专利名称：一种制动力实时调节方法
技术领域：
本发明属于线控制动(Brake by wire)技术领域，具体涉及一种制动力实时调节方法。
背景技术：
随着汽车技术的发展，人们对汽车的动力性、经济性、安全性、操纵性以及舒适性提出了更高的要求，汽车中的机械系统正在逐渐向电子机械系统转换。在线控制动系统中，一般采用电子制动踏板和电子机械制动器完成制动操作，驾驶员踩踏电子制动踏板可产生踏板位移信号，通过该位移信号可以得出作用在车辆前、后轮的制动力，然后由安装在电子机械制动器内的电机驱动减速机构进行减速增扭，并通过该制动器内的螺旋结构将电机输出的旋转运动变成直线运动，产生作用在摩擦片上的压紧力，推动摩擦片向制动盘方向运动，从而实现制动。可见，制动力与作用在摩擦片上的压紧力有关，压紧力和制动摩擦片及制动盘总压缩量有关，而制动摩擦片及制动盘总压缩量又和电机转子位置(转角值)有关，因此可通过实时控制电机转子位置(转角值)来实时调节压紧力，进而达到实时调节制动力的目的。现有技术中，一般实时采集与制动力相关的模拟量(如电机输入电流、压紧力等) 推算实际的制动力，并对该模拟量进行闭环控制，从而实现对电子机械制动器输出的制动力的实时控制。发明人发现现有技术中至少存在如下问题模拟量的采集既复杂又容易受外界因素(如各种干扰信号)的影响，其所得的值精确度低，从而也就降低了对制动力的控制精度，同时增加了系统的不稳定性；特别是汽车的工作环境较为恶劣，更是给制动力的精确控制带来不利影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种制动力实时调节方法，其与现有技术相比提高了线控制动系统的控制精度与稳定性。解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种制动力实时调节方法，其包括如下步骤1)实时采集电子制动踏板的行程和车辆前、后轮电子机械制动器中的电机转子的实际转角值；2)将所述踏板的行程转化为位移信号，根据所述位移信号分别推算出车辆前、后轮电子机械制动器中的电机转子的目标转角值；3)根据所述目标转角值与实际转角值之间的偏差，对所述实际转角值进行PID实时调节，从而实时调节该电机所在电子机械制动器输出的制动力。优选的是，所述电子制动踏板的行程是通过内置于所述电子制动踏板中的踏板单元传感器采集的。
进一步优选的是，对于所述电子制动踏板的每个行程位置，所述踏板单元传感器能给出一个对应的位移电压值作为所述位移信号。优选的是，所述电机中转子的实际转角值是通过车辆ECU实时采集的。进一步优选的是，所述车辆ECU通过实时采集电机霍尔信号来确定所述电机转子的实际转角值。优选的是，在步骤幻中，所述根据所述位移信号分别推算出车辆前、后轮电子机械制动器中的电机转子的目标转角值包括将所述位移信号分别换算成车辆前、后轮电子机械制动器应输出的制动力；根据所述制动器的机械结构的传动系数、机械效率、制动器摩擦系数将所述制动力换算成该制动器应输出的压紧力；根据所述压紧力与摩擦片及制动盘的总压缩变形量间的关系，推算出该制动器的摩擦片及制动盘的总压缩变形量；根据所述总压缩变形量与该制动器内电机转子的转角值的关系，推算出所述转角值。进一步优选的是，所述压紧力与摩擦片及制动盘的总压缩变形量间的关系为T(s' ) = alXs' 3+a2 X s ‘ 2+a3 X s ‘ +a4 ；其中，1~为压紧力沟1、32、33、34为常数；8'为总压缩变形量。进一步优选的是，所述总压缩变形量与该制动器内电机转子的转角值的关系为s' = P θ /2 Ji X i ；其中，s'为总压缩变形量，P为制动器内螺旋结构的公称导程，i为制动器内减速机构的传动比。优选的是，在步骤幻中，所述根据所述目标转角值与实际转角值之间的偏差，对所述实际转角值进行PID实时调节包括根据所述目标转角值与实际转角值之间的偏差进行PID调节，获得所述电机驱动电路的控制电压，所述驱动电路为脉冲宽度调制变换器电路；根据所述控制电压得到该变换器电路的脉冲宽度调制值；根据所述脉冲宽度调制值得到作用在所述电机电枢端的电压值并驱动电机转子， 从而实时调节所述实际转角值。优选的是，所述电机采用直流无刷电机。本发明通过PID算法(位置环PID算法)实时调节车辆前、后轮电子机械制动器内电机转子位置(转角值)，从而实时调节了车辆前、后轮电子机械制动器输出的制动力， 与现有技术中采用复杂又易受干扰的模拟量进行闭环控制相比，本发明采用简洁、精确的电机转子位置(转角值)信号进行闭环控制，提高了线控制动系统的稳定性、进一步提高了线控制动系统的控制精度。其中，PID算法是一种公知的采样闭环调节算法，其根据采样时刻的误差E(k)来计算输出值P(k)，该误差E(k)为所需调节的变量的目标值与实际值(采样值)之差，该输出值P(k)即为控制量(即需要调节的变量的值或增量)，其用于调节实际值而使之接近目标值，从而减小偏差。在采样时刻t = iT(T为采样周期，i为正整数)，经典PID算法的调节公式如下
权利要求
1.一种制动力实时调节方法，其特征在于，其包括如下步骤1)实时采集电子制动踏板的行程和车辆前、后轮电子机械制动器中的电机转子的实际转角值；2)将所述踏板的行程转化为位移信号，根据所述位移信号分别推算出车辆前、后轮电子机械制动器中的电机转子的目标转角值；3)根据所述目标转角值与实际转角值之间的偏差，对所述实际转角值进行PID实时调节，从而实时调节该电机所在电子机械制动器输出的制动力。
2.根据权利要求1所述的制动力实时调节方法，其特征在于，所述电子制动踏板的行程是通过内置于所述电子制动踏板中的踏板单元传感器采集的。
3.根据权利要求2所述的制动力实时调节方法，其特征在于，对于所述电子制动踏板的每个行程位置，所述踏板单元传感器能给出一个对应的位移电压值作为所述位移信号。
4.根据权利要求1所述的制动力实时调节方法，其特征在于，所述电机中转子的实际转角值是通过车辆ECU实时采集的。
5.根据权利要求4所述的制动力实时调节方法，其特征在于，所述车辆ECU通过实时采集电机霍尔信号来确定所述电机转子的实际转角值。
6.根据权利要求1所述的制动力实时调节方法，其特征在于，在步骤2)中，所述根据所述位移信号分别推算出车辆前、后轮电子机械制动器中的电机转子的目标转角值包括将所述位移信号分别换算成车辆前、后轮电子机械制动器应输出的制动力；根据所述制动器的机械结构的传动系数、机械效率、制动器摩擦系数将所述制动力换算成该制动器应输出的压紧力；根据所述压紧力与摩擦片及制动盘的总压缩变形量间的关系，推算出该制动器的摩擦片及制动盘的总压缩变形量；根据所述总压缩变形量与该制动器内电机转子的转角值的关系，推算出所述转角值。
7.根据权利要求6所述的制动力实时调节方法，其特征在于，所述压紧力与摩擦片及制动盘的总压缩变形量间的关系为T (s' ) = alXs' 3+a2 X s ‘ 2+a3 X s ‘ +a4 ；其中，T为压紧力沟1、32、33、34为常数；8'为总压缩变形量。
8.根据权利要求6所述的制动力实时调节方法，其特征在于，所述总压缩变形量与该制动器内电机转子的转角值的关系为s' = P θ /2 Ji X i ；其中，s'为总压缩变形量，P为制动器内螺旋结构的公称导程，i为制动器内减速机构的传动比。
9.根据权利要求1所述的制动力实时调节方法，其特征在于，在步骤3)中，所述根据所述目标转角值与实际转角值之间的偏差，对所述实际转角值进行PID实时调节包括根据所述目标转角值与实际转角值之间的偏差进行PID调节，获得所述电机驱动电路的控制电压，所述驱动电路为脉冲宽度调制变换器电路；根据所述控制电压得到该变换器电路的脉冲宽度调制值；根据所述脉冲宽度调制值得到作用在所述电机电枢端的电压值并驱动电机转子，从而实时调节所述实际转角值。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的制动力实时调节方法，其特征在于，所述电机采用直流无刷电机。
全文摘要
本发明提供一种制动力实时调节方法，包括如下步骤实时采集电子制动踏板的行程和车辆前、后轮电子机械制动器中的电机转子的实际转角值；将所述踏板的行程转化为位移信号，根据所述位移信号分别推算出车辆前、后轮电子机械制动器中的电机转子的目标转角值；根据所述目标转角值与实际转角值之间的偏差，对所述实际转角值进行PID实时调节，从而实时调节该电机所在电子机械制动器输出的制动力。本发明的制动力实时调节方法与现有技术相比提高了线控制动系统的控制精度与稳定性。
文档编号B60T8/171GK102490703SQ20111041867
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者张世兵 申请人:奇瑞汽车股份有限公司