CN100427343C - 一种电动汽车的制动能量回馈控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车的制动能量回馈控制方法，属于电动汽车设计技术领域。本方法调节前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m包括：收到来自制动主缸的压力信号如果ABS在工作，则电动机制动力F_m＝0，前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr转交由ABS调节；如果ABS未工作，则根据实际制动力F_ba是否满足驾驶员的制动要求的阈值F、驱动轮的滑移率阈值S，以及电动机转矩极限等因素进行调节，直到制动踏板被松开，制动结束。本方法针对单轴电驱动、电液复合制动的电动汽车，可不依赖于精确的路面状态辨识，主动避免车轮抱死的发生，能取得较高的能量回馈效率。

Description

一种电动汽车的制动能量回馈控制方法

技术领域

本发明属于电动汽车设计技术领域，特别涉及一种单轴电驱动、电液复合制动的电动汽车的制动能量回馈控制方法。

背景技术

电动汽车作为日益加剧的环境压力下发展的一种新型车辆，已成为汽车工业界的研究重点之一。制动能量回馈是电动汽车提高能量使用效率的手段之一。汽车制动时的动能通过电动机被转化成电能保存在能量存储装置中，而不是像传统车辆中那样通过摩擦耗散在空气中。对单轴电驱动车辆，现有的制动能量回馈控制方法为：

一、辨识当前路面附着系数。

二、计算前后轴在该路面附着系数下能获得的最大制动力。

三、以回馈能量最大化为原则，分配电动机制动力与液压制动力。

四、如果ABS开始工作，停止制动能量回馈。

上述方法存在以下缺点：

一、要求精确的路面状态辨识结果，在实际应用于难以获得满意的效果。

二、在ABS工作后被动地停止能量回馈，但不能在ABS工作前主动避免车轮抱死的发生。

发明内容

本发明的目的是克服已有控制方法的不足，提出一种电动汽车的制动能量回馈控制方法。本方法针对单轴电驱动、电液复合制动的电动汽车，可不依赖于精确的路面状态辨识，主动避免车轮抱死的发生，能取得较高的能量回馈效率。

本发明提出一种电动汽车的制动能量回馈控制方法，用于前轴电驱动汽车，包括以下步骤：

1)收到来自制动主缸的压力信号，制动开始；

2)采集制动主缸压力、制动踏板行程、电动机转矩、车轮转速和车辆加速度等信号，计算驾驶员的需求制动力F_br、车辆的实际制动力F_ba、前轴车轮滑移率S_f；

3)调节前轴液压制动力F_nf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m；具体调节为：

(1)如果ABS在工作，则电动机制动力F_m＝0，前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr转交由ABS调节；

(2)如果ABS未工作，判断实际制动力F_ba是否满足驾驶员的制动要求的阈值F：

(21)如果F_ba大于F，则：

(211)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于滑移率阈值S，则前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m均与上一时刻相同；

(212)如果前轴车轮滑移率S_f大于S，则减小电动机制动力F_m，x增加后轴液压制动力F_hr，使前轴车轮滑移率S_f减小；

(22)如果F_ba小于或等于F，则：

(221)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于S，计算电动机转矩极限，若电动机转矩小于转矩极限，则增加电动机制动力F_m；

(222)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于S，但是电动机转矩已达到计算出的转矩极限不可再增加，则调节前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr，使工作点(F_m+F_hf，F_hr)与I曲线的距离最短；

(223)如果前轴车轮滑移率S_f大于S，则减小电动机制动力F_m，增加后轴液压制动力F_hr，使前轴车轮滑移率S_f减小；

4)重复执行步骤2)-3)，直到制动踏板被松开，制动结束。

本发明提出的另一种电动汽车的制动能量回馈控制方法，用于后轴电驱动汽车，包括以下步骤：

1)收到来自制动主缸的压力信号，制动开始；

2)采集制动主缸压力、制动踏板行程、电动机转矩、车轮转速和车辆加速度等信号，计算驾驶员的需求制动力F_br、车辆的实际制动力F_ba、后轴车轮滑移率S_r；

3)调节前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m；具体调节为：

(1)如果ABS在工作，则电动机制动力F_m＝0，前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr转交由ABS调节；

(2)如果ABS未工作，判断实际制动力F_ba是否满足驾驶员的制动要求的阈值F；

(21)如果F_ba大于F，则：

(211)如果后轴车轮滑移率S_r小于或等于滑移率阈值S，则前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m均与上一时刻相同；

(212)如果后轴车轮滑移率S_r大于S，则减小电动机制动力F_m，增加前轴液压制动力F_hf，使后轴车轮滑移率S_r减小；

(22)如果F_ba小于或等于F，则：

(221)如果后轴车轮滑移率S_r小于或等于S，计算电动机转矩极限，若电动机转矩小于转矩极限，则增加电动机制动力F_m；

(222)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于S，但是电动机转矩已达到计算出的转矩极限不可再增加，则调节前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr，使工作点(F_hf，F_m+F_hr)与I曲线的距离最短；

(223)如果后轴车轮滑移率S_r大于S，则减小电动机制动力F_m，增加前轴液压制动力F_hf，使后轴车轮滑移率S_r减小；

4)重复执行步骤2)-3)，直到制动踏板被松开，制动结束。

本发明采用的技术方案的特点是：不对路面附着状态进行辨识，而是直接测量车轮滑移率，判断所加制动力是否超出了制动稳定性要求的范围，并在不超出范围的前提下，尽可能地利用电动机完成制动。如果电驱动轴轮胎的滑移率还很小，说明路面附着系数相对足够，可以继续增加该轴上的电动机回馈制动力，直到制动力满足驾驶员需求或该轴轮胎滑移率足够大。如果电驱动轴轮胎的滑移率已较大，继续增加回馈制动力会导致车轮抱死，则靠增加非电驱动轴的液压制动力来满足驾驶员要求。

本发明的有益效果是：避免路面状态辨识的复杂运算，主动避免车轮抱死的发生，实现较高的制动能量回馈效率。

附图说明

图1是用于前轴电驱动汽车的制动能量回馈控制流程图。

图2是用于后轴电驱动汽车的制动能量回馈控制流程图。

具体实施方式

下面结合图1、2对本发明进行进一步描述如下。

本发明用于前轴电驱动汽车的制动能量回馈控制方法实施例1如图1所示，包括以下步骤：

1)收到来自制动主缸的压力信号(当驾驶员踩下制动踏板时产生的压力信号)，制动开始；

2)采集制动主缸压力、制动踏板行程、电动机转矩、车轮转速和车辆加速度等信号，计算驾驶员的需求制动力F_br、车辆的实际制动力F_ba、前轴车轮滑移率S_f(属于本领域常规技术)；

3)调节前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m；具体调节为：

(1)如果ABS在工作(即发生车轮抱死)，则电动机制动力F_m＝0，前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr转交由ABS调节(常规技术)；

(2)如果ABS未工作，判断实际制动力F_ba是否满足驾驶员的制动要求的阈值F(一般该阈值设置为：实际制动力F_ba接近需求制动力F_br即认为满足驾驶员的制动要求，本实施例中，设定阈值F为需求制动力F_br的90％，便认为其满足驾驶员的要求)；

(21)如果F_ba大于0.9F_br，则：

(211)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于滑移率阈值S(一般滑移率阈值S的取值范围为0.15～0.2，本实施例中设为0.15)，则前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m均与上一时刻相同；

(212)如果前轴车轮滑移率S_f大于0.15，则减小电动机制动力F_m，增加后轴液压制动力F_hr使前轴车轮滑移率S_f减小；

(22)如果F_ba小于或等于0.9F_br，则：

(221)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于0.15，计算电动机转矩极限(根据电动机功率、车速、电池SOC等因素确定)，若电动机转矩小于转矩极限，则增加电动机制动力F_m；

(222)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于0.15，但是电动机转矩已达到计算出的转矩极限不可再增加，则调节前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr，使工作点(F_m+F_hf，F_hr)与I曲线(为本领域熟知的理想的前、后制动力分配曲线)的距离最短；

(223)如果前轴车轮滑移率S_f大于0.15，则减小电动机制动力F_m，增加后轴液压制动力F_hr，使前轴车轮滑移率S_f减小；

4)重复执行步骤2)-3)，直到制动踏板被松开，制动结束。

本发明用于后轴电驱动汽车的制动能量回馈控制方法实施例2如图2所示，包括以下步骤：

1)收到来自制动主缸的压力信号(当驾驶员踩下制动踏板时产生的压力信号)，制动开始；

2)采集制动主缸压力、制动踏板行程、电动机转矩、车轮转速和车辆加速度等信号，计算驾驶员的需求制动力F_br、车辆的实际制动力F_ba、后轴车轮滑移率S_r(属于本领域常规技术)；

3)调节前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m。具体调节为：

(1)如果ABS在工作(即发生车轮抱死)，则电动机制动力F_m＝0，前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr转交由ABS调节；

(2)如果ABS未工作，判断实际制动力F_ba是否满足驾驶员的制动要求的阈值F(本实施例设定阈值F与实施例1相同)；

(21)如果F_ba大于0.9F_br，则：

(211)如果后轴车轮滑移率S_r小于或等于滑移率阈值(本实施例的滑移率阈值S的取值范围为0.15～0.2，与实施例1相同)，则前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m均与上一时刻相同；

(212)如果后轴车轮滑移率S_r大于0.15，则减小电动机制动力F_m，增加前轴液压制动力F_hf，使后轴车轮滑移率S_r减小；

(22)如果F_ba小于或等于0.9F_br，则：

(221)如果后轴车轮滑移率S_r小于或等于0.15，计算电动机转矩极限(根据电动机功率、车速、电池SOC等因素确定)，若电动机转矩小于转矩极限，则增加电动机制动力F_m；

(222)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于0.15，但是电动机转矩已达到计算出的转矩极限不可再增加，则调节前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr，使工作点(F_hf，F_m+F_hr)与I曲线(为本领域熟知的理想的前、后制动力分配曲线)的距离最短；

(223)如果后轴车轮滑移率S_r大于0.15，则减小电动机制动力F_m，增加前轴液压制动力F_hf，使后轴车轮滑移率S_r减小；

4)重复执行步骤2)-3)，直到制动踏板被松开，制动结束。

本发明的控制方法可通过在控制器中编程实现。

Claims (2)

1、一种电动汽车的制动能量回馈控制方法，用于前轴电驱动汽车，包括以下步骤：

1)收到来自制动主缸的压力信号，制动开始；

2)采集制动主缸压力、制动踏板行程、电动机转矩、车轮转速和车辆加速度信号，计算驾驶员的需求制动力F_br、车辆的实际制动力F_ba、前轴车轮滑移率S_f；

3)调节前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m；具体调节为：

(1)如果ABS在工作，则电动机制动力F_m＝0，前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr转交由ABS调节；

(2)如果ABS未工作，判断实际制动力F_ba是否满足驾驶员的制动要求的阈值F：

(21)如果F_ba大于F，则：

(211)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于滑移率阈值S，则前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m均与上一时刻相同；

(212)如果前轴车轮滑移率S_f大于S，则减小电动机制动力F_m，增加后轴液压制动力F_hr，使前轴车轮滑移率S_f减小；

(22)如果F_ba小于或等于F，则：

(221)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于S，计算电动机转矩极限，若电动机转矩小于转矩极限，则增加电动机制动力F_m；

(222)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于S，但是电动机转矩已达到计算出的转矩极限不可再增加，则调节前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr，使工作点(F_m+F_hf，F_hr)与I曲线的距离最短；

(223)如果前轴车轮滑移率S_f大于S，则减小电动机制动力F_m，增加后轴液压制动力F_hr，使前轴车轮滑移率S_f减小；

4)重复执行步骤2)-3)，直到制动踏板被松开，制动结束。

2、一种电动汽车的制动能量回馈控制方法，用于后轴电驱动汽车，包括以下步骤：

1)收到来自制动主缸的压力信号，制动开始；

2)采集制动主缸压力、制动踏板行程、电动机转矩、车轮转速和车辆加速度信号，计算驾驶员的需求制动力F_br、车辆的实际制动力F_ba、后轴车轮滑移率S_r；

3)调节前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m；具体调节为：

(1)如果ABS在工作，则电动机制动力F_m＝0，前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr转交由ABS调节；

(2)如果ABS未工作，判断实际制动力F_ba是否满足驾驶员的制动要求的阈值F：

(21)如果F_ba大于F，则：

(211)如果后轴车轮滑移率S_r小于或等于滑移率阈值S，则前轴液压制动力F_hf、后轴液压制动力F_hr与电动机制动力F_m均与上一时刻相同；

(212)如果后轴车轮滑移率S_r大于S，则减小电动机制动力F_m，增加前轴液压制动力F_hf，使后轴车轮滑移率S_r减小；

(22)如果F_ba小于或等于F，则：

(221)如果后轴车轮滑移率S_r小于或等于S，计算电动机转矩极限，若电动机转矩小于转矩极限，则增加电动机制动力F_m；

(222)如果前轴车轮滑移率S_f小于或等于S，但是电动机转矩已达到计算出的转矩极限不可再增加，则调节前轴液压制动力F_hf与后轴液压制动力F_hr，使工作点(F_hf，F_m+F_hr)与I曲线的距离最短；

(223)如果后轴车轮滑移率S_r大于S，则减小电动机制动力F_m，增加前轴液压制动力F_hf，使后轴车轮滑移率S_r减小；

4)重复执行步骤2)-3)，直到制动踏板被松开，制动结束。

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