CN116729138A - 一种复合制动减速度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种复合制动减速度控制方法，通过车辆状态信息实时评估车辆可用的电机制动力矩并结合质量估算值计算电机制动最大可提供减速度，然后将目标制动减速度按设定的规则分配成电制动需求力矩和气制动需求减速度并发给对应子系统。同时，检测车身实际减速度并与目标制动减速度对比，若存在误差，则先利用电机快速精准调节的优势进行减速度调节，直到电机达到最大负力矩或零力矩若还不能消除误差，则在电机制动维持稳定的情况下调节气制动以减小车身实际减速度与目标制动减速度误差。本发明检测车身实际减速度值，并与目标制动减速度形成闭环，先利用电机进行电制动调节，在电机达到能力极限后通过气制动调节，保证减速度的精准控制。
Description
技术领域
本发明涉及新能源车辆制动控制技术领域，更为具体地说是指一种复合制动减速度控制方法。
背景技术
近年来新能源车的智能化发展迅猛，各种高级驾驶辅助系统（ADAS）在车上的装配率不断增加，例如ACC自适应巡航系统、高速领航系统等。而这些都需要线控制动技术提供底层支持，特别是自动驾驶技术的应用要求制动减速度的控制更精准。
气压制动系统广泛应用于大型车辆上，但现有的气压制动系统多采用开环控制，控制精度低；而且现有的气压制动系统提供的减速度辅助制动功能大多基于空载标定，对于载荷变化大的商用车来说控制误差大。另一方面在一个完整的制动过程中电机制动力矩波动大，高速时力矩受限，低速时无法提供制动力矩，需要实时评估。
公开号为CN 114407870A的发明专利公开了一种电气复合制动系统的控制方法、装置、存储介质和商用车。通过制动信号确定需求制动减速度后根据车辆状态确定需求制动力矩，并由需求制动力矩确定前后轴制动力矩；然后根据所述后桥需求制动力矩和最大电机制动力矩确定车辆的目标电机制动力矩；然后由前后轴需求制动力矩和制动系统逆模型确定车辆的目标制动压力。该发明通过电机最大制动力矩与后轴需求最大力矩的比较将电机最大制动力矩施加于后轴，在气压制动控制有误差时电制动无法进行调节；并且未考虑到车身实际减速度，无法保证减速度控制的精准。
发明内容
本发明提供一种复合制动减速度控制方法，以解决现有的复合制动方法无法保证减速度控制的精准。
本发明采用如下技术方案：
一种复合制动减速度控制方法，包括以下步骤：
S01、实时评估车辆可用的电机制动力矩Tmax；
S02、根据步骤S01实时评估的车辆可用的电机制动力矩Tmax，结合车辆质量估算值，计算电机制动最大可提供减速度a1_max；
S03、按规则将目标制动减速度a0_req分配成电制动需求减速度a1和气制动需求减速度a2；
S04、根据a1和车辆质量估算值计算电机需求力矩T1，并将T1值发给电机控制系统，将a2值发给气压制动控制系统；
S05、检测车身实际减速度与目标制动减速度a0_req的误差，利用电机预留扭矩进行减速度调节；
S06、若电机实际扭矩达到电机最大力矩或零力矩并维持，则减速度误差由气制动进行调节，使车身实际减速度与目标制动减速度一致。
一较佳实施方案中，上述步骤S01是根据车辆状态信息实时评估车辆可用的电机制动力矩Tmax，具体包括：根据电机转速结合电机外特性曲线评估电机当前可用制动力矩、根据电机转速结合电池实时的充放电功率评估电池当前最大可回收力矩、根据后桥最大可承受反拖力矩值评估传动系统最大可承受反拖力矩，在三者中取小；同时根据电池SOC值做停止能量回收的阈值判断。
一较佳实施方案中，上述步骤S03的具体分配规则如下：a）、预留部分电机制动最大可提供减速度作为减速度误差电制动调节量a3，a3=a1_max*k,k为调节系数，k值优选为0.2；根据a3和车辆质量估算值计算电机预留扭矩T3，T3即为电制动调节力矩的上限值；b）、若（a1_max-a3）>=a0_req，则a1=a0_req*0.5，a2=a0_req*0.5；c）、若（a1_max-a3）<a0_req，则a1=a1_max-a3，a2=a0_req-a1。
一较佳实施方案中，上述步骤S05的具体过程如下：检测车身实际减速度的值，若经过时间t后车身实际减速度a0_rel与目标制动减速度a0_req存在误差，则在电机预留扭矩T3值的范围内通过电机控制系统进行减速度调节，使车身实际减速度与目标制动减速度一致。
在一些优选实施例中，上述时间t为0.2s，车身实际减速度的检测通过读取加速度传感器的值，或者通过速度求导获得。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明在不改变原车气压制动系统，通过车辆状态信息实时评估车辆可用的电机制动力矩并结合质量估算值计算电机制动最大可提供减速度，然后将目标制动减速度按设定的规则分配成电制动需求力矩和气制动需求减速度并发给对应子系统。同时，检测车身实际减速度并与目标制动减速度对比，若存在误差，则先利用电机快速精准调节的优势进行减速度调节，直到电机达到最大负力矩或零力矩若还不能消除误差，则在电机制动维持稳定的情况下调节气制动以减小车身实际减速度与目标制动减速度误差。本发明通过设定的目标减速度分配规则，保证在任何制动工况下都有气制动提供基础制动力，提高制动过程的可靠性，并在分配时预留部分电机制动调节力矩，让电机在大多数制动工况下都有调节能力；另一方面，通过检测车身实际减速度，优先利用电机快速精准调节优势进行误差的调节，在电机力矩达到极限时再调节气制动减速度，保证减速度控制的精准度的同时避免两者同时调节叠加的震荡。
附图说明
图1为本发明复合制动减速度控制系统的结构框图。
图2为本发明复合制动减速度控制方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。对于公知的组件、方法及过程，以下不再详细描述。
本发明提供的一种复合制动减速度控制方法，基于以下复合制动减速度控制系统。参照图1，复合制动减速度控制系统包括整车控制器VCU100（即上层控制器）、电机控制系统200、气压制动控制系统300以及车辆加速度传感器400。其中，车辆加速度传感器400是用于车身实际减速度的检测，整车控制器VCU100用于向电机控制系统200发送扭矩指令和向气压制动系统300发送减速度制定。电机控制系统200主要用于对车辆后轮的制动，而气压制动系统300则用于车辆前后轮的制动。
参照图2，本发明的复合制动减速度控制方法，包括以下步骤：
S01、实时评估车辆可用的电机制动力矩Tmax。
该步骤S01是根据车辆状态信息实时评估车辆可用的电机制动力矩Tmax，具体包括：根据电机转速结合电机外特性曲线评估电机当前可用制动力矩、根据电机转速结合电池实时的充放电功率评估电池当前最大可回收力矩、根据后桥最大可承受反拖力矩值评估传动系统最大可承受反拖力矩，同时根据电池SOC值做停止能量回收的阈值判断。
该电机制动能力实时评估方法充分考虑了电机本身外特性限制、传动系统反拖力矩的限制、动力电池功率及SOC的限制；实时的车辆可用电机制动力矩应在三者中取小。
S02、根据步骤S01实时评估的车辆可用的电机制动力矩Tmax，结合车辆质量估算值，计算电机制动最大可提供减速度a1_max。
S03、按规则将目标制动减速度a0_req分配成电制动需求减速度a1和气制动需求减速度a2。具体分配规则如下：
a）、预留部分电机制动最大可提供减速度作为减速度误差电制动调节量a3，a3=a1_max*k,k为调节系数，k值优选为0.2；根据a3和车辆质量估算值计算电机预留扭矩T3，T3即为电制动调节力矩的上限值；
b）、若（a1_max-a3）>=a0_req，则a1=a0_req*0.5，a2=a0_req*0.5；
c）、若（a1_max-a3）<a0_req，则a1=a1_max-a3，a2=a0_req-a1。
依据该目标减速度分配规则，保证在任何制动工况下都有气制动提供基础制动力，提高制动过程的可靠性，并在分配时预留部分电制动调节能力，让电机在大多数制动工况下都有调节能力。
S04、根据a1和车辆质量估算值计算电机需求力矩T1，并将T1值发给电机控制系统，将a2值发给气压制动控制系统。
S05、检测车身实际减速度与目标制动减速度a0_req的误差，利用电机预留扭矩进行减速度调节。
若经过时间t后车身实际减速度a0_rel与目标制动减速度a0_req存在误差，则在T3值的范围内通过电机控制系统进行减速度调节，使车身实际减速度与目标制动减速度一致。在一实施例中，时间t优选为0.2s；车身实际减速度的检测可通过读取加速度传感器的值亦可通过速度求导。
S06、若电机实际扭矩达到电机最大力矩或零力矩并维持，则减速度误差由气制动进行调节，使车身实际减速度与目标制动减速度一致。
具体地，若经过步骤S05后电机实际力矩达到电机最大力矩并维持稳定，则根据车身实际减速度a0_rel与目标制动减速度a0_req的误差调节气制动需求减速度a2，使车身实际减速度与目标制动减速度一致。
同样的，若经过步骤5后电机实际力矩达到电机零力矩并维持稳定，则根据车身实际减速度a0_rel与目标制动减速度a0_req的误差调节气制动需求减速度a2，使车身实际减速度与目标制动减速度一致。
该减速度精准控制方法包括检测车身实际减速度值，并与目标制动减速度形成闭环，先利用电机进行电制动调节，在电机达到能力极限后通过气制动调节，保证减速度的精准控制。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (7)
1.一种复合制动减速度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、实时评估车辆可用的电机制动力矩Tmax；
S02、根据步骤S01实时评估的车辆可用的电机制动力矩Tmax，结合车辆质量估算值，计算电机制动最大可提供减速度a1_max；
S03、按规则将目标制动减速度a0_req分配成电制动需求减速度a1和气制动需求减速度a2；
S04、根据a1和车辆质量估算值计算电机需求力矩T1，并将T1值发给电机控制系统，将a2值发给气压制动控制系统；
S05、检测车身实际减速度与目标制动减速度a0_req的误差，利用电机预留扭矩进行减速度调节；
S06、若电机实际扭矩达到电机最大力矩或零力矩并维持，则减速度误差由气制动进行调节，使车身实际减速度与目标制动减速度一致。
2.如权利要求1所述的一种复合制动减速度控制方法，其特征在于：所述步骤S01是根据车辆状态信息实时评估车辆可用的电机制动力矩Tmax，具体包括：根据电机转速结合电机外特性曲线评估电机当前可用制动力矩、根据电机转速结合电池实时的充放电功率评估电池当前最大可回收力矩、根据后桥最大可承受反拖力矩值评估传动系统最大可承受反拖力矩，在三者中取小；同时根据电池SOC值做停止能量回收的阈值判断。
3.如权利要求1所述的一种复合制动减速度控制方法，其特征在于，所述步骤S03的具体分配规则如下：
a）、预留部分电机制动最大可提供减速度作为减速度误差电制动调节量a3，a3=a1_max*k,k为调节系数；根据a3和车辆质量估算值计算电机预留扭矩T3，T3即为电制动调节力矩的上限值；
b）、若（a1_max-a3）>=a0_req，则a1=a0_req*0.5，a2=a0_req*0.5；
c）、若（a1_max-a3）<a0_req，则a1=a1_max-a3，a2=a0_req-a1。
4.如权利要求3所述的一种复合制动减速度控制方法，其特征在于：所述k值为0.2。
5.如权利要求3所述的一种复合制动减速度控制方法，其特征在于：所述步骤S05的具体过程如下：检测车身实际减速度的值，若经过时间t后车身实际减速度a0_rel与目标制动减速度a0_req存在误差，则在电机预留扭矩T3值的范围内通过电机控制系统进行减速度调节，使车身实际减速度与目标制动减速度一致。
6.如权利要求5所述的一种复合制动减速度控制方法，其特征在于：所述车身实际减速度的检测通过读取加速度传感器的值，或者通过速度求导获得。
7.如权利要求5所述的一种复合制动减速度控制方法，其特征在于：所述时间t为0.2s。
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