CN103738327B - 基于abs装置的混合动力汽车制动能量回收方法 - Google Patents

基于abs装置的混合动力汽车制动能量回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于ABS装置的混合动力汽车制动能量回收方法，该方法在汽车制动时，为了尽可能使汽车动能得到回收，优先使用电机制动，在踏板超过预先设定的空行程时，才使液压制动参与作用。同时，本发明中ABS低压蓄能器的回位弹簧向制动踏板提供制动脚感反馈力，保证了制动踏板的脚感。

Description

基于ABS装置的混合动力汽车制动能量回收方法
技术领域
本发明涉及汽车电控制动技术领域，具体地指一种基于ABS（Anti-lock Braking System，防抱死制动系统）装置的混合动力汽车制动能量回收方法。
背景技术
节能和环保是当今社会的两大主题，为降低汽车燃油消耗率，国外主要汽车公司及零部件供应商一直致力于制动能量回收技术的研究。制动能量回收系统主要分为串联式和并联式两种。串联式制动能量回收系统能优先利用电机制动，当电机制动能力不够（不足以满足驾驶员制动意图）时由液压制动补充，可最大程度地通过电机制动回收制动能量，但是系统成本较高。常规的并联式制动能量回收系统结构简单、成本低，但工作时因制动踏板踩下即开始建立液压制动，通过制动器摩擦将车辆制动能量转换成热能耗散而消耗了制动能量，无法形成由电机制动单独回收制动能量的工作模式，导致其回收制动能量的效果较差。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种基于ABS装置的混合动力汽车制动能量回收方法，该制动能量回收方法能显著提升制动能量回收的效果。
为实现此目的，本发明所设计的基于ABS装置的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：驾驶员踩下制动踏板，在ABS装置状态正常且未进入防抱死调节模式时，制动踏板行程传感器将检测到的实时制动踏板行程信息发送给整车控制器，同时电机控制器和电池管理系统将车辆驱动电机所具备的实时的电机允许最大制动力矩也发送给整车控制器；
步骤2：整车控制器判断制动踏板行程是否超过预先设定的空行程，同时，判断车辆驱动电机所具备的实时的电机允许最大制动力矩是否超过阈值力矩；
其中，当制动踏板行程未超过预先设定的空行程时，整车控制器控制ABS常闭阀开启，使制动液由制动液管道进入ABS低压蓄能器，同时整车控制器控制车辆驱动电机制动；
当制动踏板行程超过预先设定的空行程时，整车控制器控制ABS常闭阀为关闭状态，使制动液由制动液管道进入制动轮缸，此时制动轮缸建立制动压力，液压制动与车辆驱动电机制动同时对车辆进行制动操作；
当车辆驱动电机所具备的电机允许最大制动力矩≥阈值力矩时，随着制动踏板行程的增加，在制动踏板行程处于所述预先设定的空行程内，整车控制器控制车辆驱动电机线性地增加电机制动力矩，直到使汽车产生0.1g（重力加速度）的减速度，此后，整车控制器将车辆驱动电机剩余的电机制动力矩按线性规律在制动踏板总行程的40%处之前全部加载给车辆驱动电机，制动踏板的行程超出制动踏板总行程的40%后，整车控制器控制车辆驱动电机持续输出电机允许最大制动力矩；
当车辆驱动电机所具备的电机允许最大制动力矩＜阈值力矩时，在制动踏板行程处于所述预先设定的空行程内时，整车控制器控制车辆驱动电机线性加载电机制动力矩至电机允许最大制动力矩，在制动踏板行程超出所述预先设定的空行程后，整车控制器控制车辆驱动电机持续输出电机允许最大制动力矩；
上述阈值力矩为使空载汽车产生0.1g减速度所对应的电机制动力矩；
步骤3：在步骤2进行的同时，整车控制器实时检测ABS装置的工作状态，当整车控制器检测到ABS装置发生故障或ABS装置进入车轮防抱死调节模式时，整车控制器控制车辆驱动电机撤销电机制动。
所述预先设定的空行程为空载汽车产生的减速度为0.1g时所对应的踏板行程。
所述步骤2中，当制动踏板行程未超过预先设定的空行程时，整车控制器控制ABS常闭阀开启，使制动液由制动液管道进入ABS低压蓄能器，此时，ABS低压蓄能器的回位弹簧向制动踏板提供制动脚感反馈力。
所述制动踏板总行程的40%对应的形成距离范围为48mm～52mm，所述空载汽车产生的减速度为0.1g时所对应的踏板行程范围为34～38mm。
本发明在并联式制动能量回收系统中通过特定的控制延长制动系统的空行程，并在设定的空行程范围内让电机制动优先加载，此时，形成了由电机制动单独回收制动能量的工作模式，超出空行程后液压制动才开始参与，从而提升制动能量回收效果。（根据试验样车NEDC工况油耗试验数据，百公里油耗可节省2.3%）；因为踏板动作时，制动轮缸即刻慢慢建立压力，所以传统的制动系统空行程是非常短的，因此留给电机制动单独作用的区间有限，本发明通过控制ABS常闭阀的开启从而延长了空行程，给电机制动单独作用创造区间。具体来说，常规并联式制动能量回收系统，踏板踩下时液压制动即开始建立并通过制动器摩擦消耗制动能量。本发明通过控制ABS常闭阀的开启从而延长了空行程，在延长的空行程区间内可通过电机制动单独作用而回收制动能量，因此提升了制动能量回收效果。
同时，本发明中ABS低压蓄能器的回位弹簧向制动踏板提供制动脚感反馈力，保证了制动踏板的脚感。
附图说明
图1为混合动力汽车制动部分结构示意图；
图2为本发明中车辆驱动电机的所具备的电机允许最大制动力矩≥阈值力矩时的制动力加载示意图；
图3为本发明中车辆驱动电机的所具备的电机允许最大制动力矩＜阈值力矩时的制动力加载示意图；
图4为本发明中ABS装置的结构示意图。
其中，1—整车控制器、2—制动踏板行程传感器、3—ABS常闭阀、4—制动踏板、5—ABS低压蓄能器、6—车辆驱动电机、7—回油泵、8—制动轮缸、9—电机控制器、10—电池管理系统、11—ABS装置、12—电池、13—发动机、14—发动机管理系统、15—DC/DC转换器、16—真空助力器带制动主缸总成、17—ABS常开阀。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明所采用的硬件平台为现有的混合动力汽车制动部分，其结构如图1和图4所示，该硬件平台包括整车控制器1、制动踏板行程传感器2、ABS常闭阀3、制动踏板4、ABS低压蓄能器5、车辆驱动电机6、回油泵7、制动轮缸8、电机控制器9、电池管理系统10、ABS装置11、电池12、发动机13、发动机管理系统14、DC/DC转换器15（直流转直流电源）、真空助力器带制动主缸总成16、ABS常开阀17。
本发明的基于ABS装置的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：驾驶员踩下制动踏板4，在ABS装置11状态正常且未进入防抱死调节模式时，制动踏板行程传感器2将检测到的实时制动踏板行程信息发送给整车控制器1，同时电机控制器9和电池管理系统10将车辆驱动电机6所具备的实时的电机允许最大制动力矩也发送给整车控制器1；
步骤2：整车控制器1判断制动踏板行程是否超过预先设定的空行程，同时，判断车辆驱动电机6所具备的实时的电机允许最大制动力矩是否超过阈值力矩；
其中，当制动踏板行程未超过预先设定的空行程时，整车控制器1控制ABS常闭阀3开启，使制动液由制动液管道进入ABS低压蓄能器5，导致制动轮缸压力极小，同时整车控制器1控制车辆驱动电机6制动，达到优先利用电机制动回收制动能量的目的；
当制动踏板行程超过预先设定的空行程时，整车控制器1控制ABS常闭阀3为关闭状态，使制动液由制动液管道进入制动轮缸8，此时制动轮缸8建立制动压力，液压制动与车辆驱动电机6制动同时对车辆进行制动操作；
当车辆驱动电机6所具备的电机允许最大制动力矩（即在某一时刻车辆驱动电机6所具备的最大制动能力）≥阈值力矩时，随着制动踏板行程的增加，在制动踏板行程处于所述预先设定的空行程内，整车控制器1控制车辆驱动电机6线性地增加电机制动力矩（此力矩为车辆驱动电机6工作中实际加载的制动力矩），直到使汽车产生0.1g的减速度，此后，整车控制器1将车辆驱动电机6剩余的电机制动力矩（即车辆驱动电机6所具备的电机允许最大制动力矩减去上述车辆驱动电机6在空行程终点处已实际加载的制动力矩）按线性规律在制动踏板总行程的40%处之前全部加载给车辆驱动电机6，制动踏板的行程超出制动踏板总行程的40%后，整车控制器1控制车辆驱动电机6持续输出电机允许最大制动力矩（即车辆驱动电机6此时的输出力矩为其所具备的最大制动能力）；
当车辆驱动电机6所具备的电机允许最大制动力矩＜阈值力矩时，在制动踏板行程处于所述预先设定的空行程内时，整车控制器1控制车辆驱动电机6线性加载电机制动力矩至电机允许最大制动力矩（即预先设定的空行程的终点时刻车辆驱动电机6开始按其所具备的最大制动能力输出制动力矩），在制动踏板行程超出所述预先设定的空行程后，整车控制器1控制车辆驱动电机6持续输出电机允许最大制动力矩（即此时车辆驱动电机6继续按其所具备的最大制动能力输出制动力矩）；
上述阈值力矩为使空载汽车产生0.1g减速度所对应的电机制动力矩；
步骤3：在步骤2进行的同时，整车控制器1实时检测ABS装置11的工作状态，当整车控制器1检测到ABS装置11发生故障或ABS装置11进入车轮防抱死调节模式时，整车控制器1控制车辆驱动电机6撤销电机制动。
上述技术方案中，当驾驶员松开制动踏板4时，控制程序退出。
上述技术方案中，所述预先设定的空行程为空载汽车产生的减速度为0.1g时所对应的踏板行程。
上述技术方案的步骤2中，当制动踏板行程未超过预先设定的空行程时，整车控制器1控制ABS常闭阀3开启，使制动液由制动液管道进入ABS低压蓄能器5，此时，ABS低压蓄能器5的回位弹簧向制动踏板4提供制动脚感反馈力。
上述技术方案中，所述制动踏板总行程的40%对应的形成距离范围为48mm～52mm，所述空载汽车产生的减速度为0.1g时所对应的踏板行程范围为34～38mm。
上述技术方案中，汽车制动时，为了尽可能使汽车动能得到回收，优先使用电机制动，在踏板行程超过预先设定的空行程时，才使液压制动参与作用。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种基于ABS装置的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：驾驶员踩下制动踏板(4)，在ABS装置(11)状态正常且未进入防抱死调节模式时，制动踏板行程传感器(2)将检测到的实时制动踏板行程信息发送给整车控制器(1)，同时电机控制器(9)和电池管理系统(10)将车辆驱动电机(6)所具备的实时的电机允许最大制动力矩也发送给整车控制器(1)；
步骤2：整车控制器(1)判断制动踏板行程是否超过预先设定的空行程，同时，判断车辆驱动电机(6)所具备的实时的电机允许最大制动力矩是否超过阈值力矩；
其中，当制动踏板行程未超过预先设定的空行程时，整车控制器(1)控制ABS常闭阀(3)开启，使制动液由制动液管道进入ABS低压蓄能器(5)，同时整车控制器(1)控制车辆驱动电机(6)制动；
当制动踏板行程超过预先设定的空行程时，整车控制器(1)控制ABS常闭阀(3)为关闭状态，使制动液由制动液管道进入制动轮缸(8)，此时制动轮缸(8)建立制动压力，液压制动与车辆驱动电机(6)制动同时对车辆进行制动操作；
当车辆驱动电机(6)所具备的电机允许最大制动力矩≥阈值力矩时，随着制动踏板行程的增加，在制动踏板行程处于所述预先设定的空行程内，整车控制器(1)控制车辆驱动电机(6)线性地增加电机制动力矩，直到使汽车产生0.1g的减速度，此后，整车控制器(1)将车辆驱动电机(6)剩余的电机制动力矩按线性规律在制动踏板总行程的40％处之前全部加载给车辆驱动电机(6)，制动踏板的行程超出制动踏板总行程的40％后，整车控制器(1)控制车辆驱动电机(6)持续输出电机允许最大制动力矩；
当车辆驱动电机(6)所具备的电机允许最大制动力矩＜阈值力矩时，在制动踏板行程处于所述预先设定的空行程内时，整车控制器(1)控制车辆驱动电机(6)线性加载电机制动力矩至电机允许最大制动力矩，在制动踏板行程超出所述预先设定的空行程后，整车控制器(1)控制车辆驱动电机(6)持续输出电机允许最大制动力矩；
上述阈值力矩为使空载汽车产生0.1g减速度所对应的电机制动力矩；
步骤3：在步骤2进行的同时，整车控制器(1)实时检测ABS装置(11)的工作状态，当整车控制器(1)检测到ABS装置(11)发生故障或ABS装置(11)进入车轮防抱死调节模式时，整车控制器(1)控制车辆驱动电机(6)撤销电机制动。
2.根据权利要求1所述的基于ABS装置的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于：所述预先设定的空行程为空载汽车产生的减速度为0.1g时所对应的制动踏板行程。
3.根据权利要求1所述的基于ABS装置的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于：所述步骤2中，当制动踏板行程未超过预先设定的空行程时，整车控制器(1)控制ABS常闭阀(3)开启，使制动液由制动液管道进入ABS低压蓄能器(5)，此时，ABS低压蓄能器(5)的回位弹簧向制动踏板(4)提供制动脚感反馈力。
4.根据权利要求2所述的基于ABS装置的混合动力汽车制动能量回收方法，其特征在于：所述制动踏板总行程的40％对应的形成距离范围为48mm～52mm，所述空载汽车产生的减速度为0.1g时所对应的制动踏板行程范围为34～38mm。
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