阅读说明：本技术 基于目标减速度的电驱动履带车电液复合制动控制系统和方法 (Electro-hydraulic composite brake control system and method for electrically-driven tracked vehicle based on target deceleration ) 是由 赵坤 南博 于 2021-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供了基于目标减速度的电驱动履带车电液复合制动控制系统和方法,方法步骤包括采用一般初始制动策略对电驱动履带车进行制动；在一般制动工况下实施制动操作后,整车控制器采集电驱动履带车的车速、制动强度及电池的荷电状态；当电驱动履带车处于0≤车速≤20,0.1≤电量≤0.8状态时,回收制动能量并通过紧急制动策略对电驱动履带车进行制动；系统包括ECU、HCU和能量回收系统等。具有以下优点：将动能转化为电能并储存于储能器中,以提高整车的能量利用效率,增加整车的行驶里程；紧急制动策略采用履带车复合制动控制方法,采用电液复合制动,合理分配二者之间的比例,提高履带车安全性能。(The invention provides a target deceleration-based electro-hydraulic compound brake control system and a target deceleration-based electro-hydraulic compound brake control method for an electric-driven tracked vehicle, which comprises the steps of adopting a general initial brake strategy to brake the electric-driven tracked vehicle; after braking operation is carried out under a general braking working condition, the vehicle control unit acquires the speed, the braking strength and the charge state of a battery of the electrically-driven tracked vehicle; when the electric driven tracked vehicle is in a state that the vehicle speed is more than or equal to 0 and less than or equal to 20 and the electric quantity is more than or equal to 0.1 and less than or equal to 0.8, recovering braking energy and braking the electric driven tracked vehicle through an emergency braking strategy; the system comprises an ECU, an HCU, an energy recovery system and the like. Has the following advantages: the kinetic energy is converted into electric energy and stored in the energy storage device, so that the energy utilization efficiency of the whole vehicle is improved, and the driving mileage of the whole vehicle is increased; the emergency braking strategy adopts a crawler composite braking control method and adopts electro-hydraulic composite braking, the proportion between the crawler and the electro-hydraulic composite braking is reasonably distributed, and the safety performance of the crawler is improved.)

基于目标减速度的电驱动履带车电液复合制动控制系统和 方法

技术领域

本发明涉及一种无人履带车制动系统和方法，具体而言，是涉及基于目标减速度的电驱动履带车电液复合制动控制系统和方法。

背景技术

目前，关于复合制动系统，国内外的技术人员进行了许多研究。在进行研究时，主要针对的是如下两种制动工况 ：其一是最普遍的制动工况，即本领域技术人员常说的一般制动工况，约占总制动工况的 95％以上 ；其二是紧急制动工况。

对于履带车辆在一般制动工况下进行的制动，由于履带车辆所处路面的峰值附着系数大，不会抱死，故如何在该履带车辆的前、后轮之间分配制动力 ，即制动扭矩以获得更好的制动稳定性以及如何提升再生制动能量的回收效率成为研究热点问题。针对该问题，本领域的技术人员提出了许多制动控制策略，大多都是使履带车辆的前、后轮制动力根据理想制动力进行分配，从而使履带车辆能够较好地利用其所处路面的附着系数达到最佳的制动稳定性。这样的制动控制策略虽然能够方便地实现工程应用，但是，在实施该制动控制策略时，必需对其应用过程中的关键参数如履带车辆所处路面的峰值附着系数和轴荷分配进行精确地估计，当路面的峰值附着系数及轴荷分配的估计值远离其实际值时，则会导致履带车辆的制动稳定性受到严重影响。

对于履带车辆在紧急制动工况下进行的制动，履带车辆不仅要根据曲线对施加到其前、后轮上的制动力进行分配，同时还要开启其前、后轮上的制动防抱死系统，以在增强履带车辆的制动强度的同时保证其制动稳定性。因此，履带车辆在进行紧急制动时，也存在因路面的峰值附着系数及轴荷分配的估计值远离其实际值而导致履带车辆的紧急制动不稳定的问题。

综上可见，履带车辆无论是在一般制动工况下进行制动，还是在紧急制动工况下进行制动，均存在因该履带车辆所在路面的峰值附着系数及轴荷分配的估计值远离其实际值而导致该履带车辆制动不稳定的问题，单靠液压制动存在安全隐患。

另外，随着履带车辆的负载质量的变化，该履带车辆的整车质心位置会随之发生变化，从而导致履带车辆出现制动不稳定的问题，尤其在复杂环境，容易出现安全事故。

但是，目前混合动力制动系统为电制动和摩擦制动的简单叠加，因两种制动的特点存在差异，如 ：电制动大小跟车速、存能装置状态、制动踏板深度等有关系，摩擦制动跟气压压力或液压压力、踏板深度有关系，在同样的车速、同样的踏板深度下每一时刻的制动力不能保持一致，这时要靠主动调节来保证制动时的平稳度。

现有技术中，专利号为zl201510084425.X公开了一种复合制动系统、及其制动控制系统和制动控制方法的技术方案，采用一种复合制动策略对车辆进行制动。

然而无人履带车使用环境复杂，对制动要求极高。而且无人履带车不仅具有新能源来源范围广、经济效益高的技术特点，还由于常出入于人迹罕至处，因而其能量和载重比较难以平衡，当行至较远处，能量补给存在问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种能够利用制动能量给无人履带车补给能量的基于目标减速度的电驱动履带车电液复合制动控制方法。

本发明的目的是通过以下技术措施来达到的：

基于目标减速度的电驱动履带车电液复合制动控制方法，包括以下步骤：

步骤一，采用一般初始制动策略对电驱动履带车进行制动；

步骤二，在一般制动工况下实施制动操作后，整车控制器采集电驱动履带车的车速、制动强度及电池的荷电状态；

步骤三，当电驱动履带车处于0≤车速≤20，0.1≤电量≤0.8状态时，回收制动能量并通过紧急制动策略对电驱动履带车进行制动；

紧急制动策略将总制动力矩分为电制动力矩和摩擦制动力矩，按照电制动力矩对车辆进行电制动，按照摩擦制动力矩对车辆进行摩擦制动，其中用于分配制动力的计算方式如下：

总制动力矩的计算公式：M＝a*(K+b)*Mmax，

K＝V/Vmax，

b＝Mc/Mmax，

Mmax＝Mc+Memax，其中，M为总制动力矩，a为制动踏板开度，K为车速计算系数，b为力矩计算系数，V为当前车速，Vmax为车辆能达到的最高车速，Mmax为该制动系统所能提供的最大制动力矩，Mc为车辆前后制动器所能提供的最大制动力矩之和，Memax为驱动电机所能提供的最大电制动力矩；

电制动力矩的计算公式：Me＝(1-x)*Mm，其中，x为储能装置电量状态值，Mm为电机外特性力矩，即当前车速下对应的电机转速所能提供的最大电机力矩；

摩擦制动力矩的计算公式：Mf＝M-Me。

在一些较优的实施例中，步骤一首先搭建制动仿真模型，分层控制器根据制动输入的CAN制动信号对履带车辆的制动强度进行解析得出该制动强度的值，并采用一般初始制动策略对电驱动履带车进行制动。

本发明的另一目的在于提供一种利用制动能量实现能量补给的电驱动履带车电液复合制动控制系统：

基于目标减速度的电驱动履带车电液复合制动控制系统，其特征在于：包括ECU、HCU、电机控制器、电机、液压制动控制器、液压制动器、车速信号传感器、踏板开度传感器、电量传感器、储能器和能量回收系统；

ECU分别与HCU、电机控制器、液压制动控制器、车速信号传感器、踏板开度传感器、电量传感器、储能器和能量回收系统电连接；

电机控制器控制电机运行；

液压制动控制器控制液压制动器运行；

能量回收系统与储能装置连接。

在一些较优的实施例中，能量回收系统包括可用于发电的制动主电机，制动主电机与储能器电连接。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优点是：

一、可以通过能量回收系统在车辆制动减速或下坡时实现能量补给，其具体回收方式为在车辆减速制动或下坡时，将主电机切换为发电模式，电机在辅助制动的同时，将动能转化为电能并储存于储能器中，以提高整车的能量利用效率，增加整车的行驶里程；

二、紧急制动策略采用履带车复合制动控制方法，采用电液复合制动，合理分配二者之间的比例，提高履带车安全性能。

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1是本发明基于目标减速度的电驱动履带车电液复合制动控制方法的流程图。

附图2是本发明一般初始制动策略的原理框图。

附图3是本发明紧急制动策略的原理框图。

具体实施方式

实施:1：如附图1-3所示，基于目标减速度的电驱动履带车电液复合制动控制方法，包括以下步骤：

步骤一，采用一般初始制动策略对电驱动履带车进行制动；具体首先搭建制动仿真模型，分层控制器根据制动输入的CAN制动信号对履带车辆的制动强度进行解析得出该制动强度的值，并采用一般初始制动策略对电驱动履带车进行制动。

无人履带车辆在使用前已经经过测试和信息采集，并通过采集的数据计算得出车速与制动制动参数比例，一般初始制动策略将参数预设入仿真模型内，并在采取一般初始制动策略后，根据车速调取所需的参数，并通过车辆控制系统发送制动指令后采取制动。具体如图2所示，车速和参数BPS_MAP1、参数BPS_MAP2送至车辆控制器内，车辆控制器接收信号并调取制动指令发送给机械制动控制器采取机械制动；车速和参数BPS_MAP3送至车辆控制器内，车辆控制器接收信号并调取制动指令发送给电机控制器采取电制动。

步骤二，在一般制动工况下实施制动操作后，整车控制器采集电驱动履带车的车速、制动强度及电池的荷电状态；

步骤三，当电驱动履带车处于0≤车速≤20，0.1≤电量≤0.8状态时，回收制动能量并通过紧急制动策略对电驱动履带车进行制动；

紧急制动策略将总制动力矩分为电制动力矩和摩擦制动力矩，按照电制动力矩对车辆进行电制动，按照摩擦制动力矩对车辆进行摩擦制动，其中用于分配制动力的计算方式如下：

总制动力矩的计算公式：M＝a*(K+b)*Mmax，

K＝V/Vmax，

b＝Mc/Mmax，

Mmax＝Mc+Memax，其中，M为总制动力矩，a为制动踏板开度，K为车速计算系数，b为力矩计算系数，V为当前车速，Vmax为车辆能达到的最高车速，Mmax为该制动系统所能提供的最大制动力矩，Mc为车辆前后制动器所能提供的最大制动力矩之和，Memax为驱动电机所能提供的最大电制动力矩；

电制动力矩的计算公式：Me＝(1-x)*Mm，其中，x为储能装置电量状态值，Mm为电机外特性力矩，即当前车速下对应的电机转速所能提供的最大电机力矩；

摩擦制动力矩的计算公式：Mf＝M-Me。

采用一般初始制动策略和紧急制动策略相配合，兼顾节能和安全性要求，并且能够在紧急制动策略模式下回收能量，提高无人履带车行驶里程及利用效率。

实施例2：基于目标减速度的电驱动履带车电液复合制动控制系统，包括ECU、HCU、电机控制器、电机、液压制动控制器、液压制动器、车速信号传感器、踏板开度传感器、电量传感器、储能器和能量回收系统；

ECU分别与HCU、电机控制器、液压制动控制器、车速信号传感器、踏板开度传感器、电量传感器、储能器和能量回收系统电连接；

电机控制器控制电机运行；

液压制动控制器控制液压制动器运行；

能量回收系统与储能装置连接。

能量回收系统包括可用于发电的制动主电机，制动主电机与储能器电连接。电机在辅助制动的同时，将动能转化为电能并储存于储能器中，能够提高整车的能量利用效率，增加整车的行驶里程。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。