一种提高线控制动系统响应时间的方法

摘要

本发明涉及一种提高线控制动系统响应时间的方法，主控制芯片获取电机的运行状态；当电机处在空载运行状态下，所述主控制芯片输出电机转速驱动电压为电机最大转速电压；电机在所述最大转速电压的驱动下运行，并向主控制芯片反馈电机运转速度对应的反馈电压；所述主控制芯片根据所述最大转速电压和所述反馈电压调整电机，使其工作在所述最大转速下，本发明应用在线控制动系统中，电机在空载状态下运行时，控制电机工作在最大转速度下，缩短了电机空行程的运行时间，提高了线控制动系统的响应时间，并增加了系统的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高线控制动系统响应时间的方法。

背景技术

在线控制动过程中，主控制芯片根据踏板制动信号、轮速传感器信号向电机驱动单元发 出电机控制信号，电机的运转在减速机构作用下推动压紧机构与刹车片接触，从而实现汽车 整车的制动效果。

在对该技术方案的改进过程中，发现现有技术存在以下缺陷：

在线控制动系统中，压紧机构与刹车片之间存在一定的机械设计距离，当压紧机构与刹 车片之间未接触时，电机处在空载运行状态下，现有技术中未考虑电子制动器空载状态下的 运行时间。

特别的，ABS系统中，在一秒内可进行60至120次高频率的刹车与松刹操作，因此ABS 系统的响应时间需控制在可靠范围内，在电机和制动器响应时间一定的情况下，需降低电子 制动器的空载运行时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高线控制动系统响应时间的方法，应用在线控制动系统中， 电机在空载状态下运行时，控制电机工作在最大转速度下，缩短了电机空行程的运行时间， 提高了线控制动系统的响应时间，并增加了系统的可靠性。

主控制芯片获取电机的运行状态；当电机处在空载运行状态下，所述主控制芯片输出电 机转速驱动电压为电机最大转速电压，电机在所述最大转速电压的驱动下运行，并向主控制 芯片反馈电机运转速度对应的反馈电压；所述主控制芯片根据所述最大转速电压和所述反馈 电压调整电机工作在所述最大转速下。

具体技术方案如下：

一种提高线控制动系统响应时间的方法，包括如下步骤：

(1)主控制芯片获取电机的运行状态；

(2)当电机处在空载运行状态下，所述主控制芯片输出电机转速驱动电压为电机最大转速 电压；

(3)电机在所述最大转速电压的驱动下运行，并向主控制芯片反馈电机运转速度对应的反 馈电压；

(4)所述主控制芯片根据所述最大转速电压和所述反馈电压调整电机，使其工作在所述最 大转速下。

进一步地，在线控制动过程中，主控制芯片根据踏板制动信号和/或轮速传感器信号向电 机驱动单元发出电机控制信号，电机的运转在减速机构作用下推动压紧机构与刹车片接触， 从而实现汽车整车的制动效果。

进一步地，所述主控制芯片通过电机驱动电路控制电机的运转，所述电机的转动通过齿 轮传动带动减速机构工作，所述减速机构的输出端与压紧机构连接，减速机构的输出驱动压 紧机构做直线往复运动，所述压紧机构推动刹车片与刹车盘之间接触。

进一步地，步骤(2)中所述的电机的空载运行状态为：所述压紧机构与刹车片之间因为 存在的机械设计距离而未接触的过程中，电机所处的运行状态。

进一步地，步骤(1)中，主控制芯片获取电机的运行状态的方式为：在压紧机构靠近刹 车片的端面设置一个位置传感器，当压紧机构与刹车片非接触情况下其判断电机处在空载运 行状态下，从而对电机的转速进行控制。

进一步地，设定电机的最大转速电压为Un*，设定电机转速检测模块向主控制芯片反馈 电机与电机转速成正比的负反馈电压为Un，所述主控制芯片根据电机的最大转速电压Un*和 反馈电压Un对电机的转速进行控制，调整电机空行程时运转在最大转速下。

进一步地，所述电机为无刷电机。

与目前现有技术相比，本发明应用在线控制动系统中，电机在空载状态下运行时，控 制电机工作在最大转速度下，缩短了电机空行程的运行时间，提高了线控制动系统的响应 时间，并增加了系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的算法流程图

图2为电子制动器的结构示意图

图中：50-压紧机构；60-刹车片；70-刹车盘

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。

本实施例提出了一种提高线控制动系统响应时间的方法，包括以下步骤：主控制芯片获 取电机的运行状态；当电机处在空载运行状态下，所述主控制芯片输出电机转速驱动电压为 电机最大转速电压，电机在所述最大转速电压的驱动下运行，并向主控制芯片反馈电机运转 速度对应的反馈电压；所述主控制芯片根据所述最大转速电压和所述反馈电压调整电机工作 在所述最大转速下。

具体的，参照附图1，在空载运行状态下，电机转速给定电压为电机最大转速电压，电 机在最大转速电压的驱动下运行，例如，电机的最大转速为5500rpm，电机的额定电压为12V， 电机的最大转速电压Un*可表示为12V。

而电机的实际转速未达到所述最大转速电压对应的速度，即在所述最大转速电压的驱动 下电机的实际转速低于最大转速，根据电机转速检测模块向主控制芯片反馈电机与电机转速 成正比的负反馈电压Un。例如，电机的实际转速为4800rpm，即电机的反馈电压Un可以表示 为12×4800/5500V＝10.47V

主控制芯片根据电机的最大转速电压Un*和反馈电压Un对电机的转速进行控制，调整电 机空行程时运转在最大转速下。具体的，根据电机的速度偏差ΔUn(|Un*-Un|)，对速度偏差 ΔUn进行PI调节获取电机驱动电路的控制电压Uct。在过程控制中，按偏差的比例(P)、积 分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动 控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单 等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象——“一阶滞后+纯滞后”与“二 阶滞后+纯滞后”的控制对象，PID控制器是一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品 质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活(PI、PD)。

驱动电路采用脉宽调制变换器电路即PWM变换器电路，根据控制电压Uct得到PWM值， 从而得到作用在电机电枢平均端的电压值Udo，从而对电机转速进行控制。PWM(Pulse Wide M)的意思是脉冲宽度调节，也就是调节方波高电平和低电平的时间比，一个20％占空比波形，会 有20％的高电平时间和80％的低电平时间，而一个60％占空比的波形则具有60％的高电平时间 和40％的低电平时间，占空比越大，高电平时间越长，则输出的脉冲幅度越高，即电压越高.如果 占空比为0％，那么高电平时间为0，则没有电压输出.如果占空比为100％，那么输出全部电压。

电机的转速经上述速度调整后，对电机的实际转速进行检测，并向主控制芯片反馈经调 整后的转速对应的反馈电压。在本实施例中，所述电机采用无刷电机，对无刷电机的速度检 测采用位置检测和速度计算两个步骤，在次不再详加赘述。

需要说明的是，本实施例提出的控制方法是按照速度偏差对电机的转速进行调整的，在 速度偏差不为零时，始终对电机的转速进行调整，直至电机运行在最大转速下；当电机在最 大转速下运转，即速度偏差为零时，对电机速度的调整量为零。即只要被调量出现偏差，此 控制系统就会自动产生纠正偏差的作用。

如图2所示为电子制动器的结构示意图，线控制动系统的工作原理为：

在线控制动过程中，主控制芯片10接收到制动信号，通过电机驱动电路20控制电机30 的运转，电机30的转动通过齿轮传动带动减速机构40工作，减速机构40的输出端与压紧机 构50连接，减速机构40的输出驱动压紧机构50做直线往复运动，压紧机构50推动刹车片 60与刹车盘70之间的接触，刹车片60与刹车盘70之间的摩擦力作用产生制动效果。

制动过程中，压紧机构50与刹车片60之间的距离区间为空行程距离，此时，电机30在 空载状态下运行，即电机处在空行程运转。在本实施例中，控制电机在空载状态下以最大转 速运转以缩短电机空行程的运行时间，。

需要说明的是，在本实施例中主控制芯片获取电机的运行状态可采用多种方式，例如在 压紧机构50靠近刹车片60的端面设置位置传感器，当压紧机构50与刹车片60非接触情况 下判断电机处在空载运行状态下，并对电机的转速进行控制。

本实施例提出了一种提高线控制动系统响应时间的方法，应用在线控制动系统中，电机 在空载状态下运行时，控制电机工作在最大转速度下，缩短了电机空行程的运行时间，提高 了线控制动系统的响应时间，并增加了系统的可靠性。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制， 只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合 的，均在本发明的保护范围之内。