CN106541834A - 一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法，包括车辆进入刹车系统制动和自然制动状态后的能量回收制动扭矩的调控。在车速大于阈值时，整车控制器VCU将得到的车轮驱动轴扭矩与当前驱动轴的转速相乘，得到再生制动请求功率，再将再生制动请求功率与高压电池允许的最大充电功率Pmax进行比较，取较小者作为限制后的再生制动请求功率；以限制后的再生制动请求功率除以驱动轴转速，即可得到经过限制的再生制动扭矩请求值。采用本发明方法对增程式前驱混动汽车在制动能量回收过程中进行前驱动力源电动/发电机制动扭矩的调控，保证车辆行驶安全性的同时，提高了整车的燃油经济性，具有低成本、易实现、可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明属于混合动力汽车的技术领域，涉及其动力系统的制动能量回收控制技术，更进一步地说，本发明涉及一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法。
背景技术
全球的能源危机和环境恶化已成为制约发展的重要因素，而研究高效节能且绿色环保的汽车是缓解能源压力、减少环境污染的有效手段之一。由于增程式混合动力汽车是当前最具可行性的新能源汽车方案之一，国内外大部分整车汽车厂商都对增程式混合动力汽车进行了相应的研究和开发。增程式混合动力车(PHEV)，具有以下几个典型特征：(1)具有外接充电的功能，可以利用充电桩、充电站进行充电从而获取电能；(2)具有纯电动行驶的功能；(3)具有制动能量回收再利用功能，回收车辆制动过程中的能量提高能源利用率。
与纯电动汽车(EV)相比较而言，PHEV具有多种行驶模式，包括：纯电动模式、混合动力模式、充电模式、再生制动模式。PHEV能有效地改善纯电动汽车行驶里程较短的问题；与不具备外接充电功能的混合动力电动汽车(HEV)相比较，PHEV具有更强大的纯电动行驶功能，能有效地提高整车实用性、降低整车排放。由此可见，PHEV兼顾了纯电动汽车(EV)和混合动力电动汽车(HEV)的优点。PHEV制动能量回收功能将车辆制动过程中的能量进行回收并存储，在车辆行驶过程中将回收的能量释放出来，是影响整车经济实用性的重要因素之一。
发明内容
本发明提供一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法，其目的是提高PHEV的整车经济性能。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
整车控制器VCU判断车辆是否正常行驶：通过CAN通讯检测电机控制器，由电机控制器把电动/发电机的运行状态反馈至控制器VCU，若电动/发电机运行状态异常则不进行制动能量回收；
若当前车辆处于正常行驶状态，则整车控制器VCU通过CAN通讯检测制动能量回收系统是否正常：交直流逆变器模块、高压电池、电池控制器和电机控制器连接是否畅通，若制动能量回收系统连接状态不正常，则不进行制动能量回收；
若当前制动能量回收系统正常，则整车控制器VCU判断油门踏板是否处于松开状态，若油门踏板没有松开，则不进行制动能量回收；
若油门踏板处于松开状态，则判断制动踏板是否处于松开状态；
若驾驶员踩下制动踏板，则车辆刹车系统进行制动；
若驾驶员未踩下制动踏板，则进入自然制动状态；
在进入车辆刹车系统制动或者进入自然制动状态后，进一步对能量回收制动扭矩进行调控。
进入自然制动状态并进行制动扭矩调控时：整车控制器VCU判断车速是否≤V1，如果车速≤V1，则将制动能量回收扭矩设置为0；如果车速＞V1，则根据实时车速查表得知车轮驱动轴扭矩T1(大小和再生制动请求扭矩相等)；V1为系统根据不同车型、路况设定的退出再生制动的车速，此处无定值。在制动扭矩调控中，整车控制器VCU将自然制动状态中得到的再生制动请求扭矩T1与当前驱动轴的转速n1相乘，得到再生制动请求功率P1，防止P1过大充电时对高压电池造成损坏，需要对P1进行限制，其方法为：把P1与高压电池允许的最大充电功率Pmax进行比较，取小者作为限制后的再生制动请求功率P即P＝min(P1，Pmax)；以限制后的再生制动请求功率P除以驱动轴转速n1，得到经过限制的再生制动扭矩请求值T。
当车辆刹车系统进行制动并进行制动扭矩调控时：整车控制器VCU判断ABS防抱死系统是否正常，若驾驶室显示屏ABS警示灯亮起表示ABS异常则流程自动结束；若ABS防抱死系统正常，则整车控制器判断车速是否≤V2，如果车速≤V2，则将制动能量回收扭矩设置为0；如果实时车速＞V2，则根据实时车速查表得知车轮驱动轴扭矩T2(大小和再生制动请求扭矩相等)；V2为系统根据不同车型、路况设定的退出再生制动的车速，此处无定值。在所述的制动扭矩调控中，整车控制器VCU将车辆刹车系统制动中得到的再生制动请求扭矩T2与当前驱动轴转速n2相乘，得到再生制动请求功率P2，防止P2过大充电时对高压电池造成损坏，需要对P2进行限制，其方法为：把P2与Pmax进行比较，取较小者作为限制后的再生制动请求功率P’即P’＝min(P2，Pmax)；以限制后的再生制动请求功率P’除以驱动轴转速n2，得到经过限制的再生制动扭矩请求值T’。
本发明的有益效果：
(1)根据不同制动模式、车辆行驶状况等因素，设定了不同的车速V1、V2，制动策略合理，使整车制动能量回收得到优化。
(2)通过对整车再生制动请求功率的控制，确保只能能量回收功率一直处于安全值，可以使得车载高压电池(6)拥有更长久的使用寿命。
(3)制动能量回收的控制策略流程简单清晰、不易出错，安全驾驶有保障。
附图说明
图1增程式前驱混合动力汽车系统结构图；
图2制动能量回收控制流程图；
图3自然制动调控制动扭矩流程图；
图4车辆刹车系统进行制动调控制动扭矩流程图；
图中标记为：1—车轮；2—驱动桥；3—发电机；4—发动机及ECU；5—交直流逆变器模块；6—高压电池；7—电池控制器；8—整车控制器VCU；9—加速踏板；10—制动踏板；11—ABS；12—电机控制器；13—电动/发电机；14—变速器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员完整、准确和深入的理解本发明的发明构思、技术方案。本发明采取的技术方案为：
如图1所示为一种增程式前驱混动汽车系统，设有：车轮1、驱动桥2、发电机3、发动机及ECU4、交直流逆变器模块5、高压电池6、电池控制器7、整车控制器VCU8、加速踏板9、制动踏板10、ABS11、电机控制器12、电动/发电机13、变速器14。
车轮1、驱动桥2、电动/发电机13和变速器14之间是机械连接，电动/发电机13的输出扭矩经过变速器14根据不同的驾驶需求调至合适扭矩，再传递至驱动桥2和车轮1，驱动车辆的行驶。
驾驶员通过踩踏加速踏板9和制动踏板10来控制车辆的行驶和制动，加速踏板9和制动踏板10的开合度信号通过信号传输传递至整车控制器VCU8，整车控制器VCU8可通过开合度信号判断驾驶员的行驶意图。
电池控制器7通过信号连接控制高压电池6，并将高压电池6的电荷存储状态通过CAN通讯传递至整车控制器VCU8，由整车控制器8实时监测高压电池6的电荷含量。
整车控制器VCU8通过CAN通讯控制着发动机及ECU4，发动机及ECU4通过机械连接驱动发电机3产生交流电，交流电通过电能传输经过交直流逆变器模块5转换成直流电存储于高压电池6中；制动能量回收系统中电动/发电机13产生的交流电，通过电能传输经过交直流逆变器模块5，转换成直流电存储于高压电池6中。
整车控制器VCU8通过CAN通讯连接控制交直流逆变器模块5，进而控制电能的回收和存储。
图2为制动能量回收控制流程图，控制过程如下：
制动能量回收由两个阶段组成：
自然制动：也称滑行制动，指驾驶员在驾驶过程中松开加速踏板9，电动/发电机13对整车施加一定的制动力，使整车具有一定的制动减速度。
车辆刹车系统制动：指驾驶员在行驶过程有制动意图，松开加速踏板9，踩下制动踏板10，请求制动力。
首先整车控制器VCU8通过CAN通讯检测电机控制器12，由电机控制器12把电动/发电机13的运行状态反馈至控制器VCU8，由此可以判断车辆是否正常行驶，若电动/发电机13运行状态异常则不进行制动能量回收；
若当前车辆处于正常行驶状态，则整车控制器VCU8通过CAN通讯检测制动能量回收系统是否正常：交直流逆变器模块5、高压电池6、电池控制器7和电机控制器12连接是否畅通，若制动能量回收系统连接状态不正常，则不进行制动能量回收；
若当前制动能量回收系统正常，则整车控制器VCU8判断油门踏板是否处于松开状态，若油门踏板没有松开，则不进行制动能量回收；
若油门踏板处于松开状态，则判断制动踏板是否处于松开状态；
若驾驶员未踩下制动踏板，则进入自然制动状态；
若驾驶员踩下制动踏板，则车辆刹车系统进行制动；
在进入车辆刹车系统制动或者进入自然制动状态后，进一步对能量回收制动扭矩进行调控。
图3是自然制动调控制动扭矩流程图：
进入自然制动状态并进行制动扭矩调控时：整车控制器VCU8判断车速是否≤V1，如果车速≤V1，则将制动能量回收扭矩设置为0；如果车速＞V1，则根据实时车速查表得知车轮驱动轴扭矩T1(大小和再生制动请求扭矩相等)；V1值为根据不同车型、路况设定的退出再生制动的车速。在制动扭矩调控中，整车控制器VCU8将自然制动状态中得到的再生制动请求扭矩T1与当前驱动轴的转速n1相乘，得到再生制动请求功率P1，防止P1过大充电时对高压电池6造成损坏，需要对P1进行限制，其方法为：把P1与高压电池6允许的最大充电功率Pmax进行比较，取小者作为限制后的再生制动请求功率P，即P＝min(P1，Pmax)；以限制后的再生制动请求功率P除以驱动轴转速n1，得到经过限制的再生制动扭矩请求值T。
图4为车辆刹车系统进行制动调控制动扭矩流程图：
当车辆刹车系统进行制动并进行制动扭矩调控时：整车控制器VCU8判断ABS防抱死系统是否正常，若驾驶室显示屏ABS警示灯亮起表示ABS异常则流程结束；若ABS防抱死系统正常，则整车控制器8判断车速是否≤V2，如果车速≤V2，则将制动能量回收扭矩设置为0；如果实时车速＞V2，则根据实时车速查表得知车轮驱动轴扭矩T2(大小和再生制动请求扭矩相等)；V2值为系统根据不同车型、路况设定的退出再生制动的车速，此处无定值。在所述的制动扭矩调控中，整车控制器VCU8将车辆刹车系统制动中得到的再生制动请求扭矩T2与当前驱动轴转速n2相乘，得到再生制动请求功率P2，防止P2过大充电时对高压电池6造成损坏，需要对P2进行限制，其方法为：把P2与Pmax进行比较，取较小者作为限制后的再生制动请求功率P’，即P’＝min(P2，Pmax)；以限制后的再生制动请求功率P’除以驱动轴转速n2，得到经过限制的再生制动扭矩请求值T’。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法，其特征在于，
步骤1：首先整车控制器VCU(8)判断车辆是否正常行驶：通过CAN通讯检测电机控制器(12)，由电机控制器(12)把电动/发电机(13)的运行状态反馈至控制器VCU(8)，若电动/发电机(13)运行状态异常则不进行制动能量回收；
步骤2：若当前车辆处于正常行驶状态，则整车控制器VCU(8)通过CAN通讯检测制动能量回收系统是否正常：交直流逆变器模块(5)、高压电池(6)、电池控制器(7)和电机控制器(12)连接是否畅通，若制动能量回收系统连接状态不正常，则不进行制动能量回收；
步骤3：若当前制动能量回收系统正常，则整车控制器VCU(8)判断油门踏板是否处于松开状态，若油门踏板没有松开，则不进行制动能量回收；
步骤4：若油门踏板处于松开状态，则判断制动踏板是否处于松开状态；
步骤5：若驾驶员踩下制动踏板，则车辆刹车系统进行制动；
步骤6：若驾驶员未踩下制动踏板，则进入自然制动状态；
步骤7：在进入车辆刹车系统制动或者进入自然制动状态后，对能量回收制动扭矩进行调控。
2.根据权利要求1所述的一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法，其特征在于，所述步骤7中进入自然制动状态后，对能量回收制动扭矩进行调控的方法如下：
整车控制器VCU(8)判断车速是否小于等于V1，如果车速≤V1，则将制动能量回收扭矩设置为0；如果车速＞V1，则根据实时车速查表得知车轮驱动轴扭矩T1；在制动扭矩调控中，整车控制器VCU(8)将自然制动状态中得到的车轮驱动轴扭矩T1与当前驱动轴的转速n1相乘，得到再生制动请求功率P1，再将P1与高压电池(6)允许的最大充电功率Pmax进行比较，取较小者作为限制后的再生制动请求功率P，即P＝min(P1，Pmax)；以限制后的再生制动请求功率P除以驱动轴转速n1，得到经过限制的再生制动扭矩请求值T。
3.根据权利要求1所述的一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法，其特征在于，所述步骤7中进入车辆刹车系统制动后对能量回收制动扭矩进行调控的方法如下：
整车控制器VCU(8)判断ABS防抱死系统是否正常，若驾驶室显示屏ABS警示灯亮起表示ABS异常则流程自动结束；若ABS防抱死系统正常，则整车控制器(8)判断车速是否小于等于V2，如果车速≤V2，则将制动能量回收扭矩设置为0；如果实时车速＞V2，则根据实时车速查表得知车轮驱动轴扭矩T2；在制动扭矩调控中，整车控制器VCU(8)将车辆刹车系统制动中得到的车轮驱动轴扭矩T2与当前驱动轴转速n2相乘，得到再生制动请求功率P2，再把P2与Pmax进行比较，取较小者作为限制后的再生制动请求功率P’，即P’＝min(P2，Pmax)；以限制后的再生制动请求功率P’除以驱动轴转速n2，得到经过限制的再生制动扭矩请求值T’。
4.根据权利要求2所述的一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法，其特征在于，所述车轮驱动轴扭矩T1的大小和再生制动请求扭矩相等。
5.根据权利要求2所述的一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法，其特征在于，所述V1的值是根据不同车型、路况设定的退出再生制动的车速确定。
6.根据权利要求3所述的一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法，其特征在于，所述车轮驱动轴扭矩T2的大小和再生制动请求扭矩相等。
7.根据权利要求3所述的一种调控增程式前驱混动汽车制动扭矩的方法，其特征在于，所述V2的值是根据不同车型、路况设定的退出再生制动的车速确定。
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