专利名称：增程式电动车制动能量回收系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种增程式电动车制动能量回收系统，用于提高整车能量利用效率。
背景技术：
为了提高整车能量利用率，电动汽车通常应用制动能量回收技术，在车辆减速滑行以及刹车过程中，切换电动汽车的驱动电机处于发电状态，将车辆的部分动能转换成电能回馈给动力电池，从而实现制动和能量的回收再利用。中国实用新型专利公布了一种制动能量回收系统(蒋元广，钟国华，张丙军.一种制动能量回收系统，授权公告号CN 201736828 U，公告日2011. 02. 09)。这种制动能量回收系统在目标制动力矩小于或等于发电机制动力矩时，完全采用发电机制动并回收制动 能量；当目标制动力矩超过发电机制动力矩时，超出的制动力矩由辅助制动系统产生并部分回收制动能量。这种制动能量回收系统主要适用于具有单一电机的纯电动车或混合动力汽车，而增程式电动车包含用于驱动和能量回收的TM电机，以及延长纯电续驶里程的ISG电机。在增程模式下，ISG电机对动力电池的充电功率与TM电机的能量回馈之间也存在关联影响。中国发明专利公布了一种电动汽车的制动能量回馈控制方法(罗禹贡，周磊，李克强等.一种电动汽车制动能量回馈控制方法，授权公告号CN 1962308A，公告日2007. 5. 16)。该方法调节前轴液压制动力、后轴液压制动力与电机制动力如果ABS在工作，则电机制动力为0，前轴液压制动力和后轴液压制动力转由ABS调节；如果ABS未工作，则根据实际制动力是否满足驾驶员的制动要求的阈值、驱动轮的滑移率阈值以及电机转矩极限等因素进行调节，直到制动踏板被松开。该制动能量回馈控制方法仅从制动安全性角度进行电机制动力协调控制，事实上，电池充电安全性也是制动能量回收系统设计中必须解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的是克服已有制动能量回收系统及控制方法的不足，在优先保证制动安全和电池充电安全的前提下，提出了一种适合增程式电动车的制动能量回收系统。本发明的具体技术方案如下
增程式电动车制动能量回收系统包括制动踏板信号处理模块I、加速踏板信号处理模块2、档位信号处理模块3、主缸压力信号检测模块4、诊断电路模块5、制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6、制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7、制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块
8、制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9、起动/发电一体机控制单元(ISG E⑶)10、起动/发电一体机(ISG) 11、动力电池12、驱动电机控制单元(TM E⑶)13、驱动电机(TM) 14和电池管理系统(BMS)15。其中，制动踏板信号处理模块I、加速踏板信号处理模块2、档位信号处理模块3、主缸压力信号检测模块4和诊断电路模块5分别将检测到的传感器输出信号输入给制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6，制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6通过CAN总线分别与制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7、起动/发电一体机控制单元(ISG E⑶)10、驱动电机控制单元(TM E⑶)13、电池管理系统(BMS) 15连接，实现实时通信；制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7分别与制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8和制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9连接，电池管理系统(BMS)15与动力电池12连接，动力电池12分别与起动/发电一体机控制单元(ISG E⑶)10和驱动电机控制单元(TM E⑶)13连接，起动/发电一体机控制单元(ISG ECU) 10与起动/发电一体机(ISG) 11连接，驱动电机控制单元(TMECU) 13与驱动电机(TM) 14连接。所述制动踏板信号处理模块I的具体电路为，由电阻R4、电阻R5和电容C2组成一阶滤波电路，对制动踏板传感器输出信号进行滤波，再经由射极跟随器U2对信号进行电压稳定跟随，最后接制动能量回收系统控制单元(RBS ECU)6的A/D 口 ；制动踏板信号处理模块I用于对制动踏板角度的实时采集与处理，并将处理后的信号发送到制动能量回收系统控制单元(RBS ECU) 6。所述加速踏板信号处理模块2的具体电路为，电压信号经过低通滤波后，采用电 压跟随器UlA进行阻抗匹配，然后通过由放大器U1B、电阻R2、电阻R3和电阻Rl组成的放大电路对加速踏板输出的电压信号进行放大，最后经过由二极管Dl和二极管D2组成的限幅电路将信号电压调整为制动能量回收系统控制单元(RBS ECU)6的A/D 口输入电平允许的范围，最后接制动能量回收系统控制单元(RBS ECU)6的A/D 口 ；加速踏板信号处理模块2用于对加速踏板角度的实时采集与处理，并将处理后的信号发送到制动能量回收系统控制单元(RBS ECU) 6。所述档位信号处理模块3的具体电路为，档位信号经过由电阻R7和电容C3组成的一阶滤波电路滤波后，再经过由电阻R8和二极管D3组成的限幅电路后接入到制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6的中断口。所述主缸压力信号检测模块4的具体电路为，通过由放大器U3A、电阻R9、电阻R10、电阻Rll和电容C4构成电荷放大器,将主缸压力电荷信号转换为电压信号；电压信号通过由放大器U3B构成的放大电路，然后信号经电阻R12、电阻R13、电阻R14、放大器U4A、放大器U4B、电容C4、电容C5构成的二阶低通滤波器电路对信号进行隔离抗干扰和滤波，由此得到的信号再通过一个由放大器U5、电阻R16、电阻R17和电阻R18构成的电平转换电路将正负信号均转化为正信号；最后把信号连到制动能量回收系统控制单元(RBS ECU) 6的A/D转换引脚，进行A/D转换。所述诊断电路模块5的具体电路为，包括逻辑电平转换芯片U23和转换接口 J1，逻辑电平转换芯片U23通过转换接口 Jl与故障诊断设备连接，制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6将故障码CMOS电平通过U23进行电平转换，转换成RS232电平，通过转换接口Jl由故障诊断设备的COM 口接收。还包括电容C39、电容C40、电容C49和电容C50，用于芯片U23内部电荷泵的振荡，以控制四相电压的变化，实现电平转换和信号传输。所述制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8的具体电路为，包括四路相同的电磁阀驱动电路，每一路电磁阀驱动电路对应一个轮缸，且分别与制动防抱死控制单元7连接，每一路电磁阀驱动电路包括一个智能功率芯片U27和两路电磁阀；在每一路电磁阀驱动电路中，智能功率芯片U27接收来自制动防抱死控制单元(ABS ECU)7的信号，处理后，输出信号到电磁阀，控制电磁阀的开关，智能功率芯片U27驱动两路电磁阀；电磁阀的输出端通过一个反馈网络，将其工作状态反馈至制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7，以对电磁阀的工作状态进行检测；制动防抱死ABS电磁阀驱动模块8用于驱动制动防抱死(ABS)制动压力调节器中的电磁阀，以控制压力变化。所述制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9的具体电路为，包括智能功率芯片U30和回液泵电机MG2，智能功率芯片U30接收来自制动防抱死控制单元(ABS ECU) 7的信号，处理后，输出信号到回液泵电机MG2，控制回液泵电机MG2的工作；回液泵电机MG2输出端通过一个反馈网络，将其工作状态反馈至制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7，以对回液泵电机的工作状态进行检测；智能功率芯片U30具有电流反馈功能，实时监控回液泵电机MG2的工作状态；制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9用于驱动泵电机。所述加速踏板信号处理模块2中的电压跟随器UlA和放大器UlB的型号均为LM358。所述主缸压力信号检测模块4中的放大器U3A和放大器U3B的型号均为LF355，放大器U4A、放大器U4B和放大器U5的型号均为LF357。所述诊断电路模块5中的逻辑电平 转换芯片U23的型号为SP3232E。所述制动防抱死电磁阀驱动模块8中的智能功率芯片U27的型号为MC33289。所述制动防抱死泵电机驱动模块9中的智能功率芯片U30的型号为 BTS6510。本发明的积极技术效果是
1、本发明克服了已有制动能量回收系统及控制方法的不足，提出了一种制动安全和电池充电安全优先的增程式电动车制动能量回收系统；
2、通过检测制动踏板信号、加速踏板信号和主缸压力信号识别出实施电机制动的减速滑行、制动踏板空行程和制动三个阶段，通过设计电机制动约束边界，计算出最优电机制动力；
3、在优先确保整车安全的前提下，最大化地回收能量，有效提高整车能量利用率。
图I是增程式电动车制动能量回收系统结构示意图。图2是图I中制动踏板信号处理模块的电路图。图3是图I中加速踏板信号处理模块的电路图。图4是图I中档位信号处理模块的电路图。图5是图I中主缸压力检测模块的电路图。图6是图I中诊断电路模块的电路图。图7是图I中制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块的电路图。图8是图I中制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块的电路图。图9是图I的控制流程图。上图中序号为制动踏板信号处理模块I、加速踏板信号处理模块2、档位信号处理模块3、主缸压力信号检测模块4、诊断电路模块5、制动能量回收系统控制单元(RBSE⑶)6、制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7、制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8、制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9、起动/发电一体机控制单元(ISG E⑶)10、起动/发电一体机(ISG) 11、动力电池12、驱动电机控制单元(TM E⑶)13、驱动电机(TM) 14、电池管理系统(BMS)15。
具体实施例方式下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步的说明
参见图1，增程式电动车制动能量回收系统，包括制动踏板信号处理模块I、加速踏板信号处理模块2、档位信号处理模块3、主缸压力信号检测模块4、诊断电路模块5、制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6、制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7、制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8、制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9、起动/发电一体机控制单元(ISG ECU)IO、起动/发电一体机(I SG ) 11、动力电池12、驱动电机控制单元(TM E⑶)13、驱动电机(TM )14和电池管理系统(BMS) 15 ;其中，制动踏板信号处理模块I、加速踏板信号处理模块2、档位信号处理模块3、主缸压力信号检测模块4和诊断电路模块5分别将检测到的传感器输出信号输入给制动能量回收系统控制单元(RBS ECU) 6，制动能量回收系统控制单元(RBSE⑶)6通过CAN总线分别与制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7、起动/发电一体机控制单元
(ISG E⑶)10、驱动电机控制单元(TM E⑶)13、电池管理系统(BMS) 15连接，实现实时通信；制动防抱死控制单元(ABS ECU) 7分别与制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8和制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9连接，电池管理系统(BMS) 15与动力电池12连接，动力电池12分别与起动/发电一体机控制单元(ISG E⑶)10和驱动电机控制单元(TM E⑶)13连接，起动/发电一体机控制单元(ISG ECU) 10与起动/发电一体机(ISG) 11连接，驱动电机控制单元(TM E⑶)13与驱动电机(TM) 14连接。各模块的具体结构和原理说明如下
制动踏板信号处理模块I电路，见图2，制动踏板传感器是一电位计式传感器，输出电压信号随着制动踏板角度的增大而增大。制动踏板信号处理模块I的具体电路为，由电阻R4、电阻R5和电容C2组成一阶滤波电路，对制动踏板传感器输出信号进行滤波，再经由射极跟随器U2对信号进行电压稳定跟随，射极跟随器U2采用LM358芯片，最后接制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6的A/D 口，从而实现制动踏板角度的实时采集与处理。加速踏板信号处理模块2电路，见图3，加速踏板传感器是一磁电式传感器，输出电压信号随着加速踏板角度的增大而增大。电压信号经过低通滤波后，采用电压跟随器UlA进行阻抗匹配，然后通过由放大器U1B、电阻R2、电阻R3和电阻Rl组成的放大电路对加速踏板输出的电压信号进行放大，最后经过由二极管Dl和二极管D2组成的限幅电路将信号电压调整为制动能量回收系统控制单元(RBS ECU)6的A/D 口输入电平允许的范围，最后接制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6的A/D 口。加速踏板信号处理模块2用于对加速踏板角度的实时采集与处理，并将处理后的信号发送到制动能量回收系统控制单元(RBSE⑶)6。所述电压跟随器UlA和放大器UlB采用LM358芯片。档位信号处理模块电路3，见图4，档位信号主要用来检测汽车的驱动D、倒车R以及空档N。档位信号处理模块3的具体电路为，档位信号经过由电阻R7和电容C3组成的一阶滤波电路滤波后，再经过由电阻R8和二极管D3组成的限幅电路后接入到制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6的中断口。主缸压力检测模块电路4，见图5，主缸压力传感器为电荷型压电式，输出压力电荷信号。主缸压力信号检测模块4的具体电路为，通过由放大器U3A、电阻R9、电阻R10、电阻Rll和电容C4构成电荷放大器,将主缸压力电荷信号转换为电压信号；电压信号通过由放大器U3B构成的放大电路，然后信号经电阻R12、电阻R13、电阻R14、放大器U4A、放大器U4B、电容C4、电容C5构成的二阶低通滤波器电路对信号进行隔离抗干扰和滤波，由此得到的信号再通过一个由放大器U5、电阻R16、电阻R17和电阻R18构成的电平转换电路将正负信号均转化为正信号；最后把信号连到制动能量回收系统控制单元(RBS ECU) 6的A/D转换引脚，进行A/D转换。其中放大器U3A和放大器U3B为高输入阻抗放大器，采用LF355芯片；放大器U4A和放大器U4B采用LF357芯片；放大器U5采用LF357芯片。诊断电路模块5，见图6，当有故障发生时，制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6将故障诊断码通过串口发出，以判别故障发生的原因。由于制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6是CMOS电平，故障诊断设备为RS232电平，为了实现制动能量回收系统控制单元(RBS ECU)6与故障诊断设备的通信，必须进行电平转换。诊断电路模块5的具体电路为，包括逻辑电平转换芯片U23和转换接口 Jl，使用了逻辑电平转换芯片U2 3进行串口的电平转换，U23的芯片型号为SP3232E。制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)(6)的发送引脚TXDO和接收引脚RXDO分别接U23的T2IN和R20UT引脚，U23的T20UT和R2IN引脚分别接转换接口 Jl的RS232_0UT引脚和RS232_IN引脚。制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)
(6)将故障码CMOS电平通过U23进行电平转换，转换成RS232电平，由转换接口 Jl实现与故障诊断设备的COM 口连接。诊断通信电路模块5还包括电容C39、电容C40、电容C49和电容C50，用于逻辑电平转换芯片U23内部电荷泵的振荡，以控制四相电压的变化，实现电平转换和信号传输。制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9，见图7，制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9用于驱动泵电机，与电磁阀模块结合达到增压、保压和减压的目的。制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块9的具体电路为，包括智能功率芯片U30和回液泵电机MG2，智能功率芯片U30采用BTS6510芯片。智能功率芯片U30接收来自制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7的信号，处理后，输出信号到回液泵电机MG2，控制回液泵电机MG2的工作。当IN_DJ端为高电平时，三极管Q7导通，功率开关管导通，回液泵电机MG2开始工作，当IN_DJ端为低电平时，三极管Q7截止，功率开关管截止，回液泵电机MG2停止工作。回液泵电机MG2输出端通过一个反馈网络，将其工作状态反馈至制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7，以对回液泵电机的工作状态进行检测。由于回液泵电机MG2工作时，其正极端电压为12V，不能直接连到制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7，因此，要经过分压和稳压后才能接至制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7的输入端。智能功率芯片U30具有电流反馈功能，实时监控回液泵电机MG2的工作状态。制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8，见图8。制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8用于驱动制动防抱死(ABS)制动压力调节器中的电磁阀，以控制压力变化。制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块8的具体电路为，包括四路相同的电磁阀驱动电路，图8是其中一个轮缸对应的制动防抱死电磁阀驱动电路，其他三个轮缸与之相同。每一路电磁阀驱动电路对应一个轮缸，且分别与制动防抱死控制单元7连接，每个轮缸需要一个智能功率芯片和两路电磁阀，因此，每一路电磁阀驱动电路包括一个智能功率芯片U27和两路电磁阀。在每一路电磁阀驱动电路中，智能功率芯片U27用于实现电磁阀开和关两种状态，该芯片型号为MC33289。智能功率芯片U27接收来自制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7的信号，处理后，输出信号到电磁阀，控制电磁阀的开关。一个智能功率芯片U27分别驱动两路电磁阀，以其中一路电磁阀为例说明其工作过程芯片的INl引脚接制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7，OUTl引脚接电磁阀，当INl为高电平时，OUTl为高电平，电磁阀的电磁线圈中有电流通过，电磁阀工作而闭合；反之，当皿为低电平时，OUTl为低电平，电磁阀的电磁线圈中没有电流通过而处于开启状态。每个电磁阀的输出端通过一个反馈网络，将其工作状态反馈至制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7，以对电磁阀的工作状态进行检测。ISTl为输出信号10UT1的状态反馈信号，接到制动防抱死控制单元(ABS ECU) 7的一个引脚，当输出正常时，ISTl为高电平；输出不正常时，ISTl为低电平，制动防抱死控制单元(ABS ECU)7检测到ISTl的电平后可以判断此智能功率芯片U27的工作状态和进行故障诊断。由于电磁阀OUTl处的高电平电压为12V，不能直接连到制动防抱死控制单元(ABS E⑶)7，因此，分压后经稳压管D58将电压稳定在3. 3V。智能功率芯片U27弓丨脚VBAT接12V，为供电电压。增程式电动车制动能量回收系统控制流程见图9。
制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6通过档位信号处理模块3检测车辆档位信号，档位信号为R和N时，即倒车和空档，不进行制动能量回收。为了保证能量回收阶段的动力电池充电安全,制动能量回收系统控制单元(RBSE⑶)6通过CAN总线读取电池管理系统(BMS) 15检测的动力电池12的荷电状态BMS_soc和温度 BMS_temp,并设置两个变量的阈值 BMS_soc_max、BMS_soc_min、BMS_temp_max、BMS_temp_min,在两个变量的阈值范围内实施电机制动。制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6通过制动踏板信号处理模块I、加速踏板信号处理模块2和主缸压力信号检测模块4检测制动踏板开度、加速踏板开度及主缸压力信号，并通过以下逻辑判断车辆运行状态制动踏板信号和加速踏板信号均为初始值BRA_PEDO和ACC_PED0，则车辆为减速滑行状态；加速踏板信号为ACC_PED0、主缸压力信号为初始值BRA_PRE0、制动踏板信号大于BRA_PED0，则车辆为制动踏板空行程阶段；加速踏板信号为ACC_PED0、主缸压力信号大于BRA_PRE0、制动踏板信号大于BRA_PED0，则车辆处于制动阶段。制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6识别出车辆减速滑行、制动踏板空行程和制动三种状态后，在电机制动力约束边界内，通过如下策略计算不同阶段的最优电机制动力
制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6通过制动踏板信号处理模块I、加速踏板信号处理模块2检测制动踏板信号和加速踏板信号后，识别车辆处于减速滑行状态。制动能量回收系统控制单元(RBS ECU) 6通过查取滑行状态车速-电机制动力函数表计算最优电机制动力，将最优电机制动力发送给驱动电机控制单元(TM ECU) 13，由驱动电机控制单元(TM E⑶)13控制驱动电机(TM) 14的发电扭矩。制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6通过制动踏板信号处理模块I、主缸压力信号处理模块4检测制动踏板信号和主缸压力信号后，识别车辆处于制动踏板空行程或制动状态，并结合制动踏板角度及其变化率将驾驶员制动意图划分成三种状态轻缓制动、中等制动和紧急制动。通过查取制动意图-电机制动力函数表获得TM_torquel、车速-电机制动力函数表获得TM_torque2、起动/发电一体机(ISG) 11-电机制动力函数表获得TM_torque3,以此计算制动踏板空行程或制动阶段的最优电机制动力TM_torque= TM_torque1+ TM_torque2+ TM—torque3。在驱动电机控制单元(TM E⑶)13控制驱动电机(TM) 14处于发电状态、产生电机制动力进行辅助制动和产生电流回馈给动力电池12中，制动能量回收系统控制单元(RBSE⑶)6通过CAN不断检测驱动电机(TM)14的转速TM_speed信号、制动防抱死控制单元(ABSECU)7的状态ABS_active信号、动力电池12的最大可充电功率BMS_max_char_power信号并转换成对应的扭矩信号BMS_max_char_torque，根据下式
TM_torque_final=min(TM_torque, BMS_max_char_torque)氺(l_ABS_active)
计算得到实时的TM电机制动力TM_torque_final发动给驱动电机控制单元(TM E⑶)13。在制动回收过程中，制动能量回收系统控制单元(RBS E⑶)6根据TM_speed不断修正TM_torque_final值,具体策略为
如果TM电机的转速TM_speed大于TM电机的额定转速TM_speed_n,则 TM_torque_final(k)= TM_torque_final(k_l)* TM_speed(k_l)/ TM_speed(k)
如果TM电机的转速TM_speed小于TM电机的额定转速TM_speed_n,则
TM_tor_fna(k)= TM_tor_fna(k-1)
如果TM电机的转速TM_speed小于驱动电机(TM) 14能够发电的最小转速TM_speed_min 时，则TM_tor_fna (k) =0。
权利要求
1.增程式电动车制动能量回收系统，其特征在于包括制动踏板信号处理模块(I)、加速踏板信号处理模块(2)、档位信号处理模块(3)、主缸压力信号检测模块(4)、诊断电路模块(5)、制动能量回收系统控制单元(6)、制动防抱死控制单元(7)、制动防抱死电磁阀驱动模块(8)、制动防抱死泵电机驱动模块(9)、起动/发电一体机控制单元(10)、起动/发电一体机(11)、动力电池(12 )、驱动电机控制单元(13 )、驱动电机(14 )和电池管理系统(15 );其中，制动踏板信号处理模块(I)、加速踏板信号处理模块(2)、档位信号处理模块(3)、主缸压力信号检测模块(4)和诊断电路模块(5)分别将检测到的传感器输出信号输入给制动能量回收系统控制单元(6)，制动能量回收系统控制单元(6)通过CAN总线分别与制动防抱死控制单元(7)、起动/发电一体机控制单元(10)、驱动电机控制单元(13)、电池管理系统(15)连接，实现实时通信；制动防抱死控制单元(7)分别与制动防抱死电磁阀驱动模块(8)和制动防抱死泵电机驱动模块(9)连接，电池管理系统(15)与动力电池(12)连接，动力电池(12)分别与起动/发电一体机控制单元(10)和驱动电机控制单元(13)连接，起动/发电一体机控制单元(10)与起动/发电一体机(11)连接，驱动电机控制单元(13)与驱动电机(14)连接； 所述制动踏板信号处理模块(I)的具体电路为，由电阻R4、电阻R5和电容C2组成一阶滤波电路，对制动踏板传感器输出信号进行滤波，再经由射极跟随器U2对信号进行电压稳定跟随，最后接制动能量回收系统控制单元(6)的A/D 口 ；制动踏板信号处理模块(I)用于对制动踏板角度的实时采集与处理，并将处理后的信号发送到制动能量回收系统控制单元(6)； 所述加速踏板信号处理模块(2 )的具体电路为，电压信号经过低通滤波后，采用电压跟随器UlA进行阻抗匹配，然后通过由放大器U1B、电阻R2、电阻R3和电阻Rl组成的放大电路对加速踏板输出的电压信号进行放大，最后经过由二极管Dl和二极管D2组成的限幅电路将信号电压调整为制动能量回收系统控制单元(6)的A/D 口输入电平允许的范围，最后接制动能量回收系统控制单元(6)的A/D 口 ；加速踏板信号处理模块(2)用于对加速踏板角度的实时采集与处理，并将处理后的信号发送到制动能量回收系统控制单元(6); 所述档位信号处理模块(3)的具体电路为，档位信号经过由电阻R7和电容C3组成的一阶滤波电路滤波后，再经过由电阻R8和二极管D3组成的限幅电路后接入到制动能量回收系统控制单元(6)的中断口； 所述主缸压力信号检测模块(4)的具体电路为，通过由放大器U3A、电阻R9、电阻R10、电阻Rll和电容C4构成电荷放大器,将主缸压力电荷信号转换为电压信号；电压信号通过由放大器U3B构成的放大电路，然后信号经电阻R12、电阻R13、电阻R14、放大器U4A、放大器U4B、电容C4、电容C5构成的二阶低通滤波器电路对信号进行隔离抗干扰和滤波，由此得到的信号再通过一个由放大器U5、电阻R16、电阻R17和电阻R18构成的电平转换电路将正负信号均转化为正信号；最后把信号连到制动能量回收系统控制单元(6)的A/D转换引脚，进行A/D转换； 所述诊断电路模块(5)的具体电路为，包括逻辑电平转换芯片U23和转换接口 Jl，逻辑电平转换芯片U23通过转换接口 Jl与故障诊断设备连接，制动能量回收系统控制单元(6)将故障码CMOS电平通过U23进行电平转换，转换成RS232电平，通过转换接口 Jl由故障诊断设备的COM 口接收；还包括电容C39、电容C40、电容C49和电容C50，用于逻辑电平转换芯片U23内部电荷泵的振荡，以控制四相电压的变化，实现电平转换和信号传输； 所述制动防抱死电磁阀驱动模块(8)的具体电路为，包括四路相同的电磁阀驱动电路，每一路电磁阀驱动电路对应一个轮缸，且分别与制动防抱死控制单元(7)连接，每一路电磁阀驱动电路包括一个智能功率芯片U27和两路电磁阀；在每一路电磁阀驱动电路中，智能功率芯片U27接收来自制动防抱死控制单元(7)的信号，处理后，输出信号到电磁阀，控制电磁阀的开关，智能功率芯片U27驱动两路电磁阀，电磁阀的输出端通过一个反馈网络，将其工作状态反馈至制动防抱死控制单元(7)，以对电磁阀的工作状态进行检测；制动防抱死电磁阀驱动模块(8)用于驱动制动防抱死制动压力调节器中的电磁阀，以控制压力变化； 所述制动防抱死泵电机驱动模块(9)的具体电路为，包括智能功率芯片U30和回液泵电机MG2，智能功率芯片U30接收来自制动防抱死控制单元(7)的信号，处理后，输出信号到回液泵电机MG2，控制回液泵电机MG2的工作；回液泵电机MG2输出端通过一个反馈网络，将其工作状态反馈至制动防抱死控制单元(7)，以对回液泵电机的工作状态进行检测；智 能功率芯片U30具有电流反馈功能，实时监控回液泵电机MG2的工作状态；制动防抱死泵电机驱动模块(9)用于驱动泵电机。
2.根据权利要求I所述的增程式电动车制动能量回收系统，其特征在于所述制动踏板信号处理模块(I)中的射极跟随器U2的型号为LM358。
3.根据权利要求I所述的增程式电动车制动能量回收系统，其特征在于所述加速踏板信号处理模块(2)中的电压跟随器UlA和放大器UlB的型号均为LM358。
4.根据权利要求I所述的增程式电动车制动能量回收系统，其特征在于所述主缸压力信号检测模块(4)中的放大器U3A和放大器U3B的型号均为LF355，放大器U4A、放大器U4B和放大器U5的型号均为LF357。
5.根据权利要求I所述的增程式电动车制动能量回收系统，其特征在于所述诊断电路模块(5)中的逻辑电平转换芯片U23的型号为SP3232E。
6.根据权利要求I所述的增程式电动车制动能量回收系统，其特征在于所述制动防抱死电磁阀驱动模块(8)中的智能功率芯片U27的型号为MC33289。
7.根据权利要求I所述的增程式电动车制动能量回收系统，其特征在于所述制动防抱死泵电机驱动模块(9)中的智能功率芯片U30的型号为BTS6510。
全文摘要
本发明公开一种增程式电动车制动能量回收系统，包括制动踏板信号处理模块、加速踏板信号处理模块、档位信号处理模块、主缸压力信号检测模块、诊断电路模块、制动能量回收系统控制单元(RBSECU)、制动防抱死控制单元(ABSECU)、制动防抱死(ABS)电磁阀驱动模块、制动防抱死(ABS)泵电机驱动模块、起动/发电一体机控制单元(ISGECU)、起动/发电一体机(ISG)电机、动力电池及电池管理系统(BMS)、驱动电机控制单元(TMECU)和驱动电机(TM)。本发明提出的增程式电动车制动能量回收系统在确保制动安全的前提下，最大限度地回收制动能量，提高整车能量利用效率。
文档编号B60T8/176GK102774288SQ20121029594
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月20日 优先权日2012年8月20日
发明者朱茂飞 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司