【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及线控制动，具体涉及一种基于最优滑移率识别的电子机械制动装置及防抱死控制方法。
技术介绍
1、制动系统是汽车安全的最重要部分，传统汽车采用的是基于真空助力的液压制动系统，难以对制动力进行精确控制。进入新能源时代，智能化、电动化需求不断提高，线控制动系统(brake bywire)便广泛应用于新能源车辆上。线控制动系统分为线控液压制动(electro-hydraulic brake，ehb)和线控机械制动，emb相比于ehb，完全摒弃了液压元件，布置更加灵活，对制动力的控制更加精准。传统车辆采用基于车轮角加速度和滑移率或其组合的逻辑门限值法进行abs控制，该方法需要根据不同路面与不同车型设置门限值，且作用时制动力波动较大，无法保证控制在最优滑移率上。采用了emb的车辆车轮制动力独立可控，无需单独设置abs控制装置，可以有效集成abs功能，使用不同于传统车辆的控制方法，最大程度的利用地面附着力。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于路面最优滑移率识别的电子机械制动装置的防抱死控制方法。
2、为了解决
技术介绍
描述的问题，本专利技术提供了一种基于最优滑移率识别的电子机械制动装置，包括电子控制单元ecu、电子踏板模块、abs控制器、emb控制系统、路面识别模块，emb控制系统包括emb控制器、emb执行器；车辆电子控制单元ecu根据电子踏板模块的输入识别驾驶员的制动意图、获得期望制动强度并计算出所需的常规制动力矩大小，驱使emb控制系统施加对应
3、本专利技术还提供一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，包括上述的电子机械制动装置，具体包含以下步骤：
4、步骤s1：车辆电子控制单元ecu根据电子制动踏板模块根据识别驾驶员对于制动强度ad的意图，并计算出所需的常规制动力矩t0大小；
5、步骤s2：emb控制系统接收ecu的制动力指令，根据内置的夹紧力控制器对驱动电机进行控制，使emb控制系统中emb执行器施加制动力矩tb；
6、步骤s3：通过can网络采集车速、轮速、车轮载荷与emb制动力矩信号；
7、步骤s4：基于采集的车轮速度信号vw与车辆速度信号vc计算车轮当前滑移率s，基于采集的车轮速度信号计算出车轮加速度dw/dt，基于所述车轮加速度、所述emb的制动力矩tb与所述车轮载荷fz计算出利用附着系数
8、步骤s5：将所述当前滑移率与所述利用附着系数输入到所述路面识别模块，所述路面识别模块通过burckhardt轮胎模型计算，获得当前路面下的最优滑移率sopt；
9、步骤s6：所述abs控制器以滑移率与最优滑移率的偏差及其变化率为输入，采用模糊控制方式对pid控制参数进行调整的方式计算所述abs制动力矩tabs；
10、步骤s7：判断常规制动力矩t0与abs制动力矩tabs大小，取较小值作为emb控制器输入，当t0>tabs时进入abs控制模式。
11、在上述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法中，步骤s1所述的常规制动力矩计算公式为：
12、t0＝ad*fz*r
13、其中ad为期望制动减速度，fz为车轮垂直载荷，r为车轮滚动半径。
14、在上述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法中，步骤s4所述的滑移率计算公式为：
15、s＝(vc-vw)/vc，
16、所述所述当前路面附着系数的计算公式如下：
17、
18、其中j为车轮转动惯量，dw/dt为车轮角加速度。
19、在上述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法中，步骤s5所述的burckhardt轮胎模型表示为：
20、
21、其中c1，c2，c3为不同路面的参数。
22、在上述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法中，步骤s5所述的路面识别模块根据滑移率s，使用burckhardt轮胎模型公式计算出6条标准路面下的附着系数并通过拉格朗日插值基函数计算当前路面与第i条路面的相似度与6条路面的最优滑移率sopti分别相乘后求和，估算出当前路面的最优滑移率，其中相似度表达式为：
23、
24、最优滑移率计算值的表达式为：
25、
26、在上述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法中，步骤s6所述的模糊控制器根据所述最优滑移率sopt与所述当前滑移率s的偏差e及偏差的变化率ec计算出调节参数δkp、δki、δkd，先分别与其权重系数ωp、ωi、ωd相乘，再与所述pid控制器的控制参数初始值kp0、ki0、kd0分别对应相加，共同组成新的控制参数kp、ki、kd，通过pid运算得出abs模式下所需的制动力矩tabs。
27、在上述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法中，所述偏差e的模糊论域为[-0.8,0.2]，所述偏差变化率ec的模糊论域为[-30,30]，设定δkp、δki、δkd的模糊论域为[-6,6]；将滑移率偏差e，滑移率偏差变化率ec，模糊控制输出参数δkp、δki、δkd各自都分为以下七个模糊子集：{nb,nm,ns,zo,ps,pm,pb}，其中nb表示负大，nm表示负中，ns表示负小，zo表示零，ps表示正小，pm表示正中，pb表示正大；
28、对于滑移率偏差e，在论域分布区间选择形状不同的高斯函数作为隶属度函数，分布区间为nb(-0.8,0.1)，nm(-0.55,0.1)，ns(-0.3,0.1)，zo(-0.05,0.05)，ps(0.03,0.07)，pm(0.03,0.14)，pb(0.03,0.2)；对于滑移率偏差变化率ec，在论域上不同分布区间选择三角函数作为隶属度函数，分布区间为nb[-40,-30,-20]，nm[-30,-20,-10]，ns[-20,-10,0]，zo[-10,0,10]，ps[0,10,20]，pm[10,20,30]，pb[20,30,40]；
29、对于δkp、δki、δkd的论域分布区间，均选择三角函数作为隶属度函数，分布区间为nb[-8,-6,-4]，nm[-6,-4,-2]，ns[-4,-2,0]，zo[-2,0,2]，ps[0,2,4]，pm[2,4,6]，pb[4,6,8]，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于最优滑移率识别的电子机械制动装置，其特征在于：包括电子控制单元ECU、电子踏板模块、ABS控制器、EMB控制系统、路面识别模块，EMB控制系统包括EMB控制器、EMB执行器；车辆电子控制单元ECU根据电子踏板模块的输入识别驾驶员的制动意图、获得期望制动强度并计算出所需的常规制动力矩大小，驱使EMB控制系统施加对应制动力矩，采集车速、轮速、车轮载荷与EMB制动力矩信号，计算车轮当前的滑移率和利用附着系数；路面识别模块根据所述滑移率和所述利用附着系数，计算出当前路面最优滑移率；ABS控制器基于当前车轮滑移率与路面的最优滑移率之差，采用模糊PID控制方法计算出ABS制动力矩；电子控制单元ECU判断常规制动力矩与ABS制动力矩大小，当常规制动力矩大于ABS制动力矩时进入ABS控制模式，以ABS制动力矩作为EMB输入，对EMB控制系统施加的制动力矩进行调整。
2.一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，其特征在于：包括权利要求1所述的电子机械制动装置，具体包含以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方
4.根据权利要求2所述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，其特征在于：步骤S4所述的滑移率计算公式为：
5.根据权利要求2所述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，其特征在于：步骤S5所述的Burckhardt轮胎模型表示为：
6.根据权利要求2所述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，其特征在于：步骤S5所述的路面识别模块根据滑移率s，使用Burckhardt轮胎模型公式计算出6条标准路面下的附着系数并通过拉格朗日插值基函数计算当前路面与第i条路面的相似度与6条路面的最优滑移率sopti分别相乘后求和，估算出当前路面的最优滑移率，其中相似度表达式为：
7.据权利要求2所述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，其特征在于：步骤S6所述的模糊控制器根据所述最优滑移率sopt与所述当前滑移率s的偏差e及偏差的变化率ec计算出调节参数ΔKp、ΔKi、ΔKd，先分别与其权重系数ωp、ωi、ωd相乘，再与所述PID控制器的控制参数初始值Kp0、Ki0、Kd0分别对应相加，共同组成新的控制参数Kp、Ki、Kd，通过PID运算得出ABS模式下所需的制动力矩Tabs。
8.据权利要求7所述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，其特征在于：所述偏差e的模糊论域为[-0.8,0.2]，所述偏差变化率ec的模糊论域为[-30,30]，设定ΔKp、ΔKi、ΔKd的模糊论域为[-6,6]；将滑移率偏差e，滑移率偏差变化率ec，模糊控制输出参数ΔKp、ΔKi、ΔKd各自都分为以下七个模糊子集：{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，其中NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZO表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大；
...【技术特征摘要】
1.一种基于最优滑移率识别的电子机械制动装置，其特征在于：包括电子控制单元ecu、电子踏板模块、abs控制器、emb控制系统、路面识别模块，emb控制系统包括emb控制器、emb执行器；车辆电子控制单元ecu根据电子踏板模块的输入识别驾驶员的制动意图、获得期望制动强度并计算出所需的常规制动力矩大小，驱使emb控制系统施加对应制动力矩，采集车速、轮速、车轮载荷与emb制动力矩信号，计算车轮当前的滑移率和利用附着系数；路面识别模块根据所述滑移率和所述利用附着系数，计算出当前路面最优滑移率；abs控制器基于当前车轮滑移率与路面的最优滑移率之差，采用模糊pid控制方法计算出abs制动力矩；电子控制单元ecu判断常规制动力矩与abs制动力矩大小，当常规制动力矩大于abs制动力矩时进入abs控制模式，以abs制动力矩作为emb输入，对emb控制系统施加的制动力矩进行调整。
2.一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，其特征在于：包括权利要求1所述的电子机械制动装置，具体包含以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，其特征在于：步骤s1所述的常规制动力矩计算公式为：
4.根据权利要求2所述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，其特征在于：步骤s4所述的滑移率计算公式为：
5.根据权利要求2所述的一种基于最优滑移率识别的电子机械制动防抱死控制方法，其特征在于：步骤s5所述的burckha...
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