[發(fā)明專利]一種用于電動汽車的制動控制裝置及控制方法

有效

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• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107225979B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張俊智;張仲石;馬瑞海
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: B60L7/26
• 分類號: B60L7/26;F16H57/12
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;劉美麗

1.一種用于電動汽車的制動控制裝置，通過調(diào)節(jié)電機的回饋制動力和液壓控制系統(tǒng)的液壓制動力對傳動系特性進行補償，其特征在于，包括電機轉(zhuǎn)矩傳感器、電機轉(zhuǎn)速傳感器、車輪轉(zhuǎn)速傳感器和車載制動控制系統(tǒng)，其中，所述車載制動控制系統(tǒng)包括半軸轉(zhuǎn)矩確定模塊、齒隙狀態(tài)確定模塊、齒隙補償控制模塊、彈性補償控制模塊和控制時間檢測模塊；

所述電機轉(zhuǎn)矩傳感器用于采集所述電機的轉(zhuǎn)矩并發(fā)送到所述半軸轉(zhuǎn)矩確定模塊；

所述電機轉(zhuǎn)速傳感器用于采集所述電機的轉(zhuǎn)速分別發(fā)送到所述半軸轉(zhuǎn)矩確定模塊和齒隙狀態(tài)確定模塊；

所述車輪轉(zhuǎn)速傳感器用于采集所述電動汽車車輪的轉(zhuǎn)速分別發(fā)送到所述半軸轉(zhuǎn)矩確定模塊和齒隙狀態(tài)確定模塊；

所述半軸轉(zhuǎn)矩確定模塊用于根據(jù)接收的所述電機轉(zhuǎn)矩、電機轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速計算所述傳動系的半軸轉(zhuǎn)矩值并發(fā)送到所述齒隙狀態(tài)確定模塊；

所述齒隙狀態(tài)確定模塊用于根據(jù)所述電機轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速和傳動系半軸轉(zhuǎn)矩值確定所述傳動系中齒輪嚙合處的齒隙狀態(tài)，其中，齒隙狀態(tài)包括穿越狀態(tài)和嚙合狀態(tài)，將確定的齒隙狀態(tài)發(fā)送到所述齒隙補償控制模塊，同時將確定的齒隙狀態(tài)和所述傳動系半軸轉(zhuǎn)矩值發(fā)送到所述彈性補償控制模塊；

所述傳動系齒隙補償控制模塊用于根據(jù)所述傳動系中齒隙兩側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)速差對齒隙狀態(tài)為穿越狀態(tài)時所述電機的回饋制動力和所述液壓控制系統(tǒng)的液壓制動力進行調(diào)節(jié)，完成對所述傳動系的齒隙補償控制；

所述彈性補償控制模塊用于預(yù)先設(shè)定所述電機的回饋制動轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值，并根據(jù)所述傳動系的半軸轉(zhuǎn)矩值和預(yù)設(shè)的所述電機回饋制動轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值對齒隙狀態(tài)為嚙合狀態(tài)時所述電機的回饋制動力進行調(diào)節(jié)，完成對所述傳動系的彈性補償控制；

所述控制時間檢測模塊用于預(yù)先設(shè)定控制時間閾值，當(dāng)檢測到進行齒隙補償控制所用的控制時間超過預(yù)設(shè)的控制時間閾值時發(fā)送停止信號到所述齒隙補償控制模塊，所述齒隙補償控制模塊根據(jù)停止信號停止對所述傳動系的齒隙補償控制。

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于電動汽車的制動控制裝置，其特征在于，所述齒隙補償控制模塊采用滑模控制方法，所述齒隙補償控制模塊的輸入量為所述傳動系中齒隙兩側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)速差，所述齒隙補償控制模塊的輸出量為所述電機和液壓控制系統(tǒng)的制動轉(zhuǎn)矩值。

3.如權(quán)利要求1所述的一種用于電動汽車的制動控制裝置，其特征在于，所述彈性補償控制模塊采用PID控制方法，所述彈性補償控制模塊的輸入量為所述傳動系的半軸轉(zhuǎn)矩值和所述電機的回饋制動轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值，所述彈性補償控制模塊的輸出量為所述電機的轉(zhuǎn)矩補償值。

4.如權(quán)利要求1到3任一項所述的一種用于電動汽車的制動控制裝置，其特征在于，所述半軸轉(zhuǎn)矩確定模塊采用卡爾曼濾波器。

5.一種用于電動汽車的制動控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將傳動系中各組齒輪之間的齒隙簡化為傳動系的單個齒隙轉(zhuǎn)角，并將單個齒隙轉(zhuǎn)角的變化范圍定義為2α；將當(dāng)電機處于驅(qū)動模式且傳動系中齒隙兩側(cè)齒輪為嚙合狀態(tài)時定義為正向，單個齒隙轉(zhuǎn)角為α；將當(dāng)電機處于制動模式且傳動系中齒隙兩側(cè)齒輪為穿越狀態(tài)時定義為負向，單個齒隙轉(zhuǎn)角為-α：當(dāng)電機從驅(qū)動模式切換為制動模式時需要穿越傳動系齒隙，單個齒隙轉(zhuǎn)角從α過渡到-α，當(dāng)電機從制動模式切換為驅(qū)動模式時需要穿過傳動系齒隙，單個齒隙轉(zhuǎn)角從-α過渡到α；

2)在電機由驅(qū)動模式到制動模式的穿越過程中，通過半軸轉(zhuǎn)矩確定模塊根據(jù)電機轉(zhuǎn)矩傳感器采集的電機轉(zhuǎn)矩、電機轉(zhuǎn)速傳感器采集的電機轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速傳感器采集的車輪轉(zhuǎn)速計算傳動系的半軸轉(zhuǎn)矩值；

3)通過齒隙狀態(tài)確定模塊根據(jù)電機轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速和傳動系的半軸轉(zhuǎn)矩值確定傳動系中齒隙兩側(cè)齒輪的齒隙狀態(tài)，如果是穿越狀態(tài)則進入步驟4)，如果是嚙合狀態(tài)則進入步驟6)；

4)若確定的齒隙狀態(tài)為穿越狀態(tài)，即當(dāng)傳動系的單個齒隙轉(zhuǎn)角從-α過渡到α?xí)r，則通過齒隙補償控制模塊根據(jù)傳動系中齒隙兩側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)速差對電機的回饋制動力和液壓控制系統(tǒng)的液壓制動力進行調(diào)節(jié)，完成對傳動系的齒隙補償控制；

5)若控制時間檢測模塊檢測到進行齒隙補償控制所用控制時間沒有超過預(yù)設(shè)的控制時間閾值時，則進入步驟3)；

若通過控制時間檢測模塊預(yù)設(shè)控制時間閾值并檢測到進行齒隙補償控制所用控制時間超過預(yù)設(shè)的控制時間閾值時，則通過控制時間檢測模塊發(fā)送停止信號到齒隙補償控制模塊，齒隙補償控制模塊根據(jù)停止信號停止對傳動系進行齒隙補償控制，則確定的齒隙狀態(tài)為嚙合狀態(tài)，進入步驟6)通過彈性補償控制模塊對傳動系進行彈性補償控制；

6)若確定的齒隙狀態(tài)為嚙合狀態(tài)，即當(dāng)傳動系的單個齒隙轉(zhuǎn)角從α過渡到-α?xí)r，則直接通過彈性補償控制模塊根據(jù)傳動系的半軸轉(zhuǎn)矩值和預(yù)設(shè)的電機回饋制動轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值對電機的回饋制動力進行調(diào)節(jié)，完成對傳動系的彈性補償控制。