專利名稱：一種基于dct的純電動汽車制動能量回收控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
國外的純電動汽車方案多以單級減速為主，完全通過電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能需求，通過電機(jī)低速恒轉(zhuǎn)矩和高速恒功率特性覆蓋整車全工況的功率需求。然而國內(nèi)電機(jī)由于制造技術(shù)等存在差距，最高轉(zhuǎn)速難以達(dá)到I萬轉(zhuǎn)以上，限制了純電動汽車的動力性水平提升，并且對電機(jī)的高效率區(qū)域范圍提出了更高的要求，因此采用單級減速比難以獲得很好的動力性和經(jīng)濟(jì)性。
在純電動汽車開發(fā)中少有基于DCT (Dual Clutch Transmission,是指雙離合器自動變速裝置)的電驅(qū)動系統(tǒng)開發(fā)。傳統(tǒng)的DCT變速箱由于多擋位設(shè)計(jì)，并且沒有AT自動變速箱的液力變矩器，傳動效率高，有利于對匹配的動力系統(tǒng)的能耗進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。但是傳統(tǒng)多擋DCT的結(jié)構(gòu)和成本高于單級減速器。通過對基于傳統(tǒng)DCT變速箱進(jìn)行簡化設(shè)計(jì)，合理匹配電驅(qū)動系統(tǒng)，降低最高車速和爬坡性能對電機(jī)的設(shè)計(jì)要求，并且兼顧電機(jī)高效率區(qū)間，能同時(shí)改善整車的動力性和經(jīng)濟(jì)性。但是與電機(jī)進(jìn)行匹配搭載應(yīng)用于純電動汽車，其使用工況和換擋控制有一定的差異，特別是要合理利用再生能量提高電動汽車的續(xù)駛里程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于基于現(xiàn)有的DCT純電動系統(tǒng)，進(jìn)行基于DCT的制動能量回收控制系統(tǒng)和控制策略開發(fā)，提高汽車的能量利用和續(xù)駛里程。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明公開了一種基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制系統(tǒng)，包括車載蓄電池、電機(jī)、兩擋DCT自動變速箱、車速傳感器、主缸壓力傳感器、整車控制器、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器、變速箱控制器、回饋式制動防抱死系統(tǒng)，車載蓄電池向電機(jī)供電，電機(jī)和DCT自動變速箱是機(jī)械連接，整車控制器、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器、變速箱控制器、回饋式制動防抱死系統(tǒng)、車速傳感器、主缸壓力傳感器通過網(wǎng)絡(luò)和硬線進(jìn)行信息通訊和指令發(fā)送。進(jìn)一步，作為一種優(yōu)選，所述各網(wǎng)絡(luò)為CAN總線。進(jìn)一步，作為一種優(yōu)選，所述回饋式制動防抱死系統(tǒng)具備傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)常規(guī)制動與傳統(tǒng)ABS制動，此外，通過增加控制閥，根據(jù)指令調(diào)節(jié)制動管路壓力，協(xié)調(diào)常規(guī)制動和電機(jī)回饋制動力。一種基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制方法，包括如下步驟步驟I :整車控制器接收制動踏板的制動信號、加速踏板的加速信號、主缸壓力信號、車速信號和制動防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號；步驟2 :整車控制器根據(jù)制動踏板信號和主缸壓力信號對駕駛員意圖進(jìn)行解析，計(jì)算目標(biāo)制動力，根據(jù)當(dāng)前制動防抱死系統(tǒng)的狀態(tài)和整車車速狀態(tài)進(jìn)行決策，是否執(zhí)行再生制動控制；當(dāng)制動信號為零并且加速踏板信號非零，或者制動防抱死系統(tǒng)狀態(tài)為啟動，或者SOC ^ 90%,不進(jìn)入再生制動模式；當(dāng)制動信號為非零或者加速踏板信號為零，并且電池S0C〈90%，如果車速大于10km/h并且小于100km/h，進(jìn)入再生制動模式；當(dāng)制動信號為非零或者加速踏板信號為零，并且電池S0C〈90%，如果車速小于10km/h或者大于100km/h，不進(jìn)入再生制動模式；步驟3 :如果進(jìn)入再生制動模式，整車控制器和變速箱控制器進(jìn)行通信，控制換擋離合器壓力不變，保持DCT自動變速箱當(dāng)前擋位不變，不進(jìn)行自動換擋控制，保證整個過程無動力中斷；變速箱控制器將當(dāng)前DCT自動變速箱的擋位信息傳送給整車控制器，整車控制器根據(jù)當(dāng)前電池允許的最大充電電流、電池端電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)速、DCT自動變速箱擋位，計(jì)算出電機(jī)能夠提供的再生制動力矩；當(dāng)再生制動模式結(jié)束，變速箱控制器控制變速箱擋位換入一擋；步驟4:如果再生制動力矩大于目標(biāo)制動力，則制動力全部由電機(jī)制動提供，控制電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)；如果再生制動力小于目標(biāo)制動力時(shí)，則電機(jī)的再生制動力矩不能滿足當(dāng)前的制動力需求，剩余制動需求發(fā)送給由回饋式制動防抱死系統(tǒng)閥體調(diào)節(jié)管路壓力，由機(jī)械摩擦制動力提供；步驟5 :整車控制器根據(jù)電機(jī)制動力和目標(biāo)制動計(jì)算獲得剩余機(jī)械制動力需求，剩余制動力與后輪可提供制動進(jìn)行比較，根據(jù)前后輪制動分配關(guān)系，計(jì)算剩余制動力分配在后輪上的制動力；步驟6 :整車控制器根據(jù)采集的車速，進(jìn)行制動減速度計(jì)算，與目標(biāo)需求制動力比較，如果遠(yuǎn)低于整車制動需求，認(rèn)為電機(jī)制動失效，通過回饋式制動防抱死系統(tǒng)閥體控制調(diào)節(jié)，全部采用機(jī)械制動。本發(fā)明有益效果，由于針對采用兩檔DCT自動變速箱，通過整車控制器和變速箱控制器進(jìn)行通信，保證變速箱無動力中斷，并且保持當(dāng)前的擋位狀態(tài)不變，不進(jìn)行自動換擋控制，回收結(jié)束后擋位回位控制，能達(dá)到良好的整車制動力分配、制動踏板漸進(jìn)性感覺、制動能量回收率、制動安全性等性能，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、控制容易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中圖I為基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制系統(tǒng)框圖；圖2為基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制方法流程圖；圖3為DCT自動變速器控制器判斷制動能量回饋模式流程圖。
具體實(shí)施方式

參照圖I至圖3對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。為使上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖I所示，一種基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制系統(tǒng)，包括車載蓄電池I、電機(jī)2、兩擋DCT自動變速箱3、車速傳感器4、主缸壓力傳感器5、整車控制器6、電池管理系統(tǒng)7、電機(jī)控制器8、變速箱控制器9、回饋式制動防抱死系統(tǒng)10,車載蓄電池I向電機(jī)2供電，電機(jī)2和DCT自動變速箱3是機(jī)械連接，整車控制器6、電池管理系統(tǒng)7、電機(jī)控制器8、變速箱控制器9、回饋式制動防抱死系統(tǒng)10、車速傳感器4、主缸壓力傳感器5通過網(wǎng)絡(luò)和硬線進(jìn)行信息通訊和指令發(fā)送。各網(wǎng)絡(luò)為CAN總線?；仞伿街苿臃辣老到y(tǒng)具備傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)常規(guī)制動與傳統(tǒng)ABS制動，此外，通過增加控制閥，根據(jù)指令調(diào)節(jié)制動管路壓力，協(xié)調(diào)常規(guī)制動和電機(jī)回饋制動力。如圖2所示，一種基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制方法，包括如下步驟SI、步驟I :整車控制器接收制動踏板的制動信號、加速踏板的加速信號、主缸壓力信號、車速信號和制動防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號； S2、步驟2 :S21、整車控制器根據(jù)制動踏板信號和主缸壓力信號對駕駛員意圖進(jìn)行解析；S22、計(jì)算目標(biāo)制動力；S23、根據(jù)當(dāng)前制動防抱死系統(tǒng)的狀態(tài)和整車車速狀態(tài)進(jìn)行決策，是否執(zhí)行再生制動控制；當(dāng)制動信號為零并且加速踏板信號非零，或者制動防抱死系統(tǒng)狀態(tài)為啟動，或者SOC ^ 90%,不進(jìn)入再生制動模式；當(dāng)制動信號為非零或者加速踏板信號為零，并且電池S0C〈90%，如果車速大于10km/h并且小于100km/h，進(jìn)入再生制動模式；當(dāng)制動信號為非零或者加速踏板信號為零，并且電池S0C〈90%，如果車速小于10km/h或者大于100km/h,不進(jìn)入再生制動模式；S3、步驟3 :S31、如果進(jìn)入再生制動模式，整車控制器和變速箱控制器進(jìn)行通信，控制換擋離合器壓力不變，保持DCT自動變速箱當(dāng)前擋位不變，不進(jìn)行自動換擋控制，保證整個過程無動力中斷；變速箱控制器將當(dāng)前DCT自動變速箱的擋位信息傳送給整車控制器，整車控制器根據(jù)當(dāng)前電池允許的最大充電電流、電池端電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)速、DCT自動變速箱擋位，S32、計(jì)算出電機(jī)能夠提供的再生制動力矩；當(dāng)再生制動模式結(jié)束，變速箱控制器控制變速箱擋位換入一擋；S4、步驟4 :S41、判斷再生制動力矩和目標(biāo)制動力大小，S42、如果再生制動力矩大于目標(biāo)制動力，則制動力全部由電機(jī)制動提供，控制電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)；S43、如果再生制動力小于目標(biāo)制動力時(shí)，則電機(jī)的再生制動力矩不能滿足當(dāng)前的制動力需求，剩余制動需求發(fā)送給由回饋式制動防抱死系統(tǒng)閥體調(diào)節(jié)管路壓力，由機(jī)械摩擦制動力提供；S5、步驟5 :整車控制器根據(jù)電機(jī)制動力和目標(biāo)制動計(jì)算獲得剩余機(jī)械制動力需求，剩余制動力與后輪可提供制動進(jìn)行比較，根據(jù)前后輪制動分配關(guān)系，計(jì)算剩余制動力分配在后輪上的制動力；S6、步驟6 :S63、整車控制器根據(jù)采集的車速，進(jìn)行制動減速度計(jì)算，與目標(biāo)需求制動力比較，如果遠(yuǎn)低于整車制動需求，認(rèn)為電機(jī)制動失效，通過回饋式制動防抱死系統(tǒng)閥體控制調(diào)節(jié)，S61、不進(jìn)行再生制動控制，S62、全部采用機(jī)械制動。再生制動力矩的計(jì)算方法如下如果10km/h〈車速〈100km/h，電制動力大于需求制動力，則控制電機(jī)再生制動轉(zhuǎn)矩T=需求制動力矩/當(dāng)前DCT變速箱傳動比/主減速比；如果10km/h〈車速〈100km/h，電制動力小于需求制動力，則控制電機(jī)再生制動轉(zhuǎn)矩T=電機(jī)最大制動力矩/當(dāng)前DCT變速箱傳動比/主減速比；計(jì)算剩余需求制動力矩，根據(jù)剩余需求制動力大小判斷，由前輪，后輪或者單后輪提供，并發(fā)送給EABS閥體調(diào)節(jié)制動管路壓力；如果10km/h〈車速〈100km/h，并且加速踏板信號和制動踏板信號為零，檢測當(dāng)前電池狀態(tài)，控制電機(jī)再生制動轉(zhuǎn)矩以恒定15Nm進(jìn)行滑行制動控制，當(dāng)檢測車速<15km/h,控制電機(jī)再生制動轉(zhuǎn)矩=-3 X車速+30的計(jì)算關(guān)系進(jìn)行平滑退出控制，當(dāng)車速下降至為10km/h，制動能量回收控制轉(zhuǎn)矩為0，全部撤出。所述再生制動力作用于前輪。如圖3所示，是 步驟3的詳細(xì)說明。如上所述，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制系統(tǒng)，其特征在于，包括車載蓄電池、電機(jī)、兩擋DCT自動變速箱、車速傳感器、主缸壓力傳感器、整車控制器、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器、變速箱控制器、回饋式制動防抱死系統(tǒng)，車載蓄電池向電機(jī)供電，電機(jī)和DCT自動變速箱是機(jī)械連接，整車控制器、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器、變速箱控制器、回饋式制動防抱死系統(tǒng)、車速傳感器、主缸壓力傳感器通過網(wǎng)絡(luò)和硬線進(jìn)行信息通訊和指令發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于DCT的純電 動汽車制動能量回收控制系統(tǒng)，其特征在于所述各網(wǎng)絡(luò)為CAN總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制系統(tǒng)，其特征在于，所述回饋式制動防抱死系統(tǒng)具備傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)常規(guī)制動與傳統(tǒng)ABS制動，此外，通過增加控制閥，根據(jù)指令調(diào)節(jié)制動管路壓力，協(xié)調(diào)常規(guī)制動和電機(jī)回饋制動力。
4.一種基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟I :整車控制器接收制動踏板的制動信號、加速踏板的加速信號、主缸壓力信號、車速信號和制動防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號； 步驟2 :整車控制器根據(jù)制動踏板信號和主缸壓力信號對駕駛員意圖進(jìn)行解析，計(jì)算目標(biāo)制動力，根據(jù)當(dāng)前制動防抱死系統(tǒng)的狀態(tài)和整車車速狀態(tài)進(jìn)行決策，是否執(zhí)行再生制動控制；當(dāng)制動信號為零并且加速踏板信號非零，或者制動防抱死系統(tǒng)狀態(tài)為啟動，或者SOC ^ 90%,不進(jìn)入再生制動模式；當(dāng)制動信號為非零或者加速踏板信號為零，并且電池S0C〈90%，如果車速大于10km/h并且小于100km/h，進(jìn)入再生制動模式；當(dāng)制動信號為非零或者加速踏板信號為零，并且電池S0C〈90%，如果車速小于10km/h或者大于100km/h，不進(jìn)入再生制動模式； 步驟3 :如果進(jìn)入再生制動模式，整車控制器和變速箱控制器進(jìn)行通信，控制換擋離合器壓力不變，保持DCT自動變速箱當(dāng)前擋位不變，不進(jìn)行自動換擋控制，保證整個過程無動力中斷；變速箱控制器將當(dāng)前DCT自動變速箱的擋位信息傳送給整車控制器，整車控制器根據(jù)當(dāng)前電池允許的最大充電電流、電池端電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)速、DCT自動變速箱擋位，計(jì)算出電機(jī)能夠提供的再生制動力矩；當(dāng)再生制動模式結(jié)束，變速箱控制器控制變速箱擋位換入一擋； 步驟4:如果再生制動力矩大于目標(biāo)制動力，則制動力全部由電機(jī)制動提供，控制電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)；如果再生制動力小于目標(biāo)制動力時(shí)，則電機(jī)的再生制動力矩不能滿足當(dāng)前的制動力需求，剩余制動需求發(fā)送給由回饋式制動防抱死系統(tǒng)閥體調(diào)節(jié)管路壓力，由機(jī)械摩擦制動力提供； 步驟5:整車控制器根據(jù)電機(jī)制動力和目標(biāo)制動計(jì)算獲得剩余機(jī)械制動力需求，剩余制動力與后輪可提供制動進(jìn)行比較，根據(jù)前后輪制動分配關(guān)系，計(jì)算剩余制動力分配在后輪上的制動力； 步驟6 :整車控制器根據(jù)采集的車速，進(jìn)行制動減速度計(jì)算，與目標(biāo)需求制動力比較，如果遠(yuǎn)低于整車制動需求，認(rèn)為電機(jī)制動失效，通過回饋式制動防抱死系統(tǒng)閥體控制調(diào)節(jié)，全部采用機(jī)械制動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制系統(tǒng)及方法，涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域?？刂葡到y(tǒng)包括車載蓄電池、電機(jī)、兩擋DCT自動變速箱、車速傳感器、主缸壓力傳感器、整車控制器、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器、變速箱控制器、回饋式制動防抱死系統(tǒng)，車載蓄電池向電機(jī)供電，電機(jī)和DCT自動變速箱是機(jī)械連接，整車控制器、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器、變速箱控制器、回饋式制動防抱死系統(tǒng)、車速傳感器、主缸壓力傳感器通過網(wǎng)絡(luò)和硬線進(jìn)行信息通訊和指令發(fā)送。本發(fā)明還公開了一種基于DCT的純電動汽車制動能量回收控制方法。本發(fā)明提高了汽車的能量利用和續(xù)駛里程。
文檔編號B60L7/10GK102717714SQ20121018875
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者張兆龍, 張青平, 曲婧瑤, 朱波, 柯南極, 魏躍遠(yuǎn) 申請人:北京汽車新能源汽車有限公司