CN114981136B - 一种用于控制车辆制动系统的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制重型车辆(100)的车辆制动系统(300)的方法，该制动系统包括行车制动系统(310、340)和电机制动系统(350、360)，该方法包括：确定用于对车辆(100)的车轮(301)进行制动的总制动扭矩请求，获得电机(360)的制动扭矩能力(CAP EMi)，确定总制动扭矩请求是否超过电机(360)的制动扭矩能力，以及如果总制动扭矩请求超过电机(360)的制动扭矩能力但低于阈值水平，则通过行车制动系统施加基线制动扭矩，其中该基线制动扭矩被配置成补偿总制动扭矩请求与电机(360)的制动扭矩能力之间的差，并且通过电机制动系统(350、360)控制车轮滑移。

Description

一种用于控制车辆制动系统的方法
技术领域
本公开涉及用于使重型车辆减速的系统，并且更具体地涉及用于控制一个或多个电机与行车制动系统之间的复合制动的方法。本发明可以应用于重型车辆，诸如，卡车和建筑设备，但不限于这种特定类型的车辆。
背景技术
大多数重型车辆包括行车制动器，这些行车制动器被布置成在操作期间使车辆减速，即，对车辆进行制动。重型车辆上的行车制动器通常是摩擦制动器，诸如，盘式制动器或鼓式制动器。
电动车辆包括被布置成为驱动车辆提供动力的一个或多个电机。这些电机通常还能够生成减速力。这种制动可以是再生性的，因为能量可以从制动生成，该能量可以储存在蓄电装置(诸如，电池)中。
由一种以上类型的制动器(诸如，行车制动器和电机)进行制动的组合被称为复合制动。从控制的角度来看，以有效且鲁棒的方式组合不同类型的制动系统是具有挑战性的。
US 2013/0218435 A1公开了用于行车制动器和再生制动器的有效复合制动的方法和装置。US 2013/0218435 A1中提出的做法是将再生制动系统用于轻度到中度的制动力，并且依赖于行车制动系统进行较中度的制动。US 2018/0361856 A1公开了一种使用复合制动的方法和装置。
然而，需要较精确的复合制动方法。
发明内容
本公开的目标是提供改进的复合制动方法和控制系统。此目标至少部分由一种用于控制重型车辆的车辆制动系统的方法实现。该制动系统包括行车制动系统和电机制动系统。该方法包括：确定用于对车辆的车轮进行制动的总制动扭矩请求；获得电机的制动扭矩能力；确定总制动扭矩请求是否超过电机的制动扭矩能力；以及如果总制动扭矩请求超过电机的制动扭矩能力但低于阈值水平，则通过行车制动系统施加基线制动扭矩。基线制动扭矩被配置成补偿总制动扭矩请求与电机的制动扭矩能力之间的差。该方法还包括：如果总制动扭矩请求低于阈值水平，则通过电机制动系统控制车轮滑移。
以这种方式，在大多数制动操作期间，滑移控制主要由电机有效地处置。电机的制动扭矩能力被监测，并且行车制动系统进行的扭矩控制式的(预定扭矩水平的)制动用于确保可以满足制动扭矩请求。这意味着只要制动扭矩请求不高于阈值水平，电机就控制车轮滑移，而行车制动系统滑移控制器不处于作用中。这简化了控制并实现了例如再生减速系统的有效操作，因为例如就协调和联合车轮滑移控制来说，不需要考虑行车制动滑移控制系统。紧急制动仅由行车制动系统处置，这确保了安全的车辆操作和减少的控制响应时间，因为电机制动响应于高制动扭矩请求而被去激活。
根据一些方面，电机能够在有限的时间内提供较高的扭矩，即，峰值扭矩。因此，根据一些方面，存在与电机的制动扭矩能力相关联的时间依赖性，并且总制动扭矩请求包括持续时间。电机在有限的时间内生成高扭矩的能力可以通过本文提出的技术以有效的方式加以利用。
根据多个方面，基线制动扭矩被确定为总制动扭矩请求与电机的制动扭矩能力和增加的裕度扭矩值之间的差。增加的裕度扭矩值为操作增加了安全裕度，因此确保可以高概率地满足制动扭矩请求。增加的裕度扭矩值可以被选择为介于电机的制动扭矩能力的0.1倍与0.3倍之间，并且优选为电机的制动扭矩能力的0.2倍，即，是相对裕度值。裕度值也可以相对于系统中的其它量来确定，或者可以是绝对度量。
根据一些方面，该方法包括：假如总制动扭矩请求低于电机的制动扭矩能力，则施加等于零的基线制动扭矩。这意味着，只要电机具有足够的制动能力来处置制动扭矩请求，电机就处置所有的制动。
根据一些其它方面，如上所述，该方法包括：假如总制动扭矩请求高于阈值水平，则仅通过行车制动系统来对车辆进行制动，并且仅通过行车制动系统来控制车轮滑移。与电机相比，行车制动系统可以被配置成以安全的方式生成较大的制动扭矩。因此，通过仅将行车制动系统用于生成紧急制动，为整个制动系统增加了额外的安全性。阈值水平可以例如对应于量值高于0.5g的车辆加速度。
根据一些方面，该方法还包括取决于所估计的表面摩擦系数μ而确定总制动扭矩请求。这意味着，例如，较合理的制动扭矩请求被发送到系统中。
根据一些方面，该方法包括取决于电池状态和/或取决于被布置成吸收来自再生制动的过剩能量的电阻器而确定电机的制动扭矩能力。
根据一些方面，该方法包括将行车制动器的车轮滑移极限配置为高于电机的车轮滑移极限。以这种方式，行车制动器在推进过程中充当电机的安全备用件。例如，如果电机不能够如在较低水平下配置的那样限制车轮滑移，并且车轮滑移增加到高于强加在电机上的车轮滑移极限，则行车制动系统将最终触发车轮滑移控制，因为行车制动系统的较高车轮滑移极限也被突破。
本文还公开了与上文论述的优点相关联的控制单元、计算机程序、计算机可读介质、计算机程序产品、制动系统、推进系统和车辆。
通常，除非在本文中另有明确定义，否则权利要求书中所使用的所有术语应根据它们在技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确说明，否则对“一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有提及应被公开解释为指代该元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个示例。除非明确说明，否则本文所公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。当研读随附权利要求书和下文描述时，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。本领域的技术人员应认识到，可以组合本发明的不同特征以产生与下文所述的实施例不同的实施例，而不偏离本发明的范围。
附图说明
参照附图，下文是作为示例引述的本发明的实施例的更详细描述。在附图中：
图1A到图1B示意性地图示了一些示例重型车辆；
图2示出了示例车辆制动/推进系统；
图3示出了示例车辆制动/推进系统的细节；
图4是图示了轮胎力对滑移率的曲线图；
图5A到图5C是图示了示例制动操作的曲线图；
图6是图示了扭矩能力对发动机速度的曲线图；
图7是图示了方法的流程图；
图8示意性地图示了控制单元；
图9示出了示例计算机程序产品。
具体实施方式
现将在下文中参照附图更全面地描述本发明，其中本发明的某些方面示出在附图中。然而，本发明可以按许多不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例和方面；实际上，这些实施例是以举例方式提供的，以使得本公开将详尽且完整，并将向本领域的技术人员全面传达本发明的范围。相同附图标记在本说明书全文中表示相同元件。
应理解的是，本发明不限于本文所描述且附图所图示的实施例；实际上，本领域的技术人员应认识到可以在随附权利要求书的范围内进行许多改变和修改。
图1A和图1B图示了用于货物运输的示例车辆100，其中可以有利地应用本文所公开的技术。图1A示出了被支撑在车轮120、140和160上的卡车，这些车轮中的至少一些是从动轮。
图1B示出了半挂车，其中牵引车单元101牵引着挂车单元102。挂车单元102的前部由牵引座连接件103支撑，而挂车单元102的后部被支撑在一组挂车车轮180上。
车辆上的每个车轮或至少大部分车轮与相应车轮行车制动器130、150、160相关联(图1A到图1B中未示出挂车单元车轮制动器)。此车轮行车制动器可以是例如气动盘式制动器或鼓式制动器。车轮制动器由制动器控制器控制。本文中，术语制动器控制器、制动器调制器和轮端模块将被可互换地使用。它们都被解释为控制施加在车辆(诸如，车辆100)的至少一个车轮上的制动力的设备。车轮制动器控制器中的每一个通信地联接到控制单元110，从而允许控制单元与制动器控制器通信，并且因而控制车辆制动。此控制单元可以潜在地包括分散在车辆上的多个子单元，或者它可以是单个物理单元。控制单元110可以例如执行车辆运动管理功能，诸如，在车轮之间分派制动力以维持车辆稳定性并将车轮滑移保持在可接受的水平。还可以分配和/或控制车轮制动力，以优化电机的使用。
车辆100上的车轮中的一些由电机驱动。图2示出了示例驱动布置，其中两个轮轴包括由电机EM1到EM4驱动的车轮。电机EM1到EM4中的每一个可以以已知方式生成加速力和减速(制动)力两者。例如，电机可以被配置为在车辆减速期间产生电力的再生制动器。从动轮还包括行车制动器SB1到SB4，诸如，摩擦制动器，这些行车制动器被配置成以已知方式降低车轮速度。
通过在设置中增加电阻器，电机系统可以被设计为耐久制动系统。这意味着，当能量源(即，电池)已达到最大荷电状态(SOC)时，来自电动机的制动电力可以替代地行进穿过电阻器，其中热量从电动机的制动生成。以这种方式，即使当电机电源满电时，制动力也可以由电机生成，因为电阻器能够吸收来自再生制动的过剩能量。
图2还示出了可选的一组挂车车轮180，这些挂车车轮通常与对应的一组行车制动器相关联。被牵引单元(诸如，半挂车等)可以配备有类似的布局，而在每个车轮或车轮子集上包括电机210和行车制动器(图2中未示出)。
根据一些方面，控制单元110被配置成执行车辆运动管理。这种管理包括在电机之间分配牵引力以及制动力。
图3图示了车轮301(诸如，车轮140、160中的一个)的制动器控制系统300。制动器控制系统300包括：行车制动器轮端模块(WEM SBi)310，该行车制动器轮端模块被布置成控制行车制动器致动器340(此处由盘式制动器示范)进行的车轮制动；以及电机EMi 360，该电机被布置成为车轮301提供动力并且还施加制动力以降低车轮转速。电机轮端模块(WEMEMi)350被布置成控制电机360。应了解的是，这两个WEM可以被包括在单个物理单元302中，或者被配置为单独的物理单元。
车辆控制单元110(此处被示出为车辆运动管理(VMM)系统)被布置成控制两个轮端模块310、350的操作。该控制基于所传递的扭矩请求TSBi 320和TEMi 370，以及强加的车轮滑移极限λSBi和λEMi。
根据SAE J670(SAE车辆动力学标准委员会，2008年1月24日)，纵向车轮滑移λ可以被定义为：
其中R是以米为单位的有效车轮半径，ω是车轮的角速度，并且vx是车轮的纵向速度(在车轮的坐标系中)。因此，λ被限制在-1与1之间，并且量化了车轮相对于路面滑移的多少。车轮滑移本质上是车轮与车辆之间测量到的速度差。因此，本文所公开的技术可以适用于任何类型的车轮滑移定义。
车辆控制单元110维持关于vx(在车轮的参考坐标系中)的信息，同时车轮速度传感器等可以用于确定ω。对于WEM，电机本身中的转速传感器也可以用于确定ω，在这种情况下，可能还需要考虑齿轮比等。
应注意的是，在下文中，当论述关于车轮滑移的极限时，正是车轮滑移的量值或绝对值受到限制。即，增加的车轮滑移极限可以指较大的正的允许车轮滑移或较小的负的允许车轮滑移。本公开主要考虑制动，即车轮滑移在本文中通常是负的，因为在制动期间vx＞Rω。
现代行车制动系统以及一些较新的电机能够进行精细粒度的滑移控制。例如，一些现代制动器控制器能够将车轮滑移λ保持在某个标称值的+/-0.02内。
车辆控制单元110(即，VMM系统)发送制动请求(这些制动请求包括例如请求制动扭矩和车轮滑移量值极限)，并且接收回与轮端模块的当前能力相关的能力数据CAP SBi330和CAP EMi 380。能力数据可以包括例如当前测量车轮滑移、峰值测量车轮滑移(在某个时间段内)、就例如制动扭矩来说的当前制动能力，并且在一些情况下还包括所估计的道路摩擦系数。
就制动来说的能力可以与连续能力和峰值能力相关联，连续能力是可以在长时间段内递送的扭矩，并且峰值能力是可以在有限的时间段内递送的能力。这将在下文结合图6更详细地论述。能力数据CAP SBi 330和CAP EMi 380可以包括连续扭矩能力和峰值扭矩能力，以及指示峰值扭矩可以被递送多长时间的持续时间值。此外，此时间段可以作为所递送的扭矩的函数而减少，例如，如果电机360用于减速以使得其变热，则可以递送峰值扭矩的持续时间可能减少。如果电机在一段时间内没有经受高负载，则与电机在升高的温度下操作时相比，电机能够在较长的持续时间内递送峰值扭矩。因此，可以有利地使用与不同水平的扭矩相关联的时间段以提高车辆100的可控性。
WEM根据请求制动扭矩而控制制动，同时保持车轮滑移量值低于所设定的车轮滑移量值极限。这通过从控制单元110供应的、关于例如车轮的参考坐标系中的车辆速度的数据而成为可能。如果车轮滑移量值超过所设定的滑移极限，则可以包括降低制动系统中生成的车轮扭矩的滑移控制策略被激活，以使得车轮恢复到等于或小于所设定的车轮滑移量值极限的滑移值。能力消息CAP SBi 330或CAP EMi 380可以响应于操作条件的改变而不断更新。例如，车轮的总能力总是受到当前道路摩擦力的限制。这是因为能够实现的纵向力以已知的方式受到道路摩擦力和轮胎法向力的限制。
滑移控制功能可以并入在VMM 110中，或者并入到一个或两个WEM 310、350中，或者VMM与WEM的组合中。根据一些方面，VMM中与电机相关联的滑移控制回路使用一个滑移极限，并且对应WEM使用较大的滑移极限。以这种方式，如果VMM未能防止过度的车轮锁死，则WEM充当安全网。
本文中，滑移控制回路被广义地解释为意指被布置成以某种方式调节车轮滑移的滑移控制系统。滑移控制回路未必涉及反馈。
通常，基于当前的道路摩擦条件而请求制动扭矩。例如，可以将总请求制动扭矩作为以下两者中的最小值来确定：基于驾驶情形确定的优选制动扭矩；以及在考虑到当前道路摩擦条件的情况下的最大能够实现的扭矩。
图4是示出了作为车轮滑移的函数的可实现的轮胎力的曲线图。纵向可获得轮胎力Fx示出了针对小的车轮滑移的几乎线性增加的部分410，随后是针对较大的车轮滑移的具有较非线性的行为的部分420。即使在相对小的纵向车轮滑移下，能够获得的侧向轮胎力Fy也会迅速减小。需要将车辆操作维持在线性区域410中，在该区域中，响应于所施加的制动命令的可获得纵向力较容易预测，并且如果需要，可以生成足够的侧向轮胎力。为了确保此区域中的操作，可以在WEM上强加大约例如0.1的车轮滑移极限λLIM。
对于EM 360，有至少三种实施滑移控制系统的可能性，这些选项可以被组合或单独使用。
在第一选项中，参考图3，滑移控制器系统被实施或者至少部分包括在VMM 110内。扭矩请求TEMi既而取决于当前车轮滑移而被发送到WEM EMi 350。
在第二选项中，用于EM 360的主车轮滑移控制器被包括在WEM EMi 350中，并且VMM发送扭矩请求和滑移极限(如同其针对行车制动器310/340而进行的那样)。WEM EMi350既而取决于当前车轮滑移而将扭矩请求修改为所施加的扭矩，并且更新能力消息CAPEMi。
在第三选项中，VMM 110执行EM滑移控制环路的一部分，并且当滑移极限被突破时，向WEM EMi 350发送车轮速度请求。以这种方式，WEM EMi 350可以对电机转速执行快速控制，但是实际滑移计算主要由VMM 110执行。
通常，本文论述的与复合制动相关的技术也可以应用于包括电机和行车制动器的挂车单元。
根据本文公开的技术，VMM 110可选地决定电机和行车制动器中的哪个制动器致动器将执行滑移控制。电机和行车制动器的另一个制动器致动器接着充当滑移控制备用件，与执行滑移控制的致动器相比，该滑移控制备用件配置有较高的滑移极限。
包括一个以上致动器的制动系统(如图3所示的制动系统)的控制(诸如，使用行车制动系统以及一个或多个电机进行的复合制动)是复杂的，这至少部分是因为现在有两个不同的致动器试图控制同一个车轮。在这种系统中，滑移控制可能受到不利影响，因为当发生车轮滑移时，两个系统可能试图限制滑移，可能是以不同控制时间常数进行的。这可能导致制动扭矩下降过多，甚至导致振荡行为。
为了简化具有一个以上制动器致动器和一个以上能够执行滑移控制的单元的系统中的车轮滑移控制，本文提出通过行车制动系统施加基线扭矩，并且让电机控制车轮滑移，只要VMM 110的总请求扭矩不超过对应于紧急制动的阈值扭矩值。此阈值可以是例如大约-0.5g，其中“g”是由于重力(来自地球内的质量分布)和离心力(来自地球自转)的组合效应而赋予物体的净纵向加速度。基线扭矩水平可以被配置成随时间缓慢改变，或者甚至在一段时间内是恒定的。
图5A示出了根据本文公开的技术的示例操作的曲线图500。该曲线图示出了扭矩(以牛顿米为单位)对时间(以秒为单位)的关系。VMM 110确定用于对车辆的车轮301进行制动的总制动扭矩请求510。制动系统的总体目标是递送此请求制动扭矩。包括单个制动器致动器的系统(诸如，包括用于每个车轮的单个致动器的正常行车制动系统)将控制所施加的扭矩接近请求扭矩值。图5A中的总请求制动扭矩510低于电机的制动扭矩能力520。在这种情形下，因为电机可以自己提供请求扭矩，所以该电机用于对车轮进行制动，而无需来自行车制动系统的支持。由该电机施加的扭矩由图5A中的实线530示出。电机也是车轮滑移控制的唯一手段，这就是图5A中所施加的扭矩530随时间变化的原因。
图5A还示出了阈值扭矩水平570。这将在下文结合图5C更详细地论述。
图5B图示了另一种情形501，其中总制动扭矩请求510超过电机360的制动扭矩能力520，但是低于阈值水平570。在这种情况下，使用行车制动器施加基线制动扭矩550。此基线制动扭矩被配置成补偿总制动扭矩请求510与电机360的制动扭矩能力520之间的差。仍然仅使用电机来提供滑移控制，这再次是电机施加的扭矩530随时间变化的原因。因此，有利地，滑移控制由单个致动器执行，这简化了控制。同时，在请求制动扭矩超过电机的能力的情形下，该电机也用作滑移控制的唯一手段。基线制动扭矩水平此处被示出为在一段时间内是恒定的。然而，基线制动扭矩也可以被配置为线性增大或减小的值。然而，通常基线水平的改变速率低于电机控制的控制带宽。
图5C图示了总请求制动扭矩510超过阈值570的情形502。在这种情况下，根据本文公开的方法中的一些，行车制动器用于提供总请求扭矩，并且还用于滑移控制，这就是图5C中行车制动器施加的扭矩540随时间变化的原因。电机的滑移控制既而被停用，以不干扰行车制动系统执行的滑移控制。
如上所述，控制可能存在时间依赖性，因为电机可能够在有限的时间内递送高峰值扭矩，在该时间段之后，可能只提供较低的连续操作扭矩。在所公开的技术中可以有利地使用此时间段，因为它允许以平稳方式(即，逐渐增大直到基线扭矩)在基线扭矩下引入行车制动系统。一旦引入了基线扭矩，电机可以从峰值扭矩水平后退。
图6是示出了电机的示例扭矩能力600的曲线图，这些扭矩能力取决于用于推进操作(正扭矩)和制动操作(负扭矩)的发动机速度。这些类型的能力可以作为结合例如图3论述的能力消息的一部分传达给车辆控制系统。当然，对于倒车(负发动机速度)，也可以绘制类似曲线。取决于电机和周围车辆系统的各种设计参数(诸如，冷却系统、过载电阻器的设计和总体上的部件鲁棒性)，大多数电机可以与连续扭矩能力和峰值扭矩能力相关联，该连续扭矩能力可以在较长的时间段内维持，并且该峰值扭矩能力是仅可以在例如发动机温度达到临界水平之前，在有限的时间段内生成的扭矩水平。
这意味着，对于短暂但强烈的推进和制动情形，VMM 100可以选择暂时使电机过载直到已知的过载水平，并且在有限的时间段内将负载维持在此水平下。这又意味着传动系统的设计可以简化或者甚至缩减到单个固定齿轮传动，这是优点。可以提供峰值扭矩的此时间段也简化了以受控方式引入行车制动器基线扭矩。
图7是概述了上文论述的方法的流程图。图示了用于控制重型车辆100的车辆制动系统300的方法。如图3所示范，制动系统包括行车制动系统310、340和电机制动系统350、360。
该方法包括确定S1用于对车辆100的车轮301进行制动的总制动扭矩请求510。此确定例如可以由VMM中的力分派模块执行，该力分派模块响应于来自较高层控制功能的请求而起作用。可选地，该制动扭矩请求还可以与需要制动的持续时间相关联，这允许控制单元110确定峰值扭矩是否可以在制动操作的持续时间内使用，或者是否需要长时间段的扭矩。
该方法还包括获得S2电机360的制动扭矩能力520、CAP EMi。此制动扭矩能力可以例如取决于电池状态，并且取决于是否已向该电机系统添加了被布置成吸收来自再生制动的过剩能量的过载电阻器以及过载电阻器是什么规格(如果添加)。此外，如上所述，该制动扭矩能力可以包括只可以在有限的时间段内递送的峰值扭矩能力，以及可以在较长的时间段内生成的连续扭矩能力。
通过添加电阻器以吸收来自再生制动的过剩能量，电机系统(包含冷却系统等)的尺寸可以被设定成处置足以用于长下坡行驶的连续扭矩630的递送。该电机的尺寸也可以被设定成在有限的时间段内处置足以用于紧急制动的峰值扭矩。这些能力(即，峰值扭矩能力和连续扭矩能力以及相关的时间窗)可以经由能力消息380传达给控制单元。
图6示出了示例正最大扭矩能力610和示例正连续扭矩能力620，该正连续扭矩能力小于峰值能力，但是另一方面可以在较长的时间段内维持。对于相当低的发动机速度，比如说低于几千rpm，该机器可以在较长的时间段内提供扭矩值602，但是可以在有限的时间段(诸如，10到30秒)内提供显著较高的扭矩601。两个扭矩值610、620都倾向于随发动机速度下降，直到某最大发动机速度605。电机可以与大约10000rpm的最大发动机速度605相关联。
对于负扭矩，可以看到类似情形，其中该机器具有在长时间段内递送连续负扭矩630的能力，该负扭矩与负扭矩峰值604相比具有较小量值603。然而，可以生成而用于制动的峰值扭矩640不可以在长时间段内维持。这两个负扭矩的量值也倾向于随着发动机速度下降。
因此，可以在有限的时间段内使电机过载。控制单元110可以在车辆控制期间使用此信息。特别地，VMM 110可以将总制动扭矩请求以及相关联的总制动扭矩请求持续时间与电机的峰值扭矩能力以及与峰值扭矩相关联的持续时间进行比较，并且基于电机的能力以及与制动请求相关联的持续时间而确定是否可以满足制动扭矩请求。这允许行车制动器以受控并且及时的方式引入基线扭矩。
类似的“峰值”和“连续”制动扭矩能力与相关联的时间段一起当然也可以从行车制动器传达到VMM 110。
该能力还可以反映道路条件，诸如，当前摩擦力以及轮胎的状态。系统现在知道应递送什么扭矩，以及电机可以提供多少扭矩。
该方法进一步包括确定S3总制动扭矩请求510是否超过电机360的制动扭矩能力520。如果总制动扭矩请求510超过电机360的制动扭矩能力520但低于阈值水平570，则该方法通过行车制动系统施加S4基线制动扭矩550)。此基线制动扭矩被配置成补偿总制动扭矩请求510与电机360的制动扭矩能力520之间的差，这意味着该行车制动扭矩作为给定的扭矩控制式的水平被添加，以便使电机和行车制动器的组合达到总请求制动扭矩水平。该基线制动扭矩水平可以在一段时间内是恒定的，或者线性增大或减小。该基线制动扭矩水平的改变速率优选是取决于电机减速布置的控制带宽而确定的。确定S3总制动扭矩请求510是否超过电机360的制动扭矩能力520还可以包括确定请求制动扭矩持续时间是否超过与电机的峰值扭矩能力相关联的持续时间。
应注意的是，该方法包括：假如总请求制动扭矩低于阈值水平，则通过电机制动系统350、360控制S5车轮滑移。这简化了滑移控制，因为在同一时间只有一个滑移控制系统处于作用中。因此，所提出的技术不需要联合滑移控制系统。
对于EM 360，至少有三种实施滑移控制回路的可能性，这些选项可以被组合或单独使用。在选项1中，参考图3，滑移控制器被实施或者至少部分包括在VMM内。扭矩请求既而被发送到WEM EMi(例如，参见图3中的350)。在选项2中，用于EM 360的主滑移控制器被包括在WEM EMi 350中，并且VMM发送扭矩请求和滑移极限(如同其针对行车制动器310/340而进行的那样)。在选项3中，VMM执行EM滑移控制环路的“一部分”，并且当达到滑移极限时，向WEM EMi350发送车轮速度请求。以这种方式，WEM EMi 350可以对电机转速执行快速控制，但是实际滑移计算主要在VMM 110执行。
根据一些方面，该方法包括：假如总制动扭矩请求510高于阈值水平570，则仅通过行车制动系统310、340来对车辆进行制动S42，并且通过行车制动系统310、340来控制车轮滑移。此阈值水平可以例如对应于小于-0.5g的纵向车辆加速度S43。因此，只要VMM 110的总请求制动扭矩低于阈值水平，则该车轮滑移控制就由电机执行。这种控制可能通过行车系统结合扭矩控制式的基线制动来执行。应了解的是，该车轮滑移控制可以仅由电机执行，或者主要由电机执行。例如，假如总制动扭矩请求使得由行车制动器应用了扭矩控制式的基线制动，则对于给定的车轮，不同的车轮滑移极限可以强加在电机和行车制动器上。强加在电机上的车轮滑移极限可以是例如0.1，而强加在行车制动系统上的车轮滑移极限可以是例如0.3。这些通常是针对每个车轮装置或致动器设定的滑移极限值。它们将取决于车轮正经历的轮胎/道路条件以及来自较高层的总加速请求而配置。
这意味着车轮滑移主要由电机处置，因为电机将首先对车轮滑移做出反应。但是，在严重车轮滑移的情况下，行车制动器也将通过减小所施加的基线制动扭矩而参与控制车轮滑移。根据另一个示例，当应用扭矩控制式的基线制动时，行车制动器的车轮滑移控制被停用，在这种情况下，该车轮滑移控制仅由电机处置。
因此，根据一些方面，假如在应用基线制动时，车轮滑移控制主要由电机处置，则行车制动系统的车轮滑移极限λSBi被配置为大于电机的车轮滑移极限λEMi。换句话说，该方法可以包括将行车制动器的车轮滑移极限λSBi配置S6为高于电机的车轮滑移极限λEMi。
还应了解的是，不同的车轮滑移控制策略可以应用于不同车轮，或者不同轮轴上的车轮。因此，车轮滑移可以仅由一个轮轴上的车轮上的电机处置，而行车制动系统的一些滑移控制措施可以应用于一些其它轮轴上的车轮。
当总制动扭矩请求相对小时以使得它可以由电机单独处置而不需要来自行车制动器的支持时，由行车制动器施加的基线制动扭矩等于零。换句话说，根据一些方面，该方法包括：假如总制动扭矩请求510低于电机360的制动扭矩能力520，则施加S41等于零的基线制动扭矩550。
基线制动扭矩550可选地被确定S31为总制动扭矩请求510与电机360的制动扭矩能力520和增加的裕度扭矩值之间的差来。根据一些方面，增加的裕度扭矩值介于电机360的制动扭矩能力520的0.1倍与0.3倍之间，并且优选为电机360的制动扭矩能力520的0.2倍。这实际上意味着电机不必在峰值扭矩能力下操作，而是将被允许在一定范围内改变所施加的扭矩，以在不超过最大扭矩能力的情况下执行滑移控制。根据一些方面，该方法包括取决于所估计的表面摩擦系数μ而确定S11总制动扭矩请求510。
如上文所论述，根据一些方面，电机360的制动扭矩能力520是至少部分取决于可从电机获得的暂时峰值扭矩(640)而确定的。
根据一些其它方面，该方法包括取决于电池状态而确定S21电机360的制动扭矩能力520)。
图8在许多功能单元方面示意性地图示了根据本文的论述的实施例的控制单元110的部件。此控制单元110可以例如以VMM单元的形式被包括在车辆100中。处理电路810是使用以下各者中的一个或更多个的任一组合来提供：能够执行存储在计算机程序产品(例如，呈存储介质830的形式)中的软件指令的合适中央处理单元CPU、多处理器、微控制器、数字信号处理器DSP等。处理电路810可以进一步作为至少一个专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA来提供。
明确地说，处理电路810被配置成使控制单元110执行一组操作或步骤，诸如结合图7所论述的方法。例如，存储介质830可以存储该组操作，并且处理电路810可以被配置成从存储介质830检索该组操作，以使控制单元110执行该组操作。该组操作可作为一组可执行指令来提供。因此，处理电路810因而被布置成执行如本文所公开的方法。
存储介质830还可以包括永久存储装置，该永久存储装置例如可以是磁性存储器、光学存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任一个或组合。
控制单元110可以进一步包括用于与至少一个外部装置(诸如，上文论述的WEM)通信的接口820。因此，接口820可以包括一个或更多个发射机和接收机，该一个或更多个发射机和接收机包括模拟和数字部件以及用于有线或无线通信的合适数量的端口。
处理电路810例如通过以下方式来控制控制单元110的总体操作：将数据和控制信号发送到接口820和存储介质830；从接口820接收数据和报告；以及从存储介质830检索数据和指令。控制节点的其它部件以及相关功能被省略，以免模糊本文所呈现的概念。
图8图示了用于控制重型车辆100的车辆制动系统300的控制单元110。制动系统包括行车制动系统310、340和电机制动系统350、360。控制单元110包括处理电路810和接口820。处理电路810被配置成：确定用于对车辆100的车轮301进行制动的总制动扭矩请求510；经由接口820而获得电机360的制动扭矩能力520、CAP EMi；并且确定总制动扭矩请求510是否超过电机360的制动扭矩能力520。控制单元110被配置成如果总制动扭矩请求510超过电机360的制动扭矩能力520但低于阈值水平570，则通过行车制动系统施加基线制动扭矩550。此基线制动扭矩被配置成补偿总制动扭矩请求510与电机360的制动扭矩能力520之间的差。控制单元110还被配置成通过电机制动系统350、360来控制车轮滑移。
根据一些方面，控制单元110被配置成：假如总制动扭矩请求510低于电机360的制动扭矩能力520，则施加等于零的基线制动扭矩550。
根据一些其它方面，控制单元110被配置成：假如总制动扭矩请求510高于阈值水平570，则仅通过行车制动系统310、340来对车辆进行制动，并且仅通过行车制动系统310、340来控制车轮滑移。
概括地说，控制单元110被布置成执行本文所公开的技术，特别是上文结合图5A到图5C论述的那些技术。
图9图示了承载计算机程序的计算机可读介质910，该计算机程序包括程序代码装置920，当该程序产品在计算机上运行时，该程序代码装置用于执行图7所图示的方法和本文所论述的技术。计算机可读介质和代码装置可以一起形成计算机程序产品900。

Claims (16)

1.一种用于控制重型车辆(100)的车辆制动系统(300)的方法，所述制动系统包括行车制动系统(310、340)和电机制动系统(350、360)，所述方法包括：
确定用于对所述重型车辆(100)的车轮(301)进行制动的总制动扭矩请求(510)，
获得电机的制动扭矩能力(520)，
确定所述总制动扭矩请求(510)是否超过所述电机的所述制动扭矩能力(520)，以及
如果所述总制动扭矩请求(510)超过所述电机的所述制动扭矩能力(520)但低于阈值水平(570)，则通过所述行车制动系统施加基线制动扭矩(550)，其中所述基线制动扭矩被配置成补偿总制动扭矩请求(510)与所述电机的制动扭矩能力(520)之间的差，所述方法还包括：
如果所述总制动扭矩请求(510)超过所述阈值水平(570)，则仅通过所述行车制动系统(310、340)来对所述重型车辆(100)进行制动，并且通过所述行车制动系统(310、340)来控制车轮滑移，同时
如果所述总制动扭矩请求(510)低于所述阈值水平(570)，则通过所述电机制动系统(350、360)控制车轮滑移。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基线制动扭矩(550)被确定为所述总制动扭矩请求(510)与所述电机的所述制动扭矩能力(520)和增加的裕度扭矩值之间的差。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述增加的裕度扭矩值介于所述电机的所述制动扭矩能力(520)的0.1倍与0.3倍之间。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述增加的裕度扭矩值为所述电机的所述制动扭矩能力(520)的0.2倍。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括：假如所述总制动扭矩请求(510)低于所述电机的所述制动扭矩能力(520)，则施加等于零的基线制动扭矩(550)。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述阈值水平(570)对应于小于-0.5g的车辆加速度。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括取决于所估计的表面摩擦系数μ而确定所述总制动扭矩请求(510)。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括取决于电池状态和/或与所述电机相关联的电阻器大小值而确定所述电机的所述制动扭矩能力(520)。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括将所述行车制动系统的车轮滑移极限(λSBi)配置为高于所述电机的车轮滑移极限(λEMi)。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述电机的所述制动扭矩能力(520)是至少部分取决于能够从所述电机获得的暂时峰值扭矩而确定的。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，时间依赖性与所述电机的所述制动扭矩能力(520)相关联，并且其中，所述总制动扭矩请求包括持续时间。
12.一种计算机程序，包括程序代码装置(920)，当所述计算机程序在计算机上或在控制单元(110)的处理电路(810)上运行时，所述程序代码装置用于执行权利要求1到11中任一项所述的方法的步骤。
13.一种承载计算机程序的计算机可读介质(910)，所述计算机程序包括程序代码装置(920)，当所述计算机程序在计算机上或在控制单元(110)的处理电路(810)上运行时，所述程序代码装置用于执行权利要求1到11中任一项所述的方法的步骤。
14.一种用于控制重型车辆(100)的车辆制动系统(300)的控制单元(110)，所述制动系统包括行车制动系统(310、340)和电机制动系统(350、360)，所述控制单元(110)包括处理电路(810)和接口(820)，其中所述处理电路(810)被配置成确定用于对所述重型车辆(100)的车轮(301)进行制动的总制动扭矩请求(510)，经由所述接口(820)而获得所述电机的制动扭矩能力(520)，并且确定所述总制动扭矩请求(510)是否超过所述电机的所述制动扭矩能力(520)，其中如果所述总制动扭矩请求(510)超过所述电机的所述制动扭矩能力(520)但低于阈值水平(570)，则所述控制单元(110)被配置成通过所述行车制动系统施加基线制动扭矩(550)，其中所述基线制动扭矩被配置成补偿总制动扭矩请求(510)与所述电机的制动扭矩能力(520)之间的差，并且
其中所述控制单元(110)被配置成：假如所述总制动扭矩请求(510)高于所述阈值水平(570)，则仅通过所述行车制动系统(310、340)来对所述重型车辆(100)进行制动并且仅通过所述行车制动系统(310、340)来控制车轮滑移；同时所述控制单元被配置成：如果所述总制动扭矩请求(510)低于所述阈值水平(570)，则通过所述电机制动系统(350、360)控制车轮滑移。
15.根据权利要求14所述的控制单元(110)，所述控制单元(110)被配置成：假如所述总制动扭矩请求(510)低于所述电机的所述制动扭矩能力(520)，则施加等于零的基线制动扭矩(550)。
16.一种车辆，包括根据权利要求14到15中任一项所述的控制单元(110)。
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