CN103129550B - 用于混合动力动力系系统的车辆制动管理 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于混合动力动力系系统的车辆制动管理。示例性的系统包括车辆,其具有机械地联接到混合动力动力系的驱动轴的驱动车轮。混合动力动力系包括内燃发动机和选择性地联接到驱动轴的电马达。内燃发动机包括压缩制动设备。系统包括选择性联接到驱动轴和联接到电存储设备的发电机。系统包括制动踏板位置传感器,其提供制动请求值。系统包括控制器,其构造成解译制动请求值、再生制动能力、和压缩制动能力。控制器被进一步构造成响应于制动请求值、再生制动能力和压缩制动能力来提供再生制动命令和压缩制动命令。

Description

用于混合动力动力系系统的车辆制动管理

背景技术

对环境的担心和有限的自然资源不断促使现代内燃发动机改善燃料效率。混合动力动力系是一种能够被用于改善发动机的燃料效率的系统。混合动力动力系包括至少两个动力源,所述动力源中的至少一个包括能量存储能力,该能量存储能力可在至少某些运行状况期间被使用来从移动的车辆回收动能。在一些系统中,例如包括联接到电能存储设备的发电机的系统,回收动能的再生制动能力随着车速和动力系系统的传动系的旋转速度而降低。因此,目前可获得的混合动力动力系持续地要求使用大量的传统摩擦制动。摩擦制动装置随着时间和使用而磨损,并且必须被维修或更换,这增加了运行成本并潜在地引起车辆的停机时间。因此,在本领域中期望技术的进一步开发。

发明内容

一个实施例是一种用于控制混合动力动力系统中的制动的独特方法。另外的实施例、形式、目标、特征、优点、方面、和益处将从下面的描述和附图中变得易于理解。

附图说明

图1是用于管理混合动力动力系制动的示意框图。

图2是在功能上执行用于管理混合动力动力系制动的某些操作的控制器的示意图。

图3是响应于制动要求值的混合动力动力系制动操作的说明性计划。

图4是响应于制动要求值的混合动力动力系制动操作的第二说明性计划。

图5是用于管理混合动力动力系制动的程序的示意性流程图。

具体实施方式

为了促进对本发明原理的理解的目的,现在将参照在附图中图示的实施例,并且将使用具体语言来描述这些实施例。不过,应当理解的是,并不想由此限制本发明的范围,对图示的实施例的任何改变或进一步的改进,以及对本发明所属领域技术人员来说通常会想到的对图示的本发明原理的任何进一步应用都在本文的考虑之内。

参照图1,示例性系统100包括具有内燃发动机108和电马达110的混合动力动力系,电马达110选择性地联接到驱动轴106。系统100包括电马达110,但是任何其它的动力源都在本文考虑之内,至少包括液压马达或泵(未示出)。发动机108可以是本领域已知的任何类型的内燃发动机。在图1的示例中,发动机108和电马达110都通过变速器120联接到驱动轴106,该变速器120具有动力分流器(未示出)。不过,本领域已知的任何混合动力构造都在本文考虑之内,至少包括串联的、并联的和串联-并联的。

系统100还包括能量累积设备,例如发电机,其被选择性地联接到驱动轴106并还联接到能量累积设备。系统100包括存储所累积的能量的电存储设备114。所累积的能量可替代地或附加地被提供给超级电容,被提供用于服务系统100中的有源电载荷,或被以任何其它方式存储。

图1中的发电机包含在电马达110中以作为电马达/发电机。不过,发电机可以是单独的设备。该发电机被构造成将车辆动能(或载荷能量)转化成电能。在各种实施例中,系统100包括将可获得的车辆动能(或载荷能量)转化到其它动力源的任何能量累积设备,例如液压动力回收单元。

系统100还包括负转矩请求设备116,其提供制动请求值。示例性的负转矩请求设备包括制动踏板位置传感器。不过,本领域已知的提供制动请求值或可与对混合动力动力系的当前负转矩请求相关联的值的任何设备都在本文的考虑之内。并非限定性地,提供制动请求的混合动力动力系控制开关或输入(例如,PTO或巡航控制输入)、传输制动请求值的网络或数据链接参数、和/或基于雷达的自动制动系统都在本文考虑之内。

系统100还包括控制器118,其具有构造成在功能上执行用于管理混合动力动力系制动的操作的模块。在某些实施例中,控制器118形成包括一个或多个计算设备的处理子系统的一部分,这些计算设备具有内存、处理、和通信硬件。控制器118可以是单个的设备或者是分布式的设备,控制器118的功能可由硬件或软件来执行。

在某些实施例中,控制器118包括一个或多个模块,这些模块被构造成在功能上执行控制器118的操作。控制器118包括解译制动请求值的负转矩模块、解译再生制动能力和机械制动能力的系统能力模块、和响应于制动请求值、再生制动能力和机械制动能力来提供再生制动命令、机械制动命令和摩擦制动命令的制动控制模块。

附加地或替换地,控制器包括解译制动请求值的负转矩模块、解译再生制动能力和压缩制动能力的系统能力模块、和响应于制动请求值、再生制动能力和压缩制动能力来提供再生制动命令和压缩制动命令的制动控制模块。

本文中的包括多个模块的描述强调的是控制器118的各方面的结构独立性,并且图示了控制器118的一组操作和响应性。执行类似的整体操作的其它组应被理解为在本申请的范围内。模块可被实施在硬件和/或计算机可读介质上的软件中,并且模块可分布在各种硬件或软件部件上。对控制器操作的某些实施例的更具体的描述包含在参照图2的部分中。

本文中描述的某些操作包括解译一个或多个参数。解译,当在本文中被使用时,包括通过本领域已知的任何方法接收值,至少包括从数据链接或网络通信接收值、接收指示该值的电子信号(例如,电压、频率、电流或PWM信号)、接收指示该值软件参数、从计算机可读介质上的存储位置读取该值、通过本领域已知的任何手段接收作为运行时间参数的该值,和/或通过接收可据其计算被解译的参数的值和/或通过参考被解译为该参数值的默认值来接收作为运行时间参数的该值。

在某些实施例中,系统100包括驱动轴106,其机械地将混合动力动力系联接到车辆驱动车轮104。系统100可包括除了驱动车轮104以外的任何其它类型的载荷,例如可由该混合动力动力系内包含的任何制动设备断续地变慢的包括所存储动能的任何载荷。示例性的系统100包括响应于机械制动命令的机械制动设备。

示例性的机械制动设备包括压缩制动设备112,例如调节发动机108的气门正时使得该发动机变为转矩吸收器而不是转矩产生器的设备。另一个示例性机械制动设备包括排气节气门126(或排气制动装置),其在移向关闭位置的过程中部分地阻挡排气流124并在该发动机上施加背压从而产生负曲轴转矩量。另外,另一个示例性机械制动设备是可变几何形状涡轮增压器(VGT)127。某些VGT127设备可被调节以在发动机108上产生背压并提供制动效果。另外,其它的示例性机械制动装置包括液压减速器122。液压减速器122被设置时,通常被包含在变速器120内。机械制动装置可以是车辆的(或者非车辆实施例的应用)的传统摩擦制动装置或者电马达/发电机110之外的任何制动装置,并且所描述的示例不是排他性的。

在某些实施例中,系统100包括压缩制动禁用开关(未示出)。压缩制动禁用开关在该开关处于某个位置时指示发动机压缩制动将不被利用。压缩制动禁用开关的使用在规则不允许使用压缩制动的城市或其它区域是常见的。压缩制动禁用开关可以是产生指示压缩制动被禁用的信号的任何设备,并且可以是触发器、摇杆、按钮、或者用软件实施的开关。

在一个形式中,系统包括防抱死制动系统128a、128b,其提供防抱死制动命令修正。防抱死制动系统128a、128b可以是本领域已知的任何类型。防抱死制动系统在某些情况下减少在车轮上的制动功率以减少或消除车轮的不受控打滑。因此,控制器118在某些实施例中接收防抱死制动命令修正并作为响应调节制动请求值和/或制动命令。

图2是装置200示意图,装置200包括用于混合动力动力系制动管理的控制器118。示例性的控制器118包括负转矩模块202,该模块解译制动请求值208。制动请求值208是所要求的用于该应用的制动量的量化描述。示例性的制动请求值208是由制动踏板位置传感器提供的和/或由网络、数据链接、或基于软件的通信提供的制动踏板位置。制动踏板位置被关联到负转矩请求或者制动转矩请求。这种关联可以被确定为提供对应于制动踏板下压量的制动功率量的函数。响应于制动请求值确定负转矩可进一步是车速、驱动轴速度、变速器档位、或本领域已知其它变量的函数。

示例性的控制器118还包括系统能力模块204,其解译再生制动能力210和机械制动能力228。在某些实施例中,再生制动能力210是在当前运行状况下可从发电机或电马达/发电机获得的负转矩和/或负功率。通常,对发电机来说,可获得的负转矩依赖于发电机的轴速。并非限定性地,发电机的温度、与发电机相关联的任何功率电子元件的管理电通量的当前能力、电存储系统的接收电荷(例如,由于电荷状态或电通量原因)的当前能力、和/或任何耗散系统(例如电阻器组)的接收电通量的当前能力在确定再生制动能力210时也可被考虑,这取决于与特定系统相关的部件和考虑因素。

在某些替换的或附加的实施例中,再生制动能力210是可获得的供电转换器提供给能量累积设备的负转矩和/或负功率。示例的再生制动能力210包括液压功率回收单元的制动能力、和/或液压累积器的能量存储能力(或能量存储通量能力)。

机械制动能力228包括系统内的能够施加负转矩到驱动轴以及既不是再生部件也不是传统摩擦制动部件的任何部件的制动能力。机械制动部件的示例性且非限定性的列表包括发动机的压缩制动装置、能够提供制动功率的VGT、排气节气门和/或排气制动装置、液压减速器、和提供沿驱动轴的相反方向的动力的电马达。系统能力模块204可确定作为总计的总机械制动能力228,和/或各个制动能力,例如压缩制动能力212、VGT制动能力224、液压减速器制动能力226、和/或排气制动能力240。对能力228、212、224、226、240的确定依赖于各种运行状况,这些运行状况对于每个部件来说都是不同的且都是本领域通常已知的。

在某些实施例中,从电制动和/或液压制动开发的被转化成有用能量的任何能量被视为再生制动并被考虑在再生制动能力210内,而未被转化成有用能量的任何能量被视为机械制动并且被考虑在机械制动能力218内。例如,电耗散在由其产生的热被利用时(例如,用于加热乘客舱)可被视为再生制动能力210并且在没有获得用于由其产生的热的有用散热器时被视为机械制动能力218。在某些实施例中,从再生制动设备(例如,发电机和/或液压功率回收单元)开发的全部能量被视为再生制动。在另外的实施例中,仅将被提供到能量累积设备的能量视为再生制动。

示例性的控制器118还包括制动控制模块206,其响应于制动请求值208提供再生制动命令214、机械制动命令234、和摩擦制动命令236。再生制动命令214是向发电机和/或马达/发电机发出的提供负转矩到驱动轴的命令。

在一个形式中,制动控制模块206通过按顺序地首先将再生制动命令214最大化且然后将机械制动命令234最大化直到实现制动请求值208来提供再生制动命令214、机械制动命令234、再生制动命令214。摩擦制动命令236然后被应用到实现制动请求值208所必需的程度。机械制动命令234可被分成压缩制动命令216、VGT制动命令230、液压减速器制动命令232、和/或排气制动命令242中的一个或多个。所提供的命令列表不是穷举的,并且该系统中的任何其它制动设备可单独地接收制动命令,或者被包含在机械制动命令234下。各种制动设备都响应于制动命令214、216、230、232、234、236、242。例如,主缸压或其它控制机构被操纵以提供由摩擦制动命令236指示的制动。

在另外的某些实施例中,系统能力模块204响应于变速器的有效传动比246来解译再生制动能力210和/或机械制动能力228。例如,如果再生制动能力210被标准化为由发动机压缩制动装置生成的在发动机曲轴上的等价转矩,那么作为转矩极限的再生制动能力210由变速器(其可说明变矩器等)的有效传动比246调节。在再生制动能力210由当前可获得的能量存储限制的情况下,系统能力模块204可以利用或可以不利用该变速器的有效传动比246。在一个示例中,可获得的用于由能量存储装置存储的总功量被用于限制再生制动能力210,并且不由该变速器的有效传动比246影响。

在某些实施例中,系统能力模块204响应于该变速器的有效传动比246来解译机械制动能力228以将机械制动能力228转化为等价的变速器尾轴转矩,和/或转化成等价的制动载荷转矩(例如,解释任何中间的转矩倍增设备)、和/或任何其它的所选转矩标准。在某些实施例中,系统能力模块204不响应于变速器的有效传动比246调节机械制动能力228。在某些实施例中,负转矩模块202响应于变速器的有效传动比246解译制动请求值208。在从本公开受益之后,提供解译制动请求值208的负转矩模块202、系统能力模块204和制动控制模块206,解译任何制动能力210、212、224、226、228、240,和/或响应于变速器的有效传动比246提供任何制动命令214、216、230、232、234、236、238、242对本领域技术人员来说是机械式步骤。

参照图3,图示了期望减速度308和所要求的制动转矩310之间的示例性关系300。图示是针对处于低变速器档位的系统,其中再生制动(区域302)具有相对高的再生制动能力210,并且发动机压缩制动(区域304)具有相对高的压缩制动能力212。当制动转矩310升高时,由于曲线上的具体操作点代表着制动请求值208,再生制动302初始时完全能够提供全部要求的制动。当再生制动能力210被超过时,发动机压缩制动304开始。当压缩制动能力212被超过时,在实现制动请求值208所要求的程度上提供摩擦制动306。

参照图4,图示了在期望减速度308和所要求的制动转矩310之间的示例性关系400。图示是针对处于高变速器档位的系统,其中再生制动(区域302)具有相对低的再生制动能力210,并且发动机压缩制动(区域304)具有相对低的压缩制动能力212。当制动转矩310升高时,由于曲线上的具体操作点代表着制动请求值208,所以再生制动302初始时完全能够提供全部所要求的制动。当再生制动能力210被超过时,发动机压缩制动304开始。当压缩制动能力212被超过时,在实现制动请求值208所要求的程度上提供摩擦制动306。

在图3和图4的图示中,再生制动能力210被图示为相对于期望减速器308处于常值。再生制动能力210可随时间而变化,并且图3和图4的图示仅代表时间上的特定时刻以及该系统的特定操作状态。在图3和图4的图示中,压缩制动能力212代表全部的机械制动能力228。在某些实施例中,特定顺序的机械制动贡献者可能是可取的,并且此时机械制动贡献者可以被以特定的次序添加,直到全部的机械制动选择都被应用,在此时,应用摩擦制动以实现制动请求值208。在另外的实施例中,一个或多个机械制动贡献者的接合顺序可能并不重要,并且制动控制模块206提供高达机械制动能力228的值的机械制动命令234,其中各种机械制动贡献者以任意方式组合以实现机械制动命令234。

在某些实施例中,负转矩模块202解译防抱死制动命令修正222,并且响应于防抱死制动命令修正222调节制动请求值208。例如,防抱死制动系统可要求制动转矩的瞬间减少,并且负转矩模块202减少制动请求值208,使得整个制动转矩匹配防抱死制动系统所要求的制动转矩。

在某些实施例中,系统能力模块还响应于压缩制动禁用开关信号220来解译压缩制动能力212。例如,操作者可具有能够向控制器118通信发动机压缩制动当前不可用(例如,以遵守当地法令)的设备。因此,系统能力模块204响应于压缩制动禁用开关信号220确定压缩制动能力212是零。在某些实施例中,系统能力模块204确定发动机压缩制动不可用,并且响应于发动机压缩制动不可用提供代替的机械制动命令238。在一种形式中,代替的制动命令238是VGT制动命令230。附加地或代替地,代替的制动命令238是液压减速器制动命令232,和/或排气制动命令242。代替的制动命令238是接合在发动机压缩制动操作(例如排气节气门)期间可能是不期望的但当发动机压缩制动被禁用时却是期望的制动类型的机构。

在某些实施例中,操作者可具有能够向控制器118通信发动机压缩制动应该仅在总发动机压缩制动极限的一部分下被操作。例如,可存在开关以供操作者指示将仅应用50%的压缩制动功率,或者指示在压缩制动时将仅利用某一部分气缸。因此,系统能力模块204调节压缩制动能力212以反映减小的发动机压缩制动系统的能力。

在示例性实施例中,制动控制模块206还提供再生制动命令214作为再生制动能力210和制动请求值208之间的最小值。在一种形式中,制动控制模块206提供机械制动命令234作为机械制动能力228和补充制动请求值244之间的最小值,其中补充制动请求值244是制动请求值208和再生制动能力210之间的差。在某些实施例中,系统能力模块204还响应于电存储设备的电荷状态解译再生制动能力210。

下面的操作描述提供了执行用于管理混合动力动力系制动的程序的说明性实施例。图示的操作被理解为仅是示例性的,并且操作可被组合或划分、以及添加或去除,以及整体地或部分地重新排序,除非本文中另有明确的说明。图示的某些操作可由执行在计算机可读介质上的计算机程序产品的计算机来实施,其中计算机程序产品包括使得该计算机执行操作中一个或多个、或者向其它设备发出命令以执行操作中的一个或多个的指令。

用于管理混合动力动力系制动的示例性程序包括解译操作者制动请求值的操作和确定再生制动能力的操作。该程序包括,响应于再生制动能力低于操作者制动请求值,确定补充制动请求值和机械制动能力的操作。响应于机械制动能力低于补充制动请求值,该方法包括确定摩擦制动值的操作。该方法还包括响应于再生制动能力和操作者制动请求值提供再生制动命令的操作、响应于补充制动请求值和机械制动能力提供机械制动命令的操作,以及响应于摩擦制动值提供摩擦制动命令的操作。

下面描述示例性程序的某些附加的或代替的操作。该程序包括通过确定再生制动能力和操作者制动请求值之间的最小值来提供再生制动命令的操作。示例性的程序包括通过从操作者制动请求值减去再生制动能力来确定补充制动请求值的操作。另外的实施例包括通过确定机械制动能力和补充制动请求值之间的最小值来提供机械制动命令的操作。

示例性的程序还包括通过从操作者制动请求值减去再生制动能力和机械制动能力的和来确定摩擦制动值的操作。在一种形式中,该程序包括通过从操作者制动请求值减去再生制动命令和机械制动命令来确定摩擦制动值的操作。

解译操作者制动请求值的操作包括确定制动踏板位置、和/或确定操作者负转矩请求。在某些实施例中,示例性的机械制动命令包括发动机压缩制动命令、排气节气门命令、排气制动装置命令、可变几何形状涡轮增压器命令、和/或液压减速器命令。

另外,下面是用于管理混合动力动力系制动的另一个示例性程序。示例性程序包括解译操作者制动请求值的操作和提供制动命令以实现该操作者制动请求值的操作。提供制动命令的操作按顺序地包括提供最大可获得再生制动命令,然后提供最大可获得机械制动命令,然后提供摩擦制动命令,直到实现操作者制动请求值。另一个示例性程序包括提供机械制动命令作为发动机压缩制动命令的操作。另外,另一个示例性实施例包括确定发动机压缩制动不可用的操作,以及响应于发动机压缩制动不可用来提供代替的机械制动命令的操作。代替的制动命令在一种形式中是可变几何形状涡轮增压器(VGT)命令。附加地或代替地,代替的制动命令是液压减速器制动命令,和/或排气制动命令。

示例性的机械制动命令包括排气制动命令、可变几何形状涡轮增压器命令、和/或液压减速器命令。示例性的方法包括解译防抱死制动命令修正,以及响应于防抱死制动命令修正来调节操作者制动请求值。

参照图5,图示了用于管理混合动力动力系制动的示意性的示例性控制逻辑图500。该控制逻辑开始于操作502,其确定再生制动能力210和制动请求值208之间的最小值。最小值操作502的输出作为再生制动命令214被提供。控制逻辑继续到操作504,其确定制动请求值208和再生制动命令214之间的差。差操作504的输出是补充制动请求值244。控制逻辑继续到确定是否要求任何额外的制动转矩,并继续到确定补充制动请求值244是否是零的操作506。

响应于补充制动请求值244是零,再生制动命令214就是足够的并且控制逻辑退出。响应于补充制动请求值244不是零,控制逻辑继续执行操作508,以确定机械制动能力228和补充制动请求值244之间的最小值。操作508可如所示出地在全部机械制动能力228的背景下被确定,和/或可被顺序地应用到每个可获得的机械制动设备,其中当每个机械制动设备被确定为应用制动量时就减少补充制动请求值244,直到制动请求值208被实现。最小值操作508的输出是机械制动命令234,或者用于可获得的设备的各种单独的制动命令。

控制逻辑继续到差操作510,以确定机械制动命令234和补充制动请求值244之间的差。在差操作512指示机械制动命令234等于补充制动请求值244的情况下,制动请求值208被满足并且控制逻辑退出。在差操作512指示还要求制动转矩时,控制逻辑使操作514可用,其提供等于剩余的未被满足的制动请求值208的摩擦制动命令236。

从附图和以上提供的文字明显可知,根据本发明的实施例的变形也是可行的。

一组示例性的实施例是该方法包括解译操作者制动请求值和确定再生制动能力。该方法包括,响应于再生制动能力低于操作者制动请求值,确定补充制动请求值和机械制动能力。响应于机械制动能力低于补充制动请求值,该方法包括确定摩擦制动值。该方法还包括响应于再生制动能力和操作者制动请求值提供再生制动命令,响应于补充制动请求值和机械制动能力提供机械制动命令,和响应于摩擦制动值提供摩擦制动命令。

下面描述示例性方法的某些额外的或替换的实施例。该方法包括通过确定再生制动能力和操作者制动请求值之间的最小值来提供再生制动命令。示例性方法包括通过从操作者制动请求值减去再生制动能力来确定补充制动请求值。另外的实施例包括通过确定机械制动能力和补充制动请求值之间的最小值来提供机械制动命令。

示例性方法包括通过从操作者制动请求值减去再生制动能力和机械制动能力的和来确定摩擦制动值。在一个形式中,该方法包括通过从操作者制动请求值减去由再生制动命令生成的有效制动转矩和由机械制动命令生成的有效制动转矩来确定摩擦制动值。

解译操作者制动请求值的操作包括确定制动踏板位置,和/或确定操作者负转矩请求。在某些实施例中,再生制动命令包括发电机制动命令和/或液压马达(或涡轮机、泵、等)制动命令。在某些实施例中,示例性的机械制动命令包括发动机压缩制动命令、排气节气门命令、排气制动装置命令、可变几何形状涡轮增压器命令、和/或液压减速器命令。

另一组示例性的实施例是一种方法,其包括解译操作者制动请求值和提供制动命令以实现操作者制动请求值。提供制动命令的操作按顺序地包括提供最大可获得再生制动命令,然后包括最大可获得机械制动命令、以及然后包括摩擦制动命令,直到实现了操作者制动请求值。在某些实施例中,该方法包括通过确定操作者制动请求值和对应于最大可获得再生制动命令、最大可获得机械制动命令和/或摩擦制动命令的被命令设备中每一个之间的有效传动比来提供制动命令。

有效传动比允许各个制动转矩值和操作者制动请求值之间的适当转化的任何转矩倍增值。在某些实施例中,有效传动比说明了变速器的当前传动比,例如其中制动设备中的一个或多个被定位成在机械方面位于变速器的上游而制动载荷被定位在变速器的下游。有效传动比根据制动载荷的机械位置和相应的制动设备可说明后桥比、连续可变变速器、变矩器的动态动作和系统中的任何其它设备。

其它的示例性方法包括提供机械制动命令作为发动机压缩制动命令。另一示例性实施例包括确定发动机压缩制动是不可获得的,并响应于发动机压缩制动不可获得来提供代替的机械制动命令。在一种形式中,代替的制动命令是可变几何形状涡轮增压器(VGT)命令。附加地或替换地,代替的制动命令是液压减速器制动命令、和/或排气制动命令。

示例性的机械制动命令包括排气制动命令、可变几何形状涡轮增压器命令、和/或液压减速器命令。示例性的方法包括解译防抱死制动命令修正、和响应于该防抱死制动命令修正调节操作者制动请求值。

另一组示例性的实施例是一种系统,该系统包括具有内燃发动机和选择性地联接到驱动轴的混合动力动力系、选择性地联接到驱动轴并且进一步联接到能量累积设备的换能器、和提供制动请求值的负转矩请求设备。示例性的负转矩请求设备包括制动踏板位置传感器。系统还包括控制器,该控制器具有模块,所述模块被构造成在功能上执行操作以管理混合动力动力系制动。控制器包括解译制动请求值的负转矩模块、解译再生制动能力和机械制动能力的系统能力模块、以及响应于制动请求值、再生制动能力、和机械制动能力提供再生制动命令、机械制动命令和摩擦制动命令的制动控制模块。

下面描述该系统的某些附加的或替换的实施例。在某些实施例中,系统包括机械地定位在内燃发动机和马达之间的变速器。在另外的实施例中,系统能力模块响应于变速器的有效传动比来解译再生制动能力和/或机械制动能力。例如,如果再生制动能力被标准化为由发动机压缩制动装置生成的在发动机曲轴上的等价转矩,那么作为转矩极限的再生制动能力就由变速器(其可说明变矩器等)的有效传动比调节。在再生制动能力由目前可获得的能量存储(例如在液压蓄能器、蓄电池组、超级电容、车辆电力系统的接受电能量输入的能力等中的)限制,系统能力模块可利用或可不利用变速器的有效传动比。在一个示例中,可获得的由能量存储装置存储的总功量被用于限制再生制动能力,并且不受变速器的有效传动比的影响。

在某些实施例中,一个或多个机械制动设备被定位在变速器的上游,而系统能力模块响应于变速器的有效传动比解译机械制动能力以将机械制动能力转换成等价变速器尾轴转矩、和/或等价制动载荷转矩(说明任何中间转矩倍增设备)、和/或任何其它所选的转矩标准。在某些实施例中,其中一个或多个机械设备影响在标准或标定位置(例如,在发动机曲轴处)处的转矩,系统能力模块不响应于变速器的有效传动比调节机械制动能力。在某些实施例中,负转矩模块响应于变速器的有效传动比解译制动请求值。在从本文公开受益之后,响应于变速器的有效传动比解译制动请求值、再生制动能力、和/或机械制动能力对本领域技术人员来说是机械式步骤。

在某些实施例中,马达是电马达并且换能器是发电机。电马达和发电机可以是分开的设备或者是同一设备,例如,作为电马达/发电机。在某些其它的实施例中,能量累积设备包括一个或多个电存储设备,包括但不限于蓄电池组、超级电容器、和/或对车辆电力系统的持续需求。

在某些附加的或替换的实施例中,换能器包括液压功率回收单元。液压功率回收单元包括能将载荷能量例如车辆动能转换成液压功率的任何设备。示例性的且非限定性的液压功率回收单元包括液压马达、液压涡轮机、和/或液压泵。示例的系统还包括作为液压设备的马达,其也可以是液压回收单元。示例性系统还包括能量累积设备作为液压蓄能器。虽然本文考虑了液压蓄能器,但对由液压功率回收单元转换的能量的存储可以是任何形式。

示例性的系统包括机械地将混合动力动力系联接到车辆驱动车轮的驱动轴。在某些实施例中,系统包括对机械制动命令做出响应的机械制动设备。示例性的机械制动设备包括压缩制动设备、排气节气门、排气制动装置、可变几何形状涡轮增压器、和/或液压减速器。

在一种形式中,制动控制模块通过按顺序地首先最大化再生制动命令并接着最大化机械制动命令,直到实现了制动请求值来提供再生制动命令、机械制动命令、和摩擦制动命令。在某些实施例中,系统包括防抱死制动系统,其被构造成提供防抱死制动命令修正,其中负转矩模块被进一步构造成解译防抱死制动命令修正并响应于防抱死制动命令修正来调节制动请求值。

另一组示例性的实施例是用于管理混合动力动力系制动的装置。该装置包括解译制动请求值的负转矩模块,解译再生制动能力和机械制动能力的系统能力模块、和响应于制动请求值、再生制动能力和机械制动能力提供再生制动命令、机械制动命令和摩擦制动命令的制动控制模块。下面描述该装置的某些附加的或替换的实施例。

示例性的装置包括制动控制模块,该模块还提供作为再生制动能力和制动请求值之间的最小值的再生制动命令。在一种形式中,制动控制模块提供作为机械制动能力和补充制动请求值之间的最小值的机械制动命令,其中补充制动请求值是制动请求值和再生制动能力之间的差。在某些实施例中,系统能力模块还响应于电存储设备的电荷状态解译再生制动能力。

另一组示例性实施例是一种系统,其包括具有机械地联接到混合动力动力系的驱动轴的驱动车轮的车辆,其中混合动力动力系包括内燃发动机和选择性地联接到驱动轴的电马达。示例性的内燃发动机包括压缩制动设备。该系统还包括选择性地联接到驱动轴并且还联接到电存储设备的发电机、和提供制动请求值的制动踏板位置传感器。

该系统还包括控制器,其具有构造成在功能上执行操作以管理混合动力动力系制动的模块。示例性的控制器包括解译制动请求值的负转矩模块、解译再生制动能力和压缩制动能力的系统能力模块,和响应于制动请求值、再生制动能力和压缩制动能力提供再生制动命令和压缩制动命令的制动控制模块。

在某些实施例中,内燃发动机包括VGT,并且系统能力模块解译VGT制动能力。制动控制模块还响应于VGT制动能力提供再生制动命令、压缩制动命令和VGT制动命令。在某些另外的实施例中,系统包括提供压缩制动禁用开关信号的压缩制动禁用开关,并且系统能力模块还响应于压缩制动禁用开关信号解译压缩制动能力。

在一种形式中,系统包括防抱死制动系统,其提供防抱死制动命令修正。负转矩模块还解译防抱死制动命令修正并且响应于防抱死制动命令修正调节制动请求值。在某些实施例中,混合动力动力系还包括液压减速器,并且系统能力模块还解译液压减速器制动能力。制动控制模块响应于液压减速器制动能力提供再生制动命令、压缩制动命令和液压减速器制动命令。

虽然已经在附图和前面说明中具体图示并描述了本发明,但是这些附图和说明应被理解为是说明性的而不是限定性的,还应该理解的是,示出和描述的仅是某些示例性实施例,并且在本发明精神之内的全部改变和改进都要被保护。应该理解的是,虽然在以上说明中使用的词语例如优选的、优选地、较优的或更优选的指示了如此描述的特征是更可取的,但该特征可能不是必要的并且缺少该特征的实施例也被认为在本发明的范围之内,该范围由后面的权利要求限定。在阅读权利要求时,应当理解,当词语例如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一部分”在其中被使用时,并不打算将权利要求限定为仅有一个物品,除非权利要求中有明确的相反说明。当语言“至少一部分”和/或“一部分”被使用时,该物品可包括一部分和/或全部物品,除非有明确的相反说明。

Claims (40)

1.一种车辆制动管理方法,该方法包括:
解译操作者制动请求值,其中所述解译包括响应于所述制动请求值确定负转矩,所述负转矩是车速、驱动轴速度和变速器档位中的至少一者和制动踏板下压量的函数;
确定再生制动能力;
响应于再生制动能力低于操作者制动请求值,确定补充制动请求值和机械制动能力,其中所述机械制动能力包括系统内的能够施加负转矩到驱动轴以及既不是再生部件也不是传统摩擦制动部件的任何部件的制动能力,所述任何部件包括发动机的压缩制动装置、能够提供制动功率的VGT、排气节气门和/或排气制动装置、液压减速器、和提供沿驱动轴的相反方向的动力的电马达;
响应于机械制动能力低于补充制动请求值,确定摩擦制动值;以及
响应于再生制动能力和操作者制动请求值提供再生制动命令;
响应于补充制动请求值和机械制动能力提供机械制动命令;以及
响应于摩擦制动值提供摩擦制动命令。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,提供再生制动命令包括确定再生制动能力和操作者制动请求值之间的最小值。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,确定补充制动请求值包括从操作者制动请求值减去再生制动能力。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,提供机械制动命令包括确定机械制动能力和补充制动请求值之间的最小值。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,确定摩擦制动值包括从操作者制动请求值减去再生制动能力和机械制动能力的和。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,确定摩擦制动值包括从操作者制动请求值减去再生制动命令和机械制动命令。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,解译操作者制动请求值包括确定制动踏板位置。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,解译操作者制动请求值包括确定操作者负转矩请求。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,机械制动命令包括从由以下组成的命令中选择的至少一个命令:发动机压缩制动命令、排气节气门制动命令、排气制动装置命令、可变几何形状涡轮增压器制动命令、和液压减速器命令。
10.一种车辆制动管理方法,该方法包括:
解译操作者制动请求值,其中所述解译包括响应于所述制动请求值确定负转矩,所述负转矩是车速、驱动轴速度和变速器档位中的至少一者和制动踏板下压量的函数;
提供制动命令以实现操作者制动请求值;以及
其中,提供制动命令按顺序地包括提供最大可获得再生制动命令、最大可获得机械制动命令和摩擦制动命令,其中所述最大可获得机械制动命令包括系统内的能够施加负转矩到驱动轴以及既不是再生部件也不是传统摩擦制动部件的任何部件的制动能力,所述任何部件包括发动机的压缩制动装置、能够提供制动功率的VGT、排气节气门和/或排气制动装置、液压减速器、和提供沿驱动轴的相反方向的动力的电马达。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,提供制动命令包括确定操作者制动请求值和对最大可获得再生制动命令、最大可获得机械制动命令和摩擦制动命令中的对应一个做出响应的多个被命令设备中的每一个之间的有效传动比。
12.如权利要求10所述的方法,其特征在于,机械制动命令包括发动机压缩制动命令。
13.如权利要求12所述的方法,还包括确定发动机压缩制动不可获得,并且响应于发动机压缩制动不可获得来提供代替的机械制动命令。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,代替的机械制动命令包括可变几何形状涡轮增压器制动命令。
15.如权利要求10所述的方法,其特征在于,机械制动命令包括排气制动命令。
16.如权利要求10所述的方法,其特征在于,机械制动命令包括可变几何形状涡轮增压器制动命令。
17.如权利要求10所述的方法,其特征在于,机械制动命令包括液压减速器命令。
18.如权利要求10所述的方法,还包括解译防抱死制动命令修正,以及响应于防抱死制动命令修正调节操作者制动请求值。
19.一种车辆制动管理系统,该系统包括:
混合动力动力系,其具有内燃发动机和选择性联接到驱动轴的马达;
换能器,其选择性地联接到该驱动轴并还联接到能量累积设备;
负转矩请求设备,其被构造成提供制动请求值;
控制器,其包括:
负转矩模块,其构造成解译制动请求值,其中所述解译包括响应于所述制动请求值确定负转矩,所述负转矩是车速、驱动轴速度和变速器档位中的至少一者和制动踏板下压量的函数;
系统能力模块,其构造成解译再生制动能力和机械制动能力,其中所述机械制动能力包括系统内的能够施加负转矩到驱动轴以及既不是再生部件也不是传统摩擦制动部件的任何部件的制动能力,所述任何部件包括发动机的压缩制动装置、能够提供制动功率的VGT、排气节气门和/或排气制动装置、液压减速器、和提供沿驱动轴的相反方向的动力的电马达;和
制动控制模块,其构造成响应于制动请求值、再生制动能力和机械制动能力提供再生制动命令、机械制动命令和摩擦制动命令。
20.如权利要求19所述的系统,还包括变速器,其机械地设置在内燃发动机和马达之间。
21.如权利要求20所述的系统,其特征在于,系统能力模块还被构造成响应于变速器的有效传动比来解译再生制动能力和机械制动能力。
22.如权利要求20所述的系统,其特征在于,制动控制模块被构造成响应于所述变速器的有效传动比来提供再生制动命令、机械制动命令和摩擦制动命令。
23.如权利要求19所述的系统,其特征在于,马达包括电马达,其中换能器包括发电机,并且其中能量累积设备包括电能存储设备。
24.如权利要求19所述的系统,其特征在于,换能器包括液压功率回收单元。
25.如权利要求24所述的系统,其特征在于,能量累积设备包括液压蓄能器。
26.如权利要求19所述的系统,其特征在于,驱动轴机械地联接混合动力动力系到车辆驱动车轮。
27.如权利要求19所述的系统,还包括机械制动设备,其对机械制动命令做出响应。
28.如权利要求27所述的系统,其特征在于,机械制动设备包括从由下列设备组成的设备列表中选择的至少一种设备:压缩制动设备、排气节气门、排气制动装置、可变几何形状涡轮增压器、和液压减速器。
29.如权利要求19所述的系统,其特征在于,制动控制模块被构造成通过按顺序地最大化再生制动命令和机械制动命令直到实现制动请求值来提供再生制动命令、机械制动命令和摩擦制动命令。
30.如权利要求19所述的系统,还包括构造成提供防抱死制动命令修正的防抱死制动系统,其中负转矩模块还被构造成解译防抱死制动命令修正并响应于防抱死制动命令修正调节制动请求值。
31.如权利要求19所述的系统,其特征在于,负转矩请求设备包括制动踏板位置传感器。
32.一种车辆制动管理装置,该装置包括:
负转矩模块,其构造成解译制动请求值,其中所述解译包括响应于所述制动请求值确定负转矩,所述负转矩是车速、驱动轴速度和变速器档位中的至少一者和制动踏板下压量的函数;
系统能力模块,其构造成解译再生制动能力和机械制动能力,其中所述机械制动能力包括系统内的能够施加负转矩到驱动轴以及既不是再生部件也不是传统摩擦制动部件的任何部件的制动能力,所述任何部件包括发动机的压缩制动装置、能够提供制动功率的VGT、排气节气门和/或排气制动装置、液压减速器、和提供沿驱动轴的相反方向的动力的电马达;和
制动控制模块,其构造成响应于制动请求值、再生制动能力、和机械制动能力提供再生制动命令、机械制动命令和摩擦制动命令。
33.如权利要求32所述的装置,其特征在于,制动控制模块还被构造成提供再生制动命令作为再生制动能力和制动请求值之间的最小值。
34.如权利要求33所述的装置,其特征在于,制动控制模块还被构造成提供机械制动命令作为机械制动能力和补充制动请求值之间的最小值,补充制动请求值包括制动请求值和再生制动能力之间的差。
35.如权利要求33所述的装置,其特征在于,系统能力模块还被构造成响应于电存储设备的电荷状态来解译再生制动能力。
36.一种车辆制动管理系统,该系统包括:
车辆,其具有机械地联接到混合动力动力系的驱动轴的驱动车轮;
混合动力动力系包括内燃发动机和选择性地联接到驱动轴的电马达,内燃发动机包括压缩制动设备;
发电机,其选择性地联接到驱动轴并还联接到电存储设备;
制动踏板位置传感器,其构造成提供制动请求值;和
控制器,其包括:
负转矩模块,其构造成解译制动请求值,其中所述解译包括响应于所述制动请求值确定负转矩,所述负转矩是车速、驱动轴速度和变速器档位中的至少一者和制动踏板下压量的函数;
系统能力模块,其构造成解译再生制动能力、机械制动能力和压缩制动能力,其中所述机械制动能力包括系统内的能够施加负转矩到驱动轴以及既不是再生部件也不是传统摩擦制动部件的任何部件的制动能力,所述任何部件包括发动机的压缩制动装置、能够提供制动功率的VGT、排气节气门和/或排气制动装置、液压减速器、和提供沿驱动轴的相反方向的动力的电马达;和
制动控制模块,其构造成响应于制动请求值、再生制动能力和压缩制动能力来提供再生制动命令和压缩制动命令。
37.如权利要求36所述的系统,其特征在于,内燃发动机还包括可变几何形状涡轮增压器(VGT),其中系统能力模块还构造成解译VGT制动能力,并且其中制动控制模块还构造成响应于VGT制动能力提供再生制动命令、压缩制动命令和VGT制动命令。
38.如权利要求37所述的系统,还包括压缩制动禁用开关,其提供压缩制动禁用开关信号,其中系统能力模块还构造成响应于压缩制动禁用开关信号解译压缩制动能力。
39.如权利要求36所述的系统,还包括防抱死制动系统,其提供防抱死制动命令修正,其中负转矩模块还构造成解译防抱死制动命令修正并响应于该防抱死制动命令修正调节制动请求值。
40.如权利要求36所述的系统,其特征在于,混合动力动力系还包括液压减速器,其中系统能力模块还构造成解译液压减速器制动能力,并且其中制动控制模块还构造成响应于液压减速器制动能力来提供再生制动命令、压缩制动命令和液压减速器制动命令。
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