[发明专利]一种汽车制动能量回收控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用电机辅助汽车制动能量回收，实现优先使用纯电制动并对汽车机械制动力大小实时补尝的控制系统及方法。它是一种用于汽车制动能量回收系统使用的控制系统及控制方法。

背景技术

目前，制动能量回收是新能源汽车如纯电动汽车、混合动力汽车等提高续航里程的重要方法，具备制动功能回收在电动汽车中的电机控制器中都标配了这个功能，但是由于仅靠电机提供的制动力(一般称为纯电制动力)在车速较低的时候，制动力很小，因此，为了满足制动需求，液压制动和纯电制动一般会同时在车上存在。

参见图1所示，混合制动系统中，用户踩踏制动踏板(带有位置传感器或角度传感器)，真空助力器将制动踏板力放大，施加在制动总泵上，制动总泵将制动液分别压向主辅油管，通过比例阀传递给前后左右制动盘(鼓)，将液压转化为制动力，用于制动。为了实现制动能量回收，一般在整车上增加电制动和液压制动力分配器、辅助制动电机及辅助电机控制器等相关机械结构，电制动和液压制动力分配器检测制动踏板位置，控制整车所需减速度，给整车控制器(VMS)提供需求扭矩，VMS控制整车电机控制器，进而控制驱动电机实现电制动，为了尽可能的使用纯电制动，因此采用辅助制动电机调节液压制动液压力的方式来配合纯电制动。

纯电制动通过电动汽车中的电机控制器实现驱动电机工作模式从驱动转换为制动运行模式，这种模式下，电动机角色变为发电机，利用整车惯性速度拖动电机发电，将制动时整车的动能转换为电能，储存在电池(或电容等存储装置)内，实现能量回收再利用或者用来做其他有益功能，避免将动能转化为摩擦热能白白消耗掉。

在混合制动过程中，基本采用并联控制式样，液压和电制动系统并行工作，电机回收制动力优先启动，其大小是随着车速变化而变化的，电制动回收的能量与液压系统消耗能量比较，液压系统消耗较多，因此总体上制动能量回收率较低。

为了保证机械制动和电机回收制动的制动力总和满足实际汽车制动力的要求，并保证具有较高的制动能量回收率，因此，需要一种能自动调节纯电制动和液压制动分配的控制系统及控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供用于汽车制动能量回收系统使用的控制系统及其控制方法，解决电动车制动能量回收效率最大化问题，提高电动车的续航里程，进而显著提高电动车的性能。本发明中利用辅助制动电机作为系统的动力源，采用机械机构施加在液压油上实现制动液压力大小调节，通过调节制动液压力的大小，配合纯电制动力，最终实现所需机械制动力的补偿调节，并优先使纯电制动最大化。具体技术方案如下：

一种汽车制动能量回收控制系统，包括纯电制动和液压制动力分配器、踏板角度传感器、整车加速度计、辅助制动电机驱动电路、辅助制动电机、辅助制动电机输出扭矩传感器，其中，

踏板角度传感器用于检测制动踏板的位置，其连接至纯电制动和液压制动力分配器；

整车加速度计用于检测汽车在制动时整车实时减速度，其连接至纯电制动和液压制动力分配器；

纯电制动和液压制动力分配器连接至辅助制动电机驱动电路；

辅助制动电机驱动电路连接至辅助制动电机；

辅助制动电机为系统的液压大小调节动力源，其输出端设计有辅助制动电机输出扭矩传感器；辅助制动电机输出扭矩传感器用于对制动辅助电机施加的力矩进行检测，其分别连接至纯电制动和液压制动力分配器和辅助制动电机。

进一步地，还包括故障显示电路，其连接至纯电制动和液压制动力分配器，用于对电池电压、VMS最大制动扭矩、以及辅助制动电机的故障等进行报警显示。

进一步地，还包括整车控制器，其通过CAN总线与纯电制动和液压制动力分配器通讯连接。

进一步地，还包括驱动电机控制器MCU，其通过CAN总线分别与纯电制动和液压制动力分配器和/或整车控制器通讯连接。

进一步地，还包括备用锂电池，其用于对驱动电机控制器MCU进行辅助供电。

上述汽车制动能量回收控制系统的控制方法，包括如下步骤：

(1)纯电制动和液压制动力分配器上电；

(2)纯电制动和液压制动力分配器进行自我检测，确定系统是否正常，并确定整车控制器是否有故障；

(3)判断整车控制器系统状态没有故障后，进一步判断电机控制器是否有故障；

(4)如果电机控制器没有故障，则判断制动踏板是否踩下；