專利名稱：混合動力轎車再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混合動力電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一套再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
專利查新表明，有如下五個專利與本發(fā)明相關(guān)。
其一為日產(chǎn)自動車株式會社的“車輛制動控制系統(tǒng)”，專利申請?zhí)枮?00320128501。該專利涉及的制動控制系統(tǒng)主要有一個制動方式選擇部分。不同的制動方式有不同的控制方法優(yōu)先級。
其二為中國第一汽車集團公司的“提高混合動力汽車制動能量回收的控制方法”，申請?zhí)枮?00510016977。該專利僅僅通過整車控制器在加速踏板處于關(guān)閉時控制離合器斷開發(fā)動機與傳動系的聯(lián)結(jié)，同時指令電機進行再生制動。
其三為中國第一汽車集團公司的“混合動力汽車下坡時制動能量回收的控制方法”，申請?zhí)枮?00510016980。該專利主要根據(jù)車速和加速度2個參數(shù)確定電機的再生制動力矩，保持車速穩(wěn)定為目的。也沒有涉及到制動能量回收和再生制動的協(xié)調(diào)控制。
其四為吉林大學的“混合動力商用汽車的氣壓制動防抱死控制系統(tǒng)”，申請?zhí)枮?00610017245。該專利為氣壓防抱死控制，其制動力的分配和再生制動與防抱死的協(xié)調(diào)控制方法與本發(fā)明也完全不同。
其五為清華大學的“混合動力車串聯(lián)式制動系統(tǒng)”，申請?zhí)枮?00510001757。該專利也沒有將再生制動和液壓防抱死控制統(tǒng)一起來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決目前混合動力轎車的制動能量回收和制動防抱死的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)再生制動過程的平順安全，提出一種混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，使之具有如下優(yōu)點在結(jié)構(gòu)上充分利用現(xiàn)有的普通液壓制動系統(tǒng)和再生制動系統(tǒng)的部件資源無需新部件開發(fā)。通過協(xié)調(diào)再生制動控制和防抱死控制，保證最大限度地回收制動能量，提高了整車的經(jīng)濟性，又能防止車輪抱死，提高了整車的主動安全性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是按如下技術(shù)方案實現(xiàn)的，結(jié)合


如下一種用于前輪驅(qū)動的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，它由以下部分組成一個再生制動子系統(tǒng)，該部分利用再生制動力進行汽車制動；一個液壓制動子系統(tǒng)，該部分利用液壓制動力進行汽車制動；
一個對作用于車輪上的再生制動力矩和液壓制動力進行控制的再生制動與防抱死集成控制器；其中集成控制器設(shè)定制動所需的目標再生制動力矩，當車輪趨于抱死時，控制器首先小梯度減小再生制動力矩，經(jīng)過再生制動力矩的減小仍未解除車輪的抱死趨勢，控制器則同時控制液壓制動壓力和再生制動力矩。
所說的集成控制器與整車控制器通過CAN總線通訊，獲取電機、電池的狀態(tài)信號；集成控制器直接通過輪速傳感器獲取車輪輪速信號和制動主缸壓力信號，集成控制器通過CAN總線與整車控制器通訊發(fā)出再生制動控制指令，并直接向制動液壓壓力調(diào)節(jié)單元發(fā)出液壓控制指令。
當某個前輪的制動減速度或滑移率觸發(fā)了再生制動控制邏輯觸發(fā)門限，則集成控制器認為該前輪的液壓防抱死控制即將啟動；集成控制器控制前軸再生制動力矩并禁止控制前、后軸液壓制動壓力；所說的集成控制器控制前軸再生制動力矩是以減小-保持的方式小梯度的減小再生制動力矩，若該前輪的制動減速度以及滑移率都退出再生制動控制邏輯的觸發(fā)門限，則集成控制器將保持前軸再生制動力矩并禁止控制前、后軸制動液壓壓力；當兩個前輪的制動減速度或滑移率都觸發(fā)了再生制動控制邏輯觸發(fā)門限，集成控制器小梯度減小前軸再生制動力矩，只有當兩個前輪的制動減速度以及滑移率都退出再生制動控制邏輯的觸發(fā)門限，則集成控制器才保持前軸再生制動力矩不變并禁止控制錢、后軸的制動液壓壓力。
若某個前輪的制動減速度或車輪縱向滑移率觸發(fā)了液壓控制邏輯的觸發(fā)門限，則集成控制器同時控制再生制動力矩和作用于該前輪上的液壓壓力。
當某個前輪的制動減速度或車輪縱向滑移率觸發(fā)了液壓控制邏輯的觸發(fā)門限，則集成控制器直接向液壓壓力調(diào)節(jié)單元發(fā)出控制指令，使作用該前輪上的制動液壓壓力根據(jù)控制邏輯保持，減小或小梯度增加；同時集成控制器根據(jù)控制邏輯對前軸再生制動力矩進行保持或小梯度減小，并通過CAN總線將控制指令傳給整車控制器，再由整車控制器通過CAN總線向電機控制器發(fā)送控制指令。
只要某個前輪的液壓制動過程根據(jù)液壓控制邏輯，處于減小制動壓力階段時，再生制動過程根據(jù)控制邏輯應處于小梯度減小再生制動力矩的階段，即集成控制器通過CAN總線和整車控制器發(fā)出控制再生制動子系統(tǒng)的控制指令，以減小-保持的方式小梯度減小前軸再生制動力矩。
只有兩前輪的液壓制動過程根據(jù)液壓控制邏輯，都退出減壓過程進入保持制動壓力階段或小梯度增加制動壓力階段時，再生制動過程根據(jù)控制邏輯應處于保持再生制動力矩階段，即集成控制器通過CAN總線和整車控制器發(fā)出再生制動控制指令，保持作用于前軸的再生制動力矩不變。
所說的集成控制器根據(jù)制動需求和當前制動條件計算目標再生制動力矩，并控制再生制動子系統(tǒng)產(chǎn)生相應的再生制動力矩，集成控制器通過小梯度減小目標再生制動力矩來小梯度減小作用于前軸的再生制動力矩，通過保持目標再生制動力矩來保持作用于前軸的再生制動力矩。
集成控制器根據(jù)當前液壓制動系統(tǒng)的液壓制動力和混合動力轎車前、后軸制動力分配系數(shù)限值計算再生制動力矩最大需求限值。
其中集成控制器根據(jù)電機當前可提供的最大再生制動力矩和再生制動力矩最大需求限值確定目標再生制動力矩。
所說的集成控制器對電機當前可提供的最大再生力矩與再生制動力矩最大需求限值進行比較，其中較小者即為目標再生制動力矩，集成控制器控制再生制動子系統(tǒng)產(chǎn)生相符合的再生制動力矩。
集成控制器根據(jù)功能可分為再生制動控制單元和液壓控制單元兩部分。
再生制動控制單元主要根據(jù)前、后軸制動力分配限值和制動需求計算目標再生制動力矩并通過控制再生制動子系統(tǒng)產(chǎn)生相應的再生制動力矩，并在制動過程中根據(jù)控制邏輯對再生制動力矩進行控制。
液壓控制單元主要通過控制液壓壓力調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)液壓制動子系統(tǒng)產(chǎn)生的液壓壓力，實現(xiàn)對液壓制動力的控制。
當液壓控制單元和再生制動控制單元同時工作時，當液壓控制處于減小壓力階段時，再生制動過程處于小梯度減小再生制動力矩的過程；當液壓控制處于其他階段時，再生制動過程處于保持再生制動力矩的過程。
當制動過程中，尚未有車輪出現(xiàn)抱死趨勢，則集成控制器根據(jù)制動力分配策略分配確定前后軸再生制動力和液壓制動力；當車輪上的液壓防抱死控制即將被啟動時，集成控制器將小梯度減小再生制動力矩；如果經(jīng)過再生制動力矩的減小，該車輪上的液壓防抱死控制趨勢被解除，則集成控制器則控制再生制動力矩保持不變，當車輪上的液壓防抱死控制再次有啟動趨勢時，則集成控制器再次小梯度減小再生制動力矩；如果該車輪上的液壓防抱死控制被啟動后，如果液壓制動過程處于減壓階段則再生制動過程處于小梯度減小再生制動力的過程；如果液壓制動過程處于其他控制階段，則再生制動過程處于保持再生制動力的過程。
該集成控制系統(tǒng)，其中一個再生制動子系統(tǒng)包括感應電機、變速器、主減速器、電池及相關(guān)連接電路；其中一個液壓制動子系統(tǒng)包括設(shè)置在各個車輪上的與防抱死裝置信號連接的車輪輪速傳感器、車輪盤式制動器、制動液壓壓力調(diào)節(jié)單元、真空助力器、制動踏板、和制動主缸壓力傳感器；其中一個再生制動與防抱死集成控制器-ECU，該控制器與整車控制器-ECU以CAN線連接。
本發(fā)明不局限于說明書中所列的具體的混合動力汽車結(jié)構(gòu)類型和具體的液壓控制邏輯和具體的再生制動控制邏輯；相反，本發(fā)明包括適用于任何汽車結(jié)構(gòu)類型的與本發(fā)明思想等價的控制邏輯變體。此外，在應用于各種汽車結(jié)構(gòu)類型的各種再生制動和液壓控制邏輯中，只要包含某個本發(fā)明中所列的元素也屬于本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明涉及的再生制動控制子系統(tǒng)和液壓制動控制子系統(tǒng)。兩控制子系統(tǒng)既相互獨立又相互統(tǒng)一。相互獨立是指液壓制動控制子系統(tǒng)根據(jù)車輪的制動狀態(tài)對液壓壓力進行控制，不受再生制動控制子系統(tǒng)工作狀態(tài)的限制，同理，再生制動控制子系統(tǒng)也根據(jù)車輪的制動狀態(tài)對前軸的再生制動力矩進行控制，不受液壓控制子系統(tǒng)工作狀態(tài)的限制。兩制動控制子系統(tǒng)相互統(tǒng)一是指兩控制子系統(tǒng)在作用效果上是協(xié)調(diào)統(tǒng)一的，能夠?qū)崿F(xiàn)能量回收和防抱死的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。本發(fā)明主要解決了在保證汽車制動安全性和平順性基礎(chǔ)上最大限度的發(fā)揮電機的再生制動功能，提高整車的能量利用率和經(jīng)濟性。
與現(xiàn)有的混合動力制動技術(shù)相比，在結(jié)構(gòu)上充分利用現(xiàn)有的普通液壓制動系統(tǒng)和再生制動系統(tǒng)的部件資源無需新部件開發(fā)。通過協(xié)調(diào)再生制動控制和防抱死控制，保證最大限度地回收制動能量，提高了整車的經(jīng)濟性，又能防止車輪抱死，提高了整車的主動安全性。

圖1為混合動力汽車再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A為ECE法規(guī)關(guān)于汽車前、后軸制動力分配的規(guī)定圖示；圖2B為混合動力轎車制動力分配系數(shù)限值圖示；圖3為混合動力汽車制動力控制流程圖；圖4為再生制動與防抱死集成控制邏輯門限示意圖；圖5為液壓防抱死控制邏輯流程圖；圖6為再生制動控制邏輯流程圖；圖7為液壓防抱死控制邏輯示意圖；圖8為再生制動控制邏輯示意圖。其中實線表示的是a0門限觸發(fā)，而s0門限未觸發(fā)引起控制邏輯觸發(fā)的示意圖，虛線表示的是s0門限觸發(fā)導致的控制邏輯觸發(fā)示意圖。
圖中1為右前輪盤式制動器，2為右前輪，3為AMT變速箱的控制單元ECU，4為制動液壓壓力調(diào)節(jié)單元，5為制動主缸壓力傳感器，6為制動主缸，7為真空助力器，8為制動踏板，9為右后輪，10為右后輪盤式制動器，11為右后輪輪速傳感器，12為動力電池組，13為電池控制單元ECU，14為左后輪輪速傳感器，15為左后輪盤式制動器，16為左后輪，17為信號傳輸線，18為CAN總線，19為再生制動與防抱死集成控制單元，20為再生制動控制單元，21為液壓制動控制單元，22為整車控制器ECU，23為液壓制動管路，24為左前輪，25為左前輪盤式制動器，26為左前輪輪速傳感器，27為發(fā)動機，28為發(fā)動機控制單元ECU，29為離合器，30為主減速器，31為AMT變速箱，32為電機，33為電機控制單元ECU，34為右前輪輪速傳感器。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖給出的實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。下面對本發(fā)明的實施例的描述只是為了進行說明，而非對本發(fā)明做出限定。
圖1是混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。由圖可知該轎車為前輪驅(qū)動，只在前軸進行再生制動的串聯(lián)型混合動力轎車。但本發(fā)明的思想同樣適用于其它類型的混合動力汽車。在圖中，AMT變速箱31的輸出軸和電機32的輸出軸通過力矩耦合器(未畫出)連接，力矩耦合器輸出軸的動力經(jīng)過主減速器30和半軸傳到左前輪24和右前輪2。
制動時，制動踏板8動作經(jīng)過真空助力器7使制動主缸6產(chǎn)生制動液壓壓力，制動液通過制動管路23和制動液壓調(diào)節(jié)單元4分別進入四個車輪的盤式制動器1、10、15、25產(chǎn)生制動力。制動能量通過左前輪24和右前輪2經(jīng)過主減速器30和力矩耦合器、經(jīng)過電機32轉(zhuǎn)化為電能儲存在動力電池組12中。
發(fā)動機控制器ECU28、AMT控制器ECU3、電機控制器ECU33和電池控制器ECU13通過CAN總線18與整車控制器ECU22通訊，整車控制器ECU22通過CAN總線18和再生制動與防抱死集成控制器ECU19通訊，向其提供電機32和電池12的狀態(tài)信號并獲取集成控制器19發(fā)出的電機32的控制信號。左前輪輪速傳感器26、右前輪輪速傳感器34、左后輪輪速傳感器14和右后輪輪速傳感器11直接將各輪輪速信號直接傳給集成控制器19。制動主缸壓力傳感器5也將制動主缸液壓壓力信號直接傳給集成控制器19。集成控制器19發(fā)出的液壓控制指令直接傳給液壓壓力調(diào)節(jié)單元4進行各輪的制動液壓力調(diào)節(jié)。
電機當前可提供的最大再生制動力矩信號Tm_max和當前電機產(chǎn)生的再生制動力矩信號Treg及電池的電量狀態(tài)信號SOC均通過CAN總線18通訊傳給整車控制器22。集成控制器19再通過與整車控制器22進行CAN總線18通訊獲取。
代表駕駛員制動需求的制動主缸壓力信號k直接通過制動主缸壓力傳感器5傳給集成控制器19。代表車輪制動狀態(tài)的車輪輪速信號Vwh直接經(jīng)過輪速傳感器傳給集成控制器19。集成控制器將其轉(zhuǎn)化為車輪的制動減速度信號a和車輪縱向滑移率信號s。
集成控制器19輸出的再生制動控制指令Tm_r通過CAN總線18傳給整車控制器22，由整車控制器22通過CAN總線18將指令傳給電機控制器33。集成控制器19輸出的液壓控制指令直接傳給液壓壓力調(diào)節(jié)單元4。
在本發(fā)明實施例中混合動力轎車的前、后液壓制動力分配系數(shù)是由液壓制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定的固定比例分配，并且液壓制動力與制動主缸壓力具有線性關(guān)系。即，F(xiàn)＝kp (1)Ff＝βF，F(xiàn)r＝(1-β)F (2)式中F為液壓制動力；Ff為前軸液壓制動力；Fr為后軸液壓制動力；β為前、后軸液壓制動力分配系數(shù)集成控制器19根據(jù)圖2A所示的ECE法規(guī)中關(guān)于轎車制動力分配的規(guī)定，計算混合動力轎車的前、后軸制動力分配系數(shù)最大允許限值βupper_limit，和最小允許限值βmin_limit即混合動力轎車液壓制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定的前、后軸液壓制動力分配系數(shù)β，如圖2B所示。則集成控制器將根據(jù)最大前、后軸制動力分配系數(shù)允許限值βupper_limit分配再生制動力既使混合動力轎車的前、后軸制動力分配系數(shù)在上述限值范圍內(nèi)，又能盡量發(fā)揮電機的再生制動能力。
集成控制器19根據(jù)混合動力轎車前、后軸制動力分配系數(shù)限值和當前液壓壓力p可計算再生制動力矩需求限值Tm_upper_limit，Tm_upper_lim it=Fgen_upper_lim itrηi0ic=(βupper_lim it-β)r(1-βupper_lim it)ηi0ickp---(3)]]>式中r為前輪半徑(m)；η為傳動系效率；i0為主減速器速比；ic為力矩耦合比；k為系數(shù)。
則集成控制器取再生制動力矩需求限值Tm_upper_limit和當前電機可提供的最大力矩Tm_max中的較小者為目標再生制動力矩Tm_rTm_r＝min(Tm_upper_limit，Tm_max)kn(4)式中kn定義為轉(zhuǎn)速影響因子，該因子是為了改善電機轉(zhuǎn)速過低時，產(chǎn)生的再生制動力矩迅速下降影響制動平順性而定義，如下式所示kn=1n>n2n-n1n2-n1n1<n<n20n<n1---(5)]]>集成控制器還根據(jù)輪速信號Vwh計算參考車速V和四個車輪的制動減速度a和縱向滑移率s。如果某個前輪的制動減速度或滑移率增大到即將使液壓防抱死控制啟動，則集成控制器19將以電機當前提供的再生制動力矩作為目標再生制動力矩并在此基礎(chǔ)上小梯度減小目標再生制動力矩，使作用在前軸的再生制動力矩小梯度減小。當液壓防抱死控制在前軸某個車輪上被啟動后，集成控制器同時控制該輪上的液壓壓力和前軸再生制動力矩使車輪的制動減速度和滑移率在一定范圍內(nèi)變化。
在本發(fā)明實施例中的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)的控制流程和邏輯將根據(jù)圖3至圖6詳細說明。該控制流程將由一個觸發(fā)器(未作表示)進行觸發(fā)并按照預定的周期循環(huán)執(zhí)行。下面說明的控制邏輯僅僅作為一個說明實施例，而非對本發(fā)明限定，本發(fā)明的思想適用于具有任何液壓防抱死控制邏輯的混合動力汽車制動控制器中。
本發(fā)明實施例中的集成控制邏輯為基于車輪制動減速度和縱向滑移率的邏輯門限控制方法。如圖3所示為再生制動與防抱死集成控制邏輯的控制門限。其中M為再生制動控制邏輯的車輪減速度觸發(fā)門限，a0為液壓防抱死控制的車輪制動減速度觸發(fā)門限，a1為車輪減速度控制上限，a2為車輪減速度控制下限。sR為再生制動控制邏輯的車輪縱向滑移率觸發(fā)門限，s0為液壓防抱死控制邏輯的車輪縱向滑移率觸發(fā)門限，s1為車輪縱向滑移率控制下限，s2為車輪縱向滑移率控制上限同時也是再生制動控制邏輯的滑移率觸發(fā)門限。
首先第1步，讀取制動主缸壓力信號和電機當前可提供的最大制動力矩信號和電池SOC信號及車輪輪速信號。第2步計算出當前液壓制動系統(tǒng)提供的整車制動力F。第3步計算再生制動力矩最大需求限值，第4步計算電機目標再生制動力矩，第5步計算參考車速V和車輪制動減速度信號a和縱向滑移率信號s。第6步進行再生制動力矩控制和液壓壓力控制并發(fā)出控制指令，繼而返回。
集成控制器中液壓防抱死控制邏輯如5所示，基本控制示意圖如圖7所示。控制邏輯有三個過程，四個狀態(tài)即增壓狀態(tài)、保壓狀態(tài)、減壓狀態(tài)以及階梯增壓狀態(tài)。
(1)過程1，制動開始后，制動壓力逐漸增加，車輪減速度也隨之減小，如果車輪制動減速度觸發(fā)了a0門限說明車輪有抱死趨勢。為了使車輪充分制動，防止a0門限觸發(fā)后滑移率偏小，進行車輪縱向滑移率s的判斷，如果車輪縱向滑移率s小于S1說明車輪縱向滑移率偏小，制動進入保壓階段，如果車輪縱向滑移率s大于S1門限，說明車輪進入不穩(wěn)定區(qū)域，制動進入減壓階段，如果車輪的縱向滑移率首先觸發(fā)了S0門限，則直接進入減壓階段，至此過程1的控制結(jié)束；(2)過程2，由于減壓，車輪的減速度開始回升，當車輪減速度大于a1門限，制動進入保壓階段直到使車輪的減速度小于a1門限，說明車輪恢復到穩(wěn)定區(qū)域，為了充分的利用這一附著系數(shù)較大的區(qū)域，制動進入階梯增壓階段。如果減壓階段車輪的縱向滑移率小于S1門限，則直接進入階梯增壓階段。
(3)過程3，階梯增壓階段，系統(tǒng)以增壓—保壓的方式不斷切換，直到車輪減速度小于a2門限或者車輪的滑移率大于S2門限，制動進入減壓階段。即這一循環(huán)的制動控制結(jié)束。
對應此液壓防抱死控制邏輯，集成控制器19的再生制動控制邏輯如圖6所示?？刂七壿嫹譃锳、B兩個主要過程，三個狀態(tài)即再生制動力矩增加狀態(tài)、再生制動力矩小梯度減小狀態(tài)和再生制動力矩保持狀態(tài)。控制邏輯示意圖見圖8所示。
(1)過程A控制邏輯制動初始，集成控制器根據(jù)制動主缸壓力信號和電機電池當前狀態(tài)，按照制動力分配策略確定當前電機的再生制動力矩需求，并通過CAN總線向電機控制器發(fā)出電機負荷率控制指令。在此過程中，隨著制動主缸液壓壓力的建立，液壓制動力矩和再生制動力矩不斷增加，車輪的減速度和滑移率也不斷增加。當某前輪的制動減速度觸發(fā)了M門限或者某前輪的縱向滑移率觸發(fā)了S2門限，集成控制器通過CAN總線向電機控制器發(fā)出梯度減小當前電機輸出的再生制動力矩的負荷率指令。此時，液壓制動力矩仍在增加。如果經(jīng)過減小再生制動力矩，兩前輪的制動減速度都小于M門限或者兩前輪的滑移率都退出S2門限，則集成控制器通過CAN總線向電機控制器發(fā)出保持再生制動力矩的負荷率指令，使電機輸出的制動力矩保持不變。
(2)過程B-1，隨著制動的繼續(xù)，如果某前輪的制動減速度觸發(fā)了a0門限或者縱向滑移率s觸發(fā)了S0門限，此時進行滑移率的判斷，如果某個車輪的縱向滑移率大于S1門限，則集成控制器通過CAN總線向電機控制器發(fā)出梯度減小再生制動力矩的指令，在這個過程中，液壓制動處于減壓過程；如果兩個前輪的縱向滑移率都小于S1門限，則發(fā)出保持再生制動力矩指令，此時液壓制動處于保壓過程，直到車輪的縱向滑移率大于S1門限，發(fā)出梯度減小再生制動力矩的指令，液壓制動此時進入減壓過程。
(3)過程B-2，經(jīng)過減小再生制動力矩和液壓壓力，車輪的減速度開始回升，當車輪減速度大于a1門限或車輪的滑移率小于S1門限，則集成控制器發(fā)出保持再生制動力矩的指令，同時液壓進入保壓階段。如果車輪的制動減速度小于a1門限，則集成控制器繼續(xù)發(fā)出保持再生制動力矩的指令，此時液壓進入階梯增壓階段。
(4)過程B-3，經(jīng)過液壓壓力的增加，當車輪的制動減速度小于a2門限或者車輪的縱向滑移率大于S2門限，則集成控制器發(fā)出梯度減小再生制動力矩的指令，同時液壓進入減壓階段。
綜合比較再生制動控制邏輯和液壓防抱死控制邏輯，本文提出的再生制動集成控制思想如下當液壓防抱死控制門限觸發(fā)后，只要一個前輪的液壓制動處于減壓階段時，再生制動力矩控制過程為梯度減小階段，只有兩個前輪同時退出減壓階段，進入其它控制階段時，再生制動力矩控制過程均為保持階段。由此實現(xiàn)了再生制動與防抱死制動的協(xié)調(diào)控制。該協(xié)調(diào)控制思想同樣適用于具有不同液壓控制邏輯的其它類型的混合動力汽車。
權(quán)利要求
1.一種用于前輪驅(qū)動的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于由以下部分幾部分組成一個再生制動子系統(tǒng)，該部分利用再生制動力進行汽車制動；一個液壓制動子系統(tǒng)，該部分利用液壓制動力進行汽車制動；一個對作用于車輪上的再生制動力矩和液壓制動力進行控制的再生制動與防抱死集成控制器；其中集成控制器設(shè)定制動所需的目標再生制動力矩，當車輪趨于抱死時，控制器首先小梯度減小再生制動力矩，經(jīng)過再生制動力矩的減小仍未解除車輪的抱死趨勢，控制器則同時控制液壓制動壓力和再生制動力矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于所說的集成控制器與整車控制器通過CAN總線通訊，獲取電機、電池的狀態(tài)信號；集成控制器直接通過輪速傳感器獲取車輪輪速信號和制動主缸壓力信號，集成控制器通過CAN總線與整車控制器通訊發(fā)出再生制動控制指令，并直接向制動液壓壓力調(diào)節(jié)單元發(fā)出液壓控制指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于當某個前輪的制動減速度或滑移率觸發(fā)了再生制動控制邏輯觸發(fā)門限，則集成控制器認為該前輪的液壓防抱死控制即將啟動；集成控制器控制前軸再生制動力矩并禁止控制前、后軸液壓制動壓力；所說的集成控制器控制前軸再生制動力矩是以減小-保持的方式小梯度的減小再生制動力矩，若該前輪的制動減速度以及滑移率都退出再生制動控制邏輯的觸發(fā)門限，則集成控制器將保持前軸再生制動力矩并禁止控制前、后軸制動液壓壓力；當兩個前輪的制動減速度或滑移率都觸發(fā)了再生制動控制邏輯觸發(fā)門限，集成控制器小梯度減小前軸再生制動力矩，只有當兩個前輪的制動減速度以及滑移率都退出再生制動控制邏輯的觸發(fā)門限，則集成控制器才保持前軸再生制動力矩不變并禁止控制錢、后軸的制動液壓壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于若某個前輪的制動減速度或車輪縱向滑移率觸發(fā)了液壓控制邏輯的觸發(fā)門限，則集成控制器同時控制再生制動力矩和作用于該前輪上的液壓壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于當某個前輪的制動減速度或車輪縱向滑移率觸發(fā)了液壓控制邏輯的觸發(fā)門限，則集成控制器直接向液壓壓力調(diào)節(jié)單元發(fā)出控制指令，使作用該前輪上的制動液壓壓力根據(jù)控制邏輯保持，減小或小梯度增加；同時集成控制器根據(jù)控制邏輯對前軸再生制動力矩進行保持或小梯度減小，并通過CAN總線將控制指令傳給整車控制器，再由整車控制器通過CAN總線向電機控制器發(fā)送控制指令。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于只要某個前輪的液壓制動過程根據(jù)液壓控制邏輯，處于減小制動壓力階段時，再生制動過程根據(jù)控制邏輯應處于小梯度減小再生制動力矩的階段，即集成控制器通過CAN總線和整車控制器發(fā)出控制再生制動子系統(tǒng)的控制指令，以減小-保持的方式小梯度減小前軸再生制動力矩。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于只有兩前輪的液壓制動過程根據(jù)液壓控制邏輯，都退出減壓過程進入保持制動壓力階段或小梯度增加制動壓力階段時，再生制動過程根據(jù)控制邏輯應處于保持再生制動力矩階段，即集成控制器通過CAN總線和整車控制器發(fā)出再生制動控制指令，保持作用于前軸的再生制動力矩不變。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于所說的集成控制器根據(jù)制動需求和當前制動條件計算目標再生制動力矩，并控制再生制動子系統(tǒng)產(chǎn)生相應的再生制動力矩，集成控制器通過小梯度減小目標再生制動力矩來小梯度減小作用于前軸的再生制動力矩，通過保持目標再生制動力矩來保持作用于前軸的再生制動力矩。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于集成控制器根據(jù)當前液壓制動系統(tǒng)的液壓制動力和混合動力轎車前、后軸制動力分配系數(shù)限值計算再生制動力矩最大需求限值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于其中集成控制器根據(jù)電機當前可提供的最大再生制動力矩和再生制動力矩最大需求限值確定目標再生制動力矩。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的混合動力轎車的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于所說的集成控制器對電機當前可提供的最大再生力矩與再生制動力矩最大需求限值進行比較，其中較小者即為目標再生制動力矩，集成控制器控制再生制動子系統(tǒng)產(chǎn)生相符合的再生制動力矩。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的再生制動與防抱死集成控制系統(tǒng)，其特征在于集成控制器根據(jù)功能可分為再生制動控制單元和液壓控制單元兩部分。再生制動控制單元主要根據(jù)前、后軸制動力分配限值和制動需求計算目標再生制動力矩并通過控制再生制動子系統(tǒng)產(chǎn)生相應的再生制動力矩，并在制動過程中根據(jù)控制邏輯對再生制動力矩進行控制。液壓控制單元主要通過控制液壓壓力調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)液壓制動子系統(tǒng)產(chǎn)生的液壓壓力，實現(xiàn)對液壓制動力的控制。當液壓控制單元和再生制動控制單元同時工作時，當液壓控制處于減小壓力階段時，再生制動過程處于小梯度減小再生制動力矩的過程；當液壓控制處于其他階段時，再生制動過程處于保持再生制動力矩的過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動力汽車的再生制動和液壓防抱死集成控制系統(tǒng)。該集成控制系統(tǒng)包括再生制動控制子系統(tǒng)和液壓制動控制子系統(tǒng)。兩控制子系統(tǒng)既相互獨立又相互統(tǒng)一。相互獨立是指液壓制動控制子系統(tǒng)根據(jù)車輪的制動狀態(tài)對液壓壓力進行控制，不受再生制動控制子系統(tǒng)工作狀態(tài)的限制，同理，再生制動控制子系統(tǒng)也根據(jù)車輪的制動狀態(tài)對前軸的再生制動力矩進行控制，不受液壓控制子系統(tǒng)工作狀態(tài)的限制。兩制動控制子系統(tǒng)相互統(tǒng)一是指兩控制子系統(tǒng)在作用效果上是協(xié)調(diào)統(tǒng)一的，能夠?qū)崿F(xiàn)能量回收和防抱死的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。本發(fā)明主要解決了在保證汽車制動安全性和平順性基礎(chǔ)上最大限度的發(fā)揮電機的再生制動功能，提高整車的能量利用率和經(jīng)濟性。
文檔編號B60L7/00GK101054065SQ20071005568
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月25日
發(fā)明者初亮, 呂廷秀, 張永生, 朱雅君, 郭亞軍, 明紹民 申請人:吉林大學