用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制裝置和控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制裝置，所述控制裝置包括：對該復(fù)合制動系統(tǒng)的壓力制動子系統(tǒng)和電機(jī)再生制動子系統(tǒng)進(jìn)行控制的電子控制單元；與電機(jī)再生制動子系統(tǒng)的輪轂電機(jī)回路相關(guān)聯(lián)的電阻調(diào)節(jié)器；及對輪轂電機(jī)和電阻調(diào)節(jié)器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的電機(jī)控制器，其中，該電子控制單元基于車輪速度和制動壓力的變化計(jì)算用于調(diào)節(jié)電機(jī)制動力矩的參數(shù)值并將調(diào)節(jié)指令傳送到電機(jī)控制器，以控制輪轂電機(jī)和電阻調(diào)節(jié)器，從而在制動壓力處于第一階段時(shí)保持穩(wěn)定的電機(jī)制動力矩以實(shí)現(xiàn)電能的穩(wěn)定回收，而在制動壓力處于第二階段時(shí)使電機(jī)制動力矩隨制動壓力線性變化，以免電機(jī)再生制動子系統(tǒng)對壓力制動子系統(tǒng)造成干擾。本發(fā)明還涉及用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制方法。
【專利說明】用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制裝置和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛復(fù)合制動系統(tǒng)，尤其涉及用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制裝置和控制方法，其控制壓力制動和電機(jī)再生制動，并在壓力制動的整個(gè)過程中進(jìn)行穩(wěn)定的能量回收，從而節(jié)約了能量。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)汽車制動過程中，通常采用摩擦制動，以將動能轉(zhuǎn)換為摩擦熱，但是近年來隨著電動車的加速發(fā)展，更多人嘗試將電機(jī)制動力矩與傳統(tǒng)壓力制動例如液壓制動尤其是防抱死液壓制動(ABS)相結(jié)合，并對電機(jī)制動過程中產(chǎn)生的電能進(jìn)行再回收。這種復(fù)合制動方法因?qū)崿F(xiàn)了能源的部分再回收而得到了越來越多的關(guān)注。但是，大多數(shù)能源再回收研究都僅集中在電機(jī)制動本身的特點(diǎn)上，并沒有考慮電機(jī)制動力矩對防抱死液壓制動系統(tǒng)的影響。對于電機(jī)再生制動和防抱死液壓制動系統(tǒng)的兼容性方面的努力也效果有限。
[0003]專利文獻(xiàn)CN101073992A中公開了一種電機(jī)再生制動和基于ABS的正常制動的控制器。其中，控制器能確定再生制動力矩值并實(shí)現(xiàn)防抱死制動。但是，這種控制方法的缺點(diǎn)在于操作復(fù)雜，且其邏輯功能簡單，根本無法實(shí)現(xiàn)常規(guī)防抱死制動系統(tǒng)的功能，因此，這種方法很難適應(yīng)不同路面狀況的制動。
[0004]專利文獻(xiàn)CN101054065A公開了一種混合汽車電機(jī)再生制動和液壓防抱死制動的控制系統(tǒng)，其由電機(jī)再生制動子系統(tǒng)和液壓制動子系統(tǒng)構(gòu)成，但是這兩個(gè)子系統(tǒng)容易相互干擾并且不能滿足不同附著系數(shù)的路面制動的要求，特別是低附著系數(shù)路面上的制動要求。
[0005]而且，現(xiàn)有的防抱死制動系統(tǒng)已經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，其邏輯功能非常完善且具有很多有用的功能，能滿足各種附著系數(shù)路面上的制動需求，特別是對開附著系數(shù)路面和粗糙路面。因此，發(fā)展基于ABS的復(fù)合制動系統(tǒng)能獲得最佳制動效果。
[0006]因此，在制動能量回收和制動穩(wěn)定性方面特別是電機(jī)制動和壓力制動的兼容性方面還有待改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種能降低現(xiàn)有技術(shù)中的電機(jī)再生制動子系統(tǒng)和壓力制動尤其是防抱死制動子系統(tǒng)的相互影響的車輛復(fù)合制動系統(tǒng)，電子控制單元接收各車輪的制動壓力信號和輪速信號，并根據(jù)車輪制動壓力值變化而實(shí)時(shí)控制輪轂電機(jī)制動力矩。能容易地融合電機(jī)制動力矩與壓力制動力矩。同時(shí)隨輪速減小來改變輪轂電機(jī)回路的電阻值，能獲得穩(wěn)定的電機(jī)制動力矩和最大化的能量回收。在由后軸、前軸制動效率測試獲得最佳復(fù)合制動力分布后，此復(fù)合制動方法能滿足在各種路面上的壓力制動尤其是ABS制動需要。
[0008]本發(fā)明通過提供一種用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制裝置和控制方法來實(shí)現(xiàn)上述目的。[0009]一方面，本發(fā)明提供一種用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制裝置，所述控制裝置包括:對該復(fù)合制動系統(tǒng)的壓力制動子系統(tǒng)和電機(jī)再生制動子系統(tǒng)進(jìn)行控制的電子控制單元；與電機(jī)再生制動子系統(tǒng)的輪轂電機(jī)回路相關(guān)聯(lián)的電阻調(diào)節(jié)器；以及對輪轂電機(jī)和電阻調(diào)節(jié)器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的電機(jī)控制器，其中，該電子控制單元基于車輪速度和壓力制動子系統(tǒng)的制動壓力的變化來實(shí)時(shí)計(jì)算用于調(diào)節(jié)電機(jī)制動力矩的參數(shù)值并將調(diào)節(jié)指令傳送到電機(jī)控制器，以控制輪轂電機(jī)和電阻調(diào)節(jié)器，從而在制動壓力處于第一階段時(shí)保持穩(wěn)定的電機(jī)制動力矩以實(shí)現(xiàn)電能的穩(wěn)定回收，而在制動壓力處于第二階段時(shí)使電機(jī)制動力矩隨制動壓力線性變化，以免電機(jī)再生制動子系統(tǒng)對壓力制動子系統(tǒng)造成干擾。
[0010]優(yōu)選地，所述壓力制動子系統(tǒng)包括制動踏板，響應(yīng)于制動踏板的動作而操作的制動信號檢測單元，將制動踏板的壓力放大并傳遞到主缸的制動助力器，主缸連接到用于相應(yīng)車輪制動的制動壓力調(diào)節(jié)單元，所述制動壓力調(diào)節(jié)單元將壓力分配到相應(yīng)車輪的制動器，其中制動信號檢測單元將制動信號發(fā)送到電子控制單元，電子控制單元與制動壓力調(diào)節(jié)單元相聯(lián)，以從制動壓力調(diào)節(jié)單元接收各車輪的實(shí)時(shí)制動壓力信號。
[0011]優(yōu)選地，基于電子控制單元計(jì)算的參數(shù)值，所述電機(jī)控制器通過調(diào)節(jié)電阻調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)輪轂電機(jī)回路的電阻值，以使輪轂電機(jī)獲得所需的電機(jī)制動力矩。
[0012]優(yōu)選地，所述電機(jī)控制器為單獨(dú)的元件或與電子控制單元集成為一體。
[0013]優(yōu)選地，所述電機(jī)再生制動子系統(tǒng)包括與所述輪轂電機(jī)電連接的電能回收裝置。
[0014]其中，所述電能回收裝置包括與輪轂電機(jī)電連接的變壓器和與變壓器電連接的蓄電池，所述變壓器將輪轂電機(jī)輸出的電壓升高并存儲于蓄電池。
[0015]優(yōu)選地，所述電阻調(diào)節(jié)器改變與所述輪轂電機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)的可調(diào)電阻阻值。
[0016]優(yōu)選地，所述復(fù)合制動系統(tǒng)包括與每個(gè)車輪相關(guān)聯(lián)的輪速傳感器，所述輪速傳感器與所述電子控制單元相聯(lián)，以將每個(gè)車輪的車輪速度實(shí)時(shí)地傳遞到電子控制單元。
[0017]優(yōu)選地，所述車輛為四輪制動車輛，在四個(gè)車輪行駛于具有不同路面條件的情況下，電子控制單元通過各個(gè)輪速傳感器檢測路面條件并基于車輪速度和制動壓力計(jì)算各個(gè)輪轂電機(jī)所需的電機(jī)制動力矩，使電機(jī)控制器通過電阻調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)用于每個(gè)車輪的輪轂電機(jī)回路的電阻值。
[0018]另一方面，本發(fā)明提供一種用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制方法，所述復(fù)合制動系統(tǒng)包括具有對壓力制動子系統(tǒng)和電機(jī)再生制動子系統(tǒng)進(jìn)行控制的電子控制單元、與再生制動子系統(tǒng)中的輪轂電機(jī)回路相關(guān)聯(lián)的電阻調(diào)節(jié)器以及對輪轂電機(jī)和電阻調(diào)節(jié)器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的電機(jī)控制器的控制裝置，所述控制方法包括以下步驟:
[0019]測定該復(fù)合制動系統(tǒng)的制動效率；
[0020]根據(jù)所得到的制動效率來設(shè)定用于該復(fù)合制動系統(tǒng)的制動壓力閾值Ptl,并將該壓力閾值Ptl輸入該控制裝置的電子控制單元；
[0021]將車輪速度和制動壓力的值分別實(shí)時(shí)地傳送到電子控制單元；
[0022]電子控制單元將制動壓力與該壓力閾值P。進(jìn)行比較，并執(zhí)行以下動作:
[0023]當(dāng)制動壓力小于該壓力閾值P。時(shí)，通過電機(jī)控制器控制電阻調(diào)節(jié)器以使電機(jī)制動力矩隨著制動壓力線性變化；
[0024]當(dāng)制動壓力大于該壓力閾值P。時(shí)，通過電機(jī)控制器控制電阻調(diào)節(jié)器以使電機(jī)制動力矩保持恒定。[0025]優(yōu)選地，所述使電機(jī)制動力矩隨著制動壓力線性變化的過程包括:在制動壓力小
于閾值Po時(shí)，基于輪轂電機(jī)回路的電阻值R與車輪速度η和制動壓力P的關(guān)系K = K'十，
其中K1是系數(shù)，來計(jì)算輪轂電機(jī)回路的電阻值R，以使得輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩T按照T=CXP(C>0,P<P0)的關(guān)系隨著制動壓力線性變化，其中C為常數(shù)；以及
[0026]所述使電機(jī)制動力矩保持不變的過程包括:在制動壓力大于閾值Ptl時(shí)，基于輪轂電機(jī)回路的電阻值R與車輪速度的關(guān)系R = K2Xn,其中K2為系數(shù)，來計(jì)算輪轂電機(jī)回路的電阻值R，以使得輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩Tmax保持恒定。
[0027]優(yōu)選地,在制動壓力值為Ptl時(shí),壓力制動力矩Twteel小于輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩T
1 max °
[0028]優(yōu)選地，所述測定該復(fù)合制動系統(tǒng)的制動效率的步驟是針對前、后軸進(jìn)行復(fù)合制動系統(tǒng)制動效率測定的過程，包括以下步驟:驅(qū)動車輛至一定速度，開啟離合器施加平滑制動，使主缸壓力增大，保持該主缸壓力一段時(shí)間直到車輛停止，分析測試結(jié)果以得到前后軸上的制動效率。
[0029]優(yōu)選地，所述方法還包括對電機(jī)再生制動子系統(tǒng)產(chǎn)生的電能進(jìn)行回收的步驟。
[0030]其中，所述電能的回收步驟在電機(jī)再生制動的整個(gè)過程中都持續(xù)進(jìn)行。
[0031]又一方面，本發(fā)明還提供一種具有上述控制裝置的車輛復(fù)合制動系統(tǒng)。
[0032]再一方面，本發(fā)明還提供一種包括該車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的車輛。
[0033]采用本發(fā)明的用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制裝置和控制方法，能根據(jù)車輪制動壓力和輪速，使輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩與防抱死制動系統(tǒng)實(shí)時(shí)協(xié)作，且輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩在輪速降低的過程中能保持穩(wěn)定值因此制動能量得到最大的存儲，同時(shí)不會因電機(jī)再生制動而對壓力制動造成不利影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]結(jié)合以下構(gòu)成說明書一部分的附圖可以更容易理解本發(fā)明，附圖僅是示例性的，并非按比例繪制，各附圖中，類似的元件用相同的參考號來表示。
[0035]圖1為包括根據(jù)本發(fā)明控制裝置的車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0036]圖2為左前輪復(fù)合制動的示意圖。
[0037]圖3為復(fù)合制動力矩和車輪制動壓力的關(guān)系圖。
[0038]圖4為輪轂電機(jī)制動力矩隨回路電阻的變化的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于所示和所述實(shí)施例。
[0040]本發(fā)明適用于各種車輛，但僅以電動車來作為示例。在實(shí)際使用的電動車中，有前輪制動的，也有四輪制動的，本發(fā)明中僅以四輪制動的電動車為例，尤其是以基于防抱死制動系統(tǒng)(ABS)的電動車復(fù)合制動系統(tǒng)為例來進(jìn)行詳細(xì)描述。但本發(fā)明并不旨在限制于此，可以理解，本發(fā)明也適用于基于其他制動系統(tǒng)的電動車復(fù)合制動系統(tǒng)，例如基于普通制動系統(tǒng)的電動車復(fù)合制動系統(tǒng)、基于電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)的電動車復(fù)合制動系統(tǒng),或任何基于電子控制來分配制動力的電動車復(fù)合制動系統(tǒng)。
[0041]圖1示出了用于基于防抱死制動系統(tǒng)(ABS)的電動車復(fù)合制動系統(tǒng)的示意圖，圖2為圖1所示復(fù)合制動系統(tǒng)中左前輪制動的詳細(xì)示意圖。
[0042]在圖1所示復(fù)合制動系統(tǒng)中，在駕駛員座位前部下方具有制動踏板1，制動信號檢測單元2響應(yīng)于制動踏板I被踏下的動作而產(chǎn)生制動信號，位于制動踏板I下面的是制動助力器3，當(dāng)制動踏板I被駕駛員踏下時(shí)，該制動肋力器3將制動踏板I產(chǎn)生的下壓力放大并作用到主缸4上，主缸4與制動壓力調(diào)節(jié)單元5相連，制動壓力調(diào)節(jié)單元5將來自主缸4的壓力分別分布到電動車的左前輪6、右前輪10、左后輪16、右后輪20各自的制動器即左前輪制動器7、右前輪制動器11、左后輪制動器17和右后輪制動器21上，各制動器7、11、17、21在壓力作用下對四個(gè)車輪6、10、16、20實(shí)施制動。制動壓力調(diào)節(jié)單元5在向各車輪制動器7、11、17、21傳遞壓力的同時(shí)也與該復(fù)合制動系統(tǒng)的電子控制單元26進(jìn)行通信，將分配給各個(gè)車輪的制動壓力實(shí)時(shí)地發(fā)送到電子控制單元26。該復(fù)合制動系統(tǒng)還設(shè)有與各個(gè)車輪
6、10、16、20相關(guān)聯(lián)的輪速傳感器，即左前輪速傳感器8、右前輪速傳感器12、左后輪速傳感器19、以及右后輪速傳感器23。這些輪速傳感器8、12、19、23實(shí)時(shí)感測各個(gè)車輪6、10、16、20的車輪速度，并將各個(gè)車輪速度的值實(shí)時(shí)傳遞到電子控制單元26，電子控制單元26根據(jù)各個(gè)車輪速度來計(jì)算各個(gè)車輪的滑動量，如果滑動量超過閾值，則控制制動壓力調(diào)節(jié)單元5來調(diào)節(jié)分配給各個(gè)車輪的制動壓力值，防止車輪在制動過程中被各個(gè)制動器7、11、17、21抱死。上述各部件構(gòu)成本發(fā)明電動車復(fù)合制動系統(tǒng)中的防抱死壓力子制動系統(tǒng)。
[0043]另外，為了增強(qiáng)電動車的制動效率，在該復(fù)合制動系統(tǒng)中，還提供了電機(jī)再生制動子系統(tǒng)。如圖1所示，分別為電動車的左前輪6、右前輪10、左后輪16、右后輪20設(shè)置了輪轂電機(jī)即左前輪轂電機(jī)9、右前輪轂電機(jī)13、左后輪轂電機(jī)18、右后輪轂電機(jī)22。四個(gè)輪轂電機(jī)一方面都與電機(jī)控制器24相連,通過電機(jī)控制器24來控制各輪轂電機(jī)操作，電機(jī)控制器24與電子控制單元26進(jìn)行通信，電子控制單元26接收制動信號檢測單元2的制動信號，在需要對電動車進(jìn)行電機(jī)制動時(shí)，電子控制單元26將制動信號檢測單元2發(fā)出的制動信號傳遞到電機(jī)控制器24，其控制這些輪轂電機(jī)9、13、18、22與電動車各車輪的輪軸即前軸和后軸相結(jié)合，以對四個(gè)車輪進(jìn)行電機(jī)制動。四個(gè)輪轂電機(jī)另一方面都通過變壓器15與蓄電池14相連，以將電機(jī)制動過程中產(chǎn)生的電能進(jìn)行回收，以備將來使用。以上構(gòu)成電機(jī)再生制動子系統(tǒng)。在本實(shí)施方式中，電機(jī)控制器24是單獨(dú)設(shè)置，可以理解，在其他實(shí)施方式中，電機(jī)控制器24可以集成在電子控制單元26中，電機(jī)控制器24可以利用軟件和/或硬件來實(shí)現(xiàn)。另外，制動助力器3可以是真空助力器、電子助力器等任何形式的制動助力器。制動信號檢測單元2可以是制動信號開關(guān)、制動信號傳感器等感測并傳遞制動信號的元件。
[0044]如前面的【背景技術(shù)】部分中已描述的，現(xiàn)有的混合動力車中已有使用電機(jī)再生制動的情況，但是，在現(xiàn)有的電機(jī)再生制動和壓力制動的混合應(yīng)用中，電機(jī)再生制動總是與常規(guī)壓力制動相干擾，甚至有非常不利的影響，尤其是在附著系數(shù)不斷變化的路面上行駛時(shí)，有可能發(fā)生這樣的情況，即，在發(fā)生抱死時(shí)，壓力制動系統(tǒng)的制動壓力已降低，但電機(jī)再生制動因其不可控性而仍有可能使車輪繼續(xù)被抱死。因此，現(xiàn)有的這種混合制動方式的車輛中，比較通常的做法是在常規(guī)壓力制動的同時(shí)停止電機(jī)再生制動，因此，電機(jī)制動產(chǎn)生的能量得不到回收，造成極大的能源浪費(fèi)。
[0045]為了解決這一問題，本發(fā)明提供一種控制裝置，用于對所述壓力制動子系統(tǒng)和電機(jī)再生制動子系統(tǒng)進(jìn)行控制，使電機(jī)再生制動不干涉壓力制動。該控制裝置包括對壓力制動子系統(tǒng)和電機(jī)再生制動子系統(tǒng)進(jìn)行控制的前述電子控制單元和對輪轂電機(jī)進(jìn)行控制的前述電機(jī)控制器，除此之外，該控制裝置還包括與電機(jī)再生制動子系統(tǒng)的輪轂電機(jī)回路相關(guān)聯(lián)的電阻調(diào)節(jié)器，電機(jī)控制器也對電阻調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。
[0046]具體就圖1所述的復(fù)合制動系統(tǒng)而言，與各輪轂電機(jī)9、13、18、22回路關(guān)聯(lián)而設(shè)有電阻調(diào)節(jié)器25，該電阻調(diào)節(jié)器25可以自身為可變電阻器，可選地，該電阻調(diào)節(jié)器25也可以設(shè)置為用于調(diào)節(jié)輪轂回路中可變電阻的電阻值的調(diào)節(jié)器。電子控制單元26在收到制動壓力調(diào)節(jié)單元5傳遞的用于各車輪的實(shí)時(shí)制動壓力值以及輪速傳感器9、13、19、23傳遞的實(shí)時(shí)輪速值后，基于后面將要描述的一系列的計(jì)算，來實(shí)時(shí)控制電機(jī)控制器24，以通過電阻調(diào)節(jié)器25對輪轂回路電阻的調(diào)節(jié)來改變輪轂電機(jī)制動力矩從而改變基于壓力制動和電機(jī)再生制動的復(fù)合制動系統(tǒng)的復(fù)合制動力矩，達(dá)到防止車輪抱死的效果，同時(shí)，保持電機(jī)制動過程中的電機(jī)制動力矩穩(wěn)定，以在整個(gè)電機(jī)制動過程中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電能回收。電阻調(diào)節(jié)器25可使用數(shù)字電阻器、數(shù)字電位器或模擬電阻器等任何可以實(shí)現(xiàn)電阻調(diào)節(jié)功能的裝置來實(shí)現(xiàn)，可以單獨(dú)設(shè)置，也可以與電機(jī)控制器24集成在電子控制單元26內(nèi)。
[0047]下面就本發(fā)明控制裝置對電動車復(fù)合制動系統(tǒng)中電機(jī)再生制動和壓力制動間相互作用進(jìn)行控制的過程進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0048]由于在正常制動中，每個(gè)制動輪是獨(dú)立的，并具有同樣的制動策略，因而下面僅以左前輪6為例來對本發(fā)明的控制裝置進(jìn)行描述，左前輪制動系統(tǒng)如圖2所示，其他三個(gè)輪的制動過程與此類似。
[0049]首先，為了得到理想的制動力分布和最佳的復(fù)合制動效果，需要進(jìn)行前后軸制動效率測試，先在前軸上測試，測試路面條件應(yīng)該是干燥平坦附著系數(shù)高的路面。驅(qū)動車輛至60Kph，然后開啟離合器施加平滑制動，主缸壓力需增到60巴，保持壓力水平一會，直到車輛停止。分析測試結(jié)果以得到前軸制動效率，然后使用同樣方法獲得后軸效率。
[0050]將前述測試方法中得到的最終制動效率輸入電子控制單元26中，基于所得到的制動效率，針對具體車輛設(shè)定一個(gè)制動`壓力閾值Ρ(!。在制動效率高時(shí)，該制動壓力閾值P。可設(shè)置得較低；當(dāng)制動效率低時(shí)，該制動壓力閾值Ptl可設(shè)置得較高。在進(jìn)行復(fù)合制動的過程中，當(dāng)制動壓力低于該閾值Po時(shí)，電機(jī)制動不會對ABS制動造成負(fù)面影響。
[0051]在圖2所示的左前輪制動系統(tǒng)中，當(dāng)駕駛員要制動時(shí)，首先壓下制動踏板，制動信號檢測單元2觸發(fā)，電子控制單元26接收制動信號并發(fā)送信號至電機(jī)控制器24，然后電機(jī)控制器24發(fā)送制動信號到左前輪轂電機(jī)9，且左前輪轂電機(jī)9必須進(jìn)入制動狀態(tài)。
[0052]同時(shí)，隨著駕駛員在踏板I上的制動力增加，制動助力器3放大該制動力并推動主缸4使壓力上升。制動流體流入制動壓力調(diào)節(jié)單元5，然后由制動壓力調(diào)節(jié)單元5分布所需的左前輪制動壓力到左前輪制動器7。
[0053]此時(shí)，左前輪輪速傳感器8監(jiān)測左前輪6的速度變化，電子控制單元26接收速度變化并計(jì)算左前輪6的實(shí)時(shí)滑動量。根據(jù)設(shè)定的滑動量閾值，電子控制單元26控制制動壓力調(diào)節(jié)單元5以改變左前輪制動器7的制動壓力，防止左前輪被抱死。
[0054]如果制動過程中車輪滑動量不超過ABS目標(biāo)閾值，制動壓力調(diào)節(jié)單元5不會干涉車輪制動壓力，則車輪制動壓力等于主缸壓力。且車輪制動壓力仍需發(fā)送到電子控制單元用于計(jì)算。[0055]電子控制單元26將基于左前輪制動器7的制動壓力值和左前輪6的速度值的計(jì)算結(jié)果發(fā)送到電機(jī)控制器24，通過電阻調(diào)節(jié)器25來控制輪轂電機(jī)回路中的電阻值，從而調(diào)節(jié)輪轂電機(jī)9的電機(jī)制動力矩。
[0056]圖3示出了本發(fā)明中制動力矩隨制動壓力而變化的關(guān)系曲線，圖3中，曲線A表明輪轂電機(jī)9的電機(jī)制動力矩T隨車輪制動壓力P改變的曲線；曲線B表示ABS壓力制動的壓力制動力矩T隨制動壓力P變化的曲線。曲線C表示電機(jī)制動力矩和壓力制動力矩相復(fù)合后的復(fù)合制動力矩T隨制動壓力P變化的曲線。圖中，P0是前述設(shè)定的每個(gè)車輛的制動壓力閾值；τ_是輪轂電機(jī)的最大電機(jī)制動力矩，Twheel是Ptl處的壓力制動力矩。
[0057]從圖3中可以清楚看出，當(dāng)制動壓力值超過P。時(shí)，即處于第一壓力階段時(shí)，壓力制動力矩不斷增加，而電機(jī)制動力矩保持在最大值Tmax不變，相應(yīng)地，復(fù)合制動力矩也不斷增加。保持Tmax值不變的非常有益的效果是，保持電機(jī)制動時(shí)有穩(wěn)定電壓輸出，從而通過蓄電池實(shí)現(xiàn)維持穩(wěn)定的電能回收。
[0058]反過來看，如果壓力制動系統(tǒng)發(fā)生抱死時(shí)，往往會降低制動壓力P，當(dāng)制動壓力P降至Ptl以下時(shí)，即處于第二壓力階段時(shí)，輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩會隨著制動壓力的下降而從Tmax呈線性降低，至制動壓力降低為O時(shí)，輪轂電機(jī)9的電機(jī)制動力矩也降低為0，復(fù)合制動力矩也降低為O。也就是說，在制動壓力閾值Ptl以下時(shí)，輪轂電機(jī)9不會阻礙ABS壓力制動的操作，而在制動壓力在閾值Ptl以上時(shí)，輪轂電機(jī)9具有穩(wěn)定的電機(jī)制動力矩!1.，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電能回收。
[0059]實(shí)際工作過程中，在電子控制單元26中設(shè)定壓力值P。作為制動壓力閾值，并且壓力值為Po時(shí)壓力制動力矩Twteel小于壓力值為Ptl時(shí)由輪轂電機(jī)產(chǎn)生的力矩Tmax。在制動壓力小于閾值Ptl的條件下，輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩T隨著車輪制動壓力線性變化T =
CXP(C>0, P<P0)，其中C為常數(shù)；于是車輪轂電機(jī)回路的電阻值R表示為Λ = K' J。且K1是
系數(shù)，P是制動壓力。如果車輪制動壓力大于閾值Po，輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩T不再變化，輪轂電機(jī)回路電阻R表示為R = K2Xn`,其中K2為系數(shù)，η為車輪速度。
[0060]對輪轂電機(jī)9的電機(jī)制動力矩的控制是通過與輪轂電機(jī)9回路相關(guān)聯(lián)的電阻調(diào)節(jié)器25來實(shí)現(xiàn)的，該電阻調(diào)節(jié)器25可以自身為可變電阻器，可選地，該電阻調(diào)節(jié)器25也可以設(shè)置為用于調(diào)節(jié)輪轂回路中可變電阻的電阻值的調(diào)節(jié)器。圖4示出了不同電阻下電機(jī)制動力矩隨輪速的變化曲線。圖4中，η為由輪速來表示的車輛速度，T為輪轂電機(jī)制動力矩。圖4中右側(cè)的斜線表示沒有設(shè)置本發(fā)明電阻調(diào)節(jié)器25時(shí)的正常電機(jī)特性曲線，圖4左側(cè)的兩條斜線表示輪轂電機(jī)回路的電阻分別為R1和R2時(shí)的電機(jī)特性曲線。例如，選取一個(gè)代表性的輪速值IV在該輪速值Iitl下正常電機(jī)的電機(jī)制動力矩為I；。在輪轂電機(jī)回路的電阻分別為R1和R2且R1U2的情況下，在輪速值為nQ時(shí)的電機(jī)制動力矩分別為T2和T1，且T2XT115即，在電阻變小的情況下電機(jī)制動力矩相反會增加。也就是說，可通過電機(jī)回路的電阻來調(diào)節(jié)電機(jī)9的電機(jī)制動力矩。
[0061]輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩可以由公式T = -KX (KXCeXn/R來表示，其中KX ΦηΧ06是與電機(jī)特性有關(guān)的常數(shù)，η是等于輪速的轉(zhuǎn)速。為得到不可變的電機(jī)制動力矩，必須實(shí)現(xiàn)n/R的恒定值。因此在計(jì)算每周期的輪速變化之后電機(jī)控制器24發(fā)送實(shí)時(shí)命令到電阻調(diào)節(jié)器25。電阻調(diào)節(jié)器25接收電機(jī)控制指令然后提供輪轂電機(jī)回路的確切電阻值，可以得到常數(shù)n/R。
[0062]上面描述了對左前輪制動的控制過程，對于圖1所示的四輪制動系統(tǒng)，分別在安裝復(fù)合制動系統(tǒng)后，測試前、后軸制動效率，使用實(shí)際軸制動效率用于ABS邏輯計(jì)算。電子控制單元26基于每個(gè)輪速信號來判斷制動條件，并發(fā)送壓力增加和減小命令到每個(gè)車輪制動器。電機(jī)控制器24接收電子控制單元26的控制信號并操作電阻調(diào)節(jié)器25來獲得所需輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩用于ABS制動。
[0063]在四輪制動的過程中，當(dāng)車輛在有不同附著系數(shù)的路上制動時(shí)，意味著在左右輪之間會有差異較大的附著系數(shù)，例如假定左側(cè)為高附著系數(shù)，右側(cè)為低附著系數(shù)時(shí)，本發(fā)明的制動系統(tǒng)能很好地工作。
[0064]如圖1所示，高附著系數(shù)路面上的左前輪6需要高制動力來達(dá)到ABS設(shè)定的滑動量閾值，因此左前輪制動器7的制動壓力會超過Pci且左前輪轂電機(jī)9的電機(jī)制動力矩保持穩(wěn)定的！1.。但是低附著系數(shù)路面上的右前輪10更容易用小制動壓力而產(chǎn)生滑動。因此，右前輪制動器11的制動壓力低于P。且右前輪的輪轂電機(jī)13的電機(jī)制動力矩小于Τ_。且右前輪的輪轂電機(jī)13的電機(jī)制動力矩將隨著右前輪制動器11的制動壓力而變化。
[0065]同樣，右后輪20非常容易在低附著系數(shù)路面上用低制動壓力來滑動。右后輪轂電機(jī)22的電機(jī)制動力矩隨著右后輪制動壓力而變化。同時(shí)，為保持制動過程中車輛的穩(wěn)定性，聞附著系數(shù)路上的左后輪16具有與右后輪20相冋的制動力，這意味著左后輪制動器17的制動壓力和右后輪制動器21的制動壓力值相同，而且左后輪轂電機(jī)18和右后輪轂電機(jī)22的電機(jī)制動力矩也相同。
[0066]采用本發(fā)明的用于電動車復(fù)合制動系統(tǒng)的控制裝置和控制方法，能在不同的路面上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)各個(gè)車輪的穩(wěn)定ABS壓力制動和電機(jī)再生制動，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)再生制動的穩(wěn)定的電能回收。
[0067]本實(shí)施方式中，僅以基于防抱死制動系統(tǒng)(ABS)的電動車復(fù)合制動系統(tǒng)為例來進(jìn)行詳細(xì)描述。但本發(fā)明并不旨在限制于此，可以理解，本發(fā)明也適用于基于其他制動系統(tǒng)的電動車復(fù)合制動系統(tǒng)，例如基于電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)的電動車復(fù)合制動系統(tǒng)，或任何其他基于電子控制來分配制動力的制動系統(tǒng)的電動車復(fù)合制動系統(tǒng)。
[0068]雖然本發(fā)明就優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但本發(fā)明并不限制于此。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不偏離后附權(quán)利要求所限定范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制裝置，所述控制裝置包括: 對該復(fù)合制動系統(tǒng)的壓力制動子系統(tǒng)和電機(jī)再生制動子系統(tǒng)進(jìn)行控制的電子控制單元; 與電機(jī)再生制動子系統(tǒng)的輪轂電機(jī)回路相關(guān)聯(lián)的電阻調(diào)節(jié)器；以及 對輪轂電機(jī)和電阻調(diào)節(jié)器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的電機(jī)控制器， 其中，該電子控制單元基于車輪速度和壓力制動子系統(tǒng)的制動壓力的變化來實(shí)時(shí)計(jì)算用于調(diào)節(jié)電機(jī)制動力矩的參數(shù)值并將調(diào)節(jié)指令傳送到電機(jī)控制器，以控制輪轂電機(jī)和電阻調(diào)節(jié)器，從而在制動壓力處于第一階段時(shí)保持穩(wěn)定的電機(jī)制動力矩以實(shí)現(xiàn)電能的穩(wěn)定回收，而在制動壓力處于第二階段時(shí)使電機(jī)制動力矩隨制動壓力線性變化，以免電機(jī)再生制動子系統(tǒng)對壓力制動子系統(tǒng)造成干擾。
2.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述壓力制動子系統(tǒng)包括制動踏板，響應(yīng)于制動踏板的動作而操作的制動信號檢測單元，將制動踏板的壓力放大并傳遞到主缸的制動助力器，主缸連接到用于相應(yīng)車輪制動的制動壓力調(diào)節(jié)單元，所述制動壓力調(diào)節(jié)單元將壓力分配到相應(yīng)車輪的制動器，其中制動信號檢測單元將制動信號發(fā)送到電子控制單元，電子控制單元與制動壓力調(diào)節(jié)單元相聯(lián)，以從制動壓力調(diào)節(jié)單元接收各車輪的實(shí)時(shí)制動壓力信號。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制裝置，其特征在于，基于電子控制單元計(jì)算的參數(shù)值，所述電機(jī)控制器通過調(diào)節(jié) 電阻調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)輪轂電機(jī)回路的電阻值，以使輪轂電機(jī)獲得所需的電機(jī)制動力矩。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述電機(jī)控制器為單獨(dú)的元件或與電子控制單元集成為一體。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述電機(jī)再生制動子系統(tǒng)包括與所述輪轂電機(jī)電連接的電能回收裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的控制裝置，其特征在于，所述電能回收裝置包括與輪轂電機(jī)電連接的變壓器和與變壓器電連接的蓄電池，所述變壓器將輪轂電機(jī)輸出的電壓升高并存儲于蓄電池。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述電阻調(diào)節(jié)器改變與所述輪轂電機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)的可調(diào)電阻阻值。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述復(fù)合制動系統(tǒng)包括與每個(gè)車輪相關(guān)聯(lián)的輪速傳感器，所述輪速傳感器與所述電子控制單元相聯(lián)，以將每個(gè)車輪的車輪速度實(shí)時(shí)地傳遞到電子控制單元。
9.如權(quán)利要求8所述的控制裝置，其特征在于，所述車輛為四輪制動車輛，在四個(gè)車輪行駛于具有不同路面條件的情況下，電子控制單元通過各個(gè)輪速傳感器檢測路面條件并基于車輪速度和制動壓力計(jì)算各個(gè)輪轂電機(jī)所需的電機(jī)制動力矩，使電機(jī)控制器通過電阻調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)用于每個(gè)車輪的輪轂電機(jī)回路的電阻值。
10.一種用于車輛的復(fù)合制動系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的控制裝置。
11.一種車輛，其包括如權(quán)利要求10所述的復(fù)合制動系統(tǒng)。
12.一種用于車輛復(fù)合制動系統(tǒng)的控制方法，所述復(fù)合制動系統(tǒng)包括具有對壓力制動子系統(tǒng)和電機(jī)再生制動子系統(tǒng)進(jìn)行控制的電子控制單元、與再生制動子系統(tǒng)中的輪轂電機(jī)回路相關(guān)聯(lián)的電阻調(diào)節(jié)器以及對輪轂電機(jī)和電阻調(diào)節(jié)器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的電機(jī)控制器的控制裝置，所述控制方法包括以下步驟: 測定該復(fù)合制動系統(tǒng)的制動效率； 根據(jù)所得到的制動效率來設(shè)定用于該復(fù)合制動系統(tǒng)的制動壓力閾值Po，并將該制動壓力閾值Ptl輸入該控制裝置的電子控制單元； 將車輪速度和制動壓力的值分別實(shí)時(shí)地傳送到電子控制單元； 電子控制單元將制動壓力與該壓力閾值Ptl進(jìn)行比較，并執(zhí)行以下動作: 當(dāng)制動壓力小于該壓力閾值Ptl時(shí)，通過電機(jī)控制器控制電阻調(diào)節(jié)器以使電機(jī)制動力矩隨著制動壓力線性變化； 當(dāng)制動壓力大于該壓力閾值Ptl時(shí)，通過電機(jī)控制器控制電阻調(diào)節(jié)器以使電機(jī)制動力矩保持恒定。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于， 所述使電機(jī)制動力矩隨著制動壓力線性變化的過程包括:在制動壓力小于閾值P0時(shí)，基于輪轂電機(jī)回路的電阻值R與車輪速度η和制動壓力P的關(guān)系
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在制動壓力值為Ptl時(shí)，壓力制動力矩Twhral小于輪轂電機(jī)的電機(jī)制動力矩Tmax。
15.如權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述測定該復(fù)合制動系統(tǒng)的制動效率的步驟是針對前、后軸進(jìn)行復(fù)合制動系統(tǒng)制動效率測定的過程，包括以下步驟:驅(qū)動車輛至一定速度，開啟離合器施加平滑制動，使主缸壓力增大，保持該主缸壓力一段時(shí)間直到車輛停止，分析測試結(jié)果以得到前后軸上的制動效率。
16.如權(quán)利要求12-15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括對電機(jī)再生制動子系統(tǒng)產(chǎn)生的電能進(jìn)行回收的步驟。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述電能的回收步驟在電機(jī)再生制動的整個(gè)過程中都持續(xù)進(jìn)行。
【文檔編號】B60T8/17GK103802679SQ201210453876
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】楊昆, 趙一鉑, 陸宇舟 申請人:博世汽車部件(蘇州)有限公司