CN112829600A - 一种非ebs平台新能源商用车复合制动策略 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非EBS平台新能源商用车复合制动策略，其基于制动系统实现，制动系统包括制动踏板、VCU(整车控制器)、电机、MCU(电机控制器)、气制动系统、ABS防抱死系统，本发明提供的电制动控制策略，综合考虑汽车处于轮速不匹配的工况下，也就是ABS系统工作状态下的控制方法：综合来说，既保留了电机制动能量回馈，提高车辆能源利用率，减少了车辆行车制动的使用，降低车辆制动器的磨损及热损耗；又考虑了防抱死系统的激活，合理减小车辆的电制动力，提高了整车制动的稳定性和安全性。

Description

一种非EBS平台新能源商用车复合制动策略

技术领域：

本发明涉及一种非EBS平台新能源商用车复合制动策略，其属于新能源汽车技术领域。

背景技术：

新能源汽车节约燃油能源，噪音低，热效率高，污染物排放少，已经成为未来汽车发展趋势，并且日益受到重视。新能源汽车的制动系统包括机械制动和再生制动两部分，具有再生制动功能是新能源电动汽车与传统内燃机汽车最大的区别之一。新能源商用车机械制动一般采用传统的气制动系统，制动过程中制动能量完全转化为热量而损失，并且对机械件的磨损较大，导致制动性能变差，需要经常检修维护。电力再生制动系统中有车载储能装置，将制动动能转化的电能存储于车载储能装置中，从而提高了能源利用率，有利于提高新能源汽车的续航里程。如何合理有效地进行机械制动和电力再生制动的有效组合，在提高新能源商用车制动的稳定性与安全性的同时，减少制动机械件磨损且能够有效回收制动能量，具有重要的理论价值和实际的经济效益。

新能源商用车使用的制动系统并没有普及EBS系统，针对非EBS平台新能源商用车的制动力分配策略是保证车辆制动安全、节能以及舒适的关键。

目前常用的制动系统控制原理图如图1所示，针对该制动方案将制动踏板的行程分为了电制动行程和气制动行程，电制动可全程触发，气制动仅在制动踏板大于一定开度后触发。此方案存在的缺点是当只存在电机回馈制动时，在一定道路情况下如果车轮产生了打滑触发了ABS功能，由于ABS工作时对辅助制动工作的抑制逻辑将导致车辆立即取消电机的回馈制动，同时气制动并未介入，驾驶者会感受车辆瞬间失去制动力，虽然驾驶者可以通过调整制动踏板深度来让气制动介入，但对于制动的线性程度以及驾驶感受有着非常不好的体验。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种非EBS平台新能源商用车复合制动策略，其能够解决新能源商用车在非EBS平台下制动力的分配问题，解决电制动过程中触发ABS时，制动力突然退出对车辆制动产生不线性的影响的问题，可显著提升驾驶者的制动操纵体验，大大提高了新能源客车在电力回收制动过程中的制动稳定性和安全性。

本发明所采用的技术方案有：一种非EBS平台新能源商用车复合制动策略，步骤如下：

步骤一：首先VCU采集到制动踏板行程不为0，此时整车进入制动，VCU根据当前电机状态、制动踏板行程大小以及电池系统允许回收的能量计算当前机制动力扭矩大小，记为计算结果T(t)，T(t)为当前条件下的计算值，不是定值；

步骤二：如果ABS未激活即报文信息始终为00，则VCU将计算的负扭矩结果请求直接发送给MCU，MCU再控制电机做出相应响应；

步骤三：如果ABS激活了即报文信息由00变为01，ABS激活次数n记为1，则VCU根据制动踏板行程大小判断此时整车是处于轻制动状态还是重制动状态；

步骤四：如果接下来制动踏板行程回归为0，则此时整车不需要进行制动，由于VCU计算的电机扭矩和制动踏板为正相关关系，制动踏板行程为0，请求的电机负扭矩则自动为0，此时将ABS激活次数n清零，结束此次制动状态；

步骤五：如果制动踏板依旧为制动状态，则VCU再次进行ABS是否激活的判断，从而决定请求的电机负扭矩是否需要再次弱化，如果ABS再次激活，则ABS激活次数n变为2，再次进行制动踏板深度的判断；

步骤六：如果接下来制动踏板行程回归为0，则此时整车不需要进行制动，请求的电机负扭矩自动为0，此时将ABS激活次数n清零，结束此次制动状态，如果制动踏板依旧为制动状态，假设ABS激活次数已经达到A次，此时VCU将电机负扭矩请求置0，ABS激活次数n清零，结束电制动状态。

进一步地，步骤一中：

(1.1).通过查表获取当前转速下的扭矩值T1；

(1.2).根据T＝P*9550/n得到当前电池系统最大允许回收功率计算得出T2；

(1.3).再根据当前电机最大允许扭矩T3，三者取小，T(t)＝踏板开度*min{T1,T2,T3}

进一步地，步骤三中：

(3.1).如果制动踏板行程超过一定阈值，为重制动状态，则整车的气制动已介入工作，此时VCU将电机制动力请求置0，使整车完全处于气制动状态，电机不参与制动；

(3.2).如果此时制动踏板处于阈值之下，则VCU将电机制动力负扭矩请求改为在计算结果T(t)上乘一个比例x₁(0＜x1＜1)，进入下一个判断流程。

进一步地，步骤五中：

(5.1).如果为重踩状态，则VCU将电机制动力请求置0，ABS激活次数n清零，结束电制动状态；

(5.2).如果为轻踩状态，则VCU将电机负扭矩请求在x₁T(t)上再次乘一个比例x₂，变为x₁·x₂T(t)，进入下一个判断流程。

本发明具有如下有益效果：本发明提供的非EBS平台新能源商用车复合制动策略，综合考虑汽车处于轮速不匹配的工况下，也就是ABS系统工作状态下的控制方法：综合来说，既保留了电机制动能量回馈，提高车辆能源利用率，减少了车辆行车制动的使用，降低车辆制动器的磨损及热损耗；又考虑了防抱死系统的激活，合理减小车辆的电制动力，提高了整车制动的稳定性和安全性。

附图说明：

图1为非EBS平台新能源商用车的制动系统示意图。

图2为非EBS平台新能源商用车复合制动策略流程示意图。

图3为基于一个确定车型的非EBS平台新能源商用车复合制动策略流程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

请参照图1所示，本发明非EBS平台新能源商用车复合制动策略中需要的制动系统，包括制动踏板、VCU(整车控制器)、电机、MCU(电机控制器)、气制动系统以及ABS防抱死系统。制动踏板的行程大小信息由VCU通过硬线采集，电机的转速、扭矩、温度等信息由MCU通过硬线采集，MCU还负责将电池的直流能源转换为三相交流电源驱动电机运转，并且负责在电制动过程中，让电机输出负扭矩，将电机回收的交流能源转换为直流能源给电池充电。MCU与VCU之间通过CAN线连接，MCU将电机的扭矩、转速、温度等信息传输给VCU，VCU将当前所需要的电机扭矩请求传输给MCU，MCU再做进一步的处理控制电机运转。当制动踏板踩到踏板设定的阈值后，气路接通，气室给轮胎制动，如果ABS防抱死系统检测到轮速异常，有抱死情况，则开始调整每个电磁阀的通断控制气室气路的通断和气压大小，从而控制气制动力ABS防抱死系统的控制盒采集轮速、控制ABS电磁阀工作状态，ABS防抱死系统的控制盒与VCU之间通过CAN线连接，将ABS防抱死系统工作与否的状态通过CAN线传输给VCU。

请参照图2所示，本发明非EBS平台新能源商用车复合制动策略的步骤如下：

步骤一：首先VCU采集到制动踏板行程不为0，此时整车进入制动，VCU根据当前电机状态、制动踏板行程大小以及电池系统允许回收的能量计算所需要的电机制动力扭矩大小，记为计算结果T(t)，T(t)为当前条件下的计算值，不是定值；

步骤二：如果ABS未激活(报文信息始终为00)，则VCU将计算的负扭矩结果请求直接发送给MCU，MCU再控制电机做出相应响应；

步骤三：如果ABS激活了(报文信息由00变为01)，ABS激活次数n记为1，则VCU根据制动踏板行程大小判断此时整车是处于轻制动状态还是重制动状态；

步骤三中：

(3.1).如果制动踏板行程超过一定阈值，为重制动状态，则整车的气制动已介入工作，此时VCU将电机制动力请求置0，使整车完全处于气制动状态，电机不参与制动；

(3.2).如果此时制动踏板处于阈值之下，则VCU将电机制动力负扭矩请求改为在计算结果T(t)上乘一个比例x₁(0＜x1＜1)，进入下一个判断流程；

步骤四：如果接下来制动踏板行程回归为0，则此时整车不需要进行制动，由于VCU计算的电机扭矩和制动踏板为正相关关系，制动踏板行程为0，请求的电机负扭矩则自动为0，此时将ABS激活次数n清零，结束此次制动状态；

步骤五：如果制动踏板依旧为制动状态，则VCU再次进行ABS是否激活的判断，从而决定请求的电机负扭矩是否需要再次弱化，如果ABS再次激活(报文信息再次由00变为01，这边需要说明一下：在这之前报文信息已由01变为了00，但是扭矩请求依旧为x1T(t)，不做倍数的变更)，则ABS激活次数n变为2，再次进行制动踏板深度的判断；

步骤五中：

(5.1).如果为重踩状态，则VCU将电机制动力请求置0，ABS激活次数n清零，结束电制动状态；

(5.2).如果为轻踩状态，则VCU将电机负扭矩请求在x₁T(t)上再次乘一个比例x₂(x₂的值可根据实际车型标定)，变为x₁·x₂T(t)，进入下一个判断流程；

步骤六：如果接下来制动踏板行程回归为0，则此时整车不需要进行制动，请求的电机负扭矩自动为0，此时将ABS激活次数n清零，结束此次制动状态，如果制动踏板依旧为制动状态，假设ABS激活次数已经达到A次(A的值可根据实际车型标定)，此时VCU将电机负扭矩请求置0，ABS激活次数n清零，结束电制动状态。

请参照图3所示，其为基于一个确定车型的非EBS平台新能源商用车复合制动策略，步骤如下：

步骤一：首先VCU采集到制动踏板行程不为0，此时整车进入制动，VCU根据当前电机状态、制动踏板行程大小以及电池系统允许回收的能量计算所需要的电机制动力扭矩大小，记为计算结果T(t)，T(t)为当前条件下的计算值，不是定值；

步骤二：如果ABS未激活(报文信息始终为00)，则VCU将计算的负扭矩结果请求直接发送给MCU，MCU再控制电机做出相应响应；

步骤三：如果ABS激活了(报文信息由00变为01)，ABS激活次数n记为1，则VCU根据制动踏板行程大小判断此时整车是处于轻制动状态还是重制动状态；

步骤三中：

(3.1).如果制动踏板行程超过一定阈值，为重制动状态，则整车的气制动已介入工作，此时VCU将电机制动力请求置0，使整车完全处于气制动状态，电机不参与制动；

(3.2).如果此时制动踏板处于阈值之下，则VCU将电机制动力负扭矩请求降低为原计算结果T(t)的一半，进入下一个判断流程。

步骤四：如果接下来制动踏板行程回归为0，则此时整车不需要进行制动，由于VCU计算的电机扭矩和制动踏板为正相关关系，制动踏板行程为0，请求的电机负扭矩则自动为0，此时将ABS激活次数n清零，结束此次制动状态；

步骤五：如果制动踏板依旧为制动状态，则VCU再次进行ABS是否激活的判断，从而决定请求的电机负扭矩是否再次对半，如果ABS再次激活(报文信息再次由00变为01，这边需要说明一下：在这之前报文信息已由01变为了00，但是扭矩请求依旧为0.5T(t)，不做倍数的变更)，则ABS激活次数n变为2，再次进行制动踏板深度的判断；

步骤五中：

(5.1).如果为重踩状态，则VCU将电机制动力请求置0，ABS激活次数n清零，结束电制动状态；

(5.2).如果为轻踩状态，则VCU将电机负扭矩请求在0.5T(t)上再次对半，变为0.25T(t)，进入下一个判断流程；

步骤六：如果接下来制动踏板行程回归为0，则此时整车不需要进行制动，请求的电机负扭矩自动为0，此时将ABS激活次数n清零，结束此次制动状态；如果制动踏板依旧为制动状态，则VCU依旧进行ABS是否激活的判断，从而决定请求的电机负扭矩是否继续对半；

步骤七：如果ABS又一次激活，则ABS激活次数n变为3，继续进行制动踏板深度的判断；

步骤七中：

(7.1).如果为重踩状态，则VCU将电机制动力请求置0，ABS激活次数n清零，结束电制动状态；

(7.2).如果为轻踩状态，则VCU将电机负扭矩请求在0.25T(t)上继续对半，变为0.125T(t)，进入下一个判断流程。

步骤八：如果接下来制动踏板行程回归为0，则此时整车不需要进行制动，请求的电机负扭矩自动为0，此时将ABS激活次数n清零，结束此次制动状态；如果制动踏板依旧为制动状态，由于前面ABS激活次数已经达到3次，此时VCU将电机负扭矩请求置0，ABS激活次数n清零，结束电制动状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种非EBS平台新能源商用车复合制动策略，其特征在于：步骤如下：

步骤一：首先VCU采集到制动踏板行程不为0，此时整车进入制动，VCU根据当前电机状态、制动踏板行程大小以及电池系统允许回收的能量计算当前机制动力扭矩大小，记为计算结果T(t)，T(t)为当前条件下的计算值，不是定值；

步骤二：如果ABS未激活即报文信息始终为00，则VCU将计算的负扭矩结果请求直接发送给MCU，MCU再控制电机做出相应响应；

步骤三：如果ABS激活了即报文信息由00变为01，ABS激活次数n记为1，则VCU根据制动踏板行程大小判断此时整车是处于轻制动状态还是重制动状态；

步骤四：如果接下来制动踏板行程回归为0，则此时整车不需要进行制动，由于VCU计算的电机扭矩和制动踏板为正相关关系，制动踏板行程为0，请求的电机负扭矩则自动为0，此时将ABS激活次数n清零，结束此次制动状态；

步骤五：如果制动踏板依旧为制动状态，则VCU再次进行ABS是否激活的判断，从而决定请求的电机负扭矩是否需要再次弱化，如果ABS再次激活，则ABS激活次数n变为2，再次进行制动踏板深度的判断；

步骤六：如果接下来制动踏板行程回归为0，则此时整车不需要进行制动，请求的电机负扭矩自动为0，此时将ABS激活次数n清零，结束此次制动状态，如果制动踏板依旧为制动状态，假设ABS激活次数已经达到A次，此时VCU将电机负扭矩请求置0，ABS激活次数n清零，结束电制动状态。

2.如权利要求1所述的非EBS平台新能源商用车复合制动策略，其特征在于：步骤一中：

(1.1).通过查表获取当前转速下的扭矩值T1；

(1.2).根据T＝P*9550/n得到当前电池系统最大允许回收功率计算得出T2；

(1.3).再根据当前电机最大允许扭矩T3，三者取小，T(t)＝踏板开度*min{T1,T2,T3}

3.如权利要求2所述的非EBS平台新能源商用车复合制动策略，其特征在于：

步骤三中：

(3.1).如果制动踏板行程超过一定阈值，为重制动状态，则整车的气制动已介入工作，此时VCU将电机制动力请求置0，使整车完全处于气制动状态，电机不参与制动；

(3.2).如果此时制动踏板处于阈值之下，则VCU将电机制动力负扭矩请求改为在计算结果T(t)上乘一个比例x₁(0＜x1＜1)，进入下一个判断流程。

4.如权利要求2所述的非EBS平台新能源商用车复合制动策略，其特征在于：

步骤五中：

(5.1).如果为重踩状态，则VCU将电机制动力请求置0，ABS激活次数n清零，结束电制动状态；

(5.2).如果为轻踩状态，则VCU将电机负扭矩请求在x₁T(t)上再次乘一个比例x₂，变为x₁·x₂T(t)，进入下一个判断流程。

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