本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种滑行能量回收方法、装置及系统。
背景技术：
随着混合动力汽车的日益普及，混合动力汽车的拥有量的也日益增多，混合动力汽车的节能和续航问题已受到国内外汽车工程界的极大重视。为了保护环境及合理地利用资源，就必需降低混合动力汽车的资源消耗。通常，将混合动力汽车制动时损失的能量进行回收，并在混合动力汽车加速或上坡时再利用，可以提高混合动力汽车的续航能力。
通常，混合动力汽车都配置有滑动能量回收系统，在驾驶过程中，驾驶员松油门时，车辆通过克服发动机旋转阻力矩来达到减速效果，在此减速过程中车辆减速所损失的动能都只能通过摩擦阻力产生的热能损失掉，无法回收利用。而滑行能量回收系统就是通过对该部分的能量损失进行回收利用以达到很好的节油效果，但目前已有的滑行能量回收功能中只能基于车速和油门等信号来判定滑行能量回收扭矩的大小，只关注于能量回收最大化效果，无法兼顾驾驶员驾驶性能的舒适性，降低了驾驶员的舒适度。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种滑行能量回收方法、装置及系统，以缓解现有的滑动能量回收系统无法兼顾驾驶员驾驶性能的舒适性的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种滑行能量回收方法，该方法应用于滑行能量回收系统，进行滑行能量回收，该方法包括：获取当前车辆的行驶参数和坡度信号；其中，行驶参数包括车速、档位和刹车踏板信号；根据行驶参数计算当前车速下的初始回收扭矩；根据坡度信号对初始回收扭矩进行修正，得到目标回收扭矩；将目标回收扭矩发送至电机，触发电机进行能量回收。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述根据行驶参数计算当前车速下的初始回收扭矩的步骤包括：获取预先存储的车辆属性信息，根据车辆属性信息和行驶参数计算最大回收扭矩和初始回收扭矩，其中，车辆属性信息至少包括：电机状态、电池状态、车重、车辆滑行阻力以及发动机倒拖阻力矩。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述根据坡度信号对初始回收扭矩进行修正，得到目标回收扭矩的步骤包括：根据坡度信号在预先存储的修正表中查找与当前车辆的行驶参数匹配的修正系数；根据修正系数对初始回收扭矩进行修正，得到目标回收扭矩。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述根据修正系数对初始回收扭矩进行修正，得到目标回收扭矩的步骤包括：当坡道信号对应的坡度大于第一坡度阈值时，修正系数小于1；当坡道信号对应的坡度小于第二坡度阈值时，修正系数大于1；其中，第一坡度阈值大于第二坡度阈值；当坡度信号对应的坡度大于第二坡度阈值，且小于第一坡度阈值时，修正系数等于1；目标回收扭矩的计算公式为：
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述得到目标回收扭矩之后，方法还包括：根据行驶参数计算当前车辆的打滑率；在预先存储的安全系数表中查找与打滑率对应的安全系数；将目标回收扭矩乘以安全系数，得出优化目标回收扭矩；将优化目标回收扭矩发送至电机，触发电机进行能量回收。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述触发电机进行能量回收的步骤包括：根据目标回收扭矩驱动电机转动，对电池进行充电。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：在电池充电时，实时监测能量回收信号，其中，能量回收信号至少包括：电池的电量、电池温度及电机温度信号；当能量回收信号中任一信号超过预先设置的信号阈值时，停止能量回收的过程。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：实时监测当前车辆的加速踏板开度信号，当监测到加速踏板开度信号，且，加速踏板开度信号小于预先设置的开度阈值时，启动滑行能量回收过程。
第二方面，本发明实施例还提供了一种滑行能量回收装置，该装置设置于滑行能量回收系统，进行滑行能量回收，该装置包括：获取模块，用于获取当前车辆的行驶参数和坡度信号；其中，行驶参数包括车速、档位和刹车踏板信号；计算模块，用于根据行驶参数计算当前车速下的初始回收扭矩；修正模块，用于根据坡度信号对初始回收扭矩进行修正，得到目标回收扭矩；能量回收模块，用于将目标回收扭矩发送至电机，触发电机进行能量回收。
第三方面，本发明实施例还提供了一种滑行能量回收系统，该系统包括存储器以及处理器，存储器用于存储支持处理器执行第一方面所述方法的程序，处理器被配置为用于执行存储器中存储的程序。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存为第二方面所述装置所用的计算机软件指令。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的一种滑行能量回收方法、装置及系统，能够获取当前车辆的行驶参数和坡度信号，根据行驶参数计算当前车速下的初始回收扭矩；并根据坡度信号对初始回收扭矩进行修正，得到目标回收扭矩；再将目标回收扭矩发送至电机，触发电机进行能量回收，在能量回收过程中，能够根据道路信号，对初始回收扭矩进行修正，避免车辆在上坡过程中车辆减速度过大导致频繁点踩油门，或下坡过程中车辆减速度过小导致的频繁点踩刹车等问题，有助于保证车辆驾驶性的舒适度，从而实现在保证不同坡道角度下的驾驶舒适度的基础上回收能量的最大化。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种滑行能量回收方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种滑行能量回收方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种滑行能量回收装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种滑行能量回收系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，滑行能量回收功能中，只能基于车速和油门等信号来判定滑行能量回收扭矩的大小，只关注于能量回收最大化效果，无法兼顾驾驶性，使得在上坡车辆减速过快，或者下坡时车辆加速过快频踩刹车，降低了驾驶员的舒适度。基于此，本发明实施例提供的一种滑行能量回收方法、装置及系统，在进行能量回收的同时，保证驾驶员的驾驶舒适度。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种滑行能量回收方法进行详细介绍。
实施例一：
本发明实施例提供了一种滑行能量回收方法，该方法应用于混合动力汽车的滑行能量回收系统，具体地，可以在滑行能量回收系统的控制器上执行，进行滑行能量回收，能量回收系统是指将车辆在制动或减速过程中消耗的多余能量回收利用，以此降低车辆的能量消耗，提高混合动力汽车的行驶里程。
如图1所示的一种滑行能量回收方法的流程图，包括以下步骤：
步骤s102，获取当前车辆的行驶参数和坡度信号；通常，该行驶参数包括车速、档位和刹车踏板信号；
具体实现时，车速和档位信号可以通过速度传感器测得，刹车踏板信号可以由刹车踏板开度传感器检测。
步骤s104，根据行驶参数计算当前车速下的初始回收扭矩；
步骤s106，根据坡度信号对初始回收扭矩进行修正，得到目标回收扭矩；
步骤s108，将目标回收扭矩发送至电机，触发电机进行能量回收。
考虑到混合动力汽车(以下简称汽车)在行驶过程中，根据路况信息的不同，或者驾驶员的驾驶习惯不同，会出现频繁踩刹车踏板的情况，而轻度点踩刹车踏板时，并不适合进行滑行能量回收。因此，为了避免滑行能量回收系统的频繁启动，上述方法还包括：在车辆行驶时，实时监测当前车辆的加速踏板开度信号，当监测到加速踏板开度信号，且，加速踏板开度信号小于预先设置的开度阈值时，启动滑行能量回收过程，保证了滑行能量回收系统的启动有效性，避免频繁的无效启动带来的能源浪费。
通常，由于每辆汽车的车重和发动机等属性不同，导致上述初始回收扭矩也不一样，因此，在计算初始回收扭矩时，通常是基于车辆属性信息，以及汽车当前的行驶参数进行的。具体地，需要获取预先存储的车辆属性信息，根据车辆属性信息和行驶参数进行计算，得出最大回收扭矩和初始回收扭矩，其中，车辆属性信息至少包括：电机状态、电池状态、车重、车辆滑行阻力以及发动机倒拖阻力矩。
具体的仿真计算过程，可以通过基于matlab/simulink的建模方法，建立车辆计算机仿真模型实现，根据仿真模型进行能量管理策略设计，进而基于车辆属性信息和当前车辆的行驶参数，得出最大回收扭矩和初始回收扭矩。进一步，还可以在能量管理策略设计中，上述仿真模型还可以用来定量分析整车的能量消耗，建立能量消耗模型，用于设计能量管理策略，快速验证能量管理策略，减少不必要的样车制造和实车试验，缩短开发周期，降低开发成本。具体的仿真计算的建模方法和仿真模型的建立方法可以参考现有技术中的相关资料实现，本发明实施例对此不进行限制。
通常，上述初始回收扭矩为当前汽车基于当前车速产生的一个回收扭矩，基于不同车速，该初始回收扭矩不同。具体实现时，上述回收扭矩为在汽车制动时，将动能或者势能转换为电能，并从车轮传到电机的力矩，通常，汽车制动时，制动器产生力矩，一部分的力矩作为制动力矩，产生一个制动减速度，该制动减速度直接反映了使汽车减速行驶的制动力的大小，制动减速度越大，制动力就越大，汽车的车速下降越快，制动距离也越短，因此，制动减速度可以使汽车减速运行，即，使车轮的转速下降，最终使汽车减速直至停车；在下坡行驶时，该制动力矩还可以使汽车保持适当的稳定车速；此外，还可使汽车可靠地停在原地或坡道上。
在没有滑行能量回收系统的情况下，除上述一部分的力矩作为制动力矩外，另一部分则在车辆减速过程中通过摩擦阻力产生的热能损失掉。而在配置有滑行能量回收系统的汽车上，可以对损失掉的扭矩进行回收。
传统的滑行能量回收系统，在进行能量进行回收时，通常仅仅基于车速和油门等信号来判断回收扭矩的大小，只关注于能量回收最大化效果，导致出现汽车上坡过程中车辆减速度过大，或下坡过程中车辆减速度过小等问题。
基于此，本发明实施例提供的滑行能量回收方法，能够在得出初始回收扭矩后，对初始回收扭矩进行修正，因此，基于图1所示的滑行能量回收方法，本发明实施例还提供了另一种滑行能量回收方法，如图2所示的另一种滑行能量回收方法的流程图，包括以下步骤：
步骤s202，实时监测当前车辆的加速踏板开度信号，当监测到加速踏板开度信号，且，加速踏板开度信号小于预先设置的开度阈值时，启动滑行能量回收过程；
上述滑行能量回收过程启动后，通过步骤s204～步骤s218进行能量回收。
步骤s204，获取当前车辆的行驶参数和坡度信号；
步骤s206，获取预先存储的车辆属性信息，根据车辆属性信息和行驶参数计算最大回收扭矩和初始回收扭矩；
其中，仿真计算的过程可以基于上述matlab/simulink的建模方法实现。车辆属性信息至少包括：电机状态、电池状态、车重、车辆滑行阻力以及发动机倒拖阻力矩，通常，根据电机状态和电池状态计算当前车辆允许的最大回收扭矩；根据行驶参数，如车速、档位和刹车踏板信号，并结合车重、车辆滑行阻力以及发动机倒拖阻力矩等计算初始回收扭矩。
步骤s208，根据坡度信号在预先存储的修正表中查找与当前车辆的行驶参数匹配的修正系数；
具体地，该修正系数为基于坡度信号的修正系数，当汽车在上坡工况下，该修正系数小于1，且，坡道信号对应的坡度(坡道角度)越大，该修正系数越小；当汽车在下坡工况下，该修正系数大于1，且，坡道信号对应的坡度越小，该修正系数越大；具体该修正系数的大小与坡道角度的关系，可以通过实验标定的方法获得，如，上坡工况下，坡度为30度时，修正系数为0.7；坡度为40度时，修正系数为0.6等。具体的坡度值，以及该坡度值对应的修正系数，可以基于当前车辆的车辆属性信息，进行实验标定，具体以实际情况为准，本发明实施例对此不进行限制
当查找到修正系数后，可以进行初始回收扭矩的修正过程。
步骤s210，根据修正系数对初始回收扭矩进行修正，得到目标回收扭矩；
为了便于对坡度进行标定，可以建立坡度坐标系，以水平面为零点，规定上坡的坡度为正方向，下坡的坡度为负方向。
当坡道信号对应的坡度大于第一坡度阈值时，修正系数小于1；当坡道信号对应的坡度小于第二坡度阈值时，修正系数大于1；其中，第一坡度阈值大于第二坡度阈值；当坡度信号对应的坡度大于第二坡度阈值，且小于第一坡度阈值时，修正系数等于1；
具体地，在坡度坐标系中，上述第一坡度阈值通常为大于零的值，第二坡度阈值为小于零的值，因此，坡度越大，表示当前汽车为上坡工况，且坡道越陡；坡度越小，且小于零，表示当前汽车为下坡工况，且坡道越陡。
具体实现时，第一坡度阈值和第二坡度阈值可以根据实际情况进行设置，本发明实施例对此不进行限制。
进一步，上述目标回收扭矩的计算公式可以表示为：
其中，
以汽车上坡和下坡为例进行说明：
当汽车在上坡工况下进入能量回收时，滑行能量回收系统会基于实时计算的坡道角度大小作为输入条件查找修正系数，此时，修正系数小于1，初始回收扭矩乘以该小于1的修正系数后，使得回收扭矩减小，虽然减少了能量的回收，但是能够有助于保证在汽车上坡时，车辆减速度基本保持不变，避免出现上坡减速过快等驾驶性问题；
当汽车在下坡工况下进入能量回收时，滑行能量回收系统会基于实时计算的坡道角度大小作为输入条件查找修正系数，此时，修正系数大于1，初始回收扭矩乘以该大于1的修正系数后，使得回收扭矩增大，提高了能量的回收，同时，回收的能量较多，避免了汽车在下坡过程中速度增加较快的情况。
进一步，为了避免回收扭矩过大导致安全性能降低，因此，在下坡过程中的目标回收扭矩不得超过最大回收扭矩。
具体实现时，滑行能量回收系统可以将上述目标回收扭矩和最大回收扭矩发送至esp(electronicstabilityprogram，车身电子稳定系统)系统，该esp系统能够在提升车辆的操控表现的同时、有效地防止汽车达到其动态极限时失控的系统或程序，提升车辆的安全性和操控性。因此，esp系统在接收到目标回收扭矩和最大回收扭矩后，能够基于轮边减速度及打滑率等监控安全因素考虑对上述目标回收扭矩进行优化处理，具体如步骤s212～步骤s218所示。
步骤s212，根据行驶参数计算当前车辆的打滑率；
通常，车辆在运输工作时因地面松软、潮湿，或因负荷过重而行走部分打滑，假设车轮接地点相对于地面的线速度为va，车轮的轴心速度为vx，则打滑率为(va/vx)*100％。
应当理解，上述打滑率仅仅是示意说明，具体实现时，上述打滑率可以根据车辆属性信息，以及当前的道路情况进行设置，因此，上述打滑率的计算过程，还可以参考现有技术中的相关材料实现，具体以实际情况为准，本发明实施例对此不进行限制。
步骤s214，在预先存储的安全系数表中查找与打滑率对应的安全系数；
步骤s216，将目标回收扭矩乘以安全系数，得出优化目标回收扭矩；
步骤s218，将优化目标回收扭矩发送至电机，触发电机进行能量回收。
具体实现时，上述能量回收的过程，可以将目标回收扭矩发送至电机进行扭矩响应，以驱动电机转动，对电池进行充电。
进一步，考虑到电池的使用安全性，在电池充电时，上述方法还包括实时监测能量回收信号，其中，能量回收信号至少包括：电池的电量、电池温度及电机温度信号；当能量回收信号中任一信号超过预先设置的信号阈值时，退出滑行能量回收系统，停止能量回收的过程。
本发明实施例提供的一种滑行能量回收方法，能够获取当前车辆的行驶参数和坡度信号，根据行驶参数计算当前车速下的初始回收扭矩；并根据坡度信号对初始回收扭矩进行修正，得到目标回收扭矩；再将目标回收扭矩发送至电机，以触发电机转动，进行能量回收，在能量回收过程中，能够根据道路信号，对初始回收扭矩进行修正，避免车辆在上坡过程中车辆减速度过大导致频繁点踩油门，或下坡过程中车辆减速度过小导致的频繁点踩刹车等问题，有助于保证车辆驾驶性的舒适度，从而实现在保证不同坡道角度下的驾驶舒适度的基础上回收能量的最大化。
实施例二：
在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种滑行能量回收装置，该装置设置于滑行能量回收系统，进行滑行能量回收，如图3所示的一种滑行能量回收装置的结构示意图，该装置包括：
获取模块30，用于获取当前车辆的行驶参数和坡度信号；其中，行驶参数包括车速、档位和刹车踏板信号；
计算模块32，用于根据行驶参数计算当前车速下的初始回收扭矩；
修正模块34，用于根据坡度信号对初始回收扭矩进行修正，得到目标回收扭矩；
能量回收模块36，用于将目标回收扭矩发送至电机，触发电机进行能量回收。
本发明实施例提供的滑行能量回收装置，与上述实施例提供的滑行能量回收方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种滑行能量回收系统，该系统包括存储器以及处理器，存储器用于存储支持处理器执行上述实施例一所述方法的程序，处理器被配置为用于执行存储器中存储的程序。
进一步，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述实施例二所述装置所用的计算机软件指令。
参见图4，本发明实施例还提供一种滑行能量回收系统的结构框图，包括：处理器400，存储器401，总线402和通信接口403，所述处理器400、通信接口403和存储器401通过总线402连接；处理器400用于执行存储器401中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器401可能包含高速随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口403(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线402可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器401用于存储程序，所述处理器400在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的滑行能量回收装置所执行的方法可以应用于处理器400中，或者由处理器400实现。
处理器400可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器400中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器400可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器401，处理器400读取存储器401中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例所提供的滑行能量回收方法、装置及系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。