CN117341645A - 一种增程式电驱桥半挂车的复合制动迟滞补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增程式电驱桥半挂车的复合制动迟滞补偿方法，属于混合动力车辆电气复合制动控制领域。本发明在再生制动与气制动相结合的复合制动模式下，通过电机补偿转矩和气动补偿转矩，补偿半挂车瞬时制动转矩不足的情况。根据驾驶员的制动意图以及复合制动的制动力分配策略，得出挂车部分所需的理想电机制动转矩和气动制动转矩，在制动补偿过程中进行补偿模式的决策，本方法采用MPC控制器进行制动过程中电机补偿转矩与气动补偿转矩进行优化控制。本发明既解决了气制动扭矩延迟而导致的实际制动扭矩与所需制动扭矩之间的差异的问题，又解决了再生制动退出时过渡性转矩不足的现象，并获得更好的制动感觉。
Description
技术领域
本发明属于混合动力车辆控制领域，特别涉及一种增程式电驱桥半挂车复合制动迟滞补偿方法。
背景技术
随着中国经济的快速增长，矿业、基础设施和物流等行业的迅猛发展，使得作为生产资料的半挂牵引车不可或缺，需求量也在不断增加。然而，由于半挂汽车车身较长，导致半挂车气压制动***的气路过长，在复合制动时会产生明显的制动迟滞，同时，由于再生制动退出工作时，伴有过渡性制动转矩不足的现象，进而可能导致制动距离增加、制动失稳等危险。半挂车制动迟滞补偿问题已引起越来越多的关注和重视。减少制动迟滞效应，提升车辆制动安全性能已成为迫在眉睫的问题。
目前，复合制动***再生制动***(RBS)与传统摩擦制动***(FBS)相结合，通常用于电动汽车，以回收制动能量并确保制动可靠性。已知有专利文献中公开了如下技术:在基于制动器踏板操作量或油门踏板操作量而计算出的车辆的目标行为与由G传感器检测出的减速度之差超过预定范围的情况下检测出再生制动异常时,以直到相对于车辆电切断电动发电机为止的期间，一直对因异常的再生制动而降低的扭矩进行补偿而使其成为目标行为的方式,对除再生制动以外的正常的摩擦制动器、发动机、变速器分配作为车辆整体产生的扭矩。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明一种增程式电驱桥半挂车的复合制动迟滞补偿方法。其特征在于：
挂车上的集成式电驱桥，在再生制动与气制动相结合的复合制动模式下，通过电机补偿转矩和气动补偿转矩，补偿制动转矩不足的情况；
步骤1：当驾驶员根据实时路况，做出制动选择时，根据制动踏板位置变化率、制动踏板位置、电池的SOC状态、车速等信息计算总需求制动转矩和进行制动力分配等；
该再生制动控制策略的核心是电制动力的需求和总制动力控制策略,总需求制动力矩由制动踏板和车辆制动系参数决定，即由制动强度需求决定总制动力矩，其中，制动踏板位置由制动工况决定，车速和电池为车辆模型实时计算值，汽车的制动***接收并传递驾驶员的制动意图，并作出反应产生相应的制动强度，计算出车辆所需要的制动力；
步骤2：根据复合制动的制动力分配策略，在满足制动安全和制动稳定性的前提下，得出各轴最佳制动的制动力分配，进而获得挂车所需要的制动转矩；
同时，根据电气复合制动模式下的制动力分配模块，得出挂车部分所需要的理想状态的电机制动转矩和气动制动转矩；
通过驾驶员的操作和车辆实时状态进行对再生制动补偿***模式和气动补偿***模式的选择，一种模式被激活，则另一种模式要关闭，进而通过MPC对被激活模式的补偿转矩进行调节；
步骤3：在制动补偿过程中，进行补偿模式的决策，本方法采用MPC控制器进行对制动过程中电机补偿转矩与气动补偿转矩进行调节；
通过MPC控制器实时的进行对制动强度进行预测，以保证制动的精度与准确；本文通过对车辆的纵向动力学模型作为预测模型，选取车辆的挂车部分电机的转速和车辆气缸内压力作为状态量，选取复合制动过程中的实际的电控制动转矩与气制动转矩作为控制量，同时由理想的制动力矩作为优化控制条件输入给MPC，得到优化控制后的所需的补偿转矩；
步骤4：制动转矩补偿模式的决策：
1)当检测到制动力呈上升趋势时，且电池的SOC低于所标定的能够再生制动回收的上限值时，再生制动***补偿模式激活，气动补偿***模式禁止运行；电制动先行介入，当电控制动达到额定外特性的最大值时气制动开始介入，由于气制动的延迟转矩而导致的实际制动转矩与所需制动转矩之间的差异，通过电机补偿转矩ΔTm来补偿响应迟滞，其中电机补偿转矩ΔTm通过MPC对制动补偿模块进行调整，尽量使提供的制动转矩接近于实际所需的转矩大小；
2)当识别到驾驶员松开制动踏板的意图，或者是当电池的SOC高于所标定的能够再生制动回收的上限值时，即此时再生制动***退出工作时，需要进行补偿模式的切换，再生制动***补偿模式退出运行，气动补偿***禁止开始激活。在电制动缓慢退出的过程中，出现过渡性制动力矩不足的情况，通过气动补偿转矩ΔTp进行补偿。其中气动补偿转矩ΔTp也通过MPC进行补偿调整，补偿制动转矩瞬时不足的现象。
本发明与现有技术相比较，有益效果如下：
1、本专利所述的复合制动***的制动补偿方法，一方面解决了气动制动的扭矩的延迟而导致的实际制动扭矩与所需制动扭矩之间的差异的问题，另一方面解决了再生制动退出时过渡性转矩不足的现象，并获得更好的制动感觉；
2、本专利所述的复合制动补偿方法通过MPC控制器对电机补偿转矩和气动补偿转矩进行优化控制，保证制动的精确性与准确性。
附图说明
下面结合附图对实施例的描述将变得容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的一种增程式电驱桥半挂车的复合制动迟滞补偿方法模式切换条件以及控制流程图；
图2为根据本发明实施例的一种电驱桥半挂牵引车增程式混动***构型图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参考附图1来描述增程式电驱桥半挂车的复合制动迟滞补偿的控制方法，但本发明并不限于这些实施例。
步骤1：当驾驶员根据实时路况，做出制动选择时，根据制动踏板位置变化率、制动踏板位置、电池的SOC状态、车速等信息计算总需求制动转矩和进行制动力分配等；
该再生制动控制策略的核心是电制动力的需求和总制动力控制策略,总需求制动力矩由制动踏板和车辆制动系参数决定，即由制动强度需求决定总制动力矩，其中，制动踏板位置由制动工况决定，车速和电池为车辆模型实时计算值，汽车的制动***接收并传递驾驶员的制动意图，并作出反应产生相应的制动强度，计算出车辆所需要的制动力；
步骤2：根据复合制动的制动力分配策略，在满足制动安全和制动稳定性的前提下，得出各轴最佳制动的制动力分配，进而获得挂车所需要的制动转矩；
同时，根据电气复合制动模式下的制动力分配模块，得出挂车部分所需要的理想状态的电机制动转矩和气动制动转矩；
通过驾驶员的操作和车辆实时状态进行对再生制动补偿***模式和气动补偿***模式的选择，一种模式被激活，则另一种模式要关闭，进而通过MPC对被激活模式的补偿转矩进行调节；
步骤3：在制动补偿过程中，进行补偿模式的决策，本方法采用MPC控制器进行对制动过程中电机补偿转矩与气动补偿转矩进行调节；
通过MPC控制器实时的进行对制动强度进行预测，以保证制动的精度与准确；本文通过对车辆的纵向动力学模型作为预测模型，选取车辆的挂车部分电机的转速和车辆气缸内压力作为状态量，选取复合制动过程中的实际的电控制动转矩与气制动转矩作为控制量，同时由理想的制动力矩作为优化控制条件输入给MPC，得到优化控制后的所需的补偿转矩；
步骤4：制动转矩补偿模式的决策：
1)当检测到制动力呈上升趋势时，且电池的SOC低于所标定的能够再生制动回收的上限值时，再生制动***补偿模式激活，气动补偿***模式禁止运行；电制动先行介入，当电控制动达到额定外特性的最大值时气制动开始介入，由于气制动的延迟转矩而导致的实际制动转矩与所需制动转矩之间的差异，通过电机补偿转矩ΔTm来补偿响应迟滞，其中电机补偿转矩ΔTm通过MPC对制动补偿模块进行调整，尽量使提供的制动转矩接近于实际所需的转矩大小；
2)当识别到驾驶员松开制动踏板的意图，或者是当电池的SOC高于所标定的能够再生制动回收的上限值时，即此时再生制动***退出工作时，需要进行补偿模式的切换，再生制动***补偿模式退出运行，气动补偿***禁止开始激活。在电制动缓慢退出的过程中，出现过渡性制动力矩不足的情况，通过气动补偿转矩ΔTp进行补偿。其中气动补偿转矩ΔTp也通过MPC进行补偿调整，补偿制动转矩瞬时不足的现象。
本发明中较多的使用了诸如SOC等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种增程式电驱桥半挂车的复合制动迟滞补偿方法，其特征在于：挂车上的集成式电驱桥，在再生制动与气制动相结合的复合制动模式下，通过电机补偿转矩和气动补偿转矩，补偿制动转矩不足的情况；
步骤1：当驾驶员根据实时路况，做出制动选择时，根据制动踏板位置变化率、制动踏板位置、电池的SOC状态、车速等信息计算总需求制动转矩和进行制动力分配等；
该再生制动控制策略的核心是电制动力的需求和总制动力控制策略,总需求制动力矩由制动踏板和车辆制动系参数决定，即由制动强度需求决定总制动力矩，其中，制动踏板位置由制动工况决定，车速和电池为车辆模型实时计算值，汽车的制动***接收并传递驾驶员的制动意图，并作出反应产生相应的制动强度，计算出车辆所需要的制动力；
步骤2：根据复合制动的制动力分配策略，在满足制动安全和制动稳定性的前提下，得出各轴最佳制动的制动力分配，进而获得挂车所需要的制动转矩；
同时，根据电气复合制动模式下的制动力分配模块，得出挂车部分所需要的理想状态的电机制动转矩和气动制动转矩；
通过驾驶员的操作和车辆实时状态进行对再生制动补偿***模式和气动补偿***模式的选择，一种模式被激活，则另一种模式要关闭，进而通过MPC对被激活模式的补偿转矩进行调节；
步骤3：在制动补偿过程中，进行补偿模式的决策，本方法采用MPC控制器进行对制动过程中电机补偿转矩与气动补偿转矩进行调节；
通过MPC控制器实时的进行对制动强度进行预测，以保证制动的精度与准确；本文通过对车辆的纵向动力学模型作为预测模型，选取车辆的挂车部分电机的转速和车辆气缸内压力作为状态量，选取复合制动过程中的实际的电控制动转矩与气制动转矩作为控制量，同时由理想的制动力矩作为优化控制条件输入给MPC，得到优化控制后的所需的补偿转矩；
步骤4：制动转矩补偿模式的决策：
1)当检测到制动力呈上升趋势时，且电池的SOC低于所标定的能够再生制动回收的上限值时，再生制动***补偿模式激活，气动补偿***模式禁止运行；电制动先行介入，当电控制动达到额定外特性的最大值时气制动开始介入，由于气制动的延迟转矩而导致的实际制动转矩与所需制动转矩之间的差异，通过电机补偿转矩ΔTm来补偿响应迟滞，其中电机补偿转矩ΔTm通过MPC对制动补偿模块进行调整，尽量使提供的制动转矩接近于实际所需的转矩大小；
2)当识别到驾驶员松开制动踏板的意图，或者是当电池的SOC高于所标定的能够再生制动回收的上限值时，即此时再生制动***退出工作时，需要进行补偿模式的切换，再生制动***补偿模式退出运行，气动补偿***禁止开始激活；在电制动缓慢退出的过程中，出现过渡性制动力矩不足的情况，通过气动补偿转矩ΔTp进行补偿；其中气动补偿转矩ΔTp也通过MPC进行补偿调整，补偿制动转矩瞬时不足的现象；
通过复合制动的补偿模式策略，使车辆的挂车部分的实际制动转矩接近理想效果的转矩，保证制动的可靠性。
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|---|---|---|---|
| CN202311421320.XA CN117341645A (zh) | 2023-10-30 | 2023-10-30 | 一种增程式电驱桥半挂车的复合制动迟滞补偿方法 |
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Publications (1)
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| CN117341645A true CN117341645A (zh) | 2024-01-05 |
Family
ID=89361179
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| CN202311421320.XA Pending CN117341645A (zh) | 2023-10-30 | 2023-10-30 | 一种增程式电驱桥半挂车的复合制动迟滞补偿方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN117341645A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117985011A (zh) * | 2024-04-03 | 2024-05-07 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种车辆制动方法及*** |
-
2023
- 2023-10-30 CN CN202311421320.XA patent/CN117341645A/zh active Pending
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