CN105593052A - 电动车辆或混合动力车辆中的再生制动的控制 - Google Patents

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Abstract

在此披露了一种针对配备有第一再生制动装置和与该第一制动装置分开的第二制动装置的车辆的用于控制再生制动的方法，该车辆包括至少一个第一车轮和至少一个第二车轮，该第二制动装置应用到所述至少一个第一车轮和所述至少一个第二车轮，并且该第一制动装置仅应用到所述至少一个第一车轮，该方法包括：基于该第一车轮的速度值并基于该第二车轮的速度值估算(31)表示与该再生制动相关联的打滑的一个参数的值，并且基于表示与该再生制动相关联的打滑的参数的估算值生成(32，33)一个再生制动设定点值。

Description

电动车辆或混合动力车辆中的再生制动的控制
技术领域
本发明涉及对装备有第一再生制动装置和与该第一制动装置分开的第二制动装置(例如液压制动装置)的车辆的再生制动的控制。
背景技术
该车辆可以例如是电动车辆或混合动力车辆。
关于装备有至少一个电力牵引或推进电动机的车辆，在某些条件下有可能将该电动机用作一个发电机并且因此获得一个电制动装置。这样一种用途是有利的，因为该电制动装置是再生的，使得有可能回收该车辆的部分动能以便对电池再充电。
在去耦制动的情况下，该车辆可以例如包括分配(“扭矩协调”)模块，该分配模块被安排成将来自制动器踏板的总制动命令在电动致动器和液压致动器之间分配。这种情形被称为具有互补制动设定点的情形。
根据另一示例，并且特别是在具有非去耦制动的车辆的情况下，车辆可以包括制动管理(“扭矩管理器”)模块，该制动管理模块被安排成生成随驾驶员设定点的变化而变化的电制动设定点，例如与该驾驶员设定点成比例。该电制动设定点则是附加到由制动器踏板直接获得的常规液压制动上的辅助制动设定点。
再生制动设定点(无论其是互补的或辅助的)形成为不仅随来自制动器踏板的驾驶员设定点的变化而变化而且还随其他参数的变化而变化，这些参数之一是指示车辆稳定性的信号。
确切地讲，电制动仅被施加到驱动车轮，也就是说在前轮驱动车轮的情况下施加到一个或多个前车轮或者在后轮驱动车辆的情况下施加到一个或多个后车轮。因此，再生制动的潜能比施加到所有车轮的制动更有限。
因此，该再生制动的风险导致所讨论的车轮的更可能打滑、或甚至导致这些车轮在抓地条件相对不稳定时(例如在道路是湿的或覆盖有冰或雪的情况下)抱死。
已知的是在诸如用于防止车轮抱死的系统(例如ABS(来自德语“Antiblockiersystem”)、和/或用于防止车轮打滑的系统(例如ESC(“电子稳定性控制”)系统的主动安全系统检测到危险情形时(例如当由该主动安全系统而形成的标志信号变为1时)使再生制动无效。
这些主动安全系统与一个或多个能够提供关于车轮状态的信息的传感器进行通信。
专利US7,077,484描述了比简单的使再生制动去激活具有更精确响应的制动控制方法。抱死风险值是根据估算的打滑因子的值来计算的。针对车轮的打滑因子取决于该车轮的中心处的速度(其可以被相对准确地测量出)和参考速度值。在这个文件中，这个参考速度和这个打滑因子取自于预加载的表。
对于更准确地控制再生制动存在需求。
实际上，该车辆的参考速度可以与该车轮的中心处的速度不同，尤其是因为轮胎的变形和微打滑的存在。
在自由车轮的情况下，打滑是零，也就是说该车轮的中心和周缘处的速度是相等的。
为了确定参考速度值，因此可想到使车辆装备有自由的第五车轮并且测量这个车轮的中心处的转速，或者替代地使用来自GPS(全球定位系统)型的导航系统的数据。
然而，对能够平衡准确性和简单性的再生制动控制仍存在需求。
发明内容
提供了一种对装备有第一再生制动装置(例如电制动装置)和与该第一制动装置分开的第二制动装置(例如液压制动装置)的车辆的再生制动进行控制的方法。该车辆包括至少一个第一车轮和至少一个第二车轮。该第二制动装置被应用到这个至少一个第一车轮和这个至少一个第二车轮。该第一制动装置仅被应用到这个至少一个第一车轮。该方法包括：
-接收第一车轮的速度值和第二车轮的速度值，
-根据该第一车轮的速度值并根据该第二车轮的速度值估算表示与该再生制动相关联的打滑的一个参数的值，
-根据表示与该再生制动相关联的打滑的参数的值形成一个再生制动设定点值。
换言之，并非估算该车辆的总参考速度值，这将使得有可能估算每个车轮的打滑，由于液压制动和再生制动容易造成这种打滑，根据具体情况，优选是基于在该车辆的不经受再生制动的至少一个车轮处获取的速度测量值来估算表示部分打滑(在此即为与该再生制动相关联的打滑)的一个参数的值。
因此，在某种程度上作出的假设是，在经受再生制动和液压制动两者的车轮情况下，打滑可以被写成由于再生制动的打滑值与由于液压制动的打滑值的总和。通过将未经受再生制动的车轮的中心处的速度与经受这个再生制动的车轮的中心处的速度作比较，因此有可能估算由再生制动造成的打滑，并且因此控制该再生制动以便将这个打滑保持在一个抓地力范围内。
这个再生制动设定点值可以被传送到该再生制动装置，以便被施加到该第一车轮或这个至少一个第一车轮。
这个再生制动设定点值可以是基于单一第一车轮和单一第二车轮的、或可替代地基于多个第一车轮和多个第二车轮的速度值来估算的。
有利地且非限制性地，本方法可以将表示与该再生制动相关联的打滑的参数值与一个打滑阈值作比较的步骤。如果这个值大于或等于这个阈值，则可以促使该再生制动设定点值减小。
有利地且非限制性地，可以定期重复估算打滑值、与阈值作比较、以及促使的这些步骤。换言之，建立了一个闭合环路以便随动于该再生制动设定点。表示与该再生制动相关联的打滑的参数值可以是随动的，以使得这个值保持低于该阈值。
有利地且非限制性地，表示与针对一个第一车轮的再生制动相关联的打滑的参数的值可以是根据与这个第一车轮位于该车辆的同一侧的第二车轮的速度值来估算的。
例如，对于四轮驱动车辆而言，右后轮的再生制动的值将是根据右后轮的中心处的速度和根据右前轮的中心处的速度来估算的。
这是因为，可以假定位于车辆的相同侧的车轮一般被制成为比在车辆的两侧的车轮接触更相似的表面。
此外，在后轮驱动车辆的情况下针对一个车轮基于位于该该车辆的相同侧的另一车轮的速度值而不是基于这两个前车轮的平均速度值(或在前轮驱动车辆的情况下，两个后车轮的平均速度值)来估算由再生制动造成的打滑可以允许更精确的控制，特别是在车辆的一侧比另一侧经受更多打滑的所谓的“μ分路(μ-split)”的情形下。
有利地且非限制性地，可以提供的是，基于这个第二车轮的中心处的速度值根据下式来计算该第二车轮的伪速度值w’2：
w 2 ′ = w 2 . ( 1 - 1 2 ( θ v K ) 2 )
其中w2是该第二车轮的中心处的速度值，θv是来自一个方向盘角度传感器的方向盘处的角度值，并且其中K是一个转向柱的倍减因子的值。
因此，这个伪速度值是与该第一车轮在相同路径上的第二车轮将具有的速度的估算值。
当该车辆位于直线上时，该伪速度值因此等于中心处的速度值。
有利地且非限制性地，可以提供的是，默认应用上述公式，并且任选地检测直线情形，并且然后选择伪速度值直接等于中心处的速度值。
作为替代方案，可以提供的是，检测转弯情形并且仅在检测到转弯情形的事件中应用上述公式。
例如，该再生制动设定点可以是互补于由第二制动装置施加的非再生制动设定点、关于由这个第二制动装置施加的制动的辅助等等。
本发明可以在具有使得能够回收能量的扭矩致动器的所有车辆(即，特别是电动车辆或混合动力车辆，以及装备有交流发电机(例如允许大制动扭矩的交流发电机—起动机)的内燃车辆)中获得应用。
此外，提出了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括多条指令，当这些指令被一个处理器执行时，这些指令用于执行上述方法的步骤。
这个计算机程序可以例如存储在一个硬盘型介质中，或者该计算机程序可以是下载的，或类似的方式。
此外，提供了一种针对装备有第一再生制动装置和与该第一制动装置分开的第二制动装置的车辆的用于控制再生制动的设备，该车辆包括至少一个第一车轮和至少一个第二车轮，该第二制动装置被应用到所述至少一个第一车轮和所述至少一个第二车轮，并且该第一制动装置仅被应用到所述至少一个第一车轮，该控制设备包括：
-接收装置，该接收装置用于接收该第一车轮的速度值和该第二车轮的速度值，
-第一处理装置，该第一处理装置用于根据该第一车轮的速度值并根据该第二车轮的速度值来估算表示与该再生制动相关联的打滑的一个参数的值，以及
-第二处理装置，该第二处理装置用于根据表示与该再生制动相关联的打滑的参数的估算值来形成一个再生制动设定点值。
因此，这种设备可以使得有可能实施上述方法。这种设备可以例如包括、或被集成到一个或多个处理器中，例如微控制器、微处理器或类似物。该接收装置可以例如包括输入端口、输入引脚或类似物。该第一处理装置和第二处理装置可以是或可以不是分开的。这些处理装置可以例如是处理器核或CPU(“中央处理单元”)。此外，该设备可以包括用于将该再生制动设定点值发送到该第一制动装置的传送装置，例如输出端口、输出引脚或类似物。
所接收的速度值可以来自对应的传感器。
此外，提供了一种包括上述控制设备的车辆，例如机动车辆，例如电动车辆或混合动力车辆。
附图说明
通过参照这些展示了以举例方式给出的多个非限制性实施例的附图将更清楚地理解本发明。
图1是根据本发明一个实施例的车辆的实例的高度示意性的俯视图。
图2示意性地表示根据本发明的一个实施例的控制设备的实例。
图3是根据本发明一个实施例的方法的实例的流程图。
具体实施方式
参考图1，车辆1包括内燃发动机(未表示)和能够驱动后车轮11RL、11RR的电动机10。此外，该车辆包括前车轮11FL和11FR。这些前车轮和后车轮都经受液压制动。相反地，仅这些后车轮11RL、11RR经受通过电动机10施加的电制动。
ESC模块12接收多个轴转速传感器的测量值，使得有可能测量这些前车轮和后车轮的中心处的速度。该ESC模块例如通过CAN(“控制器局域网络”)总线与电动致动器10进行通信。
图2更详细地示出了ESC12的运行。
ESC12包括稳定性模块20，该稳定性模块接收这些前车轮和后车轮的中心处的转速值、以及制动压力值P和来自该车辆的方向盘角度传感器的方向盘角度值θv。
这个模块20使得有可能生成标志值IS和表示与左后车轮和右后车轮的电制动相关联的打滑的两个参数值(分别为gL和gR)。
用于计算驾驶员设定点Cg的计算模块21使得有可能基于多个信号来生成与驾驶员的制动意图的估算值相对应的总设定点值Cg，这些信号未表示出并且特别地包括停止接触器信号和主缸压力信号。此类的计算模块本身是公知的并且将不进行更加详细地描述。
制动管理(“扭矩管理器”)模块接收标志信号值IS、表示与电制动相关联的打滑的参数值gL、gR、以及总制动设定点值Cg，并且生成尤其是随这些所接收的值变化而变化的电制动设定点Cel。
例如，当标志IS为1时，该电制动被去激活，也就是说设定点Cel是零。
当这些值gL、gR小于一个阈值时，电制动设定点值Cel被选定成与总制动设定点值Cg成比例，例如等于这个值的10％或20％。
辅助电制动设定点值Cel被发送到图1中参考号为10的电动机器。
图3是示意性地展示由该ESC模块实现的方法的实例的流程图。
该方法包括接收这些车轮的转速值和方向盘角度值的步骤30。
在步骤31的过程中，通过应用以下公式对应地计算与针对左后车轮和右后车轮的再生制动相关联的打滑参数gL、gR的值：
并且
g R = Rw R R - Rw F R ( 1 - 1 2 ( θ v K ) 2 )
其中
R是这些车轮的半径，假定不同车轮的半径是彼此相同的，
wRL是左后车轮的中心处的角转速，
wFL是左前车轮的中心处的角转速，
wRR是右后车轮的中心处的角转速，
wFR是右前车轮的中心处的角转速，
θv是在步骤30中接收的方向盘的角度值，并且
K是转向柱的倍减因子的值。
然后，在测试步骤32的过程中，将这些值gL、gR与阈值THR作比较。
在这个实例中，如果这些值之一大于阈值THR，则该测试的结果为正。
在这种情况下，在步骤33的过程中，电制动设定点值Cel减小，例如减量10％。
然后，在等待步骤34之后，重复这些不同的步骤31、32、33。因此，这样的闭合环路使得有可能随动于该电设定点值，以使得与该电制动相关联的打滑保持低于阈值THR。
此外，该环路可以包括将电制动设定点值Cel传送到该电动致动器的步骤(未表示)，以使得将与这个设定点值相对应的制动力施加到这些后车轮。
这个阈值THR可以被选定成使得打滑保持在一个抓地力范围内，在该抓地力范围内抓地力、也就是牵引阻力与重量之间的比率随打滑线性地变化。换言之，使该车辆保持在这个抓地力范围内。
返回到图2，如果这种基于与该电制动相关联的打滑值gL、gR执行的调节证明是不充足的，则稳定性指标模块20将形成具有值等于1的标志IS，这使再生制动去激活。
在所表示的实施例中，该车辆是后轮驱动车辆，也就是说将该电制动施加到后车轮。清楚的是，该方法可以适合于前轮驱动车辆的情况。

Claims (10)

1.一种针对装备有第一再生制动装置和与该第一制动装置分开的第二制动装置的车辆的用于控制再生制动的方法，该车辆包括至少一个第一车轮和至少一个第二车轮，该第二制动装置被应用到所述至少一个第一车轮和所述至少一个第二车轮，并且该第一制动装置仅被应用到所述至少一个第一车轮，该方法包括
接收(30)该第一车轮的速度值和该第二车轮的速度值，
根据该第一车轮的速度值并根据该第二车轮的速度值估算(31)表示与该再生制动相关联的打滑的一个参数的值，
根据表示与该再生制动相关联的打滑的参数的估算值形成(32，33)一个再生制动设定点值。
2.如权利要求1所述的方法，包括
将表示与该再生制动相关联的打滑的参数值与一个打滑阈值作比较(32)，并且
如果该值大于或等于这个阈值，则促使(33)该再生制动设定点值减小。
3.如权利要求2所述的方法，其中，任选地定期重复接收(30)步骤、估算(31)表示与该再生制动相关联的打滑的参数的值的步骤、将所述值与该打滑阈值作比较(32)的步骤、以及促使(33)该再生制动设定点值减小的步骤。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，表示与针对一个第一车轮的再生制动相关联的打滑的参数的值是根据与这个第一车轮位于该车辆的同一侧的第二车轮的速度值来估算的。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，该估算步骤(31)包括
基于这个第二车轮的中心处的速度值根据下式来计算该第二车轮的伪速度
其中w2是该第二车轮的中心处的速度值，θv是来自一个方向盘角度传感器的方向盘处的角度值，并且其中K是一个转向柱的倍减因子的值。
6.一种计算机程序产品，包括多条指令，当这些指令被一个处理器执行时，这些指令用于执行如权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
7.一种针对装备有第一再生制动装置和与该第一制动装置分开的第二制动装置的车辆的用于控制再生制动的设备(12)，该车辆包括至少一个第一车轮和至少一个第二车轮，该第二制动装置被应用到所述至少一个第一车轮和所述至少一个第二车轮，并且该第一制动装置仅被应用到所述至少一个第一车轮，该控制设备包括：
接收装置，该接收装置用于接收该第一车轮的速度值和该第二车轮的速度值，
第一处理装置(20)，该第一处理装置用于根据该第一车轮的速度值并根据该第二车轮的速度值来估算表示与该再生制动相关联的打滑的一个参数的值，以及
第二处理装置(22)，该第二处理装置用于根据表示与该再生制动相关联的打滑的参数的估算值来形成一个再生制动设定点值。
8.一种装备有第一再生制动装置(10)和与该第一制动装置分开的第二制动装置的机动车辆(1)，该车辆包括至少一个第一车轮(11RL，11RR)和至少一个第二车轮(11FL，11FR)，该第二制动装置被应用到所述至少一个第一车轮和所述至少一个第二车轮，并且该第一制动装置仅被应用到所述至少一个第一车轮，并且该车辆包括如权利要求7所述的控制设备(12)。
9.如权利要求8所述的机动车辆(1)，包括一个电动致动器(10)。
10.如权利要求8和9之一所述的机动车辆(1)，其中这些第一车轮是后车轮(11RL，11RR)。
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