專利名稱：采用單向離合器裝置實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收的電動(dòng)車輛節(jié)能方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用單向離合器裝置在電動(dòng)車輛中實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，通過對(duì)該單向離合器裝置的控制和電機(jī)在制動(dòng)過程中制動(dòng)能量回收的控制實(shí)現(xiàn)該電動(dòng)車輛節(jié)能的目的。
背景技術(shù)：
在電動(dòng)汽車上大多采用傳統(tǒng)離合器，離合器處于常閉狀態(tài)，因此在電動(dòng)汽車的控制策略中一般要設(shè)置滑行回饋的功能，由于效率問題，這其實(shí)是一種耗能狀態(tài)，不能達(dá)到節(jié)能的效果。根據(jù)專利ZL200620101338. 7《無級(jí)變速?gòu)?fù)合單向逆止?jié)L柱軸承離合器從動(dòng)盤》的說明，采用此專利中的單向離合器具有正向傳遞力矩，反向切斷動(dòng)力的功能，能夠滿足換擋時(shí)切斷動(dòng)力的要求和增加續(xù)駛里程的能力，但該產(chǎn)品不具備制動(dòng)能量回收的能力。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述問題，提供一種電動(dòng)車輛節(jié)能方法，通過增加電磁離合器，能夠?qū)崿F(xiàn)反向傳遞力矩，在這個(gè)基礎(chǔ)上增加制動(dòng)能量回收的功能，根據(jù)該車的實(shí)際情況 (重心位置和質(zhì)量的變化)及制動(dòng)的效果和電機(jī)(發(fā)電功率)及電池(可允許的充電功率) 的工作情況，來設(shè)置電機(jī)的制動(dòng)力矩的大小。在控制策略上充分利用電動(dòng)車輛的滑行狀態(tài)， 取消滑行回饋，并制定電動(dòng)車輛制動(dòng)能量回收的控制方法。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，該電動(dòng)車輛采用電磁離合器，能夠?qū)崿F(xiàn)反向傳遞力矩，該電動(dòng)車輛節(jié)能方法包括步驟狀態(tài)判斷步驟，判斷電動(dòng)車輛的行駛狀態(tài)，根據(jù)其是否為滑行狀態(tài)判斷離合器的工作狀態(tài)；制動(dòng)能量回收控制步驟；其特征在于，該狀態(tài)判斷步驟包括，確定制動(dòng)踏板行程信號(hào)br、確定加速踏板行程信號(hào)th、確定電機(jī)轉(zhuǎn)速η、確定電池SOC和電池溫度t、確定ABS工作信號(hào)；該制動(dòng)能量回收控制步驟包括車輛制動(dòng)時(shí)離合器的控制及電機(jī)的控制。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選在狀態(tài)判斷步驟，通過制動(dòng)踏板行程信號(hào) br、加速踏板行程信號(hào)th及電機(jī)轉(zhuǎn)速η共同決定，當(dāng)br = 0、th = 0、n > 0時(shí)，認(rèn)為車輛處在滑行狀態(tài)，離合器保持在單向離合狀態(tài)。 根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選在狀態(tài)判斷步驟，通過制動(dòng)踏板行程信號(hào) br及ABS工作信號(hào)來判斷是否進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)制動(dòng)踏板行程信號(hào)br > 0時(shí)且ABS工作信號(hào)顯示工作時(shí)，車輛進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)制動(dòng)踏板行程信號(hào)br > 0時(shí)但ABS工作信號(hào)顯示不工作時(shí)，車輛進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，執(zhí)行制動(dòng)能量回收控制步驟。
根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選在制動(dòng)能量回收控制步驟，以電池SOC和電池溫度t來判斷電池是否可以接受制動(dòng)回收的能量，當(dāng)SOC < 95%且t < 40°C時(shí)電池可以接收制動(dòng)回收能量。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選在制動(dòng)能量回收控制步驟，以電機(jī)轉(zhuǎn)速 η的大小來控制電機(jī)是否進(jìn)入電機(jī)制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)，當(dāng)電池可以接收制動(dòng)回收能量且η > 1500r/min時(shí)，電磁離合器吸合，離合器工作在接合狀態(tài)，電機(jī)開始制動(dòng)發(fā)電，產(chǎn)生電機(jī)制動(dòng)力矩。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選在制動(dòng)能量回收控制步驟，電機(jī)制動(dòng)力矩的大小通過采集檔位、車速、制動(dòng)強(qiáng)度的信號(hào)通過查表來確定合適的分配系數(shù)，由所允許的分配系數(shù)確定。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選當(dāng)ABS工作信號(hào)顯示為工作或th > 0或η < 1000r/min時(shí)，退出制動(dòng)能量回收控制步驟，電機(jī)結(jié)束制動(dòng)發(fā)電。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選在制動(dòng)能量回收控制步驟，為了避免電機(jī)的工作狀態(tài)在“發(fā)電”和“驅(qū)動(dòng)”間頻繁切換，將電機(jī)轉(zhuǎn)速η在lOOOr/min到1500r/min設(shè)為模糊控制區(qū)，在制動(dòng)能量回收過程中，電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?500r/min降到lOOOr/min時(shí)，電機(jī)的制動(dòng)力矩逐漸將為0，結(jié)束電機(jī)的制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速在降到lOOOr/min以下，因制動(dòng)強(qiáng)度的減弱又上升到高于lOOOr/min低于1500r/min時(shí)，電機(jī)不再進(jìn)入制動(dòng)能量回收狀態(tài)。與采用傳統(tǒng)離合器的電動(dòng)汽車比較，本發(fā)明可以通過單向離合器來增加續(xù)駛里程，達(dá)到節(jié)能的效果；與傳統(tǒng)車的制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效果相比較，本發(fā)明中的控制策略能夠滿足制動(dòng)系的制動(dòng)要求，能夠有效的發(fā)揮制動(dòng)系的制動(dòng)能力，滿足行車要求；本發(fā)明在滿足制動(dòng)要求的同時(shí)能夠最大可能的回收制動(dòng)能量，減少了汽車在制動(dòng)過程中的能量損失，提高了電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。
圖1是本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法的控制策略方框圖。圖2是由檔位、車速、制動(dòng)強(qiáng)度決定的制動(dòng)力矩分配比表圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法包括兩部分，第一部分是判斷電動(dòng)車輛的行駛狀態(tài)， 根據(jù)其是否為滑行狀態(tài)判斷離合器的工作狀態(tài)；第二部分是實(shí)施制動(dòng)能量回收控制策略， 包括車輛制動(dòng)時(shí)離合器的控制及電機(jī)的控制。參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，滑行狀態(tài)的判斷是通過制動(dòng)踏板行程 br、加速踏板行程th及電機(jī)轉(zhuǎn)速η共同決定，在br = 0、th = 0、n > O時(shí)，認(rèn)為車輛處在滑行狀態(tài)下，離合器保持在單向離合狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選制動(dòng)能量回收控制策略分為兩部分，第一部分是判斷可不可以進(jìn)行制動(dòng)能量回收；第二部分是根據(jù)采集的制動(dòng)踏板行程信號(hào)br來判斷駕駛員對(duì)減速的要求和實(shí)際的車輛行駛狀況來設(shè)定電機(jī)制動(dòng)力矩的大小。
根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選需要采集的信號(hào)包括電池S0C、電池溫度 t、制動(dòng)踏板行程信號(hào)br、加速踏板行程信號(hào)th、電機(jī)轉(zhuǎn)速n、ABS工作信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選根據(jù)制動(dòng)踏板信號(hào)br是否等于0，來判斷是否要進(jìn)入制動(dòng)準(zhǔn)備狀態(tài)；通過與整車控制器進(jìn)行通訊，根據(jù)ABS工作信號(hào)來判斷車輛是否進(jìn)入防抱死工作狀態(tài)；再通過判斷電池的SOC和溫度t來判斷電池是否可以接受回收的制動(dòng)能量；滿足上面的條件再根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來判斷是否進(jìn)行制動(dòng)能量回收，當(dāng)滿足制動(dòng)能量回收的條件時(shí)，電磁離合器吸合，離合器工作在接合狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選通過對(duì)車輛檔位信號(hào)及制動(dòng)踏板的行程等的信號(hào)對(duì)此時(shí)的行車狀況進(jìn)行判斷，電機(jī)制動(dòng)力矩的大小根據(jù)該車的實(shí)際情況及制動(dòng)的效果和電機(jī)(發(fā)電功率)及電池(可允許的充電功率)的工作情況確定，根據(jù)該車的實(shí)際情況，根據(jù)不同的檔位、車速和制動(dòng)強(qiáng)度的要求以恒功率發(fā)電的方式計(jì)算在不同功率下該車的制動(dòng)分配系數(shù)的變化值，將計(jì)算結(jié)果形成一個(gè)數(shù)據(jù)表格。通過采集檔位、車速、制動(dòng)強(qiáng)度的信號(hào)來確定合適的分配系數(shù)，在所允許的分配系數(shù)的約束下來確定該轉(zhuǎn)速下電機(jī)的制動(dòng)力矩的大小。參見圖2，是由檔位、車速、制動(dòng)強(qiáng)度決定的制動(dòng)力矩分配比表圖。圖中X軸(Fr) 代表前輪制動(dòng)器制動(dòng)力；y軸0 )代表后輪制動(dòng)器制動(dòng)力；圖中曲線表示前后車輪同時(shí)抱死時(shí)前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力的關(guān)系。I曲線代表理想的前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，β (η) 線是實(shí)際前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配線，其滿足β (nb) = Fr/ (Fr+Fb)β線與I曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)，所對(duì)應(yīng)的制動(dòng)減速度稱為臨界減速度。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，優(yōu)選制動(dòng)能量回收控制策略為了避免電機(jī)的工作狀態(tài)在“發(fā)電”和“驅(qū)動(dòng)”間頻繁切換，將電機(jī)轉(zhuǎn)速η在lOOOr/min到1500r/min設(shè)為模糊控制區(qū)，在制動(dòng)能量回收過程中，電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?500r/min降到lOOOr/min時(shí)，電機(jī)的制動(dòng)力矩逐漸將為0，結(jié)束電機(jī)的制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速在降到lOOOr/min以下，因制動(dòng)強(qiáng)度的減弱又上升到高于lOOOr/min低于1500r/min時(shí)，電機(jī)不再進(jìn)入制動(dòng)能量回收狀態(tài)。本發(fā)明的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，實(shí)際操作如下1、根據(jù)駕駛員的動(dòng)作情況，采集加速踏板th和制動(dòng)踏板br的行程位置，當(dāng)th > O時(shí)，說明電機(jī)處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，按照驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的控制要求進(jìn)行；2、當(dāng)th = 0、br = 0、n > O時(shí)，說明電動(dòng)汽車處在滑行狀態(tài)，這時(shí)電磁離合器不工作(不通電)，單向離合器裝置處在單向傳遞的工作模式下，只要電機(jī)的轉(zhuǎn)速η小于變速箱輸入軸的轉(zhuǎn)速η，則離合器始終處于脫開的狀態(tài)，汽車持續(xù)滑行；3、駕駛員在需要制動(dòng)時(shí)，需要踩下制動(dòng)踏板，此時(shí)采集到的制動(dòng)踏板行程信號(hào)br > 0，進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，與ABS控制器通訊，判斷是否進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài)而屏蔽電機(jī)制動(dòng)狀態(tài)， 一般情況下ABS系統(tǒng)不起作用。根據(jù)與電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊，得到此時(shí)電池的SOC和電池溫度t等信息，來判斷電池接受能力，當(dāng)電池滿足條件時(shí)，進(jìn)入預(yù)制動(dòng)能量回收狀態(tài)， 通過采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速來判斷是否用電機(jī)制動(dòng)，控制器默認(rèn)為只有電機(jī)轉(zhuǎn)速高于1500r/min 時(shí)，電機(jī)才能提供制動(dòng)力矩，當(dāng)判斷可以進(jìn)行電機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)，將單向離合器裝置中的電磁離合器吸合，將電機(jī)和變速箱輸入軸連接起來。制動(dòng)力矩的大小通過采集檔位、車速、制動(dòng)強(qiáng)度的信號(hào)通過查表來確定合適的分配系數(shù)，在所允許的分配系數(shù)的約束下來確定。當(dāng)所要求的制動(dòng)強(qiáng)度小于0. 015g時(shí)，只有電機(jī)的制動(dòng)力矩在起作用，當(dāng)超過0. 015g時(shí)，并入機(jī)械制動(dòng)力矩；4、當(dāng)ABS系統(tǒng)開始工作或者加速踏板th > 0或者電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于lOOOr/min時(shí)， 跳出該制動(dòng)能量回收程序。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)車輛節(jié)能方法，該電動(dòng)車輛采用電磁離合器，能夠?qū)崿F(xiàn)反向傳遞力矩，該電動(dòng)車輛節(jié)能方法包括步驟狀態(tài)判斷步驟，判斷電動(dòng)車輛的行駛狀態(tài)，根據(jù)其是否為滑行狀態(tài)判斷離合器的工作狀態(tài)；制動(dòng)能量回收控制步驟；其特征在于，該狀態(tài)判斷步驟包括，確定制動(dòng)踏板行程信號(hào)br、確定加速踏板行程信號(hào) th、確定電機(jī)轉(zhuǎn)速η、確定電池SOC和電池溫度t、確定ABS工作信號(hào)；該制動(dòng)能量回收控制步驟包括車輛制動(dòng)時(shí)離合器的控制及電機(jī)的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，其特征在于，在狀態(tài)判斷步驟，通過制動(dòng)踏板行程信號(hào)br、加速踏板行程信號(hào)th及電機(jī)轉(zhuǎn)速η共同決定，當(dāng)br = 0、th = 0、η > 0 時(shí)，認(rèn)為車輛處在滑行狀態(tài)，離合器保持在單向離合狀態(tài)。
3.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，其特征在于，在狀態(tài)判斷步驟，通過制動(dòng)踏板行程信號(hào)br及ABS工作信號(hào)來判斷是否進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)制動(dòng)踏板行程信號(hào)br > 0時(shí)且ABS工作信號(hào)顯示工作時(shí)，車輛進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)制動(dòng)踏板行程信號(hào)br > 0 時(shí)但ABS工作信號(hào)顯示不工作時(shí)，車輛進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，執(zhí)行制動(dòng)能量回收控制步驟。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，其特征在于，在制動(dòng)能量回收控制步驟，以電池SOC和電池溫度t來判斷電池是否可以接受制動(dòng)回收的能量，當(dāng)SOC < 95%且t<40°C時(shí)電池可以接收制動(dòng)回收能量。
5.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，其特征在于，在制動(dòng)能量回收控制步驟，以電機(jī)轉(zhuǎn)速η的大小來控制電機(jī)是否進(jìn)入電機(jī)制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)，當(dāng)電池可以接收制動(dòng)回收能量且11 > 1500r/min時(shí)，電磁離合器吸合，離合器工作在接合狀態(tài)，電機(jī)開始制動(dòng)發(fā)電， 產(chǎn)生電機(jī)制動(dòng)力矩。
6.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，其特征在于，在制動(dòng)能量回收控制步驟，電機(jī)制動(dòng)力矩的大小通過采集檔位、車速、制動(dòng)強(qiáng)度的信號(hào)通過查表來確定合適的分配系數(shù)，由所允許的分配系數(shù)確定。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，其特征在于，當(dāng)ABS工作信號(hào)顯示為工作或th > 0或11 < 1000r/min時(shí)，退出制動(dòng)能量回收控制步驟，電機(jī)結(jié)束制動(dòng)發(fā)電。
8.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的電動(dòng)車輛節(jié)能方法，其特征在于，在制動(dòng)能量回收控制步驟，為了避免電機(jī)的工作狀態(tài)在“發(fā)電”和“驅(qū)動(dòng)”間頻繁切換，將電機(jī)轉(zhuǎn)速η在lOOOr/min 到1500r/min設(shè)為模糊控制區(qū)，在制動(dòng)能量回收過程中，電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?500r/min降到IOOOr/ min時(shí)，電機(jī)的制動(dòng)力矩逐漸降為0，結(jié)束電機(jī)的制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速在降到IOOOr/ min以下，因制動(dòng)強(qiáng)度的減弱又上升到高于lOOOr/min低于1500r/min時(shí)，電機(jī)不再進(jìn)入制動(dòng)能量回收狀態(tài)。
9.一種電動(dòng)車輛的制動(dòng)能量回收控制方法，包括確定制動(dòng)踏板行程信號(hào)br、確定加速踏板行程信號(hào)th、確定電機(jī)轉(zhuǎn)速η、確定電池SOC 和電池溫度t、確定ABS工作信號(hào)；在車輛制動(dòng)時(shí)對(duì)離合器及電機(jī)進(jìn)行控制；其中，以電池SOC和電池溫度t來判斷電池是否可以接受制動(dòng)回收的能量，當(dāng)SOC<95%且〖< 40°C時(shí)電池可以接收制動(dòng)回收能量，以電機(jī)轉(zhuǎn)速η的大小來控制電機(jī)是否進(jìn)入電機(jī)制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)，當(dāng)電池可以接收制動(dòng)回收能量且η > 1500r/min時(shí)，電磁離合器吸合，離合器工作在接合狀態(tài)，電機(jī)開始制動(dòng)發(fā)電，產(chǎn)生電機(jī)制動(dòng)力矩。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的制動(dòng)能量回收控制方法，其特征在于，當(dāng)ABS工作信號(hào)顯示為工作或th > 0或11 < 1000r/min時(shí)，退出制動(dòng)能量回收控制，電機(jī)結(jié)束制動(dòng)發(fā)電。
全文摘要
一種電動(dòng)車輛節(jié)能方法，該電動(dòng)車輛采用電磁離合器，能夠?qū)崿F(xiàn)反向傳遞力矩，該電動(dòng)車輛節(jié)能方法包括步驟狀態(tài)判斷步驟，判斷電動(dòng)車輛的行駛狀態(tài)，根據(jù)其是否為滑行狀態(tài)判斷離合器的工作狀態(tài)；制動(dòng)能量回收控制步驟；其特征在于，該狀態(tài)判斷步驟包括，確定制動(dòng)踏板行程信號(hào)br、確定加速踏板行程信號(hào)th、確定電機(jī)轉(zhuǎn)速n、確定電池SOC和電池溫度t、確定ABS工作信號(hào)；該制動(dòng)能量回收控制步驟包括車輛制動(dòng)時(shí)離合器的控制及電機(jī)的控制。
文檔編號(hào)B60W40/08GK102485563SQ20101057235
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者周炳峰, 明巧紅, 李良 申請(qǐng)人:上海中科深江電動(dòng)車輛有限公司