一种可扩展的再生制动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可扩展的再生制动控制系统，包括电控再生制动模块、液压再生制动模块、回馈力矩执行器、再生制动能量回收模型及整车动力学状态，再生制动能量回收模型包括状态观测端和控制端，整车动力学状态、状态观测端、纵向力控制分配、电控再生制动模块、安全气囊对于可扩展性接口都有保留和兼容，从而保证尽可能保留原有整车架构基础上实现控制；不仅适用于两驱/四驱驱动系统，而且适用于液压力矩/回馈力矩解耦、不解耦再生制动系统；保证驾驶员同原车辆的再生制动踏板感一致，尽可能的避免车辆失稳，提高回收效率，通过纵向力控制分配安全回馈力矩限值，可以有效保证车辆安全。

An extensible regenerative braking control system

The invention discloses a regenerative braking extensible control system, including control module, regenerative braking hydraulic regenerative braking module, feedback torque actuator, regenerative braking model and vehicle dynamics, the regenerative braking energy recovery model including state observation and control end, vehicle dynamic state and state observation end, longitudinal force control the distribution and control of regenerative braking, the airbag module has a retention for scalable and compatible interface, so as to ensure the realization of control of preserving the original vehicle architecture as much as possible; not only applies to the two drive / 4WD drive system, but also suitable for hydraulic torque / torque feedback decoupling, decoupling the regenerative braking system; ensure the regenerative brake pedal driver with the original vehicle are consistent, as far as possible to avoid the instability of vehicles, improve the recovery efficiency, controlled by longitudinal force The safety of vehicle can be ensured effectively by distributing the limit of the safety feedback torque.

【技术实现步骤摘要】
一种可扩展的再生制动控制系统
本专利技术涉及一种制动控制系统，具体是一种可扩展的再生制动控制系统。
技术介绍
石油和天然气均为不可再生资源，如何节能减排已上升为中国国策。新能源汽车的大力发展便是低碳技术之一，在国家的大力倡导下，相关产业、技术日渐成熟。再生制动控制功能是电动车、混动车等新能源车特有技术，可以将车辆再生制动过程中的车辆动能通过电机倒拖转换为电能存储到动力电池中，进一步提高续航里程。与传统的刹车再生制动相比，再生制动控制功能引入了回馈力矩，两者力矩协调的好坏势必影响驾驶员的再生制动踏板感，甚至可能引起潜在的安全隐患。目前，再生制动控制功能在国内新能源车上已经得到广泛应用，相关专利中不乏液压力矩同再生回馈力矩无法解耦的串联式方案和液压力矩同再生回馈力矩可以解耦的并联式方案。专利资料检索结果表明，有如下专利与本专利技术有相似之处：中国专利申请号201210535260.X，名称为“一种串联式再生制动控制方法”中公开了一种串联式能量回馈的方案，该方案通过再生制动控制单元采集主缸、轮缸压力传感器，进而判断驾驶意图并协同回馈力矩同液压再生制动力矩；中国专利申请号201610471947.X，名称为“电动汽车及其再生制动能量回收方法、系统”中公开了一种再生制动能量回收方法，能够结合三电状态和驾驶模式状态灵活标定回馈能力；中国专利申请号200510016980.5，名称为“混合动力汽车下坡时再生制动能量回收的控制方法”公开了一种车辆下坡时再生制动能量回收方法，该方法通过整车控制模块监控车辆车速、加速度等状态，通过请求能量回馈保持下坡时的减速度稳定；中国专利申请号200710024617.7，名称为“基于AB功能模块S的汽车再生与常规再生制动集成控制器及控制方法”公开了一种将再生制动能量回收功能放置在AB功能模块S中的方案，前轴通过液压力矩和回馈力矩完成，后轴通过再生制动力分配曲线计算并有液压力矩产生；中国专利申请号200910192034.4，名称为“一种电动汽车再生制动能量回收系统及其控制方法”公开了一种基于整车控制器实现能量回馈的方法。整车控制器通过再生制动踏板传感器确认是否处于再生制动状态，进入车辆再生制动状态之后，根据车速传感器信号来插值回馈扭矩；中国专利申请号201010172443.0，名称为“一种用于车辆的再生制动能量回收系统及其方法”公开了一种基于整车控制器的可调能量回馈方法，通过旋钮可以有驾驶员选择回馈强度；中国专利申请号201510520616.6，名称为“一种电动汽车再生制动能量回收系统和回收方法及电动汽车”公开了一种电动车再生制动能量回收系统，并简单描述了下通过整车控制器监控再生制动踏板及电池状态确认目标回馈力矩；中国专利申请号201610007280.8，名称为“再生制动能量回收控制方法、装置和电动车”公开了一种再生制动能量回收方法，结合不同车速进行能量回馈分段，并在分段区域内通过车轮滑移率状态，进一步调节回馈力矩。该方法可以有效抑制车辆提前进入失稳状态，从而提高回馈能力；中国专利申请号201610220730.1，名称为“再生制动能量回收系统及基于该系统的控制方法”公开了一种再生制动能量回收系统及控制方法，利用驱动轮、从动轮差值，采用PID的结果作为判断低附、中附、高附依据，进一步确认再生制动能量回馈大小；该方法通过再生制动能量回馈实现‘类防抱死’控制效果；中国专利申请号201710216699.9，名称为“再生制动能量回收值确定方法和装置、及能量回收系统和方法”公开了一种再生制动能量回收确定方法和装置，同时介绍了回收系统和方法；文献《后驱纯电动车再生制动能量回收系统及其策略的对比研究》、《非解耦式与解耦式电液复合再生制动系统及其评价》、《混合动力汽车再生制动的归类及其应用》等学术论文均从串、并联方式出发进行了阐述，其方案大部分都是基于再生制动力分配曲线β，理想再生制动力分配曲线I及ECE法规线来进行液压力矩、回馈力矩的分配。目前公布的再生制动控制方案有以下缺点：1.相关的控制方法可扩展性不强、只能针对解耦或者不解耦再生制动方案，并且未体现出明确的四驱驱动电机回馈扭矩控制；2.部分控制方法需要额外引入主缸、轮缸压力传感器等外部设备判断驾驶员意图和实现回馈力矩控制，更改量大、可实施性差；3.部分控制方法引用理想制动力分配曲线及前后轴制动力分配曲线作为回馈力矩参考控制目标，实车载荷变化会影响控制效果，可实施性不强；4.控制方法没有引入安全因子，如滑移率等，即使引用，也仅限于部分控制区间；5.很大部分控制方法重，再生制动控制扭矩请求是依据车速查值所得，没有将驾驶员制动踏板感相关制动踏板位移、车辆减速度等引入。针对以上缺点，本专利技术公布了一种前进挡位松油门踏板之后的再生制动能量回收方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可扩展的再生制动控制系统，以解决现有技术中再生制动能量回馈力矩、液压再生制动力矩、驾驶员再生制动踏板感、车辆安全、能量回馈最大化等协调控制问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可扩展的再生制动控制系统，包括电控再生制动模块、液压再生制动模块、回馈力矩执行器、再生制动能量回收模型及整车动力学状态，再生制动能量回收模型包括状态观测端和控制端，所述电控再生制动模块用来提供四个轮速信息及车身稳定性状态判断；所述液压再生制动模块用来提供再生制动液压力矩，同时支持解耦方案和非解耦方案；所述状态观测端用来收集外界信号，判断车辆动力学状态；所述控制端用来根据状态观测端及回馈力矩执行器信息，综合判断回馈力矩大小及前后轴分配；回馈力矩执行器用来实现力矩回馈并提供回馈力矩限值。作为本专利技术进一步的方案：所述整车动力学状态包括防抱死制动系统、电子制动力分配系统、车身电子稳定性系统状态，所述防抱死制动系统、电子制动力分配系统、车身电子稳定性系统状态由电控再生制动模块提供，车身横摆角速度由安全气囊提供，用来判断车辆状态是否已经触及安全；再生制动踏板状态用来判断当前是处于滑行回馈阶段，还是再生制动回馈阶段；滑行回馈力矩调节模块用来执行滑行回馈，在不引起驾驶员明显拖滞感觉前提下，根据不同车速标定不同车速下的回馈力矩；控制参量估算单元通过电控再生制动模块提供的四个轮速信号，根据综合法获得估算车速及各个轮的滑移率；状态观测端用来估算车身偏航角并制订轮滑移率、横摆角速度、偏航角影响权重及目标阈值；回馈力矩值计算用来根据状态观测端提供的安全因子、再生制动踏板位置信号、纵向加速度信号、电机回馈力矩限值及电机真实扭矩，获得总回馈力矩值；纵向力控制分配实现四驱驱动系统中的前后轴回馈力矩分配、液压力矩同电机回馈力矩分配功能。作为本专利技术再进一步的方案：所述整车动力学状态提供防抱死制动系统及电子制动力分配系统工作状态位，一旦发现防抱死制动系统或电子制动力分配系统工作，回馈力矩退出；反之，则进入确认回馈力矩大小流程：首先通过控制参量估算单元根据防抱死制动系统提供的轮速信号对车速及车辆减速度进行估算，并将相关估算参数传递给制动能量回收模型中的状态观测端，然后，由状态观测端提供安全因子并结合真实扭矩、扭矩限值及制动踏板位置、估算车速、纵向加速度标定的回馈力矩，最终确认总回馈力矩值；最终，由纵向力控制分配实现回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可扩展的再生制动控制系统，其特征在于，包括电控再生制动模块(S103)、液压再生制动模块(S104)、回馈力矩执行器(S105)、再生制动能量回收模型及整车动力学状态(S201)，再生制动能量回收模型包括状态观测端(S101)和控制端(S102)，所述电控再生制动模块(S103)用来提供四个轮速信息及车身稳定性状态判断；所述液压再生制动模块(S104)用来提供再生制动液压力矩，同时支持解耦方案和非解耦方案；所述状态观测端(S101)用来收集外界信号，判断车辆动力学状态；所述控制端(S102)用来根据状态观测端(S101)及回馈力矩执行器(S105)信息，综合判断回馈力矩大小及前后轴分配；回馈力矩执行器(S105)用来实现力矩回馈并提供回馈力矩限值。

【技术特征摘要】
1.一种可扩展的再生制动控制系统，其特征在于，包括电控再生制动模块(S103)、液压再生制动模块(S104)、回馈力矩执行器(S105)、再生制动能量回收模型及整车动力学状态(S201)，再生制动能量回收模型包括状态观测端(S101)和控制端(S102)，所述电控再生制动模块(S103)用来提供四个轮速信息及车身稳定性状态判断；所述液压再生制动模块(S104)用来提供再生制动液压力矩，同时支持解耦方案和非解耦方案；所述状态观测端(S101)用来收集外界信号，判断车辆动力学状态；所述控制端(S102)用来根据状态观测端(S101)及回馈力矩执行器(S105)信息，综合判断回馈力矩大小及前后轴分配；回馈力矩执行器(S105)用来实现力矩回馈并提供回馈力矩限值。2.根据权利要求1所述的可扩展的再生制动控制系统，其特征在于，所述整车动力学状态(S201)包括防抱死制动系统、电子制动力分配系统、车身电子稳定性系统状态，所述防抱死制动系统、电子制动力分配系统、车身电子稳定性系统状态由电控再生制动模块(S103)提供，车身横摆角速度由安全气囊(S303)提供，用来判断车辆状态是否已经触及安全；再生制动踏板状态(S202)用来判断当前是处于滑行回馈阶段，还是再生制动回馈阶段；滑行回馈力矩调节模块(S203)用来执行滑行回馈，在不引起驾驶员明显拖滞感觉前提下，根据不同车速标定不同车速下的回馈力矩；控制参量估算单元(S204)通过电控再生制动模块(S103)提供的四个轮速信号，根据综合法获得估算车速及各个轮的滑移率；状态观测端(S101)用来估算车身偏航角并制订轮滑移率、横摆角速度、偏航角影响权重及目标阈值；回馈力矩值计算(S205)用来根据状态观测端(S101)提供的安全因子、再生制动踏板位置信号、纵向加速度信号、电机回馈力矩限值及电机真实扭矩，获得总回馈力矩值(S206)；纵向力控制分配(S207...

【专利技术属性】
技术研发人员：马凯，张洋，
申请(专利权)人：上海蓥石汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31