CN109398100B - 一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法，该方法针对汽车复合制动***中电机制动子***与液压制动子***的响应速度差异设计了高通滤波器，令液压制动子***因自身响应速度较慢的特性而无法响应的高频制动力需求由电机进行相应补偿。与现有技术相比，本发明控制方法简单易行，可以大幅度减小车辆再生制动低速撤出工况下的冲击度，具有典型性和通用性。

Description

一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法
技术领域
本发明涉及汽车复合制动技术领域，尤其是涉及一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法。
背景技术
复合制动***一般包括电机制动子***和液压制动子***，电动汽车的制动需求由驱动电机的再生制动以及液压制动***共同响应。电子液压制动***(Electro-hydraulic Brake System，EHB)是一种新型的具有主动增压功能的线控制动***，是汽车液压制动***的发展趋势，该***为符合制动***，包括电机制动子***和液压制动子***。
车辆制动时，在保证制动安全的条件下优先采用电机制动力，当电机制动力不能满足制动需求时再施加液压制动力。由于电机与液压制动***的响应速度不同，电机的响应速度快，液压***的响应速度较电机慢，导致复合制动在过渡工况下，会产生较大的制动冲击度(即制动减速度的导数)，制动的平顺性与舒适性有所恶化。
有关研究表明，相比于液压制动***的介入和退出，电机再生制动力在低速时撤出的工况会给车辆来带更大的制动冲击，使制动平顺性急剧恶化，因此有必要重点关注电机力低速退出工况的协调。目前复合制动领域的研究主要还是提出再生制动的控制策略，对前后轴制动力进行合理分配，并没有过多关注整个制动过程中车辆减速度、冲击度等状态，导致无法体现众多制动能量回收策略的实际效果。因此，如何在再生制动低速撤出工况过程中有效减小冲击度是目前急需解决的重要问题。现有技术的控制方法较为复杂，不方便使用，且在减小车辆再生制动低速撤出工况下的冲击度的程度不高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法，该方法包括下列步骤：
S1：根据所控制的车辆模型及复合制动***，获取包括车速、制动需求的车辆信息以及包括电池荷电状态、充电功率等的电池信息。
S2：根据车辆信息和电池信息对制动力进行分配，获取目标电机力和目标液压力。
S3：基于所控制的复合制动***，获取电机制动子***和液压制动子***各自的响应时间。
S4：结合电机制动子***和液压制动子***各自的响应时间，根据复合制动***中电机制动子***与液压制动子***的响应速度差异设计高通滤波器。
所述的高通滤波器的传递函数为：
Figure BDA0001792757280000021
其中，a为时间延迟常数。
优选地，时间延迟常数a的值由目标液压力的高频信号经滤波后的延迟时间获取。时间延迟常数a的计算公式为：
Figure BDA0001792757280000022
式中，τ为目标液压力的高频信号经滤波后的延迟时间。目标液压力的高频信号经滤波后的延迟时间由液压制动子***与电机制动子***的响应时间差确定。
S5：通过高通滤波器对目标液压力进行高频分离并对目标电机力进行高频补偿，获取输出电机力及输出液压力。具体内容为：
将目标液压力输入高通滤波器进行目标液压力的高频分离，将分离后的高频液压力对目标电机力进行高频补偿，获取电机制动子***的输出电机力；将分离后的低频液压力施加到液压制动子***，获取输出液压力。
S6：根据获取的输出电机力和输出液压力，对车辆进行再生制动低速撤出工况进行控制。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、本发明方法针对汽车复合制动***中电机制动子***与液压制动子***的响应速度差异设计了高通滤波器，对液压制动子***因自身响应速度较慢的特性而无法响应的高频制动力需求由电机进行相应补偿，大幅度减小了车辆再生制动低速撤出工况下的冲击度；
二、本发明控制方法简单易行，具有典型性和通用性。
附图说明
图1为本发明一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明涉及一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、基于所研究的的车辆模型及复合制动***，获取包括车速、制动需求等的车辆信息以及包括电池荷电状态、充电功率等的电池信息；根据车辆信息和电池信息对制动力进行分配，获取目标电机力和目标液压力。
步骤二、研究电机制动子***和液压制动子***的响应特性，得出电机制动子***和液压制动子***各自的响应时间。
步骤三、结合电机制动子***和液压制动子***各自的响应时间，根据复合制动***中电机制动子***与液压制动子***的响应速度差异设计高通滤波器。
由于目标液压力在再生制动低速撤出工况下快速上升，令该输入为：
Figure BDA0001792757280000031
令高通滤波器的传递函数为：
Figure BDA0001792757280000032
则经过高通滤波后的输出信号为：
Figure BDA0001792757280000033
该输出信号在时域表现为：
y(t)＝e-at
其中a为时间延迟常数，高频信号经滤波后的延迟时间表现为：
Figure BDA0001792757280000041
根据电子液压制动***与制动电机的响应时间差，取τ＝0.1s，则a＝10。由此得到本实施例高频滤波器的传递函数为：
Figure BDA0001792757280000042
步骤四、基于步骤三，通过高通滤波器，对目标液压力进行高频分离和对目标电机力进行高频补偿。
因电机响应速度快，可以响应高频信号；液压制动子***响应慢，只能响应低频信号而无法响应高频信号。因此，如图1所示，令信号通过高通滤波器，并将通过高通滤波器后的高频信号与目标电机力信号叠加后作用于电机制动子***，将低频信号作用于液压制动子***。
再生制动低速撤出工况的评价指标采用制动冲击度即减速度的导数表示。本实施例通过台架试验，与无控制策略的相比，采用本发明方法后的再生制动低速撤出工况下的冲击度由60.94m/s3减小至36.31m/s3，减小了40.4％。因此，本发明方法可以大幅度减小汽车再生制动低速撤出工况下的冲击度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)根据所控制的车辆模型及复合制动***，获取包括车速、制动需求的车辆信息以及包括电池荷电状态、充电功率等的电池信息；
2)根据车辆信息和电池信息对制动力进行分配，获取目标电机力和目标液压力；
3)基于所控制的复合制动***，获取电机制动子***和液压制动子***各自的响应时间；
4)结合电机制动子***和液压制动子***各自的响应时间，根据复合制动***中电机制动子***与液压制动子***的响应速度差异设计高通滤波器；所述的高通滤波器的传递函数为：
Figure FDA0002976958640000011
其中，a为时间延迟常数；
5)通过高通滤波器对目标液压力进行高频分离并对目标电机力进行高频补偿，获取输出电机力及输出液压力；
6)根据获取的输出电机力和输出液压力，对车辆进行再生制动低速撤出工况进行控制；
步骤5)的具体内容为：
将目标液压力输入高通滤波器进行目标液压力的高频分离，将分离后的高频液压力对目标电机力进行高频补偿，获取电机制动子***的输出电机力；将分离后的低频液压力施加到液压制动子***，获取输出液压力。
2.根据权利要求1所述的一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法，其特征在于，时间延迟常数a的值由目标液压力的高频信号经滤波后的延迟时间获取。
3.根据权利要求2所述的一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法，其特征在于，时间延迟常数a的计算公式为：
Figure FDA0002976958640000012
式中，τ为目标液压力的高频信号经滤波后的延迟时间。
4.根据权利要求3所述的一种基于高频补偿的再生制动低速撤出工况控制方法，其特征在于，目标液压力的高频信号经滤波后的延迟时间由液压制动子***与电机制动子***的响应时间差确定。
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