專利名稱：一種混合動力汽車的再生制動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混合動カ汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及混合動カ汽車的再生制動控制方法。
背景技術(shù)：
隨著國際上對能源安全和環(huán)境保護(hù)問題的重視不斷提升，各國對汽車排放污染物要求越來越嚴(yán)格。減少對能源的依賴，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，已成為世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展迫切需要解決的問題?；旌蟿鹰嚒⒓冸妱悠囈殉蔀楫?dāng)今汽車業(yè)發(fā)展的趨勢。油電混合動カ汽車將電機(jī)和發(fā)動機(jī)結(jié)合在一起，針對各個エ況實(shí)現(xiàn)了合理的節(jié)能減排功效，怠速停機(jī)、電機(jī)起動、智能充電、再生制動、電機(jī)助力、電動爬行等混動功能，具有降低油耗、増加續(xù)駛里程、技術(shù)成熟度比較高等優(yōu)點(diǎn)，是目前各大汽車公司發(fā)展的首選趨勢?；旌蟿鹰囍邪l(fā)動機(jī)和電機(jī)是兩個動力源，混動動カ控制器(HCU)是整車控制的核心，主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)(EMS)和電機(jī)控制器(MCU)之間的控制，以及負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的高、低壓電管理及動カ系統(tǒng)故障診斷。其中，再生制動技術(shù)在混合動カ汽車領(lǐng)域中也是關(guān)鍵技術(shù)之一，其也在不斷發(fā)展進(jìn)步，混合動カ汽車中，利用電機(jī)的發(fā)電功能可實(shí)現(xiàn)再生制動功能，其原理是在制動時將汽車行駛的慣性能量通過傳動系統(tǒng)傳遞給電機(jī)，電機(jī)以發(fā)電方式工作，為動カ電池充電實(shí)現(xiàn)制動能量的再生利用，與此同時，產(chǎn)生的電機(jī)制動カ矩又可通過傳動系統(tǒng)對驅(qū)動輪施加制動，產(chǎn)生制動力。由于再生制動利用了原本被消耗于摩擦制動的能量，可降低電動汽車的能耗，改善汽車的經(jīng)濟(jì)性能。中國專利申請?zhí)枮椤?00510124915. 4”、名稱為“用于控制皮帶傳動混合動カ車輛的再生制動的方法”的專利中，主要目的是為了改善、再生制動效率、提高充電電流發(fā)電效率；中國專利申請?zhí)枮椤?00810184246. 3”、名稱為“控制車輛再生制動的方法”的專利中， 所公開的再生制動方法中，包括監(jiān)測動力傳動系統(tǒng)的運(yùn)行，確定駕駛者期望的總制動扭矩， 根據(jù)動カ傳動系統(tǒng)的運(yùn)行來確定再生制動能力，根據(jù)再生制動能力隨時間的變化量確定再生制動需求，以及根據(jù)再生制動需求確定傳送給扭矩機(jī)器的馬達(dá)扭矩指令?，F(xiàn)有技術(shù)的再生制動的控制方法中，并未關(guān)注再生制動過程中的駕駛感覺的問題。然而，再生制動過程中的充電扭矩控制合理與否，會直接影響車輛的駕駛性能，特別是當(dāng)充電扭矩以直線陡降形式變化時，發(fā)動機(jī)的扭矩變化太快會導(dǎo)致車輛運(yùn)行不平順。 因此，有必要提出一種新的再生制動控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，在再生制動過程中，改善其駕駛性能、提高駕駛的舒適性。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供ー種混合動カ汽車的再生制動控制方法，其中， 預(yù)定的再生制動條件滿足后，在充電扭矩由初始值向目標(biāo)值變化吋，通過設(shè)定濾波時間常數(shù)對充電扭矩進(jìn)行濾波控制、以使充電扭矩以弧線形式平滑變化。
較佳地，充電扭矩以所述弧線形式平滑變化時，所述充電扭矩的變化速率以先慢后快的形式變化。按照本發(fā)明提供的再生制動控制方法的ー實(shí)施例，其中，所述充電扭矩由初始值向目標(biāo)值變化的過程依次包括由初始值減小至第一中間值的過程以及由第一中間值減小至所述目標(biāo)值的過程；其中，由初始值向第一中間值變化的過程中設(shè)定第一濾波時間常數(shù)對充電扭矩進(jìn)行濾波控制、由第一中間值向所述目標(biāo)值變化的過程中設(shè)定第二濾波時間常數(shù)對充電濾波進(jìn)行控制，以使在由初始值向第一中間值變化的過程中的充電扭矩平均變化速率小于在由第一中間值向所述目標(biāo)值變化的過程中的充電扭矩平均變化速率。較佳地，所述第一濾波時間常數(shù)大于所述第二濾波時間常數(shù)。較佳地，所述充電扭矩在發(fā)動機(jī)斷油時間點(diǎn)處到達(dá)第一中間值。較佳地，所述初始值與所述第一中間值的差值小于所述第一中間值與所述目標(biāo)值的差值。較佳地，所述充電扭矩由初始值向第一中間值變化過程的時間長于所述充電扭矩由第一中間值向目標(biāo)值變化過程的時間。較佳地，在充電扭矩由所述初始值向第一中間值變化的過程中，所述充電扭矩的變化速率以先慢后快的形式變化。較佳地，在充電扭矩由所述第一中間值向所述目標(biāo)值變化的過程中，所述充電扭矩的變化速率以先快后慢的形式變化。按照本發(fā)明提供的再生制動控制方法，其中，所述弧線形式可以為拋物線或近似拋物線形式。所述弧線形式也可以為正態(tài)分布曲線或近似正態(tài)分布曲線。較佳地，所述充電扭矩由初始值向目標(biāo)值變化過程的時間范圍基本為0. 1秒至1秒。較佳地，所述初始值的基本范圍為0--10?！っ?，所述目標(biāo)值的基本范圍為為-10 至-30?！っ住］^佳地，所述再生制動條件包括⑴油門被回復(fù)至0，以及⑵行駛車速大于預(yù)定值。較佳地，所述濾波時間常數(shù)根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以及車輛檔位設(shè)定。本發(fā)明的技術(shù)效果是，通過設(shè)定濾波時間常數(shù)對充電扭矩進(jìn)行濾波控制、以使充電扭矩以弧線形式平滑變化，防止了再生制動過程中由于充電扭矩的突變造成的車輛抖動，可以克服松油門后車輛運(yùn)行不平穩(wěn)的現(xiàn)象，因此，在滿足車輛的充電要求吋，能改善駕駛性能，優(yōu)化駕駛的舒適性。


圖1是按照本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的再生制動方法控制過程示意圖；圖2是圖1所示再生制動方法控制過程的扭矩變化的曲線示意圖；圖3是按照本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的再生制動方法控制過程示意圖；圖4是圖3所示再生制動方法控制過程的扭矩變化的曲線示意圖。
具體實(shí)施方式
下面介紹的是本發(fā)明的多個可能實(shí)施例中的ー些，旨在提供對本發(fā)明的基本了解。并不旨在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其它實(shí)現(xiàn)方式。因此，以下具體實(shí)施方式
以及附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。以下實(shí)施例中，以混合動カ汽車的再生制動方法進(jìn)行說明，混合動カ汽車的基本結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所悉知，在此不再一一贅述?；旌蟿鹰嚨脑偕苿臃椒梢灾饕苫旌蟿鹰嚿系腍CU來控制完成。圖1所示為按照本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的再生制動方法控制過程示意圖，圖2 所示為圖1所示再生制動方法控制過程的扭矩變化的曲線示意圖。結(jié)合圖1和圖2所示對該實(shí)施例再生制動控制方法進(jìn)行說明。請參閱圖1和圖2，在該實(shí)施例中，電機(jī)充電扭矩以混合動カ汽車的混合動カ電機(jī)進(jìn)行示例說明，混動電機(jī)在再生制動過程主要用作發(fā)電，通過混動電機(jī)的充電扭矩的變化在實(shí)現(xiàn)再生制動的具體控制過程。但是，需要說明的是，混合動カ汽車的所使用的電機(jī)的具體類型不受本發(fā)明實(shí)施例限制。在將要發(fā)生再生制動前，混合動カ汽車的操控者一般松開油門踏板，以準(zhǔn)備制動減速。如圖2所示，曲線20表示油門踏板的松開過程，在、時刻，開始松開油門踏板，到達(dá)t1(l時刻時，油門踏板基本完全回復(fù)，因此油門基本被回復(fù)至0。發(fā)動機(jī)相應(yīng)于油門的控制，其轉(zhuǎn)速也開始下降，曲線30表示發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化過程，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在松開油門后開始下降。需要說明的是，關(guān)于發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的曲線30是大致反映發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化趨勢。其轉(zhuǎn)速下降快慢與所在檔位、松開油門前的速度等因素有關(guān)。通常地， 如圖1所示，混動智能充電扭矩在再生制動條件滿足吋，HCU開始執(zhí)行再生制動控制過程， 也即開始對其充電扭矩進(jìn)行濾波。通常再生制動條件包括(1)油門被回復(fù)至0，以及(2)行駛車速大于預(yù)定值。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)定條件O)中的預(yù)定值。圖2中，在t1(l時刻， 油門已經(jīng)完全回復(fù)至0，行駛車速也達(dá)到預(yù)定值，開始再生制動過程。但是需要說明的是，再生制動的具體條件不受本發(fā)明實(shí)施例限制，例如，還可以包括剎車等信號反饋。繼續(xù)如圖1和圖2所示，曲線100為該實(shí)施例的充電扭矩變化曲線。在開始再生制動之前(t1(l時刻之前)，充電扭矩基本保持初始值，在該實(shí)施例中，充電扭矩的初始值基本范圍可以為0--10牛·米，例如，初始值為0?！っ?。在t1Q時刻之后，曲線110為曲線100 的其中一段，其為充電扭矩的濾波變化階段曲線。通過設(shè)定濾波時間常數(shù)τ對充電扭矩進(jìn)行濾波控制，從而在t1(l時刻之后充電扭矩變化階段曲線110以弧線形式平滑地變化，充電扭矩衰減變化至目標(biāo)值(例如，-20?！っ?。在該發(fā)明中，濾波時間常數(shù)反映在一段時間內(nèi)對充電扭矩的濾波過程中的充電扭矩的平均變化速率，例如，t1(l到t2(l時間段所設(shè)定的濾波時間常數(shù)τ能反映由t1(l到U時間段內(nèi)的充電扭矩的平均衰減下降速率；而濾波過程主要是將扭矩的變化平滑化。通過設(shè)定濾波時間常數(shù)τ對充電扭矩進(jìn)行濾波控制，充電扭矩的變化可以更平緩地以弧線形狀變化，并且不會出現(xiàn)不平順的現(xiàn)象，避免了因充電扭矩的瞬間變化而對車輛產(chǎn)生的抖動，有利于改善駕駛性能，優(yōu)化駕駛的舒適性。在圖2所示實(shí)施例中，濾波時間常數(shù)τ根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輛檔位設(shè)定，但是這不是限制性的，其設(shè)定還可以包括其它因素來設(shè)定。濾波時間常數(shù)τ越大，充電扭矩的平均變化速率越小。在該實(shí)施例中，優(yōu)選地，曲線110中，其充電扭矩的變化速率以先慢后快的形式變化，這樣在濾波初始階段，充電扭矩變化較慢，更有利于降低改善駕駛性能、提高駕駛的舒適性。在t2(l時刻，達(dá)到再生制動的扭矩的目標(biāo)值(例如-20牛·米)。在t2(l 時刻之后，充電扭矩基本不變。在該實(shí)施例中，t2(l時刻的目標(biāo)值的基本范圍為-10至-30 牛·米，可以根據(jù)車速、車輛整體質(zhì)量、輪胎地面附著系數(shù)和電池最大允許充電功率等確定具體的目標(biāo)扭矩值。需要說明的是，在對充電扭矩進(jìn)行濾波時，使充電扭矩隨著圖2所示的曲線110的變化，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)濾波時間常數(shù)建立數(shù)學(xué)模型來得出具體的曲線。但是，曲線 110的具體形式不受本發(fā)明實(shí)施例限制，例如，，在其它實(shí)施例中，其可以為拋物線或近似拋物線的弧線形式，也可以為正態(tài)分布曲線或近似正態(tài)分布曲線的弧線形式，其充電扭矩的變化速率也是隨時間t的增長而變快，也即dN/dt的絕對值逐漸増大，(N代表充電扭矩，t 代表時間)。在該實(shí)施例中，根據(jù)設(shè)定的充電扭矩的初始值和目標(biāo)值、以及所設(shè)定的濾波時間常數(shù)τ，t1(l至t2(l的時間范圍可以為0. 1秒至1秒，例如其可以為0. 5秒。圖3所示為按照本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的再生制動方法控制過程示意圖，圖4 所示為圖3所示再生制動方法控制過程的扭矩變化的曲線示意圖。結(jié)合圖3和圖4所示對該實(shí)施例再生制動控制方法進(jìn)行說明。請參閱圖3和圖4，該實(shí)施例的再生制動控制方法相比于圖1和圖2所示實(shí)例的再生制動控制方法的區(qū)別在于充電扭矩被分為兩個不同階段并分別設(shè)置不同濾波時間常數(shù)進(jìn)行濾波。同樣地，以混動電機(jī)的智能充電扭矩控制為例，在t1(l時刻，油門已經(jīng)基本完全回復(fù)至0，混動智能充電扭矩在再生制動條件滿足，HCU開始執(zhí)行再生制動控制過程，也即開始對其充電扭矩進(jìn)行濾波。其中曲線200表示該實(shí)施例的充電扭矩的變化曲線。在t1Q至t13時間段，充電扭矩衰減下降至中間值M21，曲線210表示該時間段的充電扭矩變化曲線；M21為目標(biāo)值和初始值之間的某ー值，優(yōu)選地，初始值與中間值M21的差值小于中間值M21與目標(biāo)值的差值，例如M21為-7?！っ祝辉谠摃r間段內(nèi)，設(shè)定濾波時間常數(shù) τ 21對充電濾波進(jìn)行控制。曲線40反映發(fā)動機(jī)的斷油標(biāo)志位，在t13時刻發(fā)動機(jī)斷油時間點(diǎn)(表示完全沒有燃油供給)，因此t1(l至t13時間段也即油門回復(fù)至0到發(fā)動機(jī)完全斷油的階段，該階段充電扭矩以較低的平均變化速率衰減下降(小于t13至t2(l時間段的平均變化速率)。優(yōu)選地，在t1(l至t13時間段，曲線210中，其充電扭矩的變化速率以先慢后快的形式變化。具體地，可以設(shè)置曲線210的dN/dt的絕對值逐漸増大(N代表充電扭矩，t代表時間)。在t13至t2Q時間段，充電扭矩由中間值M21衰減下降至目標(biāo)值(例如-20?！っ?， 曲線220表示該時間段的充電扭矩變化曲線；在該時間段內(nèi)，設(shè)定濾波時間常數(shù)^2對充電濾波進(jìn)行控制，從而使該階段以較大的平均速率衰減下降充電扭矩。在該實(shí)施例中，τ21 大于τ 22，從而，可以使充電扭矩在以弧線形式平滑變化吋，在t13至U時間段以較快平均變化速率衰減下降，更有利于改善駕駛性能、提高駕駛舒適性。優(yōu)選地，在t13至t2(l時間段， 曲線220中，其充電扭矩的變化速率以先快后慢的形式變化。具體地，可以設(shè)置曲線220的 dN/dt的絕對值逐漸減小(N代表充電扭矩，t代表時間)。這樣，在ち?xí)r間點(diǎn)，充電扭矩的變化較小且平滑。較佳地，t10至t13時間段長于t13至t20時間段，例如t10至t13為0. 5秒、t13至t20
6為0.2秒。需要說明的是，在對充電扭矩進(jìn)行濾波時，使充電扭矩隨著圖4所示的曲線210、 220的變化，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)濾波時間常數(shù)建立數(shù)學(xué)模型來得出具體的曲線。但是，曲線210、220的具體形式不受本發(fā)明實(shí)施例限制，例如，其可以為拋物線或近似拋物線的弧線形式，其還可以為正態(tài)分布曲線或近似正態(tài)分布曲線的形式。同樣地，在圖3、圖4所示實(shí)施例中，濾波時間常數(shù)τ21、τ雙根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輛檔位設(shè)定，但是這不是限制性的，其設(shè)定還可以包括其它因素來設(shè)定。濾波時間常數(shù)τ 越大，充電扭矩的平均變化速率越小。在該實(shí)施例中，優(yōu)選地，曲線210為先慢后快的弧線變化形式，這樣在濾波初始階段，充電扭矩變化較慢，更有利于降低改善駕駛性能、提高駕駛的舒適性。在ち?xí)r刻，達(dá)到再生制動的目標(biāo)扭矩值。(例如-20?！っ?，在t2(l時刻之后，充電扭矩基本不變。以上第二實(shí)施例的控制方法均以發(fā)動機(jī)斷油時間點(diǎn)t13作為參考點(diǎn)來變化濾波時間常數(shù)，使發(fā)動機(jī)斷油時間點(diǎn)t13之后的充電扭矩的變化量更大，這樣在同樣的充電時間內(nèi)，充電能量更大且有利于降低油耗。以上例子主要說明了本發(fā)明的混合動カ汽車的再生制動控制方法。盡管只對其中一些本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實(shí)施。因此，所展示的例子與實(shí)施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。
權(quán)利要求
1.ー種混合動カ汽車的再生制動控制方法，其特征在干，預(yù)定的再生制動條件滿足后， 在充電扭矩由初始值向目標(biāo)值變化吋，通過設(shè)定濾波時間常數(shù)對充電扭矩進(jìn)行濾波控制、 以使充電扭矩以弧線形式平滑變化。
2.如權(quán)利要求1所述的再生制動控制方法，其特征在干，充電扭矩以所述弧線形式平滑變化時，所述充電扭矩的變化速率以先慢后快的形式變化。
3.如權(quán)利要求1所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述充電扭矩由初始值向目標(biāo)值變化的過程依次包括由初始值減小至第一中間值的過程以及由第一中間值減小至所述目標(biāo)值的過程；其中，由初始值向第一中間值變化的過程中設(shè)定第一濾波時間常數(shù)對充電扭矩進(jìn)行濾波控制、由第一中間值向所述目標(biāo)值變化的過程中設(shè)定第二濾波時間常數(shù)對充電濾波進(jìn)行控制，以使在由初始值向第一中間值變化的過程中的充電扭矩平均變化速率小于由第一中間值向所述目標(biāo)值變化的過程中的充電扭矩平均變化速率。
4.如權(quán)利要求3所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述第一濾波時間常數(shù)大于所述第二濾波時間常數(shù)。
5.如權(quán)利要求3所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述充電扭矩在發(fā)動機(jī)斷油時間點(diǎn)處到達(dá)第一中間值。
6.如權(quán)利要求3所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述初始值與所述第一中間值的差值小于所述第一中間值與所述目標(biāo)值的差值。
7.如權(quán)利要求3所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述充電扭矩由初始值向第一中間值變化過程的時間長于所述充電扭矩由第一中間值向目標(biāo)值變化過程的時間。
8.如權(quán)利要求3所述的再生制動控制方法，其特征在干，在充電扭矩由所述初始值向第一中間值變化的過程中，所述充電扭矩的變化速率以先慢后快的形式變化。
9.如權(quán)利要求3所述的再生制動控制方法，其特征在干，在充電扭矩由所述第一中間值向所述目標(biāo)值變化的過程中，所述充電扭矩的變化速率以先快后慢的形式變化。
10.如權(quán)利要求1或3所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述弧線形式為拋物線或近似拋物線形式。
11.如權(quán)利要求1或3所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述弧線形式為正態(tài)分布曲線或近似正態(tài)分布曲線。
12.如權(quán)利要求1或3所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述充電扭矩由初始值向目標(biāo)值變化過程的時間范圍基本為0. 1秒至1秒。
13.如權(quán)利要求1或3所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述初始值的基本范圍為0-10?！っ祝瞿繕?biāo)值的基本范圍為-10至-30?！っ字g。
14.如權(quán)利要求1或3所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述再生制動條件包括 (1)油門被回復(fù)至0，以及(2)行駛車速大于預(yù)定值。
15.如權(quán)利要求1或3所述的再生制動控制方法，其特征在干，所述濾波時間常數(shù)根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以及車輛檔位設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合動力汽車的再生制動控制方法，屬于混合動力汽車技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)明提供的混合動力汽車的再生制動控制方法中，預(yù)定的再生制動條件滿足后，在充電扭矩由初始值向目標(biāo)值變化時，通過設(shè)定濾波時間常數(shù)對充電扭矩進(jìn)行濾波控制、以使充電扭矩以弧線形式平滑變化。因此，在滿足車輛的充電要求時，能改善駕駛性能，優(yōu)化駕駛的舒適性。
文檔編號B60W30/20GK102555816SQ20101062037
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者孔令安, 張君鴻, 馬成杰 申請人:上海汽車集團(tuán)股份有限公司