本发明涉及车辆制动技术的，具体涉及一种车辆制动系统及其控制方法。
背景技术：
1、卡车的运行工况既有长上坡和长下坡的高速路况，又有频繁加减速的城市路段。而卡车的制动系统关乎车辆的可靠性和安全性，需要适应不同的运行工况。
2、常规车辆的制动方式主要是机械制动，通过刹车踏板控制气缸的压力带动活塞运动，并通过传动机构传递到刹车片，通过刹车片与车轮刹车盘的摩擦实现制动。
3、串联式混合动力卡车的制动系统构型如图1所示，除了配有常规的机械制动外，还可以通过车辆的电驱动系统输出反向扭矩实现电制动。
4、其中，驱动电机产生的制动是通过扭矩传递到车轮端实现的，在传递过程中电制动主要将车辆的动能转化成电能，再将产生的电能存储到电池中，因此电制动扭矩受电池的影响。当车辆的电制动扭矩受电池的可充电功率限制时，还可以通过控制发动机全程不喷油，发电机反拖发动机进行电能消耗，尤其是发动机开启缸内制动时会产生大幅的电能消耗，以此使驱动电机有回馈的空间。
5、机械制动能提供较大的制动扭矩，可提高车辆的稳定性。但是机械制动存在的主要问题是，在制动过程中会产生热，不但会影响车辆的行驶安全，还会增加摩擦片的损失。
6、整个车辆的制动控制需要综合考虑制动的可靠性、安全性和驾驶性的情况下，对电制动扭矩、机械制动扭矩、发动机和发电机进行综合协调。
7、如图2所示，
8、现有技术中的常规制动方式通过驾驶员来进行控制，车辆上配备多挡缓速器手动拨杆来控制车辆的电制动保证电池的电能吸收。将缓速器手动拨杆分成不同的几个挡位，不同的挡位对应不同的电制动扭矩。
9、机械制动一般采用刹车踏板的方式直接控制气缸的进排气，实现机械制动。基本操作过程是在较高车速时开启缓速速器手动拨杆，使用电制动，当需要微调时，使用机械制动进行补偿。
10、这种控制方式将电制动和机械制动分开，增加了驾驶员的操作复杂性。而且手动拨杆不同挡位扭矩为阶跃的扭矩，不能精准响应驾驶员制动需求。
11、强制放电开关触发的强制放电，不能够将发电机反拖发动机消耗的能量与车辆制动的能耗关联起来，一方面会导致不必要的电耗损失，还有可能导致反拖功率不足。
12、因此，亟需提供一种车辆制动系统及其控制方法，以解决上述现有技术中存在的缺陷与不足。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，本发明提供了一种车辆制动系统及其控制方法。
2、本发明提供的技术方案如下：
3、一种车辆制动系统，所述系统包括与刹车片连接的机械制动模块以及与车轮连接的电驱制动模块，其特征在于：还包括制动扭矩控制器，
4、所述制动扭矩控制器的一端连接刹车踏板，所述制动扭矩控制器的另一端分别通过气压控制器连接机械制动模块以及通过电制动控制器连接电驱制动模块；
5、所述制动扭矩控制器根据刹车踏板的开度计算车辆需求的制动扭矩，并以最大回收能量为目标，以电池可回收能量为限制，将车辆需求的制动扭矩分配至气压控制器和电制动控制器，再分别通过气压控制器提供的机械制动扭矩和电制动控制器提供的电驱制动扭矩来满足车辆的制动需求。
6、作为本发明的进一步优选实施方式，所述机械制动模块包括与气压控制器的输出端连接的气缸，气缸的输出端通过传动机构连接刹车片。
7、作为本发明的进一步优选实施方式，所述电驱制动模块包括与电制动控制器的输出端连接的发动机、发电机以及驱动电机，发动机与发电机连接，电池分别与发电机及驱动电机连接，所述驱动电机通过后桥连接车轮。
8、进一步地，本发明还提供一种车辆制动系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
9、1)根据刹车踏板开度，确定车辆需求的制动扭矩；
10、2)将制动扭矩在电制动扭矩与机械制动扭矩之间进行分配；
11、3)分配后的制动扭矩分别通过气制动扭矩指令和电制动扭矩指令对车速进行控制。
12、作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤2)包括：
13、a)确定最大回馈扭矩；
14、b)制定扭矩分配策略。
15、作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤a)中，电机转速与车速满足：
16、ωdm＝f(vveh)
17、其中，
18、ωdm为电机转速；
19、vveh为车速；
20、f为函数；
21、最大回馈扭矩与电机转速满足：
22、telec_max＝g(ωdm)
23、其中，
24、telec_max为最大回馈扭矩；
25、g为不同于f的另一函数。
26、作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤b)中，制定的扭矩分配策略包括：
27、当电机转速高于预设转速时，采用电制动方式；
28、当电机转速不高于预设转速时，采用机械制动方式；
29、当制动扭矩大于电机最大回馈扭矩时，电机制动需求扭矩为电机最大回馈扭矩；
30、当制动扭矩不大于电机最大回馈扭矩时，电机制动需求扭矩为制动扭矩；即满足
31、telec_req＝min(tbrake，telec_max)
32、其中，
33、telec_req为电机制动需求扭矩；
34、tbrake为制动扭矩；
35、telec_max为电机最大回馈扭矩。
36、作为本发明的进一步优选实施方式，
37、电机制动扭矩还满足：
38、
39、其中，
40、telec_dmnd为电机制动扭矩；
41、pbatt_dischglimt为电池最大充电功率限制；
42、pgen_elecconspt为发电系统最大可消耗的电能；
43、ωdm为电机转速；
44、ηdm为电机效率；
45、telec_req为电机制动需求扭矩；
46、此时机械制动扭矩满足：
47、tmech＝tbrake-telec_dmnd
48、其中，
49、tmech为机械制动扭矩；
50、tbrake为制动扭矩；
51、telec_dmnd为电机制动扭矩。
52、作为本发明的进一步优选实施方式，
53、所述步骤2)中，将制动扭矩分配至电制动扭矩后，还包括以下步骤：
54、2.1)根据电机制动需求扭矩换算出电制动需要回收的电功率；
55、2.2)根据电制动需要回收的电功率与电池可回收电功率的差值获得发电系统需要消耗的电功率pgen_elecconspt；
56、2.3)发电系统需要消耗的电功率通过发电机反拖发动机来实现，且满足：
57、
58、其中，
59、pgen_elecconspt为发电功率需要消耗的电功率；
60、ωice为发动机转速；
61、tdragice(s，ωice)为发动机不同状态下的反拖扭矩；其中，
62、s＝1时为发动机缸内制动；
63、s＝0时为发动机反拖制动；
64、且s＝1时产生的阻力大于s＝0时产生的阻力。
65、作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤2)中，还包括以下步骤：
66、2.4)当发电系统需要消耗的电功率高于预设值时，设置发动机为缸内制动；当发电系统需要消耗的电功率不高于预设值时，设置为发动机反拖制动；
67、2.5)在设置发动机制动方式以后，通过调节发电机的转速来控制发动机的制动功率，以实时满足发电系统需要消耗的电功率的需求。
68、相对于现有技术，本发明取得的有益效果包括：
69、1)本发明提供一种车辆制动系统及其控制方法，在车速较高的情况下采用电制动方式，一方面可以实现制动能量回收到电池中，另一方面可以减少机械制动中摩擦片的消耗。
70、2)本发明提供一种车辆制动系统及其控制方法，在车速较低的情况下采用机械制动方式，一方面可以使车辆快速稳定，还可以减少电机正负扭矩切换时，由于齿轮间隙产生的驾驶性问题。
71、3)本发明提供一种车辆制动系统及其控制方法，在持续下长坡的工况下，通过调节发电系统的功率消耗，在满足制动需求的前提下，尽可能地减少额外的电池消耗。
1.一种车辆制动系统，所述系统包括与刹车片连接的机械制动模块以及与车轮连接的电驱制动模块，其特征在于：还包括制动扭矩控制器，
2.根据权利要求1所述的一种车辆制动系统，其特征在于：所述机械制动模块包括与气压控制器的输出端连接的气缸，气缸的输出端通过传动机构连接刹车片。
3.根据权利要求1所述的一种车辆制动系统，其特征在于：所述电驱制动模块包括与电制动控制器的输出端连接的发动机、发电机以及驱动电机，发动机与发电机连接，电池分别与发电机及驱动电机连接，所述驱动电机通过后桥连接车轮。
4.一种根据权利要求1-3中任一项所述的车辆制动系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种控制方法，其特征在于：所述步骤2)包括：
6.根据权利要求5所述的一种控制方法，其特征在于：所述步骤a)中，电机转速与车速满足：
7.根据权利要求5所述的一种控制方法，其特征在于：所述步骤b)中，制定的扭矩分配策略包括：
8.根据权利要求7所述的一种控制方法，其特征在于：
9.根据权利要求4所述的一种控制方法，其特征在于：所述步骤2)中，将制动扭矩分配至电制动扭矩后，还包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种控制方法，其特征在于：所述步骤2)中，还包括以下步骤：
