CN113147728A - 控制车辆制动的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制车辆制动的方法和系统。当隔离器断开连接且辅助驱动轮与驱动系统分离时，在制动期间，由主驱动轮电机的再生制动进行车辆制动。随后，根据车辆稳定性状态使隔离器连接，然后，在辅助驱动轮和主驱动轮上同时执行制动。

Description

控制车辆制动的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种控制车辆制动的方法和系统，更具体地说，涉及这样一种控制车辆制动的方法和系统，该车辆装配有用于减少驱动轮侧阻力损失的隔离器和具有再生控制功能的驱动单元。
背景技术
近年来，四轮驱动(4WD)电动车辆得到了发展，4WD电动车辆分别装配有独立的前轮的驱动装置和独立的后轮的驱动装置。四轮驱动电动车辆中的驱动装置能够根据驾驶环境条件被单独或一起驱动。前轮和后轮的所有驱动装置都可以是以电池电源工作的电机。具体地，四轮驱动电动车辆是如下的电动车辆：电动车辆分别装配有独立的前轮的驱动电机和独立的后轮的驱动电机，即前轮驱动电机和后轮驱动电机。
典型的四轮驱动电动车辆采用两轮驱动(2WD)模式(其中，扭矩提供给两个前轮或两个后轮的一个轴)作为基本驱动模式进行驱动，当驱动力不足时，在四轮驱动(4WD)模式下驱动(其中，扭矩提供给两个前轮和两个后轮的两个轴)。图1A和图1B是现有技术的示意图，每个示意图示出装配有前轮驱动电机、后轮驱动电机和隔离器的四轮驱动(4WD)。图2是现有技术的示意图，其更具体地示出在图1A和图1B所示的四轮驱动电动车辆中，辅助驱动轮侧的动力传动系的配置和布置驱动系统组件的状态。
图1A和图1B示出四轮驱动电动车辆装配有用于驱动前轮1的前轮驱动电机(“前轮电机”)2和用于驱动后轮7的后轮驱动电机(“后轮电机”)8。如上所述，四轮驱动电动车辆可以在四轮驱动(4WD)模式和两轮驱动(2WD)模式中的任何一种模式下驱动。在两轮驱动模式下运行时对不使用的驱动电机和驱动轮进行预先确定。
在装配有独立的前轮的驱动电机2和后轮的驱动电机8的四轮驱动电动车辆中，如果在两轮驱动模式下驱动时未使用的驱动轮被定义为辅助驱动轮，则在被驱动时辅助驱动轮未使用(例如，当在2WD模式下驱动时)的情况下，反向驱动力从辅助驱动轮1传递到减速器3，因此可能发生阻力损失。因此，在两轮驱动模式下驱动时，必须阻止从辅助驱动轮1传递反向驱动力，从而防止阻力损失。
因此，隔离器6可以安装在辅助驱动轮1的驱动轴5上。在安装有隔离器6的车辆中，隔离器6在四轮驱动模式下驱动时在驱动轴5上连接，以便使得动力传递连接，并在两轮驱动模式下驱动时在驱动轴5上断开连接(例如，分离)，以便解除动力传递连接。
图1A和图1B分别示出装配有前轮隔离器6的电动车辆。在图示的车辆中，前轮是辅助驱动轮。使得动力传递连接或解除动力传递连接的前轮隔离器6设置在作为辅助驱动轮的前轮1和前轮驱动系统组件之间，更具体地说，设置在前轮1和差速器4之间。
当在装配有前轮隔离器6的车辆上隔离器6连接时，车辆能够在四轮驱动模式下驱动。在前轮隔离器6断开连接的状态下，车辆能够在后轮驱动状态下驱动。因此，隔离器6选择性地连接或断开连接，从而可以使得驱动轴5上的动力传递连接和解除。此时，隔离器6在辅助驱动轮1和传递动力的驱动系统组件(如，减速器5)之间连接，或解除它们之间的连接。这里的驱动系统组件是指为车辆驱动产生或传递驱动力的组件，隔离器6可以实现为爪形离合器。
图1A示出在两轮驱动(后轮驱动)模式下驱动时使前轮隔离器(爪形离合器)6断开连接的状态。图1B示出在四轮驱动模式下驱动时使前轮隔离器(爪形离合器)6连接的状态。根据图2，示出驱动系统组件(例如，驱动电机2、减速器3和差速器4、隔离器(爪形离合器)6和车轮1被联接和被布置的状态。这里的车轮1是辅助驱动轮，在图1A和图1B中可以是车辆中的前轮。
电动车辆中的驱动电机2在车辆行驶时高速运转。通过联接到驱动电机2的减速器3，驱动电机2的速度降低到适合车辆行驶的速度。减速器3减速产生的旋转力通过差速器4传递到驱动轴5，从而驱动车辆。另一方面，用于装配有独立的前轮驱动电机、独立的后轮驱动电机和隔离器的四轮驱动电动车辆再生制动的最优控制技术是必要的，但是再生制动的最优控制技术(其反映装配有隔离器的四轮驱动电动车辆的特性)，目前尚不清楚。
对于装配有独立的前轮驱动电机、独立的后轮驱动电机和隔离器的四轮驱动电动车辆，也可以执行再生模式，在再生模式中，当车辆制动(例如，减速)或车辆利用惯性力滑行时，通过每个驱动电机回收车辆动能，以及利用产生的能量对电池进行充电。在再生模式下，当车辆的动能通过驱动轮传递给驱动电机时，驱动电机作为发电机工作，因此通过逆变器产生的能量对车辆中的电池进行充电。
然而，在四轮驱动电动车辆中，当车辆加速后滑行时隔离器断开连接的情况下，可以防止由于辅助驱动轮(如图1A和图1B的示例中的前轮)引起的阻力损失，从而有助于提高车辆燃料效率。此外，当驾驶员在这种情况下使制动踏板接合以执行制动时，不可能通过辅助驱动轮进行再生制动。换言之，当车辆滑行时隔离器断开连接时，可以防止阻力损失，从而可以增加车辆的移动距离。然而，当隔离器断开连接时使制动踏板接合的情况下，仅利用主驱动轮(例如，图1A和图1B的示例中的后轮)的情况下可以进行再生制动，而辅助驱动轮不能进行再生制动。因此，减少了车辆再生制动的总量，从而降低了燃料效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制车辆制动的方法，该车辆装配有配置为驱动前轮的独立的驱动单元、配置为驱动后轮的独立的驱动单元以及隔离器，该方法能够在制动过程中确保车辆的稳定性和制动性能，以及增加再生制动量，从而有助于提高车辆燃料效率。
根据本发明的一个方面，提供一种控制车辆制动的方法，该车辆包括配置为驱动前轮的独立的驱动单元、配置为驱动后轮的独立的驱动单元、以及安装在驱动轴中并可以配置为使动力传递连接和解除的隔离器，所述控制方法可以包括：基于在车辆内收集的信息片段确定当前车辆的稳定性指标；根据确定的车辆稳定性指数使隔离器连接或断开连接；以及基于隔离器的控制状态对车辆的前轮或后轮，或者对所有前轮和后轮执行再生制动。在该方法中，车辆可以是以前轮电机和后轮电机为驱动单元，并且在其前轮驱动轴上安装有隔离器的四轮驱动电动车辆。
根据本发明的另一个方面，一种用于控制车辆制动的方法可以包括：确定当车辆在隔离器断开连接以解除动力传递连接的状态下行驶时是否操作制动踏板；响应于确定出制动踏板被操作，基于在车辆内收集的信息片段确定当前的车辆稳定性指数，并将确定的车辆稳定性指数与预设的参考值进行比较；当所确定的车辆稳定性指数小于预设的参考值时，将驾驶员所需的制动扭矩与对应于当前车辆速度的后轮电机的再生制动可行的扭矩进行比较；以及当驾驶员所需的制动扭矩等于或小于后轮电机的再生制动可行的扭矩时，执行后轮电机的再生制动并通过仅生成后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩。
另外，根据车辆减速度、后轮滑移量以及前轮制动力与后轮制动力之间的分配比，利用等式1执行车辆稳定性指数的计算：
车辆稳定性指数＝车辆减速度×后轮滑移量×前轮制动力与后轮制动力的分配比
其中，车辆减速度是利用传感器测量的当前实际车辆减速度，前轮制动力与后轮制动力之间的分配比是前轮制动力与后轮制动力之比的值。
后轮电机的再生制动可行的扭矩可以是基于当前车辆速度的值，并可以根据表示后轮电机的再生制动可行的扭矩的曲线确定。所述方法可以进一步包括：当确定的车辆稳定性指数等于或大于所述参考值时，使隔离器连接；以及在隔离器连接的状态下，同时执行前轮制动和后轮制动，以实现驾驶员所需的制动扭矩。
前轮制动和后轮制动的控制可以包括：将驾驶员所需的制动扭矩与对应于当前车辆速度的前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩进行比较；当驾驶员所需的制动扭矩等于或小于前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩时，执行前轮电机和后轮电机的再生制动，并通过仅生成前轮再生制动扭矩和后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩。
另外，前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩可以是前轮电机的再生制动可行的扭矩和后轮电机的再生制动可行的扭矩之和。前轮电机的再生制动可行的扭矩可以是根据当前车辆速度的值，并可以根据表示前轮电机的再生制动可行的扭矩的曲线确定。后轮电机的再生制动可行的扭矩可以是根据当前车辆速度的值，并可以根据表示后轮电机的再生制动可行的扭矩的曲线确定。
前轮制动和后轮制动的控制可以进一步包括：当驾驶员所需的制动扭矩大于前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩时，将前轮和后轮液压制动扭矩与预先确定的再生制动和液压制动混合极限扭矩进行比较；以及响应于确定出前轮和后轮液压制动扭矩小于再生制动和液压制动混合极限扭矩，执行前轮电机和后轮电机的再生制动以及前轮和后轮液压制动，并实现驾驶员所需的制动扭矩，其中，前轮和后轮液压制动扭矩可以通过从驾驶员所需的制动扭矩中减去前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩来获得。
进一步，前轮制动和后轮制动的控制可以包括：当前轮和后轮液压制动扭矩等于或大于再生制动和液压制动混合极限扭矩时，将前轮再生制动扭矩限制并保持为再生制动和液压制动混合极限扭矩，同时通过执行前轮电机和后轮电机的再生制动以及前轮和后轮液压制动，实现驾驶员所需的制动扭矩。
在该方法中，在通过仅生成后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩的情况下，当车辆稳定性指数随着制动踏板操作量的增加而增加并达到所述参考值时，可以使隔离器连接。在将前轮再生制动扭矩限制并保持为再生制动和液压制动混合极限扭矩时，可以将后轮再生制动扭矩保持为在车辆稳定性指数达到所述参考值的时间点时的后轮再生制动扭矩。
另外，在通过仅生成后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩的情况下，当车辆稳定性指数随着制动踏板操作量的增加而增加并达到所述参考值时，可以使隔离器连接。在执行前轮电机和后轮电机的再生制动以及前轮和后轮液压制动并实现驾驶员所需的制动扭矩时，可以将后轮再生制动扭矩保持为在车辆稳定性指数达到所述参考值的时间点时的后轮再生制动扭矩。
当隔离器连接并且基于在车辆内收集的信息片段确定出进入电机的再生制动可行的状态时，可以将驾驶员所需的制动扭矩与前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩进行比较。当隔离器连接并且基于在车辆内收集的信息片段确定出进入电机的再生制动不可行的状态时，可以执行通过仅生成前轮和后轮液压制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩的液压制动控制。
在通过仅生成后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩的情况下，当车辆稳定性指数随着制动踏板操作量的增加而增加并达到所述参考值时，可以使隔离器连接。在通过仅生成前轮再生制动扭矩和后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩时，可以将后轮再生制动扭矩保持为在车辆稳定性指数达到所述参考值的时间点时的后轮再生制动扭矩。所述方法可以进一步包括：当驾驶员所需的制动扭矩大于后轮电机的再生制动可行的扭矩时，执行后轮电机的再生制动以及前轮和后轮液压制动，并且实现驾驶员所需的制动扭矩。
利用根据本发明的控制车辆制动的方法，在隔离器断开连接且辅助驱动轮因此与驱动系统分离的2WD状态下，可以在制动期间只利用主驱动轮电机的再生制动来执行车辆制动。随后，可以根据车辆稳定性状态来使隔离器连接，并且可以执行切换到4WD状态。然后，可以在辅助驱动轮和主驱动轮上同时进行制动。因此，该方法可以确保车辆的稳定性和制动性能，并可以通过使再生制动量最大而有助于提高车辆的燃料效率。
附图说明
现在将参照下文中仅以图示的方式给出的附图中示出的本发明的某些示例性实施方案，详细地描述本发明的以上和其它特征，因而对本发明是非限定性的，其中：
图1A和图1B是分别示出根据现有技术装配有前轮驱动电机、后轮驱动电机和隔离器的车辆的示意图；
图2是更具体地示出根据现有技术的图1A和图1B中示出的车辆中，辅助驱动轮侧的动力传动系的结构和驱动系统组件被布置的状态的示意图；
图3是示出根据本发明示例性实施方案的车辆中的隔离器的结构的图；
图4是示出根据本发明示例性实施方案的车辆中用于执行制动控制的系统的结构的框图；
图5是示出根据本发明示例性实施方案的制动控制过程的流程图；
图6是示出根据本发明示例性实施方案的表示电机T-N(扭矩-速度)特性的曲线的图，T-N特性定义根据车辆速度的电机的再生制动可行的扭矩值；
图7是示出本发明示例性实施方案的车辆稳定性指数何时达到参考值A、隔离器连接，并且在何处同时执行前轮再生制动和后轮再生制动的示意图；
图8是示出根据本发明示例性实施方案的制动控制过程中的分段制动扭矩状态的图；
图9至图12是分别可区分地示出根据本发明示例性实施方案的驾驶员执行制动踏板操作时产生的车辆减速度的变化和每个制动控制阶段的状态的示意图；以及
图13是描述根据本发明示例性实施方案的由于后轮制动力过大而导致后轮抱死时车辆的行为的参考图。
具体实施方式
应当理解，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非汽油的能源的燃料)。正如本文中所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
尽管将示例性实施方案描述为利用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解，也可以由一个或多个模块来执行示例性过程。此外，应当理解，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件装置。存储器配置为存储模块，处理器具体地配置为执行所述模块以完成下面进一步描述的一个或多个过程。
此外，本发明的控制逻辑可以实施为关于包含由处理器、控制器/控制单元等等执行的可执行程序指令的计算机可读介质的非易失计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括(但不限于)，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在网络联接的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式进行存储和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)。
本文中所使用的术语仅出于描述具体实施方案的目的并且并不旨在限制本发明。此处所使用的单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“这个”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚指明了另外的情况。应该进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”时，指定存在所述的特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、数值、步骤、操作、元件、组件、和/或其群组。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任意和全部组合。
除非具体陈述或根据上下文是明显的，如本文中所使用的，术语“大约”理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准差内。“大约”能够理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非根据上下文很清楚是另外的情况，本文中所提供的所有数值由术语“大约”来修饰。
下面将参照附图以本发明所属领域的普通技术人员能够在不进行过度的实验的情况下进行实践的方式对本发明进行详细描述。然而，本发明不限于这里描述的示例性实施方案，并且可以实现为其他示例性实施方案。
除非另有说明，否则当在整个说明书中使用“包括某个组成元件”时，该表述表示“进一步包括任何其他组成元件”，而不是“排除任何其他组成元件”。
本发明涉及一种控制车辆制动的方法。具体地，本发明涉及这样一种控制车辆制动的方法，所述车辆可以包括配置为驱动前轮的独立的驱动单元、配置为驱动后轮的独立的驱动单元、以及安装在驱动轴中并使得动力传递连接和解除的连接器。
更具体地，根据本发明，提供了一种控制装配有独立的驱动单元(该驱动单元配置为具有再生制动功能)的车辆的制动的方法，以及一种控制装配有隔离器以及前轮驱动电机和后轮驱动电机的四轮驱动电动车辆的制动的控制方法，其用于减少辅助驱动轮侧的阻力损失。
此外，根据本发明，提供了一种控制装配有用于前轮的电机驱动装置、用于后轮的电机驱动装置和隔离器的四轮驱动电动车辆的制动的方法，该方法能够在制动过程中确保车辆稳定性和制动性能并增加再生制动的量，从而有助于提高车辆燃料效率。根据本发明，在隔离器断开连接且辅助驱动轮因此与驱动系统分离的状态下，车辆制动只能在制动期间由主驱动轮电机进行再生制动。随后，可以根据车辆稳定状态使隔离器连接，然后，可以在辅助驱动轮和主驱动轮上同时执行再生制动。
在以下对示例性实施方案的描述中，应用根据本发明示例性实施方案的控制制动的方法的车辆是众所周知的四轮驱动电动车辆，每辆车都装配有前轮驱动电机、后轮驱动电机和隔离器。下面将参考现有技术的图1A、图1B和图2来描述四轮驱动电动车辆的e-4WD系统和动力传动系的结构。
作为参考，图3是示出隔离器的结构的示意图。隔离器6可以安装在减速器3和车轮(例如，辅助驱动轮)1之间的驱动轴5上，更准确地说，安装在差速器4和车轮1之间。隔离器6可以包括使得在输入轴和输出轴之间动力传递连接和解除的组成元件。隔离器6的输入轴可以联接至差速器4的输出轴，隔离器6的输出轴可以联接至辅助驱动轴1侧。
在下面的描述中，主驱动轮和辅助驱动轮的定义如上所述，隔离器的安装目的、安装位置、操作、功能、作用等与上述众所周知的四轮驱动电动车辆中的相同。在四轮驱动期间，驱动电机2的旋转力可以通过减速器3和差速器4传递到隔离器6的输入轴。在隔离器6的连接状态下，隔离器6的输出轴可以将传递到其输入轴的旋转力传递到驱动轮1(例如，在下面的示例中，作为辅助驱动轮的前轮)。
在不驱动辅助驱动轮电机(例如，图1A、图1B中的前轮电机)的两轮驱动期间，反向驱动力从辅助驱动轮1传递到减速器3，从而发生阻力损失。为了防止这种情况，隔离器6可以断开连接操作，以阻止驱动系统组件(例如，减速器3和差速器4)与辅助驱动轮1之间的动力传递。此外，在辅助驱动轮电机(例如，图1A、图1B中的前轮电机)的再生制动期间，隔离器6可以连接，从而辅助驱动轮(例如，图1A、图1B中的前轮)的旋转力可以传递至电机。
根据本发明，如图3所示，隔离器6可以具有与众所周知的爪形离合器相同的结构。参照图3，实现为爪形离合器的隔离器6可以包括：设置在输入轴上以与输入轴一起旋转的轴齿轮11，设置在输出轴上以与输出轴一起旋转的轮毂12，以及与轮毂12组合以在轴方向上滑动移动，同时与轮毂12一起旋转的套筒13。
轴齿轮11可以是花键形齿轮，其圆周表面上具有沿轴方向纵向形成的齿。轮毂12也可以是花键形齿轮，其圆周表面上具有沿轴方向纵向形成的齿。特别地，套筒13可以与轴齿轮11和轮毂12组合，轴齿轮11和轮毂12分别在圆周表面上具有沿轴方向纵向形成的齿，并且分别设置为向内。套筒13可以安装为与轮毂12一起连续旋转并接合。套筒13可以从轮毂12向轴方向滑动地移动，因此可以基于套筒13移动的方向和位置选择性地与轴齿轮11接合或分离。
此外，隔离器6可以包括驱动机构14，如图3所示，驱动机构14可以配置为将套筒13从轮毂12向轴方向滑动地移动以与轴齿轮11接合或分离。本领域普通技术人员已经熟知这里的驱动机构14的结构，因此在附图中没有详细示出。然而，作为示例，驱动机构14可以配置为通过螺钉(未示出)以及将螺钉拧入(例如，接合)其中的往复元件等将隔离电机(disconnect motor)15的旋转力转换为径直移动力，以使拨叉16前后移动，从而使与拨叉16组合的套筒13向轴方向滑动地移动。
另一方面，在四轮驱动电动车辆中，在制动期间，也可以进行再生制动，在再生制动中，车辆的动能通过驱动电机的发电被回收为电能，并且利用产生的电能对电池进行充电。除了再生制动之外，液压制动(例如，摩擦制动)可以由安装在每个车轮上的液压制动装置(例如，摩擦制动装置)来执行。驱动电机的再生制动和液压制动装置的液压制动可以在前轮和后轮上单独地进行或一起进行。
在执行再生制动和液压制动的电动车辆中，首先根据与驾驶员的制动操作相对应的制动信号(例如，驾驶员的制动输入或制动踏板接合)，例如，基于制动踏板操作的制动踏板传感器(BPS)信号，来确定所需的减速度D和驾驶员所需的制动扭矩(例如，目标制动力或总制动力)。随后，可以执行再生制动扭矩和液压制动扭矩(例如，摩擦制动扭矩)的分配，再生制动扭矩和液压制动扭矩将合计为驾驶员所需的制动扭矩。此外，当通过分配确定再生制动扭矩(例如，再生制动力)和液压制动扭矩(例如，液压制动力)时，可以执行电机再生制动控制和液压制动控制，以生成分配所产生的制动扭矩。
根据本发明，当进入满足特定再生制动条件并且进入电机的再生制动可行的状态时，可以执行如上所述的再生制动。此外，可以执行再生制动扭矩和液压制动扭矩的分配，并且可以对所有前轮和后轮执行再生制动和液压制动。因此，也可以执行前轮制动扭矩和后轮制动扭矩的分配。
此外，四轮驱动电动车辆的行驶控制和制动控制可以在多个控制器的协同控制下进行。多个控制器可以包括：车辆控制单元(VCU)，其是配置为执行总体车辆操作的高级控制器；制动控制单元(BCU)，其配置为执行车辆制动控制和执行液压制动装置的操作；电机控制单元(MCU)，其配置为执行电机操作；以及电池管理系统(BMS)，其配置为收集有关电池状态的信息并管理电池。
控制器可以配置为经由车辆网络(例如，控制器局域网络)交换用于车辆制动的信息并执行协同控制。在根据本发明执行制动控制时也是如此。例如，车辆控制器可以配置为确定和输出再生制动扭矩指令，并基于从车辆控制器接收到的再生制动扭矩指令利用逆变器执行驱动电机的再生操作。此外，车辆控制器可以配置为执行使隔离器6连接和断开连接的操作。
换言之，当车辆控制器输出用于使隔离器6连接或断开连接的控制信号时，可以基于控制信号进行驱动机构(具体地，驱动机构中作为致动器的隔离电机15)的操作。根据隔离电机15的操作的控制，套筒13可以在轴齿轮11和轮毂12之间向轴方向滑动地移动，从而可以使隔离器6连接或断开连接。
下面将更详细地描述根据本发明的控制制动的方法。图4是示出根据本发明的车辆内用于执行制动控制的系统的结构的框图。在以下描述中，前轮驱动电机2和后轮驱动电机8分别称为“前轮电机”和“后轮电机”。根据本发明的制动控制过程中涉及的多个控制器统称为控制器120，如图4所示。控制器120可以包括配置为执行制动协同控制的车辆控制器、制动控制器、电机控制器和电池控制器(配置为提供关于电池的电量状态(SOC)等的信息)。
此外，图5是示出根据本发明的制动控制过程的流程图。首先，在装配有前轮电机2、后轮电机8和前轮隔离器6的四轮驱动(4WD)电动车辆中，当驾驶员松开油门踏板时(当油门踏板断开或分离时)，车辆控制单元(VCU)(其在图4中的附图标记为“120”)可以配置为使前轮隔离器6断开连接(分离)。因此，如图1A所示，车辆可以在2WD状态下滑行(在后轮驱动状态下也是这样的)。
因为前轮隔离器6处于断开连接的状态，反向驱动力从作为辅助驱动轮的前轮1传递到减速器3，可以防止阻力损失的发生，这可以提高车辆燃料效率。由于前轮1与驱动系统组件(如，前轮电机2、减速器3和差速器4)分离，因此当车辆以惯性力滑行时，车辆的移动距离可以最大限度地增加。
随后，当车辆在油门踏板分离且前轮隔离器6断开连接的状态下行驶时，制动控制器可以配置为确定制动踏板是否处于ON状态(例如，接合)(S11)。换言之，在车辆滑行的情况下，当驾驶员踩下或接合制动踏板时(例如，当制动踏板处于ON时)，根据制动踏板传感器(BPS)111的信号，制动控制器(图4中的附图标记为“120”)可以配置为确定正在进行制动或减速。随后，基于在车辆中收集的信息，制动控制器可以配置为确定当前车辆状态是否满足特定再生制动操作条件(S12)。
再生制动操作条件在这里可以是众所周知的条件。例如，当满足以下一个或多个条件或全部条件时，可以确定满足再生制动操作条件：换挡杆处于驱动(D)位置的条件，车辆速度(从车轮速度传感器获得)等于或大于设定值的条件，所需减速度(由制动踏板传感器(BPS)信号值确定)等于或小于设定值的条件，制动踏板操作量(BPS信号值)等于或大于设定值的条件，每个车轮的滑动量等于或小于设定值的条件，防抱死制动系统(ABS)和电子稳定控制系统(ESC)不工作的条件，以及车轮速度传感器113和液压传感器(未示出)正常工作(例如，没有故障或失败)的条件。
随后，基于在车辆中收集的信息，车辆控制器可以配置为确定车辆是否进入电机的再生制动可行的状态(S13)。这里的电机可以是作为主驱动轮电机的后轮电机8，或者可以指后轮电机8和作为辅助驱动轮电机的前轮电机2。特别地，基于诸如示出每分钟电机扭矩转数(RPM)、系统效率和电池的电量状态(SOC)的曲线的信息，车辆控制器可以配置为计算可行的再生制动的量，然后，根据计算出的可行的再生制动的量，确定是否进入前轮电机2和后轮电机8的再生制动可行的状态。
确定是否进入再生制动可行的状态的过程是在任何再生制动车辆中执行的众所周知的过程，因此，省略对确定是否进入再生制动可行的状态的方法或过程进行的详细描述。此外，车辆控制器可以配置为将确定是否进入再生制动可行的状态的结果发送到制动控制器。响应于确定出进入电机的再生制动可行的状态，响应于从车辆控制器接收到确定出进入电机的再生制动可行的状态的结果，制动器可以配置为根据在车辆中收集的信息来确定车辆稳定性指数。
当制动控制器没有从车辆控制器接收到前轮电机2的再生制动可行的信息时，制动控制器可以配置为确定出前轮隔离器6处于断开连接状态(2WD状态)。此外，制动控制器可以配置为确定车辆稳定性指数(S14)，然后将计算出的车辆稳定性指数与预设的参考值A进行比较(S15)，并将确定结果发送给车辆控制器。具体而言，制动控制器可以配置为利用等式1根据车辆减速度、后轮滑移量以及前轮制动力与后轮制动力之间的分配比来计算车辆稳定性指数。
车辆稳定性指数＝车辆减速度×后轮滑移量×前轮制动力与后轮制动力之间的分配比等式1
其中，车辆减速度是由车辆中的传感器实时测量的实际车辆减速度，并且根据安装在车辆中的纵向加速度传感器112的信号获得。
此外，可以使用公知的计算方法来获得车辆中的后轮滑移量，并且本领域普通技术人员公知计算车轮滑移量的方法。因此，本说明书省略对计算车轮滑移量的方法进行的详细描述。前轮制动力与后轮制动力之间的分配比可以确定为前轮制动力与后轮制动力的比值(或前轮制动扭矩与后轮制动扭矩的比值)，可以分别利用等式2和等式3来计算前轮制动力和后轮制动力。
Figure BDA0002518376700000101
Figure BDA0002518376700000102
等式2和等式3是理想制动分配的等式，其中Bf表示前轮制动力，Br表示后轮制动力，μ表示路面摩擦系数，Wf表示前轮重量，Wr表示后轮重量，a表示车辆减速度，g表示重力加速度，h表示车辆重心离地面的垂直高度，L表示轴距。在等式2和等式3中，摩擦系数μ可以是预先确定的常数，前轮制动力与后轮制动力之间的分配比被定义为前轮制动力与后轮制动力的比值。
此外，车辆减速度a是由纵向加速度传感器112实时测量的实际车辆减速度，并且前轮重量Wf、后轮重量Wr、车辆重心高度h和轴距L(它们是特定于相应车辆的数据片段)分别作为预先确定的值输入到制动控制器中进行存储，并在以后使用。根据本发明，车辆稳定性指数的值越大，车辆的稳定性越低。此外，车辆稳定性指数的值越小，车辆的状态就越稳定。
参考值A是可以通过对同一类型车辆进行先前试验和评估的过程来确定的值。具体地，参考值A是在各种条件下(例如，低摩擦道路、向下倾斜道路和弯曲道路)检查车辆减速度、打滑状态、车辆状态(例如，转向过度或转向不足)、稳定性等之后可以确定和调整的值。可以将确保车辆稳定性的最大稳定性指数设置为参考值A。
响应于在步骤S15中确定出车辆稳定性指数小于参考值A，制动控制器可以配置为将驾驶员所需的制动扭矩与对应于当前车辆速度的后轮电机的再生制动可行的扭矩进行比较(S16)。响应于确定出驾驶员所需的制动扭矩等于或小于对应于当前车辆速度的后轮电机的再生制动可行的扭矩，制动控制器可以配置为仅通过后轮电机8执行再生制动(例如，后轮再生制动)(S17)。换言之，可以仅对后轮再生制动执行单个控制。驾驶员所需的制动扭矩(例如，总制动扭矩)可以通过仅生成后轮再生制动扭矩来实现，而不执行前轮和后轮的液压制动。
根据本发明，可以根据车轮速度传感器113的信号实时地获得车辆速度。当根据制动踏板传感器111的信号值(其表示在正常车辆中保持制动踏板接合的程度)确定驾驶员所需的制动扭矩时，驾驶员所需的制动扭矩必须通过将“前轮制动扭矩”和“后轮制动扭矩”相加或通过将“再生制动扭矩”和“液压制动扭矩”相加来实现。驾驶员所需的制动扭矩可以分为前轮制动扭矩和后轮制动扭矩，两者相加即为驾驶员所需的制动扭矩。
特别地，前轮制动扭矩可以通过将“前轮再生制动扭矩”和“前轮液压制动扭矩”相加来获得，后轮制动扭矩可以通过将“后轮再生制动扭矩”和“后轮液压制动扭矩”相加来获得。同样，再生制动扭矩可以通过将“前轮再生制动扭矩”和“后轮再生制动扭矩”相加来获得，液压制动扭矩可以通过将“前轮液压制动扭矩”和“后轮液压制动扭矩”相加来获得。
上面的等式2和等式3是理想制动分配的等式。驾驶员所需的制动扭矩可以利用等式2和等式3分为前轮制动扭矩和后轮制动扭矩。或者，再生制动扭矩可以分为前轮再生制动扭矩和后轮再生制动扭矩，液压制动扭矩可以分为前轮和后轮液压制动扭矩。
概括地说，当在图5所示的流程图的步骤S15进入车辆稳定性指数小于参考值A的车辆稳定状态，并且当在步骤S16驾驶员所需的制动扭矩等于或小于与当前车辆速度相对应的后轮电机的再生制动可行的扭矩时，在步骤S17，可以仅由后轮电机8执行再生制动，同时可以在不连接前轮隔离器6的情况下保持2WD。
换言之，通过仅生成后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩，此时，前轮制动扭矩(例如，前轮再生制动扭矩+前轮液压制动扭矩)和后轮液压制动扭矩的值均为“0”。然后，尽管图5中未示出，但是在执行步骤S17之后，控制过程可以返回到步骤S11。
图6是示出表示电机T-N(扭矩-速度)特性的曲线示例的示意图，电机T-N特性定义电机的再生制动可行的扭矩值。可以从示出的表示电机T-N特性的曲线中确定与当前车辆速度相对应的再生制动可行的扭矩。
表示电机T-N特性的曲线定义可以由对应根据车辆速度生成的电机可行的再生制动扭矩量。当前车辆速度下可行的再生制动扭矩量(例如，可以进行再生制动的扭矩值)由示出电机T-N特性的曲线来限制。
图6示出通过表示电机T-N特性的曲线来确定再生制动可行的扭矩值(作为根据车辆速度的值)。表示电机T-N特性的曲线可以用于确定前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩值。
换言之，根据本发明，提供并可以利用表示后轮电机T-N特性(在步骤S16中使用)(定义根据车辆速度的后轮电机的再生制动可行的扭矩值)的曲线和示出前轮电机T-N特性(在步骤S21中使用)(定义根据车辆速度的前轮电机的再生制动可行的扭矩值)的曲线。
参照图6，当驾驶员所需的制动扭矩等于或小于根据当前车辆速度的电机的再生制动可行的扭矩并基于表示电机T-N特性的曲线确定时，驾驶员所需的制动扭矩可以仅通过电机生成再生制动扭矩来实现。然而，当驾驶员所需的制动扭矩大于根据当前车辆速度的电机的再生制动可行的并根据表示电机T-N特性的曲线确定的扭矩时，再生制动扭矩可以限制为电机的再生制动可行的、由表示电机T-N特性的曲线所指示的扭矩。
具体地，必须生成液压制动扭矩，以获得超过再生制动可行的扭矩的制动扭矩。为了实现驾驶员所需的制动扭矩，液压制动必须与电机的再生制动一起进行。在图6中的示例中，当在约150km/h的车辆速度下、驾驶员所需的制动扭矩约为2000Nm时，在初始阶段，必须生成远远大于再生制动扭矩的液压制动扭矩，以实现驾驶员所需的制动扭矩。随后，随着车辆速度降低，更多的液压制动扭矩可以减小，同时更多的再生制动扭矩可以增加。
此外，在图6中的示例中，当车辆速度等于或小于约50km/h时，可以仅通过电机生成再生制动来实现驾驶员所需的制动扭矩。因此，液压制动是不必要的。根据本发明，如图6所示，表示电机T-N特性的曲线，具体地，表示后轮电机T-N特性的曲线(后轮电机T-N特性定义根据车辆速度的后轮电机的再生制动可行的扭矩值)也可以预先输入到制动控制器中存储，并可以在图5的步骤S16中使用。
同时，以与图6中的示例中类似的方式，表示前轮电机T-N特性的曲线(前轮电机T-N特性定义根据车辆速度的前轮电机的再生制动可行的扭矩值)可以预先输入到制动控制器中存储，并且可以在图5的步骤S21中使用。如果在图5的步骤S16，驾驶员所需的制动扭矩大于对应于当前车辆速度的后轮电机的再生制动可行的扭矩，则在步骤S18，除了后轮电机8的再生制动之外，另外执行液压制动装置131和132的前轮液压制动和后轮液压制动，因此，通过将后轮电机8的再生制动扭矩与前轮和后轮液压制动扭矩相加，可以实现驾驶员所需的制动扭矩。
特别地，可以根据前轮制动力与后轮制动力之间的分配比来执行前轮和后轮液压制动扭矩的分配，该比根据等式2和等式3获得，并且，根据本发明，这也可以应用于前轮制动扭矩和后轮制动扭矩的分配。此外，根据本发明，再生制动和液压制动可以在车辆控制器、制动控制器和电机控制器的协同控制下执行。液压制动可以由配置为驱动液压制动装置131和132的制动控制器来执行。当车辆控制器生成并输出再生制动扭矩指令时，可以由配置为根据从车辆控制器接收到的再生制动扭矩指令来执行相应电机2和8的再生操作的电机控制器来执行再生制动。
另一方面，当在图5的步骤S15，制动控制器可以配置为确定车辆稳定性指数等于或大于参考值A，并且可以基于从制动控制器接收到的确定结果将确定结果发送到车辆控制器时，车辆控制器可以使前轮隔离器6连接，从而切换至4WD(S19)。
在下面的描述中，“4WD状态”是指安装在用于车辆制动的辅助驱动轮侧(例如，前轮侧)上的隔离器(例如，前轮隔离器6)连接用于车辆制动的车辆驱动系统的状态，其中，“2WD状态”是指隔离器6断开连接(例如，分离)用于制动的车辆驱动系统的状态。切换到4WD状态后，为了实现驾驶员所需的制动扭矩，可以同时控制前轮制动和后轮制动，从而可以在所有前轮和后轮上生成制动力。
因此，首先，在步骤S20，以与步骤S12相同的方式，车辆控制器可以配置为确定是否进入前轮电机2和后轮电机8的再生制动可行的状态，并将确定的结果发送到制动控制器。随后，当制动控制器从车辆控制器接收到进入前轮电机2和后轮电机8的再生制动可行的状态的确定结果时，在图5的步骤S21，制动控制器可以配置为将驾驶员所需的制动扭矩与对应于当前车辆速度的前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩进行比较。
此时，前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩可以是对应于当前车辆速度的前轮电机的再生制动的扭矩和对应于当前车辆速度的后轮电机的再生制动的扭矩之和。具体地，可以根据表示前轮电机T-N特性的曲线确定前轮电机的再生制动可行的扭矩作为与当前车辆速度相对应的值，并且可以根据表示后轮电机T-N特性的曲线确定后轮电机的再生制动可行的扭矩作为与当前车辆速度相对应的值。
当在图5的步骤S21，制动控制器确定出驾驶员所需的制动扭矩等于或小于前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩时，制动控制器可以配置为发送该确定的结果，并且相应地，车辆控制器和电机控制器可以配置为执行协同控制，从而执行前轮电机2和后轮电机8的再生制动(S22)。特别地，可以仅执行前轮电机2和后轮电机8的再生制动控制，并且不执行由液压制动装置131和132进行的前轮液压制动和后轮液压制动。
尽管图5中未示出，但当在执行步骤S22时制动踏板保持在ON状态(例如，接合状态)时，该方法可以返回到步骤S20，然后从步骤S20切换到步骤S26或从步骤S21切换到步骤S23。
图7是示出当车辆稳定性指数达到参考值A时使隔离器6连接，并且在步骤S22同时执行前轮再生制动和后轮再生制动的状态的示意图。图7示出在驾驶员持续使制动踏板接合的状态(“制动标志”)和车辆稳定性指数达到参考值A的状态下，可以使隔离器6连接(“隔离器标志”)，在这种情况下，可以同时进行前轮电机2的再生制动和后轮电机8的再生制动。
在图7中，“前轮再生制动扭矩”表示前轮电机再生制动的状态，“后轮再生制动扭矩”表示后轮电机再生制动的状态。如图7所示，后轮再生制动扭矩的最大量可以被限制并保持为在车辆稳定性指数达到参考值A的时间点时的后轮再生制动扭矩的值。根据本发明，通过实际的车辆评估试验，当仅使用后轮电机8的再生制动执行制动时，参考值A可以被确定为确保车辆稳定性的车辆稳定性指数的最大值。
此外，如图7所示，当车辆稳定性指数达到参考值A时，可以使前轮隔离器6连接，并且可以执行到4WD状态的切换。然后，可以另外地产生前轮电机2的再生制动(例如，前轮再生制动扭矩)。此时，可以通过将后轮电机8的再生制动扭矩(例如，后轮再生制动扭矩)和前轮电机2的再生制动扭矩(例如，前轮再生制动扭矩)相加来实现驾驶员所需的制动扭矩。换言之，后轮再生制动扭矩可以被限制并保持为其在车辆稳定性指数达到参考值A的时间点时的值，同时，可以另外地生成与实现驾驶员所需的制动扭矩所需要的制动扭矩一样多的前轮再生制动扭矩。因此，可以实现驾驶员所需的制动扭矩。
如果进入使前轮隔离器6连接的4WD状态和满足图5中步骤S20和步骤S21的条件的状态，则驾驶员进一步使制动踏板接合，从而可以增加驾驶员所需的制动扭矩。此时，如图7所示，后轮再生制动扭矩可以保持恒定，但前轮再生制动扭矩可以逐渐增大，以实现驾驶员所需的制动扭矩。此外，在步骤S19可以使前轮隔离器6连接并且可以将车辆驱动系统的状态切换到4WD状态之后，车辆控制器在相应的制动循环内不再执行车辆制动并且保持4WD状态直到车辆停止为止。这样做是为了在不再执行车辆制动之后或车辆停下来停车之后，当车辆重新加速时增加平顺起动的感觉。
此外，参照图7，当在制动发生时满足步骤S15中的条件而未立即连接前轮隔离器6时，即当车辆稳定性指数达到参考值A时，可以使前轮隔离器6连接。此时，在制动发生时而未立即连接前轮隔离器6的原因是，就燃料效率而言，在车辆稳定性指数小于参考值A的状态下(例如，在执行车辆低减速度的区域)，仅利用后轮电机8的再生制动来制动车辆更为有利。对于后轮电机8比前轮电机2具有更高的逆变器效率的e-4WD系统，情况更是如此。在这种情况下，就车辆燃料效率而言，利用后轮电机8生成尽可能多的再生制动更为有利。
另一方面，当在图5的步骤S21中时，制动控制器可以配置为确定出驾驶员所需的制动扭矩大于对应于当前车辆速度的前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩，在步骤S23中，制动控制器可以配置为将前轮和后轮液压制动扭矩与预先确定的再生制动和液压制动混合极限扭矩进行比较。特别地，前轮和后轮液压制动扭矩是指前轮和后轮液压制动扭矩之和，并且可以作为从驾驶员所需的制动扭矩中减去对应于当前车辆速度的前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩而得到的值而被获得。
响应于在步骤S23确定出前轮和后轮液压制动扭矩小于再生制动和液压制动混合极限扭矩，制动控制器可以配置为将确定的结果发送给车辆控制器。在步骤S24，相应地，车辆控制器和电机控制器可以配置为执行协同控制，从而通过前轮电机2和后轮电机8执行再生制动(例如，执行前轮再生制动和后轮制动再生制动)。具体地，为了实现驾驶员所需的制动扭矩，可以由前轮电机的再生制动和后轮电机的再生制动生成对应于当前车辆速度的与前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩一样多的再生制动扭矩。
此外，在步骤S24，制动控制器可以配置为操作液压制动装置131和132，从而一起执行前轮液压制动和后轮液压制动。具体地，液压制动扭矩可以通过液压制动装置131和132生成，并且可以施加到前轮1和后轮7，其中，液压制动扭矩等于从驾驶员所需的制动扭矩减去前轮电机2和后轮电机8的再生制动扭矩(例如，前轮再生制动扭矩和后轮再生制动扭矩之和)所产生的制动扭矩。
另一方面，当在步骤S23，前轮和后轮液压制动扭矩大于再生制动和液压制动混合极限扭矩时，在步骤S25，前轮再生制动扭矩可以被限制并保持为混合极限扭矩，同时可以增加液压制动扭矩。因此，可以生成液压制动扭矩，该液压制动扭矩与不能仅生成为再生制动扭矩、实现驾驶员所需的制动扭矩需要的制动扭矩一样多。
特别地，后轮再生制动扭矩可以限制并保持为其在车辆稳定性指数达到参考值A的时间点时的值。混合极限扭矩可以设置为前轮再生制动扭矩的最大值。综上所述，在步骤S25，后轮再生制动扭矩可以被限制并保持为其在车辆稳定性指数达到参考值A的时间点时的值，前轮再生制动扭矩可以被限制并保持为混合极限扭矩。
此外，从驾驶员所需的制动扭矩中减去前轮再生制动扭矩和后轮再生制动扭矩所得到的值可以分为前轮和后轮液压制动扭矩，此时，前轮再生制动扭矩和后轮再生制动扭矩都可以保持恒定。因此，前轮和后轮液压制动扭矩以与驾驶员所需的制动扭矩的增加和减少相对应的方式变化。换言之，当驾驶员所需的制动扭矩逐渐增加时，再生制动扭矩可以保持恒定，而没有任何变化。因此，也可以逐渐增加液压制动扭矩。
尽管图5中未示出，但是在执行步骤S25的情况下，当制动踏板保持在ON状态时，该方法可以返回到步骤S20，然后可以连续地重复步骤S20和随后的步骤。根据本发明，再生制动和液压制动的混合可以包括如下的情况：以再生制动扭矩和液压制动扭矩加起来等于驾驶员所需的制动扭矩的方式，再生制动扭矩随液压制动扭矩的减小而增大，或随液压制动扭矩的增大而减小。
此外，再生制动和液压制动混合极限扭矩是指如下水平的再生制动扭矩的最大量：当根据再生制动扭矩的变化程度相应地和可变地调整液压制动扭矩时，响应性、跟随性、线性度等令人满意并且不会因此而发生减速度损失和舒适性损失。例如，当车辆正在行驶(例如，没有错误)时，车辆在低摩擦道路上滚动(例如，正在行驶)，因此车轮打滑迅速增加，必须执行ABS液压控制以防止车轮抱死。然而，要进行ABS操作和液压控制，首先必须用液压制动扭矩迅速代替由电机产生的再生制动扭矩。
如上所述，为了执行ABS操作和液压控制，当再生制动扭矩被液压制动扭矩迅速替换时，电机再生制动扭矩的最大量(即，再生制动和液压制动混合极限扭矩)可以设置为液压制动扭矩的响应性和线性可以得到保证的水平。
另一方面，响应于在图5的步骤S11确定出再生制动操作条件不满足，或响应于在步骤S12和S20确定出进入前轮电机2的再生制动和后轮电机8的再生制动不可行的状态，在步骤S26，车辆控制器不再执行前轮电机的再生制动和后轮电机的再生制动。
此外，车辆控制器可以配置为将确定的结果发送到制动控制器，并且相应地，制动控制器可以配置为执行前轮液压制动控制和后轮液压制动控制。因此，可以通过仅生成前轮和后轮液压制动扭矩而不是由电机产生再生制动扭矩，实现驾驶员所需的制动扭矩。
上述前轮电机的再生制动和后轮电机的再生制动不可行的状态，可以是驾驶员所需的制动扭矩超出再生制动可行的条件范围的状态。因此，响应于确定出进入该状态，不再执行任何电机的再生制动，可以仅执行前轮液压制动和后轮液压制动，而不是再生制动。
图8是示出根据本发明的制动控制过程中的分段制动扭矩状态的图。首先，图8中的①部分是如下的部分：在使隔离器6连接之前，在执行车辆低减速度的区域中，如在图5中的步骤S17，对后轮再生制动进行单一控制。
接下来，图8中的②部分是如下的部分：在车辆中低减速度的区域中，仅执行步骤S22中的前轮电机2的再生制动控制和后轮电机8的再生制动控制，而不在使隔离器6连接之后执行液压制动。
在图8的②部分中，随着制动踏板操作量和驾驶员所需的制动扭矩逐渐增大，前轮再生制动扭矩可以增大，但后轮再生制动扭矩会被限制并保持为其在车辆稳定性指数达到参考值A的时间点时的值(参见参考图7进行的描述)。
图8中的③部分是如下的部分：在隔离器6的连通状态下，如在图5中的步骤S24，可以执行前轮电机2的再生制动和后轮电机8的再生制动的协同控制以及前轮液压制动和后轮液压制动的协同控制。
图8中的④部分是协同控制区段，在隔离器6的连通状态和车辆的中高减速度状态下，如在图5中的步骤S25，前轮再生制动扭矩可以限制并保持为混合极限扭矩，同时，可以执行前轮液压制动和后轮液压制动，以实现驾驶员所需的制动扭矩。
在图8的④部分中，后轮再生制动扭矩可以被限制并保持为其在车辆稳定性指数达到参考值A的时间点时的值，因此前轮再生制动扭矩和后轮再生制动扭矩的各自值都可以保持恒定。因此，当驾驶员所需的制动扭矩增大时，液压制动扭矩也增大。
图8中的⑤部分是如下的部分：在隔离器6的连通状态和车辆的高减速度状态下，如在图5中的步骤S26，不再执行再生制动，并且仅执行前轮液压制动和后轮液压制动控制。
图8示出在⑤部分中，在ABS操作开始之前，再生制动扭矩全部替换为液压制动扭矩，在为了防止车轮抱死而ABS操作之后，仅进行液压制动控制而不进行再生制动。此外，图8示出在图8的④部分，以当ABS操作时，液压制动扭矩迅速被再生制动扭矩代替的方式，前轮再生制动扭矩可以被限制为并保持为混合极限扭矩，后轮再生制动扭矩可以被限制为并保持为其在车辆稳定性指数达到参考值A的时间点时的值。
此外，图9至图12是分别可区分地示出驾驶员慢慢地将制动踏板踩到或接合到具体位置、逐渐地增加踏板操作量(比如，逐渐地增加接合量)时产生的车辆减速度的变化和每个制动控制阶段的状态的示意图。图9对应于仅利用后轮电机8来执行制动的图8中的①部分，并且示出了如下的部分：在制动踏板操作的初始阶段，车辆处于低减速度状态，在使隔离器6连接之前，只有后轮电机8的再生制动被执行(图5中的步骤S17)。
在图9中的状态下，前轮隔离器6处于非连接状态。因此，前轮电机2的再生制动不能执行，并且前轮液压制动装置131的液压制动和后轮液压制动装置132的液压制动都不能执行。此外，后轮电机8的再生制动扭矩随着踏板操作量的增加而逐渐地增加。这样，仅产生后轮再生制动扭矩，直到车辆稳定性指数达到参考值A为止。
图9的右下部分示出表示理想制动分配的曲线。X轴表示前轮制动力的前轮制动减速度，Y轴表示后轮制动力的后轮制动减速度。如图9的下部所示，由后轮制动力产生后轮制动减速度，直到车辆稳定性指数达到参考值A为止。后轮制动减速度高于表示理想制动分配的曲线。这表明后轮制动减速度处于不稳定区域。
由于后轮制动减速度处于不稳定区域，所以通过实际车辆评估试验，基于车辆减速度、后轮滑移量、以及前轮制动力与后轮制动力的分配比，将车辆稳定性指数的参考值A设定为可以在低摩擦道路、倾斜道路、弯曲道路等上确保车辆稳定的水平。
图10对应于图8中的②部分，并且表示暂时跟随图9中的状态的状态。图10示出如下的部分：在车辆的中低减速度状态下，使隔离器6连接之后，一起执行前轮再生制动和后轮再生制动，而不执行液压制动的部分(图5中的步骤S22)。在图10的状态下，如上所示，后轮再生制动扭矩被限制并保持为其在车辆稳定性指数达到参考值A的时间点时的值。
隔离器6可以在车辆稳定性指数达到参考值A的时间点处连接，并且可以由前轮电机2和后轮电机8中的每一个执行再生制动。此时，不执行液压制动。参照图10右上部分，仅利用后轮再生制动力产生减速度，并且仅执行后轮再生制动，直到在车辆稳定指数达到参考值A的时间点时的减速度X为止。
随后，前轮再生制动力另外产生，并且在前轮再生制动扭矩达到混合极限扭矩的时间点处另外产生减速度Y(减速度＝X+Y)。此外，在图10的右下部分，通过后轮再生制动力产生减速度X，然后，仅通过前轮再生制动力另外产生减速度Y。此时，仅前轮制动减速度增加。这由图10的右下部分中的水平曲线表示。
图10中的状态是指增加前轮制动力的情况。因此，当接近表示理想制动分配的曲线时，车辆可以逐渐稳定。随着前轮再生制动力的增加，制动稳定性增加。图11中的状态对应于图8中的④部分，并且示出暂时跟随图10中的状态的状态。图11示出在隔离器6的连接状态和车辆的中高减速度状态下执行图5中的步骤S25。
在图11的状态下，在隔离器6的连接状态和车辆的中高减速度状态下，如在图5的步骤S25，前轮再生制动扭矩可以限制并保持为混合极限扭矩，同时，前轮液压制动和后轮液压制动可以以实现驾驶员所需的制动扭矩的方式执行。此时，后轮再生制动扭矩可以保持为其在车辆稳定性指数达到参考值A的时间点时的值。
参照图11的右上部分，可以仅执行后轮再生制动，直到减速度X出现为止，可以执行前轮再生制动和后轮再生制动，直到减速度X+Y出现为止，并且在达到减速度X+Y之后，可以在保持再生制动的状态下另外执行液压制动(例如，前轮液压制动和后轮液压制动同时执行)，以获得另外的减速度。
此外，如在图11的右上部分中，在减速度X+Y发生之后，可以同时增加前轮液压制动和后轮液压制动。这由在水平和垂直方向以外的一个方向倾斜的曲线表示。此时，由于制动分配状态类似于由表示理想制动分配的曲线所代表的状态，因此可以确保车辆的制动稳定性。
然后，图12示出暂时跟随图11中的状态的状态，并且示出如下的状态：在图8的⑤部分中，在车辆的高减速度状态和隔离器6的连接状态下，再生制动不再执行，并且仅执行前轮液压制动和后轮液压制动控制(例如，图5的步骤S26中的控制阶段)。在减速度Z(例如，最大减速度的条件)之后，可以结束前轮再生制动和后轮再生制动，而可以执行前轮液压制动和后轮液压制动。
图12的右下部分显示，任何电机的再生制动力消失，仅生成前轮液压制动力和后轮液压制动力，因此，制动分配状态类似于由表示实际制动分配的图线所代表的状态，该图指示出比表示理想制动分配的曲线所代表的状态更稳定的区域。因而，再生制动力消失，制动分配状态进入更稳定的区域。
图13是用于描述由于过大的制动力而在后轮中发生车轮抱死时车辆的行为的参考图。当后轮制动力过大时，由于在后轮上车轮抱死，侧向力不会作用在后轮上，因此只有制动力Fxr作用在后轮上，而制动力Fxf和侧向力Fyf作用在前轮上。
特别地，惯性力Fx和侧向力Fy分别作为制动力和侧向力的斥力作用于车辆的纵向和横向重心。作用在车辆上的纵向合力具有平行的力和力矩，但纵向力Fy形成相对于车辆重心的力矩“Fy×b”。当由于该力矩，车辆沿纵向转向时，作用在重心上的惯性力与合力之间的角α增大。因此，偏航现象的大小增加，车辆的制动稳定性降低。
以上详细描述了本发明的示例性实施方案，但这并不限制本发明的权利要求范围。本领域普通技术人员使用在所附权利要求中定义的本发明的基本概念所作的各种修改和改进也包括在本发明的权利要求范围内。

Claims (17)

1.一种控制车辆制动的方法，所述车辆具有配置为驱动前轮的第一独立驱动单元、配置为驱动后轮的第二独立驱动单元和安装在驱动轴中并使动力传递连接和断开连接的隔离器，所述方法包括：
由控制器基于在车辆内收集的信息来确定当前的车辆稳定性指数；
基于确定的车辆稳定性指数，由控制器使隔离器连接或断开连接；
基于隔离器的受控状态，由控制器对车辆的前轮或后轮、或者对所有前轮和后轮执行再生制动。
2.根据权利要求1所述的控制车辆制动的方法，其中，所述车辆为具有前轮电机和后轮电机以及隔离器的四轮驱动电动车辆，所述前轮电机和后轮电机作为驱动单元，所述隔离器安装在车辆的前轮驱动轴上。
3.根据权利要求2所述的控制车辆制动的方法，其包括：
由控制器确定当车辆在隔离器断开连接以解除动力传递连接的状态下行驶时制动踏板是否被操作；
响应于确定出制动踏板被操作，由控制器基于在车辆内收集的信息确定当前的车辆稳定性指数，并将确定的车辆稳定性指数与预设的参考值进行比较；
当确定的车辆稳定性指数小于预设的参考值时，由控制器将驾驶员所需的制动扭矩与对应于当前车辆速度的后轮电机的再生制动可行的扭矩进行比较；
当驾驶员所需的制动扭矩等于或小于后轮电机的再生制动可行的扭矩时，由控制器执行后轮电机的再生制动，并通过仅生成后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩。
4.根据权利要求3所述的控制车辆制动的方法，其中，根据车辆减速度、后轮滑移量以及前轮制动力与后轮制动力之间的分配比，利用等式1计算车辆稳定性指数：
等式1：车辆稳定性指数＝车辆减速度×后轮滑移量×前轮制动力与后轮制动力的分配比
其中，车辆减速度是利用传感器测量的当前实际车辆减速度，前轮制动力与后轮制动力之间的分配比是前轮制动力与后轮制动力之比的值。
5.根据权利要求3所述的控制车辆制动的方法，其中，后轮电机的再生制动可行的扭矩是根据当前车辆速度的值，并根据表示后轮电机的再生制动可行的扭矩的曲线确定。
6.根据权利要求3所述的控制车辆制动的方法，其进一步包括：
当确定的车辆稳定性指数等于或大于参考值时，由控制器使隔离器连接；
在隔离器连接的状态下，由控制器同时操作前轮制动和后轮制动，以实现驾驶员所需的制动扭矩。
7.根据权利要求6所述的控制车辆制动的方法，其中，操作前轮制动和后轮制动包括：
由控制器将驾驶员所需的制动扭矩与对应于当前车辆速度的前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩进行比较；
当驾驶员所需的制动扭矩等于或小于前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩时，由控制器执行前轮电机和后轮电机的再生制动，并通过生成前轮再生制动扭矩和后轮再生制动扭矩实现驾驶员所需的制动扭矩。
8.根据权利要求7所述的控制车辆制动的方法，其中：
前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩是前轮电机的再生制动可行的扭矩和后轮电机的再生制动可行的扭矩之和，
前轮电机的再生制动可行的扭矩是根据当前车辆速度的值，并根据表示前轮电机的再生制动可行的扭矩的曲线确定，以及
后轮电机的再生制动可行的扭矩是根据当前车辆速度的值，并根据表示后轮电机的再生制动可行的扭矩的曲线确定。
9.根据权利要求7所述的控制车辆制动的方法，其中，操作前轮制动和后轮制动进一步包括：
当驾驶员所需的制动扭矩大于前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩时，由控制器将前轮和后轮液压制动扭矩与预先确定的再生制动和液压制动混合极限扭矩进行比较；
当前轮和后轮液压制动扭矩小于再生制动和液压制动混合极限扭矩时，由控制器执行前轮电机的再生制动和后轮电机的再生制动以及前轮液压制动和后轮液压制动，并实现驾驶员所需的制动扭矩，
其中，前轮和后轮液压制动扭矩通过从驾驶员所需的制动扭矩中减去前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩来获得。
10.根据权利要求9所述的控制车辆制动的方法，其中，操作前轮制动和后轮制动进一步包括：
当前轮和后轮液压制动扭矩等于或大于再生制动和液压制动混合极限扭矩时，由控制器将前轮再生制动扭矩限制并保持为再生制动和液压制动混合极限扭矩，同时通过执行前轮电机和后轮电机的再生制动以及前轮和后轮液压制动，实现驾驶员所需的制动扭矩。
11.根据权利要求10所述的控制车辆制动的方法，其中，在通过仅生成后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩的情况下，当车辆稳定性指数随着制动踏板操作量的增加而增加并达到所述参考值时，使隔离器连接，并且，在将前轮再生制动扭矩限制并保持为再生制动和液压制动混合极限扭矩时，将后轮再生制动扭矩保持为在车辆稳定性指数达到所述参考值的时间点时的后轮再生制动扭矩。
12.根据权利要求9所述的控制车辆制动的方法，其中，在通过仅生成后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩的情况下，当车辆稳定性指数随着制动踏板操作量的增加而增加并达到所述参考值时，使隔离器连接，并且，在执行前轮电机和后轮电机的再生制动以及前轮和后轮液压制动并实现驾驶员所需的制动扭矩时，将后轮再生制动扭矩保持为在车辆稳定性指数达到所述参考值的时间点时的后轮再生制动扭矩。
13.根据权利要求7所述的控制车辆制动的方法，其中，在使隔离器连接的状态下并且基于在车辆内收集的信息，控制器确定出进入电机的再生制动可行的状态，将驾驶员所需的制动扭矩与前轮电机和后轮电机的再生制动可行的扭矩进行比较。
14.根据权利要求13所述的控制车辆制动的方法，其中，在使隔离器连接的状态下并且基于在车辆内收集的信息，控制器确定出不进入电机的再生制动不可行的状态，执行通过仅生成前轮和后轮液压制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩的液压制动控制。
15.根据权利要求7所述的控制车辆制动的方法，其中，在通过仅生成后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩的情况下，当车辆稳定性指数随着制动踏板操作量的增加而增加并达到所述参考值时，使隔离器连接，并且，在通过仅生成前轮再生制动扭矩和后轮再生制动扭矩来实现驾驶员所需的制动扭矩时，将后轮再生制动扭矩保持为在车辆稳定性指数达到所述参考值的时间点时的后轮再生制动扭矩。
16.根据权利要求3所述的控制车辆制动的方法，其进一步包括：
当驾驶员所需的制动扭矩大于后轮电机的再生制动可行的扭矩时，由控制器执行后轮电机的再生制动以及前轮和后轮液压制动，并且实现驾驶员所需的制动扭矩。
17.一种控制车辆制动的系统，所述车辆具有配置为驱动前轮的第一独立驱动单元、配置为驱动后轮的第二独立驱动单元和安装在驱动轴中并使动力传递连接和释放连接的隔离器，所述系统包括：
存储器，其配置为存储程序指令；以及
处理器，其配置为执行所述程序指令，当被执行时所述程序指令配置为：
基于在车辆内收集的信息来确定当前的车辆稳定性指数，
基于确定的车辆稳定性指数，操作车辆控制器以使隔离器连接或断开连接，
基于隔离器的受控状态，操作制动控制器以对车辆的前轮或后轮、或者对所有前轮和后轮执行再生制动。
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