一种制动扭矩控制系统及方法与流程

1.本发明涉及车辆控制方法的技术领域，具体涉及一种制动扭矩控制系统及方法。


背景技术：

2.矿区的作业道路，以上坡和下坡为主，对于纯电动矿车，下坡时的能量回馈是主要的节能手段，因此矿车在下坡过程中的制动力和车速控制非常重要。传统的控制方式为驾驶员判断矿车当前车速，判断车速过高时，就通过踩制动踏板实现矿车减速，判断车速过低时，就通过踩加速踏板实现矿车加速。
3.然而上述控制过程中尚存在的缺陷在于：
4.1)矿区的作业道路情况复杂，坡度变化及弯道多，下坡过程中又有限速要求，驾驶员要不断踩制动踏板及加速踏板，实现对车速的控制，工作强度高，易疲劳。
5.2)矿区的作业道路多为非铺装路面，车辆行驶过程中颠簸严重，下坡过程中，驾驶员无法稳定制动踏板开度，造成能量回馈功率不稳定，回馈效率低。
6.因此亟需提供一种稳定有效的制动扭矩控制系统及方法以解决上述现有技术中存在的缺陷与不足。


技术实现要素：

7.为了解决上述现有技术中存在的缺陷与不足，本发明提供了一种制动扭矩控制系统及方法。
8.本发明提供的技术方案如下：一种制动扭矩控制系统，其特征在于：所述系统包括制动扭矩输入拨杆，所述制动扭矩输入拨杆与整车控制器vcu连接以向整车控制器vcu发送制动需求扭矩指令，所述整车控制器vcu通过can总线向电机控制器mcu发送对应的制动需求扭矩指令，以控制电机产生对应的制动需求扭矩。
9.进一步地，所述系统还包括加速踏板和制动踏板，所述加速踏板和制动踏板能够对电机产生的制动需求扭矩进行调整。
10.进一步地，当驾驶员踩下制动踏板后，制动需求扭矩根据踏板踩下深度逐渐增加；
11.当驾驶员踩下加速踏板后，制动需求扭矩根据踏板踩下深度逐渐减小，
12.当驾驶员松开制动踏板和加速踏板后，制动需求扭矩恢复至初始值。
13.进一步地，所述制动扭矩输入拨杆包括0至n共n个挡位，挡位越高，电机产生的对应的制动需求扭矩越大。
14.进一步地，所述加速踏板和制动踏板对电机产生的制动需求扭矩的调整最大值低于相邻两挡位之间电机产生的对应的制动需求扭矩的差值。
15.进一步地，当驾驶员制动踏板踩下深度到达最大值，制动扭矩仍然无法满足要求时，提示驾驶员需要将制动扭矩输入拨杆调整到更高一挡以增大制动需求扭矩；
16.当驾驶员加速踏板踩下深度到达最大值，制动扭矩仍然无法满足要求时，提示驾驶员需要将制动扭矩输入拨杆调整到更低一挡以减小制动需求扭矩。
17.进一步地，所述制动需求扭矩tb_veh计算如下：
18.tb_veh＝tx tb tp
19.其中，
20.tx为制动扭矩输入拨杆对应挡位下的设定制动扭矩，x为制动扭矩输入拨杆的对应挡位，x＝0,1,2,3，
……
n；t0＝0；且满足t0《t1《t2《t3《t4《
……
tn；
21.tb为制动踏板对应的制动扭矩，计算如下：
22.tb＝mx(t)*α，其中，mx(t)为各挡位下每1％开度对应的制动踏板制动扭矩；α为制动踏板开度；
23.tp为加速踏板对应的驱动扭矩，计算如下：
24.tp＝-nx(t)*β，其中，nx(t)为各挡位下每1％开度对应的加速踏板驱动扭矩；β为油加速踏板开度。
25.还提出一种制动扭矩控制方法，包括以下步骤：
26.1)车辆连续下坡时，驾驶员根据坡度大小，选择合适的制动扭矩输入拨杆的对应挡位，车辆进入下坡恒扭矩制动模式，制动扭矩输入拨杆向整车控制器vcu发送制动需求扭矩指令，整车控制器vcu通过can总线向电机控制器mcu发送对应的制动需求扭矩指令，以控制电机产生对应的制动需求扭矩；
27.2)在下坡过程中的急转弯路段时，驾驶员通过加速踏板或制动踏板对制动需求扭矩进行调整：
28.当驾驶员踩下制动踏板后，制动需求扭矩根据踏板踩下深度逐渐增加；
29.当驾驶员踩下加速踏板后，制动需求扭矩根据踏板踩下深度逐渐减小，
30.当驾驶员松开制动踏板和加速踏板后，制动需求扭矩恢复至初始值。
31.3)当驾驶员制动踏板踩下深度到达最大值，制动扭矩仍然无法满足要求时，提示驾驶员需要将制动扭矩输入拨杆调整到更高一挡以增大制动需求扭矩；
32.当驾驶员加速踏板踩下深度到达最大值，制动扭矩仍然无法满足要求时，提示驾驶员需要将制动扭矩输入拨杆调整到更低一挡以减小制动需求扭矩。
33.本发明相对于现有技术取得的有益效果为：
34.(1)本发明提供一种制动扭矩控制系统及方法，在车辆下坡过程中，通过设置制动扭矩输入拨杆，保持制动回馈的功率稳定，获得更好的回馈效率。
35.(2)本发明提供一种制动扭矩控制系统及方法，通过制动扭矩输入拨杆和加速踏板以及制动踏板的协同作用，在长下坡过程中，能够减少驾驶员对加速和制动的操作。
36.(3)本发明提供一种制动扭矩控制系统及方法，当下坡过程中，遇到坡度变化或者转弯时，通过制动踏板和加速踏板的简单控制即可以实现下坡过程中的减速和加速。
附图说明
37.图1为本发明的逻辑结构示意图。
38.图2为本发明的制动扭矩输入拨杆挡位示意图。
39.图3为本发明的制动扭矩输入拨杆2挡位下加速踏板和制动踏板对制动需求扭矩的影响图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.[实施例1]
[0044]
如图1所示为发明实施例1提供的一种制动扭矩控制系统，所述系统包括制动扭矩输入拨杆，所述制动扭矩输入拨杆与整车控制器vcu连接以向整车控制器vcu发送制动需求扭矩指令，所述整车控制器vcu通过can总线向电机控制器mcu发送对应的制动需求扭矩指令，以控制电机产生对应的制动需求扭矩。
[0045]
如图2所示，所述制动扭矩输入拨杆包括0至n共n个挡位，挡位越高，电机产生的对应的制动需求扭矩越大。驾驶员能够根据坡度大小，选择合适的制动扭矩输入拨杆的挡位，使得车辆在该挡位下进入下坡恒扭矩制动模式，该扭矩不会受到车辆颠簸，制动踏板不稳定等因素的影响。在本实施中，共设置有0、1、2、3、4五个挡位，本领域技术人员知晓，也可以根据实际使用的需要将挡位设置为更多或更少的挡位。如图2所示，当制动扭矩输入拨杆在0位置时，为非下坡恒扭矩制动模式。
[0046]
各挡位之间的扭矩有一定的极差，在下坡过程中，有很多急转弯路段，进弯前需要减速，出弯后需要加速，驾驶员虽然可以通过制动扭矩输入拨杆来调整制动需求扭矩，但是制动拨杆的扭矩极差较大，易导致驾驶员无法找到合适的制动需求扭矩，且相邻挡位之间的制动力矩变化不柔和。
[0047]
因此如图3所示，所述系统还包括加速踏板和制动踏板，所述加速踏板和制动踏板能够对电机产生的制动需求扭矩进行调整，其具体表现为：
[0048]
当驾驶员踩下制动踏板后，制动需求扭矩根据踏板踩下深度逐渐增加；
[0049]
当驾驶员踩下加速踏板后，制动需求扭矩根据踏板踩下深度逐渐减小，
[0050]
当驾驶员松开制动踏板和加速踏板后，制动需求扭矩恢复至初始值。
[0051]
如图3所示，所述加速踏板和制动踏板对电机产生的制动需求扭矩的调整最大值低于相邻两挡位之间电机产生的对应的制动需求扭矩的差值。因而在此基础上：
[0052]
当驾驶员制动踏板踩下深度到达最大值，制动扭矩仍然无法满足要求时，提示驾驶员需要将制动扭矩输入拨杆调整到更高一挡以增大制动需求扭矩；
[0053]
当驾驶员加速踏板踩下深度到达最大值，制动扭矩仍然无法满足要求时，提示驾驶员需要将制动扭矩输入拨杆调整到更低一挡以减小制动需求扭矩。
[0054]
作为优选，在本实施例中，所述制动需求扭矩tb_veh计算如下：
[0055]
tb_veh＝tx tb tp
[0056]
其中，
[0057]
tx为制动扭矩输入拨杆对应挡位下的设定制动扭矩，x为制动扭矩输入拨杆的对应挡位，x＝0,1,2,3，
……
n；t0＝0；且满足t0《t1《t2《t3《t4《
……
tn；
[0058]
tb为制动踏板对应的制动扭矩，计算如下：
[0059]
tb＝mx(t)*α，其中，mx(t)为各挡位下每1％开度对应的制动踏板制动扭矩；α为制动踏板开度，mx(t)可以通过试验标定获得；
[0060]
tp为加速踏板对应的驱动扭矩，计算如下：
[0061]
tp＝-nx(t)*β，其中，nx(t)为各挡位下每1％开度对应的加速踏板驱动扭矩；β为油加速踏板开度，nx(t)可以通过试验标定获得。
[0062]
[实施例2]
[0063]
本发明实施例2还提供一种制动扭矩控制方法，包括以下步骤：
[0064]
1)车辆连续下坡时，驾驶员根据坡度大小，选择合适的制动扭矩输入拨杆的对应挡位，车辆进入下坡恒扭矩制动模式，制动扭矩输入拨杆向整车控制器vcu发送制动需求扭矩指令，整车控制器vcu通过can总线向电机控制器mcu发送对应的制动需求扭矩指令，以控制电机产生对应的制动需求扭矩；
[0065]
2)在下坡过程中的急转弯路段时，驾驶员通过加速踏板或制动踏板对制动需求扭矩进行调整：
[0066]
当驾驶员踩下制动踏板后，制动需求扭矩根据踏板踩下深度逐渐增加；
[0067]
当驾驶员踩下加速踏板后，制动需求扭矩根据踏板踩下深度逐渐减小，
[0068]
当驾驶员松开制动踏板和加速踏板后，制动需求扭矩恢复至初始值。
[0069]
3)当驾驶员制动踏板踩下深度到达最大值，制动扭矩仍然无法满足要求时，提示驾驶员需要将制动扭矩输入拨杆调整到更高一挡以增大制动需求扭矩；
[0070]
当驾驶员加速踏板踩下深度到达最大值，制动扭矩仍然无法满足要求时，提示驾驶员需要将制动扭矩输入拨杆调整到更低一挡以减小制动需求扭矩。
[0071]
在车辆下坡过程中，通过设置制动扭矩输入拨杆，保持制动回馈的功率稳定，获得更好的回馈效率；通过制动扭矩输入拨杆和加速踏板以及制动踏板的协同作用，在长下坡过程中，能够减少驾驶员对加速和制动的操作；当下坡过程中，遇到坡度变化或者转弯时，通过制动踏板和加速踏板的简单控制即可以实现下坡过程中的减速和加速。
[0072]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为对本技术请求保护范围的进一步限制。