專利名稱：電、液聯(lián)合制動實驗車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電、液聯(lián)合制動的實驗車，即再生制動和液壓制動聯(lián)合制動的實驗車，尤其是一種兼具多種驅動模式和轉向模式的混合動力實驗車。
背景技術：
再生制動技術是目前電動汽車技術研究的熱點問題，合理穩(wěn)定的再生制動控制策略可以提高整車的經(jīng)濟性能，同時也滿足低碳、環(huán)保的要求。目前，現(xiàn)有的電動汽車試驗車往往只是單一的追求如何提高再生制動力，但再生制動技術本身受到電機控制技術和電池充放電技術的限制，其提供給電動汽車的制動力是有限的，由此可見現(xiàn)有電動汽車試驗車的制動的穩(wěn)定性和安全性無法得到充分保障。液壓制動系統(tǒng)應用在傳統(tǒng)燃油汽車上技術成熟，制動的穩(wěn)定性和安全性可靠，因此為開發(fā)一種能夠考慮電動汽車制動安全性和穩(wěn)定性的試驗車，有必要將液壓制動系統(tǒng)裝配在電動試驗車上，并在此基礎上研究再生制動和液壓制動的聯(lián)合制動技術。電動汽車作為一個新興項目其驅動模式種類繁多，單一的考慮某種特定的驅動模式而制定的制動控制策略是不具備普遍適用性的，因此制定的制動控制策略應能適用于不同驅動模式的電動汽車。此外，目前僅有考慮液壓制動系統(tǒng)和電動助力轉向系統(tǒng)的協(xié)調控制，而對再生制動系統(tǒng)和液壓制動系統(tǒng)聯(lián)合制動的電動汽車實現(xiàn)穩(wěn)定有效的電動助力轉向是技術空白。從傳統(tǒng)燃油車市場看，電動助力轉向系統(tǒng)應用在電動汽車上是必然的趨勢，因此再生制動與電動助力轉向系統(tǒng)的協(xié)調控制問題亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容
出于上述目的，需要開發(fā)一種具備多種驅動模式且裝配有電動助力轉向系統(tǒng)的再生制動和液壓制動聯(lián)合控制的實驗車，并在此基礎上研究能夠穩(wěn)定有效的實現(xiàn)相應功能的控制技術。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術方案電、液聯(lián)合制動實驗車，包括發(fā)動機1、半軸2、前輪轉向機構3、液壓制動器6、轉向軸減速器7、轉向盤9、制動主缸11、制動助力器13、制動踏板16、加速踏板開關17、加速踏板18、主減速器及差速器19、中央驅動電機20、變速器21、動力電池組22、DC/DC直流轉直流電源23、電池管理系統(tǒng)對、轉向助力電機四、變速箱30、離合器31 ；還設置了四個輪速傳感器4、前后共四個電動輪5、轉矩傳感器8、ABS控制器10、 壓力傳感器12、制動踏板開關14、踏板角度傳感器15、電機控制器25、整車控制器26、電動助力轉向控制器27、電流傳感器觀；從前軸來看，發(fā)動機1、離合器31、變速箱30、主減速器及差速器19、半軸2、液壓制動器6、電動輪5順次機械連接；前軸兩個電動輪5與前輪轉向機構3機械連接；前輪轉向機構3、轉向軸減速器7、轉向助力電機四順次機械連接；從后軸來看，中央驅動電機20、變速器21、主減速器及差速器19、半軸2、液壓制動器6、電動輪5 順次機械連接；制動主缸11、制動助力器13、制動踏板16順次機械連接；制動踏板16觸發(fā)制動踏板開關14產(chǎn)生制動觸發(fā)信號，該信號傳遞至整車控制器26 ；根據(jù)制動觸發(fā)信號，踏板角度傳感器15采集制動踏板16的角度信號并傳遞至整車控制器沈，壓力傳感器12采集制動主缸11的壓力信號并傳遞至整車控制器沈，輪速傳感器 4采集輪速信號傳遞至整車控制器沈和ABS控制器10 ；整車控制器沈通過ABS控制器10 控制液壓制動器6對電動輪5進行液壓制動，同時ABS控制器10向整車控制器沈反饋其工作狀態(tài)信息；整車控制器26通過電機控制器25對電動輪5進行再生制動，同時電機控制器25向整車控制器沈反饋其工作狀態(tài)信息；整車控制器沈通過電機控制器25控制中央驅動電機20對電動輪5進行再生制動，同時電機控制器25向整車控制器沈反饋其工作狀態(tài)信息；整車控制器沈依據(jù)上述傳感器采集到的信息，針對不同情況對三種制動方式進行組合，實現(xiàn)不同的制動方案；轉矩傳感器8采集轉向盤9中心轉矩信號傳遞至整車控制器沈和電動助力轉向控制器27，整車控制器沈根據(jù)上述采集到的信號控制電動助力轉向控制器27，電動助力轉向控制器27根據(jù)整車控制器沈的控制指令和電流傳感器洲采集的轉向助力電機四的工作電流信號控制轉向助力電機四，從而實現(xiàn)轉向助力功能；整車控制器沈控制電機控制器25，電機控制器25控制電池管理系統(tǒng)M，驅動狀態(tài)下，動力電池組22通過電池管理系統(tǒng)M向中央驅動電機20和電動輪5供電；制動狀態(tài)下，電動輪5和中央驅動電機20在電機控制器25的控制下將再生制動能量通過電池管理系統(tǒng)M向動力電池組22充電；DC/DC直流轉直流電源03)與動力電池組02)為各控制器和傳感器提供工作電源。電、液聯(lián)合制動實驗車根據(jù)制動時刻輪速傳感器4、踏板角度傳感器15和壓力傳感器12采集到的信號，整車控制器沈分配相應的制動方案，具體如下1)、當處于高速制動或者緊急制動時，整車控制器沈通過ABS控制器10控制液壓制動器6對四個電動輪5進行常規(guī)液壓制動，實現(xiàn)常規(guī)制動模式下前、后軸純液壓制動；2)、當處于非高速制動且非緊急制動時，整車控制器沈依據(jù)壓力傳感器12發(fā)送的信號計算出前后軸所需要的制動力，并將其劃分為高、中、低三個檔位區(qū)間，2. 1)、在低檔區(qū)間內(nèi)，整車控制器沈通過電機控制器25控制四個電動輪5實現(xiàn)再生制動；2. 2)、在中檔區(qū)間內(nèi)，整車控制器沈通過電機控制器25控制前軸兩個電動輪5，整車控制器沈通過電機控制器25和中央驅動電機20同時控制后軸兩個電動輪5，實現(xiàn)再生制動；2. 3)、在高檔區(qū)間內(nèi)，前軸兩個電動輪5由電機控制器25和液壓制動器6共同進行制動，而后軸電動輪則由電機控制器25、中央驅動電機20、液壓制動器6共同進行制動， 實現(xiàn)電、液聯(lián)合制動。電、液聯(lián)合制動實驗車設置了動力電池組22、中央驅動電機20和發(fā)動機1三種動力源，整車控制器沈控制發(fā)動機向前軸電動輪5提供動力，整車控制器沈通過電機控制器 25控制中央驅動電機為后軸電動輪5提供動力，整車控制器沈控制電機控制器25，動力電池組22在電機控制器25控制下，通過電源管理系統(tǒng)M為前、后軸電動輪5提供動力源；通過動力源的不同的組合，實驗車可以實現(xiàn)多種驅動模式。制動踏板開關14在制動踏板16觸發(fā)下產(chǎn)生制動觸發(fā)信號；輪速傳感器4根據(jù)制
I {V Jd) =
動觸發(fā)信號采集輪速信號；轉矩傳感器8根據(jù)制動觸發(fā)信號采集轉向盤9中心轉矩信號； 整車控制器沈根據(jù)上述信號，通過對ABS控制器10和電動助力轉向控制器27的不同控制組合，實現(xiàn)彎道制動狀況下的不同轉向模式，具體如下1)、當彎道制動初速度小于標定值A時，整車控制器沈控制ABS控制器10停止工作，并控制電動助力轉向控制器27進行常規(guī)轉向控制，實現(xiàn)彎道制動模式下的電動助力轉向；2)、當彎道制動初速度大于標定值B時，整車控制器沈控制ABS控制器10工作， 并控制電動助力轉向控制器27停止工作，實現(xiàn)彎道制動模式下的無助力轉向；3)、當彎道制動初速度值介于標定值A和標定值B之間時，整車控制器沈同步控制ABS控制器10和電動助力轉向控制器27工作；ABS控制器10保持常規(guī)控制策略不變， 電動助力轉向控制器27根據(jù)電流傳感器28的電流信號以及整車控制器的控制指令，按照其內(nèi)部預先設置的彎道制動助力特性曲線對轉向助力電機四輸入工作電流，實現(xiàn)彎道制動工況下ABS與電動助力轉向的協(xié)調控制。電、液聯(lián)合制動實驗車彎道制動助力特性曲線如下
權利要求
1.電、液聯(lián)合制動實驗車，包括發(fā)動機(1)、半軸O)、前輪轉向機構(3)、液壓制動器 (6)、轉向軸減速器(7)、轉向盤(9)、制動主缸(11)、制動助力器(13)、制動踏板(16)、加速踏板開關(17)、加速踏板(18)、主減速器及差速器(19)、中央驅動電機(20)、變速器(21)、 動力電池組02)、DC/DC直流轉直流電源(23)、電池管理系統(tǒng)(M)、轉向助力電機( )、變速箱(30)、離合器(31)；其特征在于還設置了四個輪速傳感器G)、前后共四個電動輪(5)、轉矩傳感器(8)、 ABS控制器(10)、壓力傳感器(12)、制動踏板開關(14)、踏板角度傳感器(15)、電機控制器(25)、整車控制器06)、電動助力轉向控制器(27)、電流傳感器08)；從前軸來看，發(fā)動機 (1)、離合器(31)、變速箱(30)、主減速器及差速器(19)、半軸(2)、液壓制動器(6)、電動輪 (5)順次機械連接；前軸兩個電動輪(5)與前輪轉向機構( 機械連接；前輪轉向機構(3)、 轉向軸減速器(7)、轉向助力電機09)順次機械連接；從后軸來看，中央驅動電機(20)、變速器(21)、主減速器及差速器(19)、半軸O)、液壓制動器(6)、電動輪( 順次機械連接； 制動主缸(11)、制動助力器(13)、制動踏板(16)順次機械連接；制動踏板(16)觸發(fā)制動踏板開關(14)產(chǎn)生制動觸發(fā)信號，該信號傳遞至整車控制器(26)；根據(jù)制動觸發(fā)信號，踏板角度傳感器(1 采集制動踏板(16)的角度信號并傳遞至整車控制器( )，壓力傳感器(1 采集制動主缸(11)的壓力信號并傳遞至整車控制器 ( )，輪速傳感器(4)采集輪速信號傳遞至整車控制器06)和ABS控制器(10)；整車控制器06)通過ABS控制器(10)控制液壓制動器(6)對電動輪( 進行液壓制動，同時ABS控制器(10)向整車控制器06)反饋其工作狀態(tài)信息；整車控制器06)通過電機控制器05) 對電動輪( 進行再生制動，同時電機控制器0 向整車控制器06)反饋其工作狀態(tài)信息；整車控制器06)通過電機控制器05)控制中央驅動電機OO)對電動輪(5)進行再生制動，同時電機控制器05)向整車控制器06)反饋其工作狀態(tài)信息；整車控制器06)依據(jù)上述傳感器采集到的信息，針對不同情況對三種制動方式進行組合，實現(xiàn)不同的制動方案；轉矩傳感器(8)采集轉向盤(9)中心轉矩信號并傳遞至整車控制器06)和電動助力轉向控制器(27)，整車控制器06)根據(jù)上述采集到的信號控制電動助力轉向控制器(27)， 電動助力轉向控制器(XT)根據(jù)整車控制器06)的控制指令和電流傳感器08)采集的轉向助力電機09)的工作電流信號控制轉向助力電機( )，從而實現(xiàn)轉向助力功能；整車控制器06)控制電機控制器(25)，電機控制器0 控制電池管理系統(tǒng)(M)，驅動狀態(tài)下，動力電池組02)通過電池管理系統(tǒng)04)向中央驅動電機00)和電動輪(5)供電；制動狀態(tài)下，電動輪( 和中央驅動電機00)在電機控制器0 的控制下將再生制動能量通過電池管理系統(tǒng)04)向動力電池組02)充電；DC/DC直流轉直流電源03)與動力電池組02)為各控制器和傳感器提供工作電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的電、液聯(lián)合制動實驗車，其特征在于根據(jù)制動時刻輪速傳感器G)、踏板角度傳感器(1 和壓力傳感器(1 采集到的信號，整車控制器06)分配相應的制動方案，具體如下1)、當處于高速制動或者緊急制動時，整車控制器06)通過ABS控制器(10)控制液壓制動器(6)對四個電動輪( 進行常規(guī)液壓制動，實現(xiàn)常規(guī)制動模式下前、后軸純液壓制動；2)、當處于非高速制動且非緊急制動時，整車控制器06)依據(jù)壓力傳感器(1 發(fā)送的信號計算出前后軸所需要的制動力，并將其劃分為高、中、低三個檔位區(qū)間，2. 1)、在低檔區(qū)間內(nèi)，整車控制器06)通過電機控制器0 控制四個電動輪( 實現(xiàn)再生制動；2. 2)、在中檔區(qū)間內(nèi)，整車控制器06)通過電機控制器0 控制前軸兩個電動輪(5)， 整車控制器06)通過電機控制器0 和中央驅動電機00)同時控制后軸兩個電動輪 (5)，實現(xiàn)再生制動；2.3)、在高檔區(qū)間內(nèi)，前軸兩個電動輪(5)由電機控制器0 和液壓制動器(6)共同進行制動，而后軸電動輪則由電機控制器(25)、中央驅動電機(20)、液壓制動器(6)共同進行制動，實現(xiàn)電、液聯(lián)合制動。
3.根據(jù)權利要求1所述的電、液聯(lián)合制動實驗車，其特征在于該實驗車設置了動力電池組(22)、中央驅動電機00)和發(fā)動機(1)三種動力源，整車控制器06)控制發(fā)動機向前軸電動輪( 提供動力，整車控制器06)通過電機控制器0 控制中央驅動電機為后軸電動輪(5)提供動力，整車控制器06)控制電機控制器(25)，動力電池組02)在電機控制器0 控制下，通過電源管理系統(tǒng)04)為前、后軸電動輪( 提供動力源；通過動力源的不同的組合，實驗車可以實現(xiàn)多種驅動模式。
4.根據(jù)權利要求1所述的電、液聯(lián)合制動實驗車，其特征在于制動踏板開關(14)在制動踏板(16)觸發(fā)下產(chǎn)生制動觸發(fā)信號；輪速傳感器(4)根據(jù)制動觸發(fā)信號采集輪速信號；轉矩傳感器(8)根據(jù)制動觸發(fā)信號采集轉向盤(9)中心轉矩信號；電流傳感器08)采集轉向助力電機09)的工作電流信號；整車控制器06)根據(jù)上述信號，通過對ABS控制器 (10)和電動助力轉向控制器(XT)的不同控制組合，實現(xiàn)彎道制動狀況下的不同轉向模式， 具體如下1)、當彎道制動初速度小于標定值A時，整車控制器06)控制ABS控制器(10)停止工作，并控制電動助力轉向控制器以T)進行常規(guī)轉向控制，實現(xiàn)彎道制動模式下的電動助力轉向；2)、當彎道制動初速度大于標定值B時，整車控制器06)控制ABS控制器(10)工作， 并控制電動助力轉向控制器m停止工作，實現(xiàn)彎道制動模式下的無助力轉向；3)、當彎道制動初速度值介于標定值A和標定值B之間時，整車控制器06)同步控制 ABS控制器(10)和電動助力轉向控制器(XT)工作；ABS控制器(10)保持常規(guī)控制策略不變，電動助力轉向控制器(XT)根據(jù)電流傳感器08)的電流信號以及整車控制器的控制指令，按照其內(nèi)部預先設置的彎道制動助力特性曲線對轉向助力電機09)輸入工作電流，實現(xiàn)彎道制動工況下ABS與電動助力轉向的協(xié)調控制。
5.根據(jù)權利要求4所述的電、液聯(lián)合制動實驗車，其特征在于彎道制動助力特性曲線如下
6.根據(jù)權利要求1所述的電、液聯(lián)合制動實驗車，其特征在于鎖止或解鎖前、后軸的主減速器及差速器(19)，同時通過電機控制器0 控制電動輪(5)的轉速，實現(xiàn)不同的轉向模式。
全文摘要
電、液聯(lián)合制動綜合實驗車屬于汽車動力性能測試領域，涉及一種兼具有模擬多種驅動模式、助力轉向協(xié)調控制以及能量回收的綜合試驗裝置。本發(fā)明主要包括電動輪(5)、液壓制動器(6)、轉向助力電機(29)、整車控制器(26)；電機控制器(25)控制電動輪(5)，ABS控制器(10)控制液壓制動器(6)，電動助力轉向控制器(27)控制轉向助力電機(29)；電機控制器(25)、ABS控制器(10)、電動助力轉向控制器(27)均由整車控制器(26)總體控制；發(fā)動機(1)和中央驅動電機(20)均由整車控制器(26)總體控制。本裝置具有多種現(xiàn)代汽車技術，為汽車的深入的開發(fā)提供試驗平臺。
文檔編號B60T8/17GK102269658SQ201110112040
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權日2011年4月29日
發(fā)明者馮能蓮, 周大森, 唐艷榮, 賓洋, 彭劍坤, 雍加望 申請人:北京工業(yè)大學