CN102139694A - 一种混合动力轿车再生制动控制方法 - Google Patents

一种混合动力轿车再生制动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种混合动力轿车再生制动控制方法，用于混合动力轿车制动能量回收。滑行时再生制动控制方法：整车制动力矩需求等于发动机制动力矩，取消发动机制动力矩由电机制动力矩代替，T=Te=TM；制动时再生制动控制方法：整车制动力矩需求等于电机制动力矩与液压制动力矩之和，T=TM+Tf。优点是根据制动需求，协调控制再生制动与液压制动分配，充分使用电机的发电能力最大限度的回收制动能量。

Description

一种混合动力轿车再生制动控制方法
技术领域
本发明涉及一种混合动力轿车再生制动控制方法，用于混合动力轿车制动能量回收。
背景技术
目前国内混合动力轿车再生制动控制方法为液压制动和再生制动独立控制。其优点是：该控制方法的实现不需要对制动操纵机构进行改变；可以在一定限度内回收制动能量。其缺点是：低速时再生制动退出工作，制动扭矩突然降低，制动感觉差；不利于充分发挥电机的再生制动能力。
国内外相关专利有：
其一为 罗伯特·博世有限公司的“具有液压或者气动制动装置的混合动力电动汽车中的能量再生”，专利申请号为200680029974.6 。该专利涉及一种用于在混合动力电动汽车的制动过程中再生能量的方法，可以优化电机的利用，当制动装置包括至少一个减压阀时，使用该减压阀根据电机的减速份额减小由驾驶员施加的制动压力。
其二为现代自动车株式会社的“用于混合动力电动汽车的制动系统及其控制方法”，申请号为 200710139814.3。该专利涉及的制动系统及其控制方法，控制单元通过基于驱动电机的旋转速度等计算最大再生制动转矩来控制驱动电机，并且通过对制动转矩补偿液压制动转矩，根据由此计算出的最大再生制动转矩控制液压制动调节器来改变液压制动转矩以满足目标制动转矩。
其三为中国第一汽车集团公司的“提高混合动力电动汽车制动能量回收的控制方法”，申请号为 200510016977.3。 该发明的控制方法，其特征在于当车辆制动减速时，运用离合器使发动机与动力传动系统断开，提高电机发电制动负荷；整车控制器指令离合器控制器切断发动机与动力传动系统的联接，同时指令电机控制器实现电机发电回收制动能量；提高电机制动扭矩负荷补偿发动机脱开后引起的制动力减少，从而在保证相同制动效能的前提下，提高了制动能量的回收率，即提高了整车的燃料经济性。
其四为 奇瑞汽车有限公司的“一种混合动力电动汽车的再生制动控制方法”，申请号为200610098185.X。该专利在车辆减速时，整车控制器发出控制信号，发动机转换到燃油切断模式，电机控制器发出控制信号控制电机/电动机工作在发电状态，发电/电动机发出的电能经由逆变器输送到高压储电池中，高压储电池再经由DC-DC转换器低压储电池和车身电路中，在车辆启动和辅助助力时使用这部分能量，以提高整车的燃油经济性、排放和整车性能。
其五为吉林大学的“ 混合动力电动汽车再生制动与防抱死集成控制系统”，申请号为200710055687.9。本发明涉及的再生制动和液压防抱死集成控制系统包括再生制动控制子系统和液压制动控制子系统。两控制子系统既相互独立又相互统一。相互独立是指液压制动控制子系统根据车轮的制动状态对液压压力进行控制，不受再生制动控制子系统工作状态的限制，同理，再生制动控制子系统也根据车轮的制动状态对前轴的再生制动力矩进行控制，不受液压控制子系统工作状态的限制。两制动控制子系统相互统一是指两控制子系统在作用效果上是协调统一的，能够实现能量回收和防抱死的协调统一。本发明主要解决了在保证汽车制动安全性和平顺性基础上最大限度的发挥电机的再生制动功能，提高整车的能量利用率和经济性。
发明内容
本发明提供一种混合动力轿车再生制动控制方法，以解决混合动力轿车再生制动和液压制动分配问题。
本发明采取的技术方案是，包括下列步骤：
滑行时再生制动控制方法：整车制动力矩需求等于发动机制动力矩，取消发动机制动力矩由电机制动力矩代替，T=Te=TM；
制动时再生制动控制方法：整车制动力矩需求等于电机制动力矩与液压制动力矩之和，T=TM+Tf。
本发明制动时再生制动控制方法包括下列步骤：
（1）当制动踏板踩下时刻，制动开始，当电机制动力矩满足驾驶员制动需求力矩时，整车制动力矩T=TM=mgrZ，液压制动力矩Tf=0；
（2）随着驾驶员制动需求的增大，电机制动力矩不满足驾驶员制动需求时，液压制动力矩增加，并根据电机制动力矩的变化调整，整车制动力矩T=TM+Tf，液压制动力矩Tf=mgrZ- TM,电机制动力矩TM =TMmax；
（3）驾驶员制动需求恒定后，电机制动力矩尚不满足驾驶员制动需求，但随着车速的降低，电机制动力矩增大，可逐步降低液压制动力矩，整车制动力矩T=TM+Tf，液压制动力矩Tf=mgrZ- TM,电机制动力矩TM =TMmax；
（4）随着车速降低，电机最大制动力矩能够满足或者超过驾驶员制动需求力矩时，整车制动力矩全部由电机提供，整车制动力矩T=TM=mgrZ，液压制动力矩Tf=0；
（5）随着车速持续降低，电机已不能提供足够的制动力矩满足驾驶员制动需求，液压制动力矩增加，整车制动力矩T=TM+Tf，液压制动力矩Tf=mgrZ- TM,电机制动力矩TM =TMmax；
其中变量定义如下：整车制动强度为Z，整车制动力F，车轮半径r，整车质量m，重力加速度g，整车制动力矩T，电机制动力矩TM，当前转速下电机最大制动力矩TMmax，液压制动力矩Tf，发动机制动力矩Te。
本发明涉及的再生制动控制方法从两个方面优化再生制动控制：提出了滑行时再生制动的控制方法，和制动时再生制动的控制方法。积极效果是回收了滑行时的部分制动能量；制动时优先并充分使用电机制动，制动能量回收最大，不足部分使用液压制动力，并保证车辆制动性能不改变，达到节约能源的目的。试验结果表明使用本控制方法后混合动力轿车再生制动系统燃油经济性改善可以从6%提高到12%，参见图1。
附图说明
图1是再生制动的试验曲线图。
图2是本发明再生制动控制过程图。
具体实施方式
本发明变量定义如下：整车制动强度为Z，整车制动力F，车轮半径r，整车质量m，重力加速度g，整车制动力矩T，电机制动力矩TM，当前转速下电机最大制动力矩TMmax，液压制动力矩Tf，发动机制动力矩Te。
滑行时再生制动控制方法：整车制动力矩需求等于发动机制动力矩，取消发动机制动力矩由电机制动力矩代替，T=Te=TM；
制动时再生制动控制方法：整车制动力矩需求等于电机制动力矩与液压制动力矩之和，T=TM+Tf；
下面结合图2对本发明做进一步的描述：如图2所示，1轴代表车速，2轴代表时间，3轴代表制动力矩，虚线4代表油门踏板松开时刻，虚线5代表制动踏板踩下时刻，虚线6代表车速，线7代表滑行时电机制动力矩，线8代表制动时电机制动力矩，线9代表驾驶员制动需求力矩，区域10代表液压制动力矩。
滑行时的再生制动控制：
线4代表的时刻滑行开始，在驾驶员需求不改变的情况下，电机模拟发动机制动力矩，TM=Te，如线7所示，驾驶员若踩下制动踏板则按照制动时的再生制动控制方法执行。
制动时的再生制动控制可以分为5个工作阶段：
（1）线5代表的时刻制动开始，当线8代表的电机制动力矩满足线9代表的驾驶员制动需求力矩时，整车制动力矩T=TM=mgrZ，液压制动力矩Tf=0；
（2）随着驾驶员制动需求的增大，电机制动力矩不满足驾驶员制动需求时，左侧区域10代表的液压制动力矩增加，并根据电机制动力矩的变化调整，整车制动力矩T=TM+Tf，液压制动力矩Tf=mgrZ- TM,电机制动力矩TM =TMmax；
（3）驾驶员制动需求恒定后，电机制动力矩尚不满足驾驶员制动需求，但随着车速的降低，电机制动力矩增大，可逐步降低液压制动力矩，整车制动力矩T=TM+Tf，液压制动力矩Tf=mgrZ- TM,电机制动力矩TM =TMmax；
（4）随着车速降低，电机最大制动力矩能够满足或者超过驾驶员制动需求力矩时，整车制动力矩全部由电机提供，整车制动力矩T=TM=mgrZ，液压制动力矩Tf=0；
（5）随着车速持续降低，电机已不能提供足够的制动力矩满足驾驶员制动需求，右侧区域10代表的液压制动力矩增加，整车制动力矩T=TM+Tf，液压制动力矩Tf=mgrZ- TM,电机制动力矩TM =TMmax。

Claims (2)

1.一种混合动力轿车再生制动控制方法，其特征在于包括下列步骤：
滑行时再生制动控制方法：整车制动力矩需求等于发动机制动力矩，取消发动机制动力矩由电机制动力矩代替，T=Te=TM；
制动时再生制动控制方法：整车制动力矩需求等于电机制动力矩与液压制动力矩之和，T=TM+Tf；
其中变量定义如下：整车制动力矩T，电机制动力矩TM，液压制动力矩Tf，发动机制动力矩Te。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力轿车再生制动控制方法，其特征在于制动时再生制动控制方法包括下列步骤：
（1）当制动踏板踩下时刻，制动开始，当电机制动力矩满足驾驶员制动需求力矩时，整车制动力矩T=TM=mgrZ，液压制动力矩Tf=0；
（2）随着驾驶员制动需求的增大，电机制动力矩不满足驾驶员制动需求时，液压制动力矩增加，并根据电机制动力矩的变化调整，整车制动力矩T=TM+Tf，液压制动力矩Tf=mgrZ- TM,电机制动力矩TM =TMmax；
（3）驾驶员制动需求恒定后，电机制动力矩尚不满足驾驶员制动需求，但随着车速的降低，电机制动力矩增大，可逐步降低液压制动力矩，整车制动力矩T=TM+Tf，液压制动力矩Tf=mgrZ- TM,电机制动力矩TM =TMmax；
（4）随着车速降低，电机最大制动力矩能够满足或者超过驾驶员制动需求力矩时，整车制动力矩全部由电机提供，整车制动力矩T=TM=mgrZ，液压制动力矩Tf=0；
（5）随着车速持续降低，电机已不能提供足够的制动力矩满足驾驶员制动需求，液压制动力矩增加，整车制动力矩T=TM+Tf，液压制动力矩Tf=mgrZ- TM,电机制动力矩TM =TMmax；
其中变量定义如下：整车制动强度为Z，整车制动力F，车轮半径r，整车质量m，重力加速度g，整车制动力矩T，电机制动力矩TM，当前转速下电机最大制动力矩TMmax，液压制动力矩Tf，发动机制动力矩Te。
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