CN101941423A - 具有能量回收的电动汽车制动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有能量回收的电动汽车制动控制方法，包括制动踏板机构、车辆控制器、电池、电机、传动系统和机械制动系统，制动踏板机构包括第一制动行程和第二制动行程，第一制动行程仅有电制动发生作用；第二制动行程是机械制动系统与电制动同时发生作用。本发明在车辆制动时最大限度回收制动的能量，同时保证车辆的制动安全。

Description

具有能量回收的电动汽车制动控制方法

[技术领域]

本发明涉及汽车制动控制方法，特别是一种具有制动能量回收能力的混合动力或电动汽车的制动控制方法。

[背景技术]

目前，由于节能减排的要求越来越严格，车辆节能减排标准也日益严格。为了降低车辆的能耗，开发了包括混合动力汽车、电动汽车在内的众多新型车辆系统。而这些车辆上都存在着具有可逆变化的能量存储装置和能够实现机械能、电能双向驱动功能的电动机及其控制器，这就为吸收车辆制动过程中损失的能量进行回收、再利用提供了可能性。目前包括混合动力汽车在内的电动汽车制动控制是在原有制动系统上通过对制动系统信号的采集作为控制参数，整车控制器再根据包括电池等其他部件的状态确定最佳的电制动功率，电机控制器控制驱动电机按照车辆控制器的功率或转矩要求实现负转矩输出，将机械能转换为电能，存储在电池等能量存储装置中，实现制动能量的回收。类似控制方法包括在驾驶员踩下制动踏板时，机械制动系统开始产生制动作用的同时，整车控制器采集制动系统中的管路的压力信号或制动踏板的位移信号，计算出最佳的电制动功率，指挥电机控制器控制驱动电机的负转矩大小，实现了部分能量的回收功能。但是显然该方法机械制动与电制动是同时作用在车辆上的，机械制动系统吸收了部分制动能量，而这部分制动能量最终是转换为热量损失掉了，影响了可回收的总制动能量。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种具有制动能量回收能力的混合动力或电动汽车的制动控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有能量回收的电动汽车制动控制方法，包括制动踏板机构、车辆控制器、电池、电机、传动系统和机械制动系统，制动踏板机构包括第一制动行程和第二制动行程，第一制动行程仅有电制动发生作用；第二制动行程是机械制动系统与电制动同时发生作用。

更加完善的是，制动踏板机构包括踏板、推杆和回位弹簧，踏板包括踏板信号输出装置，踏板的位移从自由状态位置S0开始，经过与推杆开始接触位置S1直到踏板最大转角位置Smax。

更加完善的是，第一制动行程对应踏板位移从S0到S1，踏板不触及推杆，因此机械制动不起作用，仅通过踏板信号输出装置输出信号启动电制动发生作用；第二制动行程对应踏板位移从S1到Smax，踏板触及并下压推杆，启动机械制动直到产生最大机械制动功率，同时踏板信号输出装置输出信号保持电制动起作用。

更加完善的是，车辆控制器分别与踏板信号输出装置、电机控制器和电池电连接，车辆控制器将接收到的踏板信号输出装置输出的信号结合电池等车辆其他部件状态信息计算出的最大制动功率乘以与S相关的一个系数，得到当前最佳制动功率或制动力传递给电机控制器，电机控制器驱动电机输出负转矩、车辆机械能即动能通过车轮、传动系统传递到电机，将动能转换成电能存储在电池中，上述过程贯穿于包括第一制动行程和第二制动行程的整个制动行程。

更加完善的是，踏板信号输出装置是连续信号输出的位置传感器

更加完善的是，踏板信号输出装置是制动开关。

本发明的有益效果是，在车辆制动时最大限度回收制动的能量，同时保证车辆的制动安全。简言之就是在传统制动系统中，将制动踏板在机械制动开始产生作用之前，设置一段合适的空行程，在该空行程范围开始使用电机进行制动，但是机械制动不产生作用，同时按照踏板位移，设置驱动电机的制动功率或制动转矩大小，在踏板位置达到机械制动系统开始产生作用前，就将电制动几乎最大的吸收功率发挥出来，在机械制动开始产生作用后，电制动继续发挥作用并保持最大的制动吸收功率，在具有制动防抱死系统的车辆中，在收到防抱死信号时，电机转矩按照防抱死系统指令断续输出制动转矩。

因为车辆经常使用到的制动工况，其制动力仅有最大制动力的30-40％，如果在通常的制动条件下，仅有电制动在起作用就能够回收到最多的制动能量，同时还可以大大提高机械制动系统零件的寿命。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例的连接示意图。

图1中，1-踏板，2-驱动轮，3-传动系统，4-位置传感器。

图2是制动踏板机构的结构示意图。

图2中，10-踏板，11-推杆，12-回位弹簧，13-位置传感器，14-制动总泵。

[具体实施方式]

如图1所示的具有能量回收的电动汽车制动控制方法，制动踏板机构包括踏板1和位置传感器4，制动总泵与四个驱动轮上的制动分泵连接，位置传感器4装在踏板机构的适当位置之处，位置传感器4将踏板位移时产生的输出信号连接到车辆控制器，车辆控制器分别连接电池和电机控制器，电机控制器驱动电机，电机通过传动系统3与驱动轮机械连接。

在图2所示的制动踏板机构中，包括踏板10、推杆11、回位弹簧12和制动总泵。其中踏板10的位移按如下标记设定：S0是起始位置，也是踏板自由状态位置，由回位弹簧12保证在踏板10不受力时能够回到该位置；S1的位置如图2中虚线所示，是踏板10开始接触推杆11，开始产生机械制动作用的位置；Smax位置如图2虚线所示，是踏板10的最大行程或转角位置，踏板10到达该位置时，电制动装置和机械制动装置都达到最大制动力或制动功率。在以踏板位移为标志的整个制动行程中，踏板位移从S0到S1为第一制动行程，从S1到Smax为第二制动行程。

在第一制动行程中，如图2所示，在踏板10从起始位置S0被踩下至S1位置前，踏板不触及11推杆，即机械制动系统不工作，如图1所示，此时仅有位置传感器13对外输出信号，传递给车辆控制器，车辆控制器接收到信号S后根据电池等车辆其他部件状态信息计算出的最大制动功率或制动力并传递给电机控制器，电机控制器驱动电机输出负转矩进行发电，由此车辆机械能即动能通过车轮2和传动系统3传递到电机，将动能转换成电能存储在电池中，在第一制动行程中，仅有电制动在起作用。

如图2所示，当踏板10被继续踩下，达到并超过S1位置时，标志着第二制动行程开始，踏板10触及并下压推杆11，推杆11推动制动总泵，机械制动系统开始起作用，如图1所示，同时位置传感器13继续输出当前位置信号S给车辆控制器，车辆控制器接收到信号S后同样根据电池等车辆其他部件状态信息计算出的最大制动功率或制动力并传递给电机控制器，电机控制器驱动电机输出负转矩进行发电，由此车辆机械能即动能通过车轮2和传动系统3传递到电机，将动能转换成电能存储在电池中。当踏板位移到达Smax时，踏板位移达到最大行程，也是第二制动行程的结束点(图2)。在第二制动行程中，机械制动与电制动同时工作，以保证车辆安全。

如上所述，在包括第一制动行程和第二制动行程在内的整个制动行程中，电制动至始至终在起作用，而仅仅在第二制动行程开始之时，机械制动系统开始工作，并在第二制动行程中和电制动同时作用于车辆制动。

在具有制动防抱死系统的车辆中，为保证车辆安全，车辆控制器在收到防抱死信号时，按照信号要求断续输出制动功率或制动力。

车辆在正常的行驶条件下，往往制动力只有最大制动力的30-40％，也就是说在本实施例中大多数情况下只有电制动在起作用，这样可以更多地回收制动能量，同时减少了机械制动系统的磨损。

在实施例2中，踏板装有一个制动开关，在踏板下踩发生位移时即发出信号给车辆控制器。本实施例其余结构与实施例1相同。车辆控制器接收信号即通过电机控制器启动电制动。

Claims (6)

1.一种具有能量回收的电动汽车制动控制方法，包括制动踏板机构、车辆控制器、电池、电机控制器、电机、传动系统和机械制动系统，其特征在于，所述的制动踏板机构包括第一制动行程和第二制动行程，所述的第一制动行程仅有电制动发生作用；所述的第二制动行程是机械制动系统与电制动同时发生作用。

2.如权利要求1所述的具有能量回收的电动汽车制动控制方法，其特征在于，所述的制动踏板机构包括踏板、推杆和回位弹簧，所述的踏板包括踏板信号输出装置，踏板的位移从自由状态位置S0开始，经过与推杆开始接触位置S1直到踏板最大转角位置Smax。

3.如权利要求1所述的具有能量回收的电动汽车制动控制方法，其特征在于，所述第一制动行程对应踏板位移从S0到S1，踏板不触及推杆，因此机械制动不起作用，仅通过踏板信号输出装置输出信号启动电制动发生作用；所述第二制动行程对应踏板位移从S1到Smax，踏板触及并下压推杆，启动机械制动系统直到产生最大机械制动功率，同时踏板信号输出装置输出信号保持电制动继续起作用。

4.如权利要求1所述的具有能量回收的电动汽车制动控制方法，其特征在于，所述的车辆控制器分别与踏板信号输出装置、电机控制器和电池电连接，车辆控制器将接收到的踏板信号输出装置输出的信号S后采集电池等车辆其他部件状态信息计算出的最大制动功率乘以与S相关的一个系数，得到当前最佳制动功率或制动力传递给电机控制器，电机控制器驱动电机输出负转矩，车辆机械能即动能通过车轮和传动系统传递到电机，将动能转换成电能存储在电池中，上述过程贯穿于包括第一制动行程和第二制动行程的整个制动行程。

5.如权利要求2所述的具有能量回收的电动汽车制动控制方法，其特征在于，所述的踏板信号输出装置是连续信号输出的位置传感器

6.如权利要求2所述的具有能量回收的电动汽车制动控制方法，其特征在于，所述的踏板信号输出装置是制动开关。

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