CN113942478B - 具有电机自适应功能的epb间隙调整方法、***及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法、***及汽车，其中，具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法至少包括如下步骤：***获得需要EPB间隙调整的指令时，开启电机，进行制动动作；实时获取电机的电流、电压信号；根据获取的电流、电压信号测算电机实时转速；根据电机实时转速和电流确定停止制动条件，所述停止制动条件至少包括第一停止制动条件和第二停止制动条件，当所述第一停止制动条件和第二停止制动条件同时满足时，控制电机驱动停止制动并开始释放动作。本方案中相对于现有方法更具备灵活性，能够适应不同环境的需求，同时简化了EPB***的研发过程和成本。

Description

具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法、***及汽车
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法、***及汽车。
背景技术
当前车辆普遍使用电子驻车***（简称EPB）完成车辆的驻车制动，在车辆生命周期中，摩擦片会随着制动次数的增加不断磨损，若摩擦片磨损过大且驾驶员长时间未执行驻车操作，将会导致制动时间延长，从而引发安全问题。因此，EPB***需要具备间隙自动调整功能，使得摩擦片与制动盘间的距离始终保持在合适的距离。
当前的技术主要通过标定目标电流确定电机状态，首先，需通过多次试验测算电机驱动停止制动的目标电流，再通过电机的电流与电压测算其转速，并确定电机行程，从而通过电机行程确定停止释放时间，同时，根据测算出的目标电流实现电机驱动先制动再释放的两个动作。
在电机驱动制动过程中，实时检测流过电机的电流，当该电流到达标定的目标电流（即保证摩擦片与制动盘接触）时，电机驱动停止制动动作；在电机释放过程中，利用电流与电压对摩擦片的实时行程进行估算，当摩擦片的实时行程到达指定的的目标行程时，摩擦片与制动盘之间的间隙达到释放条件，随即控制电机停止动作。
该方法通过电机的电流、电压以及电机实时转速确定电机运动规律和位置状态，从而通过电机控制摩擦片与制动盘的位置关系，确保摩擦片与制动盘之间的间隙的自动调整，但是，该方法在电机驱动制动过程和释放过程中，都需要先行测算电机的目标电流，再通过实时检测确定电机状态，而目标电流的确定需要经过多次试验才能完成，标定过程复杂，测试成本较高，同时，不同型号的电机的目标电流具有差异，逐一测试往往需要耗费较多的时间和精力，另外，尤其在汽车制动状态下，车辆行驶的路况、制动时间、制动模式的差异等客观因素也会对目标电流造成一定影响，单一的目标电流无法适应不同状态下对电机的要求，容易产生误差，影响汽车的制动效果。
发明内容
因此，为解决上述问题，本发明提供了一种具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法、***及汽车。
本发明是通过以下技术方案实现的：
具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法，其特征在于：至少包括如下步骤：
***获得需要EPB间隙调整的指令时，开启电机，进行制动动作；
实时获取电机的电流、电压信号；
根据获取的电流、电压信号测算电机实时转速；
根据电机实时转速和电流确定停止制动条件，所述停止制动条件至少包括第一停止制动条件和第二停止制动条件，当所述第一停止制动条件和第二停止制动条件同时满足时，控制电机驱动停止制动并开始释放动作。
优选的，所述第一停止制动条件为：电机驱动制动过程中，电流二阶导数在正脉冲后持续100ms-200ms内无其他脉冲；所述第二停止制动条件为：电机至少在100ms内相邻时刻转速差持续大于阈值。
优选的，所述阈值为电流二阶导数脉冲电流的最小值。
优选的，还包括如下步骤：
根据测算的电机实时转速判断摩擦片的位置和状态；
当测算摩擦片的实时行程达到目标行程后，控制电机执行停止释放操作。
优选的，电机实时转速ω通过公式（1.1）进行测算：
Figure 671134DEST_PATH_IMAGE001
其中，U为电机两端电压，I为流过电机的电流，R为电机内阻，K为电机常数。
优选的，停止释放过程中，摩擦片的实时行程通过公式（1.2）进行测算：
Figure 493597DEST_PATH_IMAGE002
其中，ω为电机实时转速，η为电机适配的减速机构的机械传动效率，i0为该减速机构的传动比。
优选的，当检测到电机电流和电压达到停止制动点条件时，延后200ms停止电机。
优选的，本发明具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法应用于EPB间隙调整***，所述EPB间隙调整***至少包括：
电流传感器，用于检测电机电流，并将电流信息传输至电子控制单元；
电压传感器，用于检测电机电压，并将电压信息传输至电子控制单元；
电子控制单元，用于接受电机的电流、电压信息，并通过信息测算电机实时转速，以确定电机状态，并控制电机驱动模块发出制动和/或停止制动和/或释放和/或停止释放指令；
电机驱动模块，接受电子控制单元发出的指令，并控制电机驱动进行制动和/或停止制动和/或释放和/或停止释放操作；
执行电机。
一种汽车，包括应用如上述的具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法的EPB间隙调整***。
本发明技术方案的有益效果主要体现在：
1、本方案在确定停止制动点时，通过实时检测电机实时转速是否达到阈值和电流二阶导数脉冲状态是否满足停止制动条件从而控制电机位置状态，由于该条件相对于不同电机具备通用性，无需根据不同电机型号先行测试目标电流，简化了EPB***的研发过程；
2、本方案通过实时判断停止制动条件判断停止制动点，相对于现有技术中通过检测电机电流是否达到标定的目标电流的方式来说更具备灵活性，可以适应不同环境下的需求，避免因环境变化而误判电机位置状态导致的制动失效或抱死等状况；
3、本方案在确定停止制动点时，通过电机实时转速及电流两个参数进行判断，在同时满足两个参数所要求达到的状态后电机方能停止制动，相对于现有技术单一通过电流确定电机状态的方式，更具备稳定性；
4、本方案中，停止制动点为100ms-200ms的时间区间，同时，可选择地在确定电机电流和电压达到停止制动点条件时，延后200ms停止电机，作为安全裕量，确保停止制动操作的安全性。
附图说明
图1：是本发明中具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法的流程图；
图2：是在制动动作下，本发明中电机电流与时间的二阶导数变化关系图；
图3：是在制动动作下，本发明中电机电流与电机实时转速分别与时间的关系图；
图4：是本发明中停止释放步骤的流程图；
图5：是本发明中具有电机自适应功能EPB间隙调整***的示意图；
图6：是本发明中电机驱动停止制动步骤的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特点能够更加清楚、详细地展示，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。该实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
同时声明，在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，本方案中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示对重要性的排序，或者隐含指明所示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明揭示了一种具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法、***及汽车，其中，如图1所示，所示具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法包括电机驱动的制动动作和释放动作，其中，制动动作包括开始制动到停止制动的过程，释放动作包括开始释放到停止释放的过程，其中，开始制动步骤直接通过电子控制单元接受驻车信号后发出指令，并通过电机驱动模块驱动电机进行制动；停止制动、开始释放和停止释放三个步骤需要通过传感器测试电机的电流、电压并通过电子控制单元计算电机实时转速，并通过电子控制单元计算确定电机的电流、电压和电机实时转速是否达到相应步骤所需条件后由电子控制单元发出指令，并通过电机驱动模块驱动电机进行相应操作。
具体地，所示具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法至少包括如下步骤：
制动动作：
如图6所示，***获得需要EPB间隙调整的指令时，开启电机，进行制动动作；
具体地，所述获得需要EPB间隙调整的指令至少包括***判断长时间未进行驻车/检测到自动驻车状态位于关闭状态、EPB***在运行过程中出现意外情况，导致无法获知刹车盘与摩擦片的相对位置、车辆速度减小至预设速度阈值以及通过检测到紧急制动状态，即检测到制动踏板处于制动状态等信号，驻车信号的获取和电机的状态控制通过电子控制单元和电机驱动模块完成，驻车信号的类别和操作方式为现有技术，在此不作赘述。
实时获取电机的电流、电压信号；
具体地，电机的电流和电压分别通过电流传感器和电压传感器进行检测，所述电流传感器与电压传感器均与电机电连接，同时与电子控制单元信号连接，实时将电机的电流、电压信号传输至电子控制单元。
根据获取的电流电压信号测算电机实时转速；
具体地，所述电机实时转速ω通过公式（1.1）进行测算：
Figure 527674DEST_PATH_IMAGE001
其中，U为电机两端电压，I为流过电机的电流，R为电机内阻，K为电机常数。
进一步地，如图2、图3所示，该图体现了电机在夹紧过程中实际电流与电机实时转速在EPB运行过程中不同的电机电流与电机实时转速对时间二阶导数的变化关系，其中，在停止制动点（也即图中所标注的停止点，此时摩擦片与制动盘接触）之前，电流二阶导数在完成正脉冲后具有一段时间无其他脉冲，电机实时转速在持续一段稳定转速时间后发生突变；通过以上两个特征可以判定摩擦片与制动盘接触，达到停止制动点条件。
具体地根据上述两个特征以及实际应用中的测试，可以通过电机实时转速和电流确定停止制动条件，所述停止制动条件至少包括第一停止制动条件和第二停止制动条件，当所述第一停止制动条件和第二停止制动条件同时满足时，控制电机驱动停止制动并开始释放动作。
具体地，所述第一停止制动条件为：电机驱动制动过程中，电流二阶导数在正脉冲后持续100ms-200ms内无其他脉冲；如图2所示，电流二阶导数在正脉冲后到时间点L0内无其他脉冲，电流在该时间段内无波动，其中，电流二阶导数正脉冲到时间点L0的时间为100ms-200ms，故时间点L0为第一停止制动条件的停止时间点，在第一停止制动条件的停止时间点L0之后的时间皆满足第一停止制动条件。具体地，所述第一停止制动条件的优选条件为：电流二阶导数在正脉冲后持续100ms内无负向脉冲。
具体地，所述第二停止制动条件为：电机至少在100ms内相邻时刻转速差持续大于阈值，其中，所述阈值为电流二阶导数脉冲电流的最小值,相邻时刻转速差是指在0ms到100ms之间，每间隔10ms检测并计算一次电机实时转速差，该间隔时差可以根据需要进行适当调整，如：每间隔15ms/20ms/30ms等，为确保检测结果的准确性，检测转速差的时间范围也可以适当进行调整，如：在150ms内相邻时刻转速差持续大于阈值，或200 ms内相邻时刻转速差持续大于阈值等；具体地，如图3所示，电流在时间点L1之前一段时间内保持不变，在时间点L1之后电流开始匀速上升，所述时间点L1为电流的变化节点，与此同时，电机实时转速在时间点L1之前一段时间内保持不变，在该段时间内电机相邻时刻转速差为0，在时间点L1之后转速降低，电机相邻时刻转速差逐渐变大，当到达时间点L2时，电机相邻时刻转速差等于阈值，在经过时间点L2之后，电机实时转速持续下降，电机实时转速差持续增加，在时间点L2之后100ms到达时间点L3，此时电机持续100ms内相邻时刻转速差大于阈值，故L3为第二停止制动条件的停止时间点，在第二停止制动条件的停止时间点L3之后的时间皆满足第二停止制动条件。
当电机的电流和电机实时转速同时满足以上两个条件时，摩擦片与制动盘接触，通过电子控制单元发出指令控制电机驱动模块驱动电机驱动停止制动。
进一步地，在确定电机满足停止制动条件后，为确保停止制动操作的稳定性，保证电机摩擦片与制动盘完全接触，还可以有选择性地在判断停止点后适当延后200ms进行停止制动操作。
释放动作：
所述开始释放步骤在停止制动完成后即启动，在开始释放步骤启动时，电流传感器和电压传感器实时检测电机的电流和电压情况。
另外地，如图4所示，还包括如下停止释放步骤：
根据测算的电机实时转速判断摩擦片的位置和状态；
当测算摩擦片的实时行程达到目标行程后，控制电机执行停止释放操作。该过程中，所述目标行程为***标定值。具体地，在***出厂时通过测试得出摩擦片处于未磨损状态时与制动盘之间在释放过程中的合适间隙，从而得出摩擦片在释放过程中的目标行程。该过程中，实时摩擦片的实时行程s通过公式（1.2）进行测算：
Figure 726574DEST_PATH_IMAGE002
其中，ω为电机实时转速，所述电机与摩擦片之间适配有减速机构，η为该减速机构的机械传动效率，i0为该减速机构的传动比。当摩擦片的实时行程到达所述目标行程时，***控制电机停止转动，从而完成摩擦片释放操作。
如图5所示，所述具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法应用于EPB间隙调整***，所述EPB间隙调整***至少包括：
电流传感器，用于检测电机电流，并将电流信息传输至电子控制单元；
电压传感器，用于检测电机电压，并将电压信息传输至电子控制单元；
电子控制单元，用于接受电机的电流电压等信息，并通过信息测算电机实时转速，以确定电机状态，并控制电机驱动模块发出制动和/或停止制动和/或释放和/或停止释放指令；
电机驱动模块，接受电子控制单元发出的指令，并控制电机驱动进行制动和/或停止制动和/或释放和/或停止释放操作；
执行电机，通过制动动作和释放动作控制摩擦片和制动器的位置状态。
一种汽车，包括应用如上述的具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法的EPB间隙调整***。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法，包括电机驱动的制动动作和释放动作，其中，制动动作包括开始制动到停止制动的过程，释放动作包括开始释放到停止释放的过程，其特征在于：所述制动动作至少包括如下步骤：
***获得需要EPB间隙调整的指令时，开启电机，进行制动动作；
实时获取电机的电流、电压信号；
根据获取的电流、电压信号测算电机实时转速；
根据电机实时转速和电流确定停止制动条件，所述停止制动条件至少包括第一停止制动条件和第二停止制动条件，当所述第一停止制动条件和第二停止制动条件同时满足时，控制电机驱动停止制动；
所述第一停止制动条件为：电机驱动制动过程中，电流二阶导数在正脉冲后持续100ms-200ms内无其他脉冲；所述第二停止制动条件为：电机至少在100ms内相邻时刻转速差持续大于阈值, 所述阈值为电流二阶导数脉冲电流的最小值；当检测到电机电流和电压达到停止制动点条件时，延后200ms停止电机；
所述释放动作包括如下步骤：
电机驱动停止制动时即释放动作开始；
根据测算的电机实时转速判断摩擦片的位置和状态；
当测算摩擦片的实时行程达到目标行程后，控制电机执行停止释放操作。
2.根据权利要求1所述的具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法，其特征在于：电机实时转速ω通过公式（1.1）进行测算：
Figure 793637DEST_PATH_IMAGE002
其中，U为电机两端电压，I为流过电机的电流，R为电机内阻，K为电机常数。
3.根据权利要求2所述的具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法，其特征在于：停止释放过程中，摩擦片的实时行程通过公式（1.2）进行测算：
Figure 445198DEST_PATH_IMAGE004
其中，ω为电机实时转速，η为电机适配的减速机构的机械传动效率，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为该减速机构的传动比。
4.根据权利要求1所述的具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法，其特征在于：应用于EPB间隙调整***，所述EPB间隙调整***至少包括：
电流传感器，用于检测电机电流，并将电流信息传输至电子控制单元；
电压传感器，用于检测电机电压，并将电压信息传输至电子控制单元；
电子控制单元，用于接受电机的电流、电压信息，并通过该信息测算电机实时转速，以确定电机状态，并控制电机驱动模块发出制动和/或停止制动和/或释放和/或停止释放指令；
电机驱动模块，接受电子控制单元发出的指令，并控制电机驱动进行制动和/或停止制动和/或释放和/或停止释放操作；
执行电机，通过制动动作和释放动作控制摩擦片和制动器的位置状态。
5.一种汽车，其特征在于：包括应用如权利要求4所述的具有电机自适应功能的EPB间隙调整方法的EPB间隙调整***。
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GR01 Patent grant
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Address after: No.368 Longjin Road, Changzhou City, Jiangsu Province 213000

Patentee after: Kuntai vehicle system (Changzhou) Co.,Ltd.

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Patentee before: KUNTYE VEHICLE SYSTEM (CHANGZHOU) Co.,Ltd.

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