CN111775915A - 一种重型车辆的制动控制方法 - Google Patents

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史德刚
孙鸿玲
王睿喆
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Abstract

本发明公开了一种重型车辆的制动控制方法，根据理想的前、后轴制动力分配关系，以保证重型车辆在制动时的方向稳定性为主要依据，制定了固定比例前、后轴制动力分配策略，在保证制动方向稳定性的基础上最大限度地利用电机进行制动，针对重型机械的特殊性和其内部电池***、电机转速、液压制动***以及电机制动能力进行综合协调，保证了制动的可靠性，并最大限度地进行了能量的回收。

Description

一种重型车辆的制动控制方法
技术领域
本发明涉及制动领域，特别是涉及一种重型车辆的制动控制方法。
背景技术
传统后驱重型商用车及工程运输车辆工作环境复杂，经常会在沙地、泥泞及冰雪等低附着系数路面或大坡度路面上行驶，由于其作业环境的和作业状态的特殊性，因此通常会涉及频繁的制动和转弯操作，例如推土机在工程作业时，经常会在一条路线上反复往返，因此会不停的制动，而重型车辆的重量比较大，因此车辆的动能也比较大，在制动时，会浪费大量的能量，如果克服制动动能的能量得不到有效利用，反而会导致因为较大的摩擦制动现象而出现制动设备发热抱死的现象，极大地破坏了重型车辆的物理结构，缩短其使用寿命，通过简单的能量回收并不是本领域的主要的技术障碍，而针对重型机械的特殊性和其内部电池***、电机转速、液压制动***以及电机制动能力进行综合协调，是目前业内急需要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种工程车辆驻车制动控制方法，所述的重型车辆具有四个制动轮缸，所述的四个制动轮缸之间的压力是相互独立的，各车轮的液压制动力矩能够独立控制；所述的重型车辆制动控制方法采用制动***完成，所述的制动***包括电池***、液压***、整车控制器、电机控制器，所述的电池***包括了动力电池组和电池管理***；液压***包括了液压制动控制器和制动主缸、蓄能器、电磁阀等液压单元，制动轮缸位于车轮处，由电磁阀控制制动轮缸与制动主缸的通断，每个制动轮缸均安装有制动压力传感器，由于四个制动轮缸之间的压力是相互独立的，因而各车轮的液压制动力矩独立控制，驾驶员根据制动需求做出是否需要制动的判断，当驾驶员执行制动操作之后，根据具体的制动强度分配制动模式，其特征在于：制动时，当单个车轮此刻所能产生的最大电机制动力矩大于单轮需求制动力矩时，只由电机制动力进行制动；制动时，当单个车轮最大电机制动力矩小于需求制动力矩时，以最大电机制动力矩进行制动的同时，由液压***提供额外的补偿制动力矩；制动时，若发生车轮抱死，ABS***开始工作，则退出电机制动功能，需求制动力矩全部由液压制动***提供；
具体地，制动时电机的最大制动力矩还受到动力电池最大充电电流的限制，这一限制由剩余电量反映，在充电过程中，当电池剩余电量值处在中等水平时，所允许的最大可充电电流值较大，当电池剩余电量值过大时，电池所允许的最大可充电电流则较小，当电池剩余电量值大于80％时，不进行电机制动；
具体地，根据制动力分配曲线计算前、后轴制动力Fh，根据车轮转速速计算最大电机制动力Fm；如果Fh>Fm，则采用电机制动和液压制动的联合制动方式；
具体地，所述的电机制动的制动力为Fm，所述的液压制动的制动力为Fh-Fm；
具体地，所述的制动力分配曲线为：
Figure BDA0002595143970000021
式中：
Fμ2——后轮制动力(N)；
Fμ1——前轮制动力(N)；
G——重型车辆的重力(N)；
hg——重型车辆的质心高度(m)；
L——重型车辆的前后轴的轴距(m)；
b——重型车辆质心距后轴中心线的距离(m)
上述制动力分配曲线即为理想的前、后轴制动力分配曲线曲线。当实际制动力分配曲线位于曲线以下时，前轮会先于后轮抱死，丧失转向能力；当实际制动力分配曲线位于曲线以上时，后轮先于前轮抱死，此时后轮的纵向附着利用率最大，稍有侧向力的作用，后轴便很容易发生失稳侧滑。因此，应使分布式驱动电动车的制动力分配曲线低于曲线。
有益效果：
根据理想的前、后轴制动力分配关系，以保证重型车辆在制动时的方向稳定性为主要依据，制定了固定比例前、后轴制动力分配策略。当施加在单个车轮上的总制动力确定后，根据轮毂电机的外特性制定了其电机制动力和液压制动力的分配策略，在保证制动方向稳定性的基础上最大限度地利用电机进行制动，即针对重型机械的特殊性和其内部电池***、电机转速、液压制动***以及电机制动能力进行综合协调，保证了制动的可靠性，并最大限度地进行了能量的回收。
附图说明
图1为重型车辆制动控制方法的策略流程图；
图2为重型车辆制动***结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就相互组合。
如图1-2所示，本发明提供一种工程车辆驻车制动控制方法，所述的重型车辆具有四个制动轮缸，所述的四个制动轮缸之间的压力是相互独立的，各车轮的液压制动力矩能够独立控制；所述的重型车辆制动控制方法采用制动***完成，所述的制动***包括电池***、液压***、整车控制器、电机控制器，所述的电池***包括了动力电池组和电池管理***；液压***包括了液压制动控制器和制动主缸、蓄能器、电磁阀等液压单元，制动轮缸位于车轮处，由电磁阀控制制动轮缸与制动主缸的通断，每个制动轮缸均安装有制动压力传感器，由于四个制动轮缸之间的压力是相互独立的，因而各车轮的液压制动力矩独立控制，驾驶员根据制动需求做出是否需要制动的判断，当驾驶员执行制动操作之后，根据具体的制动强度分配制动模式，其特征在于：制动时，当单个车轮此刻所能产生的最大电机制动力矩大于单轮需求制动力矩时，只由电机制动力进行制动；制动时，当单个车轮最大电机制动力矩小于需求制动力矩时，以最大电机制动力矩进行制动的同时，由液压***提供额外的补偿制动力矩；制动时，若发生车轮抱死，ABS***开始工作，则退出电机制动功能，需求制动力矩全部由液压制动***提供。
具体地，制动时电机的最大制动力矩还受到动力电池最大充电电流的限制，这一限制由剩余电量反映，在充电过程中，当电池剩余电量值处在中等水平时，所允许的最大可充电电流值较大，当电池剩余电量值过大时，电池所允许的最大可充电电流则较小，当电池剩余电量值大于80％时，不进行电机制动。
具体地，根据制动力分配曲线计算前、后轴制动力Fh，根据车轮转速速计算最大电机制动力Fm；如果Fh>Fm，则采用电机制动和液压制动的联合制动方式。
具体地，所述的电机制动的制动力为Fm，所述的液压制动的制动力为Fh-Fm。
具体地，所述的制动力分配曲线为：
Figure BDA0002595143970000051
式中：
Fμ2——后轮制动力(N)；
Fμ1——前轮制动力(N)；
G——重型车辆的重力(N)；
hg——重型车辆的质心高度(m)；
L——重型车辆的前后轴的轴距(m)；
b——重型车辆质心距后轴中心线的距离(m)；
上述制动力分配曲线即为理想的前、后轴制动力分配曲线曲线。当实际制动力分配曲线位于曲线以下时，前轮会先于后轮抱死，丧失转向能力；当实际制动力分配曲线位于曲线以上时，后轮先于前轮抱死，此时后轮的纵向附着利用率最大，稍有侧向力的作用，后轴便很容易发生失稳侧滑。因此，应使分布式驱动电动车的制动力分配曲线低于曲线。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种工程车辆驻车制动控制方法，所述的重型车辆具有四个制动轮缸，所述的四个制动轮缸之间的压力是相互独立的，各车轮的液压制动力矩能够独立控制；所述的重型车辆制动控制方法采用制动***完成，所述的制动***包括电池***、液压***、整车控制器、电机控制器，所述的电池***包括了动力电池组和电池管理***；液压***包括了液压制动控制器和制动主缸、蓄能器、电磁阀等液压单元，制动轮缸位于车轮处，由电磁阀控制制动轮缸与制动主缸的通断，每个制动轮缸均安装有制动压力传感器，各车轮的液压制动力矩独立控制，驾驶员根据制动需求做出是否需要制动的判断，当驾驶员执行制动操作之后，根据具体的制动强度分配制动模式，其特征在于：制动时，当单个车轮此刻所能产生的最大电机制动力矩大于单轮需求制动力矩时，只由电机制动力进行制动；制动时，当单个车轮最大电机制动力矩小于需求制动力矩时，以最大电机制动力矩进行制动的同时，由液压***提供额外的补偿制动力矩；制动时，若发生车轮抱死，ABS***开始工作，则退出电机制动功能，需求制动力矩全部由液压制动***提供。
2.如权利要求1所述的重型车辆的制动控制方法，其特征在于，制动时电机的最大制动力矩还受到动力电池最大充电电流的限制，这一限制由剩余电量反映，在充电过程中，当电池剩余电量值处在中等水平时，所允许的最大可充电电流值较大，当电池剩余电量值过大时，电池所允许的最大可充电电流则较小，当电池剩余电量值大于80％时，不进行电机制动。
3.如权利要求2所述的重型车辆的制动控制方法，其特征在于，根据制动力分配曲线计算前、后轴制动力Fh，根据车轮转速速计算最大电机制动力Fm；如果Fh>Fm，则采用电机制动和液压制动的联合制动方式。
4.如权利要求3所述的重型车辆的制动控制方法，其特征在于，所述的电机制动的制动力为Fm，所述的液压制动的制动力为Fh-Fm。
5.如权利要求4所述的重型车辆的制动控制方法，其特征在于，所述的制动力分配曲线为：
Figure FDA0002595143960000021
式中：
Fμ2——后轮制动力；
Fμ1——前轮制动力；
G——重型车辆的重力；
hg——重型车辆的质心高度；
L——重型车辆的前后轴的轴距；
b——重型车辆质心距后轴中心线的距离。
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