CN110015280A - 车辆制动力矩输出的控制方法、控制系统和车辆 - Google Patents

车辆制动力矩输出的控制方法、控制系统和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆制动力矩输出的控制方法、控制系统和车辆，其中，车辆制动力矩输出的控制方法包括：获取制动需求力矩；提供最大电制动力矩；优先以电制动力矩满足所述制动需求力矩，所述制动需求力矩超出所述最大电制动力矩的部分以机械制动力矩补足。本发明具有如下优点：优先使用电制动，在电制动不能满足需求时使用机械制动，由于最大化使用电制动，可以在电制动时进行制动回馈，有利于能源的回收，提升续航里程。

Description

车辆制动力矩输出的控制方法、控制系统和车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种车辆制动力矩输出的控制方法、控制系统和车辆。
背景技术
如图1所示，传统车纯机械制动(液压的或气压的)系统是并连式混合制动系统，它保留常规机械制动的主要部件，且直接在前轴上添加了电制动。机械制动系统由主缸和增压泵组成，它可以不配备ABS(Antilock Brake System，制动防抱死系统)控制器和执行机构，但必须有制动卡块和制动盘。电动机直接向前轴施加其制动转矩，并由车辆控制器控制予以控制。车辆控制器的控制基于车速和制动踏板的位置信号，而车速和制动踏板信号则显示了期望的制动强度，以及预置在车辆控制器的制动策略。
并联式混合制动系统的特色仅在于其电制动力(力矩)是在电气上可控的，而机械动力(转矩)则是在ABS开始其作用之前由驾驶员通过制动踏板控制的。然而，当车轮制动即将停止车辆时，机械制动由ABS控制。
并联式混合制动系统，通过电制动和机械制动的并行制动。当减速越大时，电制动的能力减小，且在低车速时，没有电制动，无法进行能量回收。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种制动力矩输出的控制方法，可以提升制动时的能量回收，提升续航里程。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种车辆制动力矩输出的控制方法，包括以下步骤：获取制动需求力矩；提供最大电制动力矩；优先以电制动力矩满足所述制动需求力矩，所述制动需求力矩超出所述最大电制动力矩的部分以机械制动力矩补足。
在一些实施例中，所述获取制动需求力矩的步骤包括：通过车速、制动踏板开度和路面附着系数得到所述制动需求力矩。
在一些实施例中，所述提供最大电制动力矩的步骤包括：根据电池的温度和电机的额定力矩得到所述最大电制动力矩；其中，所述电池用于吸收制动回馈。
在一些实施例中，所述根据电池的温度和电机的额定力矩得到所述最大电制动力矩的步骤包括：根据所述电池的温度得到比例系数；根据所述电机的额定功率和所述比例系数得到所述最大电制动力矩。
在一些实施例中，车辆制动力矩输出的控制方法还包括：检测电机能否输出所述电制动力矩；如果否，则控制所述最大电制动力矩为零。
根据本发明实施例的车辆制动力矩输出的控制方法，在车辆制动时，优先使用电制动，在电制动不能满足需求时使用机械制动，由于最大化使用电制动，可以在电制动时进行制动回馈，有利于能源的回收，提升续航里程。
为此，本发明的第二个目的在于提出一种制动力矩输出的控制系统，可以提升制动时的能量回收，提升续航里程。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种车辆制动力矩输出的控制系统，包括：制动需求力矩获取模块(100)，用于获取制动需求力矩；最大电制动力矩提供模块(200)，用于提供最大电制动力矩；控制模块(300)，用于优先以电制动力矩满足所述制动需求力矩，所述制动需求力矩超出所述最大电制动力矩的部分以机械制动力距补足。
在一些实施例中，所述制动需求力矩获取模块(100)包括：信息获取模块，用于采集车速、制动踏板开度和路面附着系数；计算模块，用于根据所述车速、所述制动踏板开度和所述路面附着系数得到所述制动需求力矩。
在一些实施例中，所述最大电制动力矩提供模块(200)具体用于：根据电池的温度和电机的额定力矩得到所述最大电制动力矩；其中，所述电池用于吸收制动回馈。
在一些实施例中，所述最大电制动力矩提供模块(200)还用于根据所述电池的温度得到比例系数，进而根据所述电机的额定力矩和所述比例系数得到所述最大电制动力矩。
根据本发明实施例的车辆制动力矩输出的控制系统，在车辆制动时，优先使用电制动，在电制动不能满足需求时使用机械制动，由于最大化使用电制动，可以在电制动时进行制动回馈，有利于能源的回收，提升续航里程。
为此，本发明的第三个目的在于提出一种车辆，可以提升制动时的能量回收，提升续航里程。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种车辆，设置有上述实施例的车辆制动力矩输出的控制系统。
本发明实施例的车辆和本发明实施例的车辆制动力矩输出相对于现有技术的优势相同。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是现有技术的车辆制动系统的工作原理图；
图2是本发明一个实施例的车辆制动扭矩的控制方法的流程图；
图3是本发明一个实施例的车辆制动扭矩的控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
以下结合附图描述本发明。
图2是本发明一个实施例的车辆制动扭矩的控制方法的流程图。如图2所示，本发明实施例的车辆制动力矩输出的控制方法，包括以下步骤：
S1：获取制动需求力矩。
在本发明的一个实施例中，通过车速、制动踏板开度和路面附着系数得到制动需求力矩。在本实施例中，车辆为前后轮单独驱动的车辆。因此上述制动需求力矩包括前轮制动需求力矩和后轮制动需求力矩。
具体地，车速通过车载系统得到。制动踏板开度通过相应的传感器测量得到。路面附着系数根据胎压、轮胎材料、轮胎花纹和路面情况进行估算得到。其中，路面附着系数的计算方式为本领域人员公知的，不做赘述。
车速和制动踏板开度反映制动需求，根据车速和制动踏板开度可以得到总需求制动力矩。其中，车辆具有制动踏板MAP图。通过制动踏板MAP图与车速对应的坐标可以得到总制动需求力矩。
然后根据路面附着系数，通过ABS根据前后轮制动力分配MAP得到前后轮制动力矩的分配比例。
最后通过总需求制动力矩和前后轮制动力矩的分配比例得到前轮制动需求力矩和后轮制动需求力矩。
S2：提供最大电制动力矩。在本实施例中，最大电制动力矩包括前轮最大电制动力矩和后轮最大电制动力矩。
在本发明的一个实施例中，车辆制动力矩输出的控制方法还包括：检测电机能否输出电制动力矩；如果否，则控制最大电制动力矩为零。
具体地，当得到前轮最大电制动力矩和后轮最大电制动力矩后，进入以下步骤：
检测前轮电机和后轮电机能否对应输出前轮电制动力矩和后轮电制动力矩；
如果前轮电机不能输出前轮电制动力矩，则前轮最大电制动力矩为零，前轮电机不输出电制动力矩。
如果后轮电机不能输出后轮电制动力矩，则后轮最大电制动力矩为零，后轮电机不输出电制动力矩。
在本发明的一个实施例中，步骤S2包括：根据电池的温度和电机的额定力矩得到最大电制动力矩。其中，电池用于吸收制动回馈。进一步地，步骤S2具体包括：根据电池的温度得到比例系数；根据电机的额定功率和比例系数得到最大电制动力矩。
在本发明的一个实施例中，步骤S2进一步包括：
S201：根据电池的温度和前轮电机的额定力矩得到前轮最大电制动力矩。
具体地，由于在急速制动过程中，如果使用峰值能力，电机的峰值能力只能持续短暂的30s左右，超过30s后，电机输出的制动扭矩会大幅度降低，从而会使制动力转移到液压制动器上，导致制动不平顺以及制动时汽车侧滑现象，且电机的机械制动响应会有延迟，会存在安全隐患。因此在本申请中，通过使用电机的额定力矩作为电机制动回馈的最大力矩Tmax。
在本发明的一个实施例中，步骤S201包括：
S201-1：根据电池的温度得到第一比例系数；S201-2：根据前轮电机的额定力矩和第一比例系数得到前轮最大电制动力矩。
在本发明的一个示例中，通过以下温度-比例系数表确定第一比例系数：
温度(℃) 比例系数K
45 0
43 0.3
40 1
20 1
-30 1
表1温度-比例系数表
如果电池温度为45℃，则表示此时电池温度过高，禁止使用前轮电机进行前轮的电制动；如果电池温度为43℃，则此时前轮最大电制动力矩＝Tmax*比例系数K(取0.3)。
S202：根据电池的温度和后轮电机的额定力矩得到后轮最大电制动力矩。
在本发明的一个实施例中，步骤S202包括：S202-1：根据电池的温度得到第二比例系数；S202-2：根据后轮电机的额定力矩和第二比例系数得到后轮最大电制动力矩。其中，确定第二比例系数和确定后轮最大电制动力矩的方式与步骤S201类似。需要说明的是，步骤S201和步骤S202之间的顺序可以对调。
S3：优先以电制动力矩满足制动需求力矩，制动需求力矩超出最大电制动力矩的部分以机械制动力矩补足。
具体地，步骤S3包括：
S301：根据前轮需求制动力矩和前轮最大电制动力矩提供前轮电制动力矩，并在前轮需求制动力矩大于前轮最大电制动力矩时，根据前轮需求制动力矩和前轮最大电制动力矩的力矩差提供前轮机械制动力矩。
具体地，如果前轮需求制动力矩小于等于前轮最大电制动力矩时，则控制前轮电机根据前轮需求制动力提供电制动力矩；如果前轮需求制动力矩大于前轮最大电制动力矩时，则优先使用前轮最大电制动力矩提供制动所需的一部分力矩，并对制动所需的剩余力矩使用机械制动提供，即根据前轮需求制动力矩和前轮最大电制动力矩的力矩差提供前轮机械制动力矩。
S302：根据后轮需求制动力矩和后轮最大电制动力矩提供后轮电制动力矩，并在后轮需求制动力矩大于后轮最大电制动力矩时，根据后轮需求制动力矩和后轮最大电制动力矩的力矩差提供后轮机械制动力矩。
具体地，如果后轮需求制动力矩小于等于后轮最大电制动力矩时，则控制后轮电机根据后轮需求制动力提供电制动力矩；如果后轮需求制动力矩大于后轮最大电制动力矩时，则优先使用后轮最大电制动力矩提供制动所需的一部分力矩，并对制动所需的剩余力矩使用机械制动提供，即根据后轮需求制动力矩和后轮最大电制动力矩的力矩差提供后轮机械制动力矩。
需要说明的是，步骤S301和步骤S302的顺序可以对调。
根据本发明实施例的车辆制动力矩输出的控制方法，在车辆制动时，优先使用电制动，在电制动不能满足需求时使用机械制动，由于最大化使用电制动，可以在电制动时进行制动回馈，有利于能源的回收，提升续航里程。
图3是本发明一个实施例的车辆制动扭矩的控制系统的结构框图。如图3所示，本发明实施例的车辆制动力矩输出的控制系统，包括：制动需求力矩获取模块100、最大电制动力矩提供模块200和控制模块300。
其中，制动需求力矩获取模块100用于获取制动需求力矩。最大电制动力矩提供模块200用于提供最大电制动力矩。控制模块300用于优先以电制动力矩满足制动需求力矩，制动需求力矩超出最大电制动力矩的部分以机械制动力距补足。
根据本发明实施例的车辆制动力矩输出的控制系统，在车辆制动时，优先使用电制动，在电制动不能满足需求时使用机械制动，由于最大化使用电制动，可以在电制动时进行制动回馈，有利于能源的回收，提升续航里程。
在本发明的一个实施例中，制动需求力矩获取模块100包括：信息获取模块和计算模块。其中，信息获取模块用于采集车速、制动踏板开度和路面附着系数。计算模块用于根据车速、制动踏板开度和路面附着系数得到制动需求力矩。
在本发明的一个实施例中，最大电制动力矩提供模块(200)具体用于：根据电池的温度和电机的额定力矩得到最大电制动力矩。其中，电池用于吸收制动回馈。
在本发明的一个实施例中，最大电制动力矩提供模块200还用于根据电池的温度得到比例系数，进而根据电机的额定力矩和比例系数得到最大电制动力矩。
需要说明的是，本发明实施例的车辆制动力矩输出的控制系统的具体实施方式本发明实施例的车辆制动力矩输出的控制方法的具体实施方式类似，具体参见控制方法部分的描述。为了减少冗余，不做赘述。
此外，本发明还公开了一种车辆，该车辆设置有上述实施例的车辆制动力矩输出的控制系统。该车辆可以提升制动时的能量回收，提升续航里程。
另外，本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种车辆制动力矩输出的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取制动需求力矩；
提供最大电制动力矩；
优先以电制动力矩满足所述制动需求力矩，所述制动需求力矩超出所述最大电制动力矩的部分以机械制动力矩补足。
2.根据权利要求1所述的车辆制动力矩输出的控制方法，其特征在于，所述获取制动需求力矩的步骤包括：
通过车速、制动踏板开度和路面附着系数得到所述制动需求力矩。
3.根据权利要求1所述的车辆制动力矩输出的控制方法，其特征在于，所述提供最大电制动力矩的步骤包括：
根据电池的温度和电机的额定力矩得到所述最大电制动力矩；
其中，所述电池用于吸收制动回馈。
4.根据权利要求3所述的车辆制动力矩输出的控制方法，其特征在于，所述根据电池的温度和电机的额定力矩得到所述最大电制动力矩的步骤包括：
根据所述电池的温度得到比例系数；
根据所述电机的额定功率和所述比例系数得到所述最大电制动力矩。
5.根据权利要求1所述的车辆制动力矩输出的控制方法，其特征在于，还包括：
检测电机能否输出所述电制动力矩；
如果否，则控制所述最大电制动力矩为零。
6.一种车辆制动力矩输出的控制系统，其特征在于，包括：
制动需求力矩获取模块(100)，用于获取制动需求力矩；
最大电制动力矩提供模块(200)，用于提供最大电制动力矩；
控制模块(300)，用于优先以电制动力矩满足所述制动需求力矩，所述制动需求力矩超出所述最大电制动力矩的部分以机械制动力距补足。
7.根据权利要求6所述的车辆制动力矩输出的控制系统，其特征在于，所述制动需求力矩获取模块(100)包括：
信息获取模块，用于采集车速、制动踏板开度和路面附着系数；
计算模块，用于根据所述车速、所述制动踏板开度和所述路面附着系数得到所述制动需求力矩。
8.根据权利要求7所述的车辆制动力矩输出的控制系统，其特征在于，所述最大电制动力矩提供模块(200)具体用于：根据电池的温度和电机的额定力矩得到所述最大电制动力矩；
其中，所述电池用于吸收制动回馈。
9.根据权利要求8所述的车辆制动力矩输出的控制系统，其特征在于，所述最大电制动力矩提供模块(200)还用于根据所述电池的温度得到比例系数，进而根据所述电机的额定力矩和所述比例系数得到所述最大电制动力矩。
10.一种车辆，其特征在于，设置有权利要求6-9任一项所述的车辆制动力矩输出的控制系统。
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