CN103459186A - 用于制动一种混合动力或电力牵引车辆的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的制动系统和方法，该机动车辆包括一个混合动力或电力牵引系统，包括一个解除联接的制动踏板模块、一个液压制动模块以及一个用于在由该电力牵引系统进行的制动过程中回收电能的电力制动模块，所述解除联接的制动模块包括一个制动踏板以及用于控制该液压制动系统和该电力制动模块的装置。本发明的特征在于，该系统包括用于测量与所述踏板相关联的至少一个参数的装置以及用于限制由该电力制动模块进行的电能回收的装置（ML）。

Description

用于制动一种混合动力或电力牵引车辆的系统和方法

本发明涉及混合动力或电力牵引机动车辆，并且更确切而言涉及用于这些车辆的制动系统，特别地是允许回收电能的制动系统。

电能回收系统使得有可能在制动阶段过程中使用车辆的电动机以便提供减速，同时对车辆的电池组进行补给以便增大其里程。

出于这个目的，以如下的方式使用了解除联接的制动踏板模块：使得驾驶员对制动踏板的作用与实际发生的减速不相关联。

在这种类型的解除联接的制动模块中，制动踏板与这些制动模块之间不存在直接的机械链接，并且可以使用电力制动模块或常规地使用液压制动模块来提供驾驶员所希望的减速。

该车辆的制动系统则对该电力制动模块和该液压制动模块发送设定点以便提供驾驶员所希望的减速同时增加该车辆的里程。

这些制动系统还必须能够例如通过限制纵摇和顿挫来维持该车辆的稳定性以及使用者的舒适性。现有允许回收电能的制动系统特别在某些操作条件下可以发送多个设定点，这些设定点导致了该电力制动模块与该液压制动模块之间的切换。

这种切换可能是危险的，因为在紧急制动的情况下，最有效的制动系统，即液压制动系统，必须优先。紧急制动情况的实例是以下情况：驾驶员必须进行制动以避开不可预见的障碍或该电力制动模块出现故障。

为了避开不可预见的障碍，驾驶员应足够快地踩踏该制动踏板以避开该障碍。因此这种情况下踩踏踏板的速度要高于正常制动的情况。如果该电力制动模块出现故障，使用者可能会比正常制动情况快地踩踏该踏板若干次。

因此，在紧急制动情况下，制动踏板在比正常制动情况更大的压力下更快地被踩踏。

可以参考欧洲专利申请EP2055589，该申请描述了一种能量回收的方法，该方法没有考虑踩踏踏板的速度或施加至该踏板的压力的变化。在美国专利申请US20050200 197中也已经提出在以开环模式运行的一个系统内并且使用多条预定义的曲线来对制动转矩进行计算。还可以参考美国专利US6155365，该专利描述了用于控制电动或混合动力车辆的制动的方法，但是没有提供对紧急情况的检测。最后，美国专利申请US20060220453提出了一种制动系统，该制动系统包括一个再生制动限制模块，专用于避免车轮抱死情况的目的。因此，在这些文件中所描述的制动系统具有的缺点是在例如驾驶员快速踩踏制动踏板的紧急制动情况不限制电能回收。

本发明的目的是改善混合动力或电力牵引机动车辆的电力和液压制动特别是在紧急制动的情况下的分配。

根据一个方面，提出的是用于制动一个车辆的一种系统，该车辆装配有一个混合动力或电力牵引系统并且包括一个解除联接的制动踏板模块、一个液压制动模块以及一个用于在由该电力牵引系统进行的制动过程中回收电能的电力制动模块，所述解除联接的制动模块包括一个制动踏板以及用于控制该液压制动系统和该电力制动模块的装置。

该系统包括用于测量与所述踏板相关联的至少一个参数的装置以及用于限制该电力制动模块进行的电能回收的装置。

特别地可以使用与该踏板相关联的这个参数来检测紧急制动情况。因此，这种对能量回收的限制在紧急情况下使得能够优选通过使用该液压制动模块来进行制动。以此方式，提高了制动过程中的安全性。

有利的是，该制动系统包括用于储存在制动阶段过程中与制动踏板相关联的该参数的最大值的装置。

可以使用这个最大值来确定在制动阶段过程中使用者是否例如已经迅速地修改了所述踏板的参数并且因此来确定这个制动阶段是否是一个紧急制动阶段。术语“制动阶段”是指使用者希望造成减速的阶段。这个阶段可以包括一次或接连多次踩踏踏板并且在踏板被释放时、可能在预定的等待时间之后结束。

因此在制动阶段过程中根据所述参数的最大值可以限制能量回收。

与制动踏板相关联的该参数可以包括该踏板的踩踏速度和/或施加至所述踏板上的压力的导数。

该踏板的速度和所施加压力的变化对于紧急情况的检测而言是特别有利的参数。另外，踏板速度和施加至踏板的压力可以用来产生该车辆的制动转矩设定点。该车辆的制动转矩设定点是驾驶员所希望提供的减速。

根据另一个方面，提出的是一种用于制动车辆的方法，该车辆装配有使用一个解除联接的制动踏板模块来进行能量回收的一个混合动力或电力牵引系统，其中，在制动阶段过程中，根据与所述踏板相关联的至少一个参数来限制能量回收。

有利的是，在制动阶段过程中储存了所述参数的最大值。因此可以根据这个最大值来限制能量回收。

所述参数的最大值可以是在制动阶段过程（包括多次踩踏踏板）中储存的。

另外，如果所述参数的所述最大值低于一个第一阈值，则不对能量回收进行限制。

如果该最大值低于这个阈值，则这个制动阶段不是紧急制动阶段。

如果所述参数的所述最大值高于所述第一阈值并且低于一个第二阈值，则可以部分地限制能量回收。

还有可能的是如果所述参数的所述最大值高于所述第二阈值，则防止全部能量回收。

有利的是，所述参数包括该踏板的踩踏速度和/或施加至所述踏板的压力的导数。

通过阅读以非限制性实例的方式提供并由附图展示的以下描述，本发明的其他优点和特征将变得清楚，在附图中：

-图1是根据本发明的一个方面的制动系统的展示；

-图2和图3是不同的能量回收限制模块的示意图，并且

-图4是根据本发明一方面对能量回收进行限制的展示。

图1示出了在具有混合动力或电力牵引的机动车辆上的一个制动系统SYS。

这个系统包括一个能量回收限制模块ML，例如根据制动踏板的踩踏速度而进行限制的一个模块、或是根据施加到该踏板的压力的导数而进行限制的一个模块、再或者是根据该车辆的制动转矩设定点而进行限制的一个模块。

模块ML产生了一个电力制动限制设定点c_lim_fr，该设定点有待被发送至一个转矩分配构件RC。

该转矩分配构件RC还接收多个设定点，这些设定点包括该车辆的制动转矩设定点c_fr_véhicule（这是由驾驶员在该解除联接的制动踏板模块FR上的作用而产生的）、或由一个防抱死安全构件产生的设定点c_ABS。

该转矩分配构件RC还可以接收多个设定点，在此为了简明起见省略了这些设定点。

由该转矩分配构件RC产生了两个设定点。一个电力制动设定点c_fr_élec是由该转矩分配构件RC产生的并且是至少被该设定点c_lim_fr所限制的。一个液压制动设定点c_fr_hydr同样是由该转矩分配构件RC产生的。

应注意，该电力制动设定点c_fr_élec可以由除设定点c_lim_fr以外的多个设定点来限制。举例而言，设定点c_ABS以常规方式限制能量回收。

在此示出的转矩分配构件RC使得有可能在紧急情况下限制电力制动，并且使用液压制动。

图2示出了被定位在例如一个具有混合动力或电力牵引的机动车辆中的一个能量回收限制模块ML。

一个第一构件MAX旨在测量和储存与该车辆的解除联接的制动模块的制动踏板相关联的一个参数的最大值。

在图1的实施例中，该踏板的踩踏速度v_pédale被发送至该构件MAX，该构件旨在测量和储存该最大速度v_max。该构件MAX被连接至一个开关IT上以便将该速度v_max的最大值发送至这个开关。

该模块ML还配备有一个计时器模块TEMP，该计时器模块被适配成用于在第一输入端上接收与该制动阶段的持续时间d_fr相关的一个变量并且在第二输入端上接收车辆的制动转矩设定点c_fr_véhicule。该车辆的制动转矩设定点对应于驾驶员踩踏该踏板时所希望的减速。当释放该制动踏板时，考虑到了在踩踏该踏板之时开始的制动阶段没有在预先规定的持续时间（即持续时间d_fr）内结束。因此一个制动阶段可以包括多次连续的踩踏，这些次的踩踏彼此间隔了比该持续时间d_fr短的一个持续时间。举例而言，该持续时间d_fr可以是大约五秒。

该计时器模块TEMP发送一个信号ph_fr，从而告诉开关IT一个制动阶段正在进行。

该计时器模块特别适用于电力制动出现故障的情况。在这种情况下，使用者接连若干次踩踏踏板，并且该构件MAX储存了对于这一组踏板踩踏而言踏板的踩踏速度的最大值。

开关IT还包括一个输入端，该输入端旨在接收对应于零速度踩踏踏板的一个值v_zéro。

根据信号ph_fr，开关IT将踏板的踩踏速度（在制动阶段过程中）的最大值v_max或零速度v_zéro连接至其输出端，该输出端被连接至一个表格TBL。

开关IT的输出端还通过一个反馈回路BCL连接到构件MAX上。该回路BCL可以被用来例如重新初始化该值v_max以用于随后的制动阶段的目的。

表格TBL可以被用来根据最大速度v_max（在制动阶段过程中）确定一个电力制动限制设定点c_lim_fr，即，一个能量回收限制设定点。这个表格可以包括用于将该最大速度与多个储存的阈值进行比较以便确定所述设定点c_lim_fr的装置。

应注意，模块ML可以用一个用于被施加至踏板的压力的导数的输入端来运行，这个值替代了该踏板的踩踏速度。在这种情况下，构件MAX接收了施加至踏板上的压力的导数并且将被施加至踏板的压力的导数的最大值发送给开关IT。

还有可能对该限制模块ML使用车辆的制动转矩设定点c_fr_véhicule，如图3的实施例中所示。

因此，可以使用基于踏板速度以及施加至踏板上的压力而产生的这个转矩设定点c_fr_véhicule（用其最大值c_max）来产生在制动阶段过程中的一个限制设定点c_lim_fr。在制动阶段过程以外，零设定点值c_zéro通过开关IT被发送给表格TBL。

在这个实施例中，该车辆的制动转矩设定点被发送至该计时器模块TEMP和该构件MAX两者上。这个独特的设定点c_fr_véhicule可以被用来检测制动阶段和紧急情况。

图4是随制动阶段过程中的制动踏板最大速度而改变的最大电力制动转矩的变化的一个图形表示。

该电力制动转矩由该限制设定点c_lim_fr限制，在这种情况下是根据该制动踏板的最大速度来限制的。

如果该制动踏板速度的最大值低于一个第一速度阈值V1，则电力制动转矩不受限制并且可以达到约3m/s²的最大减速。这个情况不是紧急制动情况。因此，能量回收不受模块ML的限制。应该注意的是能量回收可能受到该车辆的其他模块的限制。

如果该制动踏板速度的最大值大于该第一速度阈值V1并且低于一个第二速度阈值V2，则该电力制动转矩被部分地限制，例如限制到约1.5m/s²的值。因此，获得了中间程度的限制，这对应于不存在即时风险的紧急制动情况。这种制动一部分是通过电力制动进行并且一部分是通过液压制动进行的。

对于大于该第二速度阈值V2的任何值而言，该电力制动转矩被完全限制并且其值变为零。换言之，当最大踏板速度大于阈值V2时能量回收被完全限制。高于速度阈值V2时，认为存在紧急制动情况，例如驾驶员必须避开不可预见的障碍的情况。

如果电力制动转矩为零，那么根据车辆的制动转矩设定点c_fr_véhicule，可以产生一个液压制动转矩设定点以便提供驾驶员所希望的减速。

出于产生该限制设定点c_lim_fr的目的，这些阈值V1和V2的值被有利地储存在表格TBL中。这些值是预先固定的，例如在一个校准步骤之后，在该校准步骤中测量了该踏板在不同情况下的踩踏速度。

还应注意，可以根据施加至该踏板上的压力的导数的最大值或该车辆制动转矩设定点的最大值c_max来获得类似的图形表示。

根据本发明本，改善了电力和液压制动的分配，特别是在紧急制动的情况下。

还限制了液压制动与电力制动之间的切换。在紧急制动的情况下，优选用液压制动来替代电力制动。

Claims (9)

1.一种用于制动机动车辆的系统，该机动车辆装配有一个混合动力或电力牵引系统并且包括一个解除联接的制动踏板模块、一个液压制动模块以及一个用于在由该电力牵引系统进行的制动过程中回收电能的电力制动模块，所述解除联接的制动模块包括一个制动踏板以及用于控制该液压制动系统和该电力制动模块的装置（RC），其特征在于，该系统包括用于测量与所述踏板相关联的至少一个参数的装置、用于限制该电力制动模块进行的电能回收的装置（ML）、以及如果所述参数的最大值大于一个第一阈值并且低于一个第二阈值则部分地限制能量回收的装置。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统包括用于储存在制动阶段过程中的所述参数的最大值的装置（MAX）。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述参数包括该踏板的踩踏速度（v_pédale）和/或施加至所述踏板上的压力的导数。

4.一种用于制动机动车辆的方法，该机动车辆装配有使用一个解除联接的制动踏板模块来进行能量回收的一个混合动力或电力牵引系统，其中，在制动阶段过程中，根据与所述踏板相关联的至少一个参数来限制该能量回收，并且如果所述参数的最大值大于一个第一阈值并且低于一个第二阈值则部分地限制该能量回收。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述参数的最大值是在一个制动阶段过程中储存的。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述参数的最大值是在包括多次踩踏该踏板的一个制动阶段过程中储存的。

7.如权利要求5或6所述的方法，其中如果所述参数的所述最大值低于一个第一阈值（V1），则不对能量回收进行限制。

8.如权利要求4所述的方法，其中如果所述参数的所述最大值大于所述第二阈值（V2），则阻止全部的能量回收。

9.如权利要求4至8中任一项所述的方法，其中所述参数包括该踏板的踩踏速度（v_pédale）和/或施加至所述踏板上的压力的导数。

Images