[发明专利]一种电动汽车制动力矩综合调控方法及系统

说明书

本发明涉及一种电动汽车制动力矩综合调控方法及系统，随着踏板行程的不断增大，并监测到车轮滑移率发生突变时，对制动力矩进行综合调控，包括：轮胎‑路面摩擦力估计、制动力矩自适应控制、制动力矩分配。其中，通过车速和轮速等，实时计算当前车轮滑移率以及滑移率差值，结合预先设定的轮胎模型拟合函数，前后车轮滑移率误差阈值及观测器调节增益等，对前后轮胎‑路面摩擦力直接相关的变量同时进行估计，进而计算当前所需的前后轮制动力矩，使前后车轮滑移率保持在理想值附近。按照制动力矩分配系数‑频率曲线将前后车轮制动力矩近似分配至前后车轮电机制动力矩以及机械制动力矩。本发明有效地提高了电动汽车系统的制动控制性能。

技术领域

本发明涉及电动汽车制动控制，特别涉及一种电动汽车制动力矩综合调控方法及系统。

背景技术

制动性能是车辆主动安全系统中最重要的因素之一。目前汽车均配有防抱死系统(Antilock Brake System，ABS)，使车辆在紧急制动时能保持最佳车轮滑移率，从而优化轮胎纵向附着力并缩短制动距离。同时，通过制动控制也可优化车轮侧向附着力，从而保持良好的车辆操纵性能。制动系统性能的提升将使车辆及驾乘人员的安全得到进一步的保障。而在紧急制动时刻，制动性能的差异带来的影响将更为突出。因此，不断提升车辆制动系统的性能，具有很强的实际工程意义。

制动力矩调控作为车辆制动系统中的关键技术，一直是研究的热点和难点。由于轮胎-路面附着系数与车轮滑移率之间存在很强的非线性关系，其数值的精确获取具有一定的难度。同时，在制动过程中存在车辆质心的前移的现象，使车辆前后车轮制动力矩的调控具有一定难度。电动汽车制动系统由电机制动和摩擦制动混合构成，比传统汽车制动系统复杂，并增加了制动系统中的不确定因素。电机输出扭矩具有准确、快速响应的优点，摩擦制动器输出力矩较大但变化缓慢。因此，电机制动可以用来弥补摩擦制动动态响应的不足，以提升制动系统的动态响应，在短时间内使滑移率稳定在期望值附近，加速滑移率的收敛情况。但电机制动的引入，也增加了电动汽车制动调控的复杂程度。

现有的《一种用于电动汽车基于ABS的再生制动控制方法》(专利号201110260769.3)优先使用电机制动力进行能量回收，但未考虑制动强度。《一种基于多约束条件下的电动汽车再生制动控制方法》(专利号201510437923.8)以制动能量回收为出发点，根据制动强度对再生力矩进行了分配，未根据车辆状态计算制动所系力矩。《一种电动汽车用电液复合制动控制方法及其控制装置》(专利号201310228662.X)根据驾驶员意图选择一种制动模式，在保证制动安全的基础上利用电机制动回收能能量，未考虑制动力矩分配问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车制动力矩综合调控方法及系统，通过轮胎-路面摩擦力估计、车辆制动力矩自适应控制及制动力矩分配，提高电动汽车系统的制动控制性能。

本发明的一个技术方案是提供一种电动汽车制动力矩综合调控方法，通过踩踏板对电动汽车制动时，制动力矩根据踏板行程线性输出；

当检测到根据车速及轮速计算的车轮滑移率发生突变时，对制动力矩进行综合调控，包括以下步骤：

S1、通过轮胎-路面摩擦力估计，得到轮胎-路面摩擦力变量估计值

S2、进行制动力矩自适应控制，从而根据预先设定的控制器的增益，计算当前所需的前后轮制动力矩T_bi，使前后车轮滑移率保持在理想值附近；

设定的制动力矩自适应控制的规律为：

式中，r为车轮半径，Φ(λ_i)为Burckhardt轮胎模型近似表示式中的回归量，λ_i为车轮滑移率，v为车速，k_i为误差反馈增益，取大于零的常数，e_i为前后车轮滑移率误差，i∈{F,R}，F代表前轮，R代表后轮；