CN114312328A - 车辆单踏板驾驶期间的制动辅助 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“车辆单踏板驾驶期间的制动辅助”。在不存在制动踏板接合期间，在至少预定时间段内存在有对可用动力传动系统扭矩已经减小的指示的情况下，响应于加速踏板的释放以及车辆的速度小于阈值，控制器操作摩擦制动器以使所述车辆停止。在不存在对可用动力传动系统扭矩已经减小的所述指示和制动踏板接合的情况下，响应于加速踏板的释放和所述速度小于所述阈值，所述控制器操作电机而不是所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

Description

车辆单踏板驾驶期间的制动辅助

技术领域

本公开涉及在单踏板驾驶期间对车辆的控制。

背景技术

具有发电机/马达的车辆的动力传动系统可能消耗能量来向前推进车辆并且生成能量以使车辆减速或停止。该再生制动捕获与车辆的移动相关联的动能并且将其转换成电能以存储在电池中。

在单踏板驾驶模式中，驾驶员可能不需要踩下制动踏板来使车辆减速或使车辆停止。就像踩下加速踏板可以使马达向前推进车辆一样，释放加速踏板可以使发电机再生制动车辆-而无需使用摩擦制动器。

发明内容

一种车辆包括电机、摩擦制动器和控制器。在不存在制动踏板接合下至少在预定时间段内存在有对所述摩擦制动器的自动操作的情况下，响应于加速踏板的释放以及所述车辆的速度小于阈值，所述控制器操作至少所述摩擦制动器以使所述车辆停止。在不存在对所述摩擦制动器的自动操作和制动踏板接合的情况下，响应于加速踏板的释放和所述速度小于所述阈值，所述控制器还操作所述电机而不是所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

一种用于控制车辆的方法，其包括在不存在制动踏板接合期间，在至少预定时间段内存在有对可用动力传动系统扭矩已经减小的指示的情况下，响应于加速踏板的释放以及所述车辆的速度小于阈值，操作摩擦制动器以使所述车辆停止。所述预定时间段取决于对可用动力传动系统扭矩已经减小的所述指示的原因，使得所述预定时间段针对所述指示的不同原因是不同的。所述方法还包括，在不存在对可用动力传动系统扭矩已经减小的所述指示和制动踏板接合的情况下，响应于加速踏板的释放和所述速度小于所述阈值，操作电机而不是所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

一种车辆包括电机、摩擦制动器和控制器。响应于所述车辆的速度小于阈值、加速踏板的释放、不存在对可用动力传动系统扭矩已经减小的指示、不存在制动踏板接合、以及存在对可用动力传动系统停止扭矩已经受到限制的指示，所述控制器操作所述摩擦制动器以使所述车辆停止。响应于所述速度小于所述阈值、加速踏板的释放、不存在对可用动力传动系统扭矩已经减小的指示、不存在制动踏板接合、以及不存在对可用动力传动系统停止扭矩已经受到限制的所述指示，所述控制器还操作所述电机而不是所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

附图说明

图1是车辆的示意图。

图2是图1的车辆的一部分的框图。

图3是用于单踏板驾驶低速控制的算法的流程图。

具体实施方式

本文中描述了本公开的各实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以呈现各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构细节和功能细节不应解释为限制性的，而仅应解释为用于教导本领域技术人员以各种形式利用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解，参考附图中的任一附图示出和描述的各个特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确地示出或描述的实施例。所示特征的组合提供典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改。

单踏板驾驶可以以增加的提升踏板再生制动和在一定范围的坡道上无需来自制动踏板的输入而使车辆停止的能力来给予加速踏板更多的控制。这可以响应于驾驶员输入，诸如按钮的按压或速度小于某个阈值而启用。

当车辆处于单踏板驾驶模式中以及客户已经松加速踏板时，单踏板驾驶低速控制器可以经由动力传动系统扭矩修改来控制车辆从低速实现完全停止。尽管主要操作模式是使用动力传动系统扭矩来命令车辆停止，但是也可能存在低速控制器在没有来自摩擦制动器的支持的情况下无法使车辆停止的情况。例如，动力传动系统充电限制和马达限制可能使动力传动系统无法命令所需的减速动力传动系统扭矩。

还可能存在命令摩擦制动扭矩的制动控制模块更适合于控制车辆停止的状况。在诸如防抱死制动、制动阻力控制和牵引控制等事件期间，可能需要仲裁单踏板驾驶低速控制器操作和制动控制模块操作，这可能涉及摩擦制动器的自动激活和/或在不存在驾驶员制动踏板输入的情况下可用动力传动系统扭矩(可用的正扭矩或可用的负扭矩，视情况而定)的减少，以获得与低车速松加速器踏板的一致性。因此，出于以下示例原因，单踏板驾驶低速控制器可以向制动控制模块发送请求以使用摩擦制动器控制车辆停止：动力传动系统的充电限制禁止低速控制器命令动力传动系统扭矩以使车辆完全停止；马达限制禁止低速控制器命令动力传动系统扭矩以使车辆完全停止；制动控制模块正在执行制动阻力控制事件；制动控制模块正在执行防抱死制动事件；制动控制模块正在执行牵引控制事件；或者驾驶员在某个可校准的低速下完全松开加速踏板。

低速控制器可以针对某个可校准时间评估上述原因中的每一个，所述可校准时间取决于确认其有效性的原因。出于有效的原因，当车辆速度低于也取决于该原因的可校准阈值时，可以发送制动请求。速度条件确保该请求不会被制动控制模块拒绝。在接收到该请求时，制动控制模块可以以零车速为目标并且控制车辆停止，同时用任何现有的阻力控制、防抱死制动或牵引力控制事件等来仲裁请求。

参考图1，电动化车辆10可以包括机械联接到齿轮箱或混合动力变速器14的一个或多个电机12。电机12可以作为马达和发电机操作。另外，混合动力变速器14机械地联接到发动机16。混合动力变速器14还机械地联接到驱动轴18，所述驱动轴18机械地联接到车轮20。电机12可以在发动机16开启或关闭时提供推进和再生制动能力，并且允许车辆10在某些条件下在发动机16关闭的情况下以电动模式操作。在其他布置中，车辆10可以缺少发动机16(例如，电池电动车辆)。还可以设想其他架构。

电池组或牵引电池22存储可由电机12使用的能量。牵引电池22可以提供高压直流(DC)输出。接触器模块24可以包括一个或多个接触器，所述一个或多个接触器被配置为在打开时隔离牵引电池22与高压总线26并且在关闭时将牵引电池22连接到高压总线26。高压总线26可以包括用于携带电流的功率导体和返回导体。一个或多个电力电子模块28(例如，逆变器)可以电联接到高压总线26。电力电子模块28还电气地联接到电机12，并且提供在牵引电池22与电机12之间双向传递能量的能力。例如，牵引电池22可以提供DC电压，而电机12可以以三相交流电(AC)操作来发挥作用。电力电子模块28可以将DC电压转换为三相AC电流以操作电机12。在再生模式中，电力电子模块28可以将来自充当发电机的电机12的三相AC电流转换成与牵引电池22相兼容的DC电压。

除了提供用于推进的能量之外，牵引电池22还可为其他车辆电气系统提供能量。车辆10可以包括DC/DC转换器模块30，DC/DC转换器模块30将来自高压总线26的高压DC输出转换为与低压负载34兼容的低压总线32的低压DC水平。DC/DC转换器模块30的输出可以电气地联接到辅助电池36(例如，12V电池)以用于给辅助电池36充电。低压负载34可以经由低压总线32电联接到辅助电池36。一个或多个高压电气负载38可以联接到高压总线26。高压电气负载38可以具有相关联的控制器，其在适当的时候操作和控制高压电气负载38。高压电气负载38的示例包括风扇、电加热元件、空调压缩机等。

还可以提供车轮制动器40以用于制动车辆10并且阻止车辆10的运动。车轮制动器40可以是液压致动的、电致动的或者它们的某一组合。车轮制动器40可以是制动系统42的一部分。制动系统42可以包括用于操作车轮制动器40的其他部件。为简单起见，图1描绘了制动系统42和车轮制动器40中的一个之间的单个连接。蕴含制动系统42与其他车轮制动器40之间的连接。制动系统42可以包括用于监测和协调其活动的控制器。制动系统42可以监测制动部件并且控制车轮制动器40。制动系统42可以响应于驾驶员命令并且还可以自主地操作以实现诸如稳定性控制等特征。制动系统42的控制器可以实现当由另一个控制器或子功能请求时施加所请求的制动力的方法。

还可以存在系统控制器44以协调各种部件的操作。参考图2，系统控制器44包括单踏板驾驶低速控制器46和动力传动系统命令模块48。动力传动系统命令模块发出动力传动系统扭矩限制和马达扭矩限制，其由单踏板驾驶低速控制器46接收。这些限制可以由动力传动系统部件温度和如本领域已知的其他因素限定。制动系统42包括制动控制模块50，其设置与诸如阻力控制、牵引控制、防抱死制动事件等事件相对应的标志。这些标志由根据本文设想的算法生成摩擦制动辅助的停止请求的单踏板驾驶低速控制器46检测。响应于接收到摩擦制动辅助的停止请求，制动控制模块50生成用于摩擦制动器40的摩擦制动压力命令。

车辆10中的电子模块，诸如图1和图2中所示的那些可以经由一个或多个车辆网络进行通信。车辆网络可以包括用于通信的多个信道。车辆网络的一个信道可以是串行总线，诸如控制器局域网(CAN)。车辆网络的信道中的一个可包括由电气和电子工程师协会(IEEE)802系列标准限定的以太网网络。车辆网络的附加的信道可以包括模块之间的离散连接并且可以包括来自辅助电池36的电力信号。可以通过车辆网络的不同信道传递不同的信号。例如，视频信号可以通过高速信道(例如，以太网)传递，而控制信号可以通过CAN或离散信号传递。车辆网络可以包括有助于在模块之间传递信号和数据的任何硬件和软件部件。车辆网络未在图1中示出，但是可以蕴含车辆网络可以连接到车辆10中存在的任何电子模块。

参考图3，在操作52处，确定车辆速度是否小于阈值。如果否，则算法返回到操作52。如果是，则在操作54处确定在操作54处是否已经释放了加速踏板。如果否，则算法返回到操作52。如果是，则在操作56处，确定制动踏板是否已经接合。如果是，则在操作58处操作摩擦制动器以将车辆制动到停止。如果否，则在操作60处确定摩擦制动器是否正在自动操作。如果否，则在操作62处，确定可用的动力传动系统停止扭矩是否已经受到限制。例如，大于阈值(例如，85％)的电池荷电状态或大于阈值的电机温度可能导致对可用动力传动系统停止扭矩的限制。因此，可以比较电池电压、电机温度等与对应的阈值，以确定可用的动力传动系统停止扭矩是否已经受到限制。如果是，则算法前进到操作58。如果否，则在操作64处操作电机以制动车辆。返回到操作60，如果是，则在操作66处确定预定时间段是否已经过去。如果是，则算法前进到操作58。如果否，则算法前进到操作64。

除了自动操作摩擦制动器之外，在操作60处还可以考虑其他条件。还可以考虑可用动力传动系统扭矩已经减小的指示。如参考图2所建议的，通常在制动阻力控制和牵引控制事件期间广播/设置标志。因此，使用典型技术确定是否存在此类标志可以用于评估可用动力传动系统扭矩是否已经减小。此外，操作66的预定时间段可以取决于可用动力传动系统扭矩已经减小的指示的原因：制动阻力控制可以对应于第一预定时间段，并且牵引控制可以对应于不同于第一预定时间段的第二预定时间段等。此外，来自典型传感器(例如，车轮转速传感器、加速踏板位置传感器、制动踏板传感器、电池电压传感器等)的数据可以用于收集进行上述确定所必需的数据。

由控制器执行的控制逻辑或功能由各个附图中的流程图或类似图来表示。这些附图提供了可以使用一个或多个处理策略(诸如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)来实施的代表性控制策略和/或逻辑。因此，示出的各种步骤或功能可按示出的序列执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。尽管没有总是明确示出，但是本领域普通技术人员将认识到，根据所使用的特定处理策略，可重复执行示出的步骤或功能中的一个或多个。类似地，处理次序不一定是实现本文所描述的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。

本文所公开的过程、方法或算法可以能够输送到处理装置、控制器或计算机/由其实施，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电子控制单元。类似地，所述过程、方法或算法可以作为可由控制器或计算机以许多形式执行的数据和指令来存储，所述形式包括但不限于：永久存储在不可写存储介质(诸如只读存储器(ROM)装置)上的信息以及可变更地存储在可写存储介质(诸如软盘、磁带、光盘(CD)、随机存取存储器(RAM)装置以及其他磁性和光学介质)上的信息。所述过程、方法或算法也可以以软件可执行对象来实施。替代地，可以使用合适的硬件部件或者硬件、软件和固件部件的组合全部或部分地实施所述过程、方法或算法，所述硬件部件诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其他硬件部件或装置。

尽管上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以做出各种改变。如先前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。尽管各个实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实施方式，但本领域普通技术人员应认识到，可以折衷一个或多个特征或特性来实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此，就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实现方式理想的实施例也在本公开的范围内，并且对于特定应用可为理想的。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：

电机；

摩擦制动器；以及

控制器，所述控制器被编程为，

在不存在制动踏板接合下至少在预定时间段内存在有对所述摩擦制动器的自动操作的情况下，响应于加速踏板的释放以及所述车辆的速度小于阈值，操作至少所述摩擦制动器以使所述车辆停止，以及

在不存在(i)对所述摩擦制动器的自动操作和(ii)制动踏板接合的情况下，响应于加速踏板的释放和所述速度小于所述阈值，操作所述电机而不是所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

2.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为，响应于所述速度小于所述阈值、加速踏板的释放、不存在对所述摩擦制动器的自动操作、不存在制动踏板接合以及电池的荷电状态超过荷电状态阈值，操作所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

3.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为，响应于所述速度小于所述阈值、加速踏板的释放、不存在对所述摩擦制动器的自动操作、不存在制动踏板接合以及所述电机的状态，操作所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

4.如权利要求3所述的车辆，其中所述电机的所述状态是所述电机的温度。

5.一种用于控制车辆的方法，其包括：

通过控制器，

在不存在制动踏板接合期间，在至少预定时间段内存在有对可用动力传动系统扭矩已经减小的指示的情况下，响应于加速踏板的释放和所述车辆的速度小于阈值，操作摩擦制动器以使所述车辆停止，其中所述预定时间段取决于对可用动力传动系统扭矩已经减小的所述指示的原因，使得所述预定时间段针对所述指示的不同原因是不同的，以及

在不存在(i)对可用动力传动系统扭矩已经减小的所述指示和(ii)制动踏板接合的情况下，响应于加速踏板的释放和所述速度小于所述阈值，操作电机而不是所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

6.如权利要求5所述的方法，其还包括，响应于所述速度小于所述阈值、加速踏板的释放、不存在(i)对可用动力传动系统扭矩已经减小的所述指示和(ii)制动踏板接合、以及电池荷电状态超过荷电状态阈值，操作所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

7.如权利要求5所述的方法，其还包括，响应于所述速度小于所述阈值、加速踏板的释放、不存在(i)对可用动力传动系统扭矩已经减小的所述指示和(ii)制动踏板接合、以及所述电机的状态，操作所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述电机的所述状态是所述电机的温度。

9.如权利要求5所述的方法，其中所述原因是牵引控制事件。

10.如权利要求5所述的方法，其中所述原因是制动阻力控制事件。

11.一种车辆，其包括：

电机；

摩擦制动器；以及

控制器，所述控制器被编程为，

响应于所述车辆的速度小于阈值、加速踏板的释放、不存在对可用动力传动系统扭矩已经减小的指示、不存在制动踏板接合、以及存在对可用动力传动系统停止扭矩已经受到限制的指示，操作所述摩擦制动器以使所述车辆停止，以及

响应于所述速度小于所述阈值、加速踏板的释放、不存在对可用动力传动系统扭矩已经减小的指示、不存在制动踏板接合、以及不存在对可用动力传动系统停止扭矩已经受到限制的所述指示，操作所述电机而不是所述摩擦制动器以使所述车辆停止。

12.如权利要求11所述的车辆，其中所述控制器还被编程为，在不存在制动踏板接合期间，在至少预定时间段内存在有对可用动力传动系统扭矩已经减小的指示的情况下，响应于加速踏板的释放和所述速度小于所述阈值，操作至少所述摩擦制动器以使所述车辆停止，其中所述预定时间段取决于对可用动力传动系统扭矩已经减小的所述指示的原因，使得所述预定时间段针对所述指示的不同原因是不同的。

13.如权利要求12所述的车辆，其中所述原因是牵引控制事件。

14.如权利要求12所述的车辆，其中所述原因是制动阻力控制事件。

15.如权利要求11所述的车辆，其中对可用动力传动系统停止扭矩已经受到限制的所述指示取决于所述电机的温度。

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