CN101073992A - 基于abs的汽车再生与常规制动集成控制器及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种基于ABS的汽车再生制动与常规制动集成控制器，其特征在于：电机制动融合到ABS制动***中，制动电机也参与ABS制动，集成制动控制器把能量再生制动与常规ABS制动集成在一起，控制器根据制动踏板信号、车速状态等确定制动需求，由储能器状态、电机功率等确定出最大的再生制动力矩。在电机制动能力能达到制动前轴需求时，单独由电机对前轴制动来实现制动，后轴制动力根据制动力分配曲线计算出来，由常规制动***实现。在前轴制动需求大于电机制动能力时，由常规制动与电机制动复合制动，不仅实现了再生制动与液压ABS制动***协调兼容，提高了制动能量回收率，还可以充分利用电机制动响应快的优点，更好的实现车辆制动防抱死控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于ABS的汽车再生制动与常规制动集成控制器及控制方法，使电机制动融合到ABS制动***中，制动电机本身也参与ABS制动，不仅实现了再生制动与液压ABS制动***协调兼容，提高了制动能量回收率，还可以充分利用电机制动响应快的优点，更好的实现车辆制动防抱死控制。
背景技术
ABS液压制动***根据轮速、车速等参数确定车辆滑移率，在滑移率超过参考值时，制动处于不稳定状态，制动力矩要减小以防车轮抱死；在滑移率低于参考值时，为了充分利用地面附着系数，减小制动距离，则制动力矩要增加，从而实现制动过程的稳定性控制。它具有制动力矩较大，低速制动性能好等优点，但它的制动器磨损大，存在长时制动产生的热衰退性和制动响应较慢等问题，且它无法实现制动能量回收。而电机再生制动能够回收与利用制动动能，无制动热衰退性问题，制动力矩响应快，但它的低速制动性能不好，能提供的制动力矩较小。两者结合起来使用可以一方面减小常规液压制动***磨损，回收制动能量，另一方面可以充分发挥电制动力矩响应快的优点，实现更精确的防抱死控制。
经相关技术文献检索发现，目前主要有两种再生制动与常规制动协调方式，一种是驾驶员手动启用或停止滑行能量回馈充电，再生制动力矩大小由车速、蓄电池SOC状态等决定，操作繁锁，只能体现功能，回馈能量少，切换过渡不柔和；另一种是根据车速、制动踏板行程、制动液压传感器判断制动力总需求，通过对再生制动力矩与机械制动力矩的合理分配，来实现两者兼容，这种方法控制复杂，且不能实现与ABS***的兼容，见张毅，杨林等.电动汽车能量回馈的整车控制.汽车工程.2005(7)：24～27。
***集成是汽车智能化发展的方向，把多个***集成在一个控制单元内，可方便地实现***效率的提高和资源利用的优化。
发明内容
针对上述对汽车再生制动与常规制动现状，本发明的目的就是要提供一种基于ABS的汽车能量再生制动与常规制动集成控制器，使电机制动融合到ABS制动***中，制动电机本身也参与ABS制动，实现再生制动与液压ABS制动***协调兼容，提高能量回收率，充分利用电机制动响应快的优点，更好的实现车辆制动防抱死控制。
本发明为解决以上技术问题所采用的技术方案：
所述的其特征在于常规制动为双管路四通道四传感器液压ABS制动***。再生制动力矩由电机产生并由机械变速机构传递动力，在制动过程中，集成控制器1通过储能器能量管理控制器16获取储能器17状态信号，对轮速传感器14(每个车轮对应一个的轮速传感器)、制动踏板5、管路传感器压力信号13等进行综合处理，进而确定制动模式，按照制动控制策略对电机6及常规制动***的ABS电动泵2、压力调节装置3进行控制，实现常规制动与能量再生制动的协调运行。
本发明的控制方法是集成制动控制器1把能量再生制动与常规ABS制动集成在一起，控制器1根据制动踏板5信号、车速状态等确定制动需求，由储能器17状态、电机6功率等确定出最大的再生制动力矩。在电机6制动能力能达到制动前轴需求时，单独由电机6对前轴制动来实现制动，且控制算法要实现电机6制动的防抱死控制，后轴制动力根据制动力分配曲线计算出来，由常规制动***实现。在前轴制动需求大于电机6制动能力时，由常规制动与电机制动复合制动，在充分发挥电制动能力同时调整制动管路压力，以保证符合制动安全性能要求的前后制动力分配。
本发明的有益效果是，该集成控制***不仅实现了再生制动与液压ABS制动***协调兼容，提高了能量回收率，还可以充分利用电机制动响应快的优点，更好的实现车辆制动防抱死控制。
附图说明
图1是本发明的原理结构示意图
图2是本发明的控制器原理示意图
图3是本发明的控制器控制策略流程示意图
图4是本发明的控制器集成控制软件实现流程图
1-集成制动控制器，2-ABS电动泵，3-压力调节装置，4-制动主缸，5-制动踏板，6-电机及机械变速机构，7-电机控制器，8、9、10、11-车轮，12-制动轮缸，13-管路压力传感器，14-轮速传感器，15-储能器电压/电流传感器，16-储能器能量管理控制器，17-储能器，18-储能器温度信号，19-数据采集与显示
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明主要包括集成制动控制器1、常规制动***、再生制动***，常规制动***、再生制动***分别与集成制动控制器1相连。其中集成制动控制器1如图2所示包括TMS320C6713DSK芯片、ADC转换调理电路、DAC转换调理电路。常规制动***包括轮速传感器14、制动轮缸12、液压管路、ABS电动泵2、压力调节装置3、制动主缸4等。再生制动***包括电机及机械变速机构6、电机控制器7、储能器17、储能器能量管理控制器16等。
如图1所示，制动踏板5、管路压力传感器13、轮速传感器14、储能器能量管理控制器16的信息、电机控制器7的信息等送入集成制动控制器1进行处理后确定出制动模式及相应制动力矩后，形成控制指令对ABS电动泵2、压力调节装置3、电机控制器7及储能器能量管理控制器16进行控制，进而实现常规制动***与再生制动***协调运行。
如图3所示，集成控制器1根据制动踏板5信号及车速状态信号确定出所需总制动力Fbneed，判断车速是否大于再生制动电机有效制动车速vr min，是否为紧急制动，如果车速低于电机有效制动车速或为紧急制动则由常规制动***单独作用制动，否则根据制动力分配曲线计算前轴制动力Fbf和后轴制动力Fbr；判断Fbf是否大于再生制动电机所能提供的最大制动力Frb max，如果电机能提供的最大制动力大于计算的前轴制动力则由再生制动***完成前轴制动，同时对电机输入一个控制电压Eab，进行再生制动的防抱死控制；如果电机制动不能提供所需的前轴制动力则保持再生制动的Frb max，剩余部分Fbf-Frb max由常规液压制动提供，判断是否抱死，对电机输入一个控制电压Eab，进行防抱死控制；后轴由常规液压制动***制动。
如图4所示为集成控制***软件实现流程图。程序启动后，首先初始化***设置条件，***参数，清内存，I/O口，启动中断，设置条件控制字等，然后进入主程序；计算车轮速度、加速度、需求制动力、并进行数据滤波；通过集成控制算法确定制动模式，和两种制动模式分担的制动力矩；根据所得参数判断出车辆运行防抱死控制循环；进入控制循环后，计算参考速度，由车轮加速度和参考速度与控制门限作比较，确定控制循环的阶段；根据控制循环阶段确定出控制命令状态，并输出给压力调节阀和再生制动防抱死控制电压Eab。
Claims (3)
1.基于ABS的汽车再生制动与常规制动集成控制器，其特征在于：包括集成制动控制器(1)、常规制动***、再生制动***，常规制动***、再生制动***分别与集成制动控制器1相连；其中集成制动控制器(1)包括TMS320C6713DSK芯片、ADC转换调理电路、DAC转换调理电路，常规制动***包括轮速传感器(14)、制动轮缸(12)、液压管路、ABS电动泵(2)、压力调节装置(3)、制动主缸(4)，再生制动***包括电机及机械变速机构(6)、电机控制器(7)、储能器(17)、储能器能量管理控制器(16)。
2.根据权利要求1所述的基于ABS的汽车再生制动与常规制动集成控制器的控制方式，其特征在于：集成制动控制器根据制动踏板信号、车速状态、轮速信号确定制动需求，由储能器状态、电机功率确定出最大的再生制动力矩，在电机制动能力达到制动前轴需求时，单独由制动电机对前轴制动来实现制动，控制算法实现电机制动的再生防抱死控制，后轴制动力根据制动力分配曲线计算出来，由常规制动***实现，在前轴制动需求大于电机制动能力时，由常规制动与电机制动即再生制动的复合制动。
3.根据权利要求2所述的集成控制方法，其特征在于：再生制动防抱死控制采用控制电压Eab形式，对电机外加一个控制电压Eab来实现电机再生制动力矩防抱死控制，在滑移率低于参考值时Eab为零，当滑移率超过参考值时Eab增大，实现电机再生制动力矩减小，防止车轴抱死。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Jiangsu Alfa Bus Co., Ltd. Assignor: Jiangsu University Contract record no.: 2010320001095 Denomination of invention: Regenerative and conventional brake integrated controller and its control based on ABS for automobile License type: Exclusive License Open date: 20071121 Record date: 20100824 |
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| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20071121 |