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原文传递一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统及其控制方法

专利名称：	一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统及其控制方法
摘要：	本发明公开了一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统和控制方法，所述控制系统包括信号采集模块，上层控制模块，下层控制模块和执行机构控制模块；所述控制方法为信号输入模块将采集驾驶员加速踏板和制动踏板操作数据信号传递至上层控制模块，上层控制模块判断驾驶员加速踏板操作行为和控制模式，将获得的目标夹紧力或运动转换装置直线运动目标位置信号传递至下层控制模块，下层控制模块通过反馈调节电机目标转速进而调节电机电流，最终通过电机驱动单元驱动执行机构运转输出夹紧力。本发明充分考虑驾驶员加速踏板操作行为，针对不同控制模式设定了相应的控制方法，缩短了夹紧力控制时间，有效提升了车辆制动性能。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	吉林大学
发明人：	李静;吴桐;范天昕;何闫;孟令帅
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910860321.1
公开号：	CN110466485A
代理机构：	长春吉大专利代理有限责任公司
代理人：	刘程程
分类号：	B60T8/17(2006.01);B;B60;B60T;B60T8
申请人地址：	130012 吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统，其特征在于：包括信号采集模块、上层控制模块、下层控制模块和执行机构控制模块；所述信号采集模由加速踏板开度信号采集单元、加速踏板开度变化率信号采集单元、制动踏板开度信号采集单元以及制动踏板开度变化率信号采集单元组成，信号采集模块通过车载总线将采集到的加速踏板操作数据和制动踏板操作数据传输至上层控制模块；所述上层控制模块由目标夹紧力决策单元、运动转换装置直线运动目标位置决策单元和逻辑判断单元组成，目标夹紧力决策单元根据加速踏板操作数据和制动踏板操作数据计算目标夹紧力，运动转换装置直线运动目标位置决策单元决策获得运动转换装置直线运动目标位置，逻辑判断单元通过内置的判断逻辑判断控制模式，上层控制模块将目标夹紧力信号和运动转换装置直线运动目标位置信号分别传输至下层控制模块；所述下层控制模块由夹紧力控制单元和运动转换装置直线运动行程控制单元组成，夹紧力控制单元接收目标夹紧力信号和执行机构反馈的实际夹紧力信号，通过反馈调节方式使执行机构输出的实际夹紧力跟随目标夹紧力，进而调节并输出执行机构中电机的目标转速；运动转换装置直线运动行程控制单元接收运动转换装置直线运动的目标位置信号和执行机构反馈的运动转换装置的直线运动部件反馈的实际位置信号，通过反馈调节方式使运动转换装置的直线运动部件达到目标位置，进而调节并输出执行机构中电机的目标转速；所述下层控制模块根据逻辑判断单元判断得到的控制模式，控制夹紧力控制单元或运动转换装置直线运动行程控制单元向执行机构控制模块传输电机目标转速信号；所述执行机构控制模块由电机转速控制单元、电机电流控制单元和电机驱动单元组成，电机转速控制单元接收电机目标转速信号和执行机构反馈的电机实际转速信号，通过反馈调节方式将获得的电机目标电流信号输出至电机电流控制单元，电机电流控制单元根据接收到的电机目标电流信号和执行机构反馈的电机实际电流信号，通过滞环控制方法或矢量控制方法控制电机驱动单元中的功率开关器件通断，进而向执行机构输出电机输出转矩信号。 2.如权利要求1所述一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统，其特征在于：加速踏板操作数据和制动踏板操作数据包括加速踏板开度数值、加速踏板开度变化率数值、制动踏板开度数值和制动踏板开度变化率数值；其中，加速踏板开度数值和制动踏板开度数值分别通过加速踏板传感器和制动踏板传感器检测得到，加速踏板开度变化率数值和制动踏板开度变化率数值分别由加速踏板开度数值和制动踏板开度数值对时间微分得到。 3.如权利要求1所述一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统，其特征在于：所述目标夹紧力决策单元通过内置的制动踏板开度与目标夹紧力函数关系计算获得目标夹紧力，在制动踏板开度与目标夹紧力函数关系所构成的坐标系中，横坐标为制动踏板开度，纵坐标为目标夹紧力，制动踏板开度与目标夹紧力的关系为线性或非线性。 4.如权利要求1所述一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统，其特征在于：运动转换装置直线运动的目标位置运动转换装置直线运动的目标位置为制动器刚好消除制动间隙时运动转换装置的直线运动部件所处的位置或运动转换装置的直线运动部件的初始位置。 5.如权利要求1所述一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统，其特征在于：所述逻辑判断单元判断获得的控制模式包括夹紧力控制模式和运动转换装置直线运动行程控制模式，其中，夹紧力控制模式由下层控制模块中的夹紧力控制单元实现，运动转换装置直线运动行程控制模式由下层控制模块中的运动转换装置直线运动行程控制单元实现。 6.如权利要求1所述一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法具体控制过程如下：步骤一：控制系统运行，信号输入模块采集驾驶员对加速踏板的操作数据和驾驶员对制动踏板的操作数据，并将采集到的操作数据信号通过车载总线传递至上层控制模块；步骤二：上层控制模块根据加速踏板开度变化率数值判断驾驶员加速踏板操作行为，所述加速踏板操作行为具体包括以较慢速率松开加速踏板、以中等速率松开加速踏板、以较快速率松开加速踏板、保持加速踏板开度不变以及踩下加速踏板；步骤三：上层控制模块中，通过目标夹紧力决策单元根据驾驶员对加速踏板的操作数据和驾驶员对制动踏板的操作数据计算目标夹紧力，通过运动转换装置直线运动目标位置决策单元获取运动转换装置直线运动目标位置，通过逻辑判断单元根据驾驶员加速踏板操作行为决策控制模式，上层控制模块将目标夹紧力或运动转换装置直线运动目标位置信号传递至下层控制模块；步骤四：下层控制模块通过夹紧力控制单元或运动转换装置直线运动行程控制单元反馈调节执行机构中的电机目标转速，并将电机目标转速信号传递至执行机构控制模块；步骤五：执行机构控制模块接收电机目标转速信号，通过电机转速控制单元调节电机转速，进而通过电机电流控制单元调节电机电流，最终通过电机驱动单元驱动执行机构运转输出夹紧力。 7.如权利要求6所述一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤二中，上层控制模块判断驾驶员加速踏板操作行为的过程为：当加速踏板开度变化率数值大于0时，代表驾驶员踩下加速踏板；当加速踏板开度变化率数值等于0时，代表保持加速踏板开度不变；当加速踏板开度变化率数值小于0时，代表驾驶员松开加速踏板；所述驾驶员松开加速踏板对应的加速踏板开度变化率数值通过第一临界值a和第二临界值b划分为三个区间，当加速踏板开度变化率小于0且大于第一临界值a时，代表驾驶员以较慢速率松开加速踏板；当加速踏板开度变化率小于0第一临界值a大于第二临界值b时，代表驾驶员以中等速率松开加速踏板；当加速踏板开度变化率小于第二临界值b时，代表驾驶员以较快速率松开加速踏板。 8.如权利要求6所述一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤三中，控制模式的决策过程具体如下：当驾驶员以中等速率或较快速率松开加速踏板，或驾驶员踩下加速踏板时，判断控制系统处于运动转换装置直线运动行程控制模式，上层控制模块向外输出运动转换装置直线运动目标位置，当驾驶员踩下制动踏板时，判断控制系统处于夹紧力控制模式，上层控制模块向外输出目标夹紧力信号。 9.如权利要求8所述一种商用车电子机械制动器夹紧力控制系统的控制方法，其特征在于：当控制系统处于运动转换装置直线运动行程控制模式且驾驶员以中等速率或较快速率松开驾驶踏板时，运动转换装置直线运动目标位置为制动器刚好消除制动间隙时运动转换装置的直线运动部件所处的位置；当控制系统处于运动转换装置直线运动行程控制模式且驾驶员踩下加速踏板时，运动转换装置直线运动目标位置为运动转换装置的直线运动部件的初始位置。
所属类别：	发明专利