一种电动车制动能量回收和滑行能量回收协调控制的方法
阅读说明：本技术 一种电动车制动能量回收和滑行能量回收协调控制的方法 (Method for coordinately controlling braking energy recovery and sliding energy recovery of electric vehicle ) 是由 张红燕 杨庚 白鹍鹏 王雷 马志国 李遵涛 姚诚 王秀颖 于 2021-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明属于车辆能量回收技术领域,具体涉及一种电动车制动能量回收和滑行能量回收协调控制方法；当车辆稳定时,IBC将滑行能量回收扭矩值+制动能量回收扭矩值作为整车需要回收的扭矩值传输给VCU,当能量回收退出(最大可回收的扭矩值变小或者前轴失稳)时,IBC协调前轴能量回收和前后轴的液压制动,控制能量回收退出,制动液压相应增加,保证整车的减速度不变以及车辆稳定性,同时最大限度的能量回收。(The invention belongs to the technical field of vehicle energy recovery, and particularly relates to a coordinated control method for braking energy recovery and sliding energy recovery of an electric vehicle; when the vehicle is stable, the IBC transmits the sliding energy recovery torque value and the braking energy recovery torque value as torque values required to be recovered by the whole vehicle to the VCU, and when the energy recovery exits (the maximum recoverable torque value is reduced or the front axle is unstable), the IBC coordinates the energy recovery of the front axle and the hydraulic braking of the front axle and the rear axle, controls the energy recovery to exit, correspondingly increases the braking hydraulic pressure, ensures the deceleration of the whole vehicle to be unchanged and the stability of the vehicle, and simultaneously recovers the energy to the maximum extent.)
技术领域
本发明属于车辆能量回收技术领域，具体涉及一种电动车制动能量回收和滑行能量回收协调控制方法。
背景技术
续航里程是评价电动车性能的一个重要指标，电动车处于滑行工况以及制动工况时，会进行滑行能量回收和制动能量回收，以增加整车的续航里程。
现有的滑行能量回收由VCU控制，开启基于驾驶员加速减速意图判断，主要使用油门信号、电池荷电状态和电机功率扭矩特性进行控制；制动能量回收由IBC控制，开启基于制动意图的判断，主要使用制动踏板开关或行程信号、制动压力信号以及电机可回收能量信号，制动过程中IBC根据电机可回收能量和稳定性因子，协调控制电机制动和液压制动，保证轮端制动扭矩与驾驶员需求一致。此方案存在两个问题：1)VCU滑行扭矩值会影响到IBC的功能控制，同时IBC的功能会影响到VCU滑行扭矩的控制，需要两个控制器协调控制，如果两类制动的叠加及交接控制不平顺，容易出现整车减速度波动以及IBC各功能控制的精准性问题；2)能量回收扭矩集中在驱动轴，容易造成驱动轴失稳，车辆失稳能量回收退出，导致能量回收率低。
因此需要设计一种协调控制滑行能量回收和制动能量回收的控制方法是本领域需要解决的问题。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种电动车滑行能量回收和制动能量回收协调控制方法，涉及到VCU即整车控制器和IBC即集成制动控制器，其目的是提高整车控制精度、整车减速度一致性及能量回收率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种电动车滑行能量回收和制动能量回收协调控制方法，包括如下内容：
分以下三种情况：
第一种情况：整车处于稳定状态且最大可回收扭矩足够，IBC按下式计算整车需要回收的扭矩值：
整车需要回收的扭矩值＝滑行能量回收扭矩值+制动能量回收扭矩值；
第二种情况：整车有失稳趋势，但最大可回收扭矩足够
整车有失稳趋势时车轮有抱死倾向，分两种工况：驾驶员踩制动和驾驶员未踩制动；其中当驾驶员未踩制动时，IBC根据车辆前轮滑移率进行PID控制，即IBC传输给VCU的整车需要回收的扭矩值要低于滑行能量回收扭矩值，且车辆前轮的滑移率越大，IBC传输给VCU的整车需要回收的扭矩值越低，以确保车辆处于稳定状态；
当驾驶员踩制动时，IBC根据四轮滑移率进行PID控制，即IBC传输给 VCU的整车需要回收的扭矩值要低于按步骤一中公式计算出的整车需要回收的扭矩值，并将IBC实际传输给VCU的整车需要回收的扭矩值与按步骤一中公式计算出的整车需要回收的扭矩值之间的扭矩差值换算为液压制动压力作用在车辆后轮上，确保车辆处于稳定状态；
第三种情况：整车处于稳定状态，但最大可回收扭矩逐渐减小，且小于按步骤一中公式计算出的整车需要回收的扭矩值时，IBC传输给VCU的整车需要回收的扭矩值＝最大可回收的扭矩值，并将IBC实际传输给VCU的整车需要回收的扭矩值与按步骤一中公式计算出的整车需要回收的扭矩值之间的扭矩差值换算为液压制动压力作用在车辆前轮或后轮上。
所述最大可回收扭矩为VCU根据电机和电池的能力计算得到，并将结果传输到IBC。
所述滑行能量回收扭矩值以及电机可回收最大扭矩值，由VCU计算出结果，并将结果传输到IBC。
所述制动能量回收扭矩值，由IBC计算，计算过程如下：
第一步：将踏板行程查表后转换为制动减速度；
第二步：制动减速度*整车质量*轮胎滚动半径/减速比＝制动能量回收扭矩值。
所述液压制动压力＝扭矩差值/(cp*2*r)，其中cp为制动力系数，单位为 N/bar，r为制动器有效半径。
本发明的有益效果：
IBC作为能量回收的控制器，滑行能量回收仍由VCU计算，各控制器的算法比较成熟，由系统控制问题，同时能提高IBC功能控制精度、整车减速度一致性以及能量回收率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系 仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
实施例1
一种电动车滑行能量回收和制动能量回收协调控制方法，包括如下内容：
IBC根据各传感器信号判断出整车是否处于稳定状态，能主动增压控制液压制动力矩，同时能根据液压制动力矩控制前后轮的液压制动力分配，并且主动增压不会反馈到驾驶员脚上；结合IBC的这些优点，将能量回收作为一种减速行为，能够认为是制动，制动方面的控制统一由IBC负责协调。
IBC根据整车稳定状态、电机可回收最大扭矩值、滑行能量回收扭矩值和制动能量回收扭矩值进行逻辑处理，计算出整车需要回收的扭矩值，发给VCU，由VCU控制电机完成能量回收。
分以下三种情况：
第一种情况：整车处于稳定状态且最大可回收扭矩足够，IBC按下式计算整车需要回收的扭矩值：
整车需要回收的扭矩值＝滑行能量回收扭矩值+制动能量回收扭矩值；
第二种情况：整车有失稳趋势，但最大可回收扭矩足够
整车有失稳趋势时车轮有抱死倾向，分两种工况：驾驶员踩制动和驾驶员未踩制动；其中当驾驶员未踩制动时，IBC根据车辆前轮滑移率进行PID控制，实时调节整车需要回收的扭矩值，即IBC传输给VCU的整车需要回收的扭矩值要低于滑行能量回收扭矩值，且车辆前轮的滑移率越大，IBC传输给VCU 的整车需要回收的扭矩值越低，以确保车辆处于稳定状态；
当驾驶员踩制动时，IBC根据四轮滑移率进行PID控制，即IBC传输给 VCU的整车需要回收的扭矩值要低于按步骤一中公式计算出的整车需要回收的扭矩值，并将IBC实际传输给VCU的整车需要回收的扭矩值与按步骤一中公式计算出的整车需要回收的扭矩值之间的扭矩差值换算为液压制动压力作用在车辆后轮上，实时调节液压制动和整车回收扭矩，确保车辆处于稳定状态；同时确保整车实际减速度与目标减速度接近或与路面能提供的最大减速度接近；
第三种情况：整车处于稳定状态，但最大可回收扭矩逐渐减小(当整车车速降低或者SOC值变化时会导致整车最大可回收的扭矩变小)，且小于按步骤一中公式计算出的整车需要回收的扭矩值时，IBC传输给VCU的整车需要回收的扭矩值＝最大可回收的扭矩值，并将IBC实际传输给VCU的整车需要回收的扭矩值与按步骤一中公式计算出的整车需要回收的扭矩值之间的扭矩差值换算为液压制动压力作用在车辆前轮或后轮上。
所述最大可回收扭矩为VCU根据电机和电池的能力计算得到，并将结果传输到IBC。
所述滑行能量回收扭矩值以及电机可回收最大扭矩值，由VCU计算出结果，并将结果传输到IBC。
所述制动能量回收扭矩值，由IBC计算，计算过程如下：
第一步：将踏板行程查表(行程—减速度)后转换为制动减速度；
第二步：制动减速度*整车质量*轮胎滚动半径/减速比＝制动能量回收扭矩值。
所述液压制动压力＝扭矩差值/(cp*2*r)，其中cp为制动力系数，单位为 N/bar，r为制动器的有效半径。
对于前驱车，能量回收作用于驱动轴，当能量回收退出(最大可回收的扭矩值变小或者前轴失稳)时，IBC协调前轴能量回收和前后轴的液压制动，控制能量回收退出，制动液压相应增加，保证整车的减速度不变以及车辆稳定性，同时最大限度的能量回收。
本发明的上述技术方案，采用IBC作为能量回收的控制器，协调滑行能量回收和制动能量回收，同时能协调液压制动和能量回收，并且还能协调驱动轴和非驱动轴的制动力分配，保证整车的减速度，以达到提高IBC功能控制精度、整车减速度一致性及能量回收率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
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