专利名称：动力系中的混合制动管理的制作方法
技术领域：
本发明公开的内容涉及与采用转矩机器的动力系相关的混合制动系统。
背景技术：
在该部分中的陈述仅仅提供与本发明公开的内容有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。已知的动力系结构使用一个或多个转矩发生器以产生转矩并向包括一个或多个用于牵引的驱动轮的传动系统传递转矩，以推进车辆。转矩发生器可以包括例如内燃机和/ 或由非矿物燃料提供动力的转矩机器。采用非矿物燃料的转矩机器包括例如存储的电能、 存储的液压能和存储的气压能，以产生牵引转矩。转矩机器可以将通过驱动轮传递的车辆动能转化为可存储在能量存储装置中的能量。混合制动是用于同时地采用摩擦制动装置以优选地在全部车轮处产生摩擦制动转矩和采用转矩机器以反作用于驱动轮处的转矩，从而响应于操作者向制动踏板，并且在某些情况下加速器踏板的输入使车辆减速的方法。已知的混合制动系统包括响应于由转矩机器产生的反作用转矩的大小的改变调节摩擦制动转矩的控制系统。
发明内容
一种用于操作包括被连接至车辆的驱动轮的转矩机器的动力系的方法，包括确定动力系的再生制动容量。响应于包括制动转矩请求的净操作者转矩请求，操作摩擦制动系统的摩擦制动转矩命令和用于转矩机器的再生制动转矩请求同时产生，用于控制转矩机器的操作的转矩命令响应于再生制动转矩请求产生，并且将摩擦制动转矩命令调节一个通过与制动转矩请求和再生制动转矩请求之间的差相对应的量。本发明涉及下面的技术方案。I.用于操作动力系的方法，动力系包括被连接至车辆的驱动轮的转矩机器，该方法包括确定动力系的再生制动容量；和响应于包括制动转矩请求的净操作者转矩请求来产生操作摩擦制动系统的摩擦制动转矩命令，同时产生用于转矩机器的再生制动转矩请求；响应于再生制动转矩请求产生用于控制转矩机器的操作的转矩命令；和将摩擦制动转矩命令调节一个与制动转矩请求和再生制动转矩请求之间的差相对应的量。2.方案I的方法，其中，产生用于转矩机器的再生制动转矩请求包括选择制动转矩请求和再生制动容量中的较小者。3.方案2的方法，其中，选择制动转矩请求和再生制动容量中的较小者包括选择制动转矩请求和再生制动容量的目前状态中具有较小量值的一个。
4.方案I的方法，其中，响应于再生制动转矩请求产生用于控制转矩机器的操作的转矩命令包括产生转矩命令，以响应于再生制动转矩请求应用再生制动转矩。5.方案I的方法，其中，产生操作摩擦制动系统的摩擦制动转矩命令包括产生等于制动转矩请求的摩擦制动转矩命令。6.方案I的方法，其中，调节摩擦制动转矩命令包括随后将摩擦制动转矩命令减小一个与制动转矩请求和随后更新的再生制动转矩请求之间的差相对应的量。7.方案I的方法，还包括验证包括摩擦制动转矩命令和用于控制转矩机器的操作的转矩命令的转矩命令的组合是响应于净操作者转矩请求。8.方案7的方法，还包括验证转矩命令的组合在相对于净操作者转矩请求限定的可允许转矩窗口内。9.方案8的方法，其中，相对于净操作者转矩请求限定的可允许转矩窗口包括差分转矩值，差分转矩值包括可允许的负转矩安全门限和可允许的正转矩安全门限。10.用于控制车辆中的再生制动转矩的方法，该车辆包括摩擦制动系统和具有被构造为产生和反作用于车辆的驱动轮处的牵引转矩的转矩机器的动力系，该方法包括确定动力系的再生制动容量；和响应于包括操作者制动转矩请求的净操作者转矩请求来产生用于转矩机器的再生制动转矩请求，再生制动转矩请求包括操作者制动转矩请求和再生制动容量中的较小者；响应于再生制动转矩请求产生用于控制转矩机器的操作的转矩命令；响应于再生制动转矩请求控制转矩机器反作用于牵引转矩，反作用牵引转矩等于再生制动转矩请求；和命令摩擦制动转矩与操作者制动转矩请求和再生制动转矩请求之间的差相对应。11.方案10的方法，其中，再生制动转矩请求包括操作者制动转矩请求和再生制动容量的目前状态中具有较小量值的一个。12.方案10的方法，其中，产生转矩命令包括产生转矩命令以控制转矩机器响应于再生制动转矩请求应用再生制动转矩。13.方案10的方法，还包括验证包括摩擦制动转矩和用于响应于再生制动转矩请求控制转矩机器的操作的转矩命令的转矩命令的组合是响应于净操作者转矩请求。14.方案13的方法，还包括验证转矩命令的组合在相对于净操作者转矩请求限定的可允许转矩窗口内。15.方案14的方法，其中，相对于净操作者转矩请求限定的可允许转矩窗口包括差分转矩值，差分转矩值包括可允许的负转矩安全门限和可允许的正转矩安全门限。16.用于操作动力系以控制车辆中的再生制动转矩的方法，该方法包括确定动力系的再生制动容量；监控操作者转矩请求；和响应于包括操作者制动转矩请求的净操作者转矩请求来产生用于操作被构造为传递和反作用于车辆的驱动轮处的牵引转矩的转矩机器的再生制动转矩请求，再生制动转矩请求包括操作者制动转矩请求和再生制动容量中的较小者；
响应于再生制动转矩请求产生用于操作转矩机器的转矩命令；响应于再生制动转矩请求控制转矩机器；和命令摩擦制动转矩与操作者制动转矩请求和再生制动转矩请求之间的差相对应。17.方案16的方法，还包括验证包括摩擦制动转矩和用于响应于再生制动转矩请求操作转矩机器的转矩命令的转矩命令的组合是响应于包括操作者制动转矩请求的操作者转矩请求。
下面将参照附图借助于实例对一个或多个实施例进行描述，其中图1是按照公开的内容的被构造为执行混合制动控制方案的示例性的车辆的一部分的示意图；图2是按照公开的内容的用于采用混合制动控制方案操作动力系的流程图形式的控制方案的示意图；图3图解地示出按照公开的内容的在车辆系统上操作的混合制动控制方案的操作；和图4图解地示出按照公开的内容的与用于混合制动控制方案的转矩安全操作相关的输出转矩值。
具体实施例方式下面参照附图，其中，所述示出仅仅是为了示出某些示例性的实施例的目的，并且不是为了限制其的目的，图1示意性地示出被构造为执行混合制动控制方案200的车辆100 的一部分。相关的数据信号和控制信号被描述。车辆100包括动力系，动力系包括转矩产生装置，该装置包括至少一个被电连接至功率存储装置32并被机械连接至输出构件52的转矩机器30，输出构件52可以采用车辆传动系将转矩传递至一个或多个车辆驱动轮40。 转矩机器是采用存储的动力产生输出转矩的转矩产生装置，并且可与热力发动机区分，在于转矩机器在不燃烧燃料的情况下产生输出转矩，并且可以在转矩产生模式或动力产生模式下操作。转矩机器30被构造为直接地或通过变速器和传动系的元件将转矩传递至车辆 100的驱动轮40。参照图2、3和4描述采用数据信号和控制信号执行混合制动控制方案 200，以协作地控制转矩机器30和控制摩擦制动器以使车辆制动有效，并验证转矩安全。车辆100的动力系可以包括其它的转矩产生装置，包括例如一个或多个其它的转矩机器和内燃机。输出转矩是转矩机器30产生的转矩的大小，并与向驱动轮40传递的牵引转矩直接相关。转矩机器30可以被用在多个适当的动力系中的一个中，包括例如并联式混合动力系统、串联式混合动力系统、全电动系统和增程电动系统。在一个实施例中，转矩机器30是电动机/发电机装置，其被连接至包括高压电池系统和逆变器的功率存储装置32。转矩机器30可以在转矩产生模式下操作以产生用于车辆推进的牵引转矩，并且可以在电功率产生模式下操作，以反作用于牵引转矩产生可以存储在高压电池系统中的电功率。可以理解的是，转矩机器30可以替换地是机械动力装置、 液压动力装置或具有产生牵引转矩和反作用牵引转矩的能力的另一种适当的装置，其中， 动力装置被连接至不消耗矿物燃料的功率存储装置。
控制系统包括分布式控制模块系统，其中，单独的控制模块被构造为完成特定的任务。优选地，一种高水平的控制模块被构造为提供单独的控制模块的操作的全部控制和协调。控制系统包括被构造为提供在这里描述的转矩机器30的操作和控制操作的全部控制和协调的第一控制模块(HCP) 10。HCPlO产生用于控制转矩机器30在转矩产生模式和电功率产生模式中的一个中操作的转矩命令25，以产生或反作用于牵引转矩。车辆100包括用于监控操作者转矩请求的操作者输入装置，其包括操作者通过其施加制动转矩请求13 的制动踏板12和操作者通过其施加加速转矩请求15的加速器踏板14。车辆100包括被构造为向车辆车轮施加摩擦制动的摩擦制动系统42，车轮包括驱动轮40和非驱动轮41，以使车辆100响应于包括制动转矩请求13的操作者转矩请求减速和/或停止。摩擦制动系统42包括被构造为控制多个优选地被连接至驱动轮40和非驱动轮41的摩擦车轮制动44的操作的制动控制模块(EBCM) 20。EBCM20通过产生分别传送至并被直接应用至驱动轮40和非驱动轮41处的摩擦车轮制动器44的制动转矩命令27和四控制摩擦制动系统42的操作。EBCM20和HCP 10被信号连接以传递信息。该连接可以采用任意适当的通讯硬件和协议完成，包括例如串行通讯、CAN总线、无线通讯和/或其它的通讯。EBCM20优选地直接监控制动转矩请求13并在其上起作用。HCP 10直接地监控制动转矩请求13和加速转矩请求15，并产生净转矩请求31，其是制动转矩请求13和加速转矩请求15的算术组合。这样，EBCM20通过响应于由转矩机器30产生的反作用转矩的大小的改变调节摩擦制动转矩实施混合制动控制方案200的至少一部分。转矩安全操作34验证包括制动转矩命令27和四的转矩命令的组合。转矩机器 30响应于采用包括制动转矩请求13和加速转矩请求15的操作者转矩请求在HCPlO中确定的净转矩请求31。转矩安全操作34可以由HCPlO执行，或者，选择性地，它可以由另一个可以使用相关的转矩命令和转矩数据的适当的控制模块执行。与转矩安全操作34相对应的计算的转矩命令包括最大的输出转矩(To_maX)33、再生制动过程中的最大的输出转矩 (To_max_regen) 39、最小的输出转矩(To_min) 35、再生制动过程中的最小的输出转矩(To_ min—regen)370控制模块、模块、控制、控制器、控制单元、处理器和相似的术语的意思是一个或多个特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的中央处理单元 (优选地微型处理器)和相关的内存和存储器(只读的、可编程只读的、随机存取的、硬盘驱动器等)、组合的逻辑电路、输入/输出电路和装置、适当的信号调节和缓冲电路和其它适当的部件的任意适当的一个或多个组合，以提供所描述的包括混合制动控制方案200的功能。控制模块具有控制算法组，包括存储在内存中并被执行以提供所期望的功能的驻存软件程序指令和校准。算法优选地在预设的周期中执行。算法例如通过中央处理单元执行，并可操作以监控来自检测装置和其它的网络控制模块的输入，并执行控制和诊断程序， 以控制启动器的操作。周期在运行的发动机和车辆操作过程中可以规则间隔执行，例如每 3. 125,6. 25、12. 5和100毫秒执行。选择性地，算法可以响应于事件的发生执行。图2描述流程图形式的混合制动控制方案200。混合制动控制方案200被执行以响应于操作者的输入通过控制由摩擦制动系统42施加的制动转矩、并相应地控制由转矩机器30施加的反作用转矩而控制车辆制动，从而基于净转矩请求31响应于由转矩机器30产生的反作用转矩的大小的改变通过调节摩擦制动转矩获得混合制动功能，所述净转矩请求是制动转矩请求13和加速转矩请求15的组合。这包括与响应于操作者转矩请求、使再生电功率最大和保证制动转矩安全相关的考虑。图2的混合制动控制方案200可在图1中描述的动力系中执行，并参照其描述。表1被提供为一种索引，其中，用数字标记的方框和与图2中描述的混合制动控制方案200相关的相应的功能如下提出。表 权利要求
1.用于操作动力系的方法，动力系包括被连接至车辆的驱动轮的转矩机器，该方法包括确定动力系的再生制动容量；和响应于包括制动转矩请求的净操作者转矩请求来产生操作摩擦制动系统的摩擦制动转矩命令，同时产生用于转矩机器的再生制动转矩请求；响应于再生制动转矩请求产生用于控制转矩机器的操作的转矩命令；和将摩擦制动转矩命令调节一个与制动转矩请求和再生制动转矩请求之间的差相对应的量。
2.如权利要求I所述的方法，其中，产生用于转矩机器的再生制动转矩请求包括选择制动转矩请求和再生制动容量中的较小者。
3.如权利要求2所述的方法，其中，选择制动转矩请求和再生制动容量中的较小者包括选择制动转矩请求和再生制动容量的目前状态中具有较小量值的一个。
4.如权利要求I所述的方法，其中，响应于再生制动转矩请求产生用于控制转矩机器的操作的转矩命令包括产生转矩命令，以响应于再生制动转矩请求应用再生制动转矩。
5.如权利要求I所述的方法，其中，产生操作摩擦制动系统的摩擦制动转矩命令包括产生等于制动转矩请求的摩擦制动转矩命令。
6.如权利要求I所述的方法，其中，调节摩擦制动转矩命令包括随后将摩擦制动转矩命令减小一个与制动转矩请求和随后更新的再生制动转矩请求之间的差相对应的量。
7.如权利要求I所述的方法，还包括验证包括摩擦制动转矩命令和用于控制转矩机器的操作的转矩命令的转矩命令的组合是响应于净操作者转矩请求。
8.如权利要求7所述的方法，还包括验证转矩命令的组合在相对于净操作者转矩请求限定的可允许转矩窗口内。
9.用于控制车辆中的再生制动转矩的方法，该车辆包括摩擦制动系统和具有被构造为产生和反作用于车辆的驱动轮处的牵引转矩的转矩机器的动力系，该方法包括确定动力系的再生制动容量；和响应于包括操作者制动转矩请求的净操作者转矩请求来产生用于转矩机器的再生制动转矩请求，再生制动转矩请求包括操作者制动转矩请求和再生制动容量中的较小者；响应于再生制动转矩请求产生用于控制转矩机器的操作的转矩命令；响应于再生制动转矩请求控制转矩机器反作用于牵引转矩，反作用牵引转矩等于再生制动转矩请求；和命令摩擦制动转矩与操作者制动转矩请求和再生制动转矩请求之间的差相对应。
10.用于操作动力系以控制车辆中的再生制动转矩的方法，该方法包括确定动力系的再生制动容量；监控操作者转矩请求；和响应于包括操作者制动转矩请求的净操作者转矩请求来产生用于操作被构造为传递和反作用于车辆的驱动轮处的牵引转矩的转矩机器的再生制动转矩请求，再生制动转矩请求包括操作者制动转矩请求和再生制动容量中的较小响应于再生制动转矩请求产生用于操作转矩机器的转矩命令；响应于再生制动转矩请求控制转矩机器；和命令摩擦制动转矩与操作者制动转矩请求和再生制动转矩请求之间的差相对应。
全文摘要
一种用于操作包括被连接至车辆的驱动轮的转矩机器的动力系的方法，包括确定动力系的再生制动容量。响应于包括制动转矩请求的净操作者转矩请求，操作摩擦制动系统的摩擦制动转矩命令和用于转矩机器的再生制动转矩请求同时产生，用于控制转矩机器的操作的转矩命令响应于再生制动转矩请求产生，将摩擦制动转矩命令调节一个通过与制动转矩请求和再生制动转矩请求之间的差相对应的量。
文档编号B60L7/26GK102582448SQ20111046252
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者A·H·希普, A·K·鲁斯托尼, H·布尔, S·W·麦格罗根, T·E·甘利, W·R·考索恩 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司