專利名稱：再生制動控制方法
技術領域：
本發(fā)明的實施方式涉及利用電子控制制動器的再生制動(regenerative brake) 系統(tǒng)的再生制動控制方法，其可以在低制動器壓力情況下經由制動器液壓力來增加車輛的再生制動能量恢復率。
背景技術：
再生制動系統(tǒng)利用安裝至車輛驅動軸的驅動馬達，將車輪的動能的、在制動期間以熱能形式發(fā)射的一部分轉換成電能，允許將該能再用于車輛驅動，從而增強了燃料經濟性。因而，該再生制動系統(tǒng)可能需要在獲得車輛制動穩(wěn)定性的同時使再生制動能量恢復率最大化。目前，諸如電液壓制動(EHB)系統(tǒng)、液壓輔助系統(tǒng)、電子控制制動系統(tǒng)等的各種再生制動系統(tǒng)正在開發(fā)中或者已經大量生產。電液壓制動(ENB)系統(tǒng)利用踏板行程傳感器來檢測駕駛員請求的制動力，并且通過向前輪和后輪分配壓力來生成所需液壓制動力，其對應于駕駛員請求的制動力與再生制動力之差。在2輪驅動QWD)車輛的情況下，如果在初始制動階段，駕駛員請求的制動力小于車輛驅動馬達的最大容量，則EHB系統(tǒng)按最小壓力(大約5巴)保持非主動輪(前輪驅動(FWD)車輛的后輪或后輪驅動(RWD)車輛的前輪)，并且利用主動輪(FWD車輛的前輪或 RWD車輛的后輪)的壓力生成液壓制動力。接著，如果駕駛員請求的制動力變得大于驅動馬達的最大容量，則EHB系統(tǒng)保持或減少主動輪(FWD車輛的前輪或RWD車輛的后輪)的壓力，并且增加非主動輪(FWD車輛的后輪或RWD車輛的前輪)的壓力，以生成車輛所需的液壓制動力。盡管利用EHB系統(tǒng)的再生制動控制方法可以通過在初始制動階段控制非主動輪的壓力而有利地生成主動輪的附加再生制動力，但在高速情況下，在初始制動階段，利用非主動輪的液壓制動力生成主動輪的再生制動力可能造成主動輪過制動。這可能因車輪打滑而劣化制動穩(wěn)定性，或者可能需要諸如防抱死制動系統(tǒng)(ABS)之類的安全系統(tǒng)，其限制了再生制動控制，從而限制了再生制動能量恢復率。液壓輔助系統(tǒng)(hydraulic booster system)利用踏板行程傳感器來檢測駕駛員請求的制動力，并且通過對主動輪(FWD車輛的前輪或RWD車輛的后輪)和非主動輪(FWD 車輛的后輪或RWD車輛的前輪)同時進行壓力控制，來生成所需液壓制動力，其對應于駕駛員請求的制動力與再生制動力之差。為在制動期間通過同時控制驅動軸和非驅動軸的壓力來獲得駕駛員請求的制動力，利用液壓輔助系統(tǒng)的再生制動控制方法需要附加地生成驅動軸的、與非驅動軸的受控壓力相對應的再生制動力。在這種情況下，驅動軸總是受與非驅動軸的受控壓力相對應的再生制動力影響，由此造成主動輪過制動。與利用EHB系統(tǒng)的再生制動控制方法類似，在高速的情況下制動時，可能因車輪打滑而劣化制動穩(wěn)定性，或者可能需要諸如ABS的安全系統(tǒng)，其限制了再生制動控制，從而限制了再生制動能量恢復率。
在利用電子控制制動系統(tǒng)的再生制動控制中，僅控制驅動軸的、起生成再生制動力的制動器壓力，其使得能夠以和常規(guī)制動系統(tǒng)相同的方式向前和后輪分配制動力。在這種情況下，如果駕駛員請求的制動力小于車輛驅動馬達的最大容量(低制動器壓力下再生制動)則可以僅控制驅動軸的制動器壓力，所以車輛的最大再生制動力至多是主動輪的輸入制動力水平，具體來說，在中速或低速區(qū)段，其可能限制再生制動能量恢復率。如上所述，在多數情況下，利用再生制動能量的電動車輛和混合動力車輛可能因制動力小于車輛驅動馬達的最大容量而展示有限的恢復制動動力恢復率。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個方面是提供一種利用2WD車輛的電子控制制動系統(tǒng)的再生制動系統(tǒng)的再生制動控制方法，其可以在高速下實現穩(wěn)定的制動，并且在中速或低速下增加再生制動能量恢復率。本發(fā)明的附加方面部分地將在下面的描述中加以闡述，并且根據本描述將部分地顯見，或者可以通過本發(fā)明的具體實踐而獲知。根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種再生制動控制方法，該再生制動控制方法包括以下步驟根據制動時的車速來計算驅動馬達的最大再生制動力；基于制動時的車輛信息來計算駕駛員請求的制動力；基于所述車速和所述駕駛員請求的制動力來判斷是否需要對非主動輪進行再生制動協(xié)同控制；在判斷出需要對所述非主動輪進行所述再生制動協(xié)同控制時，控制所述非主動輪的液壓制動力；以及附加地生成主動輪的、與所述非主動輪的所述液壓制動力相對應的再生制動力。所述判斷是否需要對所述非主動輪進行所述再生制動協(xié)同控制可以包括在初始制動階段在控制所述主動輪的液壓力之后判斷所述主動馬達的所述最大再生制動力是否超出所述主動輪的可控最大液壓力。如果所述驅動馬達的所述最大再生制動力超出了所述主動輪的所述可控最大液壓力，則可以控制所述非主動輪的所述液壓制動力，以增加所述主動輪的所述再生制動力。在前輪驅動車輛的情況下，可以控制后輪的液壓制動力，以增加前輪的再生制動力。在后輪驅動車輛的情況下，可以控制前輪的液壓制動力，以增加后輪的再生制動力。


根據下面結合附圖對這些實施方式的描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面將變明白并且跟容易清楚，其中圖1是根據本發(fā)明一種實施方式的再生制動系統(tǒng)的概念圖；圖2是根據本發(fā)明實施方式的再生制動系統(tǒng)的液壓控制回路圖；圖3是例示車速與最大再生扭矩之間的關系的圖形；圖4是例示在利用2WD車輛的電子控制制動系統(tǒng)的再生制動系統(tǒng)的低制動壓力情況下車速的分布圖；圖5是例示在利用2WD車輛的電子控制制動系統(tǒng)的再生制動系統(tǒng)的低制動壓力情況下制動器液壓力的分布圖；圖6是例示在利用2WD車輛的電子控制制動系統(tǒng)的再生制動系統(tǒng)的低制動壓力情況下再生制動扭矩的分布圖；圖7是例示根據本發(fā)明實施方式的、在2WD車輛的前輪居中式再生制動協(xié)同控制的低制動壓力情況下制動器液壓力的分布圖；圖8是根據本發(fā)明實施方式的、在2WD車輛的前輪居中式再生制動協(xié)同控制的低制動壓力情況下再生制動扭矩的分布圖；圖9是例示根據本發(fā)明實施方式的、在2WD車輛的后輪居中式再生制動協(xié)同控制的低制動壓力情況下制動器液壓力的分布圖；以及圖10是例示根據本發(fā)明實施方式的、在2WD車輛的后輪居中式再生制動協(xié)同控制的低制動壓力情況下再生制動扭矩的分布圖。
具體實施例方式下面，對本發(fā)明實施方式進行詳細說明，附圖中例示了其實施例，其中，貫穿所有圖相同標號指相同部件。圖1是根據本發(fā)明一種實施方式的再生制動系統(tǒng)的概念圖。在圖1中，根據本發(fā)明實施方式的再生制動系統(tǒng)包括液壓制動控制單元(即，發(fā)動機控制單元(E⑶))10和混合控制單元(HCU) 20。E⑶10利用主壓力或踏板行程來計算駕駛員請求的制動力，并且執(zhí)行液壓力控制以生成與駕駛員請求的制動力(總制動力)和再生制動力(即，再生制動扭矩)之差相對應的制動器液壓力。HCU20執(zhí)行再生制動控制，以通過電動馬達來生成再生制動扭矩，利用電能旋轉車輛的車輪FL、RR、RL以及FR。HCU 20 向E⑶10發(fā)送再生制動力的值。ECU 10和HCU 20經由CAN通信發(fā)送信息。圖2是根據本發(fā)明實施方式的再生制動系統(tǒng)的液壓控制回路圖。在圖2中，根據本發(fā)明實施方式的再生制動系統(tǒng)的液壓控制裝置包括用于感測制動器踏板100的操作速率(即，駕駛員請求的制動力)的踏板行程傳感器110 ；用于由制動器踏板100的操作來施加制動器液壓力以操作制動器的主缸(master cylinder) 120 ；用于感測主缸120的、基于駕駛員制動意圖而改變的壓力(下面，稱為主壓力)的主壓力傳感器130 ；安裝至相應車輪FL、RR、RL以及FR以感測施加至輪缸(wheel cylinder) 140的實際制動壓力(下面，稱為車輪壓力)的車輪壓力傳感器150 ；設置在輪缸140的入口和出口處以傳動制動壓力的多個入口閥160和出口閥170 ；安裝至相應車輪FL、RR、RL以及FR以感測車速的車輪速度傳感器180 ；以及用于控制所述多個入口閥160和出口閥170的開/閉操作的ECU 10。E⑶10經由CAN通信從HCU 20接收電動馬達獲取的再生制動力的值，并且根據踏板行程傳感器110感測到的踏板行程或主壓力傳感器130感測到的主壓力來感測駕駛員請求的制動力。此后，ECU 10執(zhí)行液壓力控制以生成液壓制動力，其對應于所感測到的駕駛員請求的制動力(總制動力)與和再生制動扭矩相對應的再生制動力之差。在這種情況下， ECU 10基于對應于總制動力與再生制動力之差的液壓制動力來計算目標車輪壓力，并且將主壓力調節(jié)到該目標車輪壓力。該目標車輪壓力是要同等地施加至所有車輪FL、RR、RL以及FR的制動壓力，并且用于調節(jié)要向相應輪缸140傳動的液壓制動力。ECU 10基于車速和駕駛員請求的制動力來確定是否需要對非主動輪進行再生制動協(xié)同控制，并且選擇是否執(zhí)行再生制動協(xié)同控制，由此獲得車輪制動穩(wěn)定性。如果需要再生制動協(xié)同控制，則E⑶10通過控制非主動輪的制動器液壓力，經由制動壓力控制來增加主動輪的再生制動力，由此，增加再生制動能量恢復率。對于FWD車輛的情況來說，ECU 10基于車速和駕駛員請求的制動力來確定是否需要對作為非主動輪的后輪進行再生制動協(xié)同控制，從而選擇是否執(zhí)行再生制動協(xié)同控制， 由此實現車輛的穩(wěn)定制動。如果需要再生制動協(xié)同控制，則E⑶10通過控制后輪的制動器液壓力，經由制動壓力控制來增加前輪的再生制動力，由此增加再生制動能量恢復率。對于RWD車輛的情況來說，ECU 10基于車速和駕駛員請求的制動力來確定是否需要對作為非主動輪的前輪進行再生制動協(xié)同控制，從而選擇是否執(zhí)行再生制動協(xié)同控制， 由此獲得車輛的穩(wěn)定制動。如果需要再生制動協(xié)同控制，則E⑶10通過控制前輪的制動器液壓力，經由制動壓力控制來增加后輪的再生制動力，由此增加再生制動能量恢復率。下面，對利用上述制動系統(tǒng)的再生制動控制方法的操作和效果進行描述。電動車輛和混合動力車輛的再生制動能量的量取決于驅動馬達的容量，并且可以利用馬達的每分鐘轉速(RPM)與馬達功率P之間的關系而通過下面的等式1來計算驅動馬達的再生制動扭矩。等式1P = TX ω (T 扭矩，ω 角速度)下面的等式2示出了向等式1應用轉換表達式的結果。等式2ω =馬達 RPMX π /30 (rad/s)IRPM = 2 π /60 (rad/s)P (kw) = T (Nm) X 馬達 RPMX π /30 (rad/s) X (1/1000)) (kNm/Nm)在等式2中，馬達具有固定容量，并由此，應當清楚，馬達的再生制動扭矩成反比于馬達RPM。馬達的最大再生制動扭矩可以利用根據測出的車速和縱向減速比 (longitudinal reduction gear ratio)所計算出的馬達RPM來計算，并且可以利用馬達扭矩和縱向減速比來計算驅動軸的扭矩。因而，可以計算基于車速和驅動軸扭矩的馬達最大再生制動扭矩。圖3例示了車速與利用等式1和等式2的最大再生制動扭矩之間的關系。圖3是例示車速與最大再生制動扭矩之間的關系的圖形，驅動軸扭矩的坐標根據馬達容量確定。圖4至6例示了在利用FWD車輛的電子控制制動系統(tǒng)的再生制動協(xié)同控制系統(tǒng)的低制動壓力情況下，車速、制動器液壓力以及再生制動扭矩的分布圖。圖4是例示在利用2WD車輛的電子控制制動系統(tǒng)的再生制動系統(tǒng)的低制動壓力情況下車速的分布圖，圖5是例示在利用2WD車輛的電子控制制動系統(tǒng)的再生制動系統(tǒng)的低制動壓力情況下制動器液壓力的分布圖，而圖6是例示在利用2WD車輛的電子控制制動系統(tǒng)的再生制動系統(tǒng)的低制動壓力情況下再生制動扭矩的分布圖。如圖4至6所示，當再生制動控制按和常規(guī)制動系統(tǒng)相同的方式在低制動壓力情況下開始時，電子控制制動系統(tǒng)可能向前和后輪分布制動力，但如果駕駛員請求的制動力等于或小于車輛驅動馬達的最大容量，則僅控制起生成再生制動力的作用的驅動軸的制動壓力。在這種情況下，車輛的最大再生制動力至多是驅動軸的輸入制動力水平，特別是在中速或低速區(qū)段，結果導致有限再生制動能量恢復率。因而，本發(fā)明實施方式嘗試防止在EHB系統(tǒng)和液壓輔助系統(tǒng)的高速制動情況下的過制動，并且防止在電子控制制動系統(tǒng)的低制動壓力情況下再生制動能量恢復率的劣化。根據圖3至圖6，應該清楚，在高速區(qū)段(驅動馬達按高速RPM運轉的區(qū)段)，基于等式1，以相同的馬達功率P來生成低再生制動扭矩。以相同馬達功率P的再生制動扭矩朝低速區(qū)段增加。因而，在根據本發(fā)明實施方式的用于增加再生制動能量恢復率的方法中，在初始制動階段(在高速區(qū)段)，基于再生制動扭矩的制動器液壓力協(xié)同控制允許再生制動協(xié)同控制，以通過控制主動輪的液壓制動力來生成與主動輪的液壓制動力相對應的再生制動制動能量，從而實現車輛的穩(wěn)定制動，以防止主動輪的過制動。隨后，如果在中間制動階段之后(在中速或低速區(qū)段)車輛驅動馬達的最大容量超出主動輪的可控最大液壓力，則控制非主動輪的液壓制動力，以增加主動輪的再生制動力。上述方法可以按兩種方式來執(zhí)行。首先，對于FWD車輛的再生制動協(xié)同控制的情況來說，如果在初始制動階段，在控制了前輪的液壓力之后，驅動馬達的可能再生制動力超出前輪的可控液壓力，則附加地控制后輪的液壓力并且附加地生成前輪的、與后輪的受控液壓力相對應的再生制動力。其次，對于RWD車輛的再生制動協(xié)同控制的情況來說，如果在初始制動階段，在控制了后輪的液壓力之后，驅動馬達的可能再生制動力超出后輪的可控液壓力，則附加地控制前輪的液壓力并且附加地生成前輪的、與前輪的受控液壓力相對應的再生制動力。圖7至圖10例示了在2WD車輛的低制動壓力情況下，利用再生制動協(xié)同控制方法的制動器液壓力和再生制動扭矩的分布圖。圖7是例示根據本發(fā)明實施方式的、在2WD車輛的前輪居中式再生制動協(xié)同控制的低制動壓力情況下制動器液壓力的分布圖，而圖8是根據本發(fā)明實施方式的、在2WD車輛的前輪居中式再生制動協(xié)同控制的低制動壓力情況下再生制動扭矩的分布圖。圖9是例示根據本發(fā)明實施方式的、在2WD車輛的后輪居中式再生制動協(xié)同控制的低制動壓力情況下制動器液壓力的分布圖，而圖10是例示根據本發(fā)明實施方式的、在 2WD車輛的后輪居中式再生制動協(xié)同控制的低制動壓力情況下再生制動扭矩的分布圖。根據圖7至圖10，應該清楚，在初始制動階段(在高速區(qū)段)，基于再生制動扭矩的制動器液壓力協(xié)同控制允許再生制動協(xié)同控制，以生成與主動輪的液壓制動力相對應的再生制動能量，并且通過控制主動輪的液壓制動力來實現車輛的穩(wěn)定制動，以防止主動輪的過制動。隨后，在中間制動階段之后(在中速或低速區(qū)段)，如果車輛驅動馬達的最大容量超出了主動輪的可控最大液壓力，則控制非主動輪的液壓制動力，來增加主動輪的再生制動力，以增加再生制動能量恢復率。這實現了車輛的穩(wěn)定制動，并且使再生制動能量恢復效率最大化。根據上述描述，應該清楚，根據本發(fā)明實施方式的利用2WD車輛的電子控制制動系統(tǒng)的再生制動系統(tǒng)可以在高速區(qū)段實現車輛的穩(wěn)定制動，并且在中速和低速區(qū)段最大化再生制動能量恢復率。 盡管示出并描述了本發(fā)明的幾種實施方式，但本領域技術人員應當清楚，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對這些實施方式進行改變，其范圍在權利要求書和它們的等同物中進行了限定。
權利要求
1.一種再生制動控制方法，該再生制動控制方法包括以下步驟根據制動時的車速來計算驅動馬達的最大再生制動力；基于制動時的車輛信息來計算駕駛員請求的制動力；基于所述車速和所述駕駛員請求的制動力來判斷是否需要對非主動輪進行再生制動協(xié)同控制；在判斷出需要對所述非主動輪進行所述再生制動協(xié)同控制時控制所述非主動輪的液壓制動力；以及附加地生成主動輪的、與所述非主動輪的所述液壓制動力相對應的再生制動力。
2.根據權利要求1所述的再生制動控制方法，其中，判斷是否需要對所述非主動輪進行所述再生制動協(xié)同控制包括在初始制動階段控制所述主動輪的液壓力之后判斷所述驅動馬達的所述最大再生制動力是否超過所述主動輪的可控最大液壓力。
3.根據權利要求2所述的再生制動控制方法，其中，如果所述驅動馬達的所述最大再生制動力超過所述主動輪的所述可控最大液壓力，則控制所述非主動輪的所述液壓制動力，以增加所述主動輪的所述再生制動力。
4.根據權利要求3所述的再生制動控制方法，其中，在前輪驅動車輛的情況下，控制后輪的液壓制動力，以增加前輪的再生制動力。
5.根據權利要求3所述的再生制動控制方法，其中，在后輪驅動車輛的情況下，控制前輪的液壓制動力，以增加后輪的再生制動力。
全文摘要
本發(fā)明涉及再生制動控制方法。本文公開了利用電子控制制動器的再生制動系統(tǒng)的再生制動控制方法，其被設計成，在低制動器壓力情況下，經由制動器液壓力控制來增加車輛的再生制動能量恢復率。該再生制動控制方法包括以下步驟基于車速和駕駛員請求的制動力來確定是否需要對非主動輪進行再生制動協(xié)同控制，從而選擇是否執(zhí)行所述再生制動協(xié)同控制，由此實現車輛的穩(wěn)定制動。如果需要所述再生制動協(xié)同控制，則控制非主動輪的制動器液壓力，以增加主動輪的再生制動力，其增加了再生制動能量恢復率。
文檔編號B60T8/17GK102267445SQ201110122199
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權日2010年5月12日
發(fā)明者金尚默 申請人:株式會社萬都