CN108583566B - 用于混合动力车辆的制动能量回收方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于混合动力车辆的制动能量回收方法及系统，涉及汽车控制领域。本发明的制动能量回收方法和系统，通过判断整车信号中是否存在通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号，以决定是否进行能量回收。如果存在预设信号，则不进行能量回收，如果不存在，则进行能量回收。该方法在车辆进行能量回收前增加一个判断步骤，即判断整车信号中是否存通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号，预设信号可以是表示ESC(电子稳定程序控制系统)状态的信号，这样可以保证车辆在紧急情况发生时，不进行能量回收，以让ESC进行充分的力矩干预，从而提高了车辆的安全性。

Description

用于混合动力车辆的制动能量回收方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，特别是涉及一种用于混合动力车辆的制动能量回收方法及系统。

背景技术

制动能量回收是混合动力汽车的一项关键技术，是降低混合动力汽车燃油消耗的重要手段之一。在传统的混合动力系统上的分析和测试表明，制动能量回收能提高燃油效率3.5％～7％。但是据国外的文献分析表明，在典型城市路况下，汽车制动消耗的惯性能量可达发动机发出总能量的59％，因此对混合动力制动能量回收系统的优化和改进能更好的提高汽车燃油经济性。

现有技术中，由于制动系统结构在传统汽车制动系统结构的基础上保持不变，在电机进行制动的同时机械制动也在发挥作用，既不经济也不安全。

发明内容

现有技术的制动能量回收方案中，整车的能量回收系统和底盘控制系统(ESC)是互相独立的，当整车在进行能量回收的时候，ESC未参与其中。当车辆突然发生紧急情况，例如紧急制动，侧滑等，ESC再进行力矩干预。而同时能量回收还在进行中，二者力矩控制叠加一起，容易导致电机作用在的前轮上抱死，导致制动效果不好或使车辆处于危险状态。另外，如果电子制动力分配系统(EBD)激活时，能量回收系统未退出，会导致前轴上分配的制动力比后轴上大，车辆状态表现就是紧急制动时“点头”的现象更为明显。

本发明的一个目的是要提供一种用于混合动力车辆的制动能量回收方法及系统，以解决现有技术中车辆处于能量回收过程中发生紧急状况时，机械制动和电机制动同时进行导致车轮抱死，使车辆处于危险状态的问题。

本发明一个进一步的目的是要使得找到最佳的能量回收力矩，以避免在能量回收的同时对车辆造成不必要的伤害。

一方面，本发明提供了一种用于混合动力车辆的制动能量回收方法，包括：

获取所述混合动力车辆的整车信号；

判断所述整车信号中是否存在通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号；

若所述整车信号中存在所述预设信号，则不进行能量回收；若不存在，则根据所述整车信号计算最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩；

选择所述最大允许能量回收力矩和所述目标能量回收力矩两者中的较小值作为能量回收力矩，并依据所述能量回收力矩进行制动能量回收。

可选地，还包括：

在进行能量回收的过程中，持续地获取所述整车信号，并检测所述整车信号中是否存在所述预设信号；若所述整车信号中存在所述预设信号，则停止制动能量回收。

可选地，所述整车信号中出现所述预设信号，停止制动能量回收的操作包括：

发送数值为零的能量回收力矩至电机控制器，以停止能量回收。

可选地，在选择所述能量回收力矩之后、且在进行制动能量回收之前，所述制动能量回收方还包括：

对所述能量回收力矩与所述混合动力车辆所需的总制动力矩进行比对，根据比对结果分配所述总制动力矩，然后进行能量回收。

可选地，所述预设信号为车身电子稳定系统、电子制动力分配和防抱死制动系统中的一个或多个系统发出的信号。

可选地，所述最大允许能量回收力矩根据电机可用负力矩值、变速箱可用负力矩值和高压动力电池可用峰值充电能力计算得出。

可选地，所述目标能量回收力矩根据主缸压力、制动开关开度和车速计算得出。

另一方面，本发明提供了一种用于混合动力车辆的制动能量回收系统，包括：

信号获取单元，用于获取所述混合动力车辆的整车信号；

控制单元，用于在所述整车信号中不存在通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号时发出制动能量回收信号，所述制动能量回收信号中包含有能量回收力矩的信息，所述能量回收力矩为所述控制单元根据所述整车信号计算出的最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩中的较小值；

执行单元，用于根据所述控制单元发出的制动能量回收信号进行制动能量回收。

可选地，所述信号获取单元进一步配置成在所述制动能量回收的过程中持续地获取所述混合动力车辆的整车信号；

所述控制单元进一步配置成当其在所述制动能量回收的过程中收到的所述整车信号中存在所述预设信号时控制所述执行单元停止制动能量回收。

可选地，所述控制单元进一步配置成当其在所述制动能量回收的过程中收到的所述整车信号中存在所述预设信号时发送数值为零的能量回收力矩至电机控制器以停止制动能量回收。

本发明的制动能量回收方法和系统，通过判断整车信号中是否存在通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号，以决定是否进行能量回收。如果存在预设信号，则不进行能量回收，如果不存在，则进行能量回收。该方法在车辆进行能量回收前增加一个判断步骤，即判断整车信号中是否存通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号，预设信号可以是表示ESC(电子稳定程序控制系统)状态的信号，这样可以保证车辆在紧急情况发生时，不进行能量回收，以让ESC进行充分的力矩干预，从而提高了车辆的安全性。

进一步地，本发明的制动能量回收方法和系统中，首先通过接收的整车信号计算最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩；然后对比最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩，选择两者中的较小值作为能量回收力矩，以避免在能量回收时对车辆造成不必要的伤害。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的制动能量回收方法的示意性流程图；

图2是根据本发明一个实施例的制动能量回收系统的示意性系统图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的制动能量回收方法的示意性流程图。如图1所示，一种用于混合动力车辆的制动能量回收方法，包括：

获取混合动力车辆的整车信号；

判断整车信号中是否存在通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号；具体地，预设信号可以为车身电子稳定系统、电子制动力分配和防抱死制动系统中的一个或多个系统发出的信号；

若整车信号中存在预设信号，则不进行能量回收；若不存在，则根据整车信号计算最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩；具体地，最大允许能量回收力矩可根据整车信号中的电机可用负力矩值、变速箱可用负力矩值和高压动力电池可用峰值充电能力计算得出，还可以结合上述信号根据车辆各控制器的控制节点、禁止系统进行制动能量回收的故障信号以及以上各信号的有效标志位信号综合判断后计算得出。目标能量回收力矩根据主缸压力、制动开关开度、车速以及以上各信号的有效标志位信号计算得出；

选择最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩两者中的较小值作为能量回收力矩，并依据能量回收力矩进行制动能量回收；因为最大允许能量回收力矩是作为后续目标能量回收力矩的一个限制范围，如果不计算最大允许能量回收力矩，那么会出现瞬间回收的力矩大于动力电池最大充电能力的情况，过充会对电池造成损害；或者对变速箱/电机的力矩控制超出量程，会对整个动力系统造成损害。目标能量回收力矩作为能量回收的基础，一般情况下，目标能量回收力矩会小于最大允许能量回收力矩。但是，在有些情况下可能会出现目标能量回收力矩大于最大允许能量回收力矩，给车辆造成损伤。因此，在能量回收过程中，选取两者中的较小值作为能量回收力矩，以确保在车辆制动过程中实现安全能量回收。

本发明的制动能量回收方法，通过判断整车信号中是否存在通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号，以决定是否进行能量回收。如果存在预设信号，则不进行能量回收，如果不存在，则进行能量回收。该方法在车辆进行能量回收前增加一个判断步骤，即判断整车信号中是否存通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号，预设信号可以是表示ESC(电子稳定程序控制系统)状态的信号，这样可以保证车辆在紧急情况发生时，不进行能量回收，以让ESC进行充分的力矩干预，从而提高了车辆的安全性。

进一步地，本发明的制动能量回收方法中，首先通过接收的整车信号计算最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩；然后对比最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩，选择两者中的较小值作为能量回收力矩，以避免在能量回收时对车辆造成不必要的伤害。

在一个进一步的实施例中，制动能量回收方法还包括：在进行能量回收的过程中，持续地获取整车信号，并检测整车信号中是否存在预设信号；若整车信号中存在预设信号，则停止制动能量回收。

在上述实施例中，整车信号中出现预设信号，停止制动能量回收的操作包括：发送数值为零的能量回收力矩至电机控制器，以停止能量回收。具体地，在整车信号中出现预设信号后，发送数值为零的能量回收力矩至电机控制器，以停止能量回收。以发送数值为零的能量回收力矩以停止能量回收的方式更加简洁，使控制策略更加简单。当然，整车控制系统还可以直接发出禁止回收的信号给电机控制器，停止制动能量回收。

在另一个实施例中，在选择能量回收力矩之后、且在进行制动能量回收之前，制动能量回收方还包括：对能量回收力矩与混合动力车辆所需的总制动力矩进行比对，根据比对结果分配总制动力矩，然后进行能量回收。具体地，若总制动力矩小于能量回收力矩，则采用能量回收系统进行制动，制动系统不参与工作；若总制动力矩大于能量回收力矩，则总制动力矩中超出能量回收力矩的部分由制动系统产生，两者相互配合，共同实现车辆制动。

在上述实施例中，在预设信号消失后，系统重新计算能量回收力矩，以进行能量回收。

图2是根据本发明一个实施例的制动能量回收系统的示意性系统图。如图2所示，用于混合动力车辆的制动能量回收系统，包括信号获取单元1、控制单元2和执行单元3。信号获取单元1用于获取混合动力车辆的整车信号。控制单元2用于在整车信号中不存在通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号时发出制动能量回收信号，制动能量回收信号中包含有能量回收力矩的信息，能量回收力矩为控制单元2根据整车信号计算出的最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩中的较小值。执行单元3用于根据控制单元2发出的制动能量回收信号进行制动能量回收。

在一个优选的实施例中，信号获取单元1进一步配置成在制动能量回收的过程中持续地获取混合动力车辆的整车信号，以对车辆进行实时监测。控制单元2进一步配置成当其在制动能量回收的过程中收到的整车信号中存在预设信号时控制执行单元3停止制动能量回收。

在一个进一步的实施例中，控制单元2进一步配置成当其在制动能量回收的过程中收到的整车信号中存在预设信号时发送数值为零的能量回收力矩至电机控制器以停止制动能量回收。

在一个具体的实施例中，把整车的能量回收力矩接口接入ESC系统，ESC增加一个仲裁当前车辆系统状态的环节，然后再把ESC允许的力矩发给整车，进行能量回收。如果ESC判断当前ABS(制动防抱死系统)/EBD(电子制动力分配系统)/ESP(车身电子稳定系统)激活，则禁止能量回收力矩发出，或者发出一个数值为0的能量回收力矩，IPU(电机控制器)收到此值后，将不会再进行能量回收。

此系统中，把ESC系统的车辆行驶状态信号接入VCU(整车控制器)，增加一个开关模块。在VCU计算能量回收力矩的同时或计算完成后，要参考ESC系统是否发出ABS/EBD/ESP等信号。如果ABS/EBD/ESP等功能未激活，VCU则正常发送能量回收力矩至IPU，进行能量回收；如果ABS/EBD/ESP等功能已激活，VCU则把数值为0的能量回收力矩发送至IPU，暂时禁止能量回收功能。当ABS/EBD/ESP功能由已激活变为未激活时，能量回收功能恢复正常。本实施例的制动能量回收系统中通过增加表示车辆的行驶状态的信号的接口，以接入ESC状态的信号，同时增加了一个VCU仲裁是否进行能量回收的过程，保证了车辆能够在紧急情况发生时，整车暂时停止制动能量回收，以让ESC进行充分的力矩干预，从而提高了车辆的安全性。

制动能量回收系统的具体工作原理如下：

VCU接收整车的信号，包括但不限于电机可用负力矩值、变速箱可用负力矩值、高压动力电池可用峰值充电能力、各控制器节点以及禁止系统进行能量回收的故障，以及以上各信号的有效标志位信号，综合判断后计算得出当前的“最大允许能量回收力矩”，以作为VCU进行制动能量回收的前提；

VCU接收整车的信号，包括主缸压力、制动开关开度、油门踏板开度、车速，以及以上各信号的有效标志位信号，综合判断后计算得出当前的“目标能量回收力矩”，作为VCU进行制动能量回收的基础；

对比最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩，选两者中的较小值作为具体执行的能量回收力矩；

VCU接收ESC发送的“ESC系统状态”，包括ABS/EBD/ESP等有关联可能会影响到车辆行驶的信号，以及这些信号的有效标志位信号，作为VCU仲裁能量回收的条件；

如果ESC系统状态满足能量回收的条件，ABS(制动防抱死系统)/EBD(电子制动力分配系统)/ESP(车身电子稳定系统)等均未激活，则VCU进行正常的制动能量回收，把准备执行的“能量回收力矩”作为能量回收系统的最终力矩发至IPU，进行能量回收；如果ESC系统状态不满足能量回收的条件，ABS/EBD/ESP等任一条件激活，则VCU退出正常的能量回收，用0值替代准备执行的“能量回收力矩”，作为能量回收系统的最终力矩发至IPU，暂时不进行能量回收，当ABS/EBD/ESP非激活状态时，VCU再把正常的力矩值发出来。

在另一个实施例中，还可以由ESC作为能量回收系统作为接口。VCU依次计算“最大允许能量回收力矩”和“目标能量回收力矩”，对比后发送至ESC，ESC自行判断此时车辆状态是否满足能量回收条件，如果满足，则ESC把最终回收力矩发送给VCU，通过VCU控制IPU力矩；如果不满足，则ESC把最终回收力矩置0发送给VCU，以此也可以达到规避紧急情况下依然进行能量回收导致ESC力矩干预不充分的非预期结果发生。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种用于混合动力车辆的制动能量回收方法，其特征在于，包括：

获取所述混合动力车辆的整车信号；

判断所述整车信号中是否存在通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号；

若所述整车信号中存在所述预设信号，则不进行能量回收；若不存在，则根据所述整车信号计算最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩；

选择所述最大允许能量回收力矩和所述目标能量回收力矩两者中的较小值作为能量回收力矩，并依据所述能量回收力矩进行制动能量回收；

在进行能量回收的过程中，持续地获取所述整车信号，并检测所述整车信号中是否存在所述预设信号；若所述整车信号中存在所述预设信号，则停止制动能量回收。

2.根据权利要求1所述的制动能量回收方法，其特征在于，

所述整车信号中出现所述预设信号，停止制动能量回收的操作包括：

发送数值为零的能量回收力矩至电机控制器，以停止能量回收。

3.根据权利要求1所述的制动能量回收方法，其特征在于，在选择所述能量回收力矩之后、且在进行制动能量回收之前，所述制动能量回收方还包括：

对所述能量回收力矩与所述混合动力车辆所需的总制动力矩进行比对，根据比对结果分配所述总制动力矩，然后进行能量回收。

4.根据权利要求1所述的制动能量回收方法，其特征在于，

所述预设信号为车身电子稳定系统、电子制动力分配和防抱死制动系统中的一个或多个系统发出的信号。

5.根据权利要求1所述的制动能量回收方法，其特征在于，

所述最大允许能量回收力矩根据电机可用负力矩值、变速箱可用负力矩值和高压动力电池可用峰值充电能力计算得出。

6.根据权利要求1所述的制动能量回收方法，其特征在于，

所述目标能量回收力矩根据主缸压力、制动开关开度和车速计算得出。

7.一种用于混合动力车辆的制动能量回收系统，其特征在于，包括：

信号获取单元，用于获取所述混合动力车辆的整车信号；

控制单元，用于在所述整车信号中不存在通过控制底盘控制系统干预制动力矩的预设信号时发出制动能量回收信号，所述制动能量回收信号中包含有能量回收力矩的信息，所述能量回收力矩为所述控制单元根据所述整车信号计算出的最大允许能量回收力矩和目标能量回收力矩中的较小值；

执行单元，用于根据所述控制单元发出的制动能量回收信号进行制动能量回收；

所述信号获取单元进一步配置成在所述制动能量回收的过程中持续地获取所述混合动力车辆的整车信号；

所述控制单元进一步配置成当其在所述制动能量回收的过程中收到的所述整车信号中存在所述预设信号时控制所述执行单元停止制动能量回收。

8.根据权利要求7所述的制动能量回收系统，其特征在于，

所述控制单元进一步配置成当其在所述制动能量回收的过程中收到的所述整车信号中存在所述预设信号时发送数值为零的能量回收力矩至电机控制器以停止制动能量回收。

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