專利名稱：一種電動汽車的制動能量回饋控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動汽車設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單軸電驅(qū)動、電液復(fù)合制動的電動汽車的制動能量回饋控制方法。
背景技術(shù)：
電動汽車作為日益加劇的環(huán)境壓力下發(fā)展的一種新型車輛，已成為汽車工業(yè)界的研究重點之一。制動能量回饋是電動汽車提高能量使用效率的手段之一。汽車制動時的動能通過電動機被轉(zhuǎn)化成電能保存在能量存儲裝置中，而不是像傳統(tǒng)車輛中那樣通過摩擦耗散在空氣中。對單軸電驅(qū)動車輛，現(xiàn)有的制動能量回饋控制方法為一、辨識當前路面附著系數(shù)。
二、計算前后軸在該路面附著系數(shù)下能獲得的最大制動力。
三、以回饋能量最大化為原則，分配電動機制動力與液壓制動力。
四、如果ABS開始工作，停止制動能量回饋。
上述方法存在以下缺點一、要求精確的路面狀態(tài)辨識結(jié)果，在實際應(yīng)用于難以獲得滿意的效果。
二、在ABS工作后被動地停止能量回饋，但不能在ABS工作前主動避免車輪抱死的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服已有控制方法的不足，提出一種電動汽車的制動能量回饋控制方法。本方法針對單軸電驅(qū)動、電液復(fù)合制動的電動汽車，可不依賴于精確的路面狀態(tài)辨識，主動避免車輪抱死的發(fā)生，能取得較高的能量回饋效率。
本發(fā)明提出一種電動汽車的制動能量回饋控制方法，用于前軸電驅(qū)動汽車，包括以下步驟1)收到來自制動主缸的壓力信號，制動開始；2)采集制動主缸壓力、制動踏板行程、電動機轉(zhuǎn)矩、車輪轉(zhuǎn)速和車輛加速度等信號，計算駕駛員的需求制動力Fbr、車輛的實際制動力Fba、前軸車輪滑移率Sf；3)調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm；具體調(diào)節(jié)為(1)如果ABS在工作，則電動機制動力Fm＝0，前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr轉(zhuǎn)交由ABS調(diào)節(jié)；(2)如果ABS未工作，判斷實際制動力Fba是否滿足駕駛員的制動要求的閾值F(21)如果Fba大于F，則(211)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于滑移率閾值S，則前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm均與上一時刻相同；(212)如果前軸車輪滑移率Sf大于S，則減小電動機制動力Fm，增加后軸液壓制動力Fhr，使前軸車輪滑移率Sf減??；(22)如果Fba小于或等于F，則(221)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于S，計算電動機轉(zhuǎn)矩極限，若電動機轉(zhuǎn)矩小于轉(zhuǎn)矩極限，則增加電動機制動力Fm；(222)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于S，但是電動機轉(zhuǎn)矩已達到計算出的轉(zhuǎn)矩極限不可再增加，則調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr，使工作點與I曲線的距離最短；(223)如果前軸車輪滑移率Sf大于S，則減小電動機制動力Fm，增加后軸液壓制動力Fhr，使前軸車輪滑移率Sf減??；4)重復(fù)執(zhí)行步驟2)-3)，直到制動踏板被松開，制動結(jié)束。
本發(fā)明提出的另一種電動汽車的制動能量回饋控制方法，用于后軸電驅(qū)動汽車，包括以下步驟1)收到來自制動主缸的壓力信號，制動開始；2)采集制動主缸壓力、制動踏板行程、電動機轉(zhuǎn)矩、車輪轉(zhuǎn)速和車輛加速度等信號，計算駕駛員的需求制動力Fbr、車輛的實際制動力Fba、后軸車輪滑移率Sr；3)調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm；具體調(diào)節(jié)為(1)如果ABS在工作，則電動機制動力Fm＝0，前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr轉(zhuǎn)交由ABS調(diào)節(jié)；(2)如果ABS未工作，判斷實際制動力Fba是否滿足駕駛員的制動要求的閾值F；(21)如果Fba大于F，則(211)如果后軸車輪滑移率Sr小于或等于滑移率閾值S，則前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm均與上一時刻相同；(212)如果后軸車輪滑移率Sr大于S，則減小電動機制動力Fm，增加前軸液壓制動力Fhf，使后軸車輪滑移率Sr減??；(22)如果Fba小于或等于F，則(221)如果后軸車輪滑移率Sr小于或等于S，計算電動機轉(zhuǎn)矩極限，若電動機轉(zhuǎn)矩小于轉(zhuǎn)矩極限，則增加電動機制動力Fm；(222)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于S，但是電動機轉(zhuǎn)矩已達到計算出的轉(zhuǎn)矩極限不可再增加，則調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr，使工作點與I曲線的距離最短；(223)如果后軸車輪滑移率Sr大于S，則減小電動機制動力Fm，增加前軸液壓制動力Fhf，使后軸車輪滑移率Sr減小；4)重復(fù)執(zhí)行步驟2)-3)，直到制動踏板被松開，制動結(jié)束。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案的特點是不對路面附著狀態(tài)進行辨識，而是直接測量車輪滑移率，判斷所加制動力是否超出了制動穩(wěn)定性要求的范圍，并在不超出范圍的前提下，盡可能地利用電動機完成制動。如果電驅(qū)動軸輪胎的滑移率還很小，說明路面附著系數(shù)相對足夠，可以繼續(xù)增加該軸上的電動機回饋制動力，直到制動力滿足駕駛員需求或該軸輪胎滑移率足夠大。如果電驅(qū)動軸輪胎的滑移率已較大，繼續(xù)增加回饋制動力會導(dǎo)致車輪抱死，則靠增加非電驅(qū)動軸的液壓制動力來滿足駕駛員要求。
本發(fā)明的有益效果是避免路面狀態(tài)辨識的復(fù)雜運算，主動避免車輪抱死的發(fā)生，實現(xiàn)較高的制動能量回饋效率。


圖1是用于前軸電驅(qū)動汽車的制動能量回饋控制流程圖。
圖2是用于后軸電驅(qū)動汽車的制動能量回饋控制流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合圖1、2對本發(fā)明進行進一步描述如下。
本發(fā)明用于前軸電驅(qū)動汽車的制動能量回饋控制方法實施例1如圖1所示，包括以下步驟1)收到來自制動主缸的壓力信號(當駕駛員踩下制動踏板時產(chǎn)生的壓力信號)，制動開始；2)采集制動主缸壓力、制動踏板行程、電動機轉(zhuǎn)矩、車輪轉(zhuǎn)速和車輛加速度等信號，計算駕駛員的需求制動力Fbr、車輛的實際制動力Fba、前軸車輪滑移率Sf(屬于本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù))；3)調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm；具體調(diào)節(jié)為(1)如果ABS在工作(即發(fā)生車輪抱死)，則電動機制動力Fm＝0，前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr轉(zhuǎn)交由ABS調(diào)節(jié)(常規(guī)技術(shù))；(2)如果ABS未工作，判斷實際制動力Fba是否滿足駕駛員的制動要求的閾值F(一般該閾值設(shè)置為實際制動力Fba接近需求制動力Fbr即認為滿足駕駛員的制動要求，本實施例中，設(shè)定閾值F為需求制動力Fbr的90％，便認為其滿足駕駛員的要求)；(21)如果Fba大于0.9Fbr，則(211)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于滑移率閾值S(一般滑移率閾值S的取值范圍為0.15～0.2，本實施例中設(shè)為0.15)，則前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm均與上一時刻相同；(212)如果前軸車輪滑移率Sf大于0.15，則減小電動機制動力Fm，增加后軸液壓制動力Fhr，使前軸車輪滑移率Sf減?。?22)如果Fba小于或等于0.9Fbr，則(221)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于0.15，計算電動機轉(zhuǎn)矩極限(根據(jù)電動機功率、車速、電池SOC等因素確定)，若電動機轉(zhuǎn)矩小于轉(zhuǎn)矩極限，則增加電動機制動力Fm；(222)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于0.15，但是電動機轉(zhuǎn)矩已達到計算出的轉(zhuǎn)矩極限不可再增加，則調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr，使工作點(Fm+Fhf，F(xiàn)hr)與I曲線(為本領(lǐng)域熟知的理想的前、后制動力分配曲線)的距離最短；(223)如果前軸車輪滑移率Sf大于0.15，則減小電動機制動力Fm，增加后軸液壓制動力Fhr，使前軸車輪滑移率Sf減小；4)重復(fù)執(zhí)行步驟2)-3)，直到制動踏板被松開，制動結(jié)束。
本發(fā)明用于后軸電驅(qū)動汽車的制動能量回饋控制方法實施例2如圖2所示，包括以下步驟1)收到來自制動主缸的壓力信號(當駕駛員踩下制動踏板時產(chǎn)生的壓力信號)，制動開始；2)采集制動主缸壓力、制動踏板行程、電動機轉(zhuǎn)矩、車輪轉(zhuǎn)速和車輛加速度等信號，計算駕駛員的需求制動力Fbr、車輛的實際制動力Fba、后軸車輪滑移率Sr(屬于本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù))；3)調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm。具體調(diào)節(jié)為(1)如果ABS在工作(即發(fā)生車輪抱死)，則電動機制動力Fm＝0，前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr轉(zhuǎn)交由ABS調(diào)節(jié)；(2)如果ABS未工作，判斷實際制動力Fba是否滿足駕駛員的制動要求的閾值F(本實施例設(shè)定閾值F與實施例1相同)；(21)如果Fba大于0.9Fbr，則(211)如果后軸車輪滑移率Sr小于或等于滑移率閾值(本實施例的滑移率閾值S的取值范圍為0.15～0.2，與實施例1相同)，則前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm均與上一時刻相同；(212)如果后軸車輪滑移率Sr大于0.15，則減小電動機制動力Fm，增加前軸液壓制動力Fhf，使后軸車輪滑移率Sr減小；(22)如果Fba小于或等于0.9Fbr，則(221)如果后軸車輪滑移率Sr小于或等于0.15，計算電動機轉(zhuǎn)矩極限(根據(jù)電動機功率、車速、電池SOC等因素確定)，若電動機轉(zhuǎn)矩小于轉(zhuǎn)矩極限，則增加電動機制動力Fm；(222)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于0.15，但是電動機轉(zhuǎn)矩已達到計算出的轉(zhuǎn)矩極限不可再增加，則調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr，使工作點(Fhf，F(xiàn)m+Fhr)與I曲線(為本領(lǐng)域熟知的理想的前、后制動力分配曲線)的距離最短；(223)如果后軸車輪滑移率Sr大于0.15，則減小電動機制動力Fm，增加前軸液壓制動力Fhf，使后軸車輪滑移率Sr減?。?)重復(fù)執(zhí)行步驟2)-3)，直到制動踏板被松開，制動結(jié)束。
本發(fā)明的控制方法可通過在控制器中編程實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車的制動能量回饋控制方法，用于前軸電驅(qū)動汽車，包括以下步驟1)收到來自制動主缸的壓力信號，制動開始；2)采集制動主缸壓力、制動踏板行程、電動機轉(zhuǎn)矩、車輪轉(zhuǎn)速和車輛加速度信號，計算駕駛員的需求制動力Fbr、車輛的實際制動力Fba、前軸車輪滑移率Sf；3)調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm；具體調(diào)節(jié)為(1)如果ABS在工作，則電動機制動力Fm＝0，前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr轉(zhuǎn)交由ABS調(diào)節(jié)；(2)如果ABS未工作，判斷實際制動力Fba是否滿足駕駛員的制動要求的閾值F(21)如果Fba大于F，則(211)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于滑移率閾值S，則前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm均與上一時刻相同；(212)如果前軸車輪滑移率Sf大于S，則減小電動機制動力Fm，增加后軸液壓制動力Fhr，使前軸車輪滑移率Sf減??；(22)如果Fba小于或等于F，則(221)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于S，計算電動機轉(zhuǎn)矩極限，若電動機轉(zhuǎn)矩小于轉(zhuǎn)矩極限，則增加電動機制動力Fm；(222)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于S，但是電動機轉(zhuǎn)矩已達到計算出的轉(zhuǎn)矩極限不可再增加，則調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr，使工作點與I曲線的距離最短；(223)如果前軸車輪滑移率Sf大于S，則減小電動機制動力Fm，增加后軸液壓制動力Fhr，使前軸車輪滑移率Sf減??；4)重復(fù)執(zhí)行步驟2)-3)，直到制動踏板被松開，制動結(jié)束。
2.一種電動汽車的制動能量回饋控制方法，用于后軸電驅(qū)動汽車，包括以下步驟1)收到來自制動主缸的壓力信號，制動開始；2)采集制動主缸壓力、制動踏板行程、電動機轉(zhuǎn)矩、車輪轉(zhuǎn)速和車輛加速度信號，計算駕駛員的需求制動力Fbr、車輛的實際制動力Fba、后軸車輪滑移率Sr；3)調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm；具體調(diào)節(jié)為(1)如果ABS在工作，則電動機制動力Fm＝0，前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr轉(zhuǎn)交由ABS調(diào)節(jié)；(2)如果ABS未工作，判斷實際制動力Fba是否滿足駕駛員的制動要求的閾值F；(21)如果Fba大于F，則(211)如果后軸車輪滑移率Sr小于或等于滑移率閾值S，則前軸液壓制動力Fhf、后軸液壓制動力Fhr與電動機制動力Fm均與上一時刻相同；(212)如果后軸車輪滑移率Sr大于S，則減小電動機制動力Fm，增加前軸液壓制動力Fhf，使后軸車輪滑移率Sr減??；(22)如果Fba小于或等于F，則(221)如果后軸車輪滑移率Sr小于或等于S，計算電動機轉(zhuǎn)矩極限，若電動機轉(zhuǎn)矩小于轉(zhuǎn)矩極限，則增加電動機制動力Fm；(222)如果前軸車輪滑移率Sf小于或等于S，但是電動機轉(zhuǎn)矩已達到計算出的轉(zhuǎn)矩極限不可再增加，則調(diào)節(jié)前軸液壓制動力Fhf與后軸液壓制動力Fhr，使工作點與I曲線的距離最短；(223)如果后軸車輪滑移率Sr大于S，則減小電動機制動力Fm，增加前軸液壓制動力Fhf，使后軸車輪滑移率Sr減??；4)重復(fù)執(zhí)行步驟2)-3)，直到制動踏板被松開，制動結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動汽車的制動能量回饋控制方法，屬于電動汽車設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。本方法調(diào)節(jié)前軸液壓制動力F
文檔編號B60L7/18GK1962308SQ200610144028
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者羅禹貢, 周磊, 李克強, 連小珉, 楊殿閣, 鄭四發(fā), 王建強 申請人:清華大學