本發(fā)明涉及一種純電動汽車的再生制動控制方法，具體涉及一種能夠根據(jù)加速踏板開度來改變電機制動力以改變整車減速度，盡量減少制動踏板的參與的純電動汽車的再生制動控制方法。

背景技術(shù)：

隨著人類對自然環(huán)境的日益重視，以純電力驅(qū)動的電動汽車日漸成為人類日常代步的工具。在電動汽車的行駛過程中，如何確保能耗最小化是人們?nèi)找嬷匾暤恼n題。在制動過程中，對汽車進行再生制動控制為目前普遍采用的節(jié)能措施。

專利文獻1(CN201510254734.7)中公開了一種純電動汽車的單踏板控制系統(tǒng)及其方法，系統(tǒng)包括單踏板、整車控制器、電機控制器和制動系統(tǒng)主缸壓力調(diào)節(jié)器。分段的單踏板可滿足車輛前進/倒退、滑行以及制動等行駛狀態(tài)，從而將傳統(tǒng)的兩踏板或者三踏板結(jié)構(gòu)操作簡化為“深踩踏板車輛運行、中踩踏板車輛滑行、淺踩踏板車輛制動、松開踏板車輛停止”的單踏板控制。專利文獻2(CN201410384563.5)中公開了一種純電動汽車能量回收再生制動控制方法，主要是針對于純電動汽車的制動過程設(shè)計開發(fā)了基于驅(qū)動軸力矩信息的純電動汽車能量回收再生制動控制方法，以駕駛員模型發(fā)出的驅(qū)動信號、制動信號、以及電機轉(zhuǎn)速、電池SOC狀態(tài)、電池電壓、車速和驅(qū)動軸力矩信息為輸入，以控制輸出機械制動信號和對電機的力矩需求的大小進行建模的。專利文獻3(CN201210295947.0)公開了一種增程式電動車制動能量回收系統(tǒng)，包括制動踏板信號處理模塊、加速踏板信號處理模塊、檔位信號處理模塊、主缸壓力信號檢測模塊、診斷電路模塊、制動能量回收系統(tǒng)控制單元、制動防抱死控制單元、制動防抱死電磁閥驅(qū)動模塊、制動防抱死泵電機驅(qū)動模塊、起動/發(fā)電一體機控制單元、起動/發(fā)電一體機電機、動力電池及電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機控制單元和驅(qū)動電機。

對于專利文獻1所述的控制方法，主要敘述了利用單踏板行程和制動系統(tǒng)主缸壓力調(diào)節(jié)器，在單踏板小開度時使用傳統(tǒng)制動系統(tǒng)制動，未利用電機系統(tǒng)進行制動能量回收，動能轉(zhuǎn)化為熱能浪費了，未體現(xiàn)新能源汽車的特點，且此單踏板完全取消制動踏板，中小開度時無法驅(qū)動車輛；對于專利文獻2和專利文獻3所述的控制方法，均是在油門踏板開度為0或者踩下制動踏板時才能有能量回收，這樣回收的能量有限，并且會有一部分動能被傳統(tǒng)制動發(fā)熱浪費掉。

因此，可以歸結(jié)出，目前的電動汽車再生制動控制系統(tǒng)主要采用以下兩種方式：第一種，非解耦式再生制動系統(tǒng)，不改變傳統(tǒng)制動系統(tǒng)，在車輛滑行階段施加一個固定的電機制動力，在制動階段疊加電機制動力與液壓制動力。此種系統(tǒng)，簡單易用，但是滑行階段的電機制動力駕駛員不可人為控制，若標(biāo)定過大駕駛感覺不好、若標(biāo)定過小回收能量有限，制動階段又會有一部分的能量被轉(zhuǎn)化為熱能浪費。第二種，解耦式再生制動系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)制動系統(tǒng)，在車輛滑行階段亦施加一個固定的電機制動力，在制動階段整車控制器根據(jù)車速與制動主缸壓力合理分配電機制動力與液壓制動力，減少液壓制動力的參與，提高能量回收率。但是，此種系統(tǒng)開發(fā)周期長、技術(shù)難度大，對傳統(tǒng)制動部分更改地方多，成本增加大。

因此，亟待出現(xiàn)一種在不改變傳統(tǒng)制動系統(tǒng)和增加成本的前提下能夠?qū)崿F(xiàn)再生制動的控制措施的出現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明旨在提供一種純電動汽車的控制方法，旨在通過調(diào)節(jié)加速踏板開度，達到改變電機制動力改變整車減速度的效果，盡量減少制動踏板的參與，提高能量回收率。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的實施例提供一種純電動汽車的再生制動控制方法，所述方法包括：在松開加速踏板使所述汽車減速的過程中，基于實時檢測的車速信號、踏板位置信號和電池可用充放電功率信號來實時計算駕駛員需求力矩，當(dāng)判斷所計算的駕駛員需求力矩為回饋力矩時，如果沒有檢測到踩下制動踏板，則控制所述汽車進入再生制動控制階段，否則，則控制所述汽車進入聯(lián)合制動控制階段，其中，所述再生制動控制階段包括：控制驅(qū)動電機輸出第一回饋力矩并施加到所述汽車的車輪端，使得所述汽車在所述第一回饋力矩的作用下減速行駛，所述第一回饋力矩隨加速踏板的位置變化而變化；所述聯(lián)合制動階段包括：控制驅(qū)動電機輸出第二回饋力矩和控制液壓制動單元輸出液壓制動力并將所述第二回饋力矩和所述液壓制動力施加到所述汽車的車輪端，使得所述汽車在所述第二回饋力矩和所述液壓制動力的雙重作用下減速行駛，所述第二回饋力矩隨加速踏板的位置變化而變化。

可選地，在所述再生制動控制階段中，如果檢測到踩下制動踏板，則進入所述聯(lián)合制動控制階段。

可選地，在所述再生制動控制階段中，如果檢測到ABS觸發(fā)信號，則使所述第一回饋力矩降為0，結(jié)束所述再生制動控制階段。

可選地，在所述聯(lián)合制動控制階段中，如果檢測到ABS觸發(fā)信號，則使所述第二回饋力矩降為0，使所述液壓制動力隨ABS調(diào)節(jié)。

可選地，在松開加速踏板至小于加速踏板行程的30％位置時，計算出的駕駛員需求力矩為回饋力矩。

可選地，當(dāng)所計算的駕駛員需求力矩為0時，控制所述驅(qū)動電機處于隨轉(zhuǎn)狀態(tài)。

可選地，在加速踏板保持在加速踏板行程的30％位置時，計算出的駕駛員需求力矩為0。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的純電動汽車的控制方法不需要改變傳統(tǒng)制動系統(tǒng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)良好的再生制動效果，較傳統(tǒng)車不增加成本，節(jié)能效果與0.2g解耦式再生制動系統(tǒng)相當(dāng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的純電動汽車的再生制動控制系統(tǒng)的拓?fù)鋱D。

圖2為本發(fā)明一實施例的純電動汽車的再生制動控制方法的流程示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細(xì)描述。

圖1為本發(fā)明的純電動汽車的再生制動控制系統(tǒng)的拓?fù)鋱D。圖2為本發(fā)明一實施例的純電動汽車的再生制動控制方法的流程示意圖。

首先結(jié)合圖1對本發(fā)明中應(yīng)用的硬件系統(tǒng)(再生控制系統(tǒng))進行介紹。如圖1所示，本發(fā)明使用的再生控制系統(tǒng)可包括整車控制器6、驅(qū)動電機2、電機控制器4、電池管理系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)ABS控制器3、加速踏板7、制動踏板8和液壓制動單元1，所述加速踏板7和所述制動踏板8包含位置傳感器，所述電機控制器、所述電池管理系統(tǒng)和所述制動防抱死系統(tǒng)通過CAN總線5與整車控制器6實現(xiàn)信息交互，所述加速踏板7、所述制動踏板8通過硬線與整車控制器6相連接，所述的驅(qū)動電機2通過機械連接與車輪連接，所述液壓制動單元1通過液壓管路與車輪連接。再生控制系統(tǒng)的這些結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)類似，在此省略對它們的詳細(xì)介紹。也就是說，本發(fā)明實施例提供的純電動汽車的再生制動控制方法，不需要對汽車的傳統(tǒng)制動系統(tǒng)進行改造，只利用現(xiàn)有的制動系統(tǒng)就可實現(xiàn)。

在本發(fā)明的再生制動控制過程中，所涉及的控制信號主要包括車速信號、駕駛員需求力矩信號、加速踏板位置信號、制動踏板開關(guān)信號、電機力矩信號、電池可用充放電功率信號、ABS觸發(fā)信號、液壓制動系統(tǒng)主缸壓力信號。其中，車速信號反應(yīng)當(dāng)前汽車車速，可根據(jù)車速傳感器檢測得到；駕駛員需求力矩信號反應(yīng)整車控制器根據(jù)加速踏板位置和車速計算出的驅(qū)動或回饋需求力矩；加速踏板位置信號反應(yīng)加速踏板開度大小，可根據(jù)加速踏板的位置傳感器檢測得到；制動踏板開關(guān)信號反應(yīng)是否踩下制動踏板，可根據(jù)制動踏板的位置傳感器檢測得到；電機力矩信號反應(yīng)以駕駛員需求力矩為基礎(chǔ)，電機施加到車輪端的驅(qū)動或回饋力矩；電池可用充放電功率信號反應(yīng)電池當(dāng)前可以提供的充放電功率，根據(jù)電池電壓計算得到；ABS觸發(fā)信號反應(yīng)當(dāng)前車輪是否滑轉(zhuǎn)，可根據(jù)車輪滑移率計算得到；液壓制動系統(tǒng)主缸壓力信號反應(yīng)制動系統(tǒng)(液壓制動單元)實際施加的制動力大小。

以下，參考圖2對本發(fā)明的純電動汽車的再生制動控制方法進行介紹。

本發(fā)明提供的一種純電動汽車的再生制動控制方法包括：在松開加速踏板使所述汽車減速的過程中，通過汽車自帶的傳感器實時檢測車速信號、踏板位置信號和電池可充放電狀態(tài)信號，整車控制器6基于檢測的車速信號、踏板位置信號和電池可用充放電功率信號來實時計算駕駛員需求力矩，當(dāng)整車控制器6計算出駕駛員需求力矩為回饋力矩時，如果沒有檢測到踩下制動踏板時，則控制汽車進入再生制動控制階段，否則，則控制汽車進入聯(lián)合制動控制階段。在行車過程中，當(dāng)駕駛員需要減速時，會松開加速踏板(即加速踏板開度位置變小)，直至減速感達到駕駛員的預(yù)期，減速時即為回饋力矩。其中，所述再生制動控制階段可包括：控制驅(qū)動電機輸出第一回饋力矩并施加到所述汽車的車輪端，使得所述汽車在所述第一回饋力矩的作用下減速行駛，所述第一回饋力矩隨加速踏板的位置變化而變化；所述聯(lián)合制動階段包括：控制驅(qū)動電機輸出第二回饋力矩和控制液壓制動單元輸出液壓制動力并將所述第二回饋力矩和所述液壓制動力施加到所述汽車的車輪端，使得所述汽車在所述第二回饋力矩和所述液壓制動力的雙重作用下減速行駛，所述第二回饋力矩隨加速踏板的位置變化而變化。在計算本發(fā)明中的駕駛員需求力矩時，可基于檢測的當(dāng)前車速信號、加速踏板位置信號和電池可用充放電功率信號利用查表法來獲得。

此外，在所述再生制動控制階段中，如果檢測到踩下制動踏板，則進入所述聯(lián)合制動控制階段；如果檢測到ABS觸發(fā)信號，則使所述第一回饋力矩降為0，結(jié)束所述再生制動控制階段。在所述聯(lián)合制動控制階段中，如果檢測到ABS觸發(fā)信號，則使所述第二回饋力矩降為0，使所述液壓制動力隨ABS調(diào)節(jié)。在本發(fā)明的一示例中，在松開加速踏板至小于加速踏板行程的30％位置時，整車控制器根據(jù)所檢測的信號計算出駕駛員需求力矩為回饋力矩。此外，當(dāng)所計算的駕駛員需求力矩為0時，控制所述驅(qū)動電機處于隨轉(zhuǎn)狀態(tài)。在加速踏板保持在加速踏板行程的30％位置時，整車控制器根據(jù)所檢測的信號計算出駕駛員需求力矩為0。

即，在汽車的減速行駛過程中，如果在某個時刻計算出的駕駛員需求力矩為回饋力矩時，如果此時沒有檢測到踩下制動踏板，則整車控制器6只控制驅(qū)動電機施加與所計算的駕駛員需求力矩相對應(yīng)的回饋力矩進行再生制動，使得汽車只在驅(qū)動電機的作用下減速行駛，如果在該行駛過程中檢測到ABS觸發(fā)信號，則整車控制器6控制驅(qū)動電機將回饋力矩降為0，結(jié)束再生制動控制階段；如果在減速過程中，檢測到制動踏板行程信號即表示踩下制動踏板，則整車控制器6控制驅(qū)動電機輸出回饋力矩，同時控制液壓制動單元1輸出液壓制動力來進行聯(lián)合制動，此時汽車在回饋力矩和液壓制動力的雙重作用下減速，在該減速過程中，如果在該行駛過程中檢測到ABS觸發(fā)信號，則整車控制器6將此過程中的回饋力矩降為0，并使液壓制動力隨ABS調(diào)節(jié)，該過程可稱為第一再生制動過程(隨后參考圖2進行具體描述)。如果在某個時刻計算的駕駛員需求力矩為回饋力矩時，且此時同時檢測到踩下制動踏板，則整車控制器6控制驅(qū)動電機輸出回饋力矩，同時控制液壓制動單元1輸出液壓制動力來進行聯(lián)合制動，此時汽車在回饋力矩和液壓制動力的雙重作用下減速，在該減速過程中，如果在該行駛過程中檢測到ABS觸發(fā)信號，則整車控制器6將此過程中的回饋力矩降為0，并使液壓制動力隨ABS調(diào)節(jié)。如果沒有檢測到ABS觸發(fā)信號，則車在回饋力矩和液壓制動力的雙重作用下減速直至停止。

如圖2所示，第一再生制動過程可具體包括以下步驟：

S1：松開加速踏板；

S2：實時計算駕駛員需求力矩并判斷駕駛員需求力矩是否為回饋力矩，如果不是，則返回步驟S1，繼續(xù)判斷駕駛員需求力矩是否為回饋力矩，如果確定駕駛員需求力矩為回饋力矩時，則進入下述步驟S3；

S3：控制驅(qū)動電機施加回饋力矩開始實施再生制動控制；

S4：判斷在開始實施再生制動的過程中是否觸發(fā)了ABS，如果觸發(fā)了ABS，則使得驅(qū)動電機的回饋力矩降為0，并結(jié)束再生制動控制，否則，進入下述步驟S5；

S5：實時計算駕駛員需求力矩并基于計算的駕駛員需求力矩來控制驅(qū)動電機實時施加回饋力矩；

S6：判斷在實時施加回饋力矩的過程中是否踩下制動踏板，如果沒有踩下制動踏板，則基于步驟S5中計算的駕駛員需求力矩來控制驅(qū)動電機實時施加回饋力矩，并結(jié)束再生制動控制，否則，則進入下述步驟S7；

S7：實時計算駕駛員需求力矩并基于計算的駕駛員需求力矩來控制驅(qū)動電機實時施加回饋力矩和液壓制動單元施加液壓制動力以實施聯(lián)合制動控制；S8：判斷在實施聯(lián)合制動的過程中，是否觸發(fā)了ABS，如果觸發(fā)了ABS，則使得驅(qū)動電機的回饋力矩降為0并使得液壓制動力隨ABS進行調(diào)節(jié)，并結(jié)束聯(lián)合制動控制，否則，進入下述步驟S9；

S9：基于步驟S7計算的駕駛員需求力矩控制驅(qū)動電機實時施加回饋力矩和液壓制動單元施加液壓制動力。驅(qū)動電機施加的回饋力矩為計算的駕駛員需求扭矩減去液壓制動力，如果駕駛員需求扭矩小于液壓制動力，則回饋力矩為零。

在利用本發(fā)明的再生制動控制方法對純電動汽車進行再生制動控制時，可將汽車的減速行駛過程分為滑行階段、再生制動階段和聯(lián)合制動階段，其中，滑行階段為駕駛員需求力矩為0(保持加速踏板在踏板行程30％的位置)的階段，再生制動階段為需求回饋力矩(松開加速踏板至小于踏板行程30％的位置)且沒有踩下制動踏板的階段，此階段只在驅(qū)動電機的回饋力矩下減速，聯(lián)合制動階段為需求回饋力矩(松開加速踏板至小于踏板行程30％的位置)且同時踩下制動踏板的階段，此階段在驅(qū)動電機回饋力矩和液壓制動力的雙重作用下減速。具體地，利用本發(fā)明的再生制動控制方法對汽車的減速過程各階段進行再生制動控制的方法可為如下：

1)滑行階段：此階段整車控制器根據(jù)車速信號、加速踏板位置信號和電池可用充放電功率信號計算出駕駛員需求力矩為0，電機既不施加驅(qū)動力矩也不施加回饋力矩，電機處于隨轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2)再生制動階段：此階段整車控制器根據(jù)車速信號、加速踏板位置信號和電池可用充放電功率信號計算出駕駛員需求回饋力矩，回饋力矩隨加速踏板位置變化而變化，當(dāng)加速踏板位置為0時，回饋力矩最大，駕駛員需求力矩信號通過CAN總線傳遞給電機控制器，電機控制器基于該駕駛員需求信號生成電機力矩信號，以控制驅(qū)動電機將與該駕駛員需求信號相對應(yīng)的第一回饋力矩施加到車輪端，使得純電動汽車在該第一回饋力矩的作用下減速。在汽車減速過程中，如果觸發(fā)ABS信號，則整車控制器會迅速撤銷該第一回饋力矩，使得該第一回饋力矩降為0。如果沒有觸發(fā)ABS信號，則汽車在第一回饋力矩的作用下減速直至停止。

3)聯(lián)合制動階段：此階段整車控制器根據(jù)車速和加速踏板位置信號計算出駕駛員需求回饋力矩，回饋力矩隨加速踏板位置變化而變化，當(dāng)加速踏板位置為0時，回饋力矩最大，駕駛員需求力矩信號通過CAN總線傳遞給電機控制器，電機控制器基于該駕駛員需求信號生成電機力矩信號，以控制驅(qū)動電機將與該駕駛員需求信號相對應(yīng)的第二回饋力矩施加到車輪端，第二回饋力矩為駕駛員需求扭矩減去液壓制動力，如果需求扭矩小于液壓制動力，則第二回饋力矩為零。液壓制動單元根據(jù)主缸壓力信號施加液壓制動力到車輪端。如此，汽車在第二回饋力矩和液壓制動力的雙重作用下減速。在汽車減速過程中，如果觸發(fā)ABS信號，則整車控制器迅速撤銷電機回饋力矩，使得第二回饋力矩降為0，液壓制動力隨ABS調(diào)節(jié)。如果沒有觸發(fā)ABS信號，則汽車在第二回饋力矩和液壓制動力的雙重作用下減速直至停止。

此外，本發(fā)明的再生制動控制方法還可以用于汽車在驅(qū)動行駛的過程中。例如，在車輛靜止時，當(dāng)檢測到踩下加速踏板7，或者，在車輛行駛中，檢測到踩下所述加速踏板位置位于大于踏板行程的30％時，整車控制器6基于檢測的當(dāng)前車速信號、加速踏板位置信號和電池可用充放電功率信號計算出駕駛員需求力矩為驅(qū)動力矩，則通過CAN總線5將與計算的驅(qū)動力矩相對應(yīng)的駕駛員需求力矩信號傳遞給所述電機控制器4，進而電機控制器4控制所述驅(qū)動電機2將所需的驅(qū)動力矩施加到車輪端，使得所述汽車在驅(qū)動力矩的作用下加速向前。

綜上，在車輛行駛過程中，整車控制器根據(jù)當(dāng)前車速與加速踏板開度信號及電池可用充放電功率信號，實時計算駕駛員需求力矩。當(dāng)駕駛員松開加速踏板到一定開度時，需求力矩由驅(qū)動力矩變化為回饋力矩進行再生制動，回饋力矩的大小隨車速與加速踏板開度信號變化而變化。該再生制動控制方法實現(xiàn)了汽車在不改變傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，減速過程中回饋力矩大小與加速踏板開度的一定解耦關(guān)系，即回饋力矩大小隨加速踏板開度變化而變化，既節(jié)省成本容易實現(xiàn)，又可以通過回饋力矩實現(xiàn)車輛減速而盡可能多的將汽車的動能轉(zhuǎn)化為電能儲存到電池中，提高整車能量利用率。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。