CN106314392A - 一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法 - Google Patents

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/10—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels by utilising wheel movement for accumulating energy, e.g. driving air compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Abstract

本发明公开了一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法，属于汽车电子应用领域，本发明以制动能量再生系统中的液压泵为基础，针对具有液压储能制动能量再生系统的混合动力汽车在制动过程的不同工况提出了不同的制动控制策略，在确保制动性能的前提下，为了最大限度地回收制动能量，把制动能量再生系统的制动过程划分成小强度减速制动、中等强度减速制动及紧急制动三种不同工况，最大限度地回收制动能量。本发明不仅可以有效降低混合动力汽车中蓄电池组的工作电流峰值，而且可以提高不同制动初速度、制动强度的混合动力车辆的制动能量回收率，从一定程度上提高了混合动力汽车的经济性。

Description

一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法
技术领域
本发明属于汽车电子应用领域，涉及一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法。
背景技术
发展电动汽车是缓解能源危机、降低环境污染、实现低碳环保经济持续发展的重要途径之一。锂离子蓄电池由于具有较高的比能量、较大的比功率、较长的循环使用寿命等优势，越来越成为新能源汽车首选动力源。但是在市区行驶的新能源汽车，由于受到交通拥挤和数量众多交通信号灯限制，被迫频繁起步加速和制动减速。起步加速时蓄电池组的大电流放电是导致锂离子蓄电池组损坏的主要原因之一。为了提高能量利用效率，改进电动汽车液压储能制动能量再生系统，具有重要的理论和工程应用价值。
日本丰田公司研发的Insight混合动力汽车的制动能量回收系统通过电机调节制动扭矩协调液压制动力和电制动力这两者的关系，尽可能多的回收制动能量，从而提高整车的燃油消耗率。但该车型制动稳定性差，不能将能量回收效率最大化。
本发明以整车制动强度和高压储能器压力作为选择控制策略的依据，在兼顾混合动力汽车制动稳定性的同时，改善混合动力汽车制动稳定性差、不能将能量回收效率最大化的问题。
发明内容
本发明提供了一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法，具体技术方案为，包括步骤：
步骤(1)，构建液压储能系统制动再生的控制系统；
步骤(2)，车轮传感器接收制动信号；
步骤(3)，液控离合器判断驾驶员制动请求信号，其中制动请求信号包括加速踏板行程信号、制动踏板行程信号、高压储能器压力P和实时车速v；
步骤(4)，液控系统计算整车所需制动力FZ和实时制动强度z；
步骤(5)，液控系统计算液压泵所能提供的制动力FYB和液压泵当前的制动强度zYB；
步骤(6)，液压油箱计算高压储能器气囊所能提供给液压泵的制动力FXB和制动强度zXB；
步骤(7)，高压储能器计算制动能量再生系统制动力FY、制动强度zY；
步骤(8)，将步骤(3)-(7)的结果作为车辆制动过程的不同工况判断依据。
进一步，所述步骤(1)中的液压储能系统制动再生的控制系统包括传动系统、发动机、制动能量再生系统，其中，传动系统包括驱动桥、联动变速箱及离合器控制阀，制动能量再生系统包括液控离合器、液压泵、液控系统、液压油箱及高压储能器；所述驱动桥与联动变速箱相连，所述联动变速箱分别与发动机、液控离合器及液压泵相连，所述液压泵与液控系统相连，所述液控系统分别与离合器控制阀、高压储能器相连，所述离合器控制阀与液压油箱相连。
进一步，所述步骤(8)中车辆制动过程的不同工况包括小强度减速制动、中等强度减速制动及紧急制动。
进一步，在小强度减速制动工况下，混合动力汽车采用液压储能制动系统制动和摩擦制动两种形式的制动；在中等强度减速制动工况下，混合动力汽车采用液压储能制动系统制动和摩擦制动两种形式的制动；在紧急制动工况下，混合动力汽车采用摩擦制动。
本发明的有益效果为：本发明以整车制动强度和高压储能器压力作为选择控制策略的依据，不仅可以有效降低混合动力汽车中蓄电池组的工作电流峰值，而且可以提高不同制动初速度、制动强度的混合动力车辆的制动能量回收率，从一定程度上提高了混合动力汽车的经济性。
附图说明
图1为本发明用于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制系统示意图；
图2为本发明一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法流程图；
图3为本发明一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法用于判断液压储能系统制动再生控制策略的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施步骤进一步说明本发明的实质性特点和显著的进步，但本发明决非仅仅限于所述的实施例。
如图2所示，一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法流程图，包括步骤：
步骤(1)，构建液压储能系统制动再生的控制系统；
如图1所示，液压储能系统制动再生的控制系统包括传动系统、发动机、制动能量再生系统，其中，传动系统包括驱动桥、联动变速箱及离合器控制阀，制动能量再生系统包括液控离合器、液压泵、液控系统、液压油箱及高压储能器；所述驱动桥与联动变速箱相连，所述联动变速箱分别与发动机、液控离合器及液压泵相连，所述液压泵与液控系统相连，所述液控系统分别与离合器控制阀、高压储能器相连，所述离合器控制阀与液压油箱相连。
步骤(2)，车轮传感器接收制动信号。
步骤(3)，液控离合器判断驾驶员制动请求信号，其中制动请求信号包括加速踏板行程信号、制动踏板行程信号、高压储能器压力P和实时车速v。
步骤(4)，液控系统计算整车所需制动力FZ和实时制动强度z；
整车所需制动力FZ为：
FZ＝δ·m·du/dt (1)
其中：δ为整车质量换算系数，δ＝1.0；m为整车质量，单位为kg；u为车辆运行速度，单位为km/h；
整车所需实时制动强度z为：
z＝Fz/m·δ (2)
步骤(5)，液控系统计算液压泵所能提供的制动力FYB和液压泵当前的制动强度zYB；
液压泵所能提供的制动力FYB为：
FYB＝TYB·i0·ig·ηYB/r (3)
其中：TYB为液压泵所产生的制动力矩，单位为N·m；ηYB为液压储能制动能量再生系统动力传至驱动轮的效率；i0为一档传动比；ig为末挡传动比；r为车轮半径，单位为m；
液压泵当前的制动强度zYB为：
zYB＝FYB/m·δ (4)
步骤(6)，液压油箱计算高压储能器气囊所能提供给液压泵的制动力FXB和制动强度zXB；
高压储能器气囊所能提供给液压泵的制动力FXB为：
FXB＝Fu (5)
其中：Fu为左前轮、左后轮、右前轮以及右后轮在制动过程中的制动力总和；
高压储能器气囊所能提供给液压泵的制动强度zXB为：
zXB＝z (6)
其中：z为整车所需实时制动强度。
步骤(7)，高压储能器计算制动能量再生系统制动力FY、制动强度zY；
制动能量再生系统制动力FY为：
FY＝FZ (7)
其中：FZ为整车所需制动力；
zY＝z (8)
其中：z为整车所需实时制动强度。
步骤(8)，将步骤(3)-(7)的结果作为车辆制动过程的不同工况判断依据，车辆制动过程的不同工况包括小强度减速制动、中等强度减速制动及紧急制动；
①在小强度减速制动工况下，混合动力汽车采用液压储能制动系统制动和摩擦制动两种形式的制动；
当实时制动强度z≤0.4时，选择缓慢减速制动工况；当高压储能器压力P<额定压力值PN且车辆实时车速v>20km/h时，整车所需的制动力FZ由制动能量再生系统提供，即FZ＝制动能量再生系统制动力FY，否则车辆的制动力由原车摩擦制动力Fm提供，即Fz＝Fm。
②在中等强度减速制动工况下，混合动力汽车采用液压储能制动系统制动和摩擦制动两种形式的制动；
当制动强度0.4<z<0.7时，选择中等强度制动工况；此时若高压储能器压力P>额定压力值PN且车辆实时车速v<20km/h时，整车所需的制动力FZ由制动能量再生系统提供；若高压储能器压力P>额定压力值PN且车辆实时车速v>20km/h时，进入判断模式：若制动强度z<制动能量再生系统的制动强度zY且整车所需制动力FZ<制动能量再生系统制动力FY时，整车制动力FZ由制动能量再生系统提供，即Fz＝FY；否则整车制动力FZ由原车摩擦制动力Fm和制动能量再生系统制动力FY同时提供，即Fz＝FY+Fm。
③在紧急制动工况下，混合动力汽车采用摩擦制动；
当制动强度z≥0.7时，选择紧急制动控制工况；整车所需的制动力FZ完全由原车摩擦制动力Fm提供，即FZ＝Fm。图3所示为一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法用于判断液压储能系统制动再生控制策略的流程图。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)，构建液压储能系统制动再生的控制系统；
步骤(2)，车轮传感器接收制动信号；
步骤(3)，液控离合器判断驾驶员制动请求信号，其中制动请求信号包括加速踏板行程信号、制动踏板行程信号、高压储能器压力P和实时车速v；
步骤(4)，液控系统计算整车所需制动力FZ和实时制动强度z；
步骤(5)，液控系统计算液压泵所能提供的制动力FYB和液压泵当前的制动强度zYB；
步骤(6)，液压油箱计算高压储能器气囊所能提供给液压泵的制动力FXB和制动强度zXB；
步骤(7)，高压储能器计算制动能量再生系统制动力FY、制动强度zY；
步骤(8)，将步骤(3)-(7)的结果作为车辆制动过程的不同工况判断依据。
2.根据权利要求1所述的一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中的液压储能系统制动再生的控制系统包括传动系统、发动机、制动能量再生系统，其中，传动系统包括驱动桥、联动变速箱及离合器控制阀，制动能量再生系统包括液控离合器、液压泵、液控系统、液压油箱及高压储能器；所述驱动桥与联动变速箱相连，所述联动变速箱分别与发动机、液控离合器及液压泵相连，所述液压泵与液控系统相连，所述液控系统分别与离合器控制阀、高压储能器相连，所述离合器控制阀与液压油箱相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法，其特征在于，所述步骤(8)中车辆制动过程的不同工况包括小强度减速制动、中等强度减速制动及紧急制动。
4.根据权利要求3所述的一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法，其特征在于，在小强度减速制动工况下，混合动力汽车采用液压储能制动系统制动和摩擦制动两种形式的制动。
5.根据权利要求3所述的一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法，其特征在于，在中等强度减速制动工况下，混合动力汽车采用液压储能制动系统制动和摩擦制动两种形式的制动。
6.根据权利要求3所述的一种基于混合动力汽车液压储能系统制动再生的控制方法，其特征在于，在紧急制动工况下，混合动力汽车采用摩擦制动。
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