專利名稱：一種混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于混合動(dòng)力汽車專用系統(tǒng)，具體涉及混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力汽車逐步的被推廣，其節(jié)能減排比常規(guī)車有很大的優(yōu)勢(shì)。汽車在制動(dòng)過(guò) 程中，通過(guò)電機(jī)來(lái)回收部分能量補(bǔ)充給動(dòng)力電池，以便增加整個(gè)車輛的續(xù)航里程。車輛在制 動(dòng)的過(guò)程中，機(jī)械制動(dòng)與電機(jī)能量回收制動(dòng)同時(shí)存在，即混合制動(dòng)。在制動(dòng)的過(guò)程中，電機(jī) 回收制動(dòng)力是隨著時(shí)間和電池電量而波動(dòng)的，為了保證駕駛員踩制動(dòng)踏板時(shí)的踏板行程、 踩踏力度、腳感的一致性，必須對(duì)因?yàn)榛厥张ぞ刈兓鸬闹苿?dòng)力波動(dòng)加以補(bǔ)償。對(duì)于全 混合以及純電動(dòng)回收能量較大的車輛制動(dòng)力的補(bǔ)償裝置是必須的，它不僅可以保證制動(dòng)的 安全性，同時(shí)保證了駕駛員制動(dòng)感覺(jué)一致。這種技術(shù)長(zhǎng)期被TRW以及日本長(zhǎng)期壟斷，國(guó)內(nèi)市 面也無(wú)此技術(shù)的成熟應(yīng)用，

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力補(bǔ)償方法，采用 改造原制動(dòng)系統(tǒng)的方案，增加制動(dòng)控制以及采集系統(tǒng)，保證制動(dòng)過(guò)程中補(bǔ)償力的時(shí)時(shí)變化， 為安全和能量大比例回收提供保障。 本發(fā)明提出的混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力補(bǔ)償方法其硬件結(jié)構(gòu)有硬件連接部分和電器 連接部分。硬件連接部分主要包括制動(dòng)踏板總成、制動(dòng)主缸、能量補(bǔ)償液壓缸。電器連接主 要由制動(dòng)踏板位移傳感器、液壓傳感器、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、制動(dòng)管理單元BMU、主控制器HCU組成。
制動(dòng)踏板傳感器固定連接在制動(dòng)踏板上，液壓傳感器連接在制動(dòng)主缸后方的主油 路B上，能量補(bǔ)償液壓缸串接在制動(dòng)主缸后面。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過(guò)液壓管路直接與能量補(bǔ)償液 壓缸連接。制動(dòng)管理單元通過(guò)線束與上述兩個(gè)傳感器及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)連接，制動(dòng)管理單元主要 采集兩個(gè)傳感器的電壓信號(hào)，同時(shí)發(fā)送工作指令給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，讓其把能量補(bǔ)償液壓缸的液 體傳送到主油路B中；主控制器通過(guò)CAN線與制動(dòng)管理單元連接，主控制器可以監(jiān)控制動(dòng)補(bǔ) 償?shù)膱?zhí)行情況。 在混合動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行中，如果出現(xiàn)制動(dòng)能量回收模式，IPU監(jiān)控大電機(jī)的電流、扭 矩、轉(zhuǎn)速、電機(jī)溫度和IPU溫度；BCU監(jiān)控動(dòng)力電池的電量(SOC)、電池溫度，將以上信號(hào)采集 到CAN總線上，CAN數(shù)據(jù)通過(guò)采集卡輸送到BMU，位移傳感器的位移電壓信號(hào)和液壓系統(tǒng)壓 力信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)紹MU模塊，位移傳感器的電壓變化，反映制動(dòng)踏板的踩踏深度，電壓的變 化率反映制動(dòng)踏板踩踏的速度。 BMU通過(guò)對(duì)上述信號(hào)采集和計(jì)算，把結(jié)果指令輸給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)一步把能 量補(bǔ)償液壓缸里的液體泵出，使A腔液體連續(xù)的輸入到主管路B，主管路B上的液壓力傳感 器把壓力信號(hào)P2采集之后輸入給BMU， BMU把壓力信號(hào)P2與初始?jí)毫l不斷比較，當(dāng)Pl =P2的時(shí)候，BMU發(fā)出信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)停止工作。其中初始?jí)毫l為(Pl-m， Pl+m)的 鄰域，其中m是整個(gè)系統(tǒng)中壓力的微小跳動(dòng)數(shù)值，根據(jù)試驗(yàn)可以具體標(biāo)定。
本發(fā)明在制動(dòng)主缸與液壓管路之間設(shè)計(jì)了一個(gè)串聯(lián)的液壓裝置即能量補(bǔ)償液壓 缸，當(dāng)制動(dòng)的時(shí)候，里面充滿液壓油，與制動(dòng)主缸的主管路相連接，其液壓的驅(qū)動(dòng)方式為一 個(gè)液壓電動(dòng)馬達(dá)。通過(guò)測(cè)試連續(xù)模擬量踏板行程輸入，可以得到駕駛員的制動(dòng)需求；補(bǔ)償裝 置控制器與混合動(dòng)力控制器HCU之間存在CAN通訊，通過(guò)采集回收能量電機(jī)的電流、扭矩、 電機(jī)系統(tǒng)的溫度、電池的電量S0C、電池的溫度等數(shù)據(jù)，以便計(jì)算補(bǔ)償力的大小，從而確定連 續(xù)補(bǔ)償力矩的大小，從而避免了因?yàn)榛厥张ぞ氐淖兓?，出現(xiàn)制動(dòng)一致性和效果很差的情況。
通過(guò)本發(fā)明，使數(shù)據(jù)通訊與液壓都可以以毫秒級(jí)的速度響應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，保證了 系統(tǒng)的安全可靠性。通過(guò)該發(fā)明的應(yīng)用，可以保證駕駛員制動(dòng)踏板的一致性，保證在盡可能 多的回收制動(dòng)能量的同時(shí)，制動(dòng)距離也能達(dá)到法規(guī)要求。


圖1制動(dòng)力分配邏輯圖 圖2制動(dòng)力補(bǔ)償裝置硬件結(jié)構(gòu)圖 圖3制動(dòng)力補(bǔ)償裝置系統(tǒng)控制圖
具體實(shí)施例方式
圖1為制動(dòng)力分配邏輯，主控制器HCU對(duì)制動(dòng)需求輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，確定分配 機(jī)械制動(dòng)和能量回收制動(dòng)的比例，進(jìn)行制動(dòng)力分配，隨后根據(jù)整車的運(yùn)行狀態(tài)確定回收制 動(dòng)力的變化，根據(jù)其變化進(jìn)行相應(yīng)的力矩補(bǔ)償。 以下再結(jié)合圖2說(shuō)明該制動(dòng)補(bǔ)償液壓缸工作過(guò)程為當(dāng)駕駛員踩制動(dòng)踏板的時(shí) 候，制動(dòng)踏板下的位移傳感器這可模擬輸入駕駛員制動(dòng)力需求，向BMU輸出電壓信號(hào)，踏板 的位置變化，可以通過(guò)位移傳感器采集，位移傳感器把位移量轉(zhuǎn)化為電壓量，電壓越大，表 示踏板踩的越深，反之越淺；踏板踩動(dòng)的快慢，可以用電壓變化快慢表示，電壓?jiǎn)挝粫r(shí)間變 化的快，表示制動(dòng)需求越強(qiáng)烈。 同時(shí)，液壓油經(jīng)過(guò)制動(dòng)主缸流向能量補(bǔ)償液壓缸的補(bǔ)償腔體A，并經(jīng)補(bǔ)償腔體A流 入主管道B中，此時(shí)有一個(gè)制動(dòng)力響應(yīng)作用在制動(dòng)輪上，此時(shí)的液壓管路的壓力為Pl ;
主控制器把電機(jī)控制器IPU監(jiān)控到的扭矩采集到，可以判斷能量回收力矩的變 化，當(dāng)回收扭矩減小的時(shí)候，此時(shí)腔體A的液體在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的作用下單方向流向車輪制動(dòng) 管路B。由于管路中單向閥和開(kāi)關(guān)的作用，腔體A中的液體不會(huì)抵消制動(dòng)液壓主缸的輸出。 在這個(gè)過(guò)程中，壓力傳感器時(shí)刻監(jiān)視液壓管路的壓力變化，并反饋給制動(dòng)管理單元BMU。 BMU 和HCU之間通過(guò)CAN數(shù)據(jù)交流，由BMU輸出指令發(fā)給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，讓其工作或者不工作，實(shí)現(xiàn) 閉環(huán)控制。 附圖3為系統(tǒng)控制原理圖，描述了能量補(bǔ)償液壓缸的控制方法。整個(gè)控制系統(tǒng)和 裝置采用的電源是低壓直流12V電源，采用了兩個(gè)三針腳傳感器，分別為位移傳感器、液壓 壓力傳感器。為了保證該系統(tǒng)的可靠性以及考慮到駕駛員制動(dòng)操作的最可能時(shí)間，本制動(dòng) 力補(bǔ)償方法中BMU上電過(guò)程采用跟隨混合動(dòng)力控制器HCU的方案。 當(dāng)啟動(dòng)鑰匙撥到IGNITI ON檔位時(shí)，HCU通低壓電，隨后HCU發(fā)送繼電器1閉合指 令，12V電源通過(guò)常閉繼電器2和3，分別為回收扭矩大電機(jī)IPU控制器和驅(qū)動(dòng)電池BCU控制 器提供低壓12V電源，同時(shí)制動(dòng)力調(diào)節(jié)控制器也通12V低壓直流電，本過(guò)程所有控制器上電
4低壓上電過(guò)程。BUM上電之后，本身提供5V的電源，通過(guò)輸送電源這一針腳為傳 感器供電，傳感器其他兩針腳分別為信號(hào)線、信號(hào)接地。當(dāng)鑰匙撥到START檔位的時(shí)候，混 合動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行，各控制器開(kāi)始記錄受控體的數(shù)據(jù)。如果出現(xiàn)制動(dòng)能量回收模式，IPU監(jiān)控 大電機(jī)的電流、扭矩、轉(zhuǎn)速、電機(jī)溫度和IPU溫度；BCU監(jiān)控動(dòng)力電池的S0C、電池溫度。以上 信號(hào)采集到總線上，CAN數(shù)據(jù)通過(guò)采集卡輸送到BMU，傳感器的位移電壓信號(hào)和液壓系統(tǒng)壓 力信號(hào)全部的傳輸?shù)紹MU計(jì)算模塊，進(jìn)行計(jì)算，位移電壓變化，反映制動(dòng)踏板的踩踏深度， 電壓的變化率反映制動(dòng)踏板踩踏的速度。通過(guò)計(jì)算，把結(jié)果指令輸給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，馬達(dá)的驅(qū)動(dòng) 使得A腔液體連續(xù)的輸入到管路B，液壓力傳感器把壓力信號(hào)P2采集之后輸入給BMU，通過(guò) 與初始?jí)毫1不斷的比較，當(dāng)P1 二P2的時(shí)候，馬達(dá)停止工作。為了保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定， 必須為壓力值P1設(shè)置一個(gè)范圍為(Pl-m，Pl+m)的鄰域。
權(quán)利要求
一種混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力補(bǔ)償方法，其特征在于所述方法采用以下的硬件，包括有制動(dòng)踏板總成、制動(dòng)主缸、能量補(bǔ)償液壓缸、制動(dòng)踏板位移傳感器、液壓傳感器、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、制動(dòng)管理單元BMU、主控制器HCU；所述制動(dòng)踏板傳感器固定連接在制動(dòng)踏板上，液壓傳感器連接在制動(dòng)主缸后方的主油路B上，能量補(bǔ)償液壓缸串接在制動(dòng)主缸后面；驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過(guò)液壓管路直接與能量補(bǔ)償液壓缸連接；制動(dòng)管理單元通過(guò)線束與上述兩個(gè)傳感器及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)連接，制動(dòng)管理單元主要采集兩個(gè)傳感器的電壓信號(hào)，同時(shí)發(fā)送工作指令給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，讓其把能量補(bǔ)償液壓缸的液體傳送到主油路B中；主控制器通過(guò)CAN線與制動(dòng)管理單元連接，主控制器可以監(jiān)控制動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行情況；所述方法的過(guò)程如下在混合動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行中，如果出現(xiàn)制動(dòng)能量回收模式，IPU監(jiān)控大電機(jī)的電流、扭矩、轉(zhuǎn)速、電機(jī)溫度和IPU溫度；BCU監(jiān)控動(dòng)力電池的電量SOC、電池溫度，將以上信號(hào)采集到CAN總線上，CAN數(shù)據(jù)通過(guò)采集卡輸送到BMU，位移傳感器的位移電壓信號(hào)和液壓系統(tǒng)壓力信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)紹MU模塊，由BMU模塊進(jìn)行計(jì)算，位移傳感器的電壓變化，反映制動(dòng)踏板的踩踏深度，電壓的變化率反映制動(dòng)踏板踩踏的速度；BMU通過(guò)對(duì)上述信號(hào)采集和計(jì)算，把結(jié)果指令輸給驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)一步把能量補(bǔ)償液壓缸里的液體泵出，使補(bǔ)償液壓缸的A腔液體連續(xù)的輸入到主管路B，主管路B上的液壓力傳感器把壓力信號(hào)P2采集之后輸入給BMU，BMU把壓力信號(hào)P2與初始?jí)毫1不斷比較，當(dāng)P1＝P2的時(shí)候，BMU發(fā)出信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)停止工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力補(bǔ)償方法，其特征在于所述初始?jí)毫l為(Pl-m，Pl+m)的鄰域，其中m是整個(gè)系統(tǒng)中壓力的微小跳動(dòng)數(shù)值。
全文摘要
一種混合動(dòng)力汽車制動(dòng)力補(bǔ)償方法，其是在制動(dòng)主缸與液壓管路之間設(shè)計(jì)了一個(gè)串聯(lián)的液壓裝置，當(dāng)制動(dòng)的時(shí)候，里面充滿液壓油，與制動(dòng)主缸的主管路相連接，其液壓的驅(qū)動(dòng)方式為一個(gè)液壓電動(dòng)馬達(dá)。通過(guò)測(cè)試連續(xù)模擬量踏板行程輸入，得到駕駛員的制動(dòng)需求，補(bǔ)償裝置控制器與混合動(dòng)力控制器HCU之間存在CAN通訊，通過(guò)采集回收能量電機(jī)的電流、扭矩、電機(jī)系統(tǒng)的溫度、電池的電量SOC、電池的溫度等數(shù)據(jù)，計(jì)算補(bǔ)償力的大小，從而確定連續(xù)補(bǔ)償力矩的大小，從而避免因?yàn)榛厥张ぞ氐淖兓?，出現(xiàn)制動(dòng)一致性和效果很差的情況。本發(fā)明使數(shù)據(jù)通訊與液壓都可以以毫秒級(jí)的速度響應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，保證了系統(tǒng)的安全可靠性。本發(fā)明還可以保證駕駛員制動(dòng)踏板的一致性，保證在盡可能多的回收制動(dòng)能量的同時(shí)，制動(dòng)距離也能達(dá)到法規(guī)要求。
文檔編號(hào)B60T8/171GK101791978SQ20101013390
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者周安健, 張?jiān)?qiáng), 李宗華, 段志輝, 蘇嶺 申請(qǐng)人:重慶長(zhǎng)安汽車股份有限公司