CN109278566B - 后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动车辆技术领域，具体涉及一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法及装置，该方法包括制动能量回收模式判断步骤、最大再生制动力计算步骤、需求制动力计算步骤、制动力分配步骤及防抱死判断步骤；在汽车制动过程中，控制机械制动力和再生制动力分配，在保证制动安全和制动效能的基础上，最大限度的提升再生制动力分配系数，充分利用电机的馈电能力回收制动过程中损耗的能量给动力电池充电，提升制动能量回收效率，减少制动能量损耗，优化车辆续驶里程。

Description

后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电动车辆技术领域，具体涉及一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法及装置。

背景技术

制动能量回收是提高电动汽车能量利用效率的重要手段，电机有两种工作状态：驱动电机状态和发电电机状态。当电机在发电状态运行时，即可产生制动扭矩，实现汽车减速，同时将汽车的部分制动能量转换为电能，给动力电池充电，从而提高汽车的续驶里程。有关研究表明，在城市工况中，如果能将汽车的制动能量进行有效的回收，其续航里程将提高10％-13％。制动能量回收技术对降低能源消耗、减少制动器片磨损都有很好的效果。

在以前的专利中，也有涉及到电动车制动能量回收利用的制动方案，例如中国专利ZL201010242290.2公开了一种电动汽车制动能量回收控制方法及装置，该专利包括：在车辆行进过程中采集油门信号、刹车信号、当前车速、电池荷电状态值，在当前车速大于预设的最小反馈车速，且油门开度小于预设的反馈值或有刹车信号时，则依据当前车速、刹车深度计算反馈力矩；并在电池荷电状态值小于预设的上限值时，输出反馈力矩以对电池组进行充电。该方法中的反馈力矩是依据公式T＝K1V+K2Hb计算得到的，其中K1和K2是根据实验预设的比例系数，V为当前车速，Hb为刹车踏板深度。保证车辆在制动过程中的平顺性，同时实现制动能量回收。

在中国专利ZL200410070893.3公开了一种控制具有电机的电动车再生制动的控制方法，该方法包括：检测刹车踏板；根据刹车踏板的操作计算出电动车非驱动轮上所加的非驱动轮制动力；计算出与非驱动轮制动力相对应的驱动轮的目标制动力；计算出驱动轮可获得的再生制动力；将驱动轮的目标制动力与可获得的再生制动力的比较结果控制驱动轮的再生制动和液压制动。该方法使得在驱动轮所需的制动力小于可获得的再生制动力时，就仅用再生的制动力来控制驱动轮；当驱动轮所需的制动力大于可获得的再生制动力时，再生制动力被完全利用，液压制动用于补偿不足的制动力。

上述现有技术虽然也是从制动能量回收的角度出发，达到提升纯电动车辆续驶里程的效果，但现有技术的再生制动的回收方法并没有最大程度的回收制动过程所损耗的能量。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明提供一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法及装置，在汽车制动过程中，控制机械制动力和再生制动力分配，在保证制动安全和制动效能的基础上，最大限度的提升再生制动力分配系数，充分利用电机的馈电能力回收制动过程中损耗的能量给动力电池充电，提升制动能量回收效率，减少制动能量损耗，优化车辆续驶里程。

本发明采用的技术方案在于：

提供一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法，包括：

步骤S1：整车控制器根据接受的动力电池工作状态信号、车速信号以及驾驶员制动需求信号，判断车辆是否满足进入制动能量回收模式的条件需求；

具体地：

步骤S1.1：若制动踏板开度信号大于0，则判断满足再生制动条件1，进入步骤S1.2；若制动踏板开度信号等于0，则判断车辆处于动力驱动模式，电机驱动力F_EM＝驱动需求力，前轮机械制动力F_mech-front＝0，后轮机械制动力F_mech-rear＝0；

步骤S1.2：若动力电池SOC信号小于允许回收能量的最高荷电状态SOC_max，则判断满足再生制动条件2，进入步骤S1.3；若动力电池SOC大于SOC_max，为保护动力电池，判断不能进入再生制动模式，再生制动力F_EM＝0，制动需求完全由机械制动***提供，前、后轮机械制动力F_{mech-front、}F_mech-rear按照理想制前后轮制动器制动力分配曲线I曲线进行分配；

步骤S1.3：若车速信号大于允许回收能量的最低车速，则判断满足再生制动条件3，进入制动能量回收模式的三个条件都满足，进入步骤S2；若车速信号小于等于允许回收能量的最低车速，判断不能进入再生制动模式，再生制动力F_EM＝0，前、后轮机械制动力F_{mech-front、}F_mech-rear按照理想制前后轮制动器制动力分配曲线I曲线进行分配；

步骤S2：整车控制器采集制动踏板信号及电机转速信号，根据标定的驱动电机再生制动扭矩数据确定车辆不同制动状态下电机能够提供的最大再生制动力F_EM-max，计算完成后执行步骤S3；

步骤S3：根据驾驶员踩下制动踏板的开度及加速度，判断驾驶员制动需求，根据制动***标定数据计算满足驾驶员制动期望的需求制动力，计算完成后执行步骤S4；

步骤S4：根据计算得到的需求制动力、最大再生制动力、理想的前后轮制动器制动力分配曲线及后轮抱死前轮未抱死的r线组来确定最佳制动能量回收效率的制动力分配方法，对制动过程中的再生制动力、前轮机械制动力、后轮机械制动力进行计算分配。

进一步地，所述步骤S1.2中分配公式(1)如下：

式中：F_mech-rear—后轮机械制动力，单位为N；F_mech-front—前轮机械制动力，单位为N；G—整车重力，单位为N；h_g—汽车质心高度，单位为m；b—质心到后轴的水平距离，单位为m；L—汽车轴距，单位为m。

进一步地，所述步骤S2中最大再生制动力F_EM-max的计算方法如下：

根据标定的驱动电机再生制动扭矩数据查表得到在不同状态下电机能够输出的最大制动扭矩T_EM-max，进一步通过公式(2)计算该制动扭矩传递至轮胎的制动力，得到再生最大制动力F_EM-max；

式中：F_EM-max—再生最大制动力，单位为N；T_EM-max—再生最大制动扭矩，单位为N.m；i—传动***速比；η—传动***效率；R—轮胎滚动半径，单位为m。

进一步地，所述步骤S3中满足驾驶员制动期望的需求制动力F_{brake_req}的计算方法如下：

采集制动踏板的开度，根据制动***标定数据得到制动***制动主缸压力p_b；进而由公式(3)计算得到需求制动力F_{brake_req}；

式中：F_brake-req—需求制动力，单位为N；p_b—制动主缸压力，单位为Pa；A_b—制动器活塞缸面积，单位为m²；η_b—制动器效率；μ_b—制动器摩擦系数；r_b—有效摩擦半径，单位为m；c_b—制动器效能因子；R—轮胎滚动半径，单位为m。

进一步地，所述步骤S4包括：

步骤S4.1：若需求制动力F_brake-req≤F_EM-max，则电机提供的再生制动力能够满足车辆制动需求，机械制动***不参与制动过程，制动力完全由再生制动力提供；制动力分配方案：再生制动力F_EM＝F_brake-req，前轮机械制动力F_mech-front＝0，后轮机械制动力F_mech-rear＝0；若需求制动力F_brake-req>F_EM-max，进入步骤S4.2；

步骤S4.2：若需求制动力F_EM-max<F_brake-req≤F_EM-max+F_Bx，F_Bx指的是理想前、后轮制动器制动力分配曲线与直线y＝F_EM-max交点B的横坐标值，计算方法如公式(4)，则电机提供的再生制动力不足以满足驾驶员制动期望，需机械制动***参与制动过程，保证制动效果。此时制动力分配方案：再生制动力F_EM＝F_EM-max，前轮机械制动力F_mech-front＝F_brake-req-F_EM-max，后轮机械制动力F_mech-rear＝0；若需求制动力F_brake-req>F_EM-max+F_Bx，进入步骤4.3；

式中：F_rear—后轮制动力，单位为N；F_EM-max—再生最大制动力，单位为N；F_Bx—理想前后轮制动器制动力分配曲线与直线y＝F_EM-max交点B的横坐标值，单位为N；G—整车重力，单位为N；h_g—汽车质心高度，单位为m；b—质心到后轴的水平距离，单位为m；L—汽车轴距，单位为m。

步骤S4.3：若需求制动力F_brake-req>F_EM-max+F_Bx，为了达到最佳制动效能及最佳制动能量回收效果，制动力按照理想前、后轮制动器制动力分配曲线I曲线进行分配：再生制动力F_EM＝F_EM-max，前轮机械制动力F_mech-front＝F_front，后轮机械制动力F_mech-rear＝F_rear-F_EM-max＝F_brake-req-F_front-F_EM-max，其中F_front和F_rear指的是制动需求直线和理想的前、后轮制动器制动力分配曲线I曲线交点C的横、纵坐标值，通过公式(5)计算求得：

式中：F_rear—后轮制动力，单位为N；F_front—前轮制动力，单位为N；F_brake-req—需求制动力，单位为N；G—整车重力，单位为N；h_g—汽车质心高度，单位为m；b—质心到后轴的水平距离，单位为m；L—汽车轴距，单位为m。

进一步地，该控制方法还包括步骤S5，在步骤S4中制动力分配完成后进入步骤S5，具体地：

步骤S5：整车控制器实时监控防抱死信号，若ABS控制器检测到后轮有抱死情况时，整车控制器根据ABS信号控制再生制动力F_EM＝0，机械摩擦力提供需求制动力，并且按照理想前、后轮制动器制动力分配曲线分配机械制动力，实现防抱死功能；若没有检测到轮胎抱死情况，则按照步骤S4进行制动力分配。

本发明的目的还可以通过如下方式实施：

一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制装置，其特征在于，包括：

信号采集模块，其用于检测和采集动力电池工作状态信号、车速信号、电机转速信号以及制动踏板开度信号；

制动能量回收判断模块，其根据信号采集模块采集的动力电池工作状态信号、车速信号以及制动踏板开度信号，判断车辆是否满足进入制动能量回收模式的条件需求；

电机最大制动力计算模块，其根据信号采集模块采集的制动踏板开度信号及电机转速信号计算得到再生最大制动力；

需求制动力计算模块，其根据信号采集模块采集的制动踏板开度信号，计算满足驾驶员制动期望的需求制动力；

制动力分配模块，其根据制动能量回收判断模块的判断结果选择是否进行制动力分配；根据电机最大制动力计算模块和需求制动力计算模块计算得到的需求制动力、再生最大制动力，对制动过程中的再生制动力、前轮机械制动力、后轮机械制动力进行计算分配。

进一步地，该控制装置，还包括防抱死判断模块；

所述信号采集模块，其还用于检测和采集防抱死信号；

所述防抱死判断模块，其根据信号采集模块采集的防抱死信号判断轮胎是否进入抱死状态；

所述制动力分配模块，其能够根据防抱死判断模块的轮胎抱死状态的判断进行制动力分配。

综上所述，本发明提供的一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法及装置，其最大程度的发挥了电机的发电性能，更多的回收制动过程中消耗的能量给动力电池充电，提升车辆的制动能量回收效率，进而达到提升车辆续驶里程的目的。具体方法为：将后轮驱动的纯电动车辆制动过程分为：前轮无制动&后轮电制动阶段、前轮机械制动&后轮电制动阶段、前轮机械制动&后轮电制动+机械制动阶段。在制动强度较低的情况下采用前轮无制动&后轮电制动，完全代替机械制动达到回收能量和相同制动效果，完全回收制动消耗能量用于动力电池充电；当电机发电产生的制动扭矩不足以单独满足制动要求时，采用前轮机械制动&后轮电制动，电机以最大的馈电能力给动力电池充电并产生制动力矩，前轮满足剩余需求扭矩，以最快速度接近理想的前后轮制动器制动力分配曲线；当制动强度进一步增大时，为保证制动安全和制动效能，采用前轮机械制动&后轮电制动+机械制动，此时电机以最大的馈电能力给动力电池充电，在保证制动需求的条件下充分回收制动能量。

附图说明

图1是本发明的制动能量回收控制方法流程图；

图2是本发明的制动能量回收控制装置示意图；

图3为本发明的后轮驱动纯电动车辆制动力分配示意图。

图4为在概念上用来展示本发明的一实施例电动车在刹车时前后轮的制动状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，提供一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法，包括：

步骤S1：制动能量回收模式判断步骤：整车控制器根据接受的动力电池工作状态信号、车速信号以及驾驶员制动需求信号，判断车辆是否满足进入制动能量回收模式的条件需求，若判断结果为是，则执行步骤S2；

步骤S2：最大再生制动力计算步骤：整车控制器采集制动踏板信号及电机转速信号，根据标定的驱动电机再生制动扭矩数据确定车辆不同制动状态下电机能够提供的最大再生制动力F_EM-max，计算完成后执行步骤S3；

步骤S3：需求制动力计算步骤：根据驾驶员踩下制动踏板的开度及加速度，判断驾驶员制动需求，根据制动***标定数据计算满足驾驶员制动期望的需求制动力，计算完成后执行步骤S4；

步骤S4：制动力分配步骤：根据计算得到的需求制动力、最大再生制动力、理想的前后轮制动器制动力分配曲线及后轮抱死前轮未抱死的r线组来确定最佳制动能量回收效率的制动力分配方法，对制动过程中的再生制动力、前轮机械制动力、后轮机械制动力进行计算分配，分配完成后进入步骤S5；

步骤S5：防抱死判断步骤：保证制动安全，整车控制器实时监控防抱死信号。若ABS控制器检测到后轮有抱死情况时，整车控制器根据ABS信号控制再生制动力F_EM＝0，机械摩擦力提供需求制动力，并且按照理想前、后轮制动器制动力分配曲线分配机械制动力，实现防抱死功能；若没有检测到轮胎抱死情况，则按照步骤S4进行制动力分配。

在一个具体的实施例中，步骤S1具体包括：

步骤S1.1：若制动踏板开度信号BPP大于0，则判断满足再生制动条件1，进入步骤1.2；若制动踏板开度信号BPP等于0，则判断车辆处于动力驱动模式，电机驱动力F_EM＝驱动需求力，前轮机械制动力F_mech-front＝0，后轮机械制动力F_mech-rear＝0；

步骤S1.2：若动力电池SOC信号小于允许回收能量的最高荷电状态SOC_max，则判断满足再生制动条件2，进入步骤S1.3；若动力电池SOC大于SOC_max，为保护动力电池，判断不能进入再生制动模式，再生制动力F_EM＝0，制动需求完全由机械制动***提供，前、后轮机械制动力F_{mech-front、}F_mech-rear按照理想制前后轮制动器制动力分配曲线I曲线进行分配；

步骤S1.3：若车速信号大于允许回收能量的最低车速，则判断满足再生制动条件3，进入制动能量回收模式的三个条件都满足，进入步骤S2；若车速信号小于等于允许回收能量的最低车速，判断不能进入再生制动模式，再生制动力F_EM＝0，前、后轮机械制动力F_mech-front、F_mech-rear按照理想制前后轮制动器制动力分配曲线I曲线进行分配。

在上述控制方法中，所述步骤S1.2中分配公式(1)如下：

式中：F_mech-rear—后轮机械制动力，单位为N；F_mech-front—前轮机械制动力，单位为N；G—整车重力，单位为N；h_g—汽车质心高度，单位为m；b—质心到后轴的水平距离，单位为m；L—汽车轴距，单位为m。

在步骤S2中最大再生制动力F_EM-max的计算方法如下：

根据标定的驱动电机再生制动扭矩数据查表得到在不同状态下电机能够输出的最大制动扭矩T_EM-max，进一步通过公式(2)计算该制动扭矩传递至轮胎的制动力，得到再生最大制动力F_EM-max；

式中：F_EM-max—再生最大制动力，单位为N；T_EM-max—再生最大制动扭矩，单位为N.m；i—传动***速比；η—传动***效率；R—轮胎滚动半径，单位为m。

在步骤S3中满足驾驶员制动期望的需求制动力F_{brake_req}的计算方法如下：

采集制动踏板的开度，根据制动***标定数据得到制动***制动主缸压力p_b；进而由公式(3)计算得到需求制动力F_{brake_req}；

式中：F_brake-req—需求制动力，单位为N；p_b—制动主缸压力，单位为Pa；A_b—制动器活塞缸面积，单位为m²；η_b—制动器效率；μ_b—制动器摩擦系数；r_b—有效摩擦半径，单位为m；c_b—制动器效能因子；R—轮胎滚动半径，单位为m。

进一步地，步骤S4具体包括：

步骤S4.1：若需求制动力F_brake-req≤F_EM-max，则电机提供的再生制动力能够满足车辆制动需求，机械制动***不参与制动过程，制动力完全由再生制动力提供；制动力分配方案：再生制动力F_EM＝F_brake-req，前轮机械制动力F_mech-front＝0，后轮机械制动力F_mech-rear＝0；若需求制动力F_brake-req>F_EM-max，进入步骤S4.2；

步骤S4.2：若需求制动力F_EM-max<F_brake-req≤F_EM-max+F_Bx，F_Bx指的是理想前、后轮制动器制动力分配曲线与直线y＝F_EM-max交点B的横坐标值，计算方法如公式(4)，则电机提供的再生制动力不足以满足驾驶员制动期望，需机械制动***参与制动过程，保证制动效果。此时制动力分配方案：再生制动力F_EM＝F_EM-max，前轮机械制动力F_mech-front＝F_brake-req-F_EM-max，后轮机械制动力F_mech-rear＝0；若需求制动力F_brake-req>F_EM-max+F_Bx，进入步骤4.3；

式中：F_rear—后轮制动力，单位为N；F_EM-max—再生最大制动力，单位为N；F_Bx—理想前后轮制动器制动力分配曲线与直线y＝F_EM-max交点B的横坐标值，单位为N；G—整车重力，单位为N；h_g—汽车质心高度，单位为m；b—质心到后轴的水平距离，单位为m；L—汽车轴距，单位为m。

步骤S4.3：若需求制动力F_brake-req>F_EM-max+F_Bx，为了达到最佳制动效能及最佳制动能量回收效果，制动力按照理想前、后轮制动器制动力分配曲线I曲线进行分配：再生制动力F_EM＝F_EM-max，前轮机械制动力F_mech-front＝F_front，后轮机械制动力F_mech-rear＝F_rear-F_EM-max＝F_brake-req-F_front-F_EM-max，其中F_front和F_rear指的是制动需求直线和理想的前、后轮制动器制动力分配曲线I曲线交点C的横、纵坐标值，通过公式(5)计算求得：

式中：F_rear—后轮制动力，单位为N；F_front—前轮制动力，单位为N；F_brake-req—需求制动力，单位为N；G—整车重力，单位为N；h_g—汽车质心高度，单位为m；b—质心到后轴的水平距离，单位为m；L—汽车轴距，单位为m。

如图2所示，提供一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制装置，包括：

信号采集模块，其用于检测和采集动力电池工作状态信号、车速信号、电机转速信号、防抱死信号以及制动踏板开度信号；

制动能量回收判断模块，其根据信号采集模块采集的动力电池工作状态信号、车速信号以及制动踏板开度信号，判断车辆是否满足进入制动能量回收模式的条件需求；

电机最大制动力计算模块，其根据信号采集模块采集的制动踏板开度信号及电机转速信号计算得到再生最大制动力；

需求制动力计算模块，根据驾驶员踩下制动踏板的开度及加速度，计算满足驾驶员制动期望的需求制动力；

防抱死判断模块，其根据信号采集模块采集的防抱死信号判断轮胎是否进入抱死状态；

制动力分配模块，其根据制动能量回收判断模块的判断结果选择是否进行制动力分配；根据电机最大制动力计算模块和需求制动力计算模块计算得到的需求制动力、再生最大制动力，对制动过程中的再生制动力、前轮机械制动力、后轮机械制动力进行计算分配；根据防抱死判断模块的轮胎抱死状态的判断进行制动力分配。

如图3、图4所示：在根据需求制动力、最大再生制动力、理想的前后轮制动器制动力分配曲线及后轮抱死前轮未抱死的r线组之间的相对关系来确定分配方案中，若需求制动力F_brake-req≤F_EM-max，则进入前轮无制动&后轮电制动阶段，即电机提供的再生制动力能够满足车辆制动需求，机械制动***不参与制动过程，如图3中的OA段，即制动力完全由后轮提供，对应图4中的OA段：前轮不提供机械制动力，制动力全部由后轮电制动提供，让再生制动能量得到充分利用。

若需求制动力F_EM-max<F_brake-req≤F_EM-max+F_Bx，F_Bx指的是理想前、后轮制动器制动力分配曲线与直线y＝F_EM-max交点B的横坐标值，见图3，则进入前轮机械制动&后轮电制动阶段。此时电机提供的再生制动力不足以满足驾驶员制动期望，需机械制动***参与制动过程，保证制动效果，如图3中的AB段：后轮制动力保持不变，前轮制动力逐渐增大。对应图4中的AB段，后轮完全是电制动，该阶段电机提供的再生制动力保持不变，前轮机械制动力补充需求制动。该阶段可以使再生制动能力完全利用的同时，其余制动需求由前轮机械制动力补充，使能量利用最大化。

若需求制动力F_brake-req>F_EM-max+F_Bx，则进入前轮机械制动&后轮电制动+机械制动阶段，为了达到最佳制动效能及最佳制动能量回收效果，制动力按照理想前、后轮制动器制动力分配曲线I曲线进行分配，如图3中的BC段：前轮制动力和后轮制动力随着制动强度的增大同时增大，对应图4中的BC段：再生制动力保持不变，后轮制动力的增大依靠机械制动压力的提升来实现。

由上可知，本发明所采用的技术方案将后轮驱动的纯电动车辆制动过程分为：前轮无制动&后轮电制动阶段、前轮机械制动&后轮电制动阶段、前轮机械制动&后轮电制动+机械制动阶段。在制动强度较低的情况下采用前轮无制动&后轮电制动，完全代替机械制动达到回收能量和相同制动效果，完全回收制动消耗能量用于动力电池充电；当电机发电产生的制动扭矩不足以单独满足制动要求时，采用前轮机械制动&后轮电制动，电机以最大的馈电能力给动力电池充电并产生制动力矩，前轮满足剩余需求扭矩，以最快速度接近理想的前后轮制动器制动力分配曲线；当制动强度进一步增大时，为保证制动安全和制动效能，采用前轮机械制动&后轮电制动+机械制动，此时电机以最大的馈电能力给动力电池充电，在保证制动需求的条件下充分回收制动能量。

从而本发明在汽车制动过程中，控制机械制动力和再生制动力分配，在保证制动安全和制动效能的基础上，最大限度的提升再生制动力分配系数，提升制动能量回收效率，减少制动能量损耗，优化车辆续驶里程。

以上仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本发明中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1：整车控制器根据接受的动力电池工作状态信号、车速信号以及驾驶员制动需求信号，判断车辆是否满足进入制动能量回收模式的条件需求；

具体地：

步骤S1.1：若制动踏板开度信号大于0，则判断满足再生制动条件1，进入步骤S1.2；若制动踏板开度信号等于0，则判断车辆处于动力驱动模式，电机驱动力F_EM＝驱动需求力，前轮机械制动力F_mech-front＝0，后轮机械制动力F_mech-rear＝0；

步骤S1.2：若动力电池SOC信号小于允许回收能量的最高荷电状态SOC_max，则判断满足再生制动条件2，进入步骤S1.3；若动力电池SOC大于SOC_max，为保护动力电池，判断不能进入再生制动模式，再生制动力F_EM＝0，制动需求完全由机械制动***提供，前、后轮机械制动力F_mech-front、F_mech-rear按照理想制前后轮制动器制动力分配曲线I曲线进行分配；

步骤S1.3：若车速信号大于允许回收能量的最低车速，则判断满足再生制动条件3，进入制动能量回收模式的三个条件都满足，进入步骤S2；若车速信号小于等于允许回收能量的最低车速，判断不能进入再生制动模式，再生制动力F_EM＝0，前、后轮机械制动力F_mech-front、F_mech-rear按照理想制前后轮制动器制动力分配曲线I曲线进行分配；

步骤S2：整车控制器采集制动踏板信号及电机转速信号，根据标定的驱动电机再生制动扭矩数据确定车辆不同制动状态下电机能够提供的最大再生制动力F_EM-max，计算完成后执行步骤S3；

步骤S3：根据驾驶员踩下制动踏板的开度及加速度，判断驾驶员制动需求，根据制动***标定数据计算满足驾驶员制动期望的需求制动力，计算完成后执行步骤S4；

步骤S4：根据计算得到的需求制动力、最大再生制动力、理想的前后轮制动器制动力分配曲线及后轮抱死前轮未抱死的r线组来确定最佳制动能量回收效率的制动力分配方法，对制动过程中的再生制动力、前轮机械制动力、后轮机械制动力进行计算分配；

具体地，

步骤S4.1：若需求制动力F_brake-req≤F_EM-max，则电机提供的再生制动力能够满足车辆制动需求，机械制动***不参与制动过程，制动力完全由再生制动力提供；制动力分配方案：再生制动力F_EM＝F_brake-req，前轮机械制动力F_mech-front＝0，后轮机械制动力F_mech-rear＝0；若需求制动力F_brake-req>F_EM-max，进入步骤S4.2；

步骤S4.2：若需求制动力F_EM-max<F_brake-req≤F_EM-max+F_Bx，F_Bx指的是理想前、后轮制动器制动力分配曲线与直线y＝F_EM-max交点B的横坐标值，计算方法如公式(4)，则电机提供的再生制动力不足以满足驾驶员制动期望，需机械制动***参与制动过程，保证制动效果，此时制动力分配方案：再生制动力F_EM＝F_EM-max，前轮机械制动力F_mech-front＝F_brake-req-F_EM-max，后轮机械制动力F_mech-rear＝0；若需求制动力F_brake-req>F_EM-max+F_Bx，进入步骤4.3；

式中：F_rear—后轮制动力，单位为N；F_EM-max—再生最大制动力，单位为N；F_Bx—理想前后轮制动器制动力分配曲线与直线y＝F_EM-max交点B的横坐标值，单位为N；G—整车重力，单位为N；h_g—汽车质心高度，单位为m；b—质心到后轴的水平距离，单位为m；L—汽车轴距，单位为m；

步骤S4.3：若需求制动力F_brake-req>F_EM-max+F_Bx，为了达到最佳制动效能及最佳制动能量回收效果，制动力按照理想前、后轮制动器制动力分配曲线I曲线进行分配：再生制动力F_EM＝F_EM-max，前轮机械制动力F_mech-front＝F_front，后轮机械制动力F_mech-rear＝F_rear-F_EM-max＝F_brake-req-F_front-F_EM-max，其中F_front和F_rear指的是制动需求直线和理想的前、后轮制动器制动力分配曲线I曲线交点C的横、纵坐标值，通过公式(5)计算求得：

式中：F_rear—后轮制动力，单位为N；F_front—前轮制动力，单位为N；F_brake-req—需求制动力，单位为N；G—整车重力，单位为N；h_g—汽车质心高度，单位为m；b—质心到后轴的水平距离，单位为m；L—汽车轴距，单位为m。

2.根据权利要求1所述的一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法，其特征在于，所述步骤S1.2中分配公式(1)如下：

式中：F_mech-rear—后轮机械制动力，单位为N；F_mech-front—前轮机械制动力，单位为N；G—整车重力，单位为N；h_g—汽车质心高度，单位为m；b—质心到后轴的水平距离，单位为m；L—汽车轴距，单位为m。

3.根据权利要求1所述的一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法，其特征在于，所述步骤S2中最大再生制动力F_EM-max的计算方法如下：

根据标定的驱动电机再生制动扭矩数据查表得到在不同状态下电机能够输出的最大制动扭矩T_EM-max，进一步通过公式(2)计算该制动扭矩传递至轮胎的制动力，得到再生最大制动力F_EM-max；

式中：F_EM-max—再生最大制动力，单位为N；T_EM-max—再生最大制动扭矩，单位为N.m；i—传动***速比；η—传动***效率；R—轮胎滚动半径，单位为m。

4.根据权利要求1所述的一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法，其特征在于，所述步骤S3中满足驾驶员制动期望的需求制动力F_{brake_req}的计算方法如下：

采集制动踏板的开度，根据制动***标定数据得到制动***制动主缸压力P_b；进而由公式(3)计算得到需求制动力F_{brake_req}；

式中：F_brake-req—需求制动力，单位为N；P_b—制动主缸压力，单位为Pa；A_b—制动器活塞缸面积，单位为m²；η_b—制动器效率；μ_b—制动器摩擦系数；r_b—有效摩擦半径，单位为m；C_b—制动器效能因子；R—轮胎滚动半径，单位为m。

5.根据权利要求1所述的一种后轮驱动纯电动车辆制动能量回收控制方法，其特征在于，还包括步骤S5，在步骤S4中制动力分配完成后进入步骤S5，具体地：

步骤S5：整车控制器实时监控防抱死信号，若ABS控制器检测到后轮有抱死情况时，整车控制器根据ABS信号控制再生制动力F_EM＝0，机械摩擦力提供需求制动力，并且按照理想前、后轮制动器制动力分配曲线分配机械制动力，实现防抱死功能；若没有检测到轮胎抱死情况，则按照步骤S4进行制动力分配。

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