專利名稱：混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動控制方法
技術領域：
本發明涉及車輛的輔助制動控制技術，特別是關于混合動力汽車在下坡輔助制動過程中電機和液壓制動系統的協調制動方法。
背景技術：
在汽車保有量增加及人們對汽車駕駛安全性和舒適性要求提高的前提下，汽車的主動安全技術(輔助駕駛技術)已成為汽車界研究的重點之一，混合動力汽車(HEV)下坡輔助制動就是一項汽車主動安全控制技術。輔助制動的使用大幅降低了下坡路段駕駛員的駕駛負擔，提高了下坡路段車輛的行駛安全性。混合動力汽車中，參與下坡輔助制動的有發動機、電機和液壓制動系統，下坡輔助制動的過程為:當加速踏板和制動踏板傳感器值均為零時，視為需要啟動坡路輔助制動程序；整車控制器以車速不增加為目標，通過車速的增加量計算出相應的總制動力矩，再根據電池核電荷數、電機的制動力矩、車速、離合器的狀態和變速器的檔位等信息，優先向電機控制器發出制動命令，驅動電機對車輛進行制動；當電機制動力矩無法滿足制動需求時，整車控制器再向發動機控制器和離合器控制器發出制動命令，弓I入發動機反拖輔助制動；當電機制動力矩與發動機輔助制動力矩之和都無法滿足制動需求時，整車控制器再向液壓制動控制器發出制動命令，驅動液壓制動系統進行制動。整車控制器統一動態協調幾種制動力矩，使車速保持相對穩定。由于發動機輔助制動力矩在發動機未噴油的狀態下只與車速相關，而下坡輔助的目標就是滑行時車輛由控制器控制保持車速不增加(維持車速穩定)，因此可以假設發動機輔助制動力矩為常數，因此研究電機、發動機與液壓聯合輔助制動中的協調問題，關鍵就是在研究電機與液壓制動力矩的協調問題。電機制動系統與電控 液壓制動系統(EVB-Electronic Vacuum Booster,電子
真空助力器或EHB-Electronic Hydraulic Brake電子液壓制動系統)具有不同的響
應特性，電機制動系統具有響應速度快，控制精度高的特點；液壓制動系統雖具有響應速度慢、精度差的缺點，但卻能提供較電機制動力矩更大、更穩定的制動力矩。因此，研究電機與液壓的復合制動問題，關鍵在于研究(I)液壓制動系統與電機制動系統制動力矩的動態協調；(2)液壓制動系統接入后的制動能量回饋的最大化。目前的液壓制動系統與電機制動系統的動態協調研究是通過對未來制動力矩的預測對液壓制動系統預啟動，并利用電機的快速響應對液壓制動系統的偏差進行補償。但這種方法存在:一，雖通過策略提前開啟了液壓制動，但預測控制有一定的局限，會影響控制精度；二，雖可以通過電機的快速反應特性彌補液壓反應緩慢及控制精度的不足，提高液壓控制的精度，但未考慮通過電機及液壓制動力矩分配及協調來提高液壓系統響應速度的問題。對于電、液協調制動過程中的制動能量回饋最大化問題，目前只提出了當電機力矩超過一定閾值時，將一定比例的電機力矩分配給液壓制動，但此種方法只能保證電機力矩處于一個較高的范圍內，卻不能保證電機制動力矩回饋始終最大。
發明內容
因此，針對現有技術中存在的電機制動系統與液壓制動系統的協調制動問題，本發明基于提高下坡行駛安全性、經濟性和舒適性的目的，提出一種混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動的控制方法。該方法能夠充分發揮電機與液壓制動各自的優勢特點，互相取長補短，完善輔助制動力矩的優化配置。本發明為實現上述目的，采取以下技術方案:一種混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動控制方法，其特征在于，包括如下策略:在整車控制器中，預置一輔助制動協調控制程序，在車輛下坡過程中，當加速踏板和制動踏板均未起作用，車輛處于滑行情況下，整車控制器就啟動程序，并通過車速的增加量計算出相應的總輔助制動力矩，并將得到總輔助制動力矩按如下情況處理:I)制動力矩優先分配給電機，其次是發動機，當電機和發動機所能承擔的最大制動力矩之和都無法滿足制動需求時，系統向液壓制動控制器發出制動命令，驅動液壓制動系統進行制動，在液壓制動系統參與制動的過程中，力矩分配方法是:a.當分給電機和液壓的總制動力矩T，■小于電機所能承擔的最大制動力矩Tpm max與液壓系統能夠響應的最小制動力矩Thyd min之和時，總制動力矩首先分給液壓制動系統，且分配的液壓制動力矩T，hyd等于液壓系統能啟動的最小響應制動力矩Thyd min，其余的分給電機制動；b.當分給電機和液壓的總制動力矩T，SUffl大于等于電機所能承擔的最大制動力矩TPM—max與液壓系統能夠響應的最小制動力矩Thydmin之和時，總制動力矩首先分給電機制動系統，此時分配給電機的制動力矩T，PM1應為:T，PM1=TPM max*f ( Λ V，)，其余的分配給液壓制動系統，這里，f(AV,)是與單位時間車速增量的變化dAV/dt成反比例關系的一個函數，由標定得到；結合a、b所述方法，液壓系統的輔助制動力矩取值為:T, hyd=max ((Thydjlin)，(T, sum_T, PM1))，電機輔助制動力矩取值為:T, pM1=min (((TPM MX*f (AV,)), (T, sum-Thydjlin))；2)當分給電機和液壓的總制動力矩T，■小于系統規定的一定比例的電機最大制動力矩時，才允許退出液壓輔助制動。在液壓制動系統啟動過程中，分配給液壓制動系統的力矩與液壓制動系統實際反饋力矩之差由電機來提供，表示如下: T, P12-T, hyd_Thyd actΤ, PM2表示電機為補償和校準液壓制動力矩所承擔的制動力矩，Thyd act表示液壓制動系統實際反饋的力矩；此時分配給電機的制動力矩總值T，PM應為:Τ, pM-T, pM1+T, PM2。所述函數f(A V，)用下式表示:
權利要求
1.一種混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動控制方法，其特征在于，包括如下策略: 在整車控制器中，預置一輔助制動協調控制程序，在車輛下坡過程中，當加速踏板和制動踏板均未起作用，車輛處于滑行情況下，整車控制器就啟動程序，并通過車速的增加量計算出相應的總輔助制動力矩，并將得到總輔助制動力矩按如下情況處理: 1)制動力矩優先分配給電機，其次是發動機，當電機和發動機所能承擔的最大制動力矩之和都無法滿足制動需求時，系統向液壓制動控制器發出制動命令，驅動液壓制動系統進行制動，在液壓制動系統參與制動的過程中，力矩分配方法是: a.當分給電機和液壓的總制動力矩T，■小于電機所能承擔的最大制動力矩Tpm_與液壓系統能夠響應的最小制動力矩Thyd min之和時，總制動力矩首先分給液壓制動系統，且分配的液壓制動力矩T，h yd等于液壓系統能啟動的最小響應制動力矩Thyd min，其余的分給電機制動； b.當分給電機和液壓的總制動力矩T，■大于等于電機所能承擔的最大制動力矩Tpm_與液壓系統能夠響應的最小制動力矩Thyd min之和時，總制動力矩首先分給電機制動系統，此時分配給電機的制動力矩T，PM1應為:T，PM1=TPM max*f ( Λ V，)，其余的分配給液壓制動系統，這里，f ( Λ V，)是與單位時間車速增量的變化d Δ V/dt成反比例關系的一個函數，由標定得到； 結合a、b所述方法，液壓系統的輔助制動力矩取值為: T, hyd-max ((Thydjlin), (T, sum_T, PM1))， 電機輔助制動力矩取值為:T，PM1=min(((TPM—max*f(AV，))，(T，sum Thyd—min) )2)當分給電機和液壓的總制動力矩T，■小于系統規定的一定比例的電機最大制動力矩時，才允許退出液壓輔助制動。
2.根據權利要求1所述的混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動控制方法，其特征在于，在液壓制動系統啟動過程中，分配給液壓制動系統的力矩與液壓制動系統實際反饋力矩之差由電機來提供，表示如下: T =T _T 1 J PM2 1 J hyd 1 hyd—act T, ΡΜ2表示電機為補償和校準液壓制動力矩所承擔的制動力矩，Thyd act表示液壓制動系統實際反饋的力矩； 此時分配給電機的制動力矩總值Τ，PM應為: T =T +T 1 > PM 1 > PMl 1 > ΡΜ2。
3.根據權利要求1或2所述的混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動控制方法，其特征在于，所述函數f(AV，)用下式表示: /(AV3) = ~-~+b, J X ； dAV/dt d Δ V/dt表示單位時間車速增量的變化，k與b為調整系數，是根據不同的車輛配置，通過不斷的實驗標定得到。
4.根據權利要求3所述的混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動控制方法，其特征在于，k與b的標定方法是:系統設定一 T，PM1門限值，這個門限值小于T，■的某個百分比，在這個門限值內，取不同的d Λ V/dt，觀察k、b值的變化，分別取k、b值出現概率較集中的值，就是所要標定的k、b值。
5.根據權利要求1所述的混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動控制方法，其特征在于，所述步驟2)中，所述一定比例的電機最大制動力矩，用kfTpM.表示，是由系統標定得到。
6.根據權利要求5所述的混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動控制方法，其特征在于，Κ*ΤΡΜ_的標定方法是:在有液壓制動參與的坡路輔助制動過程中，在同一下坡路段液壓制動系統只有一次進入及退出輔助制動的情 況下，當液壓制動系統退出時對應的Τ，.值，就是 1^*ΤΡΜ—_。
全文摘要
本發明公開一種混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動控制方法，包括如下策略制動力矩優先分配給電機，其次發動機，最后液壓制動系統，速度穩定時發動機力矩取值為一常數，液壓制動力矩取值為T,hyd=max((Thyd_min),(T,sum-T,PM1))，電機制動力矩取值為T,PM1=min(((TPM_max*f(ΔV,)),(T,sum-Thyd_min))，T,sum為分配給電機和液壓的總制動力矩，Thyd_min為液壓制動系統能啟動的最小響應力矩，TPM_max為電機所能承擔的最大制動力矩，f(ΔV,)是與dΔV/dt成反比例關系的一個函數，由系統標定得到；當T,sum小于系統規定的一定比例的TPM_max時，才退出液壓輔助制動。本發明以下坡行駛安全、經濟、舒適為目的，提出了并聯式電、液輔助制動控制方法，尤其提出了電機和液壓的協調制動方法，既彌補了液壓制動系統啟動延時的缺陷，又能夠在液壓系統啟動后使電機的制動能量回饋最大化。
文檔編號B60T13/74GK103223936SQ20131017615
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月14日 優先權日2013年5月14日
發明者羅禹貢, 韓云武, 李克強, 連小珉, 鄭四發, 楊殿閣, 王建強 申請人:清華大學