CN114683860A - 用于车辆能量回收的制动方法、装置及具有其的车辆 - Google Patents

用于车辆能量回收的制动方法、装置及具有其的车辆 Download PDF

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张民
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Abstract

本申请公开了一种用于车辆能量回收的制动方法、装置及具有其的车辆，其中，方法包括：在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断车辆是否处于能量饱和状态；若车辆处于能量饱和状态，则将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值；根据最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据需求制动扭矩对车辆进行制动。由此，解决了相关技术中因电池等因素导致不能能量回收带来的回收扭矩不同，从而导致整车滑行拖滞减速度不一致的问题，大大提升车辆的安全性。

Description

用于车辆能量回收的制动方法、装置及具有其的车辆
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种用于车辆能量回收的制动方法、装置及具有其的车辆。
背景技术
目前，车辆的滑行能量回收一般分为多个等级，例如，1级、2级、3级；或者分成较弱、中等、强劲回收等级，其中，3级的能量回收强度比较大。能量回收功能受制约的一个重要因素是电池当时的可充电功率，例如，当电池的SOC(State of Charge，荷电状态)很高时(例如，100％刚充满电时)，则此时电池可充电功率为0，再继续充电会引起电池过冲，电压过高，对电池寿命以及安全都有不利影响；再如在寒冷的冬季，气温在零下摄氏度以后，电池可充电功率为0，因为低温下充电，会造成电池内部析锂结晶，造成内部短路，有可能短路起火等危害；
然而，对于上述情况，电池可回收功率为0，导致车辆滑在行工况时，车辆减速作用明显减小，给驾驶员造成一定的驾驶慌张感，甚至可能造成车辆追尾，大大降低车辆的安全性，亟待解决。
申请内容
本申请提供一种用于车辆能量回收的制动方法、装置及具有其的车辆，以解决相关技术中因电池等因素导致不能能量回收带来的回收扭矩不同，从而导致整车滑行拖滞减速度不一致的问题，大大提升车辆的安全性。
本申请第一方面实施例提供一种用于车辆能量回收的制动方法，包括以下步骤：
在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断所述车辆是否处于能量饱和状态；
若所述车辆处于所述能量饱和状态，则将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值；
根据所述最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据所述需求制动扭矩对所述车辆进行制动。
可选地，所述能量饱和状态为回收电池处于满荷电状态和/或电机处于自身功率受限制状态。
可选地，所述根据所述最小扭矩值和当前能量回收等级对应的扭矩需求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，包括：
根据所述最小扭矩值和当前能量回收等级对应的扭矩需求值的差值得到所述车身稳定控制系统的需求制动扭矩。
可选地，所述根据所述需求制动扭矩对所述车辆进行制动，包括：
根据所述需求制动扭矩计算得到液压制动力矩；
根据所述液压制力矩，建立制动液压，以对所述车辆进行制动。
可选地，通过下述公式计算得到所述液压制动力矩：
Tesc*ig＝2P*(3.14*D2/4)*n*C*R；
其中，P为液压压力，D为轮缸直径，n为制动器单侧油缸数目，C为制动器的效能系数，R为轮胎半径。
本申请第二方面实施例提供一种用于车辆能量回收的制动装置，包括：
判断模块，用于在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断所述车辆是否处于能量饱和状态；
调整模块，用于在车辆处于所述能量饱和状态时，将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值；
制动模块，用于根据所述最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据所述需求制动扭矩对所述车辆进行制动。
可选地，所述能量饱和状态为回收电池处于满荷电状态和/或电机处于自身功率受限制状态。
可选地，所述制动模块，包括：
根据所述需求制动扭矩计算得到液压制动力矩；
根据所述液压制力矩，控制液压执行器在制动动执行器上建立制动液压，以对所述车辆进行制动。
可选地，通过下述公式计算得到所述液压制动力矩：
Tesc*ig＝2P*(3.14*D2/4)*n*C*R；
其中，P为液压压力，D为轮缸直径，n为制动器单侧油缸数目，C为制动器的效能系数，R为轮胎半径。
本申请第三方面实施例提供一种车辆，其包括上述的用于车辆能量回收的制动装置。
由此，可以在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断车辆是否处于能量饱和状态，并在车辆处于能量饱和状态时，将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值，并根据最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据需求制动扭矩对车辆进行制动，解决了相关技术中因电池等因素导致不能能量回收带来的回收扭矩不同，从而导致整车滑行拖滞减速度不一致的问题，大大提升车辆的安全性。
本申请附加的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，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的一种用于车辆能量回收的制动方法的流程图；
图2为根据本申请一个实施例的用于车辆能量回收的制动系统控制示例图；
图3为根据本申请实施例的用于车辆能量回收的制动装置的方框示意图；
图4为根据本申请实施例的车辆的方框示例图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的用于车辆能量回收的制动方法、装置及具有其的车辆。针对上述背景技术中心提到的因电池等因素导致不能能量回收带来的回收扭矩不同，从而导致整车滑行拖滞减速度不一致的问题，本申请提供了一种用于车辆能量回收的制动方法，在该方法中，可以在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断车辆是否处于能量饱和状态，并在车辆处于能量饱和状态时，将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值，并根据最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据需求制动扭矩对车辆进行制动，解决了相关技术中因电池等因素导致不能能量回收带来的回收扭矩不同，从而导致整车滑行拖滞减速度不一致的问题，大大提升车辆的安全性。
具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种用于车辆能量回收的制动方法的流程示意图。
如图1所示，该用于车辆能量回收的制动方法包括以下步骤：
在步骤S101中，在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断车辆是否处于能量饱和状态。
可以理解的是，车辆处于滑行能量回收工况需要满足以下几个条件：
(1)策略档位处于D挡，即车辆挡位处于行驶挡位；
(2)油门开度小于一定值，设为标定值(0％)，即驾驶员未踩油门；
(3)制动踏板没有踩下，即是无制动信号；
(4)整车无下高压故障；
当车辆满足上述条件时，VCU(Vehicle control unit，整车控制器)中会调用用户设置的此时能量回收等级信号，其中，不同的能量回收等级对应不同的能量回收曲线，该曲线可以为标定值，并且该曲线是输入为车速信号，输出为电机回馈扭矩需求值；不同的等级和车速对应不同的回收扭矩，整体趋势是3级能量回收扭矩>2级能量回收扭矩>1级能量回收扭矩。
可选地，能量饱和状态为回收电池处于满荷电状态和/或电机处于自身功率受限制状态。
其中，回收电池处于满荷电状态即为电池处于高soc状态，电机处于自身功率受限制状态即为低温下回收功率为0KW时，电机执行回馈扭矩为0的状态。
在步骤S102中，若车辆处于能量饱和状态，则将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值。
一般情况下，VCU发送给电机MCU的需求扭矩值T电机＝对应能量回收等级的扭矩需求值T3，但是当出现电池充满电工况或是电机自身功率受限制等情况时，VCU发送给电机MCU的需求扭矩值T电机为MIN(电池可回收允许扭矩值T1，电机自身能力扭矩值T2，对应能量回收等级的扭矩需求值T3)。
在步骤S103中，根据最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据需求制动扭矩对车辆进行制动。
可选地，根据最小扭矩值和当前能量回收等级对应的扭矩需求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，包括：根据最小扭矩值和当前能量回收等级对应的扭矩需求值的差值得到车身稳定控制系统的需求制动扭矩。
可以理解的是，由于车辆处于能量饱和状态时，将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值，因此，VCU发送给ESC(Electronic Stability Program，车身稳定控制系统)需求制动扭矩为Tesc＝(对应能量回收等级的扭矩需求值T3)-(电机MCU的需求扭矩值T)。
可选地，根据需求制动扭矩对车辆进行制动，包括：根据需求制动扭矩计算得到液压制动力矩；根据液压制力矩，建立制动液压，以对车辆进行制动。
具体而言，ESC接收到VCU请求制动扭矩，ESC利用自身液压回路主动建立液压压力，根据需求的扭矩进行压力的换算。可选地，通过下述公式计算得到液压制动力矩：
Tesc*ig＝2P*(3.14*D2/4)*n*C*R；
其中，P为液压压力，ESC可以根据现有车辆液压管路中的液压压力传感器得到，D为轮缸直径，n为制动器单侧油缸数目，C为制动器的效能系数，R为轮胎半径。
需要说明的是，压力的建压需要ESC控制，且ESC建压制动控制在驱动车轮上，与单纯电机在滑行能量回收时制动回馈扭矩作用在驱动轮上效果一致，当出现车轮抱死情况时，整车VCU优先响应ESC的扭矩干预。
由此，每当整车处于滑行能量回收工况且因为整车动力系统功率受限制时，可以can线发送扭矩回馈辅助指令给ESC,esc利用自身增压能力，辅助进行能量回收时的扭矩补充，这样来保证滑行能量回收时整车拖滞感的一致性，同时也保证了每次滑行时的制动感觉是一致的，避免了车辆追尾等潜在危险，增加车辆使用的安全性。
为使得本领域技术人员进一步了解本申请实施例的用于车辆能量回收的制动方法，下面结合具体实施例进行阐述。
如图2所示，控制器之间通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)进行信息交互；VCU整车控制器，控制整车行驶工况判定，以及各个工况时的驱动或是能量回收扭矩；BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)实时的发送电池的可回收功率值；MCU电机控制器，接收VCU扭矩需求指令，执行扭矩输出；ESC车身稳态控制器，可以主动建立液压，控制响应电磁阀，执行制动动作。
具体地，本申请实施例可以利用VCU与ESC进行控制交互，保证整车滑行工况时的整车拖滞感一致性，当出现电机回馈扭矩与制定的扭矩需求不一致时，请求ESC执行主动增压，增加制动扭矩，强度与制定的回馈扭矩相当，增加了车辆安全性，避免了因为电池等因素导致不能能量回收带来的回收扭矩不同，从而导致整车滑行拖滞减速度不一致的问题，避免了车辆滑行减速度不一致导致车辆追尾的潜在危害。
根据本申请实施例提出的用于车辆能量回收的制动方法，可以在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断车辆是否处于能量饱和状态，并在车辆处于能量饱和状态时，将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值，并根据最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据需求制动扭矩对车辆进行制动，解决了相关技术中因电池等因素导致不能能量回收带来的回收扭矩不同，从而导致整车滑行拖滞减速度不一致的问题，大大提升车辆的安全性。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的用于车辆能量回收的制动装置。
图3是本申请实施例的用于车辆能量回收的制动装置的方框示意图。
如图3所示，该用于车辆能量回收的制动装置10包括：判断模块100、调整模块200和制动模块300。
其中，判断模块100用于在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断车辆是否处于能量饱和状态；
调整模块200用于在车辆处于能量饱和状态时，将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值；
制动模块300用于根据最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据需求制动扭矩对车辆进行制动。
可选地，在一些实施例中，能量饱和状态为回收电池处于满荷电状态和/或电机处于自身功率受限制状态。
可选地，在一些实施例中，制动模块300包括：
根据需求制动扭矩计算得到液压制动力矩；
根据液压制力矩，控制液压执行器在制动动执行器上建立制动液压，以对车辆进行制动。
可选地，在一些实施例中，通过下述公式计算得到液压制动力矩：
Tesc*ig＝2P*(3.14*D2/4)*n*C*R；
其中，P为液压压力，D为轮缸直径，n为制动器单侧油缸数目，C为制动器的效能系数，R为轮胎半径。
需要说明的是，前述对用于车辆能量回收的制动方法实施例的解释说明也适用于该实施例的用于车辆能量回收的制动装置，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的用于车辆能量回收的制动装置，可以在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断车辆是否处于能量饱和状态，并在车辆处于能量饱和状态时，将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值，并根据最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据需求制动扭矩对车辆进行制动，解决了相关技术中因电池等因素导致不能能量回收带来的回收扭矩不同，从而导致整车滑行拖滞减速度不一致的问题，大大提升车辆的安全性。
此外，如图4所示，本申请实施例还提出车辆20，该车辆20包括上述的用于车辆能量回收的制动装置10。
根据本申请实施例提出的车辆，通过上述的用于车辆能量回收的制动装置，解决了相关技术中因电池等因素导致不能能量回收带来的回收扭矩不同，从而导致整车滑行拖滞减速度不一致的问题，大大提升车辆的安全性。
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申请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必须针对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一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于车辆能量回收的制动方法，其特征在于，包括以下步骤：
在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断所述车辆是否处于能量饱和状态；
若所述车辆处于所述能量饱和状态，则将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值；
根据所述最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据所述需求制动扭矩对所述车辆进行制动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量饱和状态为回收电池处于满荷电状态和/或电机处于自身功率受限制状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述最小扭矩值和当前能量回收等级对应的扭矩需求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，包括：
根据所述最小扭矩值和当前能量回收等级对应的扭矩需求值的差值得到所述车身稳定控制系统的需求制动扭矩。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述需求制动扭矩对所述车辆进行制动，包括：
根据所述需求制动扭矩计算得到液压制动力矩；
根据所述液压制力矩，建立制动液压，以对所述车辆进行制动。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过下述公式计算得到所述液压制动力矩：
Tesc*ig＝2P*(3.14*D2/4)*n*C*R；
其中，P为液压压力，D为轮缸直径，n为制动器单侧油缸数目，C为制动器的效能系数，R为轮胎半径。
6.一种用于车辆能量回收的制动装置，其特征在于，包括：
判断模块，用于在检测到车辆处于滑行能量回收工况时，判断所述车辆是否处于能量饱和状态；
调整模块，用于在车辆处于所述能量饱和状态时，将电机的需求扭矩值调整为最小扭矩值；
制动模块，用于根据所述最小扭矩值和当前能量回收等级需对应的扭矩求值计算车身稳定控制系统的需求制动扭矩，以根据所述需求制动扭矩对所述车辆进行制动。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述能量饱和状态为回收电池处于满荷电状态和/或电机处于自身功率受限制状态。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述制动模块，包括：
根据所述需求制动扭矩计算得到液压制动力矩；
根据所述液压制力矩，控制液压执行器在制动动执行器上建立制动液压，以对所述车辆进行制动。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，通过下述公式计算得到所述液压制动力矩：
Tesc*ig＝2P*(3.14*D2/4)*n*C*R；
其中，P为液压压力，D为轮缸直径，n为制动器单侧油缸数目，C为制动器的效能系数，R为轮胎半径。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求6-9任一项所述的用于车辆能量回收的制动装置。
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