CN107054336B - 操作状况外的车辆动力传动系统的电动驻车制动器使用 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种操作状况外的车辆动力传动系统的电动驻车制动器使用。车辆包括动力传动系统和电动驻车制动器。响应于当车辆速度小于预定速度时，所述动力传动系统转换至在点火循环期间禁止推进扭矩产生的关闭状态，并且在禁止所述动力传动系统转换至允许推进扭矩产生的开启状态的状况存在时，控制器激活电动驻车制动器。

Description

操作状况外的车辆动力传动系统的电动驻车制动器使用
技术领域
本申请总体上涉及操作车辆中的电动驻车制动器。
背景技术
车辆通常包括被配置为在车辆停放时施加制动力的驻车控制器。驻车制动器可集成有制动系统并且可将制动力施加到给定的车桥上。驻车制动器通常由驾驶员用脚踏板或调节杆来被接合。脚踏板或调节杆连接至接合和脱离驻车制动机构的线缆。作为手动激活的机构阻碍了驻车制动器用于实现自动功能。
发明内容
在一些配置中，一种车辆包括动力传动系统。车辆还包括电动驻车制动器。车辆还包括控制器，所述控制器被配置为：响应于当车辆速度小于预定速度时所述动力传动系统转换至在点火循环期间禁止推进扭矩产生的关闭状态，并且在禁止所述动力传动系统转换至允许推进扭矩产生的开启状态的状况存在时，激活电动驻车制动器。
一些配置可包括以下特征中的一个或更多个。在车辆中，所述动力传动系统包括被配置为产生推进扭矩的发动机。在车辆中，所述动力传动系统还包括电机，所述电机被配置为：在所述发动机能够产生推进扭矩之前，使所述发动机的曲轴转动，其中，所述状况包括所述电机不能使所述发动机转动。在车辆中，所述状况包括所述发动机处于失速状况。在车辆中，所述控制器还被配置为自动启动和自动停止所述发动机。车辆可包括传感器，所述传感器被配置为：提供指示驾驶员不在车辆内部的信号，其中，所述状况包括所述信号在所述发动机的自动停止期间指示驾驶员不在车辆内部。在车辆中，所述动力传动系统包括被配置为提供推进扭矩的至少一个电机。在车辆中，所述动力传动系统包括配置为传递推进扭矩的变速器，其中，所述状况包括所述变速器不能传递推进扭矩。车辆可包括坡度传感器，其中，所述电动驻车制动器还响应于来自所述坡度传感器的指示车辆处于超过预定坡度的坡度的信号而被激活。车辆可包括显示器，其中，所述控制器还被配置为控制显示器显示指示动力传动系统状态和电动驻车制动器状态的消息。
在一些配置中，一种控制车辆的方法包括：响应于当车辆的速度小于预定速度时动力传动系统转换至禁止推进扭矩产生的关闭状态，并且在禁止所述动力传动系统转换至允许推进扭矩产生的开启状态的状况存在时，通过控制器激活电动驻车制动器。
一些配置可包括以下特征中的一个或更多个。在所述方法中，所述激活还响应于检测到车辆处于大小大于预定坡度的坡度。所述方法可包括：通过控制器显示指示动力传动系统状态和电动驻车制动器的激活状态的消息。所述方法可包括：通过控制器检测驾驶员不在车辆内部，并且响应于所述驾驶员不在而禁止动力传动系统转换至开启状态。
在一些配置中，一种车辆动力传动系统包括控制器，所述控制器被配置为：响应于当车辆速度小于预定速度时所述车辆动力传动系统转换至在点火循环期间禁止推进扭矩产生的关闭状态，并且在禁止所述车辆动力传动系统转换至允许推进扭矩产生的开启状态的状况存在时，请求电动驻车制动器的激活。
一些配置可包括以下特征中的一个或更多个。在车辆动力传动系统中，所述控制器还被配置为：响应于请求电动驻车制动器的激活，请求指示电动驻车制动器被激活并且车辆动力传动系统被禁止转换至开启状态的消息的显示。在车辆动力传动系统中，所述控制器还被配置为：接收指示坡度的信号，并且还响应于所述信号指示坡度超过预定坡度而请求电动驻车制动器的激活。在车辆动力传动系统中，所述控制器还被配置为：接收指示车辆的驾驶员不在的信号，并且响应于所述信号而禁止车辆动力传动系统转换至开启状态。在车辆动力传动系统中，所述状况包括禁止发动机重新启动的状况。在车辆动力传动系统中，所述状况包括禁止变速器传递推进扭矩的状况。
附图说明
图1是可行的车辆配置的框图。
图2是可行的电动驻车制动器系统的示图。
图3是具有包括发动机的动力传动系统的车辆的示图。
图4是具有纯电动动力传动系统的车辆的示图。
图5是具有混合动力电动动力传动系统的车辆的示图。
图6是用于控制电动驻车制动器系统的可行的控制策略的框图。
具体实施方式
在此描述了本公开的实施例。然而，应该理解的是，所公开的实施例仅是示例，并且其它实施例可以采用各种替代形式。附图无需按比例绘制；一些特征可被夸大或缩小以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可以与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合，以产生未被明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，可期望将与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型用于特定的应用或实施方式。
图1描绘了车辆100的框图。车辆100可包括配置为向一个或更多个驱动轮104提供推进扭矩的动力传动系统102。车辆100可包括各种动力传动系统配置中的任意一种。动力传动系统102可包括内燃发动机(ICE)或柴油发动机。动力传动系统102可包括一个或更多个电机。在一些动力传动系统配置中，电机可被配置为使发动机转动以用于启动目的。在一些动力传动系统配置中，电机可被配置为向驱动轮104提供推进扭矩。在混合动力动力传动系统中，电机可被配置为提供推进扭矩并启动发动机。车辆100可包括一个或更多个非驱动轮106。
图3描绘了常规动力传动系统或轻度混合动力(mild-hybrid)配置300的示例框图。轻度混合动力配置300可包括机械地连接到变速器304的发动机302。变速器304可连接到驱动轮104以提供推进扭矩。变速器304可被配置为调节发动机304和驱动轮104之间的传动比。变速器304可以是具有固定数量的挡位并且在没有驾驶员干预的情况下换挡的自动变速器。变速器304可以是具有固定挡位并且经由驾驶员干预进行换挡的手动变速器。变速器304可以是在发动机和驱动轮之间具有可变传动比的无级变速器(continuouslyvariable transmission，CVT)。轻度混合动力配置300可包括起动机/交流发电机(例如，电机)306。起动机/交流发电机306可电连接到电池308。起动机/交流发电机306可被配置为使发动机304的曲轴转动以启动发动机304并产生用于电池308的电力。在常规动力传动系统中，起动机/交流发电机可以是分开的电机——起动机和交流发电机。
图4描绘了电池电动车辆(BEV)动力传动系统400的示例框图。BEV动力传动系统400可包括被配置为向驱动轮104提供推进扭矩的电机406。电机406可机械地连接到齿轮箱404，齿轮箱404被配置为在电机和驱动轮104之间提供传动比。齿轮箱404可机械地连接到驱动轮104。齿轮箱404可具有单一的传动比。电机406可从牵引电池408获得电力。电力电子模块(未示出)可将电机406电连接到牵引电池408。
图5描绘了全混合动力电动车辆(HEV)动力传动系统配置500的示例框图。HEV动力传动系统500可包括机械地连接到混合动力变速器504的发动机502。混合动力变速器504可以是动力分流式混合动力配置，该配置包括行星齿轮组并且连接到一个或更多个电机506。电机506可以电连接到牵引电池508。
动力传动系统组件(例如，发动机、变速器、电机、电力电子模块、牵引电池)可各自包括被配置为控制和监控相关联的动力传动系统组件的控制器。在特定状况下，动力传动系统统组件可能不能运转。这种状况可能是由故障状况或例行维护问题引起的。例如，可能没有剩余燃料来运转发动机。相关联的控制器可包括用于检测相关联的动力传动系统组件不能运转的状况的电路和控制逻辑。
再次参照图1，在点火循环期间，动力传动系统102可被期望在驾驶员请求时向车辆100的驱动轮104提供推进扭矩。点火循环可被认为是从点火开关接通事件到点火开关断开事件的时间段。可选地，点火循环可以是车辆处于运行状况的时间段。在正常操作状况下，在点火循环期间，动力传动系统102能够在请求时提供推进扭矩。在异常状况下，动力传动系统102可能在请求时由于某种异常状况而不能提供推进扭矩。例如，发动机可能在被请求时不能启动。
车辆100可包括一个或更多个制动模块108。制动模块108可被配置为向车轮施加用于抵抗车轮转动的扭矩。制动模块108可被配置为盘式制动器或鼓式制动器或它们的某种组合。制动模块108可结合驻车制动功能。驻车制动功能可包括被配置为保持车轮处的制动施加的机构。驻车制动功能可被应用于所有车轮的子集。在一些配置中，驻车制动功能可被应用于所有的车轮。在机械的驻车制动器系统中，制动机构可通过与车辆100的内部中的脚踏板或调节杆结合的线缆来被激活。在电动驻车制动器(electric parking brake，EPB)配置中，驻车制动功能可使用马达来被电启动。
车辆100可包括至少一个控制器120。控制器120可包括用于执行指令的处理器。控制器120可包括用于存储数据和程序的易失性存储器和非易失性存储器。虽然控制器120被描述为单个模块，但是控制器120可包括经由车辆网络通信的多个控制器。
车辆100可包括一个或更多个占用传感器110。占用传感器110可被配置为在车辆内部检测驾驶员和/或乘客的存在或不存在。例如，占用传感器110可包括提供指示车辆的车门处于打开状态的信号的车门传感器。当在点火开关接通的情况下检测到车门处于打开状态时，可以假定驾驶员已经离开车辆。占用传感器110可包括在车辆的座椅中的重量传感器，该重量传感器被配置为提供指示位于座椅上(例如，驾驶员或乘客)的重量的信号。当重量超过预定阈值时，可检测到驾驶员的存在。控制器120可经由通信网络与车辆中的其它控制器通信。
车辆100可包括被配置为输出指示车辆100的速度的信号的速度传感器112。速度传感器112可以是连接到车轮104、106中的一个或更多个的一个或更多个车轮速度传感器。速度传感器112可以是连接到动力传统系统102的输出轴的输出轴转速传感器。
车辆100可包括被配置为输出指示车辆100所处的坡度或斜度的信号的坡度传感器114。坡度传感器114可以是具有随坡度变化而变化的信号的纵向加速度计。
车辆100可包括被配置为向车辆乘员显示各种状态和操作信息的显示模块116。显示模块116可包括被配置为向乘员显示文本消息的显示屏幕。显示模块116可包括以二元格式指示状态的指示灯或灯泡。显示模块116可包括传达动力传动系统102的操作状态的消息或指示灯。例如，动力传动系统状态指示灯可在动力传动系统102被禁止向驱动轮104提供扭矩时点亮。
车辆100可包括被配置为激活和停用EPB系统的EPB开关118。EPB开关118可位于驾驶员附近以允许驻车制动器的激活和停用。EPB开关118可电连接到控制器120。控制器120可包括用于接收EPB开关信号的电路，并且可被配置为确定EPB开关118的状态。控制器120可对来自EPB开关118的信号去抖动(debounce)以最小化噪声的影响。EPB开关118可被配置为具有多个位置。例如，在第一位置处，驻车制动器可被释放以允许车辆运动。在第二位置处，驻车制动器可被应用以阻止车辆运动。在一些配置中，EPB开关118可以是按压按钮。控制器120可被配置为响应于按压按钮的按压而切换驻车制动器位置。例如，当车辆100停车时，驾驶员可按下EPB开关118以激活EPB。
制动模块108可被配置有电动驻车制动器(EPB)200的特征。图2描绘了电动驻车制动器(EPB)200的可行的实施方式。EPB 200可包括用于致动盘式制动器的制动钳206和活塞204的马达202。制动系统可以是盘式制动系统并且包括制动盘208。制动衬块210可附着于制动盘208的每一侧，使得制动盘208可在制动钳206未被致动时自由运动。制动活塞204可由EPB马达202来电致动。EPB马达202可通过齿轮传动器214连接到传动螺杆212。EPB马达202和/或齿轮传动器214可通过连接器218电连接到控制器120。控制器120可被配置为控制对EPB马达202的电流分配。
EPB 200可被包含在车辆的选定的车桥(例如，后轮)的每个制动模块中。可选地，所有四个车轮可都包括EPB 200，或者驱动轮104和非驱动轮106的任何组合可配备有EPB200。
控制器120可被配置为响应于驾驶员对EPB开关118的激活而致动EPB马达202。另外，控制器120可被配置为响应于通过通信网络来自另一控制器(例如，车辆动力传动系统控制器)的信号而致动EPB马达202。当接收到致动信号时，控制器120可指示EPB 200致动并锁定车轮。
EPB 200的控制可被扩展以允许在不同状况下的EPB 200使用。这种另外的使用可增强在特定情况下的车辆的安全性和可靠性。
在发动机可被自动停止和被自动启动的混合动力配置中，EPB 200可以在特定状况下被激活。在正常状况下，当没有来自驾驶员的推进扭矩请求时，发动机可被自动停止。当推进扭矩随后被请求时，发动机自动启动循环可被启动。然而，在一些状况下，发动机自动启动可能不成功。发动机可能出于若干种原因而不能自动启动。例如，提供给起动机马达的电池电力的不足可能导致起动机马达不能使发动机转动。此外，发生故障的起动机马达也可能导致不能重新启动发动机。燃料系统的问题也可阻止发动机重新启动。例如，燃料箱可能是空的或者燃料管道可能被堵塞。
当动力传动系统102的主动力源不能转换至用于向驱动轮104提供推进扭矩的状态时，应用EPB 200以阻止车辆运动可能是有益的。在这种情况下，控制器120可被配置为激活EPB 200。当车辆速度小于预定车辆速度时，可请求EPB 200的激活。这可防止EPB 200在车辆正在运动的状况下激活，从而避免意外的减速。在车辆停下来的状况下，EPB 200可被应用以防止进一步的车辆运动。其它状况可在预定车辆速度之上被满足，并且，如果所述其它状况在预定车辆速度之下仍然被满足，则EPB 200可在车辆速度下降到预定车辆速度以下时被致动。例如，可配置3英里/小时的预定车辆速度。
控制器120可检测动力传动系统102何时不能产生推进扭矩。控制器120可监测各种传感器和子系统的正常运转。控制器120可监测动力传动系统102的状态，以检测从开启状态或运行状态(例如，动力传动系统102能够提供推进扭矩和/或主动提供推进扭矩)到关闭状态或停止状态(例如，动力传动系统102被禁止提供推进扭矩)的转换。在轻度混合动力车辆中，开启状态可表征为发动机是自动启动的，关闭状态可表征为发动机是自动停止的。当动力传动系统102处于开启状态时，推进扭矩的产生是可能的。
在正常状况下，动力传动系统102可随着请求的推进扭矩需求变化而在开启状态和关闭状态之间来回转换。在一些状况下，动力传动系统102可能不能从关闭状态转换至开启状态。在一些情况下，发生故障的组件可禁止动力传动系统102转换至开启状态。控制器120可被配置为检测转换至开启状态何时被禁止。
在发动机是唯一动力源的车辆中，发动机失速状况可导致发动机停止(例如，转换至关闭状态)。由于纯ICE配置可能未被配置为自动停止和自动启动发动机，因此在没有驾驶员干预的情况下自动转换回至开启状态可能是不可能的。在这种情况下，禁止在没有驾驶员干预的情况下使动力传动系统返回到运行状态或开启状态。控制器120可响应于检测到发动机失速状况而请求EPB 200的激活。为了纠正状况，驾驶员可使钥匙/点火开关轮转以启动新的点火循环。EPB 200可防止车辆100在发动机失速状况期间运动。
当在点火循环期间，动力传动系统102已禁止推进扭矩产生且不能重新启用推进扭矩产生时，EPB 200可被致动。一旦动力传动系统120失去重新启用推进扭矩产生的能力，则车辆100的最安全状况可以是驻车状况。可允许对EPB 200进行停用EPB 200的手动操作，以允许车辆100的运动(例如，拖曳)。
在可在关闭状态和开启状态之间自动转换的混合动力车辆(轻度混合动力车辆和/或全混合动力车辆)中，正常的转换不应影响EPB 200的操作。仅动力传动系统已转换至关闭状态而不可能返回至开启状态的那些状况可触发EPB 200的激活。当发动机被禁止提供推进扭矩时，混合动力传动系统仍然可经由电机提供推进扭矩。然而，只要牵引电池具有足够的荷电状态，电机就可仅提供推进扭矩。在混合动力车辆中，EPB 200的应用可被延迟，直到电机被禁止提供推进扭矩为止。
在BEV动力传动系统配置中，应用EPB 200的状况可包括牵引电池的荷电状态下降到不再能提供推进扭矩的阈值以下。另一种状况可包括电机的温度超过预定温度。这样的温度状况可防止电机的热负荷过度。此外，禁止推进扭矩产生的任何状况可能导致EPB 200的激活。这种状况可包括电池、电力电子设备和电机中的故障状况。
可禁止动力传动系统102转换至开启状态的其它状况可包括传感器问题。加速器踏板可包括一个或更多个传感器以提供指示加速器踏板的位置的信号。可比较所述一个或更多个传感器以确定加速器踏板指令的正确性。当一个或更多个传感器的值与加速器踏板位置不一致时，动力传动系统可被禁止进入开启状态。其它动力传动系统传感器可防止转换至开启状态，并且可被监测以用于激活EPB 200。
当被激活时，EPB 200可保持被激活直到下一个点火循环为止。在一些配置中，EPB200可保持被激活直到驾驶员通过EPB开关118手动停用EPB 200为止。
在推进扭矩的产生被禁止时的EPB 200的操作可提高车辆的安全性。车辆100可在动力传动系统不能提供扭矩时被保持在停止状况以防止运动。例如，当在斜坡上发生扭矩禁止时，车辆100可能由于没有扭矩而向后或向前滚动。在这种状况下的EPB 200的应用可防止车辆运动并增强安全性。
图6描绘了实现所描述的方法的可行的控制逻辑的框图。所描绘的各种控制块可实现如之前所述的功能和特征。控制块可由在控制器120中配置的指令来实现。第一控制块600可被配置为确定用于激活EPB 200的特定启用状况。启用状况可包括点火开关处于运行状态、车辆速度小于速度阈值以及坡度超过预定坡度。其它启用状况是可能的。第一控制块600可输出指示EPB激活是否被启用的第一信号602。
第二控制块604可被配置为检测动力传动系统何时处于关闭状态。第二控制块604可接收诸如动力传动系统状态和发动机启动/停止状态的输入。动力传动系统的状态信号可包括动力传动系统的操作状态以及动力传动系统是否处于提供推进扭矩的状况。第二控制块604可检测动力传动系统何时处于关闭状态，并且输出指示动力传动系统的关闭状态的第二信号606。例如，动力传动系统102可在发动机自动停止或发动机失速状况期间处于关闭状态。
第三控制块608可被配置为检测何时禁止动力传动系统转换至开启状态。第三控制块608可接收输入，诸如动力传动系统状态、发动机启动/停止状态、故障状况和占用信号。该输入可被处理并且第三信号610可被输出以指示是否禁止转换至开启状态。例如，占用传感器可指示驾驶员不存在(例如，驾驶员已经离开车辆而没有使点火开关轮转为断开)或者存在防止转换至开启状态的故障状况。
第一信号602、第二信号606和第三信号610可被输入到与功能模块612。与功能模块612可输出EPB激活信号614。当所有的输入到与功能模块612的信号为真时，EPB激活信号614可为真。EPB激活信号614可被输入到EPB控制块616和显示控制块618。EPB控制块616可响应于EPB激活信号614转换为真值而激活EPB 200。EPB激活可以持续到EPB激活信号转换为假为止。响应于EPB激活信号614转换为真，显示控制块618可激活一个或更多个视觉指示器，以警告驾驶员EPB 200被激活并且动力传动系统被禁止转换至开启状态。
在此公开的处理、方法或算法可以交付给处理装置、控制器或计算机/通过处理装置、控制器或计算机来实现，其中，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用的电子控制单元。类似地，所述处理、方法或算法可以以多种形式被存储为通过控制器或计算机可执行的数据和指令，其中，所述多种形式包括但不限于永久地存储在非可写存储介质(诸如，ROM装置)上的信息以及可变地存储在可写存储介质(诸如，软盘、磁带、CD、RAM装置和其它磁介质和光学介质)上的信息。所述处理、方法或算法也可以在软件可执行对象中被实现。可选地，可使用合适的硬件组件(诸如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或者其它硬件组件或装置)或硬件、软件和固件组件的组合来整体或部分地实现所述处理、方法或算法。
虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例并不意在描述权利要求涵盖的所有可能形式。说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，可将各种实施例的特征进行组合以形成本发明的可能未被明确地描述或示出的进一步的实施例。尽管针对一个或更多个期望特性，各种实施例已经被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，根据特定的应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、装配的容易性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术实施方式满足期望的实施例并非在本公开的范围之外，并可被期望用于特定的应用。

Claims (12)

1.一种车辆，包括：
动力传动系统；
电动驻车制动器；和
控制器，被配置为：响应于当车辆速度小于预定速度时所述动力传动系统转换至在点火循环期间禁止推进扭矩产生的关闭状态，并且存在所述动力传动系统不能转换至允许推进扭矩产生的开启状态的状况时，激活所述电动驻车制动器。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述动力传动系统包括：
发动机，被配置为产生推进扭矩。
3.如权利要求2所述的车辆，其中，所述动力传动系统还包括：
电机，被配置为：在所述发动机能够产生推进扭矩之前，使所述发动机的曲轴转动，其中，所述状况包括所述电机不能使所述发动机转动。
4.如权利要求2所述的车辆，其中，所述状况包括所述发动机处于失速状况。
5.如权利要求2所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为：自动启动和自动停止所述发动机。
6.如权利要求5所述的车辆，还包括：
传感器，被配置为：提供指示驾驶员不在车辆内部的信号，其中，响应于所述信号在所述发动机的自动停止期间指示驾驶员不在车辆内部而激活所述电动驻车制动器。
7.如权利要求1所述的车辆，其中，所述动力传动系统包括：
至少一个电机，被配置为提供推进扭矩。
8.如权利要求1所述的车辆，其中，所述动力传动系统包括：
变速器，被配置为：传递推进扭矩，其中，所述状况包括所述变速器不能传递推进扭矩。
9.如权利要求1所述的车辆，还包括：坡度传感器，其中，所述电动驻车制动器还响应于来自所述坡度传感器的指示所述车辆处于超过预定坡度的坡度的信号而被激活。
10.如权利要求1所述的车辆，还包括：显示器，其中，所述控制器还被配置为：控制显示器显示指示动力传动系统状态和电动驻车制动器状态的消息。
11.一种控制车辆的方法，包括：
在点火循环期间，响应于当车辆的速度小于预定速度时动力传动系统转换至禁止推进扭矩产生的关闭状态，并且存在所述动力传动系统不能转换至允许推进扭矩产生的开启状态的状况时，通过控制器激活电动驻车制动器。
12.一种车辆动力传动系统，包括：
控制器，被配置为：
响应于当车辆速度小于预定速度时所述车辆动力传动系统转换至在点火循环期间禁止推进扭矩产生的关闭状态，并且存在所述车辆动力传动系统不能转换至允许推进扭矩产生的开启状态的状况时，请求电动驻车制动器的激活。
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