一种汽车变制动间隙的能量回收方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及汽车制动系统技术领域，尤其涉及一种汽车变制动间隙的能量回收方法、系统及装置。

背景技术

在全球不可再生能源日益减少节能减排绿色出行的背景下，新能源汽车技术成为汽车工业实现能源清洁、低碳减排的有效途径。制动能量回收是新能源汽车的一项重要技术，将制动过程中摩擦制动器制动时造成的能量损失转变为利用电机的发电作用回收储存制动过程中的能量，此过程将会产生电机制动力矩，通过电机制动力与机械液压制动力的配合，来实现在保证制动安全性的前提下回收更多的能量。

发明人对现有的现有车辆通过全解耦方式能量回收进行发现，制动踏板与制动主缸之间是非联通的，制动间隙不可变，导致能量回收效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种汽车变制动间隙的能量回收方法、系统及装置，用以解决现有技术中通过全解耦方式能量回收进行发现，制动踏板与制动主缸之间是非联通的，制动间隙不可变，导致能量回收效率低问题。具体方案如下：

一种汽车变制动间隙的能量回收方法，包括：

当驾驶员踩踏目标汽车的制动踏板时，判断所述目标汽车的动力电池是否满足能量回收条件；

若是，获取所述目标汽车的电机制动力和踏板制动力；

当所述电机制动力小于所述踏板制动力时，计算液压制动力；

依据所述液压制动力传递给制动间隙调节器，计算目标间隙值；

依据所述目标间隙值调整制动主缸的输出压力，将能量回收至所述动力电池。

上述的方法，可选的，还包括：

获取所述目标汽车制动踏板的位移信息；

当所述位移信息为0时，制动过程结束。

上述的方法，可选的，判断所述目标汽车的动力电池是否满足能量回收条件，包括：

获取所述目标车辆的滑移率；

当所述滑移率小于预设的滑移率阈值时，获取所述动力电池的剩余电量的百分比；

当所述百分比小于预设的比例阈值时，判定所述动力电池满足能量回收条件。

一种汽车变制动间隙的能量回收系统，包括：

判断模块，用于当驾驶员踩踏目标汽车的制动踏板时，判断所述目标汽车的动力电池是否满足能量回收条件；

第一获取模块，用于若是，获取所述目标汽车的电机制动力和踏板制动力；

第一计算模块，用于当所述电机制动力小于所述踏板制动力时，计算液压制动力；

第二计算模块，用于依据所述液压制动力传递给制动间隙调节器，计算目标间隙值；

调整模块，用于依据所述目标间隙值调整制动主缸的输出压力，将能量回收至所述动力电池。

上述的系统，可选的，还包括：

第二获取模块，用于获取所述目标汽车制动踏板的位移信息；

结束模块，用于当所述位移信息为0时，制动过程结束。

上述的系统，可选的，所述判断模块包括：

第一获取单元，用于获取所述目标车辆的滑移率；

第二获取单元，用于当所述滑移率小于预设的滑移率阈值时，获取所述动力电池的剩余电量的百分比；

判定单元，用于当所述百分比小于预设的比例阈值时，判定所述动力电池满足能量回收条件。

一种汽车变制动间隙的能量回收装置，包括：制动踏板(1)、制动间隙调节器(2)、柱形间隙导轨(3)、真空助力器(4)和制动主缸(5)，其中：

所述制动踏板(1)，用于当驾驶员踩踏制动踏板时产生制动信号；

所述制动间隙调节器(2)与所述制动踏板(1)相连接，用于对制动间隙进行调整，得到目标间隙值；

所述柱形间隙导轨(3)，与所述制动间隙调节器(2)相连接，依据所述目标间隙值，对制动间隙进行调整；

所述真空助力器(4)，与所述柱形间隙导轨(3)相连接，用于提供固定数值的真空度；

所述制动主缸(5)，与所述真空助力器(4)相连接，用于为制动液压油路建立压力。

上述的装置，可选的，还包括：踏板位移传感器(6)，

所述踏板位移传感器(6)，与所述制动踏板(1)相连接，用于捕捉所述制动踏板的位移信号。

上述的装置，可选的，所述制动间隙调节器(2)包括：控制单元和执行单元，其中，

所述控制单元由控制器和连接线路组成；

所述执行单元由步进电机和蜗轮蜗杆机构组成。

上述的装置，可选的，所述柱形间隙导轨(4)，由上下两个壳体组成，通过螺栓将上下壳体固定成一个整体，且所述上下壳体两端的圆柱孔具有同轴度和圆柱度。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本发明公开了一种汽车变制动间隙的能量回收方法，包括：当驾驶员踩踏目标汽车的制动踏板时，判断所述目标汽车的动力电池是否满足能量回收条件；若是，获取所述目标汽车的电机制动力和踏板制动力；当所述电机制动力小于所述踏板制动力时，计算液压制动力；依据所述液压制动力传递给制动间隙调节器，计算目标间隙值；依据所述目标间隙值调整制动主缸的输出压力，将能量回收至所述动力电池。上述的回收方法中，增加了制动间隙调节器，实现了制动间隙可以调整，减小液压制动参与，为回收制动提供更多的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种汽车变制动间隙的能量回收装置结构框图；

图2为本申请实施例公开的一种汽车变制动间隙的能量回收方法流程图；

图3为本申请实施例公开的一种液压制动力与制动间隙的关系示意图；

图4为本申请实施例公开的一种汽车变制动间隙的能量回收方法又一流程图；

图5为本申请实施例公开的一种汽车变制动间隙的能量回收系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

本发明公开了一种汽车变制动间隙的能量回收方法、系统及装置，应用在新能源汽车在制动过程的能量回收，将制动过程中摩擦制动器制动时造成的能量损失转变为利用电机的发电作用回收储存制动过程中的能量，基于上述的制动过程，本发明实施例中提供了一种汽车变制动间隙的能量回收装置，所述回收装置的连接示意图如图1所示，包括：制动踏板(1)、制动间隙调节器(2)、柱形间隙导轨(3)、真空助力器(4)和制动主缸(5)，其中：

所述制动踏板(1)，用于当驾驶员踩踏制动踏板时产生制动信号；

本发明实施例中，所述制动踏板(1)上还安装有踏板位移传感器(6)，其中，所述踏板位移传感器(6)的类型为霍尔式位移传感器，所述踏板位移传感器(6)，用于当检测到制动信号确定所述制动踏板的位移信号，依据所述位移信号确定驾驶员踩踏所述制动踏板的踏板制动力Fp，其中，踏板位移与制动踏板制动力的具体表达形式程函数关系：F

所述制动间隙调节器(2)与所述制动踏板(1)相连接，用于对制动间隙进行调整，得到目标间隙值；

本发明实施例中，所述制动间隙调节器(2)通过位移变化量、制动系统需液量计算出驾驶员需求的制动压力，得到驾驶员总的制动扭矩需求；同时增加电机的实际能量回收输出的扭矩，将制动扭矩需求减去电机的实际能量回收输出的扭矩得到需要液压补偿的扭矩，在通过需液量关系计算出主缸行程，调整制动间隙，得到目标间隙值。

其中，所述制动间隙调节器(2)包括：控制单元ECU和执行单元，所述控制单元由控制器和连接线路组成；所述执行单元由步进电机和蜗轮蜗杆机构组成，步进电机作为执行模块的动力源驱动涡轮旋转，由于涡轮蜗杆机构的存在，将角位移转化为线位移。

所述柱形间隙导轨(3)，与所述制动间隙调节器(2)相连接，依据所述目标间隙值，对制动间隙进行调整；

本发明实施例中，所述，所述柱形间隙导轨(3)依据所述目标间隙值，对当前制动间隙进行调整。所述真空助力器(4)，与所述柱形间隙导轨(3)相连接，用于提供固定数值的真空度；

本发明实施例中，真空助力器(4)用于提供固定数值的真空度，起到为制动过程提供助力的作用，所述真空助力器设有外接真空泵，所述外接真空空泵为真空助力器提供固定数值的真空度。

所述制动主缸(5)，与所述真空助力器(4)相连接，用于为制动液压油路建立压力。

所述能量回收装置的作用路线：驾驶员踩踏制动踏板产生制动信号，所述制动信号通过制动踏板位移传感器体现，所述制动信号与车速、轮速、动力电池的SOC状态等，通过线路传输给制动间隙调节器(2)的控制单元对制动间隙进行调整，通过制动间隙的改变进而改变了制动主缸(5)的输出压力。

基于上述的能量回收装置，本发明实施例中还提供了一种汽车变制动间隙的能量回收方法，所述回收方法的执行流程如图2所示，包括步骤：

S101、当驾驶员踩踏目标汽车的制动踏板时，判断所述目标汽车的动力电池是否满足能量回收条件；

本发明实施例中，所述目标汽车为当前进行能量回收的汽车，所述目标汽车上需要安装有动力电池，当检测到驾驶员踩踏所述目标汽车的制动踏板时，并不是马上进行能量回收，需要对所述目标汽车的动力电池是否满足能量回收条件进行判断。

S102、获取所述目标汽车的电机制动力和踏板制动力；

本发明实施例中，当所述动力电池满足能量回收条件时，获取所述目标汽车的电机制动力和踏板制动力，其中，所述电机制动力通过电机输入给所述制动间隙调节器(3)中的ECU，所述踏板制动力通过踏板位移与制动踏板制动力Fp的具体表达形式程函数关系：FP＝f(x)获得。

S103、当所述电机制动力小于所述踏板制动力时，计算液压制动力；

本发明实施例中，将所述电机制动力Fp与所述踏板制动力Fm进行比较，判断所述电机制动力Fp是否大于所述踏板制动力Fm，若所述电机制动力Fp大于所述踏板制动力Fm，通过目标扭矩方式请求回收控制ECU请求电机加大电机制动力的请求；若所述电机制动力Fp小于所述踏板制动力Fm，将所述踏板制动力Fp与所述电机制动力Fm进行线性运算得到所需的液压制动力Fh,计算过程为Fh＝Fp–Fm；

S104、依据所述液压制动力传递给制动间隙调节器，计算目标间隙值；

本发明实施例中，依据液压制动力Fh和制动系统需液量可计算出需求液压主缸(5)行程，将液压制动力输入制动间隙调节器(2)的ECU，ECU的控制过程为函数取值过程，函数关系图如图3，液压制动力信号与制动间隙调节器(2)位移变化量为近似正相关，制动间隙调节器(2)位移控制信号通过步进电机与涡轮蜗杆机构实现位移变化，即所述目标间隙值。

S105、依据所述目标间隙值调整制动主缸的输出压力，将能量回收至所述动力电池；

本发明实施例中，通过对所述目标间隙值的调整，改变了制动主缸(6)的输出压力，通过电机制动力与液压制动力的配合，将能量回收至所述动力电池，在保证制动安全性的前提下回收更多的能量。

S106、通过目标扭矩方式请求回收控制ECU请求电机加大电机制动力的请求。

本发明实施例中，若所述电机制动力Fp大于所述踏板制动力Fm，通过目标扭矩方式请求回收控制ECU请求电机加大电机制动力的请求。

本发明公开了一种汽车变制动间隙的能量回收方法，包括：当驾驶员踩踏目标汽车的制动踏板时，判断所述目标汽车的动力电池是否满足能量回收条件；若是，获取所述目标汽车的电机制动力和踏板制动力；当所述电机制动力小于所述踏板制动力时，计算液压制动力；依据所述液压制动力传递给制动间隙调节器，计算目标间隙值；依据所述目标间隙值调整制动主缸的输出压力，将能量回收至所述动力电池。上述的回收方法中，增加了制动间隙调节器，实现了制动间隙可以调整，减小液压制动参与，为回收制动提供更多的效率。

进一步的，检测所述目标汽车制动踏板的位移信号，获取所述制动踏板的位移信息，当所述位移信息为0时，说明驾驶员已经松开制动踏板，没有制动意图，则制动过程结束。

本发明实施例中，当驾驶员踩踏目标汽车的制动踏板时，判断所述目标汽车的动力电池是否满足能量回收条件的判断过程如图4所示，包括步骤：

S201、获取所述目标车辆的滑移率；

本发明实施例中，接收ABS控制器的滑移率，通过调用滑移率信号判断车辆的制动形式。

S202、当所述滑移率小于预设的滑移率阈值时，获取所述动力电池的剩余电量的百分比；

本发明实施例中，将所述滑移率与预设的滑移率阈值进行比较，判断所述滑移率是否大于预设的滑移率阈值，其中，所述滑移率阈值依据经验或者实际情况进行选取，本发明实施例中以所述预设的滑移率阈值为20％为例进行说明，若所述滑移率大于20％时，则认为车辆进行抱死拖滑，此时制动间隙调节器撤出作用，将制动作用过程完全交给原始制动系统及ABS系统；若所述滑移率小于等于20％，获取所述动力电池的剩余电量SOC(StateofCharge)信号，通过对电池SOC信号的检测判断电池是否允许电机进行制动能量回收。

S203、当所述百分比小于预设的比例阈值时，判定所述动力电池满足能量回收条件。

本发明实施例中，所述预设的百分比阈值可以依据经验或者具体情况进行设定，本发明中与所述预设的百分比为95％为例进行说明。若SOC大于95％，则认为电池没有进行存储回收能量的能力，此时不进行制动能量回收，制动间隙调节器(2)的作用位移为0；如果SOC小于等于95％，则认为电池有进行存储回收能量的能力。

本发明实施例中，上述的能量回收方法中，通过对现有制动系统的改造，使其具有回收制动能量的效果，提高了的能量利用率；实现了液压制动与电机制动的动态耦合，可改变液压制动的介入时间，实现更好的能量回收效果；通过利用改变制动间隙来实现制动能量回收，并未改变原有制动过程的作用原理，机械部分未实现解耦控制，保证了良好的作用安全性及失效安全性；

基于上述的能量回收方法，本发明实施例中，还提供了一种汽车变制动间隙的能量回收系统，所述回收系统的结构框图如图5所示，包括：

判断模块301、第一获取模块302、第一计算模块303、第二计算模块304和调整模块305。

其中，

所述判断模块301，用于当驾驶员踩踏目标汽车的制动踏板时，判断所述目标汽车的动力电池是否满足能量回收条件；

所述第一获取模块302，用于若是，获取所述目标汽车的电机制动力和踏板制动力；

所述第一计算模块303，用于当所述电机制动力小于所述踏板制动力时，计算液压制动力；

所述第二计算模块304，用于依据所述液压制动力传递给制动间隙调节器，计算目标间隙值；

所述调整模块305，用于依据所述目标间隙值调整制动主缸的输出压力，将能量回收至所述动力电池。

本发明公开了一种汽车变制动间隙的能量回收装置，包括：当驾驶员踩踏目标汽车的制动踏板时，判断所述目标汽车的动力电池是否满足能量回收条件；若是，获取所述目标汽车的电机制动力和踏板制动力；当所述电机制动力小于所述踏板制动力时，计算液压制动力；依据所述液压制动力传递给制动间隙调节器，计算目标间隙值；依据所述目标间隙值调整制动主缸的输出压力，将能量回收至所述动力电池。上述的回收装置中，增加了制动间隙调节器，实现了制动间隙可以调整，减小液压制动参与，为回收制动提供更多的效率。

本发明实施例中，所述能量回收模块还包括：

第二获取模块306和结束模块307。

其中，

所述第二获取模块306，用于获取所述目标汽车制动踏板的位移信息；

所述结束模块307，用于当所述位移信息为0时，制动过程结束。

本发明实施例中，所述判断模块301包括：

第一获取单元308、第二获取单元309和判定单元310。

其中，

所述第一获取单元308，用于获取所述目标车辆的滑移率；

所述第二获取单元309，用于当所述滑移率小于预设的滑移率阈值时，获取所述动力电池的剩余电量的百分比；

所述判定单元310，用于当所述百分比小于预设的比例阈值时，判定所述动力电池满足能量回收条件。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明所提供的涉及一种汽车变制动间隙的能量回收方法、系统及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。