CN108068790A - 用于减少电动车辆的噪声、振动、和粗糙性的车辆系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种方法包括如果电动车辆处于驻车状态并且已经接收到发动机的起动或停止请求，则通过自动接合制动装置来控制电动车辆。控制电动车辆包括在制动装置的接合期间防止制动灯照亮。

Description

用于减少电动车辆的噪声、振动、和粗糙性的车辆系统和方法
技术领域
本公开涉及电动车辆。控制电动车辆的示例性方法包括：如果电动车辆处于驻车状态并且已经接收到发动机的起动或停止请求，则自动接合制动装置。
背景技术
减少汽车燃油消耗和排放的需求有据可查。因此，正在开发减少或完全消除对内燃发动机的依赖的车辆。为此目的，目前正在开发电动车辆。通常，电动车辆与常规机动车辆不同，因为电动车辆由一个或多个以电池供电的电机来选择性地驱动。相反地，传统的机动车辆完全依靠内燃发动机来驱动和推进车辆。
一些电动车辆，如混合动力电动车辆(hybrid electric vehicle，HEV)，配备有发动机和电机。在驻车状态起动HEV的发动机可能产生噪声、振动、和粗糙性。车辆操作者可能并不期望如此。
发明内容
根据本公开的示例性方面的方法，除其它外包括：如果电动车辆处于驻车状态并且已经接收到发动机的起动或停止请求，则通过自动接合制动装置来控制电动车辆。控制电动车辆包括在制动装置的接合期间防止制动灯照亮。
在上述方法的另一非限制性实施例中，该方法包括在接合制动装置后起动电动车辆的发动机。
在任一上述方法的另一非限制性实施例中，该方法包括在发动机起动后分离制动装置。
在任何上述方法的另一非限制性实施例中，该方法包括在接合制动装置后停止电动车辆的发动机。
在任何上述方法的另一非限制性实施例中，该方法包括在发动机停止后分离制动装置。
在任何上述方法的另一非限制性实施例中，制动装置为电子制动装置。
在任何上述方法的另一非限制性实施例中，换挡装置指示电动车辆是否处于驻车状态。
在任何上述方法的另一非限制性实施例中，该方法包括在接合制动装置前确定是否已经接收到发动机的起动或停止请求。
在任何上述方法的另一非限制性实施例中，该方法包括在接合制动装置前将制动施加请求信号传送到制动装置。
在任何上述方法的另一非限制性实施例中，接合制动装置大体上锁定车轮以避免意外的车辆移动，并且在发动机的起动或停止请求期间减少不需要的噪声、振动、和粗糙性。
根据本公开另一示例性方面的电动车辆，除其它外包括发动机、由发动机驱动的车轮、用于制动车轮的制动装置、在施加制动装置的情况下选择性地照明的制动灯、以及控制系统，控制系统配置有用于自动启用制动装置、以及在电动车辆处于驻车状态并且已经接收到发动机的起动或停止请求的情况下防止制动灯照亮的指令。
在上述电动车辆的另一个非限制性实施例中，换挡装置指示电动车辆是否处于驻车状态。
在任一上述电动车辆的另一个非限制性实施例中，停车锁定机构构造成锁定变速器的输出轴。
在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，控制系统配置有在发动机起动后分离制动装置的指令。
在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，控制系统配置有在发动机停止后分离制动装置的指令。
在任何上述电动车辆的另一非限制性实施例中，制动装置包括电子控制单元和致动器。
上述段落的实施例、示例、和替代方案，权利要求，或以下说明书和附图，包括它们的各个方面或相应的各个特征中的任何一个，可以独立地或以任何组合来实现。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这样的特征不兼容。
通过以下具体实施方式，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。伴随具体实施方式的附图可以简要描述如下。
附图说明
图1示意性地示出了电动车辆的动力传动系统；
图2示出了电动车辆的车辆系统；
图3示出了图2的车辆系统的停车锁定机构的部分；
图4示意性地示出了以减少噪声、振动、和粗糙性的方式控制电动车辆的车辆控制策略。
具体实施方式
本公开详细描述了以减少电动车辆驾驶员/操作员感觉到的噪声、振动、和粗糙性的方式控制电动车辆的车辆系统和方法。一种示例性方法包括：如果电动车辆处于驻车状态并且已经接收到发动机的起动或停止请求，则通过自动接合制动装置来控制电动车辆。这些和其他特征将在本具体实施方式的以下段落中更详细地讨论。
图1示意性地示出了电动车辆12的动力传动系统10。尽管被描述为混合动力电动车辆(HEV)，但是应当理解本文所述的概念不限于HEV，并且可以扩展到其他类型的电动车辆，包括但不限于插电式混合动力电动车辆(plug-in hybrid electric vehicle，PHEV)。
在非限制性实施例中，动力传动系统10是采用第一驱动系统和第二驱动系统的动力分配动力传动系统。第一驱动系统包括发动机14和发电机18(即第一电机)的组合。第二驱动系统至少包括马达22(即第二电机)、发电机18、和电池组24。在该示例中，第二驱动系统被认为是动力传动系统10的电驱动系统。第一和第二驱动系统产生扭矩以驱动电动车辆12的一组或多组车轮28。尽管图1中描绘了动力分配配置，但是本公开延伸到包括完全混合动力、并联混合动力、串联混合动力、轻度混合动力或微型混合动力的任何混合动力或电动车辆。
在一个实施例中是内燃发动机的发动机14以及发电机18可以通过诸如行星齿轮组的动力传输单元30连接。当然，可以使用包括其它齿轮组和传动装置在内的其它类型的动力传输单元将发动机14连接到发电机18。在一个非限制性实施例中，动力传输单元30是包括环形齿轮32、中心齿轮34、和齿轮架组件36的行星齿轮组。
发电机18可以由发动机14通过动力传输单元30驱动，以将动能转换成电能。发电机18可以替代地用作马达以将电能转换成动能，从而向连接到动力传输单元30的轴38输出扭矩。因为发电机18可操作地连接到发动机14，所以发动机14的转速可以由发电机18控制。
动力传输单元30的环形齿轮32可以连接到轴40，轴40通过第二动力传输单元44连接到车轮28。第二动力传输单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其它动力传输单元也可以是合适的。齿轮46将扭矩从发动机14传递到差速器48以最终为车轮28提供牵引力。差速器48可以包括能够传递扭矩到车轮28的多个齿轮。在一个实施例中，第二动力传输单元44通过差速器48机械连接到轴50以将扭矩分配到车轮28。
马达22也可以用于通过向也连接到第二动力传输单元44的轴52输出扭矩来驱动车轮28。在一个实施例中，马达22和发电机18配合作为再生制动系统的一部分，在再生制动系统中马达22和发电机18二者都可以用作马达来输出扭矩。例如，马达22和发电机18可以各自向电池组24输出电力。
电池组24是示例性的电动车辆电池。电池组24可以是高压牵引电池组，高压牵引电池组包括能够输出电力来操作电动机辆12的马达22和/或其他电负载的多个电池总成25(即电池阵列或电池单元组)。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可用于对电动车辆12进行供电。
在一个非限制性实施例中，电动车辆12具有两种基本操作模式。电动车辆12可以在电动车辆(Electric Vehicle，EV)模式下操作，其中马达22(通常没有来自发动机14的辅助)用于车辆推进，从而消耗电池组24的荷电状态直到在某些驱动模式/周期下电池组24的最大允许放电率。EV模式是电动车辆12的荷电消耗操作模式的示例。在EV模式期间，电池组24的荷电状态在某些情况下(例如由于一段时间的再生制动)可能增加。发动机14在默认EV模式下通常关闭，但是可以根据车辆系统状态或操作者允许的方式在必要时操作发动机14。
额外地，电动车辆12还可以以混合动力(HEV)模式操作，其中发动机14和马达22二者都用于车辆推进。HEV模式是电动车辆12的荷电维持操作模式的示例。在HEV模式期间，电动车辆12可以减小马达22推进使用以便于通过增加发动机14推进而将电池组24的荷电状态保持在恒定或近似恒定的水平。除了在本公开的范围内的EV和HEV模式之外，可以以其他操作模式操作电动车辆12。
图2示意性地示出了可以并入电动车辆(例如图1的电动车辆12)的车辆系统60。车辆系统60可用于减少在电动车辆操作期间可能发生的不需要的噪声、振动、和粗糙性。例如，当电动车辆处于驻车状态下(即非驱动挡)起动发动机14时，可能会发生非期望的噪声、振动、和粗糙性。车辆系统60设计为解决这些非期望的副作用。在非限制性实施例中，车辆系统60包括发动机14、电机22、变速器35、换挡装置62、点火系统64、制动装置66、照明系统68、以及控制系统70。然而应该明白，车辆系统60可以由更少的或额外的部件组成。
换挡装置62位于电动车辆的乘客舱内，并且通常用于改变变速器35的挡位。例如，换挡装置62可以用于将变速器35换挡为驻车(P)、倒车挡(R)、空挡(N)、驱动挡(D)、低速挡(L)等。在第一非限制性实施例中，换挡装置62是可移动以改变挡位的换挡杆。在第二非限制性实施例中，换挡装置62是包括用于改变挡位的一个或多个操纵杆、拨盘、和/或按钮的电子换挡装置。
当换挡装置62位于驻车状态时，变速器35的停车锁定机构72被接合以大体上锁定变速器35的输出轴74。当接合时，停车锁定机构72的棘爪76移动并啮合停车锁定机构72的棘轮78以锁定输出轴74(参见例如图3)。
点火系统64选择性地用于起动电动车辆。在非限制性实施例中，点火系统64由钥匙操作的点火开关控制。在可替代的非限制性实施例中，点火系统64包括一个按钮式点火开关，该开关配置为当有效的钥匙或密钥卡位于电动车辆内部或附近时起动车辆。在一些实施例中，发动机起动请求与点火系统64的致动相关。
可以通过锁定车轮28来选择性地致动制动装置66以制动电动车辆。制动装置66可以包括摩擦制动器、停车制动器、或任何其它制动装置。在非限制性实施例中，制动装置66是包括电子控制单元(electronic control unit，ECU)80和致动器82的电子制动装置。在某些操作条件下，例如当车辆处于驻车状态并且已经接收到发动机的起动或停止请求时，ECU80可以命令致动器82接合制动装置66从而防止一个或多个车轮28移动。
照明系统68可以包括位于整个车辆上的多个照明和信号装置，照明和信号装置用于照亮车辆并且向其他驾驶员和/或行人警示车辆的存在以及车辆的驾驶意图。除各种其他照明和信号装置以外，照明系统68包括一个或多个制动灯84，当施加制动装置66时制动灯84点亮。
控制系统70编写有用于控制车辆系统60及其各种部件的指令。特别地，控制系统70可以控制车辆系统60的操作，从而以减少不期望的噪声、振动、和粗糙性的方式控制电动车辆。控制系统70可以是电动车辆的车辆系统控制器或任何其他控制器的一部分，或控制系统70可以与电动车辆的车辆系统控制器或任何其他控制器通信。在非限制性实施例中，控制系统70是混合动力动力传动系统控制模块(hybrid powertrain control module，HPCM)的一部分。
控制系统70可以包括配备有用于与车辆系统60的各种部件进行交互和命令车辆系统60的各种部件的操作的可执行指令的一个或多个控制模块。每个这样的控制模块可以包括用于执行车辆系统60的各种控制策略和模式的处理单元和非暂态存储器。
在另一个非限制性实施例中，控制系统70向/从用于控制电动车辆的操作的发动机14、电机22、停车锁定机构72、换挡装置62、点火系统64、制动装置66、以及照明系统68中的每一个发送/接收控制信号。在非限制性实施例中，控制系统70可以通过控制器区域网络(controller area network，CAN)与这些部件进行通信。
在非限制性实施例中，控制系统70配置为如果换挡装置62位于驻车状态并且已经接收到发动机的起动或停止请求，则命令制动装置66的接合。制动装置66的接合大体上锁定车轮28以避免在发动机起动期间发生意外的车辆运动。该行为在发动机起动或停止期间减少不必要的噪声、振动、和粗糙性。
在继续参考图1-3的情况下，图4示意性地示出了以减少驾驶员感知到的噪声、振动、和粗糙性的量的方式控制电动车辆的车辆控制策略100。在非限制性实施例中，控制系统70可以用适于执行车辆控制策略100或任何其它控制策略的一个或多个算法进行编程。
示例性车辆控制策略100在框102开始。在框104，控制策略100确定电动车辆是否处于驻车状态。例如，控制系统70可以监视换挡装置62的状态以确定换挡装置62现在是否位于停放位置。在非限制性实施例中，换挡装置62可以包括用于将换挡位置信号传送到控制系统的一个或多个传感器。
如果换挡装置62被确定为处于驻车状态，则控制策略100进行到框106。在该步骤中，控制策略100确定是否请求了发动机起动(或停止)。可以使用各种因素来确定是否已经请求发动机的起动或停止，包括但不限于荷电状态或放电极限、气候控制请求、基于气缸盖温度(cylinder head temperature，CHT)的阈值、和催化剂温度维持。
如果框104和106都返回“是”标记，则控制策略100进行到框108并将制动施加请求信号传送到制动装置66。在非限制性实施例中，例如，控制系统70将制动施加请求信号传送到制动装置66的ECU 80。然后，ECU 80可以执行制动施加请求程序以确定制动施加请求信号是否为有效请求。如果是，则ECU 80命令致动器82致动制动装置66从而在框110处锁定车轮28。
在另一个非限制性实施例中，在制动装置66的接合期间防止照明系统68的制动灯84点亮。控制系统70在控制策略100期间可与照明系统68通信以防止制动灯84的照明。
发动机14在框112起动。由于车轮28已经被制动装置66锁定，所以在发动机起动(或停止)期间噪声、振动和粗糙性受限。在确认发动机14已经在框114起动之后，控制策略100通过释放或分离制动装置66而进行到框116。
虽然不同的非限制性实施例被示出为具有特定的组件或步骤，但是本公开的实施例不限于那些特定的组合。可以将任何非限制性实施例中的一些组件或特征，与来自任何其他非限制性实施例的特征或组件结合使用。
应当理解，在几个附图中相同的附图标记表示相应的或类似的元件。应当理解，尽管在这些示例性实施例中公开并示出了特定组件布置，但是本公开的教导也可以使其它布置受益。
前述描述应被解释为说明性的而不是任何限制性的。本领域普通技术人员将理解，某些修改可能落入本公开的范围内。出于这些原因，应研究以下权利要求以确定本公开的真实范围和内容。

Claims (15)

1.一种方法，包括：
如果电动车辆处于驻车状态并且已经接收到发动机的起动或停止请求，则通过自动接合制动装置来控制所述电动车辆，其中控制所述电动车辆包括在所述制动装置的接合期间防止制动灯照亮。
2.根据权利要求1所述的方法，包括在接合所述制动装置后起动所述电动车辆的发动机。
3.根据权利要求2所述的方法，包括在所述发动机起动后分离所述制动装置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在接合所述制动装置后停止所述电动车辆的所述发动机，并且可选地包括在所述发动机停止后分离所述制动装置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述制动装置为电子制动装置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中换挡装置指示所述电动车辆是否处于驻车状态。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在接合所述制动装置前确定是否已经接收到所述发动机的起动或停止请求。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在接合所述制动装置前将制动施加请求信号传送到所述制动装置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中接合所述制动装置大体上锁定车轮以避免意外的车辆移动，并且在所述发动机的起动或停止请求期间减少不需要的噪声、振动、和粗糙性。
10.一种电动车辆，包括：
发动机；
由所述发动机驱动的车轮；
用于制动所述车轮的制动装置；
在施加所述制动装置的情况下选择性地照明的制动灯；以及
控制系统，所述控制系统配置有用于自动启用所述制动装置、以及在所述电动车辆处于驻车状态并且已经接收到发动机的起动或停止请求的情况下防止所述制动灯照亮的指令。
11.根据权利要求10所述的电动车辆，包括指示所述电动车辆是否处于驻车状态的换挡装置。
12.根据权利要求10或11所述的电动车辆，包括构造成锁定变速器的输出轴的停车锁定机构。
13.根据权利要求10到12中任一项所述的电动车辆，其中所述控制系统配置有在所述发动机起动后分离所述制动装置的指令。
14.根据权利要求10到13中任一项所述的电动车辆，其中所述控制系统配置有在所述发动机停止后分离所述制动装置的指令。
15.根据权利要求10到14中任一项所述的电动车辆，其中所述制动装置包括电子控制单元和致动器。
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