專利名稱：一種混合動力汽車的再生制動控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于混合動力汽車技術領域，涉及混合動力汽車的再生制動控制方法。
背景技術：
隨著國際對能源安全和環(huán)境保護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格。減少對能源的依賴，實現(xiàn)節(jié)能減排，已成為世界經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展迫切需要解決的問題。混合動力汽車、純電動汽車已成為當今汽車業(yè)發(fā)展的趨勢。油電混合動力汽車將電機和發(fā)動機結合在一起，針對各個工況實現(xiàn)了合理的節(jié)能減排功效，怠速停機、電機起動、智能充電、再生制動、電機助力、電動爬行等混動功能，具有降低油耗、增加續(xù)駛里程、技術成熟度比較高等優(yōu)點，是目前各大汽車公司發(fā)展的首選趨勢。混合動力汽車中發(fā)動機和電機是兩個動力源，混動動力控制器(HCU)是整車控制的核心，主要負責協(xié)調發(fā)動機管理系統(tǒng)(EMS)和電機控制器(MCU)之間的控制，以及負責整個系統(tǒng)的高、低壓電管理及動力系統(tǒng)故障診斷。其中，再生制動技術在混合動力汽車領域中也是關鍵技術之一，其也在不斷發(fā)展進步，混合動力汽車中，利用電機的發(fā)電功能可實現(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，電機以發(fā)電方式工作，為動力電池充電實現(xiàn)制動能量的再生利用，與此同時，產(chǎn)生的電機制動力矩又可通過傳動系統(tǒng)對驅動輪施加制動，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力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)的運行，確定駕駛者期望的總制動扭矩， 根據(jù)動力傳動系統(tǒng)的運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器的馬達扭矩指令?，F(xiàn)有技術的再生制動的控制方法中，并未關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，特別是當充電扭矩以直線陡降形式變化時，發(fā)動機的扭矩變化太快會導致車輛運行不平順。 因此，有必要提出一種新的再生制動控制方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，在再生制動過程中，改善其駕駛性能、提高駕駛的舒適性。為解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種混合動力汽車的再生制動控制方法，在該方法中，預定的再生制動條件滿足后，充電扭矩由初始值向目標值變化；所述充電扭矩由初始值向目標值變化的過程依次包括由初始值增大至第一中間值的第一過程、維持第一中間值基本不變的第二過程、由第一中間值減小至的第二中間值的第三過程、以及由第二中間值減小至所述目標值的第四過程；其中，所述第一過程、第三過程和第四過程中分別設定第一濾波時間常數(shù)、第三濾波時間常數(shù)、第四濾波時間常數(shù)對充電扭矩進行濾波控制，以使充電扭矩以弧線形式平滑變化。按照本發(fā)明提供的再生制動控制方法，其中，設定所述第三濾波時間常數(shù)、第四濾波時間常數(shù)，以使在所述第三過程中的充電扭矩平均變化速率小于在所述第四過程中的充電扭矩平均變化速率具體地，所述充電扭矩由初始值向目標值變化過程的時間范圍基本為0. 1秒至1秒。較佳地，所述第三濾波時間常數(shù)大于所述第四濾波時間常數(shù)。較佳地，所述述充電扭矩在發(fā)動機斷油時間點處到達第二中間值。較佳地，所述第三過程的時間長于所述第四過程的時間，所述第四過程的時間長于所述第一過程的時間。較佳地，所述第一過程的時間基本等于第二過程的時間。較佳地，所述第一中間值相比于所述初始值大3-20?！っ?。較佳地，所述第一中間值與所述第二中間值的差值小于所述第二中間值與所述目標值的差值。較佳地，在所述第一過程中，所述充電扭矩的變化速率以先慢后快的形式變化。較佳地，在所述第三過程中，所述充電扭矩的變化速率以先慢后快的形式變化。較佳地，在所述第四過程中，所述充電扭矩的變化速率以先快后慢的形式變化。較佳地，所述第三過程、以及所述第四過程所對應的所述弧線形式為拋物線或近似拋物線形式。具體地，所述初始值的基本范圍為0-10牛·米，所述目標值的范圍基本為-10 至-30?！っ?。較佳地，所述再生制動條件包括(1)油門被回復至0，和( 行駛車速大于預定值。較佳地，所述濾波時間常數(shù)根據(jù)發(fā)動機轉速以及車輛檔位設定。本發(fā)明的技術效果是，充電扭矩由初始值向目標值變化的過程中被分為四個過程，首先，將充電扭矩增加以抵消由于發(fā)電機扭矩變化撤得太快造成的影響；然后維持電極扭矩于大于初始值的某一扭矩處一段時間，以抵消由于發(fā)電機扭矩變化撤得太快造成的影響；并在隨后的過程中，通過將設定濾波時間常數(shù)對充電扭矩進行濾波控制、以進一步抵消由于發(fā)電機扭矩變化撤得太快造成的影響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行不平穩(wěn)的現(xiàn)象。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。


圖1是按照本發(fā)明實施例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。
具體實施例方式下面介紹的是本發(fā)明的多個可能實施例中的一些，旨在提供對本發(fā)明的基本了解。并不旨在確認本發(fā)明的關鍵或決定性的要素或限定所要保護的范圍。容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術方案，在不變更本發(fā)明的實質精神下，本領域的一般技術人員可以提出可相互替換的其它實現(xiàn)方式。因此，以下具體實施方式
以及附圖僅是對本發(fā)明的技術方案的示例性說明，而不應當視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術方案的限定或限制。以下實施例中，以混合動力汽車的再生制動方法進行說明，混合動力汽車的基本結構為本領域技術人員所悉知，在此不再一一贅述。混合動力汽車的再生制動方法可以主要由混合動力汽車上的HCU來控制完成。圖1所示為按照本發(fā)明實施例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。結合圖1和圖2所示對該實施例再生制動控制方法進行說明。請參閱圖1和圖2，該實施例的再生制動控制方法中，充電扭矩分四個不同階段過程，并分別設置不同濾波時間常數(shù)進行濾波控制。在該實施例中，電機充電扭矩以混合動力汽車的混合動力電機進行示例說明，混動電機在再生制動過程主要用作發(fā)電，通過混動電機的充電扭矩的變化在實現(xiàn)再生制動的具體控制過程。但是，需要說明的是，混合動力汽車的所使用的電機的具體類型不受本發(fā)明實施例限制。在將要發(fā)生再生制動前，混合動力汽車的操控者一般松開油門踏板，以準備制動減速。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t1(l時刻時，油門踏板基本完全回復，因此油門基本被回復至0。發(fā)動機相應于油門的控制，其轉速也開始下降，曲線30表示發(fā)動機的轉速變化過程，發(fā)動機轉速在松開油門后開始下降。需要說明的是，關于發(fā)動機的轉速的曲線30 是大致反映發(fā)動機的轉速的變化趨勢。其轉速下降快慢與所在檔位、松開油門前的速度等因素有關。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時，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行濾波。通常再生制動條件包括(1)油門被回復至0，以及( 行駛車速大于預定值。本領域技術人員可以設定條件O)中的預定值。 圖2中，在t1(l時刻，油門已經(jīng)完全回復至0，行駛車速也達到預定值，開始再生制動過程，也即開始對其充電扭矩進行濾波。其中曲線400表示該實施例的充電扭矩的變化曲線。但是需要說明的是，再生制動的具體條件不受本發(fā)明實施例限制，例如，還可以包括剎車等信號反饋。在該發(fā)明中，濾波時間常數(shù)反映在一段時間內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，t13到t2(l時間段所設定的濾波時間常數(shù)τ 43能反映由t13到t2(l時間段內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。在t1Q至tn時間段，充電扭矩由初始值增大至中間值M41，曲線410表示該時間段的充電扭矩變化曲線；中間值M41為大于初始值的某一值，具體地，其相比于初始值可以大 3-20?！っ?，例如M41為5牛 米。在該時間段內，設定濾波時間常數(shù)τ 41對充電濾波進行控制，以使充電扭矩以較快的平均速率增加。通過首先增加充電扭矩，可以抵消在t1(l至tn 時間段內由于發(fā)動機扭矩變化撤得太快造成的影響，有利于進一步提高駕駛舒適性。通常地，t1(l至tn時間段相對較短，例如0. 1秒左右。曲線310可以為拋物線或近似拋物線形式，
5但是這不是限制性的。較佳地，在t1(l至tn時間段，在曲線410中，充電扭矩的上升變化速率隨時間逐漸加快，最后到達中間值M41。具體地，可以設置曲線410的dN/dt的絕對值逐漸增大(N代表充電扭矩，t代表時間)。在tn至t12時間段，充電扭矩基本維持中間值M41不變，曲線420表示了該時間段的充電扭矩變化曲線；一般地，tn至t12時間段比較短，例如0. 1秒。通過維持一段時間，可以進一步消除由于發(fā)動機扭矩變化撤得太快造成的影響，有利于進一步提高駕駛舒適性。在t12至t13時間段，充電扭矩由中間值M41衰減下降至中間值M42，曲線430表示該時間段的充電扭矩變化曲線；M42為M41和目標值之間的某一值，優(yōu)選地，M41與M42的差值小于M42與目標值的差值，例如，M41為5?！っ住42為-5牛 米、目標值為-20牛 米；在該時間段內，設定濾波時間常數(shù)τ42對充電濾波進行控制。曲線40反映發(fā)動機的斷油標志位， 在t13時刻發(fā)動機斷油時間點(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為0至發(fā)動機完全斷油的階段。在tn至t13時間段，由于tn至t12時間段充電扭矩基本不變，因此其以相對較低的平均變化速率衰減下降充電扭矩。并且，優(yōu)選地，在t12至t13時間段內、曲線430中，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的絕對值逐漸增大(N代表充電扭矩，t代表時間)。在t13至t2(1時間段，充電扭矩由中間值M42衰減下降至目標值(例如20牛 米)， 曲線440表示該時間段的充電扭矩變化曲線；在該時間段內，設定濾波時間常數(shù)τ43對充電濾波進行控制，從而使該階段以相對較大的平均速率衰減下降充電扭矩。在該實施例中， 較佳地，τ42大于τ 43，從而，可以使充電扭矩在以弧線形式平滑變化時，在t13至t2(l時間段以較大的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440中，其充電扭矩的變化速率以先快后慢的形式變化。具體地，可以設置曲線440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^時間點，充電扭矩的變化較小且平滑。較佳地，t13至t20時間段長于t10至tn時間段，t12至t13時間段長于t13至t20時間段，例如t10至tn為0. 1秒、til至t12為0. 1秒、t12至tl3為0. 3秒、t13至t20為0. 2秒。以上三個過程中(t1Q至tn、t12至t13、t13至t2Q)，通過分別設定濾波時間常數(shù)τ41、 τ 42、τ 43對充電扭矩進行濾波控制，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。需要說明的是，在對充電扭矩進行濾波時，使充電扭矩隨著圖2所示的曲線410、 420、430、440的變化，本領域技術人員可以根據(jù)濾波時間常數(shù)建立數(shù)學模型來得出具體的曲線。但是，曲線410、430、440的具體形式不受本發(fā)明實施例限制，例如其可以為各種拋物線或近似拋物線的弧線形式，曲線430、440還可以為正態(tài)分布曲線或近似正態(tài)分布曲線的弧線形式。在該實施例中，濾波時間常數(shù)τ41、τ42、τ 43根據(jù)發(fā)動機的轉速和車輛檔位設定， 但是這不是限制性的，其設定還可以包括其它因素來設定。濾波時間常數(shù)越大，充電扭矩的平均變化速率越小。在該實施例中，優(yōu)選地，曲線320為先慢后快的弧線變化形式，在濾波下降的初始階段，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 t20時刻，達到再生制動的扭矩的目標值(例如-20牛 米)。在t2(l時刻之后，充電扭矩基本不變。在該實施例中，t2(l時刻的目標值的基本范圍為-10至-30牛 米，可以根據(jù)車速、 車輛整體質量、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扭矩值。在該實施例中，較佳地，以發(fā)動機斷油時間點t13作為參考點來變化濾波時間常數(shù)，使發(fā)動機斷油時間點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，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)明的混合動力汽車的再生制動控制方法。盡管只對其中一些本發(fā)明的實施方式進行了描述，但是本領域普通技術人員應當了解，本發(fā)明可以在不偏離其主旨與范圍內以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實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。
權利要求
1.一種混合動力汽車的再生制動控制方法，其特征在于，預定的再生制動條件滿足后， 充電扭矩由初始值向目標值變化；所述充電扭矩由初始值向目標值變化的過程依次包括由初始值增大至第一中間值的第一過程、維持第一中間值基本不變的第二過程、由第一中間值減小至的第二中間值的第三過程、以及由第二中間值減小至所述目標值的第四過程；其中，所述第一過程、第三過程和第四過程中分別設定第一濾波時間常數(shù)、第三濾波時間常數(shù)、第四濾波時間常數(shù)對充電扭矩進行濾波控制，以使充電扭矩以弧線形式平滑變化。
2.如權利要求1所述的再生制動控制方法，其特征在于，設定所述第三濾波時間常數(shù)、 第四濾波時間常數(shù)，以使在所述第三過程中的充電扭矩平均變化速率小于在所述第四過程中的充電扭矩平均變化速率。
3.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述充電扭矩由初始值向目標值變化過程的時間范圍基本為0.1秒至1秒。
4.如權利要求2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述第三濾波時間常數(shù)大于所述第四濾波時間常數(shù)。
5.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述述充電扭矩在發(fā)動機斷油時間點處到達第二中間值。
6.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述第三過程的時間長于所述第四過程的時間，所述第四過程的時間長于所述第一過程的時間。
7.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述第一過程的時間基本等于第二過程的時間。
8.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述第一中間值相比于所述初始值大3-20牛 米。
9.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述第一中間值與所述第二中間值的差值小于所述第二中間值與所述目標值的差值。
10.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，在所述第一過程中，所述充電扭矩的變化速率以先慢后快的形式變化。
11.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，在所述第三過程中，所述充電扭矩的變化速率以先慢后快的形式變化。
12.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，在所述第四過程中，所述充電扭矩的變化速率以先快后慢的形式變化。
13.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述第三過程、以及所述第四過程所對應的所述弧線形式為拋物線或近似拋物線形式。
14.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述初始值的基本范圍為0-10?！っ?，所述目標值的范圍基本為-10至-30牛·米。
15.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述再生制動條件包括 (1)油門被回復至0，和(2)行駛車速大于預定值。
16.如權利要求1或2所述的再生制動控制方法，其特征在于，所述濾波時間常數(shù)根據(jù)發(fā)動機轉速以及車輛檔位設定。
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領域。該發(fā)明提供的混合動力汽車的再生制動控制方法中，預定的再生制動條件滿足后，充電扭矩由初始值向目標值變化；所述充電扭矩由初始值向目標值變化的過程依次包括由初始值增大至第一中間值的第一過程、維持第一中間值基本不變的第二過程、由第一中間值減小至的第二中間值的第三過程、以及由第二中間值減小至所述目標值的第四過程；其中，所述第一過程、第三過程和第四過程中分別設定第一濾波時間常數(shù)、第三濾波時間常數(shù)、第四濾波時間常數(shù)對充電扭矩進行濾波控制，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)化駕駛舒適性。
文檔編號B60W20/00GK102529946SQ20101062039
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權日2010年12月29日
發(fā)明者孔令安, 張君鴻, 馬成杰 申請人:上海汽車集團股份有限公司