CN109229100A - 牵引期间电动车辆的控制 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动机动车辆的在通过连接装置以拉力和推力在车辆之间被传递的方式连接到牵引车辆上时使用的操作方法，该电动机动车辆具有电驱动器。牵引车辆可以将用于控制机动车辆的数据传送到机动车辆，以提供牵引期间机动车辆施加在牵引车辆上的受控力。施加在牵引车辆上的受控力可以基于车辆之间主要的力方向、加速度和机动车辆的电池荷电状态(SOC)而变化。受控力可以包括驱动力或制动力。制动力可以通过机动车辆的再生制动和/或机动车辆的摩擦制动来提供。

Description

牵引期间电动车辆的控制
技术领域
本公开涉及一种用于被牵引在牵引车辆后方的电动机动车辆的操作方法。
背景技术
在US 8700284、DE 102010042907 A1或者US 6866350中公开了现有技术的挂车或机动车辆，当他们被牵引车辆拉动时产生电能。
发明内容
在各种实施例中，操作方法以及机动车辆和牵引车辆实现用于牵引/被牵引的改进程序。操作方法可以包括在牵引车辆和机动车辆之间传送用于控制机动车辆的数据，以根据牵引车辆和机动车辆之间的主要力、加速度和机动车辆的电池荷电状态(SOC)提供驱动力或制动力。
在根据本公开的一个或多个实施例用于具有牵引车辆和机动车辆的牵引/被牵引装置的操作方法的情况下，该机动车辆包括电驱动器并且通过连接装置以拉力和推力在车辆之间被传递的方式连接到牵引车辆，当牵引/被牵引装置正在移动时，通过机动车辆在牵引车辆上施加受控的力。
在根据一个或多个实施例的操作方法的情况下，机动车辆就驱动操作和/或制动操作(其可以包括再生制动和/或行车/摩擦制动)来支持牵引车辆。在机动车辆连接到牵引车辆期间移动牵引/被牵引过程因此更加有效。牵引车辆可以包括内燃发动机，该内燃发动机可以与机动车辆的电驱动器协作以作为集成混合动力车辆来操作。
在操作方法的一个有利实施例中，在数据获取步骤期间获取包括牵引车辆的行驶状态或对机动车辆的指令的牵引车辆数据，并且施加在牵引车辆上的力响应于牵引车辆数据而被控制。对机动车辆的指令特别包括在机动车辆的部分上的期望的干预以提供驱动力和制动力。
因此，取决于当前的情况，牵引车辆由机动车辆以更有目的的方式支持。
在操作方法的另一个有利的实施例中，在数据获取步骤期间，牵引车辆数据由牵引车辆传输或由机动车辆接收。另外地或作为其替代，在数据获取步骤期间确定在连接装置处的主要力。另外地或者作为至少一个前述变体的替代，在数据获取步骤期间使用来自机动车辆中的内部传感器的至少一个数据项。
通过接收关于牵引车辆的行驶状态或者关于在机动车辆的部分进入牵引操作或制动操作中的期望的干预的牵引车辆数，可以尽可能快地执行调整。也可以避免错误的解释。特别地，可以通过牵引车辆的牵引车辆控制单元产生适当的牵引命令和制动命令并且将其传输到机动车辆。
相反，通过评估来自机动车辆中的内部传感器或可能连接到机动车辆的传感器的数据，可以支持任何常规的牵引车辆，特别是任何传统的露营车。不需要具有牵引车辆通信单元以为机动车辆提供支持。
在操作方法的另一有利实施例中，机动车辆响应于第一项牵引车辆数据来执行推动过程。换句话说，在牵引车辆上施加推力。特别地，机动车辆的电驱动器在推动过程期间被操作。
借助于推动过程，在牵引操作期间对牵引车辆提供支持。机动车辆因此被用作牵引车辆的牵引辅助装置。
在操作方法的另一有利实施例中，机动车辆响应于第二项牵引车辆数据来执行牵引过程。换句话说，在牵引车辆上施加拉力。特别地，在牵引过程期间，通过机动车辆中的发电机产生电能。
借助于牵引过程，牵引车辆特别在制动操作期间被支持。机动车辆因此被用作牵引车辆的制动辅助装置。牵引车辆上的机械制动装置上的负载因此减小并且上述装置磨损得更慢。
在操作方法的另一有利实施例中，响应于第三项牵引车辆数据而发生与机动车辆的同时行驶。换句话说，在牵引车辆上既不施加推力也不施加拉力。特别地，在同时行驶过程期间操作机动车辆的电驱动器。结果是，机动车辆并不代表牵引车辆的任何额外负载。
根据本发明的机动车辆被配置成在所有实施例中执行操作方法。机动车辆包括具有由相关联的牵引电池供电的电机的电驱动器。电机可以作为发电机运行，以在再生制动期间给牵引电池充电。
根据一个或多个实施例的牵引车辆被配置成拉动机动车辆并且包括牵引车辆通信单元，该牵引车辆通信单元配置成向机动车辆提供牵引车辆数据，该牵引车辆数据包括牵引车辆的行驶状态或给机动车辆的指令。该指令特别包括介入牵引操作或制动操作的请求。牵引车辆优选配置成露营车。
因此，提供了一种用于执行根据一个或多个实施例的操作方法的牵引车辆，并且该车辆被配置成与被牵引的连接的机动车辆通信。
根据一个或多个实施例的牵引/被牵引装置包括牵引车辆和机动车辆，机动车辆以拉力和推力被传递的方式连接到牵引车辆。因此，还提供了一种用于执行根据一个或多个实施例的操作方法的牵引/被牵引装置。作为一个单元的牵引/被牵引装置能够从根据一个或多个实施例的操作方法中获益并且使用所提到的优点。
在牵引/被牵引装置的一个有利实施例中，连接装置是牵引装置支地架(towingdolly)。由于使用牵引装置支地架，在牵引过程中不必要主动转向机动车辆。只需要将转向系统固定在直线上。
附图说明
在详细说明书和附图中，一个或多个实施例的其他优点是显而易见的。参考附图和下面的说明书进一步解释实施例。在附图中：
图1示出了包括牵引车辆和机动车辆的牵引/被牵引装置；
图2示出了根据一个或多个实施例的另一牵引/被牵引装置；和
图3示出了根据一个或多个实施例的操作方法。
具体实施方式
根据需要，本文公开了详细的实施例；然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是代表所要求保护的主题，其可以以各种替代形式来体现。附图不一定按比例；一些特征可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用所要求保护的主题的代表性基础。
图1和2分别示出了根据本发明的示例性实施例中的牵引/被牵引装置30的示意图。牵引/被牵引装置30包括根据本发明的机动车辆10和根据本发明的牵引车辆20。机动车辆10以这样的方式连接到牵引车辆20，使得机动车辆10能够将拉力和推力两者都传递到牵引车辆20。牵引车辆20和机动车辆10经由连接装置23彼此连接并且以拉力和推力被传递的方式连接。连接装置23例如是连接杆、牵引杆或特别是牵引装置支地架。根据现有技术，牵引装置支地架特别适用于牵引牵引车辆后方的机动车辆，例如露营车，而不必主动地同时转向正被牵引的车辆。这在图1和图2中示出。机动车辆10也可以设置成一个轴在挂车上，该挂车以拉力和推力被传递的方式连接到牵引车辆20，其中机动车辆10的第二轴可能被驱动并且上述轴与道路操作接触。
如果牵引/被牵引装置30正在移动或开始移动，则在本文中意义上的牵引/被牵引装置30被描述为移动的牵引/被牵引过程。
牵引车辆20优选为露营车。牵引车辆20配置成用于拉动传统的机动车辆，诸如根据本发明的机动车辆10。牵引车辆20可选地包括牵引车辆通信单元21，牵引车辆通信单元21配置成特别是用于通过无线电传输来提供至少一个牵引车辆数据项。牵引车辆数据是关于牵引车辆20的行驶状态和/或对机动车辆10的请求(特别是制动和/或驾驶请求)的至少一项数据。另外，牵引车辆通信单元21特别被配置成从机动车辆10(特别是通过无线电)接收至少一个机动车辆数据项。此外，牵引车辆20还包括牵引车辆控制单元22，该牵引车辆控制单元22配置成控制牵引车辆20的操作。牵引车辆20配置成控制根据本发明的操作方法40。
根据本发明的机动车辆10是电池电动车辆(BEV)并且包括电驱动器11。电驱动器11包括电池和至少一个电机。电驱动器11配置成驱动机动车辆10。此外，电驱动器11配置成从机动车辆10的动能和/或势能并且因此通过回收(特别是通过制动回收)产生电能。
机动车辆10另外包括机动车辆控制单元12，该机动车辆控制单元12配置成控制机动车辆10的操作。此外，机动车辆10还特别包括机动车辆通信单元13，该机动车辆通信单元13配置成特别是通过无线电来接收至少一个牵引车辆数据项。此外，机动车辆通信单元13特别被配置成特别通过无线电至少传输关于机动车辆10的参数(特别是关于机动车辆10的性能，诸如最大驱动输出和/或制动功率)的机动车辆数据。
机动车辆10特别包括至少一个传感器。该传感器特别是配置成检测作用在连接装置23上的力的力传感器14。此外，机动车辆10特别包括加速度传感器和/或车轮转速传感器。至少一个传感器14以传输数据的方式连接到机动车辆控制单元12。
机动车辆10特别包括配置成执行转向干预的主动转向系统。转向系统以传输数据的方式连接到机动车辆控制单元12。机动车辆10因此适于通过作为连接装置23的连接杆连接到牵引车辆20。
此外，还可以将机动车辆10的转向系统特别是直线地固定。因此，机动车辆10适合通过作为连接装置23的牵引装置支地架连接到牵引车辆20，因为当使用合适的牵引装置支地架将机动车辆10的转向系统固定成直线时是必要的。
机动车辆10同样配置成控制根据本发明的操作方法40。根据本发明的操作方法40由牵引车辆20或由机动车辆10控制。在根据本发明的操作方法40的情况下，至少控制机动车辆10的电驱动器11，特别另外控制牵引车辆驱动器。操作方法40表示机动车辆10就驱动操作和/或制动操作支持牵引车辆20的支持过程。
在根据本发明的操作方法40的情况下，在与机动车辆10一起移动的牵引/被牵引过程期间，在牵引车辆20上施加受控力60、61。如果机动车辆10以拉力和推力被传递的方式连接到牵引车辆20并且牵引/被牵引装置30正在移动或开始移动，则机动车辆10参与移动牵引/被牵引过程。特别是响应于提供给机动车辆10的至少一项牵引车辆数据来控制力60、61。该至少一项牵引车辆数据是关于牵引车辆20的行驶状态和/或对机动车辆10的指令的数据。
图3以流程图示出了根据本发明的示例性实施例变体中的操作方法40的示意图。
首先，在数据获取步骤41中获取牵引车辆数据。数据获取步骤41可以以各种方式执行。一方面，借助于通信单元13、21可以在车辆10、20之间执行被动通信，其中牵引车辆数据被定期地从牵引车辆20传输到机动车辆10，特别是通过无线电。牵引车辆数据包括关于牵引车辆20的行驶状态的数据。当通信以被动方式执行时，机动车辆10控制操作方法40。
作为被动通信的替代方案，也可以在车辆10、20之间执行主动通信。在这种情况下，牵引车辆20定期地将驱动请求或制动请求作为牵引车辆数据传输给机动车辆10。为了确保驱动或制动请求不超过机动车辆10就驱动输出或制动功率而言的能力，包括最大驱动输出和制动功率的相应的能力定期地从机动车辆10传输到牵引车辆20。当正在以主动方式执行通信时，牵引车辆20控制操作方法40。
如果操作方法40由机动车辆10控制，替代地或另外地，传感器信号被用作被动通信，以便确定牵引车辆20的行驶状态。传感器信号可以被机动车辆中的内部传感器(例如加速度传感器和/或车轮转速传感器)使用。替代上述变体中的至少一个或另外地，使用力传感器14的信号并且上述力传感器指示在连接装置23处有效的力F。在图3所示的示例性实施例中，在数据获取步骤41中使用的在连接装置23处有效的力F和加速度a。另外，机动车辆10的电池的荷电状态被确定。
提供对牵引车辆数据的不同响应，特别是推动、同时行驶或牵引过程。
在推动过程中，机动车辆10在牵引车辆20上施加推力60。牵引车辆20被机动车辆10推动。推力60是向前指向的力，因此力指向行驶方向。特别地，机动车辆10的转向系统在推动过程期间也被控制，结果是机动车辆10遵循牵引车辆20的路径，并且特别是如果牵引车辆20和机动车辆10经由作为连接装置23的连接杆彼此连接。
在牵引过程中，机动车辆10在牵引车辆20上施加拉力61。机动车辆10被牵引车辆20牵引。牵引力61是向后指向的力，包括指向与行驶方向相反的方向的力。
在同时行驶过程期间，机动车辆10既不对牵引车辆20施加推力60也不施加拉力61。机动车辆10与牵引车辆20同时行驶。
特别另外根据机动车辆10的电池的荷电状态通过各种步骤42、43、44、45、46、47、48、49、50的执行来实现响应。
在图3所示的示例性实施例中，考虑在连接装置23处有效的力F。如果主要力F几乎为零，那么在第一步骤42中机动车辆操作保持不变，特别是对于只要机动车辆10的电池几乎完全充电或几乎空的。
如果主要力F几乎不为零，则判断主要力F作用于哪个方向。另外，机动车辆10的加速度a的大小和电池的荷电状态被考虑在内。
如果主要力F指向向前方向f并且同时加速度a为正并且机动车辆10的电池的荷电状态良好，则执行第二步骤43。在第二步骤的过程期间，为了在加速过程期间支持牵引车辆20，机动车辆10被驱动的驱动输出增加，特别是达到最大。这特别导致牵引车辆20被机动车辆10推动。
如果主要力F指向向前方向f并且同时加速度a为正并且机动车辆10的电池的荷电状态较差，则执行第三步骤44。
在第三步骤的过程期间，机动车辆被驱动的驱动输出减小或者机动车辆10停止被驱动。特别是，推动过程终止。
如果主要力F指向向前方向f并且同时加速度a几乎为零并且机动车辆10的电池的荷电状态良好，则执行第四步骤45。在第四步骤的过程期间，机动车辆10正在被驱动的驱动输出增加，特别是以这样的方式使得机动车辆10不在牵引车辆20上施加任何负载。特别地，这导致机动车辆10的同时行驶。
如果主要力F指向向前方向f并且同时加速度a几乎为零并且机动车辆10的电池的荷电状态较差，则执行第五步骤46。在第五步骤的过程期间，机动车辆10被驱动的驱动输出减小或者机动车辆10停止被驱动。特别地，同时行驶结束。
如果主要力F指向向前方向f并且同时加速度a为负，则执行第六步骤47。在第六步骤的过程期间，回收减少，结果是拉动机动车辆10所需的力减小。
如果主要力F指向向后方向r并且同时加速度a为正，则执行第七步骤48。在第七步骤的过程期间，机动车辆10被驱动的驱动输出减小。
如果主要力F指向向后方向r并且同时加速度α几乎为零并且机动车辆10的电池的荷电状态良好，则执行第四步骤42，在第四步骤42期间，机动车辆10被驱动的驱动输出没有改变。
如果主要力F指向向后方向r并且同时加速度a几乎为零并且机动车辆10的电池的荷电状态较差，则执行第五步骤46，在第五步骤46期间，机动车辆10被驱动的驱动输出减少或者机动车辆10停止被驱动。特别地，同时行驶结束。
如果主要力F指向向后方向r并且同时加速度a为负并且机动车辆10的电池完全充电，则执行第八步骤49。在第八步骤的过程期间，机动车辆10通过制动器(特别是通过摩擦制动器)而减速。特别是，这导致机动车辆10被牵引。
如果主要力F指向向后方向r并且同时加速度a为负并且机动车辆10的电池未完全充电，则执行第九步骤50。在第九步骤的过程期间，回收增加，并且结果是机动车辆10更加剧烈地减速。特别地，这同样导致机动车辆10被牵引。
根据本发明的操作方法40特别以这样的方式执行，使得如果牵引车辆20包括作为驱动装置的内燃发动机，则牵引/被牵引装置30提供牵引车辆20的驱动并且与激动车辆10的电驱动器11一起作为混合动力驱动。借助于主动通信可以将牵引/被牵引装置操作为完全混合动力车辆，其中完全驱动输出的内燃发动机部分由牵引车辆20提供并且完全驱动输出的电动马达部分由连接的机动车辆10提供。举例来说，在需要不太完全的驱动输出的操作点中，换句话说，例如当以恒定的低速度行驶时，只要机动车辆10的电池的荷电状态允许这种情况就使用纯电力行驶。这具有提高效率的优点，因为内燃发动机，特别是配置用于奥托循环的内燃发动机，在低负载期间通常以极低的效率水平运行，并且由于通过在电力下驱动避免了这些操作点而提高了整体的效率水平。在电池的荷电状态较低的情况下，电驱动器11可以操作为发电机以便为电池充电，这特别具有以下优点：牵引车辆20的内燃发动机在较高的负载下运行并且因此以特定效率的相当高的水平(每千瓦时驱动能量的燃料消耗)操作。根据电池的负载和荷电状态以及另外的参数来操作混合动力驱动装置的相应策略本身从现有技术中是已知的，并且可以应用于作为完全混合动力车辆操作的牵引/被牵引装置30。
尽管参考优选的示例性实施例进一步详细说明和描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且本领域技术人员可以从中得出其他变体，而不会放弃本发明的保护范围。
附图并不一定是真实细节和真实比例，并且可能在图中放大或缩小以便提供更好的概览。因此，本文公开的功能细节不应被理解为限制，而仅仅被理解为视觉基础，其向本领域的技术人员介绍了该技术领域以便以多种方式使用本发明。
当在一系列两个或更多个元件中使用时，本文中使用的术语“和/或”意指每个列出的元件可以独立使用，或者可以以列出的元件的两个或更多个的任何组合使用。举例来说，描述包含部件A、B和/或C的组合物，该组合物可以是单独A；单独B；单独C；A和B组合；A和C组合；B和C组合；或A、B和C组合。
虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例不旨在描述本发明的所有可能的形式。而且，说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应该理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。另外，各种实施实施例的特征可以被组合以形成本发明的另外的实施例。

Claims (20)

1.一种用于控制车辆的方法，所述车辆具有连接到具有相关联的荷电状态(SOC)的牵引电池的电机，并且由牵引车辆牵引，所述方法包括由车辆控制器：
根据车辆加速度、所述SOC和所述牵引车辆和所述车辆之间的主要力的方向来控制所述电机以向所述牵引车辆提供拉力、推力和无力中的一个。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述车辆控制器接收来自将所述车辆连接到所述牵引车辆的装置的信号，所述信号指示所述牵引车辆和所述车辆之间的所述主要力的所述方向。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：由所述车辆控制器无线地接收来自所述牵引车辆的数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述数据包括对所述拉力、所述推力或无力的请求。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆控制器响应于所述主要力的所述方向为向后、所述车辆加速度为负并且所述SOC小于相关联的阈值来控制电机以提供再生制动。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述车辆控制器响应于所述车辆加速度为负并且所述SOC大于或等于所述相关联的阈值来控制所述车辆的摩擦制动器以提供制动。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆控制器响应于所述主要力的所述方向为向前、加速度为正并且所述SOC大于相关联的阈值来控制所述电机以向所述牵引车辆提供推力。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆控制器响应于所述主要力的所述方向为向前、加速度为正并且所述SOC小于相关联的阈值来控制所述电机以减小对所述牵引车辆的推力。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆控制器响应于所述主要力的所述方向为向前、加速度低于相关联的加速度阈值并且所述SOC大于相关联的SOC阈值来控制所述电机以维持所述主要力低于相关联的力阈值。
10.一种车辆，包括：
电机；
牵引电池，所述牵引电池连接到所述电机并且具有相关联的荷电状态(SOC)；和
控制器，所述控制器被配置成在所述车辆被牵引在牵引车辆后方时响应于所述车辆和所述牵引车辆之间的主要力的方向、所述车辆的加速度以及所述SOC来控制所述电机以提供驱动力和制动力中的一个。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中所述控制器进一步被配置成从所述牵引车辆接收数据并且响应于所述数据提供所述驱动力或所述制动力任一。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中所述控制器进一步被配置成无线地接收所述数据。
13.根据权利要求10所述的车辆，进一步包括：
连接杆，所述连接杆配置成将所述车辆连接到所述牵引车辆；和
力传感器，所述力传感器配置成测量所述车辆和所述牵引车辆之间的所述主要力，其中所述力传感器配置用于与所述控制器通信。
14.根据权利要求10所述的车辆，其中所述控制器进一步被配置成响应于所述主要力的所述方向为向前、所述加速度为正并且所述SOC高于SOC阈值来提供所述驱动力。
15.根据权利要求10所述的车辆，其中所述控制器进一步被配置成响应于所述主要力的所述方向为向后并且所述加速度为负来提供所述制动力。
16.根据权利要求15所述的车辆，其中所述控制器进一步被配置成响应于所述SOC低于相关联的SOC阈值来控制所述电机以执行再生制动以提供所述制动力。
17.根据权利要求16所述的车辆，其中所述控制器进一步被配置成响应于所述SOC高于所述相关联的SOC阈值来控制所述车辆的摩擦制动器以提供所述制动力。
18.一种车辆，包括：
电机；
牵引电池，所述牵引电池具有荷电状态(SOC)并且连接到所述电机；和
控制器，所述控制器被编程为当所述车辆被牵引在牵引车辆后方时响应于从所述牵引车辆无线接收的数据并且所述SOC处于第一和第二SOC阈值之间来控制所述电机的扭矩以提供驱动力和制动力中的一个。
19.根据权利要求18所述的车辆，其中所述控制器进一步被编程为响应于车辆加速度为负并且所述车辆和所述牵引车辆之间的主要力的方向为向后来控制所述电机以执行再生制动。
20.根据权利要求18所述的车辆，其中所述控制器进一步被编程为响应于车辆加速度为正并且所述车辆和所述牵引车辆之间的主要力的方向为向前来控制所述电机以提供推力。
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