[发明专利]无液压制动的四轮毂电机驱动电动汽车防抱死系统控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子控制领域，特别是一种电动汽车防抱死系统（ABS）控制方法。

背景技术

随着社会发展以及石油化石能源的减少和环境污染问题日益严重，以电机为驱动力的各种纯电动车相继问世，其中轮毂电机驱动的电动车是未来电动车发展的主要方向。相比传统汽车，四轮毂电机驱动电动汽车去掉了繁重的发动机与变速箱，整车质量轻，结构简单。在解决能源和环境问题的同时，车辆的制动安全也显得尤其重要。汽车防抱死制动系统（ABS）可防止车辆在制动过程中产生车轮抱死、甩尾、侧滑等现象，提高了汽车在制动过程中的安全性和可靠性。就电动车而言，通常采用机械制动与再生制动相结合或液压制动与再生制动相结合的混合制动方式，鉴于再生制动力矩有限，加之电池电荷状态（SOC）的限制，再生制动仅在缓速制动时起能量回收作用，紧急制动时还需依靠液压或机械制动。R.Robert，M.Semsch和C.Line等人提出利用电机驱动的楔形块进行制动，可在消耗较少电能的情况下，为车辆提供较大的制动力。但这种控制方法的缺点是机械冲击大，制动无缓冲。且还需额外增加一个控制电机。这样就会在纯电动车的基础上附加机械制动装置，加重车身质量，降低车辆柔性，与电动汽车设计的初衷有所违背。另外，机械制动对汽车制动机构的机械部分有较大的冲击和磨损（如刹车片等），导致在一定时间后汽车制动性能变差，使得汽车不能达到理想的制动效果，从而对汽车的安全行驶造成一定的危害。

关于电动车的制动，同济大学的张侯中提出了轮毂驱动电动车电液混合制动的控制算法（Zhang Houzhong,Chen Xinbo.Study on the Electronic-Hydraulic Compound anti-lock Braking System for Four In-Wheel-Motor Driving Vehicle[J]，2011International Conference on Electric Information and Control Engineering(ICEICE),6176–6183）。吉林大学王吉提出了逻辑门限值控制方法和以PID为主逻辑门限值为辅的控制方法（王吉.电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究[D].吉林大学,2011）。但以上研究均结合了原有制动系统，对制动力矩进行补偿，采用混合制动的方式对车辆进行制动。电机反接制动可提供较大的制动力矩，为单纯利用电机的电磁制动力进行防抱死控制创造了条件。

发明内容

针对上述所说的混合制动中存在的机械磨损、加重车身重量、车辆制动稳定性以及电机的有效利用等问题，本发明提出了一种无液压制动的四轮毂电机驱动电动汽车防抱死系统（ABS）控制方法，在汽车进入紧急制动后，对车辆前后轴制动力进行分配，并计算当前制动工况下的反接制动力和再生制动力，在保证车轮滑移率处于最佳滑移率范围内的目标下（即车辆在制动时车轮不处于抱死状态并最大限度利用路面附着系数进行制动），选取相应的控制策略，对轮毂电机进行反接制动、再生制动和正向驱动的控制，实现四轮毂电机驱动电动车的防抱死制动控制。

本发明的总体思想是：紧急制动时，根据车轮轮速的不同，在不同制动情况下对各轮毂电机采用不同的控制策略，进行独立控制。对电机所能提供的反接制动力、再生制动力和正向驱动力进行计算，与当前控制策略分配的前后轴制动力作对比，选定电机的制动策略，使制动时四车轮的纵向力最大化，最大限度的利用路面附着系数，使得ABS具有最佳制动效果，保证车辆在制动过程中的安全稳定。

本发明的技术方案如下：

一种无液压制动的四轮毂电机驱动电动汽车防抱死系统控制方法，该方法是由ABS控制器根据车辆制动意图对车辆制动时前后轴所需制动力进行分配，电机控制器计算电机制动力，包括反接制动力、再生制动力，由ABS控制器确定电机制动策略；然后进行由反接制动、再生制动和正向驱动三种工作状态构成的控制循环，直至制动完成。所述方法具体包括以下步骤：

（1）驾驶员踩下踏板后，ABS控制器根据制动踏板的偏移角和偏移加速度判定车辆制动意图，即车辆制动强度，结合路面附着系数情况对车辆前后轴所需制动力进行合理分配，保证车辆制动过程的可靠性和稳定性；

（2）电机控制器接收到制动力分配信号后，计算此时电机的制动力，包括反接制动力和再生制动力，根据所需的前后轴制动力，判定前后轴的制动策略；