[发明专利]一种基于ESC硬件的再生制动系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及纯电动车辆、混合动力车辆及燃料电车辆的集成制动系统，特别涉及一种基于ESC硬件、具有再生制动功能的制动系统。

背景技术

再生制动是提高电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车燃油经济性的一项重要技术。为了实现再生制动，需要将制动踏板力和制动液压力进行解耦。针对上述问题，现在普遍采用的方案可以分为两种：一种是采用线控制动，对制动系统进行重新设计；一种是基于现有制动系统进行改造。第一种方法会增加产品开发的难度和时间，进而增加风险和成本。第二种方法可以分为基于ABS硬件的再生制动系统和基于ESC硬件的再生制动系统。由于在减少交通事故方面的显著作用，ESC已经逐渐成为汽车的一种标准配置，以美国交通部和欧盟议会为代表的机构纷纷通过立法的形式，强制在汽车上推行这一技术。通过ESC实现再生制动，不仅能减少开发的成本和时间，还可能随着ESC装车率的提高而逐渐在新能源车中进行普及。如果直接基于ESC硬件实现再生制动，随时都会发生变化的再生制动力会通过液压制动力传到制动踏板，影响制动感觉。现有的基于ESC硬件的再生制动系统，为了保证良好的制动踏板感觉，往往要增加制动踏板行程模拟器或其他部件，提高了制造成本；此外，当ESC硬件发生故障时，前轮将丧失液压制动力，影响制动安全。发明专利CN101844518A，公开了一种基于传统ESC的再生制动系统，该方案保证了良好的制动踏板感觉，但是当ESC硬件出现故障或掉电时，前轮将丧失制动力，影响制动安全，而且行程模拟器的增加会提高制动系统的成本；发明专利CN104442767A公开了一种基于ESC硬件的再生制动系统，该系统保证了制动安全和良好的制动踏板感觉，但是需要在前后轮均增加踏板模拟器和额外的液压支路，不仅提高了成本，而且增加了开发的难度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种低成本、易实现的再生制动系统，在保证良好制动踏板感觉的同时，当ESC系统发生故障时，能够保证车辆制动的安全性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于ESC硬件的再生制动系统，包括制动踏板单元、真空助力单元、制动主缸单元、四轮轮缸、液压执行单元、ESC控制单元、整车控制单元，电机控制单元和电池控制单元，其特征在于：

所述制动踏板单元包括制动踏板和制动踏板行程传感器，制动踏板行程传感器安装在制动踏板转轴上；

所述真空助力单元包括电动真空助力泵和真空助力器，真空助力器安装在制动踏板和制动主缸之间；电动真空助力泵来提供持续的真空助力器的助力；

所述制动主缸单元包括储液罐和制动主缸，制动主缸包含前腔和后腔，储液罐出口分别与制动主缸前腔和后腔入口相连；

所述四轮轮缸为左前轮缸，右前轮缸，左后轮缸，右后轮缸；

所述液压执行单元包括第一制动回路和第二制动回路，其中，左前轮缸与右前轮缸共用一条制动回路，左后轮缸与右后轮缸共用第二制动回路；

所述ESC控制单元为ESC控制器，ESC控制器采集左前轮速传感器、右前轮速传感器、左后轮速传感器、右后轮速传感器的轮速信号及第一压力传感器、第二压力传感器的压力信号，通过控制液压执行单元各电磁阀的开断，实现对左前轮缸、右前轮缸、左后轮缸、右后轮缸的制动压力控制；

所述整车控制单元为整车控制器，整车控制器采集制动踏板行程传感器的转角信号，同时通过CAN通信接收电机控制器发送的电机的运行信息和电池管理系统发送的电池组的运行信息，首先对前后轮制动力进行分配，然后再对前轮再生制动力与前轮液压制动力进行分配，其中前轮再生制动力由电机产生，前轮液压制动力由液压执行单元主动增压过程产生，后轮制动力由制动踏板和真空助力器产生；

所述电机控制单元包含电机控制器和电机，电机控制器采集电机的运行信息，并向电机发送控制指令；

电池控制单元包含电池管理系统和电池组，电池管理系统采集电池组的运行信息，并向电池组发送控制指令。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明应用领域为电动汽车、混合动力汽车或燃料电池汽车的再生制动系统，只需对现有ESC硬件进行较小改造即可完成再生制动功能，而且不需要增加制动踏板模拟器，因此成本低、易实现。

2、正常再生制动时，驾驶员踏板力与前缸隔绝，避免了再生制动力变化对制动踏板感觉的不利影响。

3、ESC硬件掉电或发生故障时，驾驶员踏板力可以直接传递到制动主缸前缸和后缸，保证了制动系统的可靠性。