[发明专利]一种用于电动汽车的制动控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种用于电动汽车的制动控制装置，通过调节电机的回馈制动力和液压控制系统的液压制动力对传动系特性进行补偿，其特征在于，包括电机转矩传感器、电机转速传感器、车轮转速传感器和车载制动控制系统，其中，所述车载制动控制系统包括半轴转矩确定模块、齿隙状态确定模块、齿隙补偿控制模块、弹性补偿控制模块和控制时间检测模块；

所述电机转矩传感器用于采集所述电机的转矩并发送到所述半轴转矩确定模块；

所述电机转速传感器用于采集所述电机的转速分别发送到所述半轴转矩确定模块和齿隙状态确定模块；

所述车轮转速传感器用于采集所述电动汽车车轮的转速分别发送到所述半轴转矩确定模块和齿隙状态确定模块；

所述半轴转矩确定模块用于根据接收的所述电机转矩、电机转速和车轮转速计算所述传动系的半轴转矩值并发送到所述齿隙状态确定模块；

所述齿隙状态确定模块用于根据所述电机转速、车轮转速和传动系半轴转矩值确定所述传动系中齿轮啮合处的齿隙状态，其中，齿隙状态包括穿越状态和啮合状态，将确定的齿隙状态发送到所述齿隙补偿控制模块，同时将确定的齿隙状态和所述传动系半轴转矩值发送到所述弹性补偿控制模块；

所述传动系齿隙补偿控制模块用于根据所述传动系中齿隙两侧齿轮的转速差对齿隙状态为穿越状态时所述电机的回馈制动力和所述液压控制系统的液压制动力进行调节，完成对所述传动系的齿隙补偿控制；

所述弹性补偿控制模块用于预先设定所述电机的回馈制动转矩目标值，并根据所述传动系的半轴转矩值和预设的所述电机回馈制动转矩目标值对齿隙状态为啮合状态时所述电机的回馈制动力进行调节，完成对所述传动系的弹性补偿控制；

所述控制时间检测模块用于预先设定控制时间阈值，当检测到进行齿隙补偿控制所用的控制时间超过预设的控制时间阈值时发送停止信号到所述齿隙补偿控制模块，所述齿隙补偿控制模块根据停止信号停止对所述传动系的齿隙补偿控制。

2.如权利要求1所述的一种用于电动汽车的制动控制装置，其特征在于，所述齿隙补偿控制模块采用滑模控制方法，所述齿隙补偿控制模块的输入量为所述传动系中齿隙两侧齿轮的转速差，所述齿隙补偿控制模块的输出量为所述电机和液压控制系统的制动转矩值。

3.如权利要求1所述的一种用于电动汽车的制动控制装置，其特征在于，所述弹性补偿控制模块采用PID控制方法，所述弹性补偿控制模块的输入量为所述传动系的半轴转矩值和所述电机的回馈制动转矩目标值，所述弹性补偿控制模块的输出量为所述电机的转矩补偿值。

4.如权利要求1到3任一项所述的一种用于电动汽车的制动控制装置，其特征在于，所述半轴转矩确定模块采用卡尔曼滤波器。

5.一种用于电动汽车的制动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将传动系中各组齿轮之间的齿隙简化为传动系的单个齿隙转角，并将单个齿隙转角的变化范围定义为2α；将当电机处于驱动模式且传动系中齿隙两侧齿轮为啮合状态时定义为正向，单个齿隙转角为α；将当电机处于制动模式且传动系中齿隙两侧齿轮为穿越状态时定义为负向，单个齿隙转角为-α：当电机从驱动模式切换为制动模式时需要穿越传动系齿隙，单个齿隙转角从α过渡到-α，当电机从制动模式切换为驱动模式时需要穿过传动系齿隙，单个齿隙转角从-α过渡到α；

2)在电机由驱动模式到制动模式的穿越过程中，通过半轴转矩确定模块根据电机转矩传感器采集的电机转矩、电机转速传感器采集的电机转速、车轮转速传感器采集的车轮转速计算传动系的半轴转矩值；

3)通过齿隙状态确定模块根据电机转速、车轮转速和传动系的半轴转矩值确定传动系中齿隙两侧齿轮的齿隙状态，如果是穿越状态则进入步骤4)，如果是啮合状态则进入步骤6)；

4)若确定的齿隙状态为穿越状态，即当传动系的单个齿隙转角从-α过渡到α时，则通过齿隙补偿控制模块根据传动系中齿隙两侧齿轮的转速差对电机的回馈制动力和液压控制系统的液压制动力进行调节，完成对传动系的齿隙补偿控制；

5)若控制时间检测模块检测到进行齿隙补偿控制所用控制时间没有超过预设的控制时间阈值时，则进入步骤3)；

若通过控制时间检测模块预设控制时间阈值并检测到进行齿隙补偿控制所用控制时间超过预设的控制时间阈值时，则通过控制时间检测模块发送停止信号到齿隙补偿控制模块，齿隙补偿控制模块根据停止信号停止对传动系进行齿隙补偿控制，则确定的齿隙状态为啮合状态，进入步骤6)通过弹性补偿控制模块对传动系进行弹性补偿控制；

6)若确定的齿隙状态为啮合状态，即当传动系的单个齿隙转角从α过渡到-α时，则直接通过弹性补偿控制模块根据传动系的半轴转矩值和预设的电机回馈制动转矩目标值对电机的回馈制动力进行调节，完成对传动系的弹性补偿控制。