CN101791978B - 一种混合动力汽车制动力补偿方法 - Google Patents

Abstract

一种混合动力汽车制动力补偿方法，其是在制动主缸与液压管路之间设计了一个串联的液压装置，当制动的时候，里面充满液压油，与制动主缸的主管路相连接，其液压的驱动方式为一个液压电动马达。通过测试连续模拟量踏板行程输入，得到驾驶员的制动需求，补偿装置控制器与混合动力控制器HCU之间存在CAN通讯，通过采集回收能量电机的电流、扭矩、电机系统的温度、电池的电量SOC、电池的温度等数据，计算补偿力的大小，从而确定连续补偿力矩的大小，从而避免因为回收扭矩的变化，出现制动一致性和效果很差的情况。本发明使数据通讯与液压都可以以毫秒级的速度响应，其结构简单，保证了系统的安全可靠性。本发明还可以保证驾驶员制动踏板的一致性，保证在尽可能多的回收制动能量的同时，制动距离也能达到法规要求。

Description

一种混合动力汽车制动力补偿方法

技术领域

本发明属于混合动力汽车专用系统，具体涉及混合动力汽车制动力补偿方法。

背景技术

混合动力汽车逐步的被推广，其节能减排比常规车有很大的优势。汽车在制动过程中，通过电机来回收部分能量补充给动力电池，以便增加整个车辆的续航里程。车辆在制动的过程中，机械制动与电机能量回收制动同时存在，即混合制动。在制动的过程中，电机回收制动力是随着时间和电池电量而波动的，为了保证驾驶员踩制动踏板时的踏板行程、踩踏力度、脚感的一致性，必须对因为回收扭矩变化而引起的制动力波动加以补偿。对于全混合以及纯电动回收能量较大的车辆制动力的补偿装置是必须的，它不仅可以保证制动的安全性，同时保证了驾驶员制动感觉一致。这种技术长期被TRW以及日本长期垄断，国内市面也无此技术的成熟应用，

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出一种混合动力汽车制动力补偿方法，采用改造原制动系统的方案，增加制动控制以及采集系统，保证制动过程中补偿力的时时变化，为安全和能量大比例回收提供保障。

本发明提出的混合动力汽车制动力补偿方法其硬件结构有硬件连接部分和电器连接部分。硬件连接部分主要包括：制动踏板总成、制动主缸、能量补偿液压缸。电器连接主要由制动踏板位移传感器、液压传感器、驱动马达、制动管理单元BMU、主控制器HCU组成。

制动踏板传感器固定连接在制动踏板上，液压传感器连接在制动主缸后方的主油路B上，能量补偿液压缸串接在制动主缸后面。驱动马达通过液压管路直接与能量补偿液压缸连接。制动管理单元通过线束与上述两个传感器及驱动马达连接，制动管理单元主要采集两个传感器的电压信号，同时发送工作指令给驱动马达，让其把能量补偿液压缸的液体传送到主油路B中；主控制器通过CAN线与制动管理单元连接，主控制器可以监控制动补偿的执行情况。

在混合动力系统运行中，如果出现制动能量回收模式，IPU监控大电机的电流、扭矩、转速、电机温度和IPU温度；BCU监控动力电池的电量(SOC)、电池温度，将以上信号采集到CAN总线上，CAN数据通过采集卡输送到BMU，位移传感器的位移电压信号和液压系统压力信号同时传输到BMU模块，位移传感器的电压变化，反映制动踏板的踩踏深度，电压的变化率反映制动踏板踩踏的速度。

BMU通过对上述信号采集和计算，把结果指令输给驱动马达，驱动马达进一步把能量补偿液压缸里的液体泵出，使A腔液体连续的输入到主管路B，主管路B上的液压力传感器把压力信号P2采集之后输入给BMU，BMU把压力信号P2与初始压力P1不断比较，当P1＝P2的时候，BMU发出信号控制驱动马达停止工作。其中初始压力P1为(P1-m，P1+m)的邻域，其中m是整个系统中压力的微小跳动数值，根据试验可以具体标定。

本发明在制动主缸与液压管路之间设计了一个串联的液压装置即能量补偿液压缸，当制动的时候，里面充满液压油，与制动主缸的主管路相连接，其液压的驱动方式为一个液压电动马达。通过测试连续模拟量踏板行程输入，可以得到驾驶员的制动需求；补偿装置控制器与混合动力控制器HCU之间存在CAN通讯，通过采集回收能量电机的电流、扭矩、电机系统的温度、电池的电量SOC、电池的温度等数据，以便计算补偿力的大小，从而确定连续补偿力矩的大小，从而避免了因为回收扭矩的变化，出现制动一致性和效果很差的情况。

通过本发明，使数据通讯与液压都可以以毫秒级的速度响应，其结构简单，保证了系统的安全可靠性。通过该发明的应用，可以保证驾驶员制动踏板的一致性，保证在尽可能多的回收制动能量的同时，制动距离也能达到法规要求。

附图说明

图1制动力分配逻辑图

图2制动力补偿装置硬件结构图

图3制动力补偿装置系统控制图

具体实施方式

图1为制动力分配逻辑，主控制器HCU对制动需求输入的数据进行计算，确定分配机械制动和能量回收制动的比例，进行制动力分配，随后根据整车的运行状态确定回收制动力的变化，根据其变化进行相应的力矩补偿。

以下再结合图2说明该制动补偿液压缸工作过程为：当驾驶员踩制动踏板的时候，制动踏板下的位移传感器这可模拟输入驾驶员制动力需求，向BMU输出电压信号，踏板的位置变化，可以通过位移传感器采集，位移传感器把位移量转化为电压量，电压越大，表示踏板踩的越深，反之越浅；踏板踩动的快慢，可以用电压变化快慢表示，电压单位时间变化的快，表示制动需求越强烈。

同时，液压油经过制动主缸流向能量补偿液压缸的补偿腔体A，并经补偿腔体A流入主管道B中，此时有一个制动力响应作用在制动轮上，此时的液压管路的压力为P1；

主控制器把电机控制器IPU监控到的扭矩采集到，可以判断能量回收力矩的变化，当回收扭矩减小的时候，此时腔体A的液体在驱动马达的作用下单方向流向车轮制动管路B。由于管路中单向阀和开关的作用，腔体A中的液体不会抵消制动液压主缸的输出。在这个过程中，压力传感器时刻监视液压管路的压力变化，并反馈给制动管理单元BMU。BMU和HCU之间通过CAN数据交流，由BMU输出指令发给驱动马达，让其工作或者不工作，实现闭环控制。

附图3为系统控制原理图，描述了能量补偿液压缸的控制方法。整个控制系统和装置采用的电源是低压直流12V电源，采用了两个三针脚传感器，分别为位移传感器、液压压力传感器。为了保证该系统的可靠性以及考虑到驾驶员制动操作的最可能时间，本制动力补偿方法中BMU上电过程采用跟随混合动力控制器HCU的方案。

当启动钥匙拨到IGNITI ON档位时，HCU通低压电，随后HCU发送继电器1闭合指令，12V电源通过常闭继电器2和3，分别为回收扭矩大电机IPU控制器和驱动电池BCU控制器提供低压12V电源，同时制动力调节控制器也通12V低压直流电，本过程所有控制器上电完毕，称为低压上电过程。BUM上电之后，本身提供5V的电源，通过输送电源这一针脚为传感器供电，传感器其他两针脚分别为信号线、信号接地。当钥匙拨到START档位的时候，混合动力系统运行，各控制器开始记录受控体的数据。如果出现制动能量回收模式，IPU监控大电机的电流、扭矩、转速、电机温度和IPU温度；BCU监控动力电池的SOC、电池温度。以上信号采集到总线上，CAN数据通过采集卡输送到BMU，传感器的位移电压信号和液压系统压力信号全部的传输到BMU计算模块，进行计算，位移电压变化，反映制动踏板的踩踏深度，电压的变化率反映制动踏板踩踏的速度。通过计算，把结果指令输给驱动马达，马达的驱动使得A腔液体连续的输入到管路B，液压力传感器把压力信号P2采集之后输入给BMU，通过与初始压力P1不断的比较，当P1＝P2的时候，马达停止工作。为了保证控制系统的稳定，必须为压力值P1设置一个范围为(P1-m，P1+m)的邻域。

Claims (2)

1.一种混合动力汽车制动力补偿方法，其特征在于：所述方法采用以下的硬件，包括有制动踏板总成、制动主缸、能量补偿液压缸、制动踏板位移传感器、液压传感器、驱动马达、制动管理单元BMU、主控制器HCU；

所述制动踏板位移传感器固定连接在制动踏板上，液压传感器连接在制动主缸后方的主油路B上，能量补偿液压缸串接在制动主缸后面；驱动马达通过液压管路直接与能量补偿液压缸连接；制动管理单元通过线束与上述两个传感器及驱动马达连接，制动管理单元主要采集两个传感器的电压信号，同时发送工作指令给驱动马达，让其把能量补偿液压缸的液体传送到主油路B中；主控制器通过CAN线与制动管理单元连接，主控制器可以监控制动补偿的执行情况；

所述方法的过程如下：在混合动力系统运行中，如果出现制动能量回收模式，电机控制器IPU监控大电机的电流、扭矩、转速、电机温度和电机控制器IPU温度；车载电池充电机BCU监控动力电池的电量SOC、电池温度，将以上信号采集到CAN总线上，CAN数据通过采集卡输送到制动管理单元BMU，制动踏板位移传感器的位移电压信号和液压系统压力信号同时传输到制动管理单元BMU，由制动管理单元BMU进行计算，制动踏板位移传感器的电压变化，反映制动踏板的踩踏深度，电压的变化率反映制动踏板踩踏的速度；

制动管理单元BMU通过对上述信号采集和计算，把结果指令输给驱动马达，驱动马达进一步把能量补偿液压缸里的液体泵出，使补偿液压缸的A腔液体连续的输入到主油路B，主油路B上的液压力传感器把压力信号P2采集之后输入给制动管理单元BMU，制动管理单元BMU把压力信号P2与初始压力P1不断比较，当P1=P2的时候，制动管理单元BMU发出信号控制驱动马达停止工作。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车制动力补偿方法，其特征在于所述初始压力P1为（P1-m，P1+m）的邻域，其中m是整个系统中压力的微小跳动数值。

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