CN111332127A - 一种汽车制动能量回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车制动能量回收技术领域，具体涉及一种汽车制动能量回收方法。该方法包括：获取车辆的车速和制动主缸压力；根据车速和制动主缸压力获取需求制动扭矩并判断所述车辆的制动阶段，所述制动阶段包括制动初始阶段、制动主要阶段和制动结束阶段；当所述车辆处于制动初始阶段时，所述需求制动扭矩分配给电机，液压制动系统不参与制动；当所述车辆处于制动主要阶段时，所述需求制动扭矩分配给液压制动系统和电机；当所述车辆处于制动结束阶段时，所述需求制动扭矩分配给液压制动系统，电机不参与制动。本发明能够解决现有的电动汽车制动能量回收方法制动踏板感不好，影响驾驶感受的问题。

Description

一种汽车制动能量回收方法
技术领域
本发明涉及汽车制动能量回收技术领域，具体涉及一种汽车制动能量回收方法。
背景技术
续航里程已经成为制约电动汽车发展的主要技术瓶颈，而制动能量回收可以将制动时的动能转化为电能重新存储到电池中，可有效提升电动汽车的续航里程。
目前多数电动汽车都是采用主缸压力及车速等信号作为能量回收目标值的确定，然后由整车控制器根据能量回收目标值进行电机能量回收控制。
现有的汽车动能量回收方法包括：在整车制动时获取主缸制动液的当前压力值和车轮的当前旋转速度值；根据当前压力值和当前旋转速度值确定目标制动能量回收值。其制动能量回收方法包括：在整车制动时，主缸压力传感器采集主缸制动液的当前压力值，车轮旋转速度传感器采集车轮的当前旋转速度值；ECU系统根据当前压力值和当前旋转速度值确定目标制动能量回收值；电机控制器根据目标制动能量值对电机进行控制并发电，发电产生的电能被转化成化学能存储在电池中。
该能量回收方法使电机始终尽可能的介入回收能量，虽有效的进行了能量的回收利用，但与传统燃油车的液压制动相比，制动踏板感不好，影响驾驶感受。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种汽车制动能量回收方法，能够解决现有的电动汽车制动能量回收方法制动踏板感不好，影响驾驶感受的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种汽车制动能量回收方法，包括：
获取车辆的车速和制动主缸压力；
根据车速和制动主缸压力获取需求制动扭矩并判断所述车辆的制动阶段，所述制动阶段包括制动初始阶段、制动主要阶段和制动结束阶段；
当所述车辆处于制动初始阶段时，所述需求制动扭矩分配给电机，液压制动系统不参与制动；
当所述车辆处于制动主要阶段时，所述需求制动扭矩分配给液压制动系统和电机；
当所述车辆处于制动结束阶段时，所述需求制动扭矩分配给液压制动系统，电机不参与制动。
在上述方案的基础上，所述的根据车速和制动主缸压力判断所述车辆的制动阶段，所述制动阶段包括制动初始阶段、制动主要阶段和制动结束阶段，具体包括：
当车速大于预设车速且制动主缸压力小于预设压力时，判定为制动初始阶段；
当车速大于预设车速且制动主缸压力大于预设压力时，判定为制动主要阶段；
当车速小于预设车速且制动主缸压力大于零时，判定为制动结束阶段。
在上述方案的基础上，所述预设车速根据电机的回收能力特性进行设定。
在上述方案的基础上，所述预设车速为5-15km/h。
在上述方案的基础上，所述预设压力根据液压制动系统的真空助力器的工作特性确定。
在上述方案的基础上，所述液压制动系统包括前轴液压制动回路和后轴液压制动回路，
当所述车辆处于制动主要阶段时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路和电机共同制动，或者前轴液压制动回路、后轴液压制动回路和电机。
在上述方案的基础上，当所述车辆处于制动主要阶段，
当需求制动扭矩小于前轴液压制动回路和电机产生的最大扭矩时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路和电机；
当需求制动扭矩大于前轴液压制动回路和电机产生的最大扭矩时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路、后轴液压制动回路和电机。
在上述方案的基础上，当所述车辆处于制动结束阶段时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路和后轴液压制动回路。
在上述方案的基础上，所述的需求制动扭矩通过液压制动系统的制动再生协调控制器利用制动主缸压力和车速计算得到。
在上述方案的基础上，所述制动再生协调控制器采用车身电子稳定系统ESC。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在使用该电动车制动能量回收方法时，通过获取车辆的车速和制动主缸压力，并根据制动主缸压力和车速判断车辆所处的制动阶段，并根据不同的制动阶段采用不能的制动能量回收策略。在制动初始阶段液压制动系统不参与制动，全部由电机进行能量回收，此时踏板力较软，当制动主缸压力继续增大到预设制动主缸压力即进入制动主要阶段时，液压制动系统开始介入，液压制动扭矩产生的同时制动踏板力开始明显上升，剩余制动扭矩需求则由电机进行能量回收，此阶段既实现了能量回收，又保留制动时的踏板感。当车速降低到车速预设值即进入制动结束阶段时，此时电机回收能力已经很弱，电机逐步退出，不再参与制动回收，全部采用液压制动系统，总的制动力矩平稳衔接，实现了制动的平顺性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的汽车制动能量回收方法的示意性流程图；
图2为本申请实施例提供的制动阶段判定的示意性流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的汽车制动能量回收方法的示意性流程图，参见图1，本发明提供一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，包括：
S1：获取车辆的车速和制动主缸压力。
S2：根据车速和制动主缸压力获取需求制动扭矩并判断所述车辆的制动阶段，所述制动阶段包括制动初始阶段、制动主要阶段和制动结束阶段。
S3：当所述车辆处于制动初始阶段时，所述需求制动扭矩分配给电机，液压制动系统不参与制动；当所述车辆处于制动主要阶段时，所述需求制动扭矩分配给液压制动系统和电机；当所述车辆处于制动结束阶段时，所述需求制动扭矩分配给液压制动系统，电机不参与制动。
在使用该电动车制动能量回收方法时，通过获取车辆的车速和制动主缸压力，并根据制动主缸压力和车速判断车辆所处的制动阶段，并根据不同的制动阶段采用不能的制动能量回收策略。在制动初始阶段液压制动系统不参与制动，全部由电机进行能量回收，此时踏板力较软，当制动主缸压力继续增大到预设制动主缸压力即进入制动主要阶段时，液压制动系统开始介入，液压制动力矩产生的同时制动踏板力开始明显上升，剩余制动扭矩需求则由电机进行能量回收，此阶段既实现了能量回收，又保留制动时的踏板感。当车速降低到车速预设值即进入制动结束阶段时，此时电机回收能力已经很弱，电机逐步退出，不再参与制动回收，全部采用液压制动系统，总的制动力矩平稳衔接，实现了制动的平顺性。
图2为本申请实施例提供的制动阶段判定的示意性流程图，参见图2，优选地，根据车速和制动主缸压力判断所述车辆的制动阶段，所述制动阶段包括制动初始阶段、制动主要阶段和制动结束阶段，具体包括：
当车速大于预设车速且制动主缸压力小于预设压力时，判定为制动初始阶段。
当车速大于预设车速且制动主缸压力大于预设压力时，判定为制动主要阶段。
当车速小于预设车速且制动主缸压力大于零时，判定为制动结束阶段。
在本实施例中，根据车速和制动主缸压力将，制动阶段分为制动初始阶段、制动主要阶段和制动结束阶段。以便于指定不同的制动策略。
优选地，在本实施例中所述预设车速根据电机的回收能力特性进行设定。所述预设车速为5-15km/h。当车速小于预设车速时，此时电机的转速较低，电机回收能力已经很弱，电机不再参与制动回收，全部由液压制动系统参与制动，这样可兼顾制动能量的回收，也可实现电机回收制动到液压制动的平稳过渡。
优选地，所述预设压力根据液压制动系统的真空助力器的工作特性确定。在本实施例中，制动主缸的预设压力通过液压制动系统的真空助力器的工作特性确定，通过调整该预设压力，使制动初始过程中的踏板力和制动压力曲线尽可能趋近传统燃油车真空助力器的踏板力和制动压力特性曲线，以最大程度模拟燃油车的踏板感。
再次参见图1，优选地，所述液压制动系统包括前轴液压制动回路和后轴液压制动回路。
当所述车辆处于制动主要阶段时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路和电机共同制动，或者前轴液压制动回路、后轴液压制动回路和电机。
在本实施例中，液压制动系统包括前轴液压制动回路和后轴液压制动回路，在整个制动主要阶段，液压制动系统一直参与制动，且制动踏板力随制动强度的变化而变化，能很好兼顾燃油车的踏板感。优选地，当所述车辆处于制动主要阶段：
当需求制动扭矩小于前轴液压制动回路和电机产生的最大扭矩时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路和电机。
当需求制动扭矩大于前轴液压制动回路和电机产生的最大扭矩时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路、后轴液压制动回路和电机。
在本实施例中，当需求制动扭矩小于前轴液压制动回路和电机产生的最大扭矩时，前轴液压制动回路首先打开并开始建压，前轴产生液压制动力矩的同时制动踏板力开始明显上升，剩余制动扭矩需求则由电机进行能量回收，此阶段既实现了能量回收，又保留制动时的踏板感。电机实际回收扭矩受到当前工况下电机能提供的最大负扭矩、电池的最大充电功率等限制，严重时，电机发生故障，电机的扭矩回收能力可能完全丧失。当需要分配给电机的回收扭矩大于电机当前的最大回收扭矩潜力时，电机回收扭矩无法满足制动扭矩要求，将导致制动强度减弱，影响制动安全。此时，则电机按最大回收潜力值进行能量回收制动，同时后轴液压制动回路开始建压制动，弥补电机制动力不足的部分。
在本实施例中，通过对预设制动主缸压力值的调整，整个制动过程可以很好的模拟传统燃油车的踏板感。且对于前驱的电动汽车，由于在制动主要阶段，后轴基本不参与制动，可以避免高速制动时因后轮抱死或打滑引起的车辆甩尾等风险。
优选地，当所述车辆处于制动结束阶段时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路和后轴液压制动回路。
在本实施例中，当车速降低到车速预设值即进入制动结束阶段时，此时电机回收能力已经很弱，电机不再参与制动回收，后轴液压制动回路打开，产生的后轴液压制动力用于弥补取消的电机回收扭矩，总的制动力矩平稳衔接，实现了制动的平顺性。
优选地，所述的需求制动扭矩通过液压制动系统的制动再生协调控制器利用制动主缸压力和车速计算得到。
优选地，所述制动再生协调控制器采用车身电子稳定系统ESC。
在本实施例中，车身电子稳定系统(Electronic Stability Controller简称ESC)为车辆本身自带器件，获取制动主缸压力和车速方便。
综上所述，本发明提供的电动汽车制动能量回收方法，通过制动主缸压力和车速判断车辆所处的制动阶段，并根据不同的制动阶段采用不能的制动能量回收策略。在制动初始阶段液压制动系统不参与制动，全部由电机进行能量回收，此时踏板力较软，当制动主缸压力继续增大到预设制动主缸压力即进入制动主要阶段时，前轴液压制动回路打开并开始建压，前轴产生液压制动力矩的同时制动踏板力开始明显上升，剩余制动扭矩需求则由电机进行能量回收，此阶段既实现了能量回收，又保留制动时的踏板感。
进一步的，通过对预设主缸压力值的调整，整个制动过程可以很好的模拟传统燃油车的踏板感。且对于前驱的电动汽车，由于在制动主要阶段，后轴基本不参与制动，可以避免高速制动时因后轮抱死或打滑引起的车辆甩尾等风险。
当车速降低到车速预设值即进入制动结束阶段时，此时电机回收能力已经很弱，电机不再参与制动回收，后轴液压制动回路打开，产生的后轴液压制动力用于弥补取消的电机回收扭矩，总的制动力矩平稳衔接，实现了制动的平顺性。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，包括：
获取车辆的车速和制动主缸压力；
根据车速和制动主缸压力获取需求制动扭矩并判断所述车辆的制动阶段，所述制动阶段包括制动初始阶段、制动主要阶段和制动结束阶段；
当所述车辆处于制动初始阶段时，所述需求制动扭矩分配给电机，液压制动系统不参与制动；
当所述车辆处于制动主要阶段时，所述需求制动扭矩分配给液压制动系统和电机；
当所述车辆处于制动结束阶段时，所述需求制动扭矩分配给液压制动系统，电机不参与制动。
2.如权利要求1所述的一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述的根据车速和制动主缸压力判断所述车辆的制动阶段，所述制动阶段包括制动初始阶段、制动主要阶段和制动结束阶段，具体包括：
当车速大于预设车速且制动主缸压力小于预设压力时，判定为制动初始阶段；
当车速大于预设车速且制动主缸压力大于预设压力时，判定为制动主要阶段；
当车速小于预设车速且制动主缸压力大于零时，判定为制动结束阶段。
3.如权利要求2所述的一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述预设车速根据电机的回收能力特性进行设定。
4.如权利要求2所述的一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述预设车速为5-15km/h。
5.如权利要求2所述的一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述预设压力根据液压制动系统的真空助力器的工作特性确定。
6.如权利要求1所述的一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述液压制动系统包括前轴液压制动回路和后轴液压制动回路，
当所述车辆处于制动主要阶段时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路和电机共同制动，或者前轴液压制动回路、后轴液压制动回路和电机。
7.如权利要求6所述的一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，当所述车辆处于制动主要阶段，
当需求制动扭矩小于前轴液压制动回路和电机产生的最大扭矩时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路和电机；
当需求制动扭矩大于前轴液压制动回路和电机产生的最大扭矩时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路、后轴液压制动回路和电机。
8.如权利要求6所述的一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，当所述车辆处于制动结束阶段时，所述需求制动扭矩分配给前轴液压制动回路和后轴液压制动回路。
9.如权利要求1所述的一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述的需求制动扭矩通过液压制动系统的制动再生协调控制器利用制动主缸压力和车速计算得到。
10.如权利要求1所述的一种汽车制动能量回收方法，其特征在于，所述制动再生协调控制器采用车身电子稳定系统ESC。
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