a×m，计算得到总制动力；S4.根据当前车速和目标减速度，查找预设的制动扭矩比例分配表，得到电制动扭矩占比和机械制动扭矩占比；S5.根据电制动扭矩占比，机械制动扭矩占比和总制动力，得到电制动扭矩和机械制动扭矩，将电制动扭矩和机械制动扭矩经一阶滞后滤波后分别输出到电机控制器和机械制动系统。本发明通过整车控制器进行查表的方式实现行电制动扭矩和机械制动扭矩的分配，可有效降低成本并提高效率。

Description

电动汽车的制动扭矩分配方法和系统
【技术领域】
本发明涉及移动通信技术领域，尤其是涉及一种电动汽车的制动扭矩分配方法和系统。
【背景技术】
传统的电动汽车机械制动和电制动由EBS(ElectronicBrakeSystems，电子制动力分配系统)负责，EBS以防抱死制动ABS(AntilockBrakeSystem，制动防抱死系统)和防滑制动ASR(AccelerationSlipRegulation，驱动防滑系统)为基础，减少了制动系统的响应时间和建压时间，可实现整车电子制动力的分配和主、挂车一致性控制，缩短整车的制动距离，提升整车的整体制动性能，但这种基于EBS的机械制动和电制动扭矩分配方案，需要增加各种元器件成本较高。
因此，亟需提出一种可更低成本更高效进行电制动扭矩和机械制动扭矩的分配的方法和系统。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供电动汽车的制动扭矩分配方法和系统，其可降低电动汽车的电制动扭矩和机械制动扭矩的分配成本。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车的制动扭矩分配方法，包括以下步骤：
S1.获取当前车速，并根据制动踏板被踩下的行程，得到制动力请求；
S2.根据所述当前车速和所述制动力请求，查找预设的目标减速度表，得到目标减速度；所述目标减速度表包括当前车速节点和制动力请求节点，以及与所述当前车速节点和所述制动力请求节点相映射的目标减速度，且所述目标减速度随着所述制动力请求节点和所述当前车速节点的增大而增大；
S3.根据力矩公式T＝r×a×m，计算得到总制动力；其中，r为车轮半径，a为目标减速度，m为汽车质量，T为总制动力；
S4.根据所述当前车速和所述目标减速度，查找预设的制动扭矩比例分配表，得到电制动扭矩占比和机械制动扭矩占比；所述制动扭矩比例分配表包括当前车速节点和目标减速度节点，以及与所述当前车速节点和目标减速度节点相映射的电制动扭矩占比和/或机械制动扭矩占比；
S5.根据所述电制动扭矩占比，机械制动扭矩占比和所述总制动力，得到电制动扭矩和机械制动扭矩，将所述电制动扭矩和所述机械制动扭矩经一阶滞后滤波后分别输出到电机控制器和机械制动系统。
更进一步的，在所述步骤S4包括：
S41.查找所述制动扭矩比例分配表中，与所述当前车速匹配的当前车速节点，和与所述目标减速度匹配的目标减速度节点；
S42.查找所述制动扭矩比例分配表，得到与所述当前车速节点和所述目标减速度节点相映射的电制动扭矩占比；
S43.将100％减去所述电制动扭矩占比，得到机械制动扭矩占比。
更进一步的，所述制动扭矩比例分配表中，所述当前车速节点小于第一阈值时，所述电制动扭矩占比随着当前车速节点的增加而增加；所述当前车速节点大于所述第一阈值时，所述电制动扭矩占比随着当前车速节点的增加而降低。
更进一步的，所述第一阈值的取值范围为50-90km/h。
更进一步的，所述制动扭矩比例分配表中，所述当前车速节点大于第二阈值，且所述制动力请求小于第三阈值时，所述电制动扭矩占比大于机械制动扭矩占比。
更进一步的，所述第二阈值的取值范围为20-40km/h；所述第三阈值的取值范围为40-50％。
更进一步的，所述电制动扭矩占比不超出70％，机械制动扭矩占比不低于30％。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种电动汽车的制动扭矩分配系统，包括整车控制器，电机控制器，制动踏板模组和机械制动系统；
所述整车控制器包括车速采集模块，制动请求模块和制动扭矩分配模块；
所述车速采集模块，获取当前车速；
所述制动踏板模组，实时采集制动踏板被踩下的行程；
所述制动请求模块根据所述制动踏板被踩下的行程，计算出相应的制动力请求；
所述制动扭矩分配模块，根据所述当前车速和所述制动力请求，查找预设的目标减速度表，得到目标减速度；所述目标减速度表包括当前车速节点和制动力请求节点，以及与所述当前车速节点和所述制动力请求节点相映射的目标减速度，且所述目标减速度随着所述制动力请求节点和所述当前车速节点的增大而增大；并根据力矩公式T＝r×a×m，计算得到总制动力；其中，r为车轮半径，a为目标减速度，m为汽车质量，T为总制动力；以及根据所述当前车速和所述目标减速度，查找预设的制动扭矩比例分配表，得到电制动扭矩占比和/或机械制动扭矩占比；所述制动扭矩比例分配表包括当前车速节点和目标减速度节点，以及与所述当前车速节点和目标减速度节点相映射的电制动扭矩占比；以及根据所述电制动扭矩占比和所述总制动力，得到电制动扭矩和机械制动扭矩，将所述电制动扭矩和所述机械制动扭矩经一阶滞后滤波后分别输出到所述电机控制器和所述机械制动系统。
更进一步的，所述制动扭矩比例分配表中，所述当前车速节点小于第一阈值时，所述电制动扭矩占比随着当前车速节点的增加而增加；所述当前车速节点大于所述第一阈值时，所述电制动扭矩占比随着当前车速节点的增加而降低；
所述第一阈值的取值范围为50-90km/h。
更进一步的，所述制动扭矩比例分配表中，所述当前车速节点大于第二阈值，且所述制动力请求小于第三阈值时，所述电制动扭矩占比大于机械制动扭矩占比；
所述第二阈值的取值范围为20-40km/h；所述第三阈值的取值范围为40-50％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过整车控制器进行查表的方式实现行电制动扭矩和机械制动扭矩的分配，可有效降低成本并提高效率。
【附图说明】
图1是本发明实施例的电动汽车的制动扭矩分配方法的步骤框图；
图2是本发明实施例的目标减速度表；
图3是本发明实施例的制动扭矩比例分配表；
图4是本发明实施例的电动汽车的制动扭矩分配系统的结构框图。
【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申请一部分实施例，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。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便按本发明实施例以外的其他顺序实施。
如图1所示，本发明实施例的电动汽车的制动扭矩分配方法，包括以下步骤：
S1.获取当前车速，并根据制动踏板被踩下的行程，得到制动力请求。
具体的，当驾驶员踩下制动踏板后，制动踏板模组解析驾驶员的行车制动意图，经一阶惯性滤波后，得到制动力请求。车速采集模块实时采集汽车当前车速。
S2.根据当前车速和制动力请求，查找预设的目标减速度表，得到目标减速度；目标减速度表包括当前车速节点和制动力请求节点，以及与当前车速节点和制动力请求节点相映射的目标减速度，且目标减速度随着制动力请求节点和当前车速节点的增大而增大。
具体的，如图2示例的目标减速度表，假设当前车速为8km/h，制动力请求为23％，通过查表，可得到，相应的当前车速节点为10km/h，相应的制动力请求节点为30％，因此，映射的目标减速度为1.8m/s2。本示例的目标减速度表仅为一种示例，本领域技术人员可以根据实际情况设置相应的数据，都不影响本发明的实施。
S3.根据力矩公式T＝r×a×m，计算得到总制动力；其中，r为车轮半径，a为目标减速度，m为汽车质量，T为总制动力。
S4.根据当前车速和目标减速度，查找预设的制动扭矩比例分配表，得到电制动扭矩占比和机械制动扭矩占比；制动扭矩比例分配表包括当前车速节点和目标减速度节点，以及与当前车速节点和目标减速度节点相映射的电制动扭矩占比和/或机械制动扭矩占比。
具体的，在一实施例中，步骤S4包括：
S41.查找制动扭矩比例分配表中，与当前车速匹配的当前车速节点，和与目标减速度匹配的目标减速度节点。
S42.查找制动扭矩比例分配表，得到与当前车速节点和目标减速度节点相映射的电制动扭矩占比。
S43.将100％减去电制动扭矩占比，得到机械制动扭矩占比。
具体的，如图3示例的制动扭矩比例分配表，假设当前车速为8km/h，制动力请求为23％，以及查找目标减速度表得到的目标减速度1.8m/s2，再查找图3示例的制动扭矩比例分配表，得到电制动扭矩占比为40％，100％减去40％得到60％，为机械制动扭矩占比。
本示例的制动扭矩比例分配表仅为一种示例，本领域技术人员可以根据实际情况设置相应的数据，都不影响本发明的实施。
在另一实施例中，制动扭矩比例分配表既包括电制动扭矩占比，又包括机械制动扭矩占比。
S5.根据电制动扭矩占比，机械制动扭矩占比和总制动力，得到电制动扭矩和机械制动扭矩，将电制动扭矩和机械制动扭矩经一阶滞后滤波后分别输出到电机控制器和机械制动系统。
具体的，将步骤S3计算得到的总制动力和步骤S4查表得到的电制动扭矩占比相乘，得到电制动扭矩，再将总制动力和机械制动扭矩占比相乘，得到机械制动扭矩。
再根据一阶滞后滤波公式：本次滤波结果＝滤波系数(a)×本次采集结果+(1-滤波系数(a))×上次滤波结果，计算得到滤波后的电制动扭矩和机械制动扭矩，最后分别输出到电机控制器和机械制动系统。
在本实施例中，制动扭矩比例分配表中，当前车速节点小于第一阈值时，电制动扭矩占比随着当前车速节点的增加而增加；当前车速节点大于第一阈值时，电制动扭矩占比随着当前车速节点的增加而降低。其中，第一阈值的取值范围为50-90km/h。
在制动扭矩比例分配表中，当前车速节点大于第二阈值，且制动力请求小于第三阈值时，电制动扭矩占比大于机械制动扭矩占比。其中，第二阈值的取值范围为20-40km/h；第三阈值的取值范围为40-50％。机械制动扭矩占比不低于30％，电制动扭矩占比不超出70％。
再如图4所示，本发明实施例的电动汽车的制动扭矩分配系统，包括整车控制器，电机控制器，制动踏板模组和机械制动系统。
其中，整车控制器包括车速采集模块，制动请求模块和制动扭矩分配模块。
车速采集模块，获取当前车速。
制动踏板模组，实时采集制动踏板被踩下的行程，制动请求模块根据制动踏板被踩下的行程，计算出相应的制动力请求。
制动扭矩分配模块，根据当前车速和制动力请求，查找预设的目标减速度表，得到目标减速度；目标减速度表包括当前车速节点和制动力请求节点，以及与当前车速节点和制动力请求节点相映射的目标减速度，且目标减速度随着制动力请求节点和当前车速节点的增大而增大；并根据力矩公式T＝r×a×m，计算得到总制动力；其中，r为车轮半径，a为目标减速度，m为汽车质量，T为总制动力；以及根据当前车速和目标减速度，查找预设的制动扭矩比例分配表，得到电制动扭矩占比；制动扭矩比例分配表包括当前车速节点和目标减速度节点，以及与当前车速节点和目标减速度节点相映射的电制动扭矩占比和/或机械制动扭矩占比；以及根据电制动扭矩占比和总制动力，得到电制动扭矩和机械制动扭矩，将电制动扭矩和机械制动扭矩经一阶滞后滤波后分别输出到电机控制器和机械制动系统。
综上所述，本发明通过整车控制器进行查表的方式实现行电制动扭矩和机械制动扭矩的分配，可有效降低成本并提高效率。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电动汽车的制动扭矩分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.获取当前车速，并根据制动踏板被踩下的行程，得到制动力请求；
S2.根据所述当前车速和所述制动力请求，查找预设的目标减速度表，得到目标减速度；所述目标减速度表包括当前车速节点和制动力请求节点，以及与所述当前车速节点和所述制动力请求节点相映射的目标减速度，且所述目标减速度随着所述制动力请求节点和所述当前车速节点的增大而增大；
S3.根据力矩公式T=r×a×m，计算得到总制动力；其中，r为车轮半径，a为目标减速度，m为汽车质量，T为总制动力；
S4.根据所述当前车速和所述目标减速度，查找预设的制动扭矩比例分配表，得到电制动扭矩占比和机械制动扭矩占比；所述制动扭矩比例分配表包括当前车速节点和目标减速度节点，以及与所述当前车速节点和目标减速度节点相映射的电制动扭矩占比和/或机械制动扭矩占比；
S5.根据所述电制动扭矩占比，机械制动扭矩占比和所述总制动力，得到电制动扭矩和机械制动扭矩，将所述电制动扭矩和所述机械制动扭矩经一阶滞后滤波后分别输出到电机控制器和机械制动系统；
在所述步骤S1中，根据制动踏板被踩下的行程，得到制动力请求包括：在制动踏板被踩下后，解析行车制动意图，并经过一阶惯性滤波，得到制动力请求；
在所述步骤S4包括：
S41.查找所述制动扭矩比例分配表中，与所述当前车速匹配的当前车速节点，和与所述目标减速度匹配的目标减速度节点；
S42.查找所述制动扭矩比例分配表，得到与所述当前车速节点和所述目标减速度节点相映射的电制动扭矩占比；
S43.将100%减去所述电制动扭矩占比，得到机械制动扭矩占比。
2.如权利要求1所述的电动汽车的制动扭矩分配方法，其特征在于，所述制动扭矩比例分配表中，所述当前车速节点小于第一阈值时，所述电制动扭矩占比随着当前车速节点的增加而增加；所述当前车速节点大于所述第一阈值时，所述电制动扭矩占比随着当前车速节点的增加而降低。
3.如权利要求2所述的电动汽车的制动扭矩分配方法，其特征在于，所述第一阈值的取值范围为50-90km/h。
4.如权利要求1所述的电动汽车的制动扭矩分配方法，其特征在于，所述制动扭矩比例分配表中，所述当前车速节点大于第二阈值，且所述制动力请求小于第三阈值时，所述电制动扭矩占比大于机械制动扭矩占比。
5.如权利要求4所述的电动汽车的制动扭矩分配方法，其特征在于，所述第二阈值的取值范围为20-40km/h；所述第三阈值的取值范围为40-50%。
6.如权利要求1所述的电动汽车的制动扭矩分配方法，其特征在于，所述电制动扭矩占比不超出70%，机械制动扭矩占比不低于30%。
7.一种电动汽车的制动扭矩分配系统，其特征在于，包括整车控制器，电机控制器，制动踏板模组和机械制动系统；
所述整车控制器包括车速采集模块，制动请求模块和制动扭矩分配模块；
所述车速采集模块，获取当前车速；
所述制动踏板模组，实时采集制动踏板被踩下的行程；
所述制动请求模块根据所述制动踏板被踩下的行程，计算出相应的制动力请求；所述制动请求模块用于在制动踏板被踩下后，解析行车制动意图，并经过一阶惯性滤波，得到制动力请求；所述制动扭矩分配模块，根据所述当前车速和所述制动力请求，查找预设的目标减速度表，得到目标减速度；所述目标减速度表包括当前车速节点和制动力请求节点，以及与所述当前车速节点和所述制动力请求节点相映射的目标减速度，且所述目标减速度随着所述制动力请求节点和所述当前车速节点的增大而增大；并根据力矩公式T=r×a×m，计算得到总制动力；其中，r为车轮半径，a为目标减速度，m为汽车质量，T为总制动力；以及根据所述当前车速和所述目标减速度，查找预设的制动扭矩比例分配表，得到电制动扭矩占比；所述制动扭矩比例分配表包括当前车速节点和目标减速度节点，以及与所述当前车速节点和目标减速度节点相映射的电制动扭矩占比和/或机械制动扭矩占比；以及根据所述电制动扭矩占比和所述总制动力，得到电制动扭矩和机械制动扭矩，将所述电制动扭矩和所述机械制动扭矩经一阶滞后滤波后分别输出到所述电机控制器和所述机械制动系统；所述制动扭矩分配模块还用于查找所述制动扭矩比例分配表中，与所述当前车速匹配的当前车速节点，和与所述目标减速度匹配的目标减速度节点；以及查找所述制动扭矩比例分配表，得到与所述当前车速节点和所述目标减速度节点相映射的电制动扭矩占比；并将100%减去所述电制动扭矩占比，得到机械制动扭矩占比。
8.如权利要求7所述的电动汽车的制动扭矩分配系统，其特征在于，所述制动扭矩比例分配表中，所述当前车速节点小于第一阈值时，所述电制动扭矩占比随着当前车速节点的增加而增加；所述当前车速节点大于所述第一阈值时，所述电制动扭矩占比随着当前车速节点的增加而降低；
所述第一阈值的取值范围为50-90km/h。
9.如权利要求7所述的电动汽车的制动扭矩分配系统，其特征在于，所述制动扭矩比例分配表中，所述当前车速节点大于第二阈值，且所述制动力请求小于第三阈值时，所述电制动扭矩占比大于机械制动扭矩占比；
所述第二阈值的取值范围为20-40km/h；所述第三阈值的取值范围为40-50%。
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Denomination of invention: The braking torque distribution method and system of electric vehicles

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