用于制动系统检验的系统和方法
【专利摘要】一种用于车辆的控制系统包括电驱动系统、驱动系统控制单元和摩擦制动系统。电驱动系统与车辆的第一组轮相关联。驱动系统控制单元配置成控制电驱动系统，以有选择地提供电动动力至第一组轮来推进车辆和电减速来减慢车辆。摩擦制动系统包括分别与第一组轮和第二组轮相关联的第一摩擦制动单元和第二摩擦制动单元。驱动系统控制单元进一步配置成独立于第一摩擦制动单元的操作确定用于至第二组轮的摩擦制动施加的第二摩擦制动单元的功能性，且基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性控制至少一个车辆系统。
【专利说明】用于制动系统检验的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请请求享有2014年I月28日提交的美国临时申请第61/932275号的权益，该申请通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
[0002]本发明的实施例大体上涉及车辆制动系统。其它实施例涉及检验车辆制动系统的功能性。
【背景技术】
[0003]大型非公路车辆("0HV")(诸如用于拖运从露天矿开采的重的有效负载的采矿车辆)是公知的，且通常使用机械化轮来用于以能量有效的方式使车辆推进或减速。该效率通常通过连同交流发电机、主牵引逆变器和收纳在车辆的后轮内的一对轮驱动组件使用大马力柴油发动机来实现。柴油发动机与交流发电机直接相关联，使得柴油发动机驱动交流发电机。交流发电机对主牵引逆变器供能，其将具有受控电压和频率的电能供应至两轮驱动组件的电驱动电机。各个轮驱动组件收纳行星齿轮变速机构，其将相关联的驱动电机能量的旋转转换成高转矩低速旋转能输出，该输出供应至后轮。
[0004]OHV中的操作负载可超过一百吨，而车辆和负载的总重量可为几百吨。在坡度上和在较湿条件中操作这些车辆因此可尤其针对无经验的操作者提出若干挑战。此外，挑战性条件中操作此类重型车辆需要制动系统有效且可靠地操作，以在在坡度上启动和停止时防止回滚。因此，可能期望提供不同于现有系统和方法的用于检验制动系统可操作性的系统和方法。
【发明内容】
[0005]在实施例中，一种用于车辆的控制系统(例如，制动控制系统)包括电驱动系统、驱动系统控制单元和摩擦制动系统。电驱动系统与车辆的第一组轮(例如，后轮)相关联。驱动系统控制单元配置成控制电驱动系统，以有选择地提供电动动力至第一组轮来推进车辆和电减速来减慢车辆。摩擦制动系统包括与第一组轮相关联的第一摩擦制动单元，以及与车辆的第二组轮(例如，前轮)相关联的第二摩擦制动单元。驱动系统控制单元进一步配置成独立于第一摩擦制动单元的操作确定用于至第二组轮的摩擦制动施加的第二摩擦制动单元的功能性，且基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性控制至少一个车辆系统。
[0006]例如，控制系统可配置成独立于车辆的一组后轮上的摩擦制动操作来确定车辆的前轮上的摩擦制动的功能性，以用于混合制动操作，其中电减速施加到后轮上，摩擦制动施加到前轮上且后轮没有摩擦制动。
[0007]在另一个实施例中，一种方法包括利用驱动系统控制单元控制车辆的电驱动系统，以有选择地提供电动动力至车辆的第一组轮(例如，后轮)来推进车辆和电减速来减慢车辆。该方法还包括利用驱动系统控制单元，独立于车辆的第一摩擦制动单元的操作确定用于至车辆的第二组轮(例如，前轮)的摩擦制动施加的车辆的第二摩擦制动单元的功能性。(车辆具有包括与第一组轮相关联的第一摩擦制动单元和与第二组轮相关联的第二摩擦制动单元的摩擦制动系统。)该方法还包括基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性来控制至少一个车辆系统。
【附图说明】
[0008]本发明将通过参照附图阅读非限制性实施例的以下描述来更好理解，在以下附图中:
图1为根据本发明的实施例的车辆的透视图；
图2为根据实施例的电驱动系统的简图；以及图3为根据实施例的示出控制系统的示意图。
【具体实施方式】
[0009]现在将详细参照本发明的示例性实施例，其中的实例在附图中示出。只要可能，则附图各处使用的相同参考标号表示相同或相似的部分。尽管参照了用于地表采矿行业的具有柴油发动机的拖运卡车描述了本发明的示例性实施例，但本发明的实施例也大体上适用于结合内燃机和使用此发动机的车辆使用。例如，车辆可为设计成执行与特定行业(诸如，采矿、建筑、农业等)相关联的操作的非公路车辆(〃0HV〃)，且可包括拖运卡车、起重机、推土机器、采矿机器、农用设备、拖拉机、材料处理设备、推土设备等。作为备选或此外，车辆可为道路车辆，诸如牵引挂车钻机、道路自卸卡车等。如本文中所使用的，"电通信"或"电联接"意思是某些构件配置成经由通过直接或间接电连接的直接或间接信号发送与彼此通信。
[0010]本发明的实施例涉及用于确定车辆的仅一组轮(例如，前轮)的摩擦制动的功能性的控制系统和方法(例如，制动控制)，以检验那些轮的摩擦制动是否将在混合制动操作中可用(且在一些实施例中，到什么程度)，混合制动操作将此摩擦制动与车辆的其它组轮(例如，后轮)的电减速组合。(大体上，混合制动将诸如一组轮上的电减速与诸如不同组轮上的摩擦制动组合。)例如，功能性可通过自动地控制摩擦制动以将指定摩擦制动力施加到仅一组前轮上、将指定转矩施加到一组后轮(例如，控制轮电机来施加转矩)上，以及监测所得车辆移动来确定。在一方面，如果不存在响应于施加指定转矩的车辆移动，则前摩擦制动认为可操作成用于混合制动操作。
[0011]图1示出了车辆1，本发明的控制系统16可并入车辆1中。(控制系统16在下文中参照图3且在本文的别处描述。)如图所示，车辆10为构造成用于高产量采矿和重载建筑环境中的拖运卡车，且包括可为后轮的第一组轮12，以及可为前轮的第二组轮14。第一组轮12可为驱动轮，其联接到电驱动系统100(见图2)上，该系统提供动力至拖运卡车10。第二组轮14可操作地联接到车辆转向系统上来用于车辆转向。(拖运卡车1总体上示出了车辆，但在实施例中，本发明的系统和/或方法具体在拖运卡车上实施)。
[0012]图2中示出了电驱动系统100的实施例。电驱动系统100至少部分地收纳在车辆10内，且包括三相交流(AC)发电机/交流发电机108，其联接成由发动机106(例如，柴油发动机)机械地驱动。发电机108的AC输出给送至一个或更多个整流器110中，其配置成将发电机/交流发电机108的AC输出转换成直流(DC)输出。整流器110的DC输出供应至DC总线，其(连同其它负载)给送到一组逆变器112，114中。逆变器112，114配置成将来自DC总线的DC功率转换成受控的三相变频AC功率。逆变器112，114的输出(分别)电连接到电动机102，104上，且由逆变器112，114输出的AC功率具有适用于驱动电动机102，104的波形。电动机102，104可操作地联接到第一组轮的驱动轮12上。例如，电机102，104可为三相AC感应轮电机。如果第二组轮14为驱动轮，则电驱动系统100将包括附加的逆变器，以及类似地联接到图2中的逆变器112，114和电机102，104上的电动机。
[0013]如图2中进一步所示，驱动系统控制单元116电联接到电驱动系统100上。例如，驱动系统控制单元可连接到逆变器112，114上。除其它任务外，驱动系统控制单元116配置成确定和发送期望的转矩请求信号至逆变器112，114。转矩请求信号由用于逆变器112，114的控制单元处理，以将电机102，104驱动至期望的转矩输出大小，且沿对应于预计车辆移动方向的期望旋转方向。控制单元也配置成控制电机102，104来向轮12 (例如，后轮)提供减速牵引作用力，以减慢或停止车辆10。具体而言，当在也称为电减速的电制动模式中操作时，电动机102，104反向来用作发电机，且车辆10的驱动轮12驱动电动机102，104。驱动电机102，104将转矩置于驱动轮12上，且引起它们减慢，因此使车辆制动。在实施例中，控制单元116包括一个或更多个微处理器，其根据一组储存的指令操作来提供车辆控制，这将在下文中和本文的别处详细论述。
[0014]图3更详细示出了控制系统(例如，制动控制系统)16的实施例。控制系统16包括摩擦制动系统122，其包括与车辆的第一组轮12 (例如，后轮)相关联的第一(例如，后)摩擦制动单元120(例如，摩擦制动促动单元)，以及与车辆的第二组轮14(例如，前轮)相关联的第二 (例如，前)摩擦制动单元118 (例如，摩擦制动促动单元)。在实施例中，摩擦制动系统116为液压制动系统，其还包括可控制成控制至第一摩擦制动单元120的液压流体的压力的第一(例如，后)制动电磁阀126，以及可控制成控制至第二摩擦制动单元118的液压流体的压力的第二 (例如，前)制动电磁阀124。在其它实施例中，用于促动第一摩擦制动单元120和第二摩擦制动单元118的其它器件也可使用，而不脱离本发明的较宽方面。在任一(或任何)实施例中，各个摩擦制动单元例如可包括用于可控地施加摩擦负载到与轮12，14相关联的移动部分上的相应构件，例如，与车辆轮轴或制动盘/转子可操作地联接的制动块、用于将力施加到抵靠盘/转子的制动块上的液压促动的卡钳等。控制系统16还包括摩擦制动控制单元127，其配置成至少部分地响应于操作者输入(诸如，制动踏板的压下)来控制第一和第二(例如，后和前)摩擦制动单元120，118的应用。
[0015]在实施例中，驱动系统控制单元116和摩擦制动控制单元127电联接到彼此上，且可大体上称为一个或更多个控制器129。尽管驱动系统控制单元116和摩擦制动控制单元127示为图3中的单独的构件，但控制单元116，127可整体结合到单个控制单元/控制器/处理器中。
[0016]如图3中进一步所示，驱动系统控制单元116电联接到车辆10的传动系128上，其包括电驱动系统100，例如，发动机106、发电机108、整流器110、逆变器112，114和驱动电机1 2，104 (如图2中或别处所示的AC感应轮电机)。当在电减速制动模式中使车辆1制动时，控制单元116命令电驱动系统100(实际上用作电减速系统，其包括逆变器112，114和电机102,104)，以将请求的期望车辆减速转矩提供至轮。
[0017]还如图3中所示，驱动系统控制单元116和/或摩擦制动控制单元127中的一者或两者可配置成接收来自操作者控制133(例如，点火开关134、油门位置换能器136、制动踏板位置换能器138和/或变速杆140)的输入，以用于操作电动机102，104来用于使车辆驱动和制动。点火开关134可操作成使车辆启动或关闭。油门位置换能器136配置成检测油门踏板或其它促动器的位置。制动踏板位置换能器138配置成检测制动踏板或其它促动器的位置。变速杆140提供了允许操作者选择车辆移动(诸如，向前移动或反向移动)的预计或期望方向的手段。此外或作为备选，操作者控制可包括另一类型的输入界面142，例如，方向盘或其它转向控制、触摸屏或其它计算机界面、来自控制系统或自主控制器的控制输入等。如图3中进一步所示，显示器144可电联接到驱动系统控制单元116上，以允许车辆10的操作者查看关于各种车辆系统的状态信息。显示器144和(多个)操作者控制133共同形成1/0(输入/输出)系统145。
[0018]进一步参看图3，在一个实施例中，控制系统16配置成在启动和停止时，在坡度上加载时使车辆的操作自动化。在操作中，当车辆的操作者(操作者可为人或自主控制器)请求车辆停止，或车辆沿某一方向(例如，在任一情况下，通过操作者控制的促动)移动时，驱动系统控制单元116与摩擦制动控制单元127通信，以控制从摩擦制动器到电作用力/推进的转换，且反之亦然。具体而言，控制系统16包括驱动系统控制单元116与摩擦制动控制单元127之间的接口，这允许驱动系统控制单元116 (例如，响应于来自电驱动系统100的反馈或其它信息)请求来自摩擦制动控制单元127的特定制动作用力。该接口还允许驱动系统控制单元116从摩擦制动控制单元127请求添加或除去(S卩，增大或减小)摩擦制动作用力。因此，在实施例中，驱动系统控制单元116配置成与摩擦制动控制单元127通信，以控制车辆停止或启动期间的摩擦制动施加量。例如，驱动系统控制单元116可配置成与摩擦制动控制单元通信，以至少部分地自动控制车辆在车辆所处的倾斜坡度上停止和启动期间的摩擦制动施加量。(至少部分自动控制意思是完全自动控制，或响应于或部分地基于操作者输入的自动控制，例如，响应于制动踏板或油门踏板的位置变化程度且与其成比例的制动或加速程度或速率)。
[0019]结合上文，驱动系统控制单元116可配置成使用系统参数来计算保持给定倾斜坡度上的车辆10所需的力。驱动系统控制单元116然后取决于该确定的力来确定何时请求摩擦制动何时释放或更大的摩擦制动作用力何时加入。该力可基于2014年8月20日提交的前述美国专利申请第14/464，226号中强调的各种方法确定。作为备选或此外，系统16可配置成力基于如由车载惯性测量单元生成的倾斜坡度的信息、车辆质量的信息(例如，从称重站，或从来自关于已知条件下的车辆速度的传感器数据的车载基于物理的计算)、其它车辆/系统参数(例如，车轮半径)等确定。
[0020]在实施例中，控制系统16也配置成提供抗回滚能力。具体而言，驱动系统控制单元116配置成确定将车辆从停止移动至倾斜坡度所需的转矩水平(S卩，车辆在处于倾斜坡度时停止，且然后控制成在倾斜坡度上上移)。转矩水平可基于力确定，例如，转矩水平将为至少刚刚超过力的水平。在计算所需的转矩后(或在计算转矩之后的一些点)，驱动系统控制单元116与摩擦制动控制单元127通信，以请求摩擦制动施加的除去(S卩，摩擦制动施加的量=零)，以沿期望方向开始车辆的运动，而没有显著回滚。因此，在实施例中，驱动系统控制单元116还配置成响应于来自操作者控制(用于车辆在倾斜坡度上下移动)的输入来与摩擦制动控制单元127通信，以除去摩擦制动施加，且同时控制电驱动系统100来根据确定的转矩水平提供电动动力，用于车辆从停止到倾斜坡度向上(或向下)移动，而没有显著的车辆回滚。驱动系统控制单元116可配置成与电驱动系统和摩擦制动控制单元通信，使得(通过控制摩擦制动系统的摩擦制动控制单元)除去摩擦制动施加的量和速率自动地控制成与(通过驱动系统控制单元控制的电驱动系统)提供附加转矩的量和速率成比例或相当。例如，当摩擦制动施加减小特定量时，转矩同时增大至少足以偏移较低摩擦制动施加的量，以防止车辆回滚，直到摩擦制动施加完全除去，此时，附加转矩针对车辆向前移动生成。(没有〃显著〃车辆回滚包括没有车辆回滚，以及低于阈值的车辆回滚，阈值认为仍满足指定的安全方针，例如，对于某些拖运卡车应用中不大于0.3米的回滚)。
[0021]在其它实施例中，控制系统16作为备选或此外配置成提供受控的停止能力，诸如在车辆10在坡度上操作时。具体而言，驱动系统控制单元116配置成计算给定倾斜坡度上保持车辆10所需的力，且响应于车辆在坡度上移动时停止的操作者控制的输入，以至少部分地取决于所确定的力与摩擦制动控制单元127通信来增大摩擦制动施加的量，来使车辆停止且保持车辆停在坡度上。驱动系统控制单元116还可配置成计算使车辆在第一位置停止所需的力，且同时与摩擦制动控制单元127通信，以请求摩擦制动施加的量(和速率)，以停止车辆且将车辆保持在倾斜坡度。大体上，此计算可考虑车辆质量、当前行驶速率/速度、坡度倾斜程度等。例如，在坡度上向上行驶时使车辆停止所需的制动力将取决于车辆质量和减速率(在给定距离内从当前速度到零的速度变化)减去滚动摩擦/阻力引起的系数减去坡度上的重力引起的系数。如上文所述，然后保持车辆停止在坡度上所需的制动力将取决于车辆质量、坡度等。
[0022]在实施例中，摩擦制动系统使车辆停止且保持车辆停止在倾斜坡度上的应用与电减速减小是同步的。这里，驱动系统控制单元116配置成计算将车辆10保持在给定倾斜坡度上所需的力，且在电减速的减小的同时，与摩擦制动控制单元通信，以至少部分地取决于所确定的力来增大摩擦制动施加的量，以使车辆停止且保持车辆停止在坡度上。因此，当车辆在倾斜坡度上向上移动时，驱动系统控制单元116响应于来自使车辆停止的操作者控制的输入，可配置成首先开始电减速，且在电驱动系统的减速作用力随车辆减慢而减小时，与摩擦制动控制单元同时通信，以增加摩擦制动的施加量。在车辆完全停止之后，电减速的量可为零，且在此情况中，摩擦制动施加量将足以保持车辆停止在倾斜坡度上。驱动系统控制单元116可配置成自动地控制摩擦制动施加在与电减速减小同时增加的量和速率，使得(i)车辆的总体减速变化图(一定时间内从当前非零速度到零速度的速度变化)为线性的(且由此人类操作者看来平滑)，以及(ii)与来自操作者控制的一个或更多个输入在速率方面成比例，例如，驱动系统控制单元将控制电减速的减小和摩擦制动的同时增大，以向来自较高程度/速率的制动的操作者控制的输入对来自较低程度/速率的制动的操作者控制的输入提供较快的减速响应。
[0023]在实施例中，控制系统配置成在车辆受控来从其停止位置向前(例如，坡度上向上)移动时，用于车辆在倾斜坡度上的受控停止和抗回滚。这里，响应于用于车辆在坡度上移动时使其停止来自操作者控制的第一输入，驱动系统控制单元配置成确定力(以保持车辆在坡度上)，且(例如，与电减速的减少同时)与摩擦制动控制单元通信来至少部分地取决于所确定的力来增大摩擦制动施加量，以使车辆停止且保持车辆停止在坡度上。驱动系统控制单元进一步配置成确定使车辆从停止到在坡度上向上移动所需的转矩水平。驱动系统控制单元响应于用于使车辆在坡度上向上移动的操作者控制的第二输入，进一步配置成:与摩擦制动控制单元通信来除去摩擦制动施加；以及同时控制电驱动系统来根据所确定的转矩水平提供电动动力，以用于车辆从停止到在倾斜坡度上向上移动，而没有显著车辆回滚。
[0024]在其它实施例中，作为备选或此外，控制系统16配置成用于驱动系统控制单元116独立于第一摩擦制动单元120的操作来确定摩擦制动施加到第二组轮14中的第二摩擦制动单元118的功能性。例如，第二摩擦制动单元可受控，以将摩擦制动施加到第二组轮上，而第一摩擦制动单元不受控制来将摩擦制动施加到第一组轮上(即，没有摩擦制动施加到第一组轮上)。驱动系统控制单元116配置成基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性来控制至少一个车辆系统。例如，如果第二摩擦制动单元认为是完整功能的，则第二摩擦制动单元和电驱动系统100可针对例如，车辆后轮的电减速制动、前轮的同时摩擦制动和后轮没有摩擦制动的)混合制动操作控制。如果第二摩擦制动单元确定为无功能或部分功能的(即，大于无功能但小于完整功能)，则驱动系统控制单元例如可控制存储器单元，以更新车辆故障日志、控制点火来防止车辆向前移动、控制I/o系统145来提示操作者、控制车辆的通信系统来向车辆外传输信号，且/或控制车辆的移动，但以不同于第二摩擦制动单元认为完整功能的情况下的方式(例如，没有混合制动，或混合制动仅达到第二摩擦制动单元确定为有助于混合制动的功能的程度)。
[0025]在控制系统中，驱动系统控制单元116可配置成为了确定第二摩擦制动单元的功能性，自动地控制第二摩擦制动单元来将至少一个指定摩擦制动力施加到第二组(例如，前)轮上，控制电驱动系统来将至少一个指定转矩同时地施加到第一组(例如，后)轮上，以及监测车辆的任何产生的移动。例如，指定的摩擦制动力可以是第二摩擦制动单元的完全应用，且指定转矩可为第二摩擦制动单元设计/配置成适应的最高转矩水平，(如果是完整功能)以用于防止车辆移动。这里，在该实例中，如果不存在最高转矩水平下的车辆移动，则驱动系统控制单元确定第二摩擦制动单元是否为完整功能。然而，如果存在产生的车辆移动，则第二摩擦制动单元可确定为无功能的，或驱动系统控制单元可通过确定功能程度来进行。例如，驱动系统控制单元可自动地控制第二摩擦制动单元，以应用第二摩擦制动单元的完全应用(例如，继续应用完全应用)，且然后控制电驱动系统来按顺序施加低水平转矩(例如，最大转矩水平，且然后比最高水平小一定系数’X’的转矩水平，然后比最高水平小’2x’的转矩水平，等，S卩，线性逐步减速)，直到不存在车辆移动。这里，第二摩擦制动单元能够在无车辆移动的情况下适合的转矩水平提供了第二摩擦制动单元作用为防止车辆移动(且因此作用为有助于混合制动)的程度的手段。
[0026]在其它方面，指定的转矩水平(施加到第一组轮上)可为尽管第二摩擦制动单元的完全应用但还引起车辆移动所需的最小转矩。这里，与第二摩擦制动单元的完全应用同时，驱动系统控制单元116可配置成控制电驱动系统，以按顺序将逐渐增大水平的转矩施加到第一组轮上(S卩，线性逐渐增大)，直到车辆移动发生。车辆移动发生的水平表示尽管第二摩擦制动单元的完全应用但还引起车辆移动所需的最小转矩。具体而言，如果驱动系统控制单元配置成施加逐渐增大水平的转矩作为阶梯函数’X’(即，各个转矩增加通过指定为值’X’的常数)，车辆移动发生的转矩水平将是引起车辆移动所需的最小转矩的(转矩增大的常数指定值的)范围’X’内。
[0027]在另一个实施例中，驱动系统控制单元配置成自动地控制第二摩擦制动单元，以按顺序施加多个不同摩擦制动力，且控制电驱动系统来与摩擦制动力同时分别施加多个不同转矩。即，分别与随后施加不同摩擦制动力的同时，施加不同的转矩。不同摩擦制动力和转矩水平可为线性的，使得所得的车辆移动(或没有其)表示第二摩擦制动单元是否线性地操作。摩擦制动力和转矩水平可在大小方面对准，例如，各个转矩水平为第二摩擦制动单元配置成在给定摩擦制动力下适应来防止车辆移动的最大转矩水平。
[0028]根据本发明的方面，驱动系统控制单元可配置成自动地控制第二摩擦制动单元来将至少一个指定的摩擦制动力施加到第二组(例如，前)轮上(用于确定功能性)，而没有任何电减速施加到第一组(例如，后)轮上，且没有任何摩擦制动由第一摩擦制动单元施加到第一组(例如，后)轮上。因此，第二摩擦制动单元的检验独立于第一摩擦制动单元的操作，独立于制动踏板的操作者操作，且独立于任何车辆系统测试(但可能与其互补)，其中车辆的所有(或至少前和后)摩擦制动同时地评估。
[0029]如所述，驱动系统控制单元配置成基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性来控制一个或更多个车辆系统。除本文另外所述的之外，这可包括驱动系统控制单元，其在车辆在倾斜坡度上移动期间控制摩擦制动系统和电驱动系统，以用于电减速施加到车辆的第一组(例如，后)轮上且摩擦制动施加到车辆的一组前轮上的混合制动，而没有任何摩擦制动由第一摩擦制动单元施加到第一组(例如，后)轮上。例如，如果第二摩擦制动单元确定为完整功能的，则混合制动应用可如常根据第二摩擦制动单元的完全应用来执行。如果第二摩擦制动单元确定为无功能的，则混合制动可在车辆操作期间停止(即，无混合制动)。如果第二摩擦制动单元确定为部分功能的，则混合制动可停止，或仅施加到第二摩擦制动单元起作用的程度。
[0030]在实施例中，控制配置成在开始车辆的操作之前检验车辆10的前摩擦制动的功能性。现有的系统验证整个四轮制动系统。结果，有可能的是，后制动可提供足够的保持/停止力来在有弱前摩擦制动的情况下通过测试。因此，在转移状态中，当需要前摩擦制动来控制车辆时，由前制动提供的所需的制动力可能不可用，或压力与力的校准可关闭。这将使控制系统集成摩擦和电减速制动的能力降低，因此不利地影响可驾驶性和生产力。
[0031 ]在控制系统的实施例中，除整个4轮制动检验过程之外，驱动系统控制单元116连同摩擦制动系统控制单元127配置成还独立检验前摩擦制动单元118的功能性。
[0032]结合上文，控制系统的实施例可将混合制动系统的前制动控制与现有驱动系统自动制动检验系统集成。具体而言，作为可对于车辆执行的制动检验程序中的附加步骤，驱动系统控制单元116可配置成与摩擦制动控制单元127通信，以命令前摩擦制动单元118将指定摩擦制动力施加到前轮14上，然后将适合的转矩施加到后轮12上，以检验前摩擦制动单元118是否能够保持车辆10。在实施例中，控制系统可检验若干点(如果需要)来证明线性。在实施例中，控制系统可检验若干点来证明绝对能力。
[0033]在实施例中，添加混合制动中的前制动的驱动系统控制产生单独的制动系统(仅具有驱动系统触动的前部)，其在车辆操作前(例如，换挡前)制动测试期间独立地检验。这与仅检查由脚踏板命令的全部前制动和后制动的现有制动检验系统大不相同。
[0034]如上文所述，本发明的实施例可适用于相对大的车辆，例如，拖运车辆和具有至少250公吨的总体车辆操作重量的其它车辆。然而，尽管本发明的实施例已经具体参照OHV和此类其它大型车辆描述，但本发明不旨在限于此方面。具体而言，构想出了本发明的实施例同样大体上适用于电动车辆，包括但不限于电动非公路车辆、汽车等。
[0035]如上文所述，车辆操作者可为人或自主控制器。因此，〃操作者控制〃包括可由人操作的控制和与控制系统/自主控制器相关联的控制(例如，控制信号/输入)两者。
[0036]在实施例中，一种用于车辆的控制系统(例如，制动控制系统)包括电驱动系统、驱动系统控制单元和摩擦制动系统。电驱动系统与车辆的第一组轮(例如，后轮)相关联。驱动系统控制单元配置成控制电驱动系统，以将电动动力有选择地提供至第一组轮来推进车辆和电减速来减慢车辆。摩擦制动系统包括与第一组轮相关联的第一摩擦制动单元，以及与车辆的第二组轮(例如，前轮)相关联的第二摩擦制动单元。驱动系统控制单元进一步配置成独立于第一摩擦制动单元的操作确定用于至第二组轮的摩擦制动施加的第二摩擦制动单元的功能性，且基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性来控制至少一个车辆系统。
[0037]在另一个实施例中，一种用于车辆的控制系统(例如，制动控制系统)包括电驱动系统、驱动系统控制单元和摩擦制动系统。电驱动系统与车辆的第一组轮(例如，后轮)相关联。驱动系统控制单元配置成控制电驱动系统，以将电动动力有选择地提供至第一组轮来推进车辆和电减速来减慢车辆。摩擦制动系统包括与第一组轮相关联的第一摩擦制动单元，以及与车辆的第二组轮(例如，前轮)相关联的第二摩擦制动单元。驱动系统控制单元进一步配置成独立于第一摩擦制动单元的操作确定用于至第二组轮的摩擦制动施加的第二摩擦制动单元的功能性，且基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性控制至少一个车辆系统。驱动系统控制单元配置成为了确定第二摩擦制动单元的功能性，自动地控制第二摩擦制动单元来将至少一个指定摩擦制动力施加到一组前轮上，控制电驱动系统来将至少一个指定转矩同时地施加到一组后轮上，以及监测车辆的任何产生的移动。
[0038]在另一个实施例中，一种用于车辆的控制系统(例如，制动控制系统)包括电驱动系统、驱动系统控制单元和摩擦制动系统。电驱动系统与车辆的第一组轮(例如，后轮)相关联。驱动系统控制单元配置成控制电驱动系统，以将电动动力有选择地提供至第一组轮来推进车辆和电减速来减慢车辆。摩擦制动系统包括与第一组轮相关联的第一摩擦制动单元，以及与车辆的第二组轮(例如，前轮)相关联的第二摩擦制动单元。驱动系统控制单元进一步配置成独立于第一摩擦制动单元的操作确定用于至第二组轮的摩擦制动施加的第二摩擦制动单元的功能性，且基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性控制至少一个车辆系统。至少一个指定的摩擦制动力是第二摩擦制动单元的完全应用，且至少一个指定的转矩是尽管第二摩擦制动单元的完全应用但还引起产生的移动所需的最小转矩。
[0039]在另一个实施例中，一种用于车辆的控制系统(例如，制动控制系统)包括电驱动系统、驱动系统控制单元和摩擦制动系统。电驱动系统与车辆的第一组轮(例如，后轮)相关联。驱动系统控制单元配置成控制电驱动系统，以将电动动力有选择地提供至第一组轮来推进车辆和电减速来减慢车辆。摩擦制动系统包括与第一组轮相关联的第一摩擦制动单元，以及与车辆的第二组轮(例如，前轮)相关联的第二摩擦制动单元。驱动系统控制单元进一步配置成独立于第一摩擦制动单元的操作确定用于至第二组轮的摩擦制动施加的第二摩擦制动单元的功能性，且基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性控制至少一个车辆系统。至少一个指定的摩擦制动力包括多个不同的按顺序施加的摩擦制动力，且至少一个指定的转矩包括各自与摩擦制动力中的相应的一个同时地施加的多个不同转矩。多个不同按顺序施加的摩擦制动力和多个不同转矩可为线性的。
[0040]在另一个实施例中，一种用于车辆的控制系统(例如，制动控制系统)包括电驱动系统、驱动系统控制单元和摩擦制动系统。电驱动系统与车辆的第一组轮(例如，后轮)相关联。驱动系统控制单元配置成控制电驱动系统，以将电动动力有选择地提供至第一组轮来推进车辆和电减速来减慢车辆。摩擦制动系统包括与第一组轮相关联的第一摩擦制动单元，以及与车辆的第二组轮(例如，前轮)相关联的第二摩擦制动单元。驱动系统控制单元进一步配置成独立于第一摩擦制动单元的操作确定用于至第二组轮的摩擦制动施加的第二摩擦制动单元的功能性，且基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性控制至少一个车辆系统。驱动系统控制单元配置成自动地控制第二摩擦制动单元来将至少一个指定的摩擦制动力施加到一组前轮上，而没有任何电减速施加到一组后轮上，且没有任何摩擦制动由第一摩擦制动单元施加到一组后轮上。驱动系统控制单元配置成基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性来控制的至少一个车辆系统包括摩擦制动系统和电驱动系统，以用于在车辆在倾斜坡度上移动期间施加到一组后轮上的电减速(例如，电减速仅施加到后轮上)和施加到一组前轮上的摩擦制动施加(例如，摩擦制动仅施加到前轮上)的混合制动应用，而没有任何摩擦制动由第一摩擦制动单元施加到一组后轮上。
[0041]在另一个实施例中，一种用于车辆的控制系统(例如，制动控制系统)包括电驱动系统、驱动系统控制单元和摩擦制动系统。电驱动系统与车辆的第一组轮(例如，后轮)相关联。驱动系统控制单元配置成控制电驱动系统，以将电动动力有选择地提供至第一组轮来推进车辆和电减速来减慢车辆。摩擦制动系统包括与第一组轮相关联的第一摩擦制动单元，以及与车辆的第二组轮(例如，前轮)相关联的第二摩擦制动单元。驱动系统控制单元进一步配置成独立于第一摩擦制动单元的操作确定用于至第二组轮的摩擦制动施加的第二摩擦制动单元的功能性，且基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性控制至少一个车辆系统。驱动系统控制单元配置成基于所确定的第二摩擦制动单元的功能性来控制的至少一个车辆系统包括摩擦制动系统和电驱动系统，以用于在车辆在倾斜坡度上移动期间施加到一组后轮上的电减速和施加到一组前轮上的摩擦制动施加的混合制动应用，而没有任何摩擦制动由第一摩擦制动单元施加到一组后轮上。
[0042]在另一个实施例中，一种方法包括利用驱动系统控制单元控制车辆的电驱动系统，以有选择地提供电动动力至车辆的第一组轮(例如，后轮)，以推进车辆和电减速来减慢车辆。该方法还包括利用驱动系统控制单元，独立于车辆的第一摩擦制动单元的操作确定摩擦制动施加到车辆的第二组轮(例如，前轮)中的车辆的第二摩擦制动单元的功能性。(车辆具有包括与第一组轮相关联的第一摩擦制动单元和与第二组轮相关联的第二摩擦制动单元的摩擦制动系统。)该方法还包括基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性来控制至少一个车辆系统。第一组轮可包括车辆的一组后轮，且第二组轮可包括车辆的一组前轮。
[0043]在本方法的另一个实施例中，确定第二摩擦制动单元的功能性的步骤包括自动地控制第二摩擦制动单元来将至少一个指定的摩擦制动力施加到一组前轮上，控制电驱动系统来将至少一个指定的转矩同时地施加到一组后轮上，以及监测车辆的任何产生的移动。在一方面，指定的摩擦制动力为第二摩擦制动单元的完全应用，且转矩包括按顺序施加的多个不同转矩水平，直到车辆移动视情况停止或开始。在另一方面，多个不同摩擦制动力按顺序施加，且多个不同转矩分别与摩擦制动力同时地施加。不同摩擦制动力和转矩可为线性的。
[0044]在本方法的另一个实施例中，第二摩擦制动单元被自动地控制以将至少一个指定的摩擦制动力施加到一组前轮上，而没有任何电减速施加到一组后轮上，且没有任何摩擦制动由第一摩擦制动单元施加到一组后轮上。
[0045]在该方法的另一个实施例中，基于第二摩擦制动单元的所确定的功能性控制至少一个车辆系统包括在车辆在倾斜坡度上移动期间控制用于施加到一组后轮上的电减速和施加到一组前轮上的摩擦制动的混合制动应用的摩擦制动系统和电驱动系统，而没有任何摩擦制动由第一摩擦制动单元施加到一组后轮上。
[0046]将理解的是，以上描述旨在为示范性而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可与彼此组合使用。此外，可制作出许多改型来使特定情形或材料适于本发明的教导内容，而不脱离其范围。尽管本文所述的材料的大小和类型旨在限定本发明的参数，但它们绝不是限制性的，且为示例性实施例。本领域的技术人员在查阅以上描述时将清楚许多其它实施例。因此，本发明的范围应当参照所附权利要求连同此权利要求所述的等同方案的完整范围确定。在所附权利要求中，用语〃包括(including)〃和〃其中(in which)〃用作相应用语〃包括(comprising)〃和〃其中(which)〃的通俗英文同义词。此外，在所附权利要求中，用语〃第一〃、〃第二〃、〃第三〃、〃上〃、〃下〃、〃底部〃、〃顶部〃等仅用作标记，且不旨在对其对象施加数字或位置要求。此外，以下权利要求的限制并未以装置加功能的格式撰写，且不旨在基于35 U.S.C.§112的第六段理解，除非且直到此权利要求限制明确地使用短语〃装置〃后接没有另一个结构的功能的声明。
[0047]本书面描述使用了实例来公开本发明的若干实施例，包括最佳模式，且还使本领域的普通技术人员能够实施本发明的实施例，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的普通技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则此类其它实例意图在权利要求的范围内。
[0048]如本文中所使用的，以单数叙述且冠以词语〃一个〃或〃一种〃的元件或步骤应当理解为未排除多个所述元件或步骤，除非明确指出此类排除。此外，提到的本发明的〃一个实施例〃不旨在理解为排除也结合所述特征的附加实施例的存在。此外，除非明确相反指出，则实施例〃包括〃、〃包含〃或〃具有〃带特定性质的元件或多个元件可包括不具有此性质的附加此类元件。
[0049]由于可在本文所述的实施例中制作出某些变化，而不脱离本文涉及的本发明的精神和范围，但期望上文所述或附图中所示的所有主题应当仅认作是示出本发明的构想的实例，且不应当看作是限制本发明。
【主权项】
1.一种控制系统，包括: 与车辆的一组后轮相关联的电驱动系统； 驱动系统控制单元，其配置成控制所述电驱动系统，以有选择地提供电动动力至所述一组后轮来推进所述车辆和电减速来减慢所述车辆;以及 摩擦制动系统，其具有与所述一组后轮相关联的第一摩擦制动单元和与所述车辆的一组前轮相关联的第二摩擦制动单元； 其中所述驱动系统控制单元进一步配置成独立于所述第一摩擦制动单元的操作确定用于至所述一组前轮的摩擦制动施加的所述第二摩擦制动单元的功能性，且基于所确定的所述第二摩擦制动单元的所述功能性控制至少一个车辆系统。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述驱动系统控制单元配置成为了确定所述第二摩擦制动单元的所述功能性，自动地控制所述第二摩擦制动单元来将至少一个指定的摩擦制动力施加至所述一组前轮，控制所述电驱动系统来将至少一个指定的转矩同时地施加至所述一组后轮，以及监测所述车辆的任何产生的移动。3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述至少一个指定的摩擦制动力为所述第二摩擦制动单元的完全应用，以及所述至少一个指定的转矩为尽管所述第二摩擦制动单元的所述完全应用但还引起所述产生的移动所需的最小转矩。4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述至少一个指定的摩擦制动力包括多个不同的按顺序施加的摩擦制动力，且所述至少一个指定的转矩包括各自与所述摩擦制动力中的相应的一个同时地施加的多个不同转矩。5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述多个不同按顺序施加的摩擦制动力和所述多个不同转矩是线性的。6.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述驱动系统控制单元配置成自动地控制所述第二摩擦制动单元来将所述至少一个指定的摩擦制动力施加至所述一组前轮，而没有任何所述电减速施加至所述一组后轮，且没有任何摩擦制动由所述第一摩擦制动单元施加至所述一组后轮。7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述车辆的总体车辆操作重量为至少250公吨。8.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述驱动系统控制单元配置成基于所确定的所述第二摩擦制动单元的所述功能性来控制的所述至少一个车辆系统包括所述摩擦制动系统和所述电驱动系统，以用于在所述车辆在倾斜坡度上移动期间施加至所述一组后轮的所述电减速和至所述一组前轮的所述摩擦制动施加的混合制动应用，而没有任何摩擦制动由所述第一摩擦制动单元施加至所述一组后轮。9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述车辆的总体车辆操作重量为至少250公吨。10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述驱动系统控制单元配置成基于所确定的所述第二摩擦制动单元的所述功能性来控制的所述至少一个车辆系统包括所述摩擦制动系统和所述电驱动系统，以用于在所述车辆在倾斜坡度上移动期间施加至所述一组后轮的所述电减速和至所述一组前轮的所述摩擦制动施加的混合制动应用，而没有任何摩擦制动由所述第一摩擦制动单元施加至所述一组后轮。11.一种控制系统，包括: 与车辆的第一组轮相关联的电驱动系统； 驱动系统控制单元，其配置成控制所述电驱动系统，以有选择地提供电动动力至所述第一组轮来推进所述车辆和电减速来减慢所述车辆;以及 摩擦制动系统，其具有与所述第一组轮相关联的第一摩擦制动单元和与所述车辆的第二组轮相关联的第二摩擦制动单元； 其中所述驱动系统控制单元进一步配置成独立于所述第一摩擦制动单元的操作确定用于至所述第二组轮的摩擦制动施加的所述第二摩擦制动单元的功能性，且基于所确定的所述第二摩擦制动单元的所述功能性控制至少一个车辆系统。12.根据权利要求11所述的控制系统，其特征在于，所述驱动系统控制单元配置成基于所确定的所述第二摩擦制动单元的所述功能性来控制的所述至少一个车辆系统包括所述摩擦制动系统和所述电驱动系统，以用于在所述车辆在倾斜坡度上移动期间施加至所述第一组轮的所述电减速和至所述第二组轮的所述摩擦制动施加的混合制动应用，而没有任何摩擦制动由所述第一摩擦制动单元施加至所述第一组轮。13.一种方法，包括: 利用驱动系统控制单元控制车辆的电驱动系统，以有选择地提供电动动力至所述车辆的第一组轮来推进所述车辆和电减速来减慢所述车辆； 利用所述驱动系统控制单元，独立于所述车辆的第一摩擦制动单元的操作，确定用于至所述车辆的第二组轮的摩擦制动施加的所述车辆的第二摩擦制动单元的功能性，所述车辆具有摩擦制动系统，其具有与所述第一组轮相关联的所述第一摩擦制动单元，以及与所述第二组轮相关联的所述第二摩擦制动单元;以及 基于所确定的所述第二摩擦制动单元的所述功能性控制至少一个车辆系统。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一组轮包括所述车辆的一组后轮，以及所述第二组轮包括所述车辆的一组前轮。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，确定所述第二摩擦制动单元的所述功能性包括自动地控制所述第二摩擦制动单元来将至少一个指定的摩擦制动力施加至所述一组前轮，控制所述电驱动系统来将至少一个指定的转矩同时地施加至所述一组后轮，以及监测所述车辆的任何产生的移动。16.根据权利要求15所述的控制系统，其特征在于，所述至少一个指定的摩擦制动力包括多个不同的按顺序施加的摩擦制动力，且所述至少一个指定的转矩包括各自与所述摩擦制动力中的相应的一个同时地施加的多个不同转矩。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述多个不同按顺序施加的摩擦制动力和所述多个不同转矩是线性的。18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二摩擦制动单元被自动地控制以将所述至少一个指定的摩擦制动力施加至所述一组前轮，而没有任何所述电减速施加至所述一组后轮，且没有任何摩擦制动由所述第一摩擦制动单元施加至所述一组后轮。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，基于所确定的所述第二摩擦制动单元的所述功能性控制至少一个车辆系统包括控制所述摩擦制动系统和所述电驱动系统，以用于在所述车辆在倾斜坡度上移动期间施加至所述一组后轮的所述电减速和至所述一组前轮的所述摩擦制动施加的混合制动应用，而没有任何摩擦制动由所述第一摩擦制动单元施加至所述一组后轮。20.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述车辆的总体车辆操作重量为至少250公吨。
【文档编号】B60T13/74GK105934380SQ201580006280
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年1月28日
【发明人】H.T.杨, T.W.布朗, J.J.沃尔夫
【申请人】通用电气公司