[发明专利]一种电动汽车电液复合制动系统及其制动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车制动技术领域，涉及一种电动汽车的制动系统和制动方法。

背景技术

汽车制动能量回收系统（ERB）是指一种能够将汽车制动时产生的热能转换成机械能并将其存储起来的系统。目前常见的制动能量回收系统方案主要有两种：一种是使用电子控制单元（ECU）控制液压控制单元，修改其电子控制单元的控制策略从而实现制动能量的回收；另一种是通过使用踏板感觉模拟器和单独的液压泵来实现制动能量的回收。

第一种方案的优点是它和目前基于ECU和液压控制单元（HCU）的防抱死制动系统（ABS）、电子稳定控制（ESC）系统在结构上是相近的，方便制造商使用成熟的加工制造设备和技术。但这种技术方案也存在一些缺点：第一，为了获得更高的压力估算精度和压力控制品质，在系统中需要采用更多的压力传感器和线性比例阀，如丰田公司第一代电子控制制动（ECB）系统使用了6个压力传感器和6个线性比例阀，这将显著增加了系统的成本；第二，为了控制成本就需要减少压力传感器和线性比例阀的个数，而这又将导致某些工况下压力估算精度和压力控制品质的下降，如丰田第二代ECB系统，其压力传感器和线性比例阀数目都减少为2个，但压力的估算精度和控制品质大大下降。

第二种方案则舍弃原有制动系统方案，新增踏板感觉模拟器。这种方案的优点是实现了踏板和制动执行器的完全解耦，缺点是对原有制动系统的结构和控制策略改动很大，几乎是放弃原有制动系统。此外，系统要求建压源的工作压力很高并匹配高质量的高压蓄能器以辅助实现电液复合制动的控制。目前只有国外具有这种成熟的技术产品，如大陆-混合制动系统（EHC），其对制动系统进行了重新设计以实现制动能量回馈的功能，不仅结构复杂，而且对制造工艺要求也很高，因此成本昂贵。

现有典型的复合制动系统控制策略有两种，分别是并联式制动策略和串联式制动策略。并联式制动策略是在摩擦制动力的基础上叠加再生制动力，再生制动力与制动踏板行程成一定的比例关系。串联式制动策略是在保证制动安全的情况下，优先进行再生制动，尽可能多地回收制动能量，而额外的制动力需求再由摩擦制动力提供。并联式策略的特点是结构简单，容易实现，成本较低，但是制动能量回收率低，制动感觉不好。串联式策略的特点是能量回收率较大，但是制动系统和控制策略也较为复杂。

制动控制策略的好坏最直观的评价方式是制动踏板感觉，制动踏板感觉直接关系到车辆的制动安全性和驾驶舒适性。在传统的液压制动系统中，踏板通过杠杆机构与真空助力器及制动主缸相连。踩下制动踏板，克服机构间隙以后在真空助力器的作用下，推动主缸活塞运动，管路油压升高并推动制动分泵。由于真空助力、油压系统特性以及系统阻尼的作用，不同制动工况下驾驶员踩踏板的力、行程和速度各不相同，另一方面驾驶员从踏板力和踏板行程来感觉车辆的制动强度，再加上车辆的制动减速度，使驾驶员能够根据车辆状态反馈进一步调整车辆状态。随着电子技术的发展，电子控制系统在汽车上得到越来越多的应用，由于取消了制动踏板和液压主缸的直接连接，必须采用踏板力模拟器来模拟制动踏板感觉，保证给驾驶员一定的反馈信息。为了使车辆拥有和传统车辆同样的踏板感觉，必须进行踏板感觉的研究以作为制动系统的一个标杆。由于制动踏板感觉是驾驶员的主观评价，其评价标准来自于驾驶员，很多情况下以踏板感觉的冲击度来描述制动踏板的感觉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、制动能量回收率高且制动感觉良好的电动汽车电液复合制动系统及其制动控制方法。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种电动汽车电液复合制动控制方法，包括以下步骤：

（1）在制动系统的基础上，增加制动系统的踏板空行程，同时采用液压制动和电机制动，构成空行程更大的复合制动系统；

（2）实时检测踏板行程，并将所述踏板行程分别与所述原制动系统最大空行程与所述复合制动系统最大空行程的大小进行比较；

（3）根据比较结果确定由电机制动还是由电机制动和液压制动组合制动。

所述步骤（3）包括：

（31）当所述踏板行程小于所述原制动系统的最大空行程时，无制动力矩需求；

（32）当所述踏板行程处于所述原制动系统最大空行程和所述复合制动系统最大空行程之间时，需求制动力矩全部由电机制动提供；

（33）当所述踏板行程大于所述复合制动系统的最大空行程时，需求制动力矩由电机制动力矩和液压制动力矩共同提供。

所述步骤（32）中电机提供的制动力矩为：