电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制方法及系统与流程

本发明涉及电子机械制动系统的，特指一种电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制方法及系统。

背景技术：

1、随着新能源汽车电动化和智能化的发展，尤其是无人驾驶技术的发展，对底盘的制动性能要求越来越高，而传统的底盘制动通过液压实现，存在设计复杂、安装不便、成本高、响应慢等缺点。为了满足汽车智能化和电动化的发展要求，克服传统底盘制动的缺点，电子机械制动系统（emb）应运而生，该制动系统响应快，精度高，结构简单，安装方便。

2、如图1所示，典型的emb系统包含电机11、第一减速机构12、第二减速机构13、第一制动摩擦片14、制动盘15和卡钳壳体16以及第二制动摩擦片17等部分。电机11输出可控制的力矩，通过第一减速机构12对电机11输出进行减速增扭，然后通过第二减速机构13进一步进行减速增扭，同时将旋转运动转换为直线运动。第二减速机构13通过活塞作用在第一制动摩擦片14，第一制动摩擦片14消除制动间隙后夹紧制动盘15，进而产生夹紧力，实现车辆制动。在非制动情况下，为了避免产生残余制动力，影响汽车正常行驶，需要在第一制动摩擦片14、第二制动摩擦片17和制动盘15之间留有一定的间隙，在制动情况下，则需要先消除制动间隙后才能产生夹紧力，因此车辆制动会产生一定延迟。可以看出，制动间隙的控制对制动的可靠性、快速性和准确性有重要影响，而制动间隙又会随着制动摩擦片的磨损而发生偏移。

3、中国一在先专利（申请号为：202310819624.5，发明创造名称为：一种电子机械制动系统建压零点自适应方法）公开了一种电子机械制动系统建压零点自适应方法。该方法在上电初始化完成后，执行建压零点自适应控制算法，通过监控q轴电流、电机转速反馈，判定建压零点自适应的完成。该发明使建压零点能够自适应，克服了由于机械件不同而导致建压零点不同，以及因汽车刹车片磨损而导致建压零点偏移所带来的影响。该方法对q轴电流和电机转速信号要求较高，由于无法获取夹紧力信号，建立的零点和实际零点也存在较大偏差。

4、中国另一在先专利（申请号为：202410306615.0，发明创造名称为：一种电子机械制动系统的制动间隙估计与调节方法）公开了一种电子机械制动系统的制动间隙估计与调节方法。该方法在制动过程中收集电机转角信息与电流信息， 输入至制动卡钳与制动盘接触判据的接触函数，从而估计制动间隙；在制动行程结束后，修正制动间隙至设定范围并将制动间隙值提供给夹紧力估计模块，解决因磨损等原因导致的夹紧力估计精度下降。该方法对制动卡钳与制动盘接触判据的接触函数中的参数要求较高，当系统参数变化或系统存在较大扰动时，则很难准确估计出接触判据。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制方法及系统，解决现有的方法存在较大偏差以及临界绝对角度获取对物理模型参数的可靠性依赖很大，当物理模型参数变化很大时，很难保证临界绝对角度一致性的问题。

2、实现上述目的的技术方案是：

3、本发明提供了一种电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制方法，包括如下步骤：

4、判断临界绝对角度自学习是否完成；

5、若未完成，则选择临界绝对角度自学习过程中的参考绝对角度作为三环控制的等效参考绝对角度，选择基于默认零位角度计算的实际绝对角度作为三环控制的等效实际绝对角度；

6、若已完成，则进一步判断是否有夹紧力请求，若没有，则选择设定的参考制动间隙所对应的角度作为三环控制的等效参考绝对角度，若有，则选择夹紧力请求所对应的角度作为三环控制的等效参考绝对角度；进一步判断当前夹紧力是否大于临界夹紧力，若否，则选择基于临界绝对角度作为参考零位计算的实际绝对角度作为三环控制的等效实际绝对角度，若是，则选择当前夹紧力所对应的角度作为三环控制的等效实际绝对角度。

7、本发明电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制方法的进一步改进在于，还包括：

8、接收自学习激活信号；

9、根据所接收的自学习激活信号进行临界绝对角度的自学习。

10、本发明电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制方法的进一步改进在于，进行临界绝对角度的自学习包括如下步骤：

11、s11，获取当前夹紧力；

12、s12，判断当前夹紧力是否小于临界夹紧力，若是，则让参考绝对角度增加一设定值，若否，则让参考绝对角度减小一设定值；

13、s13，判断当前夹紧力是否处于临界参考区间内，若是，则将当前的参考绝对角度作为临界绝对角度，并将临界绝对角度自学习状态更新为完成；若否，则重复执行步骤s12。

14、本发明电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制方法的进一步改进在于，在将当前的参考绝对角度作为临界绝对角度之前还包括判断当前夹紧力是否稳定，若是，则将当前的参考绝对角度作为临界绝对角度，若否，则重复执行步骤s12。

15、本发明电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制方法的进一步改进在于，判断当前夹紧力是否稳定包括如下步骤：

16、根据设定的循环周期，对当前夹紧力是否处于临界参考区间进行循环判断，若当前夹紧力处于临界参考区间内，则进行计数；

17、若计数达到设定阈值，则判定当前夹紧力是稳定，反之则判定当前夹紧力为不稳定。

18、本发明还提供了一种电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制系统，包括：

19、获取模块，用于获取电子机械制动系统的当前夹紧力；

20、自学习模块，与所述获取模块连接，用于对临界绝对角度进行自学习；

21、绝对角度计算模块，与所述自学习模块连接，用于计算实际绝对角度；

22、输入仲裁模块，与所述自学习模块和三环控制模块连接，用于在所述自学习模块自学习未完成时，选择所述自学习模块在自学习过程中的参考绝对角度作为等效参考绝对角度输入给所述三环控制模块，用于在所述自学习模块自学习完成时，进一步判断是否有夹紧力请求，若没有，则选择设定的参考制动间隙所对应的角度作为等效参考绝对角度输入给所述三环控制模块，若有，则选择夹紧力请求所对应的角度作为等效参考绝对角度输入给所述三环控制模块；

23、反馈仲裁模块，与所述获取模块、所述绝对角度计算模块和所述三环控制模块连接，用于在所述自学习模块自学习未完成时，选择所述绝对角度计算模块基于默认零位角度计算的实际绝对角度作为等效实际绝对角度输入给所述三环控制模块，用于在所述自学习模块自学习完成时，进一步判断当前夹紧力是否大于临界夹紧力，若否，则选择所述绝对角度计算模块基于临界绝对角度作为参考零位计算的实际绝对角度作为等效实际绝对角度输入给所述三环控制模块，若是，则选择当前夹紧力所对应的角度作为等效实际绝对角度输入给所述三环控制模块。

24、本发明电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制系统的进一步改进在于，还包括与所述自学习模块连接的激活模块；

25、所述激活模块用于形成自学习激活信号，将自学习激活信号发送给所述自学习模块以使得所述自学习模块进行临界绝对角度的自学习。

26、本发明电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制系统的进一步改进在于，所述自学习模块用于接收所述获取模块获取的当前夹紧力，并判断当前夹紧力是否小于临界夹紧力，若是，则让参考绝对角度增加一设定值，若否，则让参考绝对角度减小一设定值；

27、还用于判断当前夹紧力是否处于临界参考区间内，若是，则将当前的参考绝对角度作为临界绝对角度，并将临界绝对角度自学习状态更新为完成；若否，重复执行判断当前夹紧力是否小于临界夹紧力的步骤。

28、本发明电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制系统的进一步改进在于，所述自学习模块还用于在将当前的参考绝对角度作为临界绝对角度之前判断当前夹紧力是否稳定，若是，则将当前的参考绝对角度作为临界绝对角度，若否，则重复执行判断当前夹紧力是否小于临界夹紧力的步骤。

29、本发明电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制系统的进一步改进在于，所述自学习模块在判断当前夹紧力是否稳定时，用于根据设定的循环周期，对当前夹紧力是否处于临界参考区间进行循环判断，若当前夹紧力处于临界参考区间内，则进行计数；

30、若计数达到设定阈值，则判定当前夹紧力是稳定，反之则判定当前夹紧力为不稳定。

31、本发明电子机械制动系统的制动间隙和夹紧力控制方法及系统的有益效果为：

32、本发明从系统层面考虑临界绝对角度自学习、间隙控制和夹紧力控制的协调，从系统层面解决间隙的获取，间隙的快速消除，以及夹紧力控制的统一控制问题，提高了临界绝对角度获取的一致性、夹紧力控制的快速性和稳定性，避免残余夹紧力对制动摩擦片的磨损以及不必要的行车损耗。

33、本发明采用基于力反馈的临界绝对角度自学习方法，可以提高临界绝对角度获取的精度和获取的一致性，同时，可以消除制动摩擦片磨损对夹紧力控制精度和响应速度的影响。

34、本发明在制动情况下，将夹紧力请求换算成参考绝对角度作为三环控制的输入，将实际的当前夹紧力换算成实际绝对角度作为三环控制的反馈，通过相同的换算关系，可以实现夹紧力的精准控制。在非制动情况下，将参考制动间隙等效的参考角度作为三环控制的输入，将计算的实际绝对角度作为三环控制的反馈，可以保证制动间隙精准控制，避免产生残余夹紧力。

35、本发明临界绝对角度自学习完成后，保证了从制动间隙消除过度到夹紧力控制的连续性，缩短了夹紧力响应时间，提高了制动响应速度。

36、本发明通过绝对角度计算模块，将角度传感器测量的相对角度换算成绝对角度，保证了制动间隙的精准控制。