阅读说明：本技术 混合动力车辆制动控制 (Hybrid vehicle brake control ) 是由 小洼俊介 戴尔·斯科特·克伦贝丝 于 2019-09-12 设计创作，主要内容包括：本公开提供了“混合动力车辆制动控制”。在混合动力车辆中,在摩擦制动器与再生制动之间分配制动力。当所述摩擦制动器湿润时,传递的制动力可以超过命令的制动力,导致从再生制动到摩擦制动的不良转变。当检测到湿润的摩擦制动器时,控制器将大部分总制动能量分配给摩擦制动器,直到在所述摩擦制动器中消耗了阈值量的能量,因此在比原本更少的制动事件中干燥所述摩擦制动器。(The present disclosure provides a "hybrid vehicle brake control". In a hybrid vehicle, braking force is distributed between friction brakes and regenerative braking. When the friction brakes are wet, the transmitted braking force may exceed the commanded braking force, resulting in a poor transition from regenerative braking to friction braking. When a wet friction brake is detected, the controller allocates a majority of the total braking energy to the friction brake until a threshold amount of energy is dissipated in the friction brake, thus drying the friction brake in fewer braking events than it otherwise would have been.)

混合动力车辆制动控制

技术领域

本公开涉及混合动力车辆领域。更具体地，本公开涉及一种用于在摩擦制动器与再生制动器之间分配制动力的控制系统。

背景技术

许多车辆在宽范围的车速(包括前进移动和倒车移动两者)内使用。然而，内燃发动机仅能够在窄速度范围内高效地操作。因此，经常采用能够以各种传动比高效地传输动力的变速器。当车辆处于低速时，变速器通常以高传动比操作，使得其使发动机扭矩倍增以提高加速度。在高车速下，以低传动比操作变速器允许与安静的、燃料高效的巡航相关联的发动机转速。

混合动力车辆变速器通过提供能量存储来提高燃料经济性。例如，在混合动力电动车辆中，能量可以存储在电池中。可以通过操作发动机来对电池充电以产生比推进瞬间所需的更多的功率。另外，在制动期间消耗的能量可以被捕获并存储在电池中。存储的能量可以在以后使用，允许发动机产生比推进瞬间所需的更少的功率，由此消耗更少的燃料。

发明内容

一种混合动力车辆包括摩擦制动器、电动马达和控制器。所述摩擦制动器具有制动衬块。所述电动马达被配置为提供再生制动。所述控制器被编程为在所述摩擦制动器与所述马达之间分配总制动请求，并且响应于所述制动衬块上的水分而增加由所述摩擦制动器提供的制动的比例。所述控制器还可以被编程为在检测到所述制动衬块上的所述水分之后响应于所述摩擦制动器中的预定量的热量的消耗而恢复所述摩擦制动器与所述马达之间的原始分配。可以响应于车速小于第一阈值而将所述总制动请求分配给所述摩擦制动器。所述第一阈值可以响应于所述制动衬块上的所述水分而增加。可以响应于所述车速大于第二阈值而将所述总制动请求的最大比例分配给再生制动。所述第一阈值与所述第二阈值之间的差值可以响应于所述制动衬块上的所述水分而增加。所述最大比例可以响应于所述制动衬块上的所述水分而减小。

一种混合动力车辆包括具有制动衬块的摩擦制动器、电动马达和控制器。所述电动马达被配置为提供再生制动。所述控制器被编程为响应于检测到所述制动衬块湿润而改变摩擦制动器的施加，使得所述摩擦制动器执行的制动的比例大于不存在所述检测时的制动的比例。所述控制器还可以被编程为响应于在所述检测之后所述摩擦制动器中的预定量的热量的消耗而进一步改变所述摩擦制动器的施加，使得所述摩擦制动器执行的制动的比例小于在消耗之前存在所述检测期间的制动的比例。可以响应于车速小于第一阈值而将总制动请求分配给所述摩擦制动器。所述第一阈值可以响应于所述制动衬块湿润而增加。可以响应于车速大于第二阈值而将总制动请求的最大比例分配给再生制动。所述第一阈值与所述第二阈值之间的差值可以响应于所述检测而增加。所述最大比例可以响应于所述检测而减小。

一种控制具有摩擦制动器和再生制动能力的混合动力车辆的方法在制动请求水平下从一定车速到静止的若干减速事件中起作用。在第一减速事件期间，将总制动能量的第一比例分配给所述摩擦制动器。在第二减速事件期间，响应于检测到所述摩擦制动器湿润而将所述总制动能量的大于所述第一比例的第二比例分配给所述摩擦制动器。在第三减速事件期间，响应于在所述检测之后所述摩擦制动器中的预定量的热量的消耗而再次将所述总制动能量的所述第一比例分配给所述摩擦制动器。

附图说明

图1是混合动力电动动力传动系统的示意图。

图2是制动系统的示意图。

图3是用于图1的动力传动系统和图2的制动系统的控制系统的示意图。

图4是示出制动力的潜在分配的曲线图。

图5是用于在图1、图2和图3的混合动力车辆中分配制动力的流程图。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，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备选形式。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和功能细节并不解释为限制性，而仅仅解释为用于教导所属领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如所属领域一般技术人员将理解，参考任何一个附图示出并描述的各个特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征相结合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实施方式可以期望与本公开的教导一致的特征的各个组合和修改。

如果一组旋转元件在所有工况下都被约束为围绕相同轴线具有相同转速，则它们彼此固定地联接。旋转元件可以通过例如花键连接、焊接、压配合或由共同整块机加工而固定地联接。可能发生固定联接元件之间的旋转位移的细微变化(诸如由于间隙或轴柔量引起的位移)。相比之下，当换挡元件约束两个旋转元件在每当换挡元件完全接合时围绕相同轴线具有相同转速并且所述元件在至少一些其他工况下自由地具有不同速度时，所述旋转元件由换挡元件选择性地联接。如果两个旋转元件固定地联接或选择性地联接，则它们是联接的。如果一系列齿轮和轴能够将功率从一个旋转元件传输到另一个旋转元件并且在所述两个元件之间建立固定的传动比，则所述两个旋转元件可驱动地连接。

图1示意性地示出了用于功率分流型混合动力电动车辆的运动学装置。发动机10提供功率，所述发动机经由变速器输入轴14固定地联接到行星齿轮架12。一组行星齿轮16被支撑以相对于齿轮架12旋转。中心齿轮18和环形齿轮20各自被支撑以与齿轮架12围绕相同轴线旋转，并且各自都与行星齿轮16啮合。发电机22固定地联接到中心齿轮18。副轴齿轮24固定地联接到环形齿轮20并且与副轴齿轮26啮合。副轴齿轮26经由轴32固定地联接到副轴齿轮28和30。副轴齿轮34与副轴齿轮30啮合并且固定地联接到马达36。副轴齿轮28与作为差速器40的输入的副轴齿轮38啮合。差速器40驱动车轮42和44，从而当车辆转弯时允许细微的速度差异。

发电机22和马达36都是可逆电机。这两种机器都能够将电力转换为机械功率或将机械电功率转换为电力。在该示例中，每个机器都是同步交流(AC)马达。马达36通过逆变器46经由三相AC电力连接48供电。类似地，发电机22通过逆变器50经由三相AC电力连接52供电。这两个逆变器都经由直流总线56电连接到电池54。

在一些情况下，发动机10可以产生比传递到车轮42和44的更多的功率，其中多余功率存储在电池54中。在其他情况下，功率可以从电池54流出，从而允许发动机10产生比车辆的瞬间需求更少的功率。例如，发动机10可以关闭，而用于推进车辆的功率来自电池54。在制动操纵期间，马达36可以施加负扭矩，因此产生存储在电池54中的电能以减少发动机10的未来使用。使用马达36来通过这种方式提供制动被称为再生制动。

图2示意性地示出了摩擦制动系统。摩擦制动器60和62分别沿与前轮42和44的旋转方向相反的方向施加扭矩。类似地，摩擦制动器64和66分别沿与后轮68和70的旋转方向相反的方向施加扭矩。制动控制器72向每个制动器发送设定制动量的信号。这些信号可以是例如制动管路中的液压压力。在一些实施例中，控制器72可以被配置为独立地设定四个制动器中的每一者的控制。在其他实施例中，可以将相同信号发送到所有四个制动器。

图3示意性地示出了被设计用于控制图1的动力传动系统和图2的制动系统的控制系统。车辆系统控制器80确定所需的车轮扭矩，并向制动控制器72和动力传动系统控制器82发送指示各自应传递的车轮扭矩的信号。车辆驾驶员经由加速踏板84、制动踏板86和模式选择器88指示所需的车轮扭矩。车辆系统控制器80还可以利用来自其他传感器(诸如轮速传感器90和加速度计92)的信息。动力传动系统控制器82通过向发动机10和逆变器46和50发送指示发动机和电机应产生何种扭矩的命令来调整由动力传动系统传递的车轮扭矩(正或负)。控制器72、80和82可以集成到单个处理器中，或者可以被实施为多个通信处理器。

参考图4，线100示出了通常控制摩擦制动与再生制动之间的制动扭矩分配的函数。在约5mph的速度以下，所有制动都被分配给摩擦制动器。换句话说，再生比例为0％。在约10mph的速度以上，所有制动都被分配给再生制动，这受到马达和电池能力的限制。换句话说，除非受到马达或电池能力的限制，否则再生比例为100％。在这些速度之间，再生比例随车速线性变化。因此，随着车辆减速，从所有再生制动逐渐转变为所有摩擦制动。理想地，当制动踏板保持在稳定位置时，摩擦制动力在该转变期间保持恒定。然而，当制动衬块湿润时，可能难以控制该转变，因为与干燥的制动器相比摩擦系数可能升高。为了缓解该问题，当检测到湿润的制动衬块时可以使用不同的函数，诸如图4中的102所示的函数。由于多种原因，利用该替代函数可以改善转变。首先，转变更为缓慢地发生。其次，在每次制动事件期间，摩擦制动器中消耗更多能量，导致更快速的水分蒸发。

图5示出了用于在摩擦制动与再生制动之间分配制动力的方法。每当请求制动(踩下制动踏板和/或释放加速踏板)时，由车辆系统控制器以规则的间隔(诸如每10ms)执行该过程。所述方法识别两种不同的操作模式：正常和制动器清洁。所述模式最初被设定为“正常”。在所述方法的执行之间保留所述模式。所述过程在110处通过计算所需的制动力开始。制动力主要是制动踏板86的踩下程度(或压力)的函数。它也可以是车速或其他参数的函数。当加速踏板84和制动踏板86都被释放时，所需制动力可以被设定为相对较小值。在112处，控制器使用函数100或102来查找再生制动比例，而无论哪个函数对应于当前活动模式。在114处，控制器通过将所需总制动力乘以再生比例来计算所需再生制动力，并通过将剩余部分分配给摩擦制动来计算所需摩擦制动力。在116处，如果需要，基于马达和电池约束来调整这些值，从而保持总量恒定。

所述方法基于哪个模式是活动的在118处分支。如果正常模式是活动的，则方法进行到120，此时测量减速率。这可以通过加速度计或通过数值区分车速来实现。在122处，控制器利用测量的减速率来检测制动衬块是否湿润。如果在以恒定的总所需制动力从再生制动转变到摩擦制动时测量的减速率显著增加，则控制器推断制动器是湿润的。如果制动器不湿润，则所述方法结束而不从正常模式转变。如果制动器湿润，则所述方法在124处转变到制动器清洁模式并且在126处初始化被称为摩擦能量的参数。摩擦能量参数的使用描述如下。

如果制动器清洁模式在118处是活动的，则所述方法进行到128，此时摩擦能量参数递增自上次执行以来在摩擦制动器中消耗的能量的量。消耗的增量能量与所需摩擦制动力乘以车速成比例。在130处，将摩擦能量与预定阈值进行比较。选择该阈值以表示通常足以蒸发制动衬块中的水分的能量。如果摩擦能量小于阈值，则所述方法退出而不改变模式。如果摩擦能量超过阈值，则所述方法在退出之前在132处转变到正常模式。

通过这种方法，在第一制动事件中检测到湿润的制动衬块。在随后的制动事件中，摩擦制动器将比正常情况更大程度地利用，导致更快速的蒸发。在制动器清洁过程期间，即使电池和马达能够进行附加的再生制动时，也可以在所有车速下在某种程度上利用摩擦制动器。此外，控制器可以在比正常模式期间更高的速度下转变到完全摩擦制动器。基于摩擦制动器中消耗的能量而终止制动器清洁过程。

尽管上文描述了示例性实施例，但是并不希望这些实施例描述由权利要求涵盖的所有可能形式。用在说明书中的词汇是描述性词汇，而不是限制性的词汇，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以作出各种改变。如先前所述，各个实施例的特征可以组合以形成可以不明确描述或示出的本发明的进一步实施例。尽管各个实施例就一个或多个所需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，但是所属领域一般技术人员认识到，可以牺牲一个或多个特征或特性以实现所需整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。因此，关于一个或多个特性被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式理想的实施例并不在本公开的范围之外，并且可能是特定应用所期望的。

根据本发明，提供了一种混合动力车辆，所述混合动力车辆具有：摩擦制动器，其具有制动衬块；电动马达，其被配置为提供再生制动；以及控制器，其被编程为在所述摩擦制动器与所述马达之间分配总制动请求，并且响应于所述制动衬块上的水分而增加由所述摩擦制动器提供的制动的比例。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为在检测到所述制动衬块上的所述水分之后响应于所述摩擦制动器中的预定量的热量的消耗而恢复所述摩擦制动器与所述马达之间的原始分配。

根据一个实施例，响应于车速小于第一阈值而将所述总制动请求分配给所述摩擦制动器；并且所述第一阈值响应于所述制动衬块上的所述水分而增加。

根据一个实施例，响应于所述车速大于第二阈值而将所述总制动请求的最大比例分配给再生制动；并且所述第一阈值与所述第二阈值之间的差值响应于所述制动衬块上的所述水分而增加。

根据一个实施例，响应于车速大于第二阈值而将所述总制动请求的最大比例分配给再生制动；并且所述最大比例响应于所述制动衬块上的所述水分而减小。

根据一个实施例，所述最大比例为100％。

根据本发明，提供了一种混合动力车辆，所述混合动力车辆具有：摩擦制动器，其具有制动衬块；电动马达，其被配置为提供再生制动；以及控制器，其被编程为响应于检测到所述制动衬块湿润而改变摩擦制动器的施加，使得所述摩擦制动器执行的制动的比例大于不存在所述检测时的制动的比例。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于在所述检测之后所述摩擦制动器中的预定量的热量的消耗而进一步改变所述摩擦制动器的施加，使得所述摩擦制动器执行的制动的比例小于在消耗之前存在所述检测期间的制动的比例。

根据一个实施例，响应于车速小于第一阈值而将总制动请求分配给所述摩擦制动器；并且所述第一阈值响应于所述制动衬块湿润而增加。

根据一个实施例，响应于所述车速大于第二阈值而将所述总制动请求的最大比例分配给再生制动；并且响应于所述检测而增加所述第一阈值与所述第二阈值之间的差值。

根据一个实施例，响应于车速大于第二阈值而将总制动请求的最大比例分配给再生制动；并且所述最大比例响应于所述检测而减小。

根据一个实施例，所述最大比例为100％。

根据本发明，一种控制具有摩擦制动和再生制动能力的混合动力车辆的方法包括：在制动请求水平下从车速到静止的第一减速事件期间，将总制动能量的第一比例分配给所述摩擦制动器；以及在所述制动请求水平下从所述车速到静止的第二减速事件期间，响应于检测到所述摩擦制动器湿润而将所述总制动能量的大于所述第一比例的第二比例分配给所述摩擦制动器。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，在所述制动请求水平下从所述车速到静止的第三减速事件期间，响应于在所述检测之后所述摩擦制动器中的预定量的热量的消耗而将所述总制动能量的所述第一比例分配给所述摩擦制动器。

根据一个实施例，在所述第一减速事件期间，在大于第一车速阈值的所有速度下使用再生制动；并且在所述第二减速事件期间，在小于大于所述第一车速阈值的第二车速阈值的速度下不使用再生制动。

根据一个实施例，在所述第一减速事件期间，将制动力的第一最大比例分配给再生制动；并且在所述第二减速事件期间，将制动力的小于所述第一最大比例的第二最大比例分配给再生制动。

根据一个实施例，所述第一最大比例为100％。