专利名称：一种串联式再生制动控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电动车再生制动控制方法，尤其涉及一种串联式再生制动控制方法。
背景技术：
随着能源危机和环境恶化的进一步加剧，节能、环保的新能源汽车的研发受到更为广泛的关注。与传统的燃油车辆相比，新能源汽车部分或全部采用清洁能源作为动力，极大地降低了污染和能耗。电动车作为目前主流的新能源研发车型，如何提高能源利用率、提高续驶里程成为制约其发展的瓶颈之一。目前的解决方法主要有电池技术的突破及制动能量回收系统的研发，但是相对于当今电子、信息技术份额迅猛发展而言，高性能蓄电池作为一个世界性的难题进展十分缓慢，因此对制动能量回收系统的研发在现阶段就显得尤为重要。
目前主流的制动能量回收系统分为两种一种是并联式，即对原车的常规制动方式不做调节，将一部分电回馈制动力直接叠加到原车制动力之上，以实现部分的制动能量回收。其控制方法简单，但回收效率不高；另一种是串联式，即协调原车常规制动力和电制动力，使之满足驾驶员的制动需求。此种方式相比并联式系统，控制方法复杂，但是回收效率较高。发明内容
本发明的目的是提供一种串联式再生制动控制方法，解决现有再生制动控制方法结构复杂，转化效率低的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种串联式再生制动控制方法，包括一下步骤
整车控制器VMS监测驾驶员的意图及整车的状态判断是否进入再生制动控制模式；
判定允许进入再生制动时，整车控制器VMS综合考虑电池及电机状态，计算当前允许的最大再生制动扭矩，并将最大再生制动扭矩发送给制动控制单元BCU ；
制动控制单元BCU监测驾驶员的制动需求，在整车控制器VMS允许的范围内，协调再生制动扭矩与常规液压制动扭矩，在满足驾驶员制动需求的前提下，优先回馈再生制动扭矩，实现制动能量回收的最大化。
所述的制动能回收分为两个阶段
第一阶段为松开加速踏板，但未踩下制动踏板阶段的自然制动过程，
第二阶段为踩下制动踏板的强制制动过程。
当整车控制器VMS检测到加速踏板松开，制动踏板未踩下时，整车控制器VMS综合整车信息判断是否进入第一阶段；若条件允许，则整车控制器VMS根据车速信息计算再生制动扭矩，向电机控制器MCU发送请求扭矩；若条件不允许，则整车控制器VMS请求制动扭矩为O，整车进入自然滑行状态。
当整车控制器VMS检测到加速踏板松开，制动踏板踩下时，整车控制器VMS综合整车信息计算整车允许的最大再生制动扭矩，并将其发送给制动控制单元BCU，制动控制单元 BCU根据制动踏板开关信号、档位信号、整车控制器VMS允许的再生制动扭矩限值信号、车速信号、主缸压力的增加速率、车轮的滑移率等信号判断车辆是否允许进入第二阶段；
若允许,则制动控制单元BCU在最大再生制动扭矩范围内，根据制动需求,协调分配液压制动扭矩和再生制动扭矩；否则车辆进入常规液压制动状态。
所述的整车信息包括档位信息、车速信号、电池连接状态、电池S0C、电机状态、ABS 是否激活、整车故障状态信息。
所述的第二阶段控制步骤如下
a.制动控制单元BCU根据驱动轮的轮缸压力传感器计算驾驶员需求的制动扭矩；
b.将需求的制动扭矩与最大再生制动扭矩限值作比较；当需求的制动扭矩小于或等于最大再生制动扭矩限值时，制动控制单元BCU请求的再生制动扭矩等于需求的制动扭矩，液压制动扭矩为O ;当需求的制动扭矩大于最大再生制动扭矩限值时，制动控制器 BCU请求的再生制动扭矩等于最大再生制动扭矩，液压制动扭矩等于需求的制动扭矩减去最大再生制动扭矩。
c.制动控制器B⑶将计算出的再生制动扭矩发送给整车控制器VMS，并控制液压调节模块；整车控制器VMS对制动控制单元BCU请求的再生制动扭矩进行故障检测和平滑处理，并将处理后的值发送给电机控制器MCU执行；电机控制器MCU控制电机执行该再生制动扭矩，并将电机实际回馈扭矩通过整车控制器VMS反馈给制动控制单元BCU。
d.制动控制单元BCU实时比较需求的制动扭矩和电机实际回馈扭矩的大小，优先选择再生制动的情况下辅助液压制动。
本发明的有益效果本发明通过整车控制器VMS对整车信号的检测和采集，同时配合制动控制器BCU对整车制动进行控制，在兼顾制动踏板感觉的前提下，优先选择再生制动扭矩，最大程度的利用再生制动力，提高制动能量的回收效率。
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
图I为本发明各控制器连接示意图。
图2为串联式再生制动系统控制流程图。
图3为第二阶段再生制动实现过程。
具体实施方式
实施例如图I所示，图中BMS为电池管理系统，MCU为电机控制器，VMS为整车控制器，BCU为制动控制器。BMS实时监控动力电池当前的状态，计算其允许的最大充、放电电流，保证整车行驶安全；MCU控制电机的运转，执行VMS请求的扭矩，并反馈电机的状态；VMS 在BMS、MCU和BCU之间起桥梁作用，它通过CAN总线(CAN_H、CAN_L)与三个控制器通信，实现信息交互。VMS通过采集加速踏板位置信号和制动踏板开关信号，判断车辆当前是出于驱动状态还是制动状态。当车辆处于驱动状态时，由VMS发出控制指令，控制车辆运行。一说3/4页旦制动踏板发生动作，车辆进入强制制动状态，则指令全部交由B⑶控制，VMS根据BMS和 MCU的状态计算当前系统允许的最大再生制动扭矩，为制动安全提供保证。BCU检测制动压力及轮速信号，在VMS允许的范围内，协调分配电机制动和液压制动，控制液压调节模块中相应电磁阀的动作，同时通过CAN将请求的扭矩信号发给VMS，VMS对其进行故障检测和处理后，向MCU请求相应扭矩。
在汽车行驶过程中，整车控制系统VMS监测驾驶员的驾驶意图及整车零部件状态，判断当前车辆状态是否允许进入再生制动控制模式。当允许进入再生制动时，VMS综合考虑电池及电机状态，计算当前允许的最大再生制动扭矩Tq_regen_limit,并通过CAN通讯发送给制动控制单元B⑶，B⑶监测驾驶员的制动需求，在VMS允许的范围内，协调再生制动扭矩与常规液压制动扭矩，在满足驾驶员制动需求的前提下，优先回馈再生制动扭矩，实现制动能量回收的最大化。
本发明专利不改变原车制动踏板行程，不改变原车前后制动力分配曲线。将制动能量回收的过程分为两个阶段第一阶段为松开加速踏板，但未踩下制动踏板阶段的自然制动过程，此阶段VMS起主导作用，在整车状态允许的条件下施加再生制动扭矩，模拟传统车上驾驶员松开油门踏板后发动机的阻力矩；第二阶段为踩下制动踏板的强制制动过程， 此阶段BCU起主导作用，第二阶段再生制动扭矩由BCU根据踏板行程分配得到。
如图2所示，在正常驱动过程中，VMS根据加速踏板位置信号，向MCU请求驱动扭矩。当加速踏板开度低于某个阈值后，VMS判断加速踏板已经松开。加速踏板松开后，VMS根据制动踏板开关信号，判断驾驶员是否踩下制动踏板。当该信号为False时，制动踏板未踩下，VMS根据档位信息、车速信号、电池连接状态、电池S0C、电机状态、ABS是否激活、整车故障状态等信息判断整车条件是否允许进入第一阶段。若条件允许，则VMS根据车速信息计算再生制动扭矩，并根据电机和电池状态对该扭矩进行安全限制后，向MCU发送请求扭矩; 若条件不允许，则VMS请求制动扭矩为0，整车进入自然滑行状态。当制动踏板开关信号为 True时，进入驾驶员强制制动阶段，BCU起控制主导作用。VMS根据档位信息、车速信号、电池连接状态、电池S0C、电机状态、ABS是否激活、整车故障状态等信息判断整车条件是否允许VMS发送再生制动扭矩限值。
若条件允许，则VMS根据当前电机允许最大扭矩、电池SOC状态、最大充电电压、最大充电电流等信息计算整车允许的最大再生制动扭矩限值Tq_regen_limit,并将其发送给 BCU。若条件不允许，则VMS发送给BCU的扭矩限值为O。BCU根据制动踏板开关信号、档位信号、VMS允许的再生制动扭矩限值信号、车速信号、主缸压力的增加速率、车轮的滑移率等信号判断车辆是否允许进入第二阶段。若允许，则BCU在最大再生制动扭矩限值Tq_regen_ limit范围内，根据制动需求，协调分配液压制动扭矩和再生制动扭矩；否则车辆进入常规制动状态。
如图3所示，BCU首先根据驱动轮的轮缸压力传感器计算驾驶员需求的制动扭矩 Tq_total,与VMS计算出的允许最大再生制动扭矩限值Tq_regen_limit作比较。当Tq_ total小于或等于Tq_regen_limit时，车辆允许的再生制动扭矩可以满足驾驶员的制动需求，此时BOJ请求的再生制动扭矩Tq_regen=Tq_total,液压制动扭矩Tq_hyd=0 ;当Tq_ total大于Tq_regen_limit时,表明再生制动不能满足驾驶员的制动需求,需要液压调节模块补充液压制动，此时B⑶请求的再生制动扭矩Tq_regen=Tq_regen_limit,液压制动扭6矩 Tq_hyd=Tq_total_Tq_regen_limit。BQJ 将计算出的 Tq_regen 发送给 VMS,并控制液压调节模块，将液压制动扭矩控制在Tq_hyd。VMS对BCU请求的Tq_regen进行故障检测和平滑处理，并将处理后的值Tq_regen_req发送给MCU执行。MCU控制电机执行该再生制动扭矩，并将电机实际回馈扭矩Tqjnotor通过VMS反馈给BCU，B⑶实时比较Tq_total 和(Tq_motor+Tq_hyd)的大小。当 Tq_total 大于(Tq_motor+Tq_hyd)时,说明系统施加制动力不足，BCU控制液压调节模块继续对液压系统进行增压，使液压制动扭矩Tq_hyd增加(Tq_total-Tq_motor_Tq_hyd);当 Tq_total 等于(Tq_motor+Tq_hyd)时，系统施加制动力刚好满足制动需求，BCU控制液压调节模块对液压系统进行保压；当Tq_total小于(Tq_ motor+TcLhyd)时，说明系统施加制动力过大，BCU控制液压调节模块对液压系统进行减压， 使液压制动扭矩Tq_hyd减小(Tq_motor+Tq_hyd_Tq_total )。通过以上控制过程，BQJ和 VMS共同协调液压制动和再生制动，在保证制动安全和兼顾踏板感觉的同时，最大限度地回收了制动能量，具有良好的驾驶舒适性与经济性。
权利要求
1.一种串联式再生制动控制方法，包括一下步骤 整车控制器VMS监测驾驶员的意图及整车的状态判断是否进入再生制动控制模式； 判定允许进入再生制动时，整车控制器VMS综合考虑电池及电机状态，计算当前允许的最大再生制动扭矩，并将最大再生制动扭矩发送给制动控制单元BCU ； 制动控制单元BCU监测驾驶员的制动需求，在整车控制器VMS允许的范围内，协调再生制动扭矩与常规液压制动扭矩，在满足驾驶员制动需求的前提下，优先回馈再生制动扭矩，实现制动能量回收的最大化。
2.如权利要求I所述的串联式再生制动控制方法，其特征在于所述的制动能回收分为两个阶段 第一阶段为松开加速踏板，但未踩下制动踏板阶段的自然制动过程， 第二阶段为踩下制动踏板的强制制动过程。
3.如权利要求2所述的串联式再生制动控制方法，其特征在于当整车控制器VMS检测到加速踏板松开，制动踏板未踩下时，整车控制器VMS综合整车信息判断是否进入第一阶段；若条件允许，则整车控制器VMS根据车速信息计算再生制动扭矩，向电机控制器MCU发送请求扭矩；若条件不允许，则整车控制器VMS请求制动扭矩为O，整车进入自然滑行状态。
4.如权利要求2所述的串联式再生制动控制方法，其特征在于当整车控制器VMS检测到加速踏板松开，制动踏板踩下时，整车控制器VMS综合整车信息计算整车允许的最大再生制动扭矩，并将其发送给制动控制单元BCU，制动控制单元BCU根据制动踏板开关信号、档位信号、整车控制器VMS允许的再生制动扭矩限值信号、车速信号、主缸压力的增加速率、车轮的滑移率等信号判断车辆是否允许进入第二阶段； 若允许，则制动控制单元BCU在最大再生制动扭矩范围内，根据制动需求，协调分配液压制动扭矩和再生制动扭矩；否则车辆进入常规液压制动状态。
5.如权利要求3或4所述的串联式再生制动控制方法，其特征在于所述的整车信息包括档位信息、车速信号、电池连接状态、电池SOC、电机状态、ABS是否激活、整车故障状态信息。
6.如权利要求2至4任意一项所述的串联式再生制动控制方法，其特征在于所述的第二阶段控制步骤如下 a.制动控制单元BCU根据驱动轮的轮缸压力传感器计算驾驶员需求的制动扭矩； b.将需求的制动扭矩与最大再生制动扭矩限值作比较；当需求的制动扭矩小于或等于最大再生制动扭矩限值时，制动控制单元BCU请求的再生制动扭矩等于需求的制动扭矩，液压制动扭矩为O ;当需求的制动扭矩大于最大再生制动扭矩限值时，制动控制器BCU请求的再生制动扭矩等于最大再生制动扭矩，液压制动扭矩等于需求的制动扭矩减去最大再生制动扭矩。
c.制动控制器B⑶将计算出的再生制动扭矩发送给整车控制器VMS，并控制液压调节模块；整车控制器VMS对制动控制单元BCU请求的再生制动扭矩进行故障检测和平滑处理，并将处理后的值发送给电机控制器MCU执行；电机控制器MCU控制电机执行该再生制动扭矩，并将电机实际回馈扭矩通过整车控制器VMS反馈给制动控制单元BCU。
d.制动控制单元BCU实时比较需求的制动扭矩和电机实际回馈扭矩的大小，优先选择再生 制动的情况下辅助液压制动。
全文摘要
一种串联式再生制动控制方法，包括以下步骤整车控制器VMS监测驾驶员的意图及整车的状态判断是否进入再生制动控制模式；判定允许进入再生制动时，整车控制器VMS综合考虑电池及电机状态，计算当前允许的最大再生制动扭矩，并将最大再生制动扭矩发送给制动控制单元BCU；制动控制单元BCU监测驾驶员的制动需求，在整车控制器VMS允许的范围内，协调再生制动扭矩与常规液压制动扭矩，在满足驾驶员制动需求的前提下，优先回馈再生制动扭矩，实现制动能量回收的最大化。可广泛应用于再生制动控制领域。
文档编号B60T8/171GK102975702SQ201210535260
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者王换换 申请人:奇瑞汽车股份有限公司