CN116620033A - 优化再生制动 - Google Patents

Abstract

本公开涉及优化再生制动。公开了一种用于控制电动车辆或混合动力电动车辆的动力总成的控制系统。动力总成包括电池和牵引马达并且可在再生制动模式下操作。控制系统被配置成生成再生制动模式下的车辆的减速度目标，并且基于减速度目标生成用于牵引马达的扭矩命令。通过在再生制动期间为车辆生成减速度目标并使用减速度目标来控制牵引马达的扭矩，可以提供更一致的再生制动，特别是当车辆用于承载不同负载时。

Description

优化再生制动

技术领域

本公开涉及用于优化电动车辆和混合动力电动车辆中的再生制动的技术。

背景技术

电动车辆和混合动力电动车辆使用由电池供电的一个或更多个牵引马达来提供动力。在减速期间，牵引马达可以以再生制动模式操作。在这种模式下，牵引马达作为发电机操作，将车辆的动能转化为电能，为电池充电和/或为其他电气组件供电。这可以允许回收原本会被浪费的能量，并有助于延长车辆摩擦制动器的使用寿命。

通常，再生制动的量被安排为牵引马达速度的整个范围内的扭矩限制。然而，在不同的车辆重量下，相同的扭矩可能会提供不同的减速率，从而导致操作者在滑行时感觉不一致或者在车辆上严重加载或卸载重量时的意外驾驶性能问题，例如，在终端牵引车应用中。这也可能导致实现较少的能量回收，尤其是当车辆装载时。

因此，希望提供一种用于电动车辆或混合动力电动车辆的控制系统，其可以提供更一致和/或更高效的再生制动，特别是在可能承载不同负载的车辆中。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种用于控制电动车辆或混合动力电动车辆的动力总成的控制系统，所述动力总成包括电池和牵引马达，所述动力总成能以再生制动模式操作，其中，所述控制系统被配置成：

为处于所述再生制动模式的所述车辆生成减速度目标；以及

基于所述减速度目标来生成用于所述牵引马达的扭矩命令。

本公开可提供的优点在于，通过在再生制动期间为车辆生成减速度目标并使用减速度目标来控制牵引马达的扭矩，可提供更一致的再生制动，尤其是当车辆被用于承载不同的载荷时。此外，本公开可有助于在车辆装载时最大化能量回收，从而提高整体效率。本公开还可以允许以有成本效益的方式实现再生制动的闭环控制。

在一个实施方式中，控制系统被配置成接收指示驾驶员功率需求的信号，并且基于指示驾驶员功率需求的信号来生成减速度目标。指示驾驶员功率需求的信号例如可以是指示车辆加速器位置的信号。车辆加速器可以是例如加速器踏板、手动操作杆或车辆操作者用来指示期望的功率需求的任何其他设备。车辆加速器的位置可由加速器传感器感测。这可以允许基于驾驶员的身体需求来设定减速度目标。

在一个实施方式中，控制系统被配置成接收指示车辆的速度的信号，并且还基于指示车辆的速度的信号来生成减速度目标。例如，可以在较高速度下设定较高的减速度目标并且可以在较低速度下设定较低的减速度目标。指示车辆速度的信号可由速度传感器感测。这可以允许在设定减速度目标时考虑车辆的速度，这可以帮助控制系统根据驾驶员的期望来控制车辆。

如果需要，还可以进一步基于一个或更多个其他参数来设定减速度目标。例如，控制系统可以被配置成进一步基于以下一项或更多项来生成减速度目标：是否存在挂车；挂车类型；挂车重量；负载类型；负载重量；车辆重量；驾驶员输入；或任何其他适当的参数。

在一个实施方式中，控制系统被配置成使用闭环加速度控制来控制车辆的减速度，即，通过接收指示车辆加速度的反馈信号。例如，控制系统可以被配置成将减速度目标与指示车辆加速度的信号进行比较以产生加速度误差信号，并且基于加速度误差信号生成扭矩命令。这可以允许提供反馈回路以比在其他情况下更准确地控制车辆的减速。

控制系统可以被配置成接收指示车辆速度的速度信号并且对速度信号(相对于时间)进行微分以获得指示车辆加速度的信号。指示车辆速度的信号可由速度传感器感测。这可以允许使用现有速度信号来产生指示车辆加速度的信号。然而，如果需要，可以替代地或者还使用用于获得加速度的其他技术，例如加速度计、摄像头或雷达。

在一个实施方式中，控制系统被配置成生成制动扭矩需求信号，该制动扭矩需求信号用于生成扭矩命令。例如，控制系统可以被配置成基于加速度误差信号生成制动扭矩需求信号，并且基于制动扭矩需求信号生成扭矩命令。

控制系统可以被配置成将扭矩命令输出到牵引马达。这可以允许牵引马达施加满足减速度目标的制动扭矩。

在一个实施方式中，控制系统被配置成使用开环扭矩控制来控制牵引马达的扭矩，即，不接收指示牵引马达扭矩的反馈信号。然而，控制系统可以使用闭环加速度控制来控制车辆的减速度。这可以允许在不需要扭矩传感器和相关联的闭环扭矩控制电路的情况下实现对再生制动的控制。通常，速度信号已经可用，从中可以获得车辆的加速度，而使用扭矩传感器和闭环扭矩控制可能会增加额外的成本和复杂性。因此，这可以允许以不太复杂和/或更具成本效益的方式实现对车辆的再生制动的控制。

在一个实施方式中，控制系统被配置成确定是否需要再生制动，并且如果确定需要再生制动则以再生制动模式操作动力总成。例如，控制系统可以被配置成接收指示驾驶员功率需求的信号，响应于指示驾驶员功率需求的信号而生成扭矩需求信号，并根据扭矩需求信号确定是否需要再生制动。驾驶员功率需求例如可以通过感测加速器的位置来获得。例如，如果扭矩需求信号为负(指示需要负扭矩)，则控制系统可以确定需要再生制动。

如果确定不需要再生制动，则控制系统可以以正常行驶模式来操作动力总成。当动力总成处于正常行驶模式(不处于再生制动模式)时，控制系统可被配置成基于扭矩需求信号生成扭矩命令。因此，可以基于正常行驶模式下的扭矩需求和再生制动模式下的减速度目标生成扭矩命令。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于电动车辆或混合动力电动车辆的动力总成系统，所述动力总成系统包括电池、牵引马达和控制系统，其中，所述动力总成系统能以再生制动模式操作，并且其中，所述控制系统被配置成：

当所述车辆处于所述再生制动模式时为所述车辆生成减速度目标；以及

基于所述减速度目标来生成用于所述牵引马达的扭矩命令。

动力总成系统还可以包括牵引马达控制器，该控制器被配置成基于扭矩命令控制牵引马达。牵引马达控制器可以包括例如逆变器和逆变器控制器。动力总成系统可以被配置成使得当处于再生制动模式时，扭矩命令使牵引马达施加满足减速度目标的制动扭矩。

动力总成系统还可以包括被配置成感测车辆加速器位置的加速器位置传感器。在这种情况下，控制系统可以被配置成基于车辆加速器的感测位置生成减速度目标。

动力总成系统还可以包括被配置成感测车辆速度的速度传感器。在这种情况下，控制系统可以被配置成进一步基于车辆的感测速度生成减速度目标。

控制系统可以被配置成对速度信号(相对于时间)进行微分以获得指示车辆加速度的信号，将减速度目标与指示车辆加速度的信号进行比较以产生加速度误差信号，并基于加速度误差信号生成扭矩命令。这可以允许控制系统使用现有速度信号和/或不需要闭环扭矩控制来控制再生制动。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于控制电动车辆或混合动力电动车辆的动力总成的控制系统，所述动力总成包括电池和牵引马达，所述动力总成能以再生制动模式操作，其中，所述控制系统包括：

减速度目标生成器，所述减速度目标生成器被配置成生成所述再生制动模式下的减速度目标；

制动扭矩需求单元，所述制动扭矩需求单元被配置成生成满足所述减速度目标的扭矩需求；以及

扭矩控制单元，所述扭矩控制单元被配置成基于所述扭矩需求生成用于所述牵引马达的扭矩命令。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于控制电动车辆或混合动力电动车辆的动力总成的控制系统，所述动力总成包括电池和牵引马达，所述动力总成能以再生制动模式操作，其中，所述控制系统包括：

用于生成所述再生制动模式下的减速度目标的装置；以及

用于基于所述减速度目标来生成用于所述牵引马达的扭矩命令的装置。

还可以提供对应的方法。因此，根据本公开的另一方面，提供了一种控制电动车辆或混合动力电动车辆的动力总成的方法，所述动力总成包括电池和牵引马达，所述方法包括：

以再生制动模式操作所述动力总成；

为处于所述再生制动模式的所述车辆生成减速度目标；以及

基于所述减速度目标来生成用于所述牵引马达的扭矩命令。

该方法还可以包括：

感测加速器的位置；

响应于所感测到的加速器位置而生成扭矩需求值；

确定所述扭矩需求值是否指示需要再生制动；

当确定需要再生制动时，以所述再生制动模式操作所述动力总成；以及

当确定不需要再生制动时，基于所述扭矩需求值来生成用于所述牵引马达的扭矩命令。

本公开的一个方面的特征可以与任何其他方面一起使用。任何装置特征都可以作为方法特征提供，反之亦然。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述本公开的优选特征，其中：

图1示出了用于电动车辆的示例性动力总成系统的部件；

图2示出了本公开的一个实施方式中的系统控制模块的部件；

图3示出了本公开的一个实施方式中的减速度目标生成器的部件；

图4示出了制动扭矩需求计算单元的部件；

图5示出了本公开的另一实施方式中的系统控制模块的部件；

图6示出了本公开的另一实施方式中的减速度目标生成器的部件；以及

图7是示出在本公开的实施方式中由控制模块执行的步骤的流程图。

具体实施方式

图1示出了用于电动车辆的示例性动力总成系统的部件。参照图1，动力总成系统10包括电池12、接线盒14、逆变器16、牵引马达18、车辆传动系统20、电气附件22、逆变器控制器24、加速器踏板位置传感器26、速度传感器28和系统控制模块30。电池12电连接到接线盒14。接线盒14还电连接到逆变器16和电气附件22。接线盒14被配置成在电池12、逆变器16与电气附件22之间提供DC母线。逆变器16被配置成将DC母线上的DC电压转换为AC以驱动牵引马达18。牵引马达18机械连接到车辆传动系统20并用于推进车辆。牵引马达18例如可以是永磁马达，但是也可以使用其他类型的电机来代替。牵引马达18也可以作为发电机操作并且可以使用再生制动来将来自传动系统20的机械功率转换为电功率以向DC母线上的组件(例如电池12)提供电力。在这种情况下，逆变器16可以用于将牵引马达18的AC输出(当作为发电机操作时)转换成DC以经由接线盒14供应给电池12。以本领域已知的方式，车辆传动系统20通常包括驱动轴和连接到驱动轮的差速器。电气附件22可包括诸如加热器、动力转向逆变器、压缩机、风扇、DC-DC转换器等组件。动力总成系统还可包括摩擦制动器32，用于当再生制动不充分或不可用时。

在图1所示的布置中，动力总成系统包括可选的发电机组(genset)34，其用于对电池12充电和/或向其他动力总成组件供电。在此配置中，动力总成用于串联式混合动力电动车辆(也称为增程式电动车辆(EREV)或增程式电动车辆(REEV))。然而，可以替代地使用其他动力总成配置，例如并联混合动力、串联/并联混合动力、燃料电池、纯电动，或任何其他类型的带牵引马达的动力总成。

在操作中，牵引马达18用于向车辆传动系统20供应机械功率。用于牵引马达18的电功率从电池12经由接线盒14和逆变器16供应。逆变器16由逆变器控制器24控制。加速器踏板位置传感器26感测车辆加速器踏板的位置，并向系统控制模块30提供加速器踏板位置(APP)信号。速度传感器28感测牵引马达18的速度，并且将感测到的速度提供给系统控制模块30。系统控制模块30计算用于逆变器控制器24的控制信号以满足系统能力内的驾驶员需求功率(由加速器踏板位置指示)。牵引马达18也可以在再生制动模式下操作，在该模式下车辆的动量被用于回收电能以向电池12或DC母线上的其他组件提供能量。电池12也可以从诸如充电站或电网的外部电源充电。电池12包括电池管理系统，其用于监测和管理电池的充电和放电。

当动力总成处于再生制动模式时，系统控制模块30输出用于逆变器控制器24的控制信号，这使得牵引马达18施加负扭矩以使车辆减速。在这种情况下，牵引马达作为发电机操作以将车辆的动能转换成电能以对电池12充电。再生制动的量基于加速器踏板位置。

在现有的动力总成控制系统中，通常对可在再生制动期间施加的负扭矩的量设置限制。扭矩限制通常适用于牵引马达速度的整个范围。通过在再生制动期间设定扭矩限制，可以避免过度减速。

然而，已经发现，当车辆承载不同的重量时，相同的负扭矩可能提供不同的减速率。这可能导致操作者在滑行或减速时感觉不一致。此外，意外的驾驶性能问题可能会随着车辆重量的严重加载或卸载而出现，这可能发生在终端牵引车应用中。

在本公开的实施方式中，不是基于扭矩来控制再生制动的量，而是设定减速度目标。减速度目标被转换为加速度需求，并使用现有的扭矩控制系统(开环或闭环)来施加满足减速度目标所需的扭矩。这允许在驾驶性能上更一致的感觉，同时在车辆加载时最大化能量回收。

图2示出了本公开实施方式中的系统控制模块的部分。系统控制模块可以与如图1所示的电动车辆或混合动力电动车辆一起使用。参照图2，系统控制模块40包括扭矩需求计算单元42、制动检测器44、减速度目标生成器46、制动扭矩需求计算单元48、选择器50和扭矩控制单元52。系统控制模块40可被实现为执行适当软件的处理器，连同存储器和其他组件，和/或实现为硬件或固件。系统控制模块40接收来自加速踏板位置传感器26的加速器踏板位置(APP)信号和来自速度传感器28的速度信号，并向逆变器控制器24输出控制信号。加速踏板位置传感器26、速度传感器28和逆变器控制器24可以是例如上面参照图1所描述的。

在操作中，扭矩需求计算单元42从加速器踏板位置传感器26接收加速器踏板位置信号。扭矩需求计算单元42基于加速器踏板位置信号(以及可选地，图2中未示出的其他信号)计算出能满足驾驶员需求的扭矩。例如，当加速器踏板被完全压下时可产生最大正扭矩需求，而当加速器踏板完全释放时可产生最大负扭矩需求。随着加速器踏板位置的变化，扭矩需求可在这两个值之间逐渐变化。扭矩需求也可以基于由速度传感器28测量的车辆速度来计算。在这种情况下，可以在更高的速度下生成更高幅度的扭矩需求。如果提供了制动器踏板，则扭矩需求也可以基于制动器踏板位置。扭矩需求被输出到制动检测器44和选择器50。

制动检测器44基于扭矩需求来检测车辆是否处于再生制动模式。这可以通过确定扭矩需求是否为负(指示牵引马达将作为发电机操作)来实现。在这种情况下，制动检测器在扭矩需求为负时检测到车辆处于再生制动模式，并且在扭矩需求为正或零时检测到车辆处于正常行驶模式。制动检测器44向减速度目标生成器46和选择器50输出指示车辆是处于再生制动模式还是正常行驶模式的模式信号。

当制动检测器44检测到车辆处于再生制动模式时，减速度目标生成器46生成用于再生制动的减速度目标。减速度目标可基于感测到的加速器踏板位置来设定。这可以例如使用将加速器踏板位置映射到减速度目标的公式或查找表来实现。通常，减速度目标将随着加速器踏板上的力的减小而逐渐增加。减速度目标也可以基于车速来设定，在较高的速度下设定较高的减速度目标。例如，在一个实施方式中，减速度目标可以根据最高10kph的速度下的加速器踏板位置而介于-0.1到-0.5m/s²之间；根据10到20kph速度下的加速器踏板位置而介于-0.1到-0.7m/s²之间；根据20至30kph速度下的加速器踏板位置而介于-0.1到-1.0m/s²之间；根据高于30kph的速度下的加速器踏板位置而介于-0.1到-1.3m/s²之间。然而，应当理解，这些值仅作为示例给出，并且可以适当地使用不同的值。如果提供了制动器踏板，则减速度目标也可以基于制动器踏板位置。减速度目标被输出到制动扭矩需求计算单元48。

制动扭矩需求计算单元48基于减速度目标来计算制动扭矩需求。制动扭矩需求是表示满足减速度目标所需的扭矩的值。制动扭矩需求被输出到选择器50。

选择器50根据来自制动检测器44的模式信号，选择由扭矩需求计算单元42产生的扭矩需求和由制动扭矩需求计算单元48产生的制动扭矩需求之一。当模式信号指示车辆处于正常行驶模式时，选择器50选择由扭矩需求计算单元42产生的扭矩需求。当模式信号指示车辆处于再生制动模式时，选择器50选择由制动扭矩需求计算单元48产生的制动扭矩需求。所选择的扭矩需求被馈送到扭矩控制单元52。

扭矩控制单元52基于选择的扭矩需求产生扭矩控制信号。扭矩控制信号被输出到逆变器控制器24。扭矩控制信号指示逆变器控制器控制牵引马达18以满足扭矩需求。在本实施方式中，使用开环扭矩控制，但是也可以使用闭环扭矩控制来代替。如果再生制动不充分或不可用，扭矩控制单元52也可以向摩擦制动器32发送命令信号以施加制动扭矩。

图3更详细地示出了减速度目标生成器46的部分。参照图3，减速度目标生成器46包括减速度目标计算单元54和存储器56。在操作中，减速度目标计算单元54接收来自制动检测器44的模式信号、来自加速踏板位置传感器26的加速器踏板位置(APP)信号和来自速度传感器28的速度信号。当模式信号指示车辆处于再生制动模式时，减速度目标计算单元54使用加速器踏板位置信号和速度信号从存储在存储器56中的查找表获得减速度目标。在本实施方式中，查找表是将加速器踏板位置和速度映射到减速度目标的二维数组。数组中的值是预先计算以实现所需的再生制动性能的预定值。然而，如果需要，可以修改或更新数组中的值，例如，以实现不同的性能或基于驾驶员输入。此外，可以不使用查找表，而是使用诸如多项式函数或任何其他适当类型的函数的公式来从加速器踏板位置和速度获得减速度目标。

图4更详细地示出了制动扭矩需求计算单元48的部分。参照图4，制动扭矩需求计算单元48包括微分器60、比较器62和制动扭矩计算单元64。在操作中，微分器60从速度传感器28接收速度信号并且相对于时间对速度信号进行微分。微分器60的输出是表示车辆当前加速度的加速度信号。应当理解，加速度信号可以以其他方式获得，例如通过直接测量车辆的加速度。例如，可以使用加速度计测量加速度。另选地，可以使用摄像头或雷达来测量速度，并且测量的速度相对于时间微分以获得加速度信号。加速度信号可以是正的或负的或零，正值指示车辆正在加速而负值指示车辆正在减速。加速度信号被馈送到比较器62。

比较器62将加速度目标与加速度信号进行比较。比较器62的输出是指示实际车辆减速度与减速度目标之间的差异的加速度误差信号。加速度误差信号被馈送到制动扭矩计算单元64。

制动扭矩计算单元64基于加速度误差信号计算制动扭矩需求值。这可以例如使用将加速度误差信号映射到扭矩需求的公式或查找表来实现。通常，制动扭矩需求的大小将随着加速度误差信号的增加而逐渐增加。制动扭矩计算单元64的输出是馈送至图2的选择器50的制动扭矩需求值。

通过在再生制动期间产生减速度目标，并使用该减速度目标以上述方式生成扭矩命令，可以实现在驾驶性能方面更一致的感觉，同时在车辆制动时最大化能量回收，而不需要驾驶员输入。

作为示例，当车辆重量轻时，需要较少的再生扭矩来满足0.7m/s²的减速度目标，而需要相当多的再生扭矩来使同一车辆在满载的情况下达到相同的减速率。

此外，通过以上述方式提供车辆减速度的闭环控制，可以使用现有的速度传感器来控制再生制动，而不需要提供扭矩传感器或闭环扭矩控制。扭矩传感器和扭矩控制回路的实现可能相对昂贵或复杂，因此本公开的布置可以允许以不太复杂和/或更具成本效益的方式实现对再生制动的有效控制。

然而，如果需要，扭矩控制单元52可以使用闭环扭矩控制。在这种情况下，提供扭矩传感器，并且以本领域已知的方式将感测到的扭矩与扭矩需求进行比较以产生用于生成扭矩命令的扭矩误差信号。

图5示出了本公开的另一实施方式中的动力总成系统的部件。在本实施方式中，动力总成系统适用于被设计成拖动挂车的车辆，例如牵引车单元。参照图5，动力总成系统包括系统控制模块40、逆变器控制器24、加速踏板位置传感器26和速度传感器28，它们通常可以是上面参照图1和图2所描述的形式。另外，在本实施方式中，动力总成系统包括挂车传感器66。在操作中，挂车传感器感测挂车是否连接到车辆。这可以例如通过检测挂车与车辆之间的物理连接或电连接，或通过光学传感器，或通过感测由驾驶员操作的输入设备的状态，或以任何其他方式来实现。挂车传感器66向系统控制模块40中的减速度目标计算单元54输出指示是否存在挂车的信号。

图6更详细地示出了图5的减速度目标生成器46的部件。参照图6，减速度目标生成器46包括减速度目标计算单元54和存储器56。减速度目标计算单元54接收来自制动检测器44的模式信号、来自加速踏板位置传感器26的加速器踏板位置(APP)信号和来自速度传感器28的速度信号。另外，在本实施方式中，减速度目标计算单元54从挂车传感器66接收指示是否存在挂车的信号。

在操作中，以与上述类似的方式，当模式信号指示车辆处于再生制动模式时，减速度目标计算单元54使用加速器踏板位置信号和速度信号从存储在存储器56中的查找表中获得减速度目标。然而，在本实施方式中，指示是否存在挂车的信号也用于计算减速度目标。通常，当存在挂车时，设定比不存在挂车时更高的减速度目标。这可以例如通过在不存在挂车时使用具有第一组值的第一查找表以及在存在挂车时使用具有第二组值的第二查找表来实现。数组中的值可以是预先计算的预定值，或者可以被修改或更新，例如，以实现不同的性能或基于驾驶员输入。另选地，可以在没有挂车时使用第一函数将加速器踏板位置和速度映射到减速度目标，并在有挂车时使用第二函数，或者针对两种情况使用单个函数。

在另一实施方式中，挂车传感器还可以感测所连接的挂车的类型。在这种情况下，减速度目标计算单元54可以进一步基于所连接的挂车的类型来计算减速度目标。例如，大型挂车的减速度目标可以较高，小型挂车的减速度目标可以较低，并且可以根据挂车的尺寸而变化。

在进一步的实施方式中，在计算减速度目标时除了考虑加速器踏板位置和速度外，还考虑一个或更多个其他参数。例如，可以考虑挂车的重量、车辆的重量、负载的重量、负载的类型和/或驾驶员偏好。在这种情况下，可以提供传感器来感测相关参数。通常，存储器56可以存储将多个不同输入映射到减速度目标的值的多维数组。另选地或另外地，可以使用诸如多项式函数的一个或更多个函数来获得减速度目标。

图7是示出在本公开实施方式中由控制模块(例如上述系统控制模块)执行的步骤的流程图。参照图7，在步骤100中接收加速器踏板位置信号。在步骤102中，基于加速踏板位置计算扭矩需求。在步骤104中，确定扭矩需求是否为负，扭矩需求为负指示需要再生制动。如果确定不需要再生制动，则处理前进到步骤112。另一方面，如果在步骤104中确定需要再生制动(扭矩需求为负)，则处理前进到步骤106。

在步骤106中，基于加速踏板位置信号确定减速度目标。这可以例如使用将加速器踏板位置映射到减速度目标的公式或查找表来实现。通常，减速度目标将随着加速器踏板上的力的减小而逐渐增加。减速度目标也可以基于车速来设定，在较高的速度下设定较高的减速度目标。例如，在一个实施方式中，可以设定-0.1到-1.3m/s²之间的减速度目标，该值取决于加速踏板的位置以及车辆的速度，但是应当理解可以改用其他值。如果需要，在确定减速度目标时也可以考虑其他因素。例如，减速度目标可以附加地基于挂车是否存在、挂车类型、挂车重量、负载类型、负载重量、车辆重量、驾驶员输入和任何其他适当参数中的一者或更多者来设定。然后处理进行到步骤108。

在步骤108中，将减速度目标与实际加速率(如果车辆正在减速则为负)进行比较。实际加速率可以通过相对于时间对来自速度传感器的速度信号进行微分来确定，或者以诸如使用加速度计、摄像头或雷达的任何其他方式来确定。减速度目标与实际加速度之间的差异是加速度误差信号。然后处理进行到步骤110。

在步骤110中，基于加速度误差信号计算制动扭矩需求。这可以例如使用将加速器误差信号映射到制动扭矩需求的公式或查找表来实现。通常，制动扭矩需求的大小将随着加速器误差信号的增加而逐渐增加。然后处理进行到步骤112。

在步骤112中，基于扭矩需求生成扭矩命令信号。如果在步骤104中确定不需要再生制动，则扭矩需求是在步骤102中计算的扭矩需求，或者如果需要再生制动，则扭矩需求是在步骤110中计算的制动扭矩需求。扭矩命令信号是使牵引马达在系统限制内产生所需扭矩的命令信号。然后在步骤114中扭矩命令信号被发送到逆变器控制器。如果再生制动不充分或不可用，也可以将命令信号发送到摩擦制动器以施加制动扭矩。然后处理返回到步骤100。

上面已经参考各种实施方式描述了本公开的示例性特征。然而，应当理解，本公开不限于这些实施方式，并且可以在所附权利要求的范围内进行细节上的变化。

Claims (20)

1.一种用于控制电动车辆或混合动力电动车辆的动力总成的控制系统，所述动力总成包括电池和牵引马达，所述动力总成能以再生制动模式操作，其中，所述控制系统被配置成：

为处于所述再生制动模式的所述车辆生成减速度目标；以及

基于所述减速度目标来生成用于所述牵引马达的扭矩命令。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置成接收指示驾驶员功率需求的信号，并且基于指示所述驾驶员功率需求的所述信号来生成所述减速度目标。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，指示驾驶员功率需求的所述信号是指示车辆加速器的位置的信号。

4.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置成接收指示所述车辆的速度的信号，并且还基于指示所述车辆的速度的所述信号来生成所述减速度目标。

5.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置成还基于以下项中的一项或更多项来生成所述减速度目标：是否存在挂车；挂车类型；挂车重量；负载类型；负载重量；车辆重量；以及驾驶员输入。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置成将所述减速度目标与指示所述车辆的加速度的信号进行比较以产生加速度误差信号，并且基于所述加速度误差信号来生成所述扭矩命令。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置成接收指示所述车辆的速度的速度信号并且对所述速度信号进行微分以获得指示所述车辆的加速度的所述信号。

8.根据权利要求6所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置成基于所述加速度误差信号来生成制动扭矩需求信号，并且基于所述制动扭矩需求信号来生成所述扭矩命令。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置成使用开环扭矩控制来控制所述牵引马达的扭矩。

10.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置成确定是否需要再生制动，并且如果确定需要再生制动则以所述再生制动模式操作所述动力总成。

11.根据权利要求10所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置成：

接收指示驾驶员功率需求的信号；

响应于指示所述驾驶员功率需求的所述信号而生成扭矩需求信号；以及

根据所述扭矩需求信号来确定是否需要再生制动。

12.根据权利要求11所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置成当所述动力总成不处于再生制动模式时基于所述扭矩需求信号来生成所述扭矩命令。

13.一种用于电动车辆或混合动力电动车辆的动力总成系统，所述动力总成系统包括电池、牵引马达和控制系统，其中，所述动力总成系统能以再生制动模式操作，并且其中，所述控制系统被配置成：

当所述车辆处于所述再生制动模式时为所述车辆生成减速度目标；以及

基于所述减速度目标来生成用于所述牵引马达的扭矩命令。

14.根据权利要求13所述的动力总成系统，所述动力总成系统还包括牵引马达控制器，所述牵引马达控制器被配置成基于所述扭矩命令来控制所述牵引马达。

15.根据权利要求13所述的动力总成系统，其中，当处于所述再生制动模式时，所述扭矩命令使所述牵引马达施加满足所述减速度目标的制动扭矩。

16.根据权利要求13所述的动力总成系统，所述动力总成系统还包括被配置成感测车辆加速器的位置的加速器位置传感器，其中，所述控制系统被配置成基于所述车辆加速器的感测位置来生成所述减速度目标。

17.根据权利要求13所述的动力总成系统，所述动力总成系统还包括被配置成感测所述车辆的速度的速度传感器，其中，所述控制系统被配置成还基于所述车辆的感测速度来生成所述减速度目标。

18.根据权利要求17所述的动力总成系统，其中，所述控制系统被配置成：

对所述速度信号进行微分，以获得指示所述车辆的加速度的信号；

将所述减速度目标与指示所述车辆的加速度的所述信号进行比较以产生加速度误差信号；以及

基于所述加速度误差信号来生成所述扭矩命令。

19.一种控制电动车辆或混合动力电动车辆的动力总成的方法，所述动力总成包括电池和牵引马达，所述方法包括：

以再生制动模式操作所述动力总成；

为处于所述再生制动模式的所述车辆生成减速度目标；以及

基于所述减速度目标来生成用于所述牵引马达的扭矩命令。

20.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括：

感测加速器的位置；

响应于所感测到的加速器位置而生成扭矩需求值；

确定所述扭矩需求值是否指示需要再生制动；

当确定需要再生制动时，以所述再生制动模式操作所述动力总成；以及

当确定不需要再生制动时，基于所述扭矩需求值来生成用于所述牵引马达的扭矩命令。