[发明专利]带轮毂电机变电压再生制动的防抱死制动系统及控制方法

权利要求书

1.一种带轮毂电机变电压再生制动的防抱死制动系统，其特征在于：包括轮胎模型、电子液压制动系统、轮毂电机、ABS控制器、带阻滤波器、带通滤波器和极值搜索控制器；所述电子液压制动系统和轮毂电机分别作用于轮胎模型，所述ABS控制器通过带阻滤波器与电子液压制动系统连接，所述ABS控制器通过带通滤波器与轮毂电机连接，所述轮胎模型的减速度信号分别反馈ABS控制器和极值搜索控制器，所述ABS控制器获取轮胎模型当前的滑移率，极值搜索控制器求得最优目标滑移率，极值搜索控制器将最优目标滑移率反馈至ABS控制器，ABS控制器根据最优目标滑移率分别控制电子液压制动系统和轮毂电机；所述轮毂电机通过二象限DC-DC变换器与蓄电池连接。

2.根据权利要求1所述的带轮毂电机变电压再生制动的防抱死制动系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、建立数学模型，分别建立汽车模型、轮胎模型、参考滑移率模型；

步骤二、设计ABS控制器；

步骤三、设计极值搜索控制器；

步骤四、设计基于轮毂电机变电压充电再生制动力矩分配策略。

3.根据权利要求2所述的带轮毂电机变电压再生制动的防抱死制动系统的控制方法，其特征在于，所述步骤一建立数学模型包括：

步骤1.1建立汽车模型

本发明将1/4车模型作为研究对象，此模型有纵向车速和轮速两个自由度；

车辆模型运动的控制方程：

其中R为车轮半径，I_t为车轮转动惯量，v为车辆纵向速度，w为车轮角速度，T_b为制动力矩，F_x为轮胎纵向力，和分别表示纵向车速v和车轮角速度w的导数；

m_t为给出的四分之一车辆的总质量:

其中m_vs为车辆簧载质量，m_w为车轮质量；

1/4车模型下的轮胎垂直载荷为:

其中l为轴距，F_z为轮胎垂直载荷，h_cg为簧载质量质心的高度；F_L为制动传递的动荷载，a为车辆加速度；将式(3)代入式(4)求解非线性代数方程来计算F_z；

定义轮胎的滑移率λ：

对公式(5)关于时间求导：

将公式(1)和公式(5)代入公式(6)得

步骤1.2轮胎模型建立

采用非线性Dugoff轮胎模型:

其中

其中，C_i为轮胎纵向刚度，C_α为轮胎侧向刚度，u为路面摩擦系数，ε_r为路面附着系数，α为轮胎侧偏角，ψ为随滑移率变化的参数；

步骤1.3参考滑移率模型的建立

建立车轮滑移率的参考模型λ_d(s)

其中n＝20为时间常数，λ_opt为目标滑移率，s为拉氏变化的复变量；对方程两边求拉普拉斯逆变换，解一阶零初始条件微分方程，得到

λ_d(t)＝λ_opt-λ_opte^-nt (12)

其中e表示欧拉数。