一种电液复合制动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电液复合制动系统及其控制方法，电液复合制动系统包含：电机再生制动力控制模块：控制再生制动系统产生制动力的大小；液压制动力控制模块：控制液压制动系统产生制动力的大小；电液复合制动力整体控制模块：控制电机产生再生制动力来补偿液压制动力由于滞后产生的差值。在电液复合制动系统由纯电动制动模式向复合制动模式或液压制动模式切换的过程中，通过将实际液压制动力与理想液压制动力的差值叠加到电机再生制动力的目标输入中，使电机再生制动力来补偿液压制动力由于滞后产生的差值，保证制动模式切换时的制动感觉一致，在精确跟踪目标制动力的同时还具有良好的鲁棒性能。

An Electro-hydraulic Composite Brake System and Its Control Method

The invention discloses an electro-hydraulic composite braking system and its control method. The electro-hydraulic composite braking system includes: motor regenerative braking force control module: control regenerative braking system to generate braking force; hydraulic braking force control module: control hydraulic braking system to generate braking force; electro-hydraulic composite braking force integral control module: control motor to generate regenerative braking force. Compensate the difference of hydraulic braking force due to lag. In the process of switching from pure electric braking mode to compound braking mode or hydraulic braking mode in electro-hydraulic composite braking system, the difference between actual hydraulic braking force and ideal hydraulic braking force is added to the target input of motor regenerative braking force, so that motor regenerative braking force can compensate for the difference of hydraulic braking force due to lag, and the braking feeling during braking mode switching is guaranteed. Consistently, it has good robustness while accurately tracking the target braking force.

【技术实现步骤摘要】
一种电液复合制动系统及其控制方法
本专利技术涉及汽车
，涉及制动系统控制技术，尤其涉及一种电液复合制动系统及其控制方法。
技术介绍
制动系统是涉及汽车安全性能的至关重要的系统，其性能的好坏将直接影响整车的行驶安全性能。随着电动汽车生产量和保有量不断增加并逐步迈向产业化的过程中，多采用再生制动技术。在其进行制动时，电机所能够提供的最大再生制动力矩一般无法满足一些强制动工况的需求，同时为了尽可能的提高能量的储备和利用率，再生制动需要协同液压制动共同实现制动安全性和制动稳定性。二者组成了电动汽车的三种制动模式：纯电机再生制动、液压机械制动以及电液复合制动。一般而言，再生制动的显著特点是响应快，而液压机械制动响应迟滞，在二者切换或复合制动时往往存在再生制动的实时性与液压机械制动迟滞性之间时间响应特性的矛盾，各种制动模式之间的切换往往造成机械制动力矩和再生制动力矩的大幅度变化或者突变，这些将直接影响踏板力并使驾驶员产生不一致的制动感觉。制动感觉是驾驶员制动汽车时的主观综合感受，是评价制动舒适性的主要指标之一,主要包括制动踏板感觉和其他如对制动噪声、制动抖动等感觉。对于传统制动系统而言，踏板力随着踏板行程的增加而增加，进而管路液压和制动器产生的制动力矩与踏板力成近似线性关系；当轮胎与路面间不打滑时，驾驶员所受到的制动减速度也与踏板力成近似线性关系，因此，驾驶员可以直接感觉到汽车的制动强度没有突变，可以获得良好的制动感觉。而对于电动汽车电液复合制动而言，一方面，同一制动踏板角度下，由于再生制动与传统液压摩擦制动输出的动态特性各异，使得机电复合制动系统具有明显的非线性特性，往往造成驾驶员对不同的制动模式产生不一致的制动感觉；同时，即使同一制动模式，由于不同的制动力分配比例产生的制动力响应特性亦不同，也会致使驾驶员产生不一致的制动感觉。此外，电动汽车的再生制动力往往受到很多因素如电机外特性、电池荷电状态和汽车行驶工况等限制，这些不确定性因素也可能使再生制动力发生波动而无法保证驾驶员制动感觉的连续性。很显然，上述不一致的制动感觉不仅会引起驾驶员由于紧张和误操作而造成的制动安全性问题，而且在很大程度上也会限制着制动能量的回收效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种电液复合制动系统及其控制方法。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种电动汽车电液复合制动系统，包括电机再生制动力控制模块、液压制动力控制模块和电液复合制动力整体控制模块；所述电机再生制动力控制模块包括两个轮毂电机、制动踏板位置传感器、四个轮速传感器、车速传感器、超级电容、二象限DC-DC变换器和第一ECU；所述两个轮毂电机对应设置在电动汽车的两个前轮中，用于驱动和制动两个前轮；所述制动踏板位置传感器设置在制动踏板处，用于获得制动踏板被踏下的行程和速度；所述四个轮速传感器对应设置在电动汽车的四个车轮上，用于获得电动汽车的四个车轮的角速度；所述车速传感器设置在电动汽车上，用于获得电动汽车的速度；所述二象限DC-DC变换器分别和两个轮毂电机电气相连，用于接收所述第一ECU的数字命令将其转换为模拟控制信号并分别发送给两个轮毂电机；所述超级电容一端分别和两个轮毂电机电气相连，另一端和电动汽车的蓄电池电气相连，用于暂时储存电动汽车再生制动时获得的电能并以此向蓄电池充电；所述第一ECU分别和制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器、二象限DC-DC变换器、复合制动力控制模块电气连接，用于根据制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器的输入信号通过二象限DC-DC变换器控制两个轮毂电机工作，将两个轮毂电机的工作状态传递给所述复合制动力整体控制模块，并接收所述复合制动力整体控制模块的命令对两个轮毂电机进行调整；所述液压制动力控制模块包括油泵电机、液压油泵、储油缸、高压蓄能器、电磁继电器、电磁阀、两个制动轮缸和第二ECU；所述液压油泵的输入端和储油缸管道相连、输出端和所述高压蓄能器的入油口管道相连，用于抽取储油缸中的液压油给高压蓄能器补充；所述储油缸用于存储液压油，所述高压蓄能器用于形成高压液压油，所述油泵电机用于驱动所述液压油泵进行工作；所述电磁阀一端和所述高压蓄能器的出油口管道相连，另一端分别和两根两个制动轮缸的进油口管道相连，且电磁阀通过电磁继电器和所述第二ECU电气相连；所述电磁继电器用于根据第二ECU输出的电压信号控制电磁阀的回位弹簧产生相应的位移，进而控制从所述高压蓄能器中进入两个制动轮缸的液压油的量；所述两个制动轮缸位于电动汽车的两个前轮，用于根据接收的液压油形成制动油压产生作用于轮胎的液压制动力；所述第二ECU分别和油泵电机、电磁继电器、复合制动力整体控制模块电气连接，用于根据所述复合制动力整体控制模块的命令控制油泵电机、电磁继电器工作，使电磁阀回位弹簧产生和复合制动力整体控制模块的命令相应的位移，进而控制高压蓄能器中相应量的液压油进入两个制动轮缸中，并将电磁阀的工作状态传递给所述复合制动力整体控制模块；所述复合制动力整体控制模块包含第三ECU，所述第三ECU分别和制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器、第一ECU、第二ECU电气连接，用于根据制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器的输入信号、结合接收到的两个轮毂电机的工作状态和电磁阀的工作状态调整电机再生制动力控制模块、液压制动力控制模块的制动力大小。本专利技术还公开了一种该电动汽车电液复合制动系统的控制方法，其中，所述电机再生制动力控制模块的控制方法包含以下步骤：步骤A.1)，当驾驶员踩下制动踏板时，制动踏板位置传感器获得制动踏板的位移，并将其传递给第三ECU；步骤A.2)，第三ECU根据制动踏板的位移计算出驾驶员所需制动力的大小，并结合预先设定的再生制动力和液压制动力的分配比、得到再生制动力控制模块的目标制动力Tm*；步骤A.3)，电机再生制动控制模块根据以下公式获得当前电机再生制动控制模块实际产生的再生制动力Tm：式中，Tm为当前电机再生制动控制模块实际产生的制动力；K2(s)为液压制动力控制模块的鲁棒控制函数；G(s)motor为电机再生制动控制模块的传递函数；G(s)transmission为电动汽车传动系统传递函数；为驾驶员所需制动力的大小；步骤A.4)，再生制动控制模块根据目标制动力Tm*和实际制动力Tm的差值来计算所需的二象限DC-DC变换器的占空比d和两个轮毂电机输入的电枢电流im，控制两个轮毂电机共同输出制动力Tm。作为本专利技术一种该电动汽车电液复合制动系统的控制方法进一步的优化方案，所述液压制动力控制模块的控制方法包含以下步骤：步骤B.1)，当驾驶员踩下制动踏板时，制动踏板位置传感器获得制动踏板的位移，并将其传递给第三ECU；步骤A.2)，第三ECU根据制动踏板的位移计算出驾驶员所需制动力的大小，并结合预先设定的再生制动力和液压制动力的分配比得到液压制动力控制模块的目标制动力Th*；步骤A.3)，液压制动控制模块根据以下公式获得当前液压制动控制模块实际的液压制动力Th：式中，Th为当前液压制动控制模块实际的液压制动力；K1为预先设定的再生制动力和液压制动力的分配比；K2(s)为液压制动力控制模块的鲁棒控制函数；G(s)valv本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车电液复合制动系统，其特征在于，包括电机再生制动力控制模块、液压制动力控制模块和电液复合制动力整体控制模块；所述电机再生制动力控制模块包括两个轮毂电机、制动踏板位置传感器、四个轮速传感器、车速传感器、超级电容、二象限DC‑DC变换器和第一ECU；所述两个轮毂电机对应设置在电动汽车的两个前轮中，用于驱动和制动两个前轮；所述制动踏板位置传感器设置在制动踏板处，用于获得制动踏板被踏下的行程和速度；所述四个轮速传感器对应设置在电动汽车的四个车轮上，用于获得电动汽车的四个车轮的角速度；所述车速传感器设置在电动汽车上，用于获得电动汽车的速度；所述二象限DC‑DC变换器分别和两个轮毂电机电气相连，用于接收所述第一ECU的数字命令将其转换为模拟控制信号并分别发送给两个轮毂电机；所述超级电容一端分别和两个轮毂电机电气相连，另一端和电动汽车的蓄电池电气相连，用于暂时储存电动汽车再生制动时获得的电能并以此向蓄电池充电；所述第一ECU分别和制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器、二象限DC‑DC变换器、复合制动力控制模块电气连接，用于根据制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器的输入信号通过二象限DC‑DC变换器控制两个轮毂电机工作，将两个轮毂电机的工作状态传递给所述复合制动力整体控制模块，并接收所述复合制动力整体控制模块的命令对两个轮毂电机进行调整；所述液压制动力控制模块包括油泵电机、液压油泵、储油缸、高压蓄能器、电磁继电器、电磁阀、两个制动轮缸和第二ECU；所述液压油泵的输入端和储油缸管道相连、输出端和所述高压蓄能器的入油口管道相连，用于抽取储油缸中的液压油给高压蓄能器补充；所述储油缸用于存储液压油，所述高压蓄能器用于形成高压液压油，所述油泵电机用于驱动所述液压油泵进行工作；所述电磁阀一端和所述高压蓄能器的出油口管道相连，另一端分别和两根两个制动轮缸的进油口管道相连，且电磁阀通过电磁继电器和所述第二ECU电气相连；所述电磁继电器用于根据第二ECU输出的电压信号控制电磁阀的回位弹簧产生相应的位移，进而控制从所述高压蓄能器中进入两个制动轮缸的液压油的量；所述两个制动轮缸位于电动汽车的两个前轮，用于根据接收的液压油形成制动油压产生作用于轮胎的液压制动力；所述第二ECU分别和油泵电机、电磁继电器、复合制动力整体控制模块电气连接，用于根据所述复合制动力整体控制模块的命令控制油泵电机、电磁继电器工作，使电磁阀回位弹簧产生和复合制动力整体控制模块的命令相应的位移，进而控制高压蓄能器中相应量的液压油进入两个制动轮缸中，并将电磁阀的工作状态传递给所述复合制动力整体控制模块；所述复合制动力整体控制模块包含第三ECU，所述第三ECU分别和制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器、第一ECU、第二ECU电气连接，用于根据制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器的输入信号、结合接收到的两个轮毂电机的工作状态和电磁阀的工作状态调整电机再生制动力控制模块、液压制动力控制模块的制动力大小。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车电液复合制动系统，其特征在于，包括电机再生制动力控制模块、液压制动力控制模块和电液复合制动力整体控制模块；所述电机再生制动力控制模块包括两个轮毂电机、制动踏板位置传感器、四个轮速传感器、车速传感器、超级电容、二象限DC-DC变换器和第一ECU；所述两个轮毂电机对应设置在电动汽车的两个前轮中，用于驱动和制动两个前轮；所述制动踏板位置传感器设置在制动踏板处，用于获得制动踏板被踏下的行程和速度；所述四个轮速传感器对应设置在电动汽车的四个车轮上，用于获得电动汽车的四个车轮的角速度；所述车速传感器设置在电动汽车上，用于获得电动汽车的速度；所述二象限DC-DC变换器分别和两个轮毂电机电气相连，用于接收所述第一ECU的数字命令将其转换为模拟控制信号并分别发送给两个轮毂电机；所述超级电容一端分别和两个轮毂电机电气相连，另一端和电动汽车的蓄电池电气相连，用于暂时储存电动汽车再生制动时获得的电能并以此向蓄电池充电；所述第一ECU分别和制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器、二象限DC-DC变换器、复合制动力控制模块电气连接，用于根据制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器的输入信号通过二象限DC-DC变换器控制两个轮毂电机工作，将两个轮毂电机的工作状态传递给所述复合制动力整体控制模块，并接收所述复合制动力整体控制模块的命令对两个轮毂电机进行调整；所述液压制动力控制模块包括油泵电机、液压油泵、储油缸、高压蓄能器、电磁继电器、电磁阀、两个制动轮缸和第二ECU；所述液压油泵的输入端和储油缸管道相连、输出端和所述高压蓄能器的入油口管道相连，用于抽取储油缸中的液压油给高压蓄能器补充；所述储油缸用于存储液压油，所述高压蓄能器用于形成高压液压油，所述油泵电机用于驱动所述液压油泵进行工作；所述电磁阀一端和所述高压蓄能器的出油口管道相连，另一端分别和两根两个制动轮缸的进油口管道相连，且电磁阀通过电磁继电器和所述第二ECU电气相连；所述电磁继电器用于根据第二ECU输出的电压信号控制电磁阀的回位弹簧产生相应的位移，进而控制从所述高压蓄能器中进入两个制动轮缸的液压油的量；所述两个制动轮缸位于电动汽车的两个前轮，用于根据接收的液压油形成制动油压产生作用于轮胎的液压制动力；所述第二ECU分别和油泵电机、电磁继电器、复合制动力整体控制模块电气连接，用于根据所述复合制动力整体控制模块的命令控制油泵电机、电磁继电器工作，使电磁阀回位弹簧产生和复合制动力整体控制模块的命令相应的位移，进而控制高压蓄能器中相应量的液压油进入两个制动轮缸中，并将电磁阀的工作状态传递给所述复合制动力整体控制模块；所述复合制动力整体控制模块包含第三ECU，所述第三ECU分别和制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器、第一ECU、第二ECU电气连接，用于根据制动踏板位置传感器、轮速传感器、车速传感器的输入信号、结合接收到的两个轮毂电机的工作状态和电磁阀的工作状态调整电机再生制动力控制模块、液压制动力控制模块的制动力大小。2.基于权利要求1所述的电动汽车电液复合制动系统的控制方法，其特征在于，所述电机再生制动力控制模块的控制方法包含以下步骤：步骤A.1)，当驾驶员踩下制动踏板时，制动踏板位置传感器获得制动踏板的位移，并将其传递给第三ECU；步骤A.2)，第三ECU根据制动踏板的位移计算出驾驶员所需制动力的大小，并结合...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁广超，王春燕，赵万忠，刘振环，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32