CN104249738B - 用于环保型车辆的再生制动的控制设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于环保型车辆的再生制动的控制设备和方法。提供利用换档拨片的车辆的再生制动量的可变控制设备和方法。该方法包括：由控制器在车辆挂前进（D）档行驶时的再生制动期间基于来自换挡操作单元的信号来感测手动模式的正（+）和负（‑）的换挡。基于来自换档操作单元的信号选择与所选择的档对应的再生制动扭矩图。另外，基于根据所选择的再生制动扭矩图计算的扭矩值来调节驱动电机的再生制动。

Description

用于环保型车辆的再生制动的控制设备和方法

技术领域

本公开内容涉及一种控制环保型车辆的再生制动的方法，且更具体地，涉及在行驶时基于驾驶员从前进档的换档来可变地控制再生制动量的设备和方法。

背景技术

目前，使用诸如汽油或柴油等化石燃料的内燃机车辆有以下问题，包括：由尾气引起的环境污染、由二氧化碳引起的全球变暖以及由于产生的臭氧引起的呼吸道疾病。因此，已经开发了环保型车辆，例如，通过操作电机行驶的电动车辆（EV），通过利用发动机和电机行驶的混合动力车辆（HEV），以及通过利用燃料电池产生的动力操作电机而行驶的燃料电池电动车辆（FCEV）等。

如本领域中已知的，环保型车辆运行再生制动（RB）模式，其在车辆的制动或惯性滑行期间通过电机的发电收集制动或惯性能量并利用该能量对电池充电。因为环保型车辆在制动或者惯性滑行期间利用电机（例如，驱动电机）收集能量并对电池充电，所以可以提高燃料效率并可以更高效地使用能量。另一方面，在现有技术的环保型车辆中，针对前进（D）档设定一再生扭矩图，以便由于该再生制动扭矩图而在挂D-档的滑行期间获得恒定量的再生制动能量。

能获得的最佳再生制动能量取决于道路的特征，因此，仅通过根据现有技术的D-档可能无法实现最佳的再生制动能量。例如，与缓坡（例如，倾斜较小的道路）相比，在陡坡上可获得更多的再生制动能量，并且在变速杆在D-档的再生制动期间，仅通过根据现有技术的D-档可能无法获得最佳的再生制动能量。

与D-档相比，虽然在诸如E-档（例如，用于以经济模式行驶的经济档）或者B-档（例如，伴随使用发动机制动操作）等具有不同扭矩图的一些档位中可再生大量的能量，但大部分驾驶员因为在驾驶时操作变速杆非常麻烦而并不使用该档位。特别地，在B-档用于减速时，可以获得较大的再生制动能量，但由于该档位用于所有道路条件时能真实感受车辆的减速，所以难以频繁使用该档位来再生大量能量。

本部分中所公开的上述信息仅用于增进对本发明背景技术的理解，并因此它包括的信息可以不形成为该国本领域的普通技术人员所已知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种用于环保型车辆的再生制动量的可变控制设备和方法，其以驾驶员的便利操作通过增加在驾驶时恢复的能量的数量从而在挂D-档驾驶期间可获得最佳的再生能量，并可提高车辆的燃料效率和更高效地使用能量。

为了实现该目标，本发明提供一种环保型车辆的再生制动量的可变控制方法，该方法提供针对手动模式的档位（例如，D0～DN）划分的多个再生制动扭矩图，并可包括：当车辆行驶时以挂D-档再生制动期间，根据从换挡操作单元传输的信号感测驾驶员在手动模式中进行的正（+）和负（-）换档（例如，升档/降档）；选择与根据从换挡操作单元传输的信号而在档位D0～DN中选择的档位对应的再生制动扭矩图；以及基于根据所选择的再生制动扭矩图计算的扭矩值来执行驱动电机的再生制动。

此外，本发明提供环保型车辆的再生制动量的可变控制设备，该可变控制设备可包括：换档操作单元，被配置为在车辆行驶时以挂D-档的手动方式的正（+）和负（-）换档（升档/降档）；上位控制器，被配置为在再生制动期间通过接收从换档操作单元传输的信号来感测驾驶员在手动模式中的换档，选择对应于所选择的档位的再生制动扭矩图，以及根据所选择的再生制动扭矩图计算再生制动扭矩值；以及电机控制器，被配置为接收与来自上位控制器的计算出的再生制动扭矩值对应的扭矩命令以及执行驱动电机的再生制动扭矩输出，其中，提供针对手动模式中的档位（D0～DN，N≥2）划分的多个再生制动扭矩图，并且对应于驾驶员选择的档位的再生制动扭矩图可选择性地用于计算再生制动扭矩值。

此外，在本发明的示例性实施方式中，随着档位增加（例如，升档)，依照再生制动扭矩图中的车速的再生制动扭矩值也增加，并且换档操作单元可以是转向盘上的换档拨片。因此，根据本发明的再生制动量的可变控制设备和方法，因为当车辆以变速杆在D-档行驶时，基于方向盘上的换挡拨片的操作可选择或改变针对档位（D0-～DN-档）的再生制动扭矩图，在D-档可执行细分且不同的再生制动控制（例如，可针对每个档改变再生制动量)，这样使得可以实现最佳的再生制动能量。因此，可以增加再生能量的数量，改进燃料效率和更高效地使用车辆的能量。

附图说明

现在将参考附图所示出的示例性实施方式,详细描述本发明的上述及其他特征，在下文中，附图仅通过图示的方式给出，因此不对本发明进行限制，其中：

图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的档位的再生制动扭矩图的示例性示图；

图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的再生制动量的可变控制设备的示例性示图；以及

图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的控制过程的示例性流程图。

10：方向盘 11：换档拨片

12：正（+）操作单元 13：负（-）操作单元

20：车辆控制器 30：电机控制器

31：逆变器 32：驱动电机

应当理解，附图并非一定按比例绘制，附图呈现了说明本发明的基本原理的各种示例性特征的稍微简化图示。本文所公开的本发明的具体设计特征（例如包括规定尺寸、方位、位置以及形状）将部分地由特定的预期应用和使用环境确定。在图中，贯穿附图的几幅图，参考标号指代本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

在下文中，现在将详细地参考本发明的各种示例性实施方式，在附图中示出其实施例并描述如下。虽然将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解，本具体实施方式并不旨在将本发明局限于这些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施方式，而且还涵盖包含在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物以及其他实施方式。

应当理解，本文所使用的术语“车辆（vehicle）”或者“车辆的（vehicular）”或者其他的类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种小船和海船的船只，航天器等，并且包括混合动力汽车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆以及其他替代燃料车辆（例如，燃料来源于非汽油能源）。本文中所称混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力两者的车辆。

尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性处理，但应当理解，该示例性过程也可以由一个或者多个模块来执行。此外，应当理解，术语控制器/控制单元指代包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置为对模块进行存储，并且处理器具体地被配置为执行所述模块以执行下文中进一步描述的一个或多个处理。

此外，本发明的控制逻辑可体现为计算机可读介质上的永久性（non-transitory，非暂时性）计算机可读介质，包括由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡及光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可分布在网络耦合的计算机系统中，从而例如由远程信息处理服务器（telematics server）或控制器局域网络（CAN）以分布式方式存储并且执行该计算机可读介质。

本文中所使用的术语仅出于描述具体实施方式目的而并非旨在限制本发明。除非上下文另有明确说明，否则如本文中所使用的单数形式“一（a）”、“一（an）”及“该”也旨在包括复数形式。还应理解，当术语“包括”和/或“包含”用于本说明书时，其指定了存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。如本文中所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任意和全部组合。

在下文中，将参考附图更充分地描述本发明，以使本领域的技术人员容易实施本发明。

本发明提供用于环保型车辆的再生制动量的可变控制设备和方法，其在挂D-档行驶时可获得改进的再生能量，并通过利用驾驶员的便利操作增加行驶时恢复的能量的量来提高车辆的燃料效率以及更高效地使用能量。

因此，可提供基于驾驶员进行的向+和–的换档而改变的、具有按照段划分的D-档的再生制动扭矩图（例如，针对D0、D1、D2和D3而设的扭矩图），以及安装在方向盘上的档位可用以由驾驶员便利的操作。现有技术的用于档位的扭矩图对于使再生扭矩能量最大化并不实用，这样使得与现有技术中仅划分为D-档、E-档和B-档的扭矩图相比，在本发明中设置更多数量的细分扭矩图以改进对扭矩图的使用。

特别地，在本发明中，与E-档和B-档不同，针对原先对其仅提供一个再生制动扭矩图的D-档设置有划分为D0～DN（N≥2，例如，D0、D1、D2和D3）的多个附加的再生制动扭矩图，以及在本发明中，当驾驶时驾驶员根据需要在手动模式中从D-档换挡至D0～DN时，再生制动量可基于对应于所选择的档位的扭矩图来可变地调节。此外，考虑到现有技术在驾驶的同时难以利用变速杆换挡，依照换挡对再生制动扭矩图的选择和改变可以响应于档位操作（例如，+：在D中向上换挡（升档），-：向下换档（降档））的信号来执行。

图1是示出了在本发明的示例性实施方式中的用于车辆中的档位的再生制动扭矩图的示例性示图，其示出了当驾驶员操作车辆内部的变速杆时可换档的档位的实施例，以及示出了预先针对档位设定的再生制动扭矩图的实施例。

在普通车辆中，驾驶员可利用变速杆选择P（停车档)、R（倒车档)、N（空档)、D（前进档)、+（升档)和–（降档)，并且操作的自动档可通过档位显示系统示出。此外，在一些车辆中，拨片开关（例如，由‘+/-’或者‘升/降’表示）可作为换档操作单元安装在方向盘上以供按照自动变速的手动模式操作。

在本发明中，拨片开关可用于可变地控制档位的再生制动量，以及控制器可被配置为将来自拨片开关的、显示驾驶员意图的信号（例如，+和–信号）用作选择和改变扭矩图以及可变地控制再生制动量的输入信号。另外，对于手动模式的D-档的再生制动扭矩图可被细分为多个图以允许基于D-档的操作（例如，+（升档）和–（降档））而应用不同的再生制动扭矩图。图1示出了除了现有技术中提供的D-档（D0-档)、B-档和E-档以外，响应于拨片开关的操作生成的信号所选择的用于D1-、D2-、和D3-档的附加再生制动扭矩图。

如图1所示，再生制动扭矩图是定义取决于车速的再生制动扭矩量来调节驱动电机的再生制动扭矩的图，其中可将D1-、D2-、和D3-档的扭矩量设定为大于D0-档的再生制动扭矩量且小于B-档的扭矩量。此外，D1-和D2-档的扭矩量可设定为小于E-档的扭矩量，而D3-档的扭矩量可设定为大于E-档的扭矩量并小于B-档的扭矩量（例如，D3-档扭矩量为B-档扭矩量的2/3)。

扭矩图仅是用于说明本发明的实施例，本发明并不局限于图1所示的实施例，可按照各种方式在扭矩图内设定取决于车速的扭矩量，并且本发明并不局限于如图所示的用于D1、D2和D3的三个附加扭矩图。换言之，可设定更多的扭矩图，例如，取决于例如在D1-、D2-、D3-和D4-档的车速而具有不同扭矩的扭矩图，并且扭矩图的数量可取决于车辆中的D-档手动模式中的档位数量。

图2是示出了根据本发明的再生制动量的可变控制设备的配置的示例性示图，示出了可以使用作为换挡操作单元安装在方向盘10的档位11以改变扭矩图的配置。在图中所示的配置中，在驾驶员操作供手动模式操作的档位11的正（+）操作单元12或者负（-）操作单元13时，车辆控制器（VCU）20（其可以是上位控制器）可被配置为接收来自拨片开关的信号并且可选择和使用所操作的档位的再生制动扭矩图。

车辆控制器20可被配置为基于选择的再生制动扭矩图计算电机扭矩值，并且电机控制器（MCU）30可被配置为接收对应于计算出的扭矩值的扭矩命令，然后电机控制器30可被配置为基于扭矩命令值调节驱动电机32的再生制动扭矩输出。由于利用车辆中的控制器（诸如VCU20和MCU30）调整基于计算出的扭矩值的驱动电机32的再生制动的方法在本领域中众所周知，所以本文不再进行详细描述。另外，在本发明中，驾驶员可以在驾驶时操作方向盘10上的正（+）操作单元12和负（-）操作单元13（例如，升和降）以从D-档换挡至D0-～DN-档。特别地，驾驶员可操作正（+）操作单元12来升档以及操作负（-）操作单元13来降档。

图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的控制方法的示例性流程图，示出了基于拨片开关的操作来选择和改变扭矩图的操作。如图所示，在操作拨片开关11时，车辆控制器20可被配置为接收来自拨片开关的信号，更准确地，由拨片开关的正（+）或者负（-）操作的信号（S11)。

利用正（+）或者负（-）操作（S12)，可执行升档或者降档，并且当对基于来自档位11的信号感测的拨片开关的正（+）操作做出响应时，车辆控制器20可被配置为选择和使用比当前档位高一级（例如，级别）的档位的再生制动扭矩图（S16和S17）。例如，在挂D1-档时，响应于感测的拨片开关的正（+）操作，控制器可被配置为将扭矩图改变为用于D2-档的再生制动扭矩图（例如，在挂D2-档时，改变成D3-档的扭矩图)，根据所改变的再生制动扭矩图计算与由车速检测单元（例如，传感器）检测的当前车速对应的再生制动扭矩值，以及基于计算出的扭矩值结合电机控制器30来调节电机的再生制动。

当在手动方式中挂最高档（例如，D3-档）时，可保持当前档位并且扭矩图可保持不变（S18和S19）。可替代地，当车辆控制器20基于来自换档拨片11的信号感测出换档拨片的负（-）操作时，可选择和使用比当前档低一级的档位的再生制动扭矩图（S14和S15)。例如，在挂D3-档情况下，响应于感测的负（-）操作，车辆控制器可被配置为将扭矩图改变为D2-档的再生制动扭矩图（例如，当挂D2-档时，改变为D1-档的扭矩图)，根据改变的再生制动扭矩图来计算与当前车速对应的再生制动扭矩值，以及基于计算出的扭矩值调节电机的再生制动。同样地，当挂手动模式的最低档（D0-档）时，可保持当前档位，并且可保持扭矩图不变（S13、S18以及S19）。

因此，当车辆以变速杆位于D-档行驶时，由于基于安装在方向盘上的换档拨片的操作可以选择或者改变用于档（D0-～DN-档）的再生制动扭矩图，在D-档时可以执行细分且不同的再生制动控制（例如，针对每个档位改变再生制动量)，这样使得可以实现改进再生制动能量。因此，可能增加恢复的能量的数量，提高燃料效率以及更高效地使用车辆的能量。

虽然上文已详细地描述了本发明的示例性实施方式，但本发明的范围并不局限于示例性实施方式，并且由本领域技术人员根据限定在所附权利要中的本发明的精神做出的各种变化和修改也包括在本发明的范围之内。已参考本发明的示例性实施方式详细描述了本发明。然而，本领域中的技术人员应当理解，可以对这些示例性实施方式进行改变，而不偏离本发明的原理和精神、所附权利要求限定的发明范围及其等价物。

Claims (9)

1.一种车辆的再生制动量的可变控制方法，其中，设定针对手动模式中的档位所划分的多个再生制动扭矩图，所述方法包括：

由控制器基于在所述车辆挂前进(D)档行驶时的再生制动期间来自换档操作单元的信号来感测所述手动模式中的正(+)和负(-)换档；

由所述控制器基于来自所述换档操作单元的所述信号选择对应于选定的档位的再生制动扭矩图；以及

由所述控制器基于根据所选定的所述再生制动扭矩图计算的扭矩值调节驱动电机的再生制动，

其中，所述换档操作单元是安装在方向盘上的换档拨片，并且多个所述再生制动扭矩图基于针对换挡杆操作挂前进(D)档的、并且基于由所述换档拨片的操作所生成的信号所选择的多个前进挡D0至DN来细分，其中，N≥2。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述再生制动扭矩图中的车速的所述再生制动扭矩值随着所述档位的升高而增加。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述前进档基于所述车辆行驶时的所述正和负换档。

4.一种车辆的再生制动量的可变控制设备，包括：

换档操作单元，被配置为在所述车辆挂前进(D)档行驶时执行手动模式的正(+)和负(-)换档；

上位控制器，被配置为：

基于在再生制动期间来自所述换档操作单元的信号来感测所述手动模式中所述换档操作单元的换档；

选择对应于选择的档位的再生制动扭矩图；以及

根据所选择的所述再生制动扭矩图计算再生制动扭矩值；以及

电机控制器，被配置为接收来自所述上位控制器的与计算出的所述再生制动扭矩值对应的扭矩命令并且调节驱动电机的再生制动扭矩输出，

其中，所述换档操作单元是安装在方向盘上的换档拨片，

其中，多个再生制动扭矩图是针对所述手动模式的前进档划分的，并且与驾驶员选择的档位对应的所述再生制动扭矩图可选择性地用于计算所述再生制动扭矩值，以及；

多个所述再生制动扭矩图基于针对换挡杆操作挂前进(D)档的、并且基于由所述换档拨片的操作所生成的信号所选择的多个前进挡D0至DN来细分，其中，N≥2。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，基于所述再生制动扭矩图中的车速的所述再生制动扭矩值随着所述档位的升高而增加。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述前进档基于所述车辆行驶时的所述正和负换档。

7.一种包括由控制器执行的程序指令的非暂存性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：

控制换档操作单元在车辆挂前进(D)档行驶时执行手动模式中的正(+)和负(-)换档的程序指令；

基于在再生制动期间来自所述换档操作单元的信号感测所述手动模式中所述换档操作单元的换挡的程序指令；

选择对应于选择的档位的再生制动扭矩图的程序指令；以及

根据所选择的再生制动扭矩图计算再生制动扭矩值的程序指令；以及

传输对应于所计算的所述再生制动扭矩值的扭矩命令以调节驱动电机的再生制动扭矩输出的程序指令，

其中，所述换档操作单元是安装在方向盘上的换档拨片，

其中，多个再生制动扭矩图是针对所述手动模式的前进档划分的，并且与驾驶员选择的档位对应的所述再生制动扭矩图可选择性地用于计算所述再生制动扭矩值，

其中，多个所述再生制动扭矩图基于针对换挡杆操作挂前进(D)档的、并且基于由所述换档拨片的操作所生成的信号所选择的多个前进挡D0至DN来细分，其中，N≥2。

8.根据权利要求7所述的非暂存性计算机可读介质，其中，基于所述再生制动扭矩图中的车速的所述再生制动扭矩值随着所述档位的升高而增加。

9.根据权利要求7所述的非暂存性计算机可读介质，其中，所述前进档基于所述车辆行驶时的所述正和负换档。