CN110091720A - 一种电动汽车自适应制动能量回收算法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车整车控制安全领域，具体涉及一种电动汽车自适应制动能量回收算法，包括：比较驾驶员意图制动减速度BrkAccRequest与整车实际减速度VehAcc，得到减速度的差值；对减速度的差值进行补偿，使得差值为零，继而实现制动请求的制动减速度保持恒定。

Description

一种电动汽车自适应制动能量回收算法

技术领域

本发明涉及汽车整车控制安全领域，具体涉及一种电动汽车自适应制动能量回收算法。

背景技术

电动汽车制动踏板有开度传感器，根据当前踏板位置的变化，可以知道驾驶员的制动意图。

现有的制动能量回收技术中，回收制动扭矩是开环控制，即一定的踏板开度对应一定的制动扭矩，没有整车能量回收运行反馈。这样的技术存在的问题是：在制动扭矩一定时，车辆的重量，车辆制动时处在路面的坡度等其他阻力都会对制动结果造成影响。例如，车辆在下坡制动能够回收能量应比平路制动回收能量要大，可以增加整车能量回收效率，同时提高车辆在下坡制动时的安全性；反之，车辆在上坡制动能够回收能量应比平路制动回收能量要小，这样可以提高车辆上坡制动时不因减速度太大而降低舒适性。

现有技术WO2018086218A1车辆制动能量的回收方法和装置，获取车辆当前的位置信息；根据所述车辆当前的位置信息确定当前的道路场景；根据道路场景与权重之间的映射关系确定所述当前的道路场景；根据所述权重确定所述车辆的安全距离和安全速度；根据所述车辆的安全距离和安全速度确定所述目标扭矩；根据所述目标扭矩控制所述车辆的电机进行制动能量回收。其是一种预设能量回收，对整车的综合性能有较高的要求，且其实现的控制精度属于预估型，不具备实时性。

发明内容

本申请提供一种电动汽车自适应制动能量回收算法，其能实时调整制动扭矩。

为实现上述技术目的，本申请采取的技术方案为，一种电动汽车自适应制动能量回收算法，包括：比较驾驶员意图制动减速度与整车实际减速度，得到减速度的差值；对减速度的差值进行补偿，使得差值为零。

作为本申请改进的技术方案，所述算法包括如下步骤：

(1)获取制动踏板开度信号，计算驾驶员意图制动减速度；

(2)根据动力传动比、轮胎滚动半径计算制动角减速度对应的电机制动扭矩；

(3)读取整车速度，对速度差分计算，得到整车实际减速度；

(4)将驾驶员意图制动减速度与整车实际减速度比较，得到制动减速度差值；

(5)对制动减速度差值进行制动减速度补偿计算，使得最终产生的整车实际减速度与驾驶员意图制动减速度保持一致。

作为本申请改进的技术方案，所述步骤(1)中制动踏板开度信号记为BrakePosition，驾驶员意图制动减速度记为BrkAccRequest，则

BrkAccRequest＝BrakePosition*BrkAccRatio (1-1)

式中，BrkAccRatio为制动系数。

作为本申请改进的技术方案，所述步骤(2)中电机制动扭矩计算步骤如下：

MotorTorque＝MotorBrkAccRequest*mass*radius/DrvRatio (1-2)，

电机制动扭矩请求记为MotorBrkAccRequest，电机制动扭矩记为MotorTorque，整车质量记为mass，轮胎滚动半径记为radius，传动比记DrvRatio。

作为本申请改进的技术方案，所述步骤(3)中整车实际减速度计算方法如下：

VehAcc＝(VehSpeed-VehSpeedLast)/IntegralTime (1-3)，

整车速度记为VehSpeed，相邻上一时刻整车速度记为VehSpeedLast，差分计算周期记为IntegralTime，整车实际减速度记为VehAcc。

作为本申请改进的技术方案，所述步骤(4)中制动减速度差值计算方法如下：

BrkAccErr＝BrkAccRequestLast-VehAccLast(1-4)，

相邻上一时刻的驾驶员意图制动减速度为记BrkAccRequestLast，相邻上一时刻的整车实际制动减速度为记VehAccLast，制动减速度差值记为BrkAccErr。

作为本申请改进的技术方案，所述步骤(5)中制动减速度补偿计算方法如下：

MotorBrkAccRequest＝BrkAccErrLast+BrkAccRequest(1-5)，

相邻上一时刻制动减速度差值记为BrkAccErrLast，电机制动扭矩请求为MotorBrkAccRequest，驾驶员意图制动减速度BrkAccRequest。

有益效果

本发明针对现有技术中制动能量回收开环控制，无法在不同工况的条件下发挥较好的制动能量回收率和舒适性，因此本发明提出一种根据反馈整车减速度，合理调整补偿运算，使得制动踏板的开度对应确定的制动减速度，随着工况的变化，也能自适应调整制动扭矩。

附图说明

图1自适应制动能量回收算法模型图；

图2驾驶员意图制动减速度计算模型图；

图3电机制动扭矩计算模型图；

图4整车实际减速度计算模型图；

图5制动减速度差值计算模型图；

图6制动减速度补偿计算模型图；

图7为制动踏板开度50％，初始速度为100km/h，外界减速度为-2m/s^2时的整车减速仿真结果图；

图8为制动踏板开度100％，初始速度为100km/h，外界减速度为-2m/s^2时的整车减速仿真结果图；

图9为制动踏板开度100％，初始速度为100km/h，外界减速度为2m/s^2时的整车减速仿真结果图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

如图1所示的模型，一种电动汽车自适应制动能量回收算法，包括：比较驾驶员意图制动减速度BrkAccRequest与整车实际减速度VehAcc，得到减速度的差值；对减速度的差值进行补偿，使得差值为零。使得制动踏板的开度对应确定的制动减速度，随着工况的变化，也能自适应调整制动扭矩。

详细地，制动踏板对应着驾驶员意图制动减速度，根据驾驶员意图制动减速度，与通过对整车速度的差分运算得到整车实际减速度进行比较并补偿，最终使得整车实际减速度与驾驶员意图制动减速度保持一致。

本设计，根据对整车速度的差分计算得到整车的加速度，从而自动调增能量回收扭矩大小，使得车辆在任何路面下运行时，一定的制动踏板开度均能产生确定的整车减速度，不但提高了整车驾乘舒适性，同时提高了车辆能量回收的效率。

实际计算时，如图1所示的模型，所述算法包括如下步骤：

(1)获取制动踏板开度信号，计算驾驶员意图制动减速度；

(2)根据动力传动比、轮胎滚动半径计算制动角减速度对应的电机制动扭矩；

(3)读取整车速度，对速度差分计算，得到整车实际减速度；

(4)将驾驶员意图制动减速度与整车实际减速度比较，得到制动减速度差值，该差值包括了除能量回收的电制动以外所有外力，如机械制动力、坡度、风阻等；

(5)对制动减速度差值进行制动减速度补偿计算，使得最终产生的整车实际减速度与驾驶员意图制动减速度保持一致。

如图2所示，驾驶员意图制动减速度是通过获取制动踏板开度信号获取，制动踏板开度信号记为BrakePosition，驾驶员意图制动减速度记为BrkAccRequest，则

BrkAccRequest＝BrakePosition*BrkAccRatio

式中，BrkAccRatio为制动系数，该参数决定了制动踏板开度对应的制动加速度之间的关系，直接影响能力回收率以及制动安全，在实际应用中做为标定参数，根据整车性能需求进行标定。

如图4所示，整车速度记为VehSpeed，相邻上一时刻整车速度记为VehSpeedLast，差分计算周期记为IntegralTime，整车实际减速度记为VehAcc：

VehAcc＝(VehSpeed-VehSpeedLast)/IntegralTime。

如图5所示的模型，减速度的差值计算方法如下：相邻上一时刻的驾驶员意图制动减速度为记BrkAccRequestLast，相邻上一时刻的整车实际制动减速度为记VehAccLast，制动减速度的差值记为BrkAccErr。

BrkAccErr＝BrkAccRequestLast-VehAccLast。

如图6所示的模型图。制动减速度补偿计算方法如下：

MotorBrkAccRequest＝BrkAccErrLast+BrkAccRequest (1-5)，

相邻上一时刻制动减速度差值记为BrkAccErrLast，电机制动扭矩请求为MotorBrkAccRequest，驾驶员意图制动减速度BrkAccRequest。

如图3所示，电机制动扭矩MotorTorque计算步骤如下：

电机制动扭矩请求记为MotorBrkAccRequest，电机制动扭矩记为MotorTorque，整车质量记为mass，轮胎滚动半径记为radius，传动比记DrvRatio。

MotorTorque＝MotorBrkAccRequest*mass*radius/DrvRatio。

当外界减速度大于制动踏板的驾驶员意图制动减速度时，补偿值会是正数，会使得原本应该是负的制动扭矩请求，变成正的扭矩请求，出现牵引力，为防止此种情形，补偿结果与0做最小取值运算，保证制动时不会产生牵引力。

具体的应用时，图7为制动踏板开度50％，初始速度为100km/h，外界减速度为-2m/s^2时的整车减速仿真结果，在外界加速度作用1s时，制动踏板开始制动；

图8为制动踏板开度100％，初始速度为100km/h，外界减速度为-2m/s^2时的整车减速仿真结果，在外界加速度作用1s时，制动踏板开始制动；

图9为制动踏板开度100％，初始速度为100km/h，外界减速度为2m/s^2时的整车减速仿真结果，在外界加速度作用1s时，制动踏板开始制动。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动汽车自适应制动能量回收算法，其特征在于，包括：比较驾驶员意图制动减速度与整车实际减速度，得到减速度的差值；对减速度的差值进行补偿，使得差值为零。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车自适应制动能量回收算法，其特征在于，所述算法包括如下步骤：

(1)获取制动踏板开度信号，计算驾驶员意图制动减速度；

(2)根据动力传动比、轮胎滚动半径计算制动角减速度对应的电机制动扭矩；

(3)读取整车速度，对速度差分计算，得到整车实际减速度；

(4)将驾驶员意图制动减速度与整车实际减速度比较，得到制动减速度差值；

(5)对制动减速度差值进行制动减速度补偿计算，使得最终产生的整车实际减速度与驾驶员意图制动减速度保持一致。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车自适应制动能量回收算法，其特征在于，所述步骤(1)中制动踏板开度信号记为BrakePosition，驾驶员意图制动减速度记为BrkAccRequest，则

BrkAccRequest＝BrakePosition*BrkAccRatio (1-1)

式中，BrkAccRatio为制动系数。

4.根据权利要求2所述的一种电动汽车自适应制动能量回收算法，其特征在于，所述步骤(2)中电机制动扭矩计算步骤如下：

MotorTorque＝MotorBrkAccRequest*mass*radius/DrvRatio (1-2)，

电机制动扭矩请求记为MotorBrkAccRequest，电机制动扭矩记为MotorTorque，整车质量记为mass，轮胎滚动半径记为radius，传动比记DrvRatio。

5.根据权利要求2所述的一种电动汽车自适应制动能量回收算法，其特征在于，所述步骤(3)中整车实际减速度计算方法如下：

VehAcc＝(VehSpeed-VehSpeedLast)/IntegralTime (1-3)，

整车速度记为VehSpeed，相邻上一时刻整车速度记为VehSpeedLast，差分计算周期记为IntegralTime，整车实际减速度记为VehAcc。

6.根据权利要求2所述的一种电动汽车自适应制动能量回收算法，其特征在于，所述步骤(4)中制动减速度差值计算方法如下：

BrkAccErr＝BrkAccRequestLast-VehAccLast (1-4)，

相邻上一时刻的驾驶员意图制动减速度为记BrkAccRequestLast，相邻上一时刻的整车实际制动减速度为记VehAccLast，制动减速度差值记为BrkAccErr。

7.根据权利要求2所述的一种电动汽车自适应制动能量回收算法，其特征在于，所述步骤(5)中制动减速度补偿计算方法如下：

MotorBrkAccRequest＝BrkAccErrLast+BrkAccRequest (1-5)，

相邻上一时刻制动减速度差值记为BrkAccErrLast，电机制动扭矩请求为MotorBrkAccRequest，驾驶员意图制动减速度BrkAccRequest。