一种车辆能量回收优化方法、系统和车辆与流程

1.本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种车辆能量回收优化方法、系统和车辆。


背景技术：

2.amt变速箱是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的；它揉合了at和mt两者优点的机电液一体化自动变速器。对于纯电amt变速箱，需要经过扭矩卸载、摘档、调速、同步、挂挡、扭矩恢复的阶段，因此换挡过程存在动力中断的现象；此外在滑行的时候遇到降档时，同样存在动力中断的现象。当出现动力中断的现象时，整个过程将会带给驾乘人员出现先加速后减速的感觉，驾驶感受较差。
3.现有技术中，大多数纯电动汽车都是单档变速箱，仅有部分纯电动车型采用多档变速箱，但是它们的变速箱都采用无动力中断的方式进行换挡控制，因而无该方面的问题。相比于高端车使用类似at、dct等纯电变速箱，emt结构简单价格便宜。
4.在单档纯电系统中，单踏板(one pedal)式电动车采用如下方法：驾驶员丢掉油门后,前半段采用电机制动，后半段采用机械制动，机械制动的制动力由esc结合整车控制器目标减速度分配计算，达到减速的连续性。但是该种单踏板式电动车不需要对多档变速箱进行控制，单踏板模式下，滑行能量回收过程中电机回收与机械制动的切换，在时间及动态相应上面没有较强的需求，只需要保证平顺切换即可，而一旦将其运用到带有换挡的车辆中，因为有了既定的场景和时间限制，在动态响应上面有很强的要求，现有方法无法满足要求。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是要提供一种解决滑行能量回收过程中，遇到换挡的情况，驾乘人员体感整车加速后又减速的问题的车辆能量回收优化方法。
6.特别地，本发明提供了一种车辆能量回收优化方法，包括以下步骤：
7.在车辆处于滑行能量回收过程中，获取目标回收扭矩，并将所述目标回收扭矩分配为机械制动扭矩和电机制动扭矩；
8.在确定所述车辆在两档以上且在降档操作时，使得所述电机制动扭矩按梯度逐渐降至0nm，并使电机实际扭矩执行；
9.根据所述目标回收扭矩和所述电机实际扭矩重新分配机械制动扭矩，以获得新机械制动扭矩。
10.进一步地，所述根据所述目标回收扭矩和所述电机实际扭矩重新分配机械制动扭矩，以获得新机械制动扭矩的步骤中，所述新机械制动扭矩等于所述目标回收扭矩减去所述电机实际扭矩。
11.进一步地，所述电机制动扭矩按梯度逐渐降至0nm的过程中，所述机械制动扭矩逐渐上升。
12.进一步地，所述电机制动扭矩按梯度逐渐降至0nm后，所述机械制动扭矩等于所述
目标回收扭矩。
13.进一步地，所述电机制动扭矩按梯度逐渐降至0nm的过程中，车辆控制器先发送的电机控制信号，电机接收到电机控制信号之后执行电机制动动作。
14.进一步地，电机执行电机制动动作的持续时间等于于车辆控制器发送的电机控制信号的持续时间。
15.进一步地，获取电机制动扭矩时，根据车辆的制动踏板信号或制动系统的缸压信号获取车辆的制动信息，进而获取与所述制动信息对应的电机制动扭矩。
16.特别地，本发明公开了一种车辆能量回收系统，包括处理器和存储器，所述存储器存储用于执行所述的车辆能量回收优化方法的程序。
17.进一步地，还包括制动器，所述处理器根据所述存储器中车辆能量回收优化方法的程序向所述制动器发送制动命令，对电机匹配相应的机械制动扭矩以满足线性减速度需求。
18.特别地，本发明公开了一种车辆，包括纯电amt变速箱，还包括所述的车辆能量回收系统。
19.本发明中，根据目标回收扭矩和电机实际扭矩重新分配机械制动扭矩，以获得新机械制动扭矩，本发明中同时利用机械制动扭矩和电机制动扭矩进行制动，电机制动扭矩按梯度逐渐降至0nm，并使电机实际扭矩执行，从而能够给电机制动以及机械制动提供一个缓冲的时间，切换平顺。
20.进一步地，本发明中，所述新机械制动扭矩等于所述目标回收扭矩减去所述电机实际扭矩，机械制动和电机制动始终保持动态平衡，故动态响应上能够保持较高的控制水平。
21.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
22.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
23.图1是根据本发明一个实施例的车辆能量回收优化方法流程图；
24.图2是根据本发明一个实施例的vcu请求电机扭矩和电机实际扭矩对比图；
25.图3是根据本发明一个实施例的机械制动扭矩和电机制动扭矩对比图。
具体实施方式
26.图1是根据本发明一个实施例的车辆能量回收优化方法流程图。特别地，本发明公开了一种车辆能量回收优化方法，包括以下步骤：
27.s1、在车辆处于滑行能量回收过程中，获取目标回收扭矩，并将目标回收扭矩分配为机械制动扭矩和电机制动扭矩；
28.s2、在确定车辆在两档以上且在降档操作时，使得电机制动扭矩按梯度逐渐降至0nm，并使电机实际扭矩执行；
29.s3、根据目标回收扭矩和电机实际扭矩重新分配机械制动扭矩，以获得新机械制动扭矩。
30.本实施例中，根据目标回收扭矩和电机实际扭矩重新分配机械制动扭矩，以获得新机械制动扭矩，本发明中同时利用机械制动扭矩和电机制动扭矩进行制动，电机制动扭矩按梯度逐渐降至0nm，并使电机实际扭矩执行，从而能够给电机制动以及机械制动提供一个缓冲的时间，切换平顺。
31.根据本发明的一个实施例，在步骤s1中，滑行能量是新能源车辆的一个常用的能量回收手段，新能源汽车普遍拥有能量回收系统，能量回收系统一般定义两种情况为能量回收情况，第一种情况是车辆通过松开油门时，使得整车依靠自身阻力来进行滑行，此工况的滑行距离较长，第二种情况是车辆通过踩刹车来实现制动。上述两种情况发生的过程中，整车的动能转化为客服摩擦力做功产生的热能，其中制动过程中制动系统工作的摩擦力所作的功最大。行进中的车辆进入上述两种情况后，电机和车轮仍然耦合，电机仍然能够在传动机构的带动下产生感应电流通过电机回充到电池，并在此时对转子产生反向扭矩从而阻止车辆向前行进，以此实现车辆减速，一般电动车能量回收对续航里程贡献率大概在15％～20％左右。
32.根据本发明的一个实施例，在步骤s1中，将目标回收扭矩分配为机械制动扭矩和电机制动扭矩，该过程由车辆的vcu自动执行。车辆的vcu中烧录有可执行的程序，该程序通过一定的算法将目标回收扭矩分配为机械制动扭矩和电机制动扭矩，通常该算法是依据实验数据编制的。例如本领域技术人员进行n次实验后，发机械制动扭矩和电机制动扭矩的比例为q时，能解决驾乘人员体感整车加速后又减速的问题，即可将该比例值q的分配方法烧录至程序中。进而车辆的vcu在获取目标回收扭矩后，可以将目标回收扭矩分配为机械制动扭矩和电机制动扭矩。
33.根据本发明的一个实施例，在步骤s2中，vcu始终在接收车辆的换挡信号。具体地，vcu与车辆的挡位传感器耦合以获取车辆的换挡信号，vcu可以识别车辆在两档以上且在降档操作。vcu在接收到车辆在两档以上且在降档操作的信号，vcu向电机发送指令，该指令的内容为vcu请求电机扭矩，使得电机制动扭矩按梯度逐渐降至0nm，并使电机实际扭矩执行。
34.图2是根据本发明一个实施例的vcu请求电机扭矩和电机实际扭矩对比图。根据本发明的一个实施例，在步骤s2中，上述电机制动扭矩梯度逐渐降至0nm的过程中，具体地执行方式可以参考图2，vcu请求电机扭矩和电机实际扭矩的数值和变化范围是一致的，但是电机实际扭矩在相对vcu请求电机扭矩有一定的延迟，因此本实施例中将该两个概念区别论述。
35.图3是根据本发明一个实施例的机械制动扭矩和电机制动扭矩对比图。根据本发明的一个实施例，在步骤s3中，vcu分配机械制动扭矩和电机制动扭矩后，在t1时间前，会经过一次调整，该次调整中，电机制动扭矩按梯度逐渐降至0nm，并使电机实际扭矩执行，最终在获得新的机械制动扭矩，也即t1至t2时间段内的机械制动扭矩。在t1时间前的调整过程中，新机械制动扭矩仍然等于目标回收扭矩减去电机实际扭矩。在t1至t2时间段内以及t2时间之后的调整过程中，机械制动扭矩仍然等于目标回收扭矩减去电机实际扭矩。本实施例中，机械制动和电机制动始终保持动态平衡，故动态响应上能够保持较高的控制水平。
36.根据本发明的一个实施例，在一个实施场景中，整车自动制定目标回收扭矩t0，整
车处于滑行能量回收过程中，vcu(车辆控制器)会先将目标回收扭矩t0发送给esc(汽车电子稳定控制系统)，esc将该扭矩t0定义为总回收扭矩t1，然后根据实际情况该总回收扭矩t1进行仲裁，仲裁结果为该总回收扭矩t1分配为机械制动扭矩t2和电机制动扭矩t3，并将仲裁完成的电机制动扭矩t3定义为仲裁后目标扭矩t1＇，并将该仲裁后目标扭矩t1＇的数值返回至vcu，vcu再将该扭矩t1＇发送给电机控制器。当vcu发出由2档降1档的信号后，变速箱控制单元收到该信号，会发出ramp(斜坡信号指令)请求，vcu收到该信号之后，仲裁目标能量回收扭矩按梯度ramp到0nm，电机执行电机实际扭矩t4。同时esc收到ramp信号后根据电机实际扭矩t4和总回收扭矩t1，重新分配机械制动扭矩为新机械制动扭矩t5。此时新机械制动扭矩t5，新机械制动扭矩t5等于总回收扭矩t1减去电机实际扭矩t4。执行完上述操作步骤后，ramp信号复位。需要说明的是，在上述表述中，esc电机制动扭矩t3、电机实际扭矩t4、仲裁后目标扭矩t1＇数值相同，总回收扭矩t1为机械制动扭矩t2和电机制动扭矩t3之和。
37.特别地，本发明还公开了一种车辆能量回收系统，包括处理器和存储器，所述存储器存储用于执行所述的车辆能量回收优化方法的程序。
38.根据本发明的一个实施例，车辆能量回收系统还包括制动器，处理器根据存储器中车辆能量回收优化方法的程序向制动器发送制动命令，对电机匹配相应的机械制动扭矩以满足线性减速度需求。
39.特别地，本发明公开了一种车辆，包括纯电amt变速箱，还包括所述的车辆能量回收系统。
40.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。