用于控制再生制動量的系統和方法
【專利摘要】本發明提供一種用于控制再生制動量的系統和方法。其中，用于控制再生制動量的系統包括：行駛信息檢測器，其被配置成檢測制動踏板是否工作，并檢測換檔信息；以及混合動力控制單元，其被配置成基于換檔信息，在實際換檔過程中固定再生制動量，并且在未執行實際換檔時，利用所需制動力來計算再生制動量。
【專利說明】
用于控制再生制動量的系統和方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于控制再生制動量的系統和方法，更具體涉及一種在換檔(shift)過程中控制再生制動量的技術。
【背景技術】
[0002]電動車輛是具有由存儲在電池中的電能驅動的電動機，并利用電動機的全部或一部分驅動力作為動力源的一類車輛。當今，電動車輛分為利用電池電能作為動力源的純電動車輛(EV)，和具有內燃機以便為電池充電和/或利用從發動機產生的動力來驅動車輛的混合動力電動車輛(HEV)。
[0003]通常，在車輛制動期間，電動車輛利用一部分制動力發電，并將所產生的電能充入電池。因此，電動車輛利用依據車輛行駛速度的動能的一部分作為所需的能量，以驅動發動機，同時實現動能減小(即，行駛速度減小)，并產生電能。上述制動方法被稱作再生制動。
[0004]通過反向驅動單獨的發電機或電動機，可以在再生制動期間產生電能。通過在電動車輛制動期間對再生制動進行控制，可改善電動車輛的行駛距離(例如，增大行駛距離)，并改善混合動力電動車輛的燃料效率，并減少有害廢氣的排放。
[0005]參考圖1，現有技術計算所需制動力來計算再生制動量(SlO)，利用所需制動力計算干預前電動機轉矩(S20)，然后利用干預前電動機轉矩計算再生制動量(S30)。
[0006]在不需要換檔的一般條件下，通過調節干預后電動機轉矩來控制變速器的輸入轉矩，并通過離合器和變速器中的制動元件的滑動，通過干預前電動機轉矩的剖面(profile)來確定變速器的輸出軸轉矩。在換檔的多個實例中，通過執行如上所述的控制，可以更準確地估算變速器的輸出軸的轉矩，因此可改善再生制動系統的駕駛性能和燃料效率。然而，在換檔期間，由于離合器和變速器中制動元件的滑動，可增大轉矩。因此，輸入軸的轉矩通過轉矩干預而減小，從而與變速器輸出軸轉矩相對應。當前，在車輛制動期間，通過在進入換檔之前參考干預前轉矩進行換檔。因此，即使在駕駛者的制動意圖改變時，駕駛者的意圖仍不會反映到換檔上(例如，實際上沒有換檔)。
[0007]參考圖2，即使在換檔期間制動力增大時，仍利用干預前電動機轉矩來計算再生制動量，可能會錯誤地計算再生制動量。換言之，當在換檔期間開始制動時，混合動力控制單元(HCU)被配置成因駕駛者的所需制動增大，而產生干預前電動機轉矩。然而，由于變速器控制單元(TCU)參考換檔前的電動機轉矩，因此制動力喪失，因此產生推動感覺。因此，在現有技術中，即使在換檔期間，仍利用干預前電動機轉矩來計算再生制動量，從而錯誤地將沒有執行充電的區域確定成執行再生制動的情況。

【發明內容】

[0008]為了解決現有技術中存在的上述問題，同時完整保留現有技術具有的各個優點而提出本發明。本發明一方面提供一種用于控制再生制動量的系統和方法，其可確定在實際換檔期間是否進入制動，以便將駕駛者的所需再生制動轉矩假定成在實際換檔之前的轉矩，并防止干預前電動機轉矩增大，從而防止錯誤地計算再生制動量。
[0009]根據本發明的示例性實施例，用于控制再生制動量的系統可包括:行駛信息檢測器，其被配置成檢測制動踏板是否工作，并檢測換檔信息；以及混合動力控制單元(例如，混合動力控制器)，其被配置成基于換檔信息，在實際換檔過程中固定再生制動量，并且在未執行實際換檔時，利用所需制動力來計算再生制動量。
[0010]混合動力控制單元可被配置成，在換檔過程中，基于制動踏板是否工作來確定所需制動力是否增大。混合動力控制單元可被配置成，在換檔過程中，當所需制動力增大時固定再生制動量，并且在所需制動力保持大致恒定或減小時計算再生制動量。混合動力控制單元可被配置成，在實際換檔結束之后，將干預前電動機轉矩的絕對量增加到與所需制動力一樣大。
[0011]根據本發明另一種示例性實施方式，提供一種用于控制再生制動的方法，包括以下步驟:計算所需制動力；確定換檔是否被執行；當換檔未被執行時，利用干預前電動機轉矩來計算再生制動量；在換檔過程中，確定所需制動力是否增大；以及在換檔過程中，當所需制動力增大時，將再生制動量固定到之前的再生制動量。
[0012]該方法還可包括以下步驟:在換檔過程中，當所需制動力未增大時，利用干預前電動機轉矩來計算再生制動量。此外，該方法可包括以下步驟:在換檔結束時，利用所增大的所需制動力來計算干預前電動機轉矩，并且利用干預前電動機轉矩來計算再生制動量。在換檔結束時，增大的所需制動力以三級斜率(3-stage slope)來應用。
【附圖說明】
[0013]通過下面的詳細描述，并結合附圖，本發明的上述及其它目的、特征和優點將會更加顯而易見，其中:
[0014]圖1是示出根據現有技術的用于控制再生制動量的一般方法的示例性流程圖；
[0015]圖2是示出根據現有技術，取決于再生制動量的一般控制的實驗值的示例性圖表;
[0016]圖3是根據本發明示例性實施例的用于控制再生制動量的系統的示例性配置圖；
[0017]圖4是示出根據本發明示例性實施例的用于控制再生制動量的方法的示例性流程圖；
[0018]圖5是示出根據本發明示例性實施例，取決于再生制動量的實驗值的示例性圖表。
[0019]附圖標記說明:
[0020]101:行駛信息檢測器
[0021]106:電池。
【具體實施方式】
[0022]可以理解的是，本文中所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似的術語包括一般而言的機動車輛，比如包含運動型多用途車輛(SUV)、公共汽車、貨車，各種商用車輛的客車、包含各種輪船和艦船的船只、飛行器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、混合動力電動車輛、氫動力汽車和其它替代燃料汽車(例如，從除了石油以外的資源中取得的燃料)。如在本文中所引用的，混合動力車輛是具有兩種或多種動力來源的車輛，例如汽油動力車輛和電動動力車輛二者。
[0023]盡管示例性實施例被描述為使用多個單元來執行示例性過程，然而可以理解的是，該示例性過程還可以由一個或多個模塊來執行。另外，可以理解的是，術語控制器/控制單元指的是包括存儲器和處理器的硬件裝置。存儲器被配置成存儲模塊，處理器被專門配置成執行上述模塊，從而執行一個或多個過程，下面進一步詳述。
[0024]此外，本發明的控制邏輯可被實施為包含由處理器、控制器等執行的可執行程序指令的計算機可讀介質上的非暫時性計算機可讀介質。計算機可讀介質的例子包括，但不局限于，ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、閃存盤、智能卡和光數據存儲裝置。計算機可讀記錄介質也可以分布在連接計算機系統的網絡中，以使計算機可讀介質可以以分布式方式，例如，通過電信息通信服務器或控制器區域網(CAN)，被存儲和執行。
[0025]本文所用的術語僅用于描述特定實施例的目的，而并非旨在限制本發明。除非上下文明確指出，否則如本文中所使用的單數形式“一”、“一個”和“該”等意圖也包括復數形式。還應該理解的是，在本說明書中使用“包括”和/或“包含”等術語時，是意圖說明存在該特征、整數、步驟、操作、元素和/或組件，而不排除一個或多個其它特征、整數、步驟、操作、元素、組件、和/或其組合的存在或增加。如本文中所使用的，術語“和/或”包括一個或多個相關列出項目的任何和所有組合。
[0026]在下文中，將參考附圖，詳細描述本發明的示例性實施例，以使本領域技術人員能夠容易地實現本發明的本質。
[0027]本發明的示例性實施例公開一種在未執行換檔的一般情況下利用干擾前電動機轉矩計算再生制動量，在換檔期間將再生制動量調整到之前的再生制動量，在換檔結束時將干擾前的電動機轉矩的絕對量增加到與駕駛者的所需制動力一樣大來計算再生制動量，以實現迅速進入再生制動的技術，從而保持制動感覺，并使制動感覺的差異最小化。
[0028]接下來，將參考圖3-5詳細描述本發明的示例性實施例。
[0029]圖3是示出根據本發明示例性實施例的用于控制混合動力車的再生制動量的系統的示例性圖表。參考圖3，根據本發明的示例性實施例，用于控制再生制動量的系統可包括行駛信息檢測器101、發動機控制單元(E⑶)102、混合動力控制單元(HCU) 103、離合器控制單元(CCU) 104、動力控制單元(PCU) 105、電池106、電池管理系統(BMS) 107、發動機200、發動機離合器250、電動機300、以及變速器400。
[0030]行駛信息檢測器101可包括制動踏板傳感器和加速踏板傳感器(APS)，并提供制動踏板是否對HCU 103(在下文中稱作混合動力控制單元)起作用的檢測信號，其中制動踏板傳感器被配置成檢測制動踏板是否工作(例如，接合)，而加速踏板傳感器(APS)被配置成檢測加速踏板的操作位移(例如，接合程度)。此外，行駛信息檢測器101可被配置成檢測來自變速器(未示出)的換檔信息，并且將檢測到的換檔信息提供給混合動力控制單元103。E⑶102可與通過網絡連接以運行發動機200的HCU 103相連接，并將發動機200的工作狀態信息提供給HCU 103。
[0031]混合動力控制單元103可以是最高控制器，并且可被配置成整體地運行通過網絡連接的較低控制器，并收集和分析每個較低控制器的信息，以運行混合動力車輛。此外，HCU103可被配置成基于關于制動踏板是否被操作的行駛信息檢測器101的檢測信號來計算所需的制動力，確定是否執行換檔以在換檔時固定再生制動量，并且在未執行換檔時應用計算出的所需制動力，并利用干預前電動機轉矩來計算再生制動量。
[0032]換言之，即使干預前電動機轉矩的絕對量在制動和換檔期間增加，HCU 103仍然參考換檔前的電動機轉矩，而無需反映增加的絕對量來執行轉矩干預。因此，當制動力在換檔期間增加時，通過保持換檔之前的電動機轉矩，可防止制動感覺的喪失。此外，在制動力減小期間，通過追蹤所需制動力，駕駛者可能不會感受到制動感覺的差異。同時，與現有技術相比，HCU 103可被配置成在換檔結束之后將干預前電動機轉矩的絕對量增加到與駕駛者的所需制動力一樣大，以實現再生制動的迅速進入，從而提高燃料效率并改善制動感覺的差異。此外，考慮到制動油壓的追蹤能力，HCU 103可被配置成應用三級斜率(3-stageslope)，從而確保更迅速的再生制動力并改善駕駛性能。
[0033]在執行再生制動的控制時，CXU 104可被配置成，即使在檢測到電源切斷時，仍然基于HCU 103的控制，保持變速器400的齒輪嚙合。P⑶105可包括電動機控制單元(MCU)、由多個電源開關裝置構成的逆變器、和保護電路，并且可被配置成基于從HCU 103施加的控制信號，將從電池106供應的直流(DC)電壓轉換成三相交流(AC)電壓，以執行電動機300的驅動。
[0034]在HEV模式中，為了幫助發動機200的輸出，電池106可被配置成基于再生制動量的控制，將電力供應給電動機300，并且可利用從電動機300產生的電壓進行充電。此外，在EV模式下，電力可供應給電動機300，并且在再生制動時，將從作為發動機工作的電動機300產生的電壓進行充電。
[0035]BMS 107可被配置成整體檢測關于電池106的電壓、電流、溫度等信息，以便管理和調節充電狀態，并且調節電池106的充電和放電的電流量，以防止將電池過度充電至閾值電壓或以下，或防止將電池過度充電至閾值電壓或以上。BMS 107可被配置成基于在HCU103中所需的控制信號來操作主繼電器，以將電池106的輸出調節成打開或關閉。基于ECU102的控制，發動機200可被操作成以最優操作點來驅動。
[0036]混合動力起動發電機(HSG) 210可被配置成，基于車輛的行駛狀況，怠速停止并重新起動發動機200。發動機離合器250可被布置在發動機200與電動機300之間，并且可基于CCU 104的控制來工作，以調節發動機200與電動機300之間的動力傳輸。電動機300可通過經由P⑶105施加的三相AC電壓來驅動，以輔助發動機200的輸出轉矩，并且當發動機200的輸出中存在額外(例如，附加)轉矩時或者在制動期間，電動機300可通過發電機來運行。
[0037]變速器400可被配置成基于CXU 104的控制來調整變速比，并按照變速比來分配基于行駛模式通過離合器250加和并施加的輸出轉矩，并將輸出轉矩傳輸給驅動輪以驅動車輛。變速器400可用作自動變速器或無級變速器。在根據本發明示例性實施例的、具有上述功能的混合動力車中，執行與現有混合動力車相同或類似的一般操作，因此省略對其的詳細說明。
[0038]接下來參考圖4描述根據本發明示例性實施例的用于控制再生制動的方法。首先，HCU 103可被配置成利用從行駛信息檢測器101輸出的制動踏板操作信號，計算使用者所需的制動力(例如，制動力預期量)(SlOl)。然后HCU 103可被配置成利用從行駛信息檢測器101輸出的換檔信息，確定車輛當前是否處于實際換檔模式(S102)。
[0039]HCU 103可被配置成，當車輛未處于實際換檔模式時，利用所計算的所需制動力，來計算干預前的電動機轉矩(S107)，并且利用計算出的電動機轉矩來計算再生制動量(S108)。同時，HCU 103可被配置成，當車輛處于實際換檔模式時，利用從行駛信息檢測器101輸出的制動踏板操作信號，來確定所需的制動力在實際換檔之后是否增大(S103)。
[0040]基于S103的確定結果，當所需的制動力未增大時，HCU 103可被配置成利用所計算的所需制動力來計算干預前電動機轉矩(S107)，并且利用計算出的電動機轉矩來計算再生制動量(S108)。此外，基于S103的確定結果，當所需的制動力增大時，HCU 103可被配置成將再生制動量固定到之前計算出的再生制動量(S104)，并且確定實際換檔是否結束(S105)。HCU 103可被配置成，基于步驟S105的確定結果，在實際換檔未結束時，重復執行以上步驟S105 ;并且當實際換檔結束時，計算在以上步驟S103中增大的所需制動力(例如，所需轉矩)，并且將計算出的所需制動力以三級斜率來應用(S106)，利用增大的所需制動力來計算干預前電動機轉矩(S107)，并且利用所計算的電動機轉矩來計算再生制動量(S108)ο
[0041]如上所述，本發明的示例性實施例具有以下兩個特征。參考圖5描述本發明的特征，圖5示出根據本發明示例性實施例，基于再生制動的實驗值的示例圖。
[0042]第一特征是用于計算在換檔期間制動時的再生制動量的方法。如上所述，在換檔過程中執行制動時，即使干預前電動機轉矩的絕對量可增大，變速器(未示出)仍可被配置成不反映增大的絕對量，而是通過參照換檔前的電動機轉矩來執行轉矩干預。因此，在換檔過程中，在制動力增加時，再生制動需求轉矩可以保持在現有轉矩，由此來防止制動感覺的喪失，通過在制動力減小期間追蹤所需制動力，使得駕駛者感覺不到制動的異樣感。
[0043]第二特征是，在實際換檔結束之后，通過將干預前電動機轉矩的絕對量增大到與駕駛者的所需制動力一樣大，從而與現有技術相比，能夠更快地進入再生制動，從而提高燃料效率并改善制動的異樣感。此外，在這種情況下，考慮到制動油壓的追蹤能力，通過應用三級斜率，可更迅速地確保再生制動力，并改善駕駛性能。
[0044]根據本發明的示例性實施例，可防止錯誤地計算換檔期間的再生制動量，從而防止駕駛性能和燃料效率因再生制動量的錯誤計算而劣化。
[0045]上面已經出于說明性的目的，提供了上述本發明的示例性實施例。因此，本領域技術人員應該理解，在未背離所附權利要求所公開的本發明的范圍和精神的情況下，還可以進行各種修改、變化、替換和附加，并且這些修改、變化、替換和附加均落在本發明的范圍內。
【主權項】
1.一種用于控制再生制動量的系統，包括: 行駛信息檢測器，其被配置成檢測制動踏板是否工作，并檢測換檔信息；以及 混合動力控制單元，其被配置成基于所述換檔信息，在實際換檔過程中固定再生制動量，并且在未執行實際換檔時，利用所需制動力來計算再生制動量。2.如權利要求1所述的系統，其中所述混合動力控制單元被配置成，在實際換檔過程中，基于所述制動踏板是否工作來確定所需制動力是否增大。3.如權利要求2所述的系統，其中所述混合動力控制單元被配置成，在實際換檔過程中，當所需制動力增大時固定再生制動量，并且在所需制動力保持恒定或減小時計算再生制動量。4.如權利要求3所述的系統，其中所述混合動力控制單元被配置成，在實際換檔結束之后，將干預前電動機轉矩的絕對量增加到與所述的所需制動力一樣大。5.如權利要求1所述的系統，其中所述行駛信息檢測器包括加速踏板傳感器和制動踏板傳感器。6.一種用于控制再生制動的方法，包括以下步驟: 通過控制器計算所需制動力； 通過所述控制器，利用行駛信息檢測器確定實際換檔是否被執行； 當實際換檔未被執行時，通過所述控制器利用干預前電動機轉矩來計算再生制動量； 在實際換檔過程中，通過所述控制器確定所需制動力是否增大；以及 在實際換檔過程中，當所需制動力增大時，通過所述控制器將再生制動量固定到之前的再生制動量。7.如權利要求6所述的方法，還包括以下步驟: 在實際換檔過程中，當所需制動力未增大時，通過所述控制器利用所述干預前電動機轉矩來計算所述再生制動量。8.如權利要求7所述的方法，還包括以下步驟: 在實際換檔結束時，通過所述控制器利用所增大的所需制動力來計算所述干預前電動機轉矩，并且利用所述干預前電動機轉矩來計算所述再生制動量。9.如權利要求8所述的方法，其中在實際換檔結束時，將所增大的所需制動力以三級斜率來應用。10.如權利要求1所述的方法，其中所述行駛信息檢測器包括加速踏板傳感器和制動踏板傳感器。
【文檔編號】B60W20/00GK105984458SQ201510100242
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月6日
【發明人】許志旭, 杜光日, 金尚準, 趙泰煥
【申請人】現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社