CN112498114A - 一种制动能量回馈系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制动能量回馈系统。该制动能量回馈系统包括：工控机、电液混合制动装置和能量反馈装置；工控机和能量反馈装置均与电液混合制动装置连接。本发明提供的制动能量回馈系统通过设置电液混合制动装置和能量反馈装置共用同一电机的架构，完成制动力的合理分配，以提高制动力的分配利用率，进而提高能量回馈效益；并且，采用电液混合制动装置，能够在提高无人车行驶稳定性的同时，优化制动力分配比例，使电液混合制动装置和能量反馈装置均能够得到最优化的制动力分配结果，进而也能提高电能转化率。

Description

一种制动能量回馈系统
技术领域
本发明涉及无人车能量控制领域，特别是涉及一种制动能量回馈系统。
背景技术
能源危机和环境恶化已成为制约全球经济发展的重要因素，研究节能、环保的无人车缓解能源压力、降低环境污染。目前，无人车主要为电动汽车，该电动汽车包括具备纯电动驱动能力的插电式混合动力汽车以及纯电动汽车。
现有的一些无人车的制动能量回馈方法，未能较好地实现液压制动系统与电回馈制动系统的协调配合，制动过程中车辆稳定性无保障、能量回馈效率较低、电回馈制动和液压制动衔接过程中的驾驶平顺性较差。
因此，如何设计一种制动能量回馈方法或系统，以在保证制动过程中无人车的稳定性的同时，提高能量回馈效率、提高电回馈制动和液压制动衔接过程中的驾驶平顺性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种制动能量回馈系统，以在提高无人车行驶稳定性的同时，提高能量回馈效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种制动能量回馈系统，包括：工控机、电液混合制动装置和能量反馈装置；
所述工控机和所述能量反馈装置均与所述电液混合制动装置连接；
所述工控机用于生成制动力分配指令；所述液混合制动装置用于根据车辆数据判断无人车是否发生侧翻，并根据判断结果生成车轮力矩分配信号；所述电液混合制动装置还用于接收所述制动力分配指令，并结合所述车轮力矩分配信号完成各车轮和能量反馈装置间的制动力分配；所述能量反馈装置根据所述电液混合制动装置分配的制动力产生反向发电力矩生成电能；
所述车辆数据包括：无人车的轮速和车身姿态。
优选地，所述电液混合制动装置包括：制动机械模块、数据采集模块、ESP模块和整车控制器；
所述制动机械模块和所述ESP模块共用同一主缸；所述数据采集模块设置在所述制动机械模块上，用于采集车辆数据；所述数据采集模块和所述ESP模块连接；所述ESP模块用于根据所述车辆数据判断所述无人车是否发生侧翻，并根据判断结果生成车轮力矩分配信号；
所述ESP模块与所述整车控制器连接；所述整车控制器分别与所述制动机械模块、所述能量反馈装置和所述工控机连接；所述整车控制器用于根据所述车轮力矩分配信号生成制动力分配指令以分别控制所述制动机械模块和所述能量反馈装置的制动力，并用于获取气象数据将所述气象数据反馈给所述ESP模块，所述ESP模块结合所述气象数据生成所述车轮力矩分配信号后，反馈给所述整车控制器。
优选地，所述制动机械模块包括：制动电机回路、液压回路和抱闸单元；
所述制动电机回路和所述抱闸单元用于根据所述整车控制器分配的制动力指令进行相应的动作，所述制动电机回路与所述液压回路配合形成制动。
优选地，所述数据采集模块包括：轮速传感器和运动姿态传感器；
所述轮速传感器和所述运动姿态传感器均与所述ESP模块连接；所述轮速传感器用于检测所述无人车的轮速；所述运动姿态传感器用于检测所述无人车的车身姿态。
优选地，所述能量反馈装置包括：电机和储能单元；
所述电机分别与所述整车控制器和所述储能单元连接；
所述电机在反向发电力矩作用下产生电能；
所述储能单元用于存储所述电能。
优选地，所述储能单元为无人车的电能供电器。
优选地，所述电液混合制动装置还包括：无线收发模块和上位机；
所述无线收发模块与所述整车控制器连接；所述无线收发模块与所述上位机进行数据交互；所述上位机用于接收所述无线收发模块传输的数据信号，并用于根据所述数据信号生成制动力分配指令后传输给所述无线收发模块。
优选地，所述无线收发模块为无线通信模块、4/5G通信模块或卫星通讯模块。
优选地，所述电液混合制动装置还包括：防撞模块；
所述防撞模块与所述整车控制器连接；所述防撞模块用于检测所述无人车与障碍物是否发生碰撞，并将检测结果发送给所述整车控制器，所述整车控制器根据所述检测结果生成控制指令。
优选地，所述防撞模块包括：防撞检测条和摄像头；
所述防撞检测条用于感知所述无人车是否与障碍物发生碰撞，所述摄像头用于拍摄所述无人车的行驶环境；
当防撞检测条感知到所述无人车与障碍物发生碰撞时，所述整车控制器生成紧急制动力分配指令并反馈给所述ESP模块，所述ESP模块根据所述紧急制动力分配指令生成力矩分配信号，以保持所述无人车的车身稳定；当防撞检测条感知不到所述无人车与障碍物发生碰撞时，所述整车控制器根据所述摄像头拍摄的所述行驶环境确定是否发生预碰撞，当发生预碰撞时，生成预碰撞时间，并反馈给所述ESP模块，所述ESP模块根据所述预碰撞时间生成力矩分配信号，以确保车身行驶的稳定性。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的一种制动能量回馈系统，通过设置电液混合制动装置和能量反馈装置共用同一电机的架构，完成制动力的合理分配，以提高制动力的分配利用率，进而提高能量回馈效益；并且，采用电液混合制动装置，能够在提高无人车行驶稳定性的同时，优化制动力分配比例，使电液混合制动装置和能量反馈装置均能够得到最优化的制动力分配结果，进而也能提高电能转化率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的制动能量回馈系统的结构示意图；
图2为本发明提供的电液混合制动装置的结构示意图。
符号说明：
1-工控机，2-电液混合制动装置，21-制动机械模块，22-数据采集模块，23-ESP模块，24-整车控制器，25-无线收发模块，26-上位机，27-防撞模块，3-能量反馈装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明的目的是提供一种制动能量回馈系统，以在提高无人车行驶稳定性的同时，提高能量回馈效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明提供的制动能量回馈系统的结构示意图，如图1所示，一种制动能量回馈系统，包括：工控机1、电液混合制动装置2和能量反馈装置3。
所述工控机1和所述能量反馈装置3均与所述电液混合制动装置2连接。
所述工控机1用于生成制动力分配指令。所述液混合制动装置2用于根据车辆数据判断无人车是否发生侧翻，并根据判断结果生成车轮力矩分配信号。所述电液混合制动装置2还用于接收所述制动力分配指令，并结合所述车轮力矩分配信号完成各车轮和能量反馈装置间的制动力分配。所述能量反馈装置3根据所述电液混合制动装置2分配的制动力产生反向发电力矩生成电能。所述车辆数据包括：无人车的轮速和车身姿态。
其中，如图2所示，上述电液混合制动装置优选包括：制动机械模块21、数据采集模块22、ESP模块23和整车控制器24。
所述制动机械模块21和所述ESP模块23共用同一主缸。所述数据采集模块22设置在所述制动机械模块21上，用于采集车辆数据。所述数据采集模块22和所述ESP模块23连接。所述ESP模块23用于根据所述车辆数据判断所述无人车是否发生侧翻，并根据判断结果生成车轮力矩分配信号。
所述ESP模块23与所述整车控制器24连接。所述整车控制器24分别与所述制动机械模块21、所述能量反馈装置3和所述工控机1连接。所述整车控制器24用于根据所述车轮力矩分配信号生成制动力分配指令以分别控制所述制动机械模块21和所述能量反馈装置3的制动力，并用于获取气象数据将所述气象数据反馈给所述ESP模块23，所述ESP模块23结合所述气象数据生成所述车轮力矩分配信号后，反馈给所述整车控制器24。
优选地，上述制动机械模块21包括：制动电机回路、液压回路和抱闸单元。
所述制动电机回路和所述抱闸单元用于根据所述整车控制器分配的制动力指令进行相应的动作，所述制动电机回路与所述液压回路配合形成制动。
上述数据采集模块22包括：轮速传感器和运动姿态传感器。
所述轮速传感器和所述运动姿态传感器均与所述ESP模块连接。所述轮速传感器用于检测所述无人车的轮速。所述运动姿态传感器用于检测所述无人车的车身姿态。
此外，如图2所示，电液混合制动装置2还包括：无线收发模块25和上位机26以及防撞模块27。
所述无线收发模块25与所述整车控制器24连接。所述无线收发模块25与所述上位机26进行数据交互。所述上位机26用于接收所述无线收发模块25传输的数据信号，并用于根据所述数据信号生成制动力分配指令后传输给所述无线收发模块25。本发明中提供的无线收发模块25优选为无线通信模块、4/5G通信模块或卫星通讯模块。
所述防撞模块27与所述整车控制器24连接。所述防撞模块27用于检测所述无人车与障碍物是否发生碰撞，并将检测结果发送给所述整车控制器24，所述整车控制器24根据所述检测结果生成控制指令。
其中，防撞模块27优选包括：防撞检测条和摄像头。
所述防撞检测条用于感知所述无人车是否与障碍物发生碰撞，所述摄像头用于拍摄所述无人车的行驶环境。
当防撞检测条感知到所述无人车与障碍物发生碰撞时，所述整车控制器24生成紧急制动力分配指令并反馈给所述ESP模块23，所述ESP模块23根据所述紧急制动力分配指令生成力矩分配信号，以保持所述无人车的车身稳定。当防撞检测条感知不到所述无人车与障碍物发生碰撞时，所述整车控制器24根据所述摄像头拍摄的所述行驶环境确定是否发生预碰撞，当发生预碰撞时，生成预碰撞时间，并反馈给所述ESP模块23，所述ESP模块23根据所述预碰撞时间生成力矩分配信号，以确保车身行驶的稳定性。
上述能量反馈装置3优选包括：电机和储能单元。
所述电机分别与所述整车控制器和所述储能单元连接。
所述电机在反向发电力矩作用下产生电能。
所述储能单元用于存储所述电能。在本发明中所采用的储能单元优选为无人车的电能供电器。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种制动能量回馈系统，其特征在于，包括：工控机、电液混合制动装置和能量反馈装置；
所述工控机和所述能量反馈装置均与所述电液混合制动装置连接；
所述工控机用于生成制动力分配指令；所述液混合制动装置用于根据车辆数据判断无人车是否发生侧翻，并根据判断结果生成车轮力矩分配信号；所述电液混合制动装置还用于接收所述制动力分配指令，并结合所述车轮力矩分配信号完成各车轮和能量反馈装置间的制动力分配；所述能量反馈装置根据所述电液混合制动装置分配的制动力产生反向发电力矩生成电能；
所述车辆数据包括：无人车的轮速和车身姿态。
2.根据权利要求1所述的制动能量回馈系统，其特征在于，所述电液混合制动装置包括：制动机械模块、数据采集模块、ESP模块和整车控制器；
所述制动机械模块和所述ESP模块共用同一主缸；所述数据采集模块设置在所述制动机械模块上，用于采集车辆数据；所述数据采集模块和所述ESP模块连接；所述ESP模块用于根据所述车辆数据判断所述无人车是否发生侧翻，并根据判断结果生成车轮力矩分配信号；
所述ESP模块与所述整车控制器连接；所述整车控制器分别与所述制动机械模块、所述能量反馈装置和所述工控机连接；所述整车控制器用于根据所述车轮力矩分配信号生成制动力分配指令以分别控制所述制动机械模块和所述能量反馈装置的制动力，并用于获取气象数据将所述气象数据反馈给所述ESP模块，所述ESP模块结合所述气象数据生成所述车轮力矩分配信号后，反馈给所述整车控制器。
3.根据权利要求2所述的制动能量回馈系统，其特征在于，所述制动机械模块包括：制动电机回路、液压回路和抱闸单元；
所述制动电机回路和所述抱闸单元用于根据所述整车控制器分配的制动力指令进行相应的动作，所述制动电机回路与所述液压回路配合形成制动。
4.根据权利要求2所述的制动能量回馈系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：轮速传感器和运动姿态传感器；
所述轮速传感器和所述运动姿态传感器均与所述ESP模块连接；所述轮速传感器用于检测所述无人车的轮速；所述运动姿态传感器用于检测所述无人车的车身姿态。
5.根据权利要求1所述的制动能量回馈系统，其特征在于，所述能量反馈装置包括：电机和储能单元；
所述电机分别与所述整车控制器和所述储能单元连接；
所述电机在反向发电力矩作用下产生电能；
所述储能单元用于存储所述电能。
6.根据权利要求5所述的制动能量回馈系统，其特征在于，所述储能单元为无人车的电能供电器。
7.根据权利要求2所述的制动能量回馈系统，其特征在于，所述电液混合制动装置还包括：无线收发模块和上位机；
所述无线收发模块与所述整车控制器连接；所述无线收发模块与所述上位机进行数据交互；所述上位机用于接收所述无线收发模块传输的数据信号，并用于根据所述数据信号生成制动力分配指令后传输给所述无线收发模块。
8.根据权利要求7所述的制动能量回馈系统，其特征在于，所述无线收发模块为无线通信模块、4/5G通信模块或卫星通讯模块。
9.根据权利要求2所述的制动能量回馈系统，其特征在于，所述电液混合制动装置还包括：防撞模块；
所述防撞模块与所述整车控制器连接；所述防撞模块用于检测所述无人车与障碍物是否发生碰撞，并将检测结果发送给所述整车控制器，所述整车控制器根据所述检测结果生成控制指令。
10.根据权利要求9所述的制动能量回馈系统，其特征在于，所述防撞模块包括：防撞检测条和摄像头；
所述防撞检测条用于感知所述无人车是否与障碍物发生碰撞，所述摄像头用于拍摄所述无人车的行驶环境；
当防撞检测条感知到所述无人车与障碍物发生碰撞时，所述整车控制器生成紧急制动力分配指令并反馈给所述ESP模块，所述ESP模块根据所述紧急制动力分配指令生成力矩分配信号，以保持所述无人车的车身稳定；当防撞检测条感知不到所述无人车与障碍物发生碰撞时，所述整车控制器根据所述摄像头拍摄的所述行驶环境确定是否发生预碰撞，当发生预碰撞时，生成预碰撞时间，并反馈给所述ESP模块，所述ESP模块根据所述预碰撞时间生成力矩分配信号，以确保车身行驶的稳定性。
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