一种新能源商用车制动能量回收控制方法及控制系统与流程

本发明涉及商用车，尤其涉及一种新能源商用车制动能量回收控制方法及控制系统。

背景技术：

1、近年来，无论是乘用车领域还是在商用车领域新能源汽车得到了大面积推广，制动能量回收作为新能源汽车特有的功能得到了设计人员及用户的广泛关注。然后与乘用车相比，商用车的制动能量回收存在较大差异。商用车种类繁多、运营工况复杂，空满载整车质量差异较大，且制动回路多为气压控制方式，为商用车的制动能量回收控制提出了更多要求。如针对不同行使工况，驾驶员希望能够主动调节相同制动踏板开度下的电机辅助制动强弱，以减轻频繁制动带来的驾驶疲劳。又如新能源商用车普遍存在续驶里程不足问题，希望最大限度地提升电机回馈制动占比减少气压制动的参与，以增大制动过车中电能回收，从而达到降低车辆电耗的目的。

2、为提升新能源商用车制动过程中电机回馈制动占比，现有技术提出了一些控制方法及装置。然而这些技术大多需要依赖于车辆载重信息、制动减速度信息，大量推广使用受到了一定约束，且忽略了商用车在不同行使工况下驾驶员主动调节电机制动强弱的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足从而提供一种新能源商用车制动能量回收控制方法及控制系统。

2、本发明是采用如下技术方案来实现的：

3、一种新能源商用车制动能量回收控制方法，包括强度可调式制动能量回收，所述强度可调式制动能量回收用于对电机制动强弱的主动调节，包括：

4、s1，判断强度可调式制动能量回收许用条件是否满足；

5、所述强度可调式制动能量回收许用条件包括电机转速大于设定阈值、车速大于设定阈值、制动踏板开度a>0且加速踏板开度ap＝0、变速箱档位i>0、巡航控制功能未激活、abs及esc控制功能能未激活、整车控制单元与电机控制单元及电池管理单元通讯正常、电池允许回收电流大于设定阈值等条件均需满足；

6、其中，所述的强度可调式制动能量回收许用条件中，电机转速、车速、电池允许回收电流均作滞环处理；

7、s2，若强度可调式制动能量回收许用条件满足，则开始计算制动能量回收电机设定扭矩，否则设定制动能量回收电机扭矩tmc＝0nm；

8、s3，对设定的电机扭矩tmc进行合理性限定处理：

9、tmc_out＝min(tmc，tmot_max，tbat_max)×k1

10、式中k1为电机扭矩合理性限定修正系数，tmot_max为电机当前转速下的最大许用扭矩，tbat_max为电池许用回收功率对应的电机最大扭矩。

11、优选的，所述制动能量回收电机扭矩tmc＝(a/bj+(1-a/bj)×cj)×tmax_s；

12、式中a为当前制动踏板开度、bj为驾驶员调节电机制动各强弱档位下电机制动100％参与的制动踏板开度、cj为电机制动各强度档位调节系数、tmax_s为电机实时外特性最大扭矩、a/bj取值范围为0～1；

13、其中j为电机制动强弱档位，j＝0、1、2、3、4、5、…，且电机制动强弱档位j越大，驾驶员调节电机制动各强弱档位下电机制动100％参与的制动踏板开度bj越小，电机制动各强度档位调节系数cj越大，电机制动各强度档位调节系数cj的取值范围为0～1。

14、优选的，所述电池许用回收功率对应的电机最大扭矩计算方法为：

15、tbat_max＝pwr_bat/nn×9550

16、式中，pwr_bat＝vbat×ibat，vbat为电池的当前电压，ibat为当前动力电池实时可回收的最大电流。

17、优选的，还包括气压可调式制动能量回收，在电机回馈制动的同时进行电机制动与气制动的协调控制，包括：

18、ss1，判断气压可调式制动能量回收许用条件是否满足；

19、所述的气压可调式制动能量回收许用条件包括：强度可调式制动能量回收许用条件、气压调节模块无开短路故障且其气压传感器采集功能正常；

20、所述的气压可调式制动能量回收许用条件中，电机转速、车速、电池允许回收电流均需作滞环处理；

21、当气压可调式制动能量回收许用条件均满足后，若abs或esc控制功能激活，则对该气压可调式制动能量回收许用条件作0.5秒延时处理，且该气压可调式制动能量回收许用条件激活，则本次制动循环过程此气压可调式制动能量回收许用条件不再满足；

22、ss2、若气压可调试制动能量回收许用条件满足，则计算气压可调式制动能量回收电机设定扭矩，并判断制动控制回路的气压状态是否满足要求，否则需要进行气压调节；若许用条件不满足则制动能量回收电机扭矩为tmq＝0nm；

23、当abs或esc激活时，电机扭矩tmq按照梯度逐渐减至0nm；

24、ss3，对设定的电机扭矩tmq进行合理性限定处理：

25、tmq_out＝min(tmq，tmot_max，tbat_max)×k2，

26、式中k2为电机扭矩合理性限定修正系数。

27、优选的，将合理性限定处理后的电机扭矩tmc_out及电机扭矩tmq_out进行融合，得到电机制动能量回收扭矩tr_tomot：

28、tr_tomot＝-max(tmc_out,tmq_out)×k3,其中k3为制动能量回收总体强度调节系数；

29、然后将电机制动能量回收扭矩tr_tomot输出至电机控制单元，电机控制单元下发电机执行命令；

30、电机制动能量回收扭矩tr_tomot在输出至电机控制单元之前，进行平滑处理。

31、优选的，所述电机扭矩为tmq＝a/bi×tmax；

32、式中，a为当前制动踏板开度、bi为各变速箱档位下电机制动100％参与的制动踏板开度、tmax为电机峰值扭矩、a/bi取值范围为0～1。

33、优选的，所述各变速箱档位下电机制动100％参与的制动踏板开度bi为：

34、bi＝min(max(d1,(b1-t1)×ni/n1+t1),d2)；

35、式中，ni为各档位下变速箱的速比，即各档位的速比为n1、n2、n3、n4、n5、n6、…，i为档位，定义空档i＝0，倒档i<0，一档i＝1，二档i＝2，以此类推；d1为各档位制动踏板开度上限值，d2为各档位制动踏板开度下限值。

36、优选的，所述气压可调式制动能量回收许用条件满足，并检测到车辆的abs或esc控制功能未激活时，对制动回路气压状态进行判断并进行主制动控制气压调节，否则不进行主制动控制气压调节：

37、对于前轴，判断制动踏板开度a>(bi+dtb)，若a>(bi+dtb)满足则设定前轴需求制动控制气压paf＝(a-bi-dtb)/(100-bi-dtb)，否则paf＝0；

38、然后进一步判断paf<(pf-dtp1)，若paf<(pf-dtp1)满足则前轴减压调节，否则进一步判断paf>(pf-dtp1)，若paf>(pf-dtp1)满足则前轴增压调节，不满足则前轴保压；

39、对于后轴，判断制动踏板开度a>bi，若a>bi满足则设定后轴需求制动控制气压par＝(a-bi)/(100-bi)，否则par＝0；

40、然后进一步判断par<(pr-dtp2)，若par<(pr-dtp2)满足则后轴减压调节，否则进一步判断par>(pr-dtp2)，若par>(pr-dtp2)满足则后轴增压调节，不满足则后轴保压；

41、其中，dtp1为前轴调节气压容差、dtp2为后轴气压调节容差、dtb为制动踏板在i档位,开度为b时电机100％参与的开度b的偏移量。

42、一种新能源商用车制动能量回收控制系统，用以实现如上任一所述的新能源商用车制动能量回收控制方法，包括：

43、整车控制单元，实时接收电池管理单元的动力电池状态信息、电机控制单元的电机状态信息、变速箱控制单元的变速箱档位状态、abs/esc控制单元的控制状态信息、档位与电机制动调节单元的电机制动强弱调节档位需求，并采集制动脚阀的开度信息，气压调节模块中前轴继动阀的前轴需求制动控制气压paf及后轴继动阀的后轴需求制动控制气压par。

44、优选的，还包括前轴储气筒及后轴储气筒，所述前轴储气筒及后轴储气筒的第一输出端口分别通过所述制动脚阀与气压调节模块的输入口连接，所述气压调节模块的输出口分别与所述前轴继动阀及后轴继动阀的气压控制口连接，所述前轴储气筒及后轴储气筒的第二输出端口分别与所述前轴继动阀及后轴继动阀的进气口连接；

45、所述制动控制回路通过气压调节模块对前轴、后轴的制动控制气压进行调节；

46、所述气压调节模块为集成式气压调节模块，包括气压传感器、常开型前轴气压调节子模块及后轴气压调节子模块，所述前轴储气筒及后轴储气筒的第一输出端口分别通过所述制动脚阀与前轴气压调节子模块及后轴气压调节子模块的输入口，所述前轴气压调节子模块及后轴气压调节子模块的输出口分别与所述前轴继动阀及后轴继动阀的气压控制口连接；

47、所述前轴气压调节子模块及后轴气压调节子模块的输出口均设有所述气压传感器，所述前轴气压调节子模块、后轴气压调节子模块及气压传感器均与所述整车控制单元控制连接。

48、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

49、控制方法中强度可调式制动能量回收控制，可满足相同制动踏板开度下驾驶员对电机制动强弱的主动调节的需求；气压可调式制动能量回收控制，则可实现在设定电机回收扭矩的同时主动调节制动控制气压大小，从而实现对摩擦制动介入时机及大小的主动控制，将两种控制模式融合，进一步实现了两种模式控制方法的优势互补，可大幅提升车辆的制动能量回收效率；

50、制动能量回收电机设定扭矩计算简单、可靠，无需依赖于车辆载重信息、车辆制动减速度信号，且可适用于不同车型动力总成的匹配需求，便于通用化设计；与该控制方法控制系统结构简单、变化小，仅需在原制动控制气路中增加气压调节模块即可，系统可靠，便于大批量推广应用。