CN106560359A - 用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法。一种用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法可包括以下步骤：通过控制器检测制动踏板是否被操作；当制动踏板被操作时，通过控制器确定驾驶员所需制动力、车轮减速度，以及车轮滑移；通过控制器将确定的车轮减速度值及车轮滑移值分别与预定阈值减速度值和预定第一阈值滑移值进行比较；以及，当车轮减速度值大于阈值减速度值，并且车轮滑移值大于第一阈值滑移值时，通过控制器确定最大路面摩擦力，并且根据确定的最大路面摩擦力确定驱动轮的再生制动力。

Description

用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法。且更具体地，本发明涉及一种通过在由电动机驱动的环境友好车辆，例如混合动力车辆或者电动车辆的再生制动协同控制系统中分配制动力来控制车辆的制动的方法。

背景技术

众所周知，当使用电动机驱动的车辆，即，环境友好车辆，例如纯电动车辆(EV)、混合动力车辆(HEV)，或燃料电池电动车辆(FCEV)施行制动时，执行再生制动。

当车辆被驱动时，环境友好车辆的再生制动系统在制动车辆的同时，将车辆的动能转化成电能，以将电能储存在电池中，并随后再用电能(将收集的电能再次用作车辆的动能)来驱动电动机，从而提高车辆的燃料效率。

在执行再生制动的车辆中，需要使在电动机(驱动电动机)中产生的再生制动扭矩和在摩擦制动装置(液压制动装置)中产生的摩擦制动扭矩之和满足再生制动过程中驾驶员所需制动扭矩的再生制动协同控制技术。

在此情况下，有必要适当地分配由电动机的发电操作与旋转阻力产生的电力制动力，即再生制动力、和由摩擦制动装置引起的摩擦制动力。

在驱动电动机安装在前轮的车辆中，仅在作为驱动轮的前轮中执行再生制动，从而应用将制动力集中在前轮的再生制动协同控制技术，以提高能量回收效率。

图1是示出现有技术的制动力分配方法的视图并示出根据驾驶员所需制动减速度D来分配再生制动力和摩擦制动力的示例。

如图1所示，当所需制动力小于最大再生制动力时，仅使用前轮再生制动力而不使用前轮和后轮的摩擦制动力来施行制动。然而，当所需制动力大于最大再生制动力时，使用最大再生制动力，并且将与所需制动力和最大制动力之间的差值对应的制动力施加为摩擦制动力。通过各种方法分配摩擦制动力，并且根据设定的控制逻辑，可按照所需制动力适当地分配前轮的摩擦制动力和后轮的摩擦制动力并进行使用。

然而，由于在现有技术的再生制动系统中未考虑路面摩擦特性，因此，当需要比前轮的最大路面摩擦力更大的制动力A时，将产生前轮抱死。即，如图1所示，当车辆的所需制动力比前轮的最大路面摩擦力更大时，前轮的再生制动力大于最大路面摩擦力，其将导致前轮抱死。

因此，防抱死制动系统(ABS)将频繁操作，这将导致驾驶员的安全担忧。此外，当产生前轮抱死时，电动机停止，因此再生制动停止。因此，仅使用摩擦制动来执行制动，使得能量回收率降低，因此无法使燃料效率最大。

因此，需要能够根据路面摩擦力来适当地分配再生制动力和摩擦制动力，从而使再生制动最大的控制策略。

在本发明的背景部分所公开的信息仅用于增强本发明的一般背景的理解，并且不应被认为是意味着承认或以任何形式暗示这些信息构成本领域的技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各方面用于提供一种用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法，其考虑路面条件来控制再生制动力和摩擦制动力的分配，从而抑制由驱动轮抱死导致的ABS的频繁操作。

此外，本发明的各方面用于提供一种用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法，其在确保制动稳定性的同时使再生制动最大化，从而提高燃料效率与驾驶稳定性。

根据本发明的各方面，一种用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法可包括以下步骤：通过控制器检测制动踏板是否被操作；当制动踏板被操作时，通过控制器确定驾驶员所需制动力、车轮减速度，以及车轮滑移；通过控制器将确定的车轮减速度值和车轮滑移值分别与预定阈值减速度值和预定第一阈值滑移值进行比较；以及，当车轮减速度值大于阈值减速度值，并且车轮滑移值大于第一阈值滑移值时，通过控制器确定最大路面摩擦力，并且根据所确定的最大路面摩擦力确定驱动轮的再生制动力。

当车轮减速度值等于或小于阈值减速度值，或车轮滑移值等于或小于第一阈值滑移值时，可根据预定制动力分配映射图分配制动力，而不考虑最大路面摩擦力。

上述方法还可包括：当车轮减速度值大于阈值减速度值，并且车轮滑移值大于第一阈值滑移值时，通过控制器将所需制动力与最大再生制动力进行比较，其中，当所需制动力小于最大再生制动力时，实现根据最大路面摩擦力确定驱动轮的再生制动力。

当所需制动力等于或大于最大再生制动力时，可运行防抱死制动系统(ABS)。

在检测制动踏板是否被操作的步骤中，可检测制动踏板行程或制动踏板施力来确定制动踏板是否被操作，并且该方法还可包括由制动踏板行程或制动踏板施力确定踏板踩踏速度。

该方法还可包括：通过控制器将所确定的踏板踩踏速度与预定阈值踏板速度进行比较，其中，当踏板踩踏速度等于或大于预定阈值踏板速度时，可运行ABS，并且当踏板踩踏速度小于预定阈值踏板速度时，可实现根据最大路面摩擦力确定驱动轮的再生制动力。

即使踏板踩踏速度小于预定阈值踏板速度，当确定的车轮滑移大于预定第二阈值滑移值时，仍运行ABS，而不进入根据最大路面摩擦力确定驱动轮的再生制动力的步骤。

在根据最大路面摩擦力确定驱动轮的再生制动力的步骤中，可确定路面摩擦系数，并且可由确定的路面摩擦系数确定驱动轮的最大路面摩擦力，并且，当所需制动力大于最大路面摩擦力时，可将与确定的最大路面摩擦力对应的制动力分配为驱动轮的再生制动力，并且可将所需制动力减去最大路面摩擦力所获得的值分配为从动轮的摩擦制动力。

路面摩擦系数可通过在驱动轮的减速度等于或大于预定阈值时的车辆的减速度值除以重力加速度所获得的值进行定义。

在根据本发明的用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法中，确定是否执行再生制动，并且考虑路面条件分配驱动轮和从动轮的制动力，从而能够有效地防止因驱动轮抱死导致的制动距离的增加以及再生制动停止，并提高车辆的燃料效率。

在本发明中，考虑例如车轮减速度或车轮滑移等条件确定分配制动力或者是否运行ABS，从而确保制动的稳定性。此外，可在确保制动稳定性的范围内使各种路面条件的再生制动面积最大，以便于提供不仅改善了驾驶稳定性还改善了燃料效率的用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法。

应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他相似术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多用途车(SUV)、公交车、卡车、各式商用车辆在内的载客车辆，包括各种艇和船在内的水运工具，以及航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其他代用燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。如本文所述，混合动力车辆是同时具有两种或多种动力源的车辆，例如，同时汽油驱动和电驱动的车辆。

本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点将在本文包括的附图，以及与附图一起用于解释本发的特定原理的下文详细描述中进行更详细的陈述，并变得明显。

附图说明

图1是示出现有技术的制动力分配方法的视图；

图2是示出根据本发明的示例性制动控制方法的流程图；

图3示意性地示出根据本发明在正常行驶状态中的制动力分配状态；

图4是示意性地示出根据本发明的前轮抱死时的制动力分配状态的视图。

应当理解的是，附图不需要按比例绘制，其呈现的是能说明本发明的基本原理的各种特征的某种程度上简化的表述。如本文所公开的，本发明的特定的设计特征，包括，例如，特定尺寸、方向、位置，和形状将部分地由特定预期应用和使用环境确定。

具体实施方式

现将详细参考本发明的各种实施例，其示例将在附图中示出并将在下文进行描述。尽管本发明将结合示例性实施例进行描述，但是将要理解的是，本文描述并不意图于将本发明限制于这些示例性实施例。正相反，本发明旨在不仅覆盖这些示例性实施例，也覆盖可包括在由所附权利要求所界定的本发明的精神和范围内的各种变化、修改、等效和其他实施例。

本发明涉及一种用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法，上述系统包括在前轮驱动方式或后轮驱动方式的两轮驱动车辆内，并且本发明提供用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法，其考虑到路面条件，且更清楚地，考虑到路面摩擦系数，确定是否执行再生制动以及驱动轮的再生制动力，并在抑制ABS的频繁操作的范围内使再生制动最大化。

具体地，在本发明的各种实施例中，设定车轮减速度或车轮滑移的各种条件，并且根据是否满足各种条件来控制制动力的分配。此外，在本发明中，通过多个步骤确定是否运行ABS，从而在抑制不必要的ABS运行的范围内，有效地执行再生制动。

具体地，在根据本发明的用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法中，考虑路面条件计算最大路面摩擦力，以在使再生制动最大化的范围内有效地分配制动力，并且根据计算出的最大路面摩擦力分配驱动轮的再生制动力和从动轮的摩擦制动力。

图2是示出根据本发明的各种实施例的用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法的流程图。在本发明的各种实施例中，可通过控制器，例如变速器控制单元(TCU)执行用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法的步骤。

如图2所示，在根据本发明的用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法中，确定驾驶员是否操作制动踏板，并且当确定驾驶员操作制动踏板时，执行分配前轮和后轮之间的制动力的一系列步骤。

此处，检测制动踏板行程或制动踏板施力来确定驾驶员是否操作制动踏板。

当驾驶员踩踏制动踏板，并检测到踏板行程或制动踏板施力时，执行计算确定制动力分配的参数例如驾驶员所需制动力的步骤。

当驾驶员踩踏制动踏板时，通过踏板行程传感器或踏板施力传感器检测踏板行程量，并通过例如从车辆速度传感器检测的当前车辆速度的信息计算驾驶员所需制动力。驾驶员所需制动力的各种计算方法和各种计算过程都已知，并且所需减速度是通过将所需制动力除以车辆的质量所获得的值。因此，在本发明中，计算所需制动力和所需减速度的方法和其过程将不被特别地限制(选择性地应用已知方法)，并且在本说明书中，上述计算方法和其过程的描述将被省略。

与此同时，除了所需制动力，还计算被驱动的车辆的车轮减速度和车轮滑移。例如，通过测量四个车轮的车轮速度来计算车轮减速度，并且通过将车轮中心速度减去车轮速度所获得的值除以车轮速度所获得的值，即(车轮中心速度-车轮速度)/车轮速度，来定义车轮滑移。

当在分配制动力时确定不必要考虑路面摩擦系数和路面最大摩擦力时，使用车轮减速度和车辆滑移值一般地分配制动力，而不是考虑最大路面摩擦力来分配制动力。

具体地，通过将计算出的车轮减速度和车轮滑移值与预定阈值进行比较的过程来执行上述过程。

用于车轮减速度和车轮滑移的阈值可被设置成在当前所需制动力和所需减速度的范围内将不产生车轮抱死的上限值。

即，如图2所示，在将车轮减速度与阈值A进行比较的步骤中，当车轮减速度等于或小于预定阈值减速度值A时，确定不必要考虑最大路面摩擦来分配制动力，并且根据如图3示出的一般的制动力分配方法来执行再生制动协同控制。

阈值减速度A表示车轮减速度，并且意味着车轮速度的时间微分值。因此，阈值减速度A被定义成当产生车轮抱死时计算出的车轮减速度值，并且其意味着当车轮减速度小于阈值A时，不存在车轮抱死的担忧。例如，当产生车轮抱死时，如果车轮减速度等于或大于1.5g，将阈值减速度A确定为1.5g。

因此，如图3所示，在一般的制动力分配方法中，当所需制动力小于最大再生制动力时，车辆将仅使用与所需制动力对应的驱动轮的再生制动力来施行制动，并且当所需制动力大于最大再生制动力时，对于与所需制动力和最大再生制动力之间的差值对应的制动力，车辆适当地使用驱动轮的摩擦制动力和从动轮的摩擦制动力来施行制动。

根据存储在车辆中的控制器中的制动力分配映射图，由所需制动力和所需减速度确定一般的制动力分配。

接下来，在各种实施例中，当车轮减速度大于预定阈值减速度值A时，执行将计算出的车轮滑移值与预定第一阈值滑移值B进行比较的步骤。然而，车轮滑移值的比较步骤可在车轮减速度的比较步骤之前、之后或与之同时执行，而不限于图2的确定顺序。

在该步骤中，当车轮滑移值等于或小于预定第一阈值滑移值B时，根据图3示出的一般的制动力分配方法执行再生制动协同控制。

对此，如上文所定义的，车轮滑移值由通过将车轮中心速度减去车轮速度所获得的值除以车轮速度所获得的值，即，(车轮中心速度-车轮速度)/车轮速度进行定义，并且通常，当滑移值等于或大于约0.3时，在任何路面上车辆的状态都不稳定，并且将产生车轮抱死。

因此，在本发明的各种实施例中，将第一阈值滑移值B选择成约为0.3，并且当车辆的车轮滑移值等于或大于第一阈值滑移值时，确定处于危险情况(车轮抱死)。

因此，在本发明的各种实施例中，仅当车轮减速度大于阈值减速度值A，并且车轮滑移值大于第一阈值滑移值B时，执行考虑路面摩擦系数的制动力分配控制。

与此同时，在各种实施例中，还提供了计算驾驶员踩踏制动踏板时的踏板踩踏速度，并将踏板踩踏速度(踏板速度)与预定阈值踏板速度C进行比较的步骤。

此处，踏板踩踏速度与制动踏板行程的时间微分值对应，并且其可根据如上的由踏板行程传感器或踏板施力传感器检测的制动踏板行程或制动踏板施力值确定。

在该步骤中，当踏板踩踏速度等于或大于预定阈值踏板速度C时，运行ABS。作为对比，当踏板踩踏速度小于预定阈值踏板速度C时，实施根据最大路面摩擦力确定驱动轮的再生制动力的步骤。

为了通过驾驶员的踏板踩踏速度确定是否执行紧急制动，检测踏板踩踏速度，并且当踏板踩踏速度大于阈值C时，确定执行紧急制动，从而运行ABS。

因此，在各种实施例中，仅当满足计算出的车轮减速度和计算出的车轮滑移值分别大于阈值减速度值A和第一阈值滑移值B的条件，并且所需制动力小于传递到驱动轮的最大再生制动力，且检测出的踏板速度小于预定阈值踏板速度C时，确定路面摩擦系数，并根据路面摩擦系数分配制动力。

此处，路面摩擦系数定义为将满足两个条件，即(车轮减速度>阈值减速度A)和(车轮滑移值>第一阈值滑移值B)时的车辆减速度值除以重力加速度所获得的值，并且该路面摩擦系数可使用从车辆速度间接获得的值或直接测量的值。

与此同时，如图2所示，当踏板踩踏速度等于或大于预定阈值踏板速度C时，运行ABS，而不进入根据最大路面摩擦力确定驱动轮的再生制动力的步骤。

与此同时，考虑到车轮滑移过大的情况，为了制动安全，可在考虑最大路面摩擦力来分配制动力的步骤之前，增加将车轮滑移值与第二阈值滑移值D进行比较的步骤。

即，如图2所示，当计算出的车轮滑移值等于或大于预定第二阈值滑移值D时，考虑到制动安全性运行ABS。作为对比，当车轮滑移值小于第二阈值滑移值D时，确定路面摩擦系数，并且将确定的路面摩擦系数与车辆驱动轮的负载相乘来计算由驱动轮产生的最大路面摩擦力，并随后根据计算出的最大路面摩擦力分配制动力。

图4中示出考虑最大路面摩擦力来分配制动力的示例。即，如图4所示，与如上确定的最大路面摩擦力对应的制动力意指驱动轮能执行再生制动的最大再生制动力。因此，将与最大路面摩擦力对应的制动力分配为驱动轮的再生制动力，并且将所需制动力和驱动轮的再生制动力(最大路面摩擦力)之间的差值分配为从动轮的摩擦制动力。

已经为阐释和描述的目的呈现了本发明的具体示例性实施例的上文描述。其不旨在穷举或者将本发明限制到所公开的精确的形式，并且显而易见的是，鉴于上文教导，能够进行多种修改和变化。为了解释本发明的特定的原理和其实际应用，选择并描述示例性实施例，因此使本领域的其他技术人员能够实施并利用本发明的各种示例性实施例，以及其各种变化和修改。本发明的范围旨在由本文所附权利要求和其等效物进行界定。

Claims (9)

1.一种用于车辆的再生制动协同控制系统的制动控制方法，所述制动控制方法包括以下步骤：

通过控制器检测制动踏板是否被操作；

当所述制动踏板被操作时，通过所述控制器确定驾驶员所需制动力、车轮减速度以及车轮滑移；

通过所述控制器将所确定的车轮减速度值和车轮滑移值分别与预定阈值减速度值和预定第一阈值滑移值进行比较；以及

当所述车轮减速度值大于阈值减速度值，并且所述车轮滑移值大于第一阈值滑移值时，通过所述控制器确定最大路面摩擦力，并且根据所确定的最大路面摩擦力确定驱动轮的再生制动力。

2.根据权利要求1所述的制动控制方法，其中，当所述车轮减速度值等于或小于阈值减速度值，或所述车轮滑移值等于或小于第一阈值滑移值时，根据预定制动力分配映射图分配制动力,而不考虑所述最大路面摩擦力。

3.根据权利要求1所述的制动控制方法，还包括以下步骤：

当所述车轮减速度值大于阈值减速度值，并且所述车轮滑移值大于第一阈值滑移值时，通过所述控制将所需制动力与最大再生制动力进行比较，

其中，当所述所需制动力小于所述最大再生制动力时，实施根据所述最大路面摩擦力确定所述驱动轮的再生制动力的步骤。

4.根据权利要求3所述的制动控制方法，其中，当所述所需制动力等于或大于所述最大再生制动力时，运行防抱死制动系统(ABS)。

5.根据权利要求3所述的制动控制方法，其中，在检测所述制动踏板是否被操作的步骤中，检测制动踏板行程或制动踏板施力来确定所述制动踏板是否被操作，并且所述制动控制方法还包括根据所述制动踏板行程或所述制动踏板施力确定踏板踩踏速度的步骤。

6.根据权利要求5所述的制动控制方法，还包括以下步骤：

通过所述控制器将所确定的踏板踩踏速度与预定阈值踏板速度进行比较，其中，当所述踏板踩踏速度等于或大于预定阈值踏板速度时，运行ABS，并且当所述踏板踩踏速度小于预定阈值踏板速度时，实施根据所述最大路面摩擦力确定所述驱动轮的再生制动力的步骤。

7.根据权利要求6所述的制动控制方法，其中，即使所述踏板踩踏速度小于所述预定阈值踏板速度，当所确定的车轮滑移大于预定第二阈值滑移值时，仍运行ABS，而不进入根据所述最大路面摩擦力确定所述驱动轮的再生制动力的步骤。

8.根据权利要求1所述的制动控制方法，其中，在根据所述最大路面摩擦力确定所述驱动轮的再生制动力的步骤中，确定路面摩擦系数，并且由所确定的路面摩擦系数确定所述驱动轮的最大路面摩擦力，并且

当所述所需制动力大于所述最大路面摩擦力时，将与所确定的最大路面摩擦力对应的制动力分配为所述驱动轮的再生制动力，并且将所述所需制动力减去所述最大路面摩擦力所获得的值分配为从动轮的摩擦制动力。

9.根据权利要求8所述的制动控制方法，其中，由在所述驱动轮的减速度等于或大于预定阈值时的车辆的减速度值除以重力加速度所获得的值来定义所述路面摩擦系数。