专利名称：混合动力汽车下坡辅助电、液复合制动控制方法
技术领域：
本发明涉及车辆的辅助制动控制技术，特别是关于混合动力汽车在下坡辅助制动过程中电机和液压制动系统的协调制动方法。
背景技术：
在汽车保有量增加及人们对汽车驾驶安全性和舒适性要求提高的前提下，汽车的主动安全技术(辅助驾驶技术)已成为汽车界研究的重点之一，混合动力汽车(HEV)下坡辅助制动就是一项汽车主动安全控制技术。辅助制动的使用大幅降低了下坡路段驾驶员的驾驶负担，提高了下坡路段车辆的行驶安全性。混合动力汽车中，参与下坡辅助制动的有发动机、电机和液压制动系统，下坡辅助制动的过程为:当加速踏板和制动踏板传感器值均为零时，视为需要启动坡路辅助制动程序；整车控制器以车速不增加为目标，通过车速的增加量计算出相应的总制动力矩，再根据电池核电荷数、电机的制动力矩、车速、离合器的状态和变速器的档位等信息，优先向电机控制器发出制动命令，驱动电机对车辆进行制动；当电机制动力矩无法满足制动需求时，整车控制器再向发动机控制器和离合器控制器发出制动命令，弓I入发动机反拖辅助制动；当电机制动力矩与发动机辅助制动力矩之和都无法满足制动需求时，整车控制器再向液压制动控制器发出制动命令，驱动液压制动系统进行制动。整车控制器统一动态协调几种制动力矩，使车速保持相对稳定。由于发动机辅助制动力矩在发动机未喷油的状态下只与车速相关，而下坡辅助的目标就是滑行时车辆由控制器控制保持车速不增加(维持车速稳定)，因此可以假设发动机辅助制动力矩为常数，因此研究电机、发动机与液压联合辅助制动中的协调问题，关键就是在研究电机与液压制动力矩的协调问题。电机制动系统与电控 液压制动系统(EVB-Electronic Vacuum Booster,电子
真空助力器或EHB-Electronic Hydraulic Brake电子液压制动系统)具有不同的响
应特性，电机制动系统具有响应速度快，控制精度高的特点；液压制动系统虽具有响应速度慢、精度差的缺点，但却能提供较电机制动力矩更大、更稳定的制动力矩。因此，研究电机与液压的复合制动问题，关键在于研究(I)液压制动系统与电机制动系统制动力矩的动态协调；(2)液压制动系统接入后的制动能量回馈的最大化。目前的液压制动系统与电机制动系统的动态协调研究是通过对未来制动力矩的预测对液压制动系统预启动，并利用电机的快速响应对液压制动系统的偏差进行补偿。但这种方法存在:一，虽通过策略提前开启了液压制动，但预测控制有一定的局限，会影响控制精度；二，虽可以通过电机的快速反应特性弥补液压反应缓慢及控制精度的不足，提高液压控制的精度，但未考虑通过电机及液压制动力矩分配及协调来提高液压系统响应速度的问题。对于电、液协调制动过程中的制动能量回馈最大化问题，目前只提出了当电机力矩超过一定阈值时，将一定比例的电机力矩分配给液压制动，但此种方法只能保证电机力矩处于一个较高的范围内，却不能保证电机制动力矩回馈始终最大。
发明内容
因此，针对现有技术中存在的电机制动系统与液压制动系统的协调制动问题，本发明基于提高下坡行驶安全性、经济性和舒适性的目的，提出一种混合动力汽车下坡辅助电、液复合制动的控制方法。该方法能够充分发挥电机与液压制动各自的优势特点，互相取长补短，完善辅助制动力矩的优化配置。本发明为实现上述目的，采取以下技术方案:一种混合动力汽车下坡辅助电、液复合制动控制方法，其特征在于，包括如下策略:在整车控制器中，预置一辅助制动协调控制程序，在车辆下坡过程中，当加速踏板和制动踏板均未起作用，车辆处于滑行情况下，整车控制器就启动程序，并通过车速的增加量计算出相应的总辅助制动力矩，并将得到总辅助制动力矩按如下情况处理:I)制动力矩优先分配给电机，其次是发动机，当电机和发动机所能承担的最大制动力矩之和都无法满足制动需求时，系统向液压制动控制器发出制动命令，驱动液压制动系统进行制动，在液压制动系统参与制动的过程中，力矩分配方法是:a.当分给电机和液压的总制动力矩T，■小于电机所能承担的最大制动力矩Tpm max与液压系统能够响应的最小制动力矩Thyd min之和时，总制动力矩首先分给液压制动系统，且分配的液压制动力矩T，hyd等于液压系统能启动的最小响应制动力矩Thyd min，其余的分给电机制动；b.当分给电机和液压的总制动力矩T，SUffl大于等于电机所能承担的最大制动力矩TPM—max与液压系统能够响应的最小制动力矩Thydmin之和时，总制动力矩首先分给电机制动系统，此时分配给电机的制动力矩T，PM1应为:T，PM1=TPM max*f ( Λ V，)，其余的分配给液压制动系统，这里，f(AV,)是与单位时间车速增量的变化dAV/dt成反比例关系的一个函数，由标定得到；结合a、b所述方法，液压系统的辅助制动力矩取值为:T, hyd=max ((Thydjlin)，(T, sum_T, PM1))，电机辅助制动力矩取值为:T, pM1=min (((TPM MX*f (AV,)), (T, sum-Thydjlin))；2)当分给电机和液压的总制动力矩T，■小于系统规定的一定比例的电机最大制动力矩时，才允许退出液压辅助制动。在液压制动系统启动过程中，分配给液压制动系统的力矩与液压制动系统实际反馈力矩之差由电机来提供，表示如下: T, P12-T, hyd_Thyd actΤ, PM2表示电机为补偿和校准液压制动力矩所承担的制动力矩，Thyd act表示液压制动系统实际反馈的力矩；此时分配给电机的制动力矩总值T，PM应为:Τ, pM-T, pM1+T, PM2。所述函数f(A V，)用下式表示:
权利要求
1.一种混合动力汽车下坡辅助电、液复合制动控制方法，其特征在于，包括如下策略: 在整车控制器中，预置一辅助制动协调控制程序，在车辆下坡过程中，当加速踏板和制动踏板均未起作用，车辆处于滑行情况下，整车控制器就启动程序，并通过车速的增加量计算出相应的总辅助制动力矩，并将得到总辅助制动力矩按如下情况处理: 1)制动力矩优先分配给电机，其次是发动机，当电机和发动机所能承担的最大制动力矩之和都无法满足制动需求时，系统向液压制动控制器发出制动命令，驱动液压制动系统进行制动，在液压制动系统参与制动的过程中，力矩分配方法是: a.当分给电机和液压的总制动力矩T，■小于电机所能承担的最大制动力矩Tpm_与液压系统能够响应的最小制动力矩Thyd min之和时，总制动力矩首先分给液压制动系统，且分配的液压制动力矩T，h yd等于液压系统能启动的最小响应制动力矩Thyd min，其余的分给电机制动； b.当分给电机和液压的总制动力矩T，■大于等于电机所能承担的最大制动力矩Tpm_与液压系统能够响应的最小制动力矩Thyd min之和时，总制动力矩首先分给电机制动系统，此时分配给电机的制动力矩T，PM1应为:T，PM1=TPM max*f ( Λ V，)，其余的分配给液压制动系统，这里，f ( Λ V，)是与单位时间车速增量的变化d Δ V/dt成反比例关系的一个函数，由标定得到； 结合a、b所述方法，液压系统的辅助制动力矩取值为: T, hyd-max ((Thydjlin), (T, sum_T, PM1))， 电机辅助制动力矩取值为:T，PM1=min(((TPM—max*f(AV，))，(T，sum Thyd—min) )2)当分给电机和液压的总制动力矩T，■小于系统规定的一定比例的电机最大制动力矩时，才允许退出液压辅助制动。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车下坡辅助电、液复合制动控制方法，其特征在于，在液压制动系统启动过程中，分配给液压制动系统的力矩与液压制动系统实际反馈力矩之差由电机来提供，表示如下: T =T _T 1 J PM2 1 J hyd 1 hyd—act T, ΡΜ2表示电机为补偿和校准液压制动力矩所承担的制动力矩，Thyd act表示液压制动系统实际反馈的力矩； 此时分配给电机的制动力矩总值Τ，PM应为: T =T +T 1 > PM 1 > PMl 1 > ΡΜ2。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车下坡辅助电、液复合制动控制方法，其特征在于，所述函数f(AV，)用下式表示: /(AV3) = ~-~+b, J X ； dAV/dt d Δ V/dt表示单位时间车速增量的变化，k与b为调整系数，是根据不同的车辆配置，通过不断的实验标定得到。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车下坡辅助电、液复合制动控制方法，其特征在于，k与b的标定方法是:系统设定一 T，PM1门限值，这个门限值小于T，■的某个百分比，在这个门限值内，取不同的d Λ V/dt，观察k、b值的变化，分别取k、b值出现概率较集中的值，就是所要标定的k、b值。
5.根据权利要求1所述的混合动力汽车下坡辅助电、液复合制动控制方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述一定比例的电机最大制动力矩，用kfTpM.表示，是由系统标定得到。
6.根据权利要求5所述的混合动力汽车下坡辅助电、液复合制动控制方法，其特征在于，Κ*ΤΡΜ_的标定方法是:在有液压制动参与的坡路辅助制动过程中，在同一下坡路段液压制动系统只有一次进入及退出辅助制动的情 况下，当液压制动系统退出时对应的Τ，.值，就是 1^*ΤΡΜ—_。
全文摘要
本发明公开一种混合动力汽车下坡辅助电、液复合制动控制方法，包括如下策略制动力矩优先分配给电机，其次发动机，最后液压制动系统，速度稳定时发动机力矩取值为一常数，液压制动力矩取值为T,hyd=max((Thyd_min),(T,sum-T,PM1))，电机制动力矩取值为T,PM1=min(((TPM_max*f(ΔV,)),(T,sum-Thyd_min))，T,sum为分配给电机和液压的总制动力矩，Thyd_min为液压制动系统能启动的最小响应力矩，TPM_max为电机所能承担的最大制动力矩，f(ΔV,)是与dΔV/dt成反比例关系的一个函数，由系统标定得到；当T,sum小于系统规定的一定比例的TPM_max时，才退出液压辅助制动。本发明以下坡行驶安全、经济、舒适为目的，提出了并联式电、液辅助制动控制方法，尤其提出了电机和液压的协调制动方法，既弥补了液压制动系统启动延时的缺陷，又能够在液压系统启动后使电机的制动能量回馈最大化。
文档编号B60T13/74GK103223936SQ20131017615
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月14日 优先权日2013年5月14日
发明者罗禹贡, 韩云武, 李克强, 连小珉, 郑四发, 杨殿阁, 王建强 申请人:清华大学