[发明专利]一种电动汽车再生制动瞬态响应过程中的力矩分配方法

说明书

本发明涉及一种电动汽车再生制动瞬态响应过程中的力矩分配方法，针对再生制动瞬态响应过程，首先，若当前电机力矩与需求电机制动力矩相差过大时，根据实际与需求电机力矩差值以及需求电机力矩变化率，采用模糊控制将电机实际力矩以不同斜率过渡到需求制动力矩，以减少瞬态响应过程中加速度突变对传动轴的冲击与振荡，增加制动的舒适性与传动轴的耐久性。其次考虑到优化后的实际电机力矩会达不到需求电机力矩，通过机械制动力矩进行补偿，使瞬态响应过程中总制动力矩跟随驾驶员需求总制动力矩，满足制动平顺性。

技术领域

本发明涉及电动汽车制动控制领域，特别是一种电动汽车再生制动瞬态响应过程中的力矩分配方法。

背景技术

电动汽车可以通过再生制动技术增加车辆的续驶里程，现有的再生制动策略有串联分配策略和并联分配策略，这些策略的制定与实施中，将传动系考虑成刚性连接，忽略了电机力矩瞬态响应过程，分配好的目标制动力矩命令直接送入制动执行机构。而且对制动转矩的控制是开环的，导致的目标制动力矩与实际制动力矩不相等会影响驾驶员制动感觉平顺性。

而实际上电机输出力矩要经过输出轴、减速器、差速器、半轴最终到达车轮，可将传动系简化为多自由度的扭转振动模型，模型中包括各个集中质量的转动惯量、扭转刚度、等效阻尼。因此由于传动系的扭振特性，在电机力矩瞬态响应过程中，尤其是在紧急制动或由电机驱动状态变为制动状态时，过大的制动力矩突变或由驱动变为制动时扭矩方向的突变，会给传动轴造成一定的冲击与振荡，影响舒适性与传动轴使用寿命。另外瞬态响应时过大的电机制动力矩意味着过大电机电流，因此在电机换向过程中会有电流冲击，也会影响电机的寿命。

就电动汽车制动瞬态响应过程中力矩分配与优化的方法，现有的专利中：中国专利公布号为CN107225979 A，公开日为2017.10.03，该专利考虑到再生制动力矩突变时，传动系齿轮啮合的间隙会造成冲击与振荡,故根据齿轮啮合处的齿隙状态，进行齿隙补偿控制，然后在齿轮啮合状态时根据半轴转矩实际值和预设电机制动转矩目标值对电机力矩进行弹性补偿控制。该方法需要精确测出齿隙间距、补偿所用的时间、半轴转矩等，计算所需参数较多，在齿轮啮合的瞬态过程中，参数测量困难且容易有误差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种电动汽车再生制动瞬态响应过程中的力矩分配方法，旨在解决制动力矩突变造成的冲击与振荡，且对制动力矩进行闭环控制，满足制动平顺性。

本发明采用以下方案实现：一种电动汽车再生制动瞬态响应过程中的力矩分配方法，在原有的车辆再生制动控制系统中，加入电机力矩瞬态响应分配策略与机械制动力矩瞬态补偿策略，具体包括以下步骤：

步骤S1：在驾驶员发出制动命令后，得到所需制动力矩大小；

步骤S2：根据最大化制动力分配策略进行电机制动力矩与机械制动力矩的分配；

步骤S3：将分配后的需求电机制动力矩进行电机力矩瞬态响应分配策略的优化，并将优化后的电机制动力矩送入电机驱动系统；同时将分配后的需求机械制动力矩进行机械制动力矩瞬态补偿，对不足的电机制动力矩进行补偿，将补偿后的机械需求制动力矩送入机械制动执行系统；

步骤S4：通过电机驱动系统与机械制动执行系统，分别执行优化后的电机转矩控制指令与机械转矩控制指令，实现电动汽车制动瞬态响应过程中的舒适性与平顺性。

进一步地，步骤S1中，所述所需制动力矩大小的计算采用下式：

式中，T_{all_req}为驾驶员总需求制动力矩，brk为制动踏板开度，α为踏板位移与制动力矩对应的比例因子，β为考虑到制动紧急大小的修正系数。

进一步地，步骤S2具体为：

步骤S21：根据下式进行前后制动力的分配：

前轴：