專利名稱：基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車回饋制動控制方法，特別是關(guān)于一種適用于純電動汽車或混合動力電動汽車的基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法。
背景技術(shù)：
由于能源問題和環(huán)境污染問題的不斷加劇，因此研究并應(yīng)用電動汽車具有很重要的意義。制動能量回收技術(shù)作為電動汽車節(jié)能減排、降低能耗的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，目前被國、內(nèi)外各大電動汽車制造廠商廣泛采用，其工作過程為在汽車制動過程中，將驅(qū)動電機(jī)的電壓反接，使其工作在發(fā)電狀態(tài)，利用驅(qū)動電機(jī)的回饋制動力對車輛進(jìn)行制動，制動過程中回饋的能量將以電能的形式儲存到電池中，從而能夠回收汽車在制動過程中的部分動能，極大提高了電動汽車的能量經(jīng)濟(jì)性。 目前國內(nèi)、外純電動汽車或混合動力電動汽車回饋控制方法(制動能量回收控制方法)主要為僅依據(jù)加速踏板或者僅依據(jù)制動踏板進(jìn)行回饋控制，幾乎沒有對加速踏板回饋階段、制動踏板回饋階段及二者切換的過渡過程進(jìn)行綜合控制實(shí)現(xiàn)制動能量回收?，F(xiàn)有技術(shù)在加速踏板回饋階段，多是僅以車速為自變量進(jìn)行電機(jī)回饋制動力的計(jì)算，未綜合判斷駕駛員的制動意圖，控制邏輯較為簡單；在制動踏板回饋階段，大多未對液壓制動力進(jìn)行調(diào)節(jié)，而是將電機(jī)制動力直接疊加在液壓制動力之上，在此過程中施加的電機(jī)制動力很小，不僅使得能量回收效率較低，而且導(dǎo)致汽車的總制動力過大，與駕駛員的制動需求不符，造成制動舒適性、駕駛感覺變差，甚至在極端情況下車輪更容易出現(xiàn)抱死，影響制動安全。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠保證整車總制動力與駕駛員制動需求一致，且保證了整車制動平順性及制動安全性，實(shí)現(xiàn)能量回收效率的最大化，同時減少液壓制動系統(tǒng)工作強(qiáng)度的基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，包括以下步驟1)設(shè)置一包括有整車控制器、輪速傳感器、力口速踏板位移傳感器、壓力調(diào)節(jié)器、主缸壓力傳感器、前輪輪缸壓力傳感器和制動踏板開關(guān)的電驅(qū)動汽車回饋制動控制系統(tǒng)；2)整車控制器根據(jù)汽車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，判斷駕駛員的制動意圖，將制動回饋控制劃分為三個階段，即基于加速踏板的回饋控制階段、基于制動踏板的回饋控制階段和從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋切換過程控制階段；3)電驅(qū)動汽車回饋制動控制系統(tǒng)分別對上述三個回饋控制階段的電機(jī)回饋制動力進(jìn)行計(jì)算，使整車總制動力與駕駛員制動需求一致，具體控制過程為①當(dāng)進(jìn)入基于加速踏板的回饋控制階段后，整車控制器綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)采集的實(shí)時車速V、加速踏板位置S和位置信號變化率dS/dt計(jì)算當(dāng)前應(yīng)施加的電機(jī)回饋制動力Tbl = f (V，S，dS/dt)，并將Tbl通過車載CAN總線發(fā)送到電機(jī)控制器當(dāng)從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋的切換過程控制階段后，整車控制器綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)實(shí)時采集的車速計(jì)算當(dāng)前應(yīng)施加的電機(jī)回饋制動力Tb2 = f (v),并將Tb2通過車載CAN總線發(fā)送到電機(jī)控制器；(1)當(dāng)進(jìn)入基于制動踏板的回饋控制階段后，整車控制器綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算驅(qū)動電機(jī)當(dāng)前所能提供的最大回饋力值T0，并監(jiān)測主缸壓力值Pl和前輪輪缸壓力值P2，整車控制器根據(jù)主缸壓力值Pl和前輪輪缸壓力值P2計(jì)算基于駕駛員制動意圖的電機(jī)回饋制動力Tl，且在此階段，整車控制器仍然保持Tb2的計(jì)算，此時Tl+Tb2為當(dāng)前期望施加的總電機(jī)回饋制動力，整車控制器比較TO和Tl+Tb2的大小后，將當(dāng) 前應(yīng)施加的電機(jī)回饋制動力Tb3 =min (I TO I，I Tl+Tb2 |)通過車載CAN總線發(fā)送到電機(jī)控制器。所述步驟3)中的步驟①和步驟②，整車控制器綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)即車速、驅(qū)動電機(jī)和動力電池，根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)及時調(diào)整電機(jī)回饋制動力的大小，使整車總制動力與駕駛員制動需求一致，具體調(diào)整過程為a)當(dāng)車速高于某一設(shè)定的較高值時，整車控制器將令電機(jī)回饋制動力Tbl或Tb2等于某一設(shè)定的轉(zhuǎn)值Tg ；b)當(dāng)車速低于某一設(shè)定的較低值時，整車控制器將令電機(jī)回饋制動力Tbl或Tb2等于0，恢復(fù)液壓制動；c)當(dāng)驅(qū)動電機(jī)外殼溫度高于一定閾值，或動力電池高于一定閾值，或動力電池溫度高于一定閾值，或動力電池溫度低于一定閾值，此時電機(jī)回饋制動力Tbl或Tb2等于0，恢復(fù)液壓制動。所述步驟3)中③基于制動踏板的回饋控制階段對電機(jī)回饋制動力進(jìn)行控制時，電機(jī)控制器將驅(qū)動電機(jī)當(dāng)前實(shí)際回饋力值T2通過車載CAN總線發(fā)送給整車控制器，整車控制器對電機(jī)回饋制動力Tb3和T2的大小進(jìn)行比較，令T3 = Tb3-T2，當(dāng)T3等于零時，整車控制器向壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出前輪保壓指令，控制兩前輪輪缸中的制動壓力保持；當(dāng)T3大于零時，整車控制器向壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出前輪增壓指令，控制兩前輪輪缸的壓力增加；當(dāng)T3小于零時，整車控制器向壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出前輪減壓指令，控制兩前輪輪缸壓力減小。所述步驟3)中的步驟③，整車控制器綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)及時調(diào)整電機(jī)回饋制動力的大小，使整車總制動力與駕駛員制動需求一致，具體調(diào)整過程為當(dāng)車速降低到某一設(shè)定較低值時，整車控制器發(fā)送信號使電機(jī)控制器退出回饋制動模式，同時對壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出復(fù)位信號，壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)所有電磁閥和回油電機(jī)復(fù)位，恢復(fù)液壓制動。所述步驟2)將制動回饋控制劃分為三個階段的具體劃分過程為①在汽車行駛過程中，整車控制器通過實(shí)時監(jiān)測車輪的輪速，并計(jì)算各車輪的滑移率判斷車輪的行駛狀態(tài)如果所有車輪處于正常行駛狀態(tài)，整車控制器通過位移傳感器采集加速踏板的位置信號S，并計(jì)算加速踏板位移變化率dS/dt ;③整車控制器對位置信號S和位移變化率dS/dt的大小分別進(jìn)行判斷，并根據(jù)S和dS/dt的判斷結(jié)果確定電機(jī)回饋制動是處于哪種回饋控制階段，具體判定過程如下a)當(dāng)0 < S < SI且dS/dt ( 0，同時整車控制器采集制動踏板開關(guān)信號，整車控制器對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果未檢測到制動踏板信號，此時則認(rèn)為電機(jī)回饋制動是處于基于加速踏板回饋階段；b)當(dāng)不滿足0 < S < SI或dS/dt ( 0，此時整車控制器判斷S = O是否成立；如果S幸0，則認(rèn)為汽車處于驅(qū)動狀態(tài)；如果S = 0，整車控制器對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果未檢測到制動踏板信號，則認(rèn)為此時電機(jī)回饋制動是處于從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋的切換過程控制階段；如果S = 0，整車控制器對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果檢測到制動踏板信號，此時主缸壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測制動主缸壓力值P1，并將制動主缸壓力值Pl反饋到整車控制器中，整車控制器中根據(jù)其內(nèi)預(yù)設(shè)的閾值P與制動主缸壓力值Pl進(jìn)行比較，如果Pl < P，則認(rèn)為電機(jī)回饋制動是處于從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋切換過程控制階段；如果Pl ^ P，則認(rèn)為電機(jī)回饋制動處于基于制動踏板的回饋控制階段。所述步驟①判斷車輪的行駛狀態(tài)的具體過程為輪速傳感器實(shí)時采集各車輪的輪速信號并將其發(fā)送到整車控制器，整車控制器實(shí)時監(jiān)測車輪的輪速，并計(jì)算各車輪的滑移率，如果其中有一個車輪的滑移率超出設(shè)定的正?；坡书撝担J(rèn)為此時有車輪抱死，整車控制器進(jìn)入純液壓ABS控制模式，控制壓力調(diào)節(jié)器的相關(guān)電磁閥及油泵工作，使車輪擺脫抱死；如果監(jiān)測到四個車輪的滑移率都在正?；坡史秶鷥?nèi)，則認(rèn)為所有車輪處于正常行駛狀態(tài)。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于通過整車控制器對加速踏板的位置信號，加速踏板位移變化率、制動踏板信號、主缸壓力信號和輪缸壓力信號進(jìn)行采集、計(jì)算和判斷，將制動回饋控制劃分為三個階段，即在收加速踏板、踩制動踏板以及二者切換的過渡過程中均進(jìn)行制動能量回饋的控制，因此可以實(shí)現(xiàn)能量回收效率的最大化，大幅改善整車能量經(jīng)濟(jì)性。2、本發(fā)明并不是將電機(jī)制動力直接疊加在液壓制動力之上，而是在三個不同的控制階段通過整車控制器綜合考慮整車的行駛狀態(tài)，判斷駕駛員的制動意圖，對電機(jī)回饋制動力進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，使電機(jī)回饋制動力變化平穩(wěn)，始終保持整車總制動力與駕駛員制動需求一致，保證了整車制動平順性及制動安全性；3、本發(fā)明在當(dāng)從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋的切換過程控制階段時，即在車輛滑行過程中，利用電機(jī)回饋制動力模擬傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛的發(fā)動機(jī)制動力，保證了與傳統(tǒng)車輛一致的良好駕駛感覺，提高了駕駛的舒適性。4、本發(fā)明由于采用電機(jī)回饋制動力對車輛進(jìn)行制動，因此大大減少了液壓制動系統(tǒng)的工作強(qiáng)度，提高了液壓制動系統(tǒng)的壽命。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于純電動汽車或混合動力電動汽車等電驅(qū)動汽車回饋制動控制中。


圖I是本發(fā)明的電驅(qū)動汽車回饋制動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)意圖，圖中“---”為
電信號，“，■ ~…一”為電能信號，“"-為液壓信號；圖2是本發(fā)明的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖I所示，本發(fā)明的電驅(qū)動汽車回饋制動控制系統(tǒng)包括一整車控制器(V⑶)1 ;四個分別設(shè)置在各車輪上的輪速傳感器(圖中未示出)；一設(shè)置在加速踏板2上的位移傳感器；一設(shè)置在制動主缸與制動輪缸之間的壓力調(diào)節(jié)器3 ;—設(shè)置在制動主缸4出口處的主缸壓力傳感器5 ;—設(shè)置在前輪輪缸進(jìn)口處的前輪輪缸壓力傳感器,前輪輪缸壓力傳感器包括分別設(shè)置在左前輪輪缸6、右前輪輪缸7進(jìn)口處的左前輪輪缸壓力傳感器8和右前輪輪缸壓力傳感器9 ;一設(shè)置在制動踏板10上的制動踏板開關(guān)。
如圖I、圖2所示，基于上述電驅(qū)動汽車回饋制動控制系統(tǒng)，整車控制器I根據(jù)當(dāng)前汽車的運(yùn)行狀態(tài)，判斷駕駛員的制動意圖，將制動回饋控制劃分為三個階段基于加速踏板的回饋控制階段、基于制動踏板的回饋控制階段和從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋的切換過程控制階段，上述三個回饋控制階段的具體劃分過程如下
I、在汽車行駛過程中，整車控制器I通過實(shí)時監(jiān)測車輪的輪速，并計(jì)算各車輪的滑移率判斷車輪的行駛狀態(tài)，具體過程為 四個輪速傳感器實(shí)時采集各車輪的輪速信號并將其發(fā)送到整車控制器1，整車控制器I實(shí)時監(jiān)測車輪的輪速，并計(jì)算各車輪的滑移率，如果其中有一個車輪的滑移率超出設(shè)定的正常滑移率閾值，表明此時有車輪抱死，則ABS控制模塊使能，迅速撤出電機(jī)回饋制動，整車控制器I進(jìn)入純液壓ABS控制模式，控制壓力調(diào)節(jié)器3的相關(guān)電磁閥及油泵工作，使車輪擺脫抱死；如果監(jiān)測到四個車輪的滑移率都在正常滑移率范圍內(nèi)，則表明所有車輪處于正常行駛狀態(tài)。2、如果所有車輪處于正常行駛狀態(tài)，整車控制器I通過位移傳感器采集加速踏板2的位置信號S，并計(jì)算加速踏板位移變化率dS/dt。3、整車控制器I對位置信號S和位移變化率dS/dt的大小分別進(jìn)行判斷，并根據(jù)S和dS/dt的判斷結(jié)果確定電機(jī)回饋制動是處于哪種回饋控制階段，確定判定過程如下I)當(dāng)O < S < SI且dS/dt ( O,同時整車控制器I采集制動踏板開關(guān)信號，整車控制器I對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果未檢測到制動踏板信號，則表明制動踏板10處于未踩下狀態(tài)，此時則認(rèn)為電機(jī)回饋制動是處于基于加速踏板回饋控制階段；2)當(dāng)不滿足O < S < SI或dS/dt ( O,此時整車控制器I判斷S = O是否成立，如果S Φ 0，則認(rèn)為汽車處于驅(qū)動狀態(tài)；①如果S = 0，整車控制器I對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果未檢測到制動踏板信號，則表明制動踏板10處于未踩下狀態(tài)，則認(rèn)為此時電機(jī)回饋制動是處于從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋的切換過程控制階段；②如果S = 0，整車控制器I對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果檢測到制動踏板信號，則表明制動踏板10處于踩踏狀態(tài)，此時主缸壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測制動主缸壓力值Pl，并將制動主缸壓力值Pl反饋到整車控制器I中，整車控制器I根據(jù)其內(nèi)預(yù)設(shè)的閾值P與制動主缸壓力值Pi進(jìn)行比較，如果Pi < P，此時則認(rèn)為電機(jī)回饋制動是從基于加速踏板回饋到基于制動回饋切換過程控制階段；如果Pi ^ P，此時則認(rèn)為電機(jī)回饋制動處于基于制動踏板的回饋控制階段。上述實(shí)施例中，本發(fā)明設(shè)定踩踏加速踏板的初始位移為0，加速踏板坐定位移為100%，設(shè)定值SI滿足O < SI < 100%，SI可以取10 %或者其它值，SI主要是在試車試驗(yàn)中兼顧駕駛員舒適性和能量回收效率通過多次試驗(yàn)得出。上述各實(shí)施例中，本發(fā)明定義加速踏板位移變化率dS/dt ( O為收起加速踏板2，dS/dt ( O為踩下加速踏板2，dS/dt = O表明加速踏板位移的變化率為零，即加速踏板開度穩(wěn)定，有以下兩種情況①S = O時，dS/dt = O ;②當(dāng)S古O,而dS/dt = O,此時說明駕駛員踩下加速踏板2，且踏板穩(wěn)定在某一開度，位移變化率為O。本發(fā)明的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法對上述三個不同回饋控制階段的具體控制過程為I)當(dāng)進(jìn)入基于加速踏板回饋控制階段后，整車控制器I綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)當(dāng)前采集的汽車實(shí)時車速v(v是兩后輪輪速傳感器采集的輪速信號的平均值)、加速踏板位置S和位置信號變化率dS/dt計(jì)算當(dāng)前應(yīng)施加的電機(jī)回饋制動力大小Tbl，Tbl =f(v, S，dS/dt)，并將計(jì)算得到的電機(jī)回饋制動力Tbl通過車載CAN總線發(fā)送電機(jī)控制器(MCU) 11，電機(jī)控制器11控制驅(qū)動電機(jī)12執(zhí)行控制命令，進(jìn)行電機(jī)回饋制動。上述電機(jī)回饋制動力大小Tbl可以由下述公式計(jì)算得出Tbl = (I - (Sf) 」\dS / dt\ v，式中，k:為比例系數(shù)，本發(fā)明實(shí)施例只給出電機(jī)回饋制動力Tbl的一種計(jì)算算法，在實(shí)際試驗(yàn)中，駕駛員可以在兼顧駕駛員舒適性、駕駛安全性和能量回收效率的基礎(chǔ)上通過V、S和dS/dt采用其它算法計(jì)算得出。在基于加速踏板的回饋控制階段對驅(qū)動電機(jī)12進(jìn)行回饋制動的整個過程中，整車控制器I實(shí)時監(jiān)測整車運(yùn)行狀態(tài)，即車速、驅(qū)動電機(jī)12和動力電池13，根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)要及時調(diào)整電機(jī)回饋制動力的大小Tbl，使其保證整車總制動力與駕駛員制動需求一致，具體調(diào)整過程為a)當(dāng)車速高于某一設(shè)定的較高值(如40 60km/h)時，整車控制器I將令電機(jī)回饋制動力Tbl等于某一設(shè)定的轉(zhuǎn)值Tg (Tg為小于驅(qū)動電機(jī)當(dāng)前所能提供的最大回饋力值的
某一值)。b)當(dāng)車速低于某一設(shè)定的較低值(如6 12km/h)時，整車控制器I將令電機(jī)回饋制動力Tbl = 0，退出基于加速踏板的回饋控制階段，恢復(fù)液壓制動力。c)當(dāng)驅(qū)動電機(jī)12外殼溫度高于一定閾值(90 100攝氏度)，或者動力電池SOC高于一定閾值(90 95% ),或者動力電池溫度高于一定閾值(60 70攝氏度),或者動力電池溫度低于一定閾值(-20 -10攝氏度)，此時均不能施加電機(jī)回饋制動力，令Tbl = 0恢復(fù)液壓制動。2)當(dāng)從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋的切換過程控制階段后，整車控制器I綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，整車控制器I根據(jù)實(shí)時采集的車速計(jì)算當(dāng)前所施加電機(jī)回饋制動力的大小Tb2 = f (V)，并將Tb2通過車載CAN總線發(fā)送給電機(jī)控制器10，電機(jī)控制器11控制驅(qū)動電機(jī)12執(zhí)行控制命令，進(jìn)行電機(jī)回饋制動，此階段所施加的電機(jī)回饋制動力大小應(yīng)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車滑行時發(fā)動機(jī)反拖制動的車輛減速度相符。上述電機(jī)回饋制動力大小Tb2可以由下述公式計(jì)算得出Tb2 = k2 v,式中，k2為比例系數(shù)，本發(fā)明實(shí)施例只給出Tb2的一種計(jì)算算法，在實(shí)際試驗(yàn)中，駕駛員可以在兼顧駕駛員舒適性、駕駛安全性和能量回收效率的基礎(chǔ)上也可以采用其它算法計(jì)算得出。在從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋的切換過程控制階段對電機(jī)進(jìn)行回饋制動的整個過程中，整車控制器I實(shí)時監(jiān)測整車運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)要及時調(diào)整電機(jī)回饋制動力的大小，使其保證整車總制動力與駕駛員制動需求一致，具體調(diào)整過程為a)當(dāng)車速高于某一設(shè)定的較高值(如40 60km/h)時，整車控制器I令電機(jī)回饋制動力Tb2等于某一設(shè)定轉(zhuǎn)值Tg。b)當(dāng)車速低于某一設(shè)定的較低值(如6 12km/h)時，整車控制器I令電機(jī)回饋 制動力Tb2撤出，是恢復(fù)液壓制動力。c)當(dāng)驅(qū)動電機(jī)12外殼溫度高于一定閾值(90 100攝氏度)，或者動力電池(SOC) 13的高于一定閾值(90 95% )，或者動力電池溫度高于一定閾值(60 70攝氏度)，或者動力電池溫度低于一定閾值(-20 -10攝氏度)，此時均不能施加電機(jī)回饋制動力，令Tbl = 0恢復(fù)液壓制動。3)當(dāng)進(jìn)入基于制動踏板的回饋控制階段后，整車控制器I綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算出驅(qū)動電機(jī)12當(dāng)前所能提供的最大回饋力值T0，此時主缸壓力傳感器5監(jiān)測制動主缸壓力值Pl，前輪輪缸壓力傳感器監(jiān)測前輪輪缸壓力P2(P2為左前輪輪缸壓力傳感器8和右前輪輪缸壓力傳感器9采集的壓力值做平均所得)，且主缸壓力傳感器5和前輪輪缸壓力傳感器分別將Pl和P2反饋到整車控制器I中，整車控制器I根據(jù)主缸壓力值Pl和前輪輪缸壓力值P2計(jì)算基于駕駛員制動意圖的電機(jī)回饋制動力Tl。在進(jìn)入基于制動踏板的回饋控制階段后，整車控制器仍然保持Tb2的計(jì)算過程，用于模擬傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛的發(fā)動機(jī)制動力，將T 1+Tb2作為當(dāng)前期望施加的總電機(jī)回饋制動力，整車控制器I比較TO和Tl+Tb2的大小，將其中絕對值的較小者作為所施加的電機(jī)回饋力Tb3，即Tb3 =min(|T0|，
Tl+Tb2|)，整車控制器I將Tb3通過車載CAN總線發(fā)送給電機(jī)控制器11，電機(jī)控制器11控制驅(qū)動電機(jī)12執(zhí)行控制命令，進(jìn)行電機(jī)回饋制動，同時，電機(jī)控制器11將驅(qū)動電機(jī)12當(dāng) 前實(shí)際回饋力T2通過車載CAN總線發(fā)送給整車控制器1，整車控制器I對電機(jī)回饋制動力Tb3和T2的大小進(jìn)行比較，令T3 = Tb3-T2，當(dāng)T3等于零時，整車控制器I向壓力調(diào)節(jié)器3發(fā)出前輪保壓指令，控制兩前輪輪缸中的制動壓力保持；當(dāng)13大于零時，整車控制器I向壓力調(diào)節(jié)器3發(fā)出前輪增壓指令，制兩前輪輪缸的壓力增加；當(dāng)13小于零時，整車控制器I向壓力調(diào)節(jié)器3發(fā)出前輪減壓指令，控制兩前輪輪缸壓力減小。在基于制動踏板的回饋控制階段，整車控制器I要實(shí)時監(jiān)測整車運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)要及時調(diào)整電機(jī)回饋制動力的大小，使其保證整車總制動力與駕駛員制動需求一致，具體調(diào)整過程為當(dāng)車速降低到某一設(shè)定較低值時(如6 12km/h)，驅(qū)動電機(jī)12轉(zhuǎn)速隨之下降到某一較低值，驅(qū)動電機(jī)12所能提供的回饋力迅速變小(這是由電機(jī)本身特性決定的)，此時整車控制器I發(fā)送信號使電機(jī)控制器11退出回饋制動模式，電機(jī)控制器11控制驅(qū)動電機(jī)回饋力迅速減小為零，整車控制器I對壓力調(diào)節(jié)器3發(fā)出復(fù)位信號，壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)所有電磁閥和回油電機(jī)復(fù)位，恢復(fù)液壓制動。上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中方法的步驟和實(shí)施過程等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，包括以下步驟 1)設(shè)置一包括有整車控制器、輪速傳感器、加速踏板位移傳感器、壓力調(diào)節(jié)器、主缸壓力傳感器、前輪輪缸壓力傳感器和制動踏板開關(guān)的電驅(qū)動汽車回饋制動控制系統(tǒng)； 2)整車控制器根據(jù)汽車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，判斷駕駛員的制動意圖，將制動回饋控制劃分為三個階段，即基于加速踏板的回饋控制階段、基于制動踏板的回饋控制階段和從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋切換過程控制階段； 3)電驅(qū)動汽車回饋制動控制系統(tǒng)分別對上述三個回饋控制階段的電機(jī)回饋制動力進(jìn)行計(jì)算，使整車總制動力與駕駛員制動需求一致，具體控制過程為①當(dāng)進(jìn)入基于加速踏板的回饋控制階段后，整車控制器綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)采集的實(shí)時車速V、加速踏板位置S和位置信號變化率dS/dt計(jì)算當(dāng)前應(yīng)施加的電機(jī)回饋制動力Tbl = f (V，S，dS/dt)，并將Tbl通過車載CAN總線發(fā)送到電機(jī)控制器； ②當(dāng)從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋的切換過程控制階段后，整車控制器綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)實(shí)時采集的車速計(jì)算當(dāng)前應(yīng)施加的電機(jī)回饋制動力Tb2 =f (v)，并將Tb2通過車載CAN總線發(fā)送到電機(jī)控制器； ③當(dāng)進(jìn)入基于制動踏板的回饋控制階段后，整車控制器綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算驅(qū)動電機(jī)當(dāng)前所能提供的最大回饋力值TO，并監(jiān)測主缸壓力值PI和前輪輪缸壓力值P2，整車控制器根據(jù)主缸壓力值Pl和前輪輪缸壓力值P2計(jì)算基于駕駛員制動意圖的電機(jī)回饋制動力Tl，且在此階段，整車控制器仍然保持Tb2的計(jì)算，此時Tl+Tb2為當(dāng)前期望施加的總電機(jī)回饋制動力，整車控制器比較TO和Tl+Tb2的大小后，將當(dāng)前應(yīng)施加的電機(jī)回饋制動力Tb3 = min (I TO |，| Tl+Tb2 |)通過車載CAN總線發(fā)送到電機(jī)控制器。
2.如權(quán)利要求I所述的基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，其特征在于所述步驟3)中的步驟①和步驟②，整車控制器綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)即車速、驅(qū)動電機(jī)和動力電池，根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)及時調(diào)整電機(jī)回饋制動力的大小，使整車總制動力與駕駛員制動需求一致，具體調(diào)整過程為 a)當(dāng)車速高于某一設(shè)定的較高值時，整車控制器將令電機(jī)回饋制動力Tbl或Tb2等于某一設(shè)定的轉(zhuǎn)值Tg; b)當(dāng)車速低于某一設(shè)定的較低值時，整車控制器將令電機(jī)回饋制動力Tbl或Tb2等于O，恢復(fù)液壓制動； c)當(dāng)驅(qū)動電機(jī)外殼溫度高于一定閾值，或動力電池高于一定閾值，或動力電池溫度高于一定閾值，或動力電池溫度低于一定閾值，此時電機(jī)回饋制動力Tbl或Tb2等于0，恢復(fù)液壓制動。
3.如權(quán)利要求I所述的基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，其特征在于所述步驟3)中③基于制動踏板的回饋控制階段對電機(jī)回饋制動力進(jìn)行控制時，電機(jī)控制器將驅(qū)動電機(jī)當(dāng)前實(shí)際回饋力值T2通過車載CAN總線發(fā)送給整車控制器，整車控制器對電機(jī)回饋制動力Tb3和T2的大小進(jìn)行比較，令T3 = Tb3-T2，當(dāng)T3等于零時，整車控制器向壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出前輪保壓指令，控制兩前輪輪缸中的制動壓力保持；當(dāng)T3大于零時，整車控制器向壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出前輪增壓指令，控制兩前輪輪缸的壓力增加；當(dāng)T3小于零時，整車控制器向壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出前輪減壓指令，控制兩前輪輪缸壓力減小。
4.如權(quán)利要求2所述的基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，其特征在于所述步驟3)中③基于制動踏板的回饋控制階段對電機(jī)回饋制動力進(jìn)行控制時，電機(jī)控制器將驅(qū)動電機(jī)當(dāng)前實(shí)際回饋力值T2通過車載CAN總線發(fā)送給整車控制器，整車控制器對電機(jī)回饋制動力Tb3和T2的大小進(jìn)行比較，令T3 = Tb3-T2，當(dāng)T3等于零時，整車控制器向壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出前輪保壓指令，控制兩前輪輪缸中的制動壓力保持；當(dāng)T3大于零時，整車控制器向壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出前輪增壓指令，控制兩前輪輪缸的壓力增加；當(dāng)13小于零時，整車控制器向壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出前輪減壓指令，控制兩前輪輪缸壓力減小。
5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，其特征在于所述步驟3)中的步驟③，整車控制器綜合考慮整車運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)及時調(diào)整電機(jī)回饋制動力的大小，使整車總制動力與駕駛員制動需求一致，具體調(diào)整過程為當(dāng)車速降低到某一設(shè)定較低值時，整車控制器發(fā)送信號使電機(jī)控制器退出回饋制動模式，同時對壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出復(fù)位信號，壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)所有電磁閥和回油電機(jī)復(fù)位，恢復(fù)液壓制動。
6.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，其特征在于所述步驟2)將制動回饋控制劃分為三個階段的具體劃分過程為 ①在汽車行駛過程中，整車控制器通過實(shí)時監(jiān)測車輪的輪速，并計(jì)算各車輪的滑移率判斷車輪的行駛狀態(tài)； ②如果所有車輪處于正常行駛狀態(tài)，整車控制器通過位移傳感器采集加速踏板的位置信號S，并計(jì)算加速踏板位移變化率dS/dt ； ③整車控制器對位置信號S和位移變化率dS/dt的大小分別進(jìn)行判斷，并根據(jù)S和dS/dt的判斷結(jié)果確定電機(jī)回饋制動是處于哪種回饋控制階段，具體判定過程如下 a)當(dāng)O< S < SI且dS/dt ( O，同時整車控制器采集制動踏板開關(guān)信號，整車控制器對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果未檢測到制動踏板信號，此時則認(rèn)為電機(jī)回饋制動是處于基于加速踏板回饋階段； b)當(dāng)不滿足O< S < SI或dS/dt ( O，此時整車控制器判斷S = O是否成立； 如果S ^ 0，則認(rèn)為汽車處于驅(qū)動狀態(tài)； 如果S = 0，整車控制器對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果未檢測到制動踏板信號，則認(rèn)為此時電機(jī)回饋制動是處于從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋的切換過程控制階段； 如果S = 0，整車控制器對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果檢測到制動踏板信號，此時主缸壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測制動主缸壓力值P1，并將制動主缸壓力值Pl反饋到整車控制器中，整車控制器中根據(jù)其內(nèi)預(yù)設(shè)的閾值P與制動主缸壓力值Pl進(jìn)行比較，如果Pl<P，則認(rèn)為電機(jī)回饋制動是處于從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋切換過程控制階段；如果Pl ^ P，則認(rèn)為電機(jī)回饋制動處于基于制動踏板的回饋控制階段。
7.如權(quán)利要求5所述的基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，其特征在于所述步驟2)將制動回饋控制劃分為三個階段的具體劃分過程為 ①在汽車行駛過程中，整車控制器通過實(shí)時監(jiān)測車輪的輪速，并計(jì)算各車輪的滑移率判斷車輪的行駛狀態(tài)； ②如果所有車輪處于正常行駛狀態(tài)，整車控制器通過位移傳感器采集加速踏板的位置信號S，并計(jì)算加速踏板位移變化率dS/dt ；③整車控制器對位置信號S和位移變化率dS/dt的大小分別進(jìn)行判斷，并根據(jù)S和dS/dt的判斷結(jié)果確定電機(jī)回饋制動是處于哪種回饋控制階段，具體判定過程如下 a)當(dāng)O< S < SI且dS/dt ( O，同時整車控制器采集制動踏板開關(guān)信號，整車控制器對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果未檢測到制動踏板信號，此時則認(rèn)為電機(jī)回饋制動是處于基于加速踏板回饋階段； b)當(dāng)不滿足O< S < SI或dS/dt ( O，此時整車控制器判斷S = O是否成立； 如果S ^ 0，則認(rèn)為汽車處于驅(qū)動狀態(tài)； 如果S = 0，整車控制器對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果未檢測到制動踏板信號，則認(rèn)為此時電機(jī)回饋制動是處于從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋的切換過程控制階段； 如果S = 0，整車控制器對采集的制動踏板開關(guān)信號進(jìn)行檢測，如果檢測到制動踏板信號，此時主缸壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測制動主缸壓力值P1，并將制動主缸壓力值Pl反饋到整車控制器中，整車控制器中根據(jù)其內(nèi)預(yù)設(shè)的閾值P與制動主缸壓力值Pl進(jìn)行比較，如果Pl<P，則認(rèn)為電機(jī)回饋制動是處于從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋切換過程控制階段；如果Pl ^ P，則認(rèn)為電機(jī)回饋制動處于基于制動踏板的回饋控制階段。
8.如權(quán)利要求6所述的基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，其特征在于所述步驟①判斷車輪的行駛狀態(tài)的具體過程為輪速傳感器實(shí)時采集各車輪的輪速信號并將其發(fā)送到整車控制器，整車控制器實(shí)時監(jiān)測車輪的輪速，并計(jì)算各車輪的滑移率，如果其中有一個車輪的滑移率超出設(shè)定的正?；坡书撝担J(rèn)為此時有車輪抱死，整車控制器進(jìn)入純液壓ABS控制模式，控制壓力調(diào)節(jié)器的相關(guān)電磁閥及油泵工作，使車輪擺脫抱死；如果監(jiān)測到四個車輪的滑移率都在正?；坡史秶鷥?nèi)，則認(rèn)為所有車輪處于正常行駛狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求7所述的基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，其特征在于所述步驟①判斷車輪的行駛狀態(tài)的具體過程為輪速傳感器實(shí)時采集各車輪的輪速信號并將其發(fā)送到整車控制器，整車控制器實(shí)時監(jiān)測車輪的輪速，并計(jì)算各車輪的滑移率，如果其中有一個車輪的滑移率超出設(shè)定的正常滑移率閾值，認(rèn)為此時有車輪抱死，整車控制器進(jìn)入純液壓ABS控制模式，控制壓力調(diào)節(jié)器的相關(guān)電磁閥及油泵工作，使車輪擺脫抱死；如果監(jiān)測到四個車輪的滑移率都在正常滑移率范圍內(nèi)，則認(rèn)為所有車輪處于正常行駛狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于加速踏板及制動踏板的電驅(qū)動汽車回饋制動控制方法，包括以下步驟1)設(shè)置包括有整車控制器、輪速傳感器、加速踏板位移傳感器、壓力調(diào)節(jié)器、主缸壓力傳感器、前輪輪缸壓力傳感器和制動踏板開關(guān)的電驅(qū)動汽車回饋制動控制系統(tǒng)；2)整車控制器根據(jù)汽車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，判斷駕駛員的制動意圖，將制動回饋控制劃分為三個階段，即基于加速踏板的回饋控制階段、基于制動踏板的回饋控制階段和從基于加速踏板回饋到基于制動踏板回饋切換過程控制階段；3)電驅(qū)動汽車回饋制動控制系統(tǒng)分別對上述三個回饋控制階段的電機(jī)回饋制動力進(jìn)行計(jì)算，使整車總制動力與駕駛員制動需求一致。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于純電動汽車或混合動力電動汽車等電驅(qū)動汽車回饋制動控制中。
文檔編號B60L7/26GK102642474SQ20121010736
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者何承坤, 呂辰, 岳小偉, 張俊智, 茍晉芳 申請人:清華大學(xué)