车辆制动系统及其操作方法

车辆制动系统及其操作方法
【专利摘要】本发明涉及车辆制动系统及其操作方法，具体提供一种设计成使来自再生制动系统的贡献最大化的车辆制动系统和方法，所述车辆制动系统和方法也提供解决潜在再生制动故障的足量安全措施。根据一个实施方式，所述方法确定由驾驶员请求的减速度以及车辆经历的实际减速度，并且使用这两个值的差值来计算减速度误差，所述减速度误差可用时间被积分并且与误差阈值相比较。如果积分或累积的减速误差超过误差阈值，那么所述方法可以减少或禁用所述再生制动系统直到能够确认该再生制动系统适当地运转。
【专利说明】车辆制动系统及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种车辆制动系统，更具体地涉及一种使用再生和摩擦制动的车辆制动系统。
【背景技术】
[0002]某些车辆制动系统使用再生和摩擦制动来满足驾驶员制动需求，通过将总的驾驶员制动需求划分成再生分量和摩擦分量来满足驾驶员制动需求。为了保护再生制动系统使其免于潜在失灵，某些车辆制动系统对再生分量设置了限制或阈值，使得它不超过万一发生再生制动失灵时摩擦制动系统可以迅速地增加制动的水平(如果需要)。虽然这种方法可以解决关于潜在再生制动失灵的某些担心，但是它也可能限制再生制动系统的作用并且因此降低车辆的总体燃料效率。

【发明内容】

[0003]根据一个实施方式，提供了一种操作包括摩擦制动系统和再生制动系统的车辆制动系统的方法。所述方法可包括下述步骤:(a)收集一个或多个车辆操作状况；(b)使用所述车辆操作状况来确定实际减速度和请求的减速度；(C)使用所述实际减速度和请求的减速度来确定减速度误差；(d)将所述减速度误差与误差阈值相比较；以及(e)当所述减速度误差超过所述误差阈值时减少再生制动系统的再生制动。
[0004]根据另一个实施方式，提供了一种车辆制动系统，所述系统包括:一个或多个速度传感器、制动器传感器、控制模块、再生制动系统以及摩擦制动系统。所述控制模块配置成使用速度和制动信号来将减速度误差与误差阈值作比较并且当所述减速度误差超过所述误差阈值时用摩擦制动系统的摩擦制动替代再生制动系统的再生制动。
[0005]第一组方案
方案1、一种操作包括摩擦制动系统和再生制动系统的车辆制动系统的方法，包括下述步骤:
(a)收集一个或多个车辆操作状况；
(b)使用所述车辆操作状况来确定实际减速度和请求的减速度；
(C)使用所述实际减速度和请求的减速度来确定减速度误差；
(d)将所述减速度误差与误差阈值相比较；以及
(e)当所述减速度误差超过所述误差阈值时减少再生制动系统的再生制动。
[0006]方案2、如方案I所述的方法，其中步骤(a)进一步包括收集包括车辆速度和驾驶员制动需求的车辆操作状况。
[0007]方案3、如方案2所述的方法，其中步骤(b)进一步包括使用所述车辆速度来确定所述实际减速度并且使用所述驾驶员制动需求来确定所述请求的减速度。
[0008]方案4、如方案I所述的方法，其中步骤(C)进一步包括使用所述实际减速度和所述请求的减速度来确定瞬时减速度误差，并且步骤(d)进一步包括将所述瞬时减速度误差与瞬时误差阈值相比较。
[0009]方案5、如方案I所述的方法，其中步骤(C)进一步包括使用所述实际减速度和所述请求的减速度来确定累积的减速度误差，并且步骤(d)进一步包括将所述累积的减速度误差与累积的误差阈值相比较。
[0010]方案6、如方案5所述的方法，其中步骤(C)进一步包括使用所述实际减速度和所述请求的减速度来确定瞬时减速度误差，以及用时间对所述瞬时减速度误差求积分以便确定所述累积的减速度误差。
[0011]方案7、如方案6所述的方法，其中所述瞬时减速度误差在预定的评估时间段期间被积分。
[0012]方案8、如方案6所述的方法，其中所述瞬时减速度误差在至少部分取决于车辆速度或驾驶员制动需求的变化的评估时间段期间被积分。
[0013]方案9、如方案8所述的方法，其中越快的车辆速度导致越短的评估时间段。
[0014]方案10、如方案I所述的方法，其中步骤(d)进一步包括将所述减速度误差与预定误差阈值相比较。
[0015]方案11、如方案I所述的方法，其中步骤(d)进一步包括将所述减速度误差与至少部分取决于车辆速度或驾驶员制动需求的变化的误差阈值相比较。
[0016]方案12、如方案11所述的方法，其中越快的车辆速度导致变化的误差阈值越低。
[0017]方案13、如方案11所述的方法，其中越低的驾驶员制动需求导致变化的误差阈值越低。
[0018]方案14、如方案11所述的方法，其中第一查询表被用于实际减速度超过请求的减速度的正减速度误差，并且第二查询表用于所述请求的减速度超过所述实际减速度的负减
速度误差。
[0019]方案15、如方案I所述的方法，其中步骤(C)进一步包括确定多个重合评估时间段期间的多个减速度误差，并且步骤(d)进一步包括将所述多个减速度误差与一个或多个误差阈值相比较。
[0020]方案16、如方案I所述的方法，其中步骤(e)进一步包括用所述摩擦制动系统的摩擦制动替换所述再生制动系统的再生制动，以便所述再生分量减少到O。
[0021]方案17、如方案I所述的方法，其中步骤(e)进一步包括用所述摩擦制动系统的摩擦制动替换所述再生制动系统的再生制动，以便所述再生分量减少到某一水平但不减少到O。
[0022]方案18、如方案I所述的方法，其中步骤(e)进一步包括暂时禁用所述再生制动系统的再生制动以及随后恢复再生制动。
[0023]方案19、一种车辆制动系统,包括:
提供速度信号的一个或多个速度传感器；
提供制动器信号的制动器传感器；
控制模块，所述控制模块联接到所述速度传感器并接收所述速度信号并且联接到所述制动器传感器并接收所述制动器信号；
联接到所述控制模块的再生制动系统；以及
联接到所述控制模块的摩擦制动系统；其中所述控制模块配置成使用所述速度信号和制动信号来将减速度误差与误差阈值作比较并且当所述减速度误差超过所述误差阈值时用所述摩擦制动系统的摩擦制动替代所述再生制动系统的再生制动。
[0024]第二组方案
方案1.一种操作包括摩擦制动系统和再生制动系统的车辆制动系统的方法，包括下述步骤:
(a)收集一个或多个车辆操作状况；
(b)使用所述车辆操作状况来确定实际减速度和请求的减速度；
(C)使用所述实际减速度和请求的减速度来确定减速度误差；
(d)将所述减速度误差与误差阈值相比较；以及
(e)当所述减速度误差超过所述误差阈值时减少再生制动系统的再生制动。
[0025]方案2.如方案I所述的方法，其中步骤(a)进一步包括收集包括车辆速度和驾驶员制动需求的车辆操作状况，并且步骤(b)进一步包括使用所述车辆速度来确定所述实际减速度并且使用所述驾驶员制动需求来确定所述请求的减速度。
[0026]方案3.如方案I所述的方法，其中步骤(C)进一步包括使用所述实际减速度和所述请求的减速度来确定瞬时减速度误差，并且步骤(d)进一步包括将所述瞬时减速度误差与瞬时误差阈值相比较。
[0027]方案4.如方案I所述的方法，其中步骤(C)进一步包括使用所述实际减速度和所述请求的减速度来确定累积的减速度误差，并且步骤(d)进一步包括将所述累积的减速度误差与累积的误差阈值相比较。
[0028]方案5.如方案4所述的方法，其中步骤(C)进一步包括使用所述实际减速度和所述请求的减速度来确定瞬时减速度误差，以及用时间对所述瞬时减速度误差求积分以便确定所述累积的减速度误差。
[0029]方案6.如方案5所述的方法，其中所述瞬时减速度误差在预定的评估时间段期间被积分。
[0030]方案7.如方案5所述的方法，其中所述瞬时减速度误差在至少部分取决于车辆速度或驾驶员制动需求的变化的评估时间段期间被积分。
[0031]方案8.如方案I所述的方法，其中步骤(d)进一步包括将所述减速度误差与至少部分取决于车辆速度或驾驶员制动需求的变化的误差阈值相比较。
[0032]方案9.如方案8所述的方法，其中第一查询表被用于实际减速度超过请求的减速度的正减速度误差，并且第二查询表用于所述请求的减速度超过所述实际减速度的负减
速度误差。
[0033]方案10.如方案I所述的方法，其中步骤(C)进一步包括确定多个重合评估时间段期间的多个减速度误差，并且步骤(d)进一步包括将所述多个减速度误差与一个或多个误差阈值相比较。
[0034]方案11.如方案I所述的方法，其中步骤(e)进一步包括用所述摩擦制动系统的摩擦制动替换所述再生制动系统的再生制动，以便所述再生分量减少到O。
[0035]方案12.如方案I所述的方法，其中步骤(e)进一步包括用所述摩擦制动系统的摩擦制动替换所述再生制动系统的再生制动，以便所述再生分量减少到某一水平但不减少到O。[0036]方案13.如方案I所述的方法，其中步骤(e)进一步包括暂时禁用所述再生制动系统的再生制动以及随后恢复再生制动。
[0037]方案14.一种车辆制动系统，包括:
提供速度信号的一个或多个速度传感器；
提供制动器信号的制动器传感器；
控制模块，所述控制模块联接到所述速度传感器并接收所述速度信号并且联接到所述制动器传感器并接收所述制动器信号；
联接到所述控制模块的再生制动系统；以及
联接到所述控制模块的摩擦制动系统；其中所述控制模块配置成使用所述速度信号和制动信号来将减速度误差与误差阈值作比较并且当所述减速度误差超过所述误差阈值时用所述摩擦制动系统的摩擦制动替代所述再生制动系统的再生制动。
【专利附图】

【附图说明】
[0038]随后将结合附图来描述优选的示例性实施方式，其中类似的附图标记指示类似的元件，并且附图中:
图1是具有再生和摩擦制动能力的示例性车辆制动系统的方框图；以及图2是可与诸如图1所示的车辆制动系统的车辆制动系统一起使用的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0039]本发明描述的车辆制动系统和方法设计成使来自再生制动系统的贡献最大化，从而总体上增加车辆的燃料经济性，也提供解决潜在再生制动故障的适当安全措施。根据一个实施方式，本发明的方法确定由驾驶员请求的减速度以及车辆经历的实际减速度，并且使用这两个值的差值来计算减速度误差，所述误差可用时间被积分并且与误差阈值相比较。如果积分或累积的减速度误差超过误差阈值，那么所述方法可禁用再生制动系统直到能够证实其适当地运转。本发明的系统和方法可以更好地区别必须脱开再生制动和/或施加额外摩擦制动的那些情况与不需要脱开再生制动和/或施加额外摩擦制动的那些情况并因此降低再生制动不必要地脱开的情形数量。
[0040]虽然本文在诸如电液制动(EHB)系统或机电制动(EMB)系统的线控制动系统的背景中描述了示例性方法，但是应当理解的是，所述方法还可与任何数量的其他制动系统一起使用并且不限于所公开的实施方式。例如，本发明的方法可与其他线控制动和非线控制动系统、再生制动系统(例如，那些设置在混合动力车辆、电池电动车辆等中的)以及使用其他类型技术的其他制动系统(例如，盘式制动器、鼓式制动器或它们的组合)一起使用。这些仅是一些可能性，因为本发明的方法可与使用再生和摩擦制动的任何车辆制动系统一起使用。
[0041]参阅图1，图中示出了示例性车辆制动系统10的方框图，所述系统10具有摩擦和再生制动能力并且总体上包括制动器踏板传感器14、车轮速度传感器16-22、电子模块
30、摩擦制动系统32和再生制动系统34。车辆制动系统10和下面描述的方法可与多种车辆-包括混合电动车辆(HEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)、增程式电动车辆(EREV)或者诸如采用摩擦和再生制动的组合来控制车辆速度并且生成电能的任何其他电池电动车辆(BEV) 一起使用。在这种布置中，摩擦制动扭矩可以常规方式生成并且通过由盘式制动器、鼓式制动器等形成的摩擦阻力抵消车辆的前进动量。另一方面，可通过反向操作电动机使得其用作发电机而生成再生制动扭矩，所述再生制动扭矩反过来形成对车辆的前进动量产生反作用的电磁导出的扭矩(该过程还为电池充电从而可随后用于推进车辆/为车辆提供能量)。
[0042]制动器踏板12是由驾驶员操作的踏板或杆，并且根据该特定实施方式，由制动器踏板传感器14监测。在类似在此示出的示例性EHB系统的线控制动器应用中，制动器踏板12可通过弹簧机构等机械地联接到制动器踏板模拟器或仿真器，以便传输预期的机械感觉到驾驶员。制动器踏板模拟器还可包括其他机械和/或电子部件-包括传感器等。所属领域技术人员应当理解的是，制动器踏板12还可机械地联接到主缸，例如万一线控制动器系统经历某种类型的故障所述主缸可用作机械备用设备。
[0043]任何数量的不同传感器、部件、装置、模块、子系统、系统等可以为车辆制动系统10提供可与本发明的方法一起使用的信息或输入。这些包括例如图1所示的示例性传感器以及所属领域中已知但在此没有示出的其他设备或系统。应当理解的是，制动器传感器14、车轮速度传感器16-22以及定位在车辆制动系统10中和/或由车辆制动系统10使用的任何其他传感器可以硬件、软件、固件或它们的某些组合来实施。这些传感器可直接感测或评估提供给它们的状况，或者它们可基于由其他传感器、部件、装置、模块、子系统、系统等提供的信息来间接评估这些状况。此外，这些传感器可以下述方式联接到电子模块30:直接联接，通过其他电子装置间接联接，经过车辆通讯总线、网络等联接，或者根据所属领域中已知的某些其他布置联接。另外，这些传感器可集成在车辆部件、装置、模块、子系统、系统等内(例如，传感器设置在发动机控制模块、发动机管理系统等内)，它们可以是独立部件(如图1中示意性地示出的)，或者它们可以根据某些其他布置来设置。下面描述的传感器信号中的任一个都可能是由发动机控制模块，变速器控制模块，制动器控制模块，牵引控制模块，或者某些其他部件、装置、模块、子系统、系统等提供的，而不是由实际传感器元件直接提供。在某些情况下，可以采用多个传感器来感测单个参数(例如，作为用于提供信号余度的装置)。这仅是某些可能性，因为还可使用所属领域中已知的任何类型的传感器或传感器布置。
[0044]制动器传感器14为车辆制动系统10提供通常代表制动器踏板的位置、运动、施加的力和/或状态的制动信号。因此，制动信号通常代表驾驶员制动需求或驾驶员制动意图。可以使用任何数量的不同类型制动器传感器；这些传感器包括非接触型传感器(例如，光学传感器、电磁传感器等)、接触型传感器(例如，电位计、接触开关等)以及那些测量驾驶员施加到制动器踏板上的力的传感器等。在线控制动器应用中，制动器传感器14可与传输制动器踏板的预期机械感觉到驾驶员并且提供制动器信号的制动器踏板模拟器或仿真器整体形成。
[0045]车辆速度传感器16-22为车辆制动系统10提供速度信号，所述速度信号代表车轮的旋转速度或速率并且因此代表车辆的总体速率。可以使用多种不同的速度传感器和感测技术，所述感测技术包括那些使用车轮旋转速度、地面速度、加速器踏板位置、离合器踏板位置、换挡杆选定、车辆加速度、发动机速度、变速器输出速度和节气门位置等的技术。在一个实施方式中，单个车轮速度传感器16-22联接到车辆的4个车轮中的每个并且独立地报告4个车轮的旋转速度。所属领域的技术人员应当理解的是，这些传感器可根据光学、电磁或其他技术操作，并且车辆速度传感器16-22不限于任何特定速度传感器类型。在另一个实施方式中，速度传感器可联接到车辆的某些部分-例如变速器的输出轴或者在测速计后面，并且通过这些测量值产生速度信号。还能够通过加速度信号推导或计算速度信号(所属领域技术人员理解速率与加速度读数的关系)。在另一个实施方式中，一个或多个速度传感器可以通过导向雷达、激光或朝向地面并且分析反射信号的其他信号或者通过采用来自全球定位系统(GPS)的反馈来确定车辆相对于地面的速度。速度信号能够通过类似发动机控制模块(ECM)的某些其他模块、子系统、系统等提供到车辆制动系统10。
[0046]电子模块30可包括电子处理装置、存储装置、输入/输出(I / O)装置和/或其他已知部件的任意组合，并且可执行各种控制和/或通讯相关的功能。在示例性实施方式中，电子模块30包括电子存储装置50和电子处理装置52。这些模块可以硬件、软件或它们的某些组合来实施。根据特定实施方式，电子模块30可以是单个独立单元或模块，所述单个独立单元或模块可结合或包括在一个或多个其他电子模块或系统内，所述单个独立单元或模块可以是较大的网络或系统(例如，防抱死制动系统(ABS)、稳定性控制系统、牵引控制系统、车辆集成控制模块(VICM)、运动和能量控制(MEC)模块、混合动力控制模块等)的一部分，或者所述单个独立单元或模块可以实施这些布置的组合，以上仅给出了几种可能性。根据一个实施方式，电子模块30是控制摩擦和再生制动操作的组合的电子制动控制模块(EBCM)。在这种布置中，可以通过发送给这些系统的命令信号来控制摩擦制动系统32和/或再生制动系统34。本发明的方法不限于任何特定实施方式。
[0047]电子存储装置50可包括任何类型的适当电子存储装置并且可以存储多种数据、信息和/或电子指令。这包括例如感测到的车辆状况(例如，由传感器14-22提供的那些)、查询表和其他数据结构、算法(例如，用于实施下面描述的方法的电子指令)、车辆部件特性和背景信息(例如，用于不同车辆部件的操作设置等)等。下面描述的方法以及执行这种算法所需的电子指令和信息的任意组合可以存储或以其他方式保持在存储装置50中。
[0048]电子处理装置52可包括执行用于软件、固件、程序、算法、脚本等的电子指令的任何类型的适当电子处理器(例如，微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等)。示例性处理装置52不限于任一类型的部件或装置。电子模块30可通过适当连接电连接到其他车辆装置、模块、系统等，并且可根据需要与它们交互作用。当然，这些仅是电子模块的一些可能布置、功能和能力，当然肯定还有其他布置、功能和能力。
[0049]摩擦制动系统32在此示出为电液制动(EHB)系统，然而它可能是机电或者以常规方式生成摩擦制动扭矩的其他类型的制动系统。根据该示例性实施方式，摩擦制动系统32包括液压单元60，所述液压单元60液压联接到定位在每个车轮或角处的外部的制动器单元72-78。虽然液压单元60示意性地示出为具有独立的液压控制单元62、蓄压器64、主缸66以及彼此共同定位的一个或多个致动器68，但是应当理解的是可以根据所属领域已知的多个其他布置替代性地设置这些和/或其他装置的任意组合。例如，液压控制单元62可集成在EBCM30或某些其他模块内并且通过电连接连接到致动器68。液压控制单元62可与EBCM30交互作用并且用作摩擦制动系统32中的各种机电致动器和装置的媒介或驱动器。在一个示例中，液压控制单元62从EBCM30接收制动器命令信号，处理那些信号，并且使用它们来操作致动器68以便液压管线70中的液压保持在期望压力。就盘式制动器实施方式而言，流体压力驱动制动器单元72-78中的制动器活塞并且控制它们施加的制动力和制动扭矩。所属领域技术人员应当理解的是，液压控制单元62可执行任何数量的不同任务并且执行多种不同指令-包括本发明的方法的那些命令。因为蓄压器、主缸、致动器和液压单元60的其他部件的总体结构和操作是普遍公知的，所以省略了进一步的描述。
[0050]制动装置72-78可以是任何适当的车辆制动系统-包括与盘式制动器、鼓式制动器、电液制动、机电制动、再生制动、线控制动器等关联的系统的一部分。在示例性实施方式中，制动装置72-78每个都定位在车辆角处的外部并且每个都大体上包括转子80、制动钳82、制动器活塞88和制动器垫(未示出)并且可以是电液制动(EHB)系统或者某种其他类型的系统的一部分。如所属领域技术人员理解的那样，轮胎-车轮组件(未示出)通过多个凸耳螺母附接到毂，使得轮胎、车轮、毂和转子80全部都共同旋转。制动钳82跨骑转子80并且承载制动器活塞88，以便可在制动事件期间通过制动器垫将压缩和摩擦制动力施加到转子的对置侧。摩擦制动力使转子80的旋转变慢并且因此使轮胎-车轮组件的旋转变慢并且最终使车辆的速度变慢。每个不同车轮或角的制动器活塞可以:都整体地控制、每个车轮单独控制、分组控制(例如，前轮与后轮独立控制)或者根据某些其他已知方法控制。应当理解的是，在此描述的方法和系统不限于与盘式制动器系统一起使用并且可与其他制动系统和布置-包括具有电制动钳(e-制动钳)的机电制动器以及鼓式制动器系统一起使用。
[0051]再生制动系统34使用电磁导出的再生制动扭矩来抵消车轮的前进旋转，并且可包括具有控制单元92和电动机/发电机94的再生单元90。再生控制单元92可以控制或管理再生制动操作的某些方面-包括本发明的方法的方面，并且可与EBCM30、液压控制单元62和/或车辆中的某些其他部件、装置、模块、系统等交互作用。电动机/发电机94可包括电动机和发电机(所谓的“电动发电机”)，以便生成正扭矩(加速度)和负扭矩(制动)。电动机/发电机94可联接到一个或多个传动系部件-包括输出轴、轮轴、车轮等，并且可以使用传动系部件的旋转来使车辆变慢并且生成电能来为电池(未示出)充电。虽然图1将电动机/发电机94示意性地描绘为单个组合装置，但是电动机和发电机可以是分开的并且设置为两个独立装置或者可以设置多个电动机/发电机(例如，用于前轮和后轮的独立电动机/发电机、用于每个车轮的独立电动机/发电机、用于不同功能的独立电动机/发电机等)，以上仅列举了几种可能性。因此，下面的描述仅意指单个组合的电动机/发电机单元94，尽管可替代性地使用其他再生制动系统实施方式。电动机/发电机94可包括AC电动机(例如,三相AC感应电动机)、DC电动机、有刷或无刷电动机、永磁电动机等，并且可包括多种部件-类似冷却特征，传感器、控制单元和/或所属领域已知的任何其他适当部件。
[0052]同样，前面描述的不例性车辆制动系统10和图1中的视图将仅不出一个潜在实施方式，而下面的方法并不限于仅与所述系统一起使用。可以替代性地使用包括那些显著不同于图1所示的任何数量的其他系统布置、组合和结构配置。
[0053]现在参阅图2，图中示出了示例性方法100，所述示例性方法100用于操作车辆制动系统-更具体地用于准确地确定何时适于脱开再生制动和/或施加额外的摩擦制动。从步骤110开始，所述方法收集各种车辆操作状况或其他类型的信息-包括但当然不限于车辆速度和驾驶员制动需求。在一个实施方式中，车辆速度传感器16-22提供速度信号并且制动器传感器14提供制动器信号(还称为驾驶员制动意图)到电子制动控制模块(EBCM) 30，所述电子制动控制模块30可使用这些信号来推导潜在用于本发明的方法的其他信息。可以下述方式收集这些信号:可以根据周期性原则(例如，每50ms)、可根据事件驱动的原则(例如，仅当驾驶员踩下制动器踏板12时制动器传感器14提供制动器信号)或者它们可以根据所属领域已知的某些其他进程或技术收集。在接收这些信号之后，所述方法可以在评估这些信号的内容之前数字化、过滤、转换、转变和/或执行任意数量的其他信号处理步骤。如上所述，信号-例如这些信号可由传感器部件直接提供或者通过车辆中的其他部件、装置、模块、系统等间接提供。应当理解的是，车辆速度和驾驶员制动需求仅是可以由本发明的方法收集和使用的潜在车辆操作状况中的一些，因为车辆加速度/减速度、驾驶员加速需求、稳定性度数和/或其他适当的车辆操作状况可用于代替或添加到在此列举的状况。
[0054]接下来，步骤114使用前面的步骤中收集的车辆操作状况来确定实际减速度和请求的减速度。如同其名字显示的，实际减速度涉及车辆经历的实际减速度，并且其可直接测量、由车辆速度间接计算(dv / dt)或者由车辆中的某些其他部件、装置、模块、系统等-类似防抱死制动系统(ABS)或者发动机控制模块(ECM)提供。可以考虑道路坡度、车辆质量或其他状况来补偿实际减速度以便再生制动不会错误地脱开。步骤114还确定请求的减速度，所述请求的减速度大体上代表驾驶员通过他或她接合制动器踏板12而请求或要求的减速度；该值对应于驾驶员制动需求或驾驶员制动意图。根据特定的系统和方法，可以使用任何数量的不同技术来确定请求的减速度，包括使用查询表或算法来将制动器踏板位置转换成请求的制动器扭矩并将请求的制动器扭矩转换成请求的减速度。可以任何数量的不同形式或单元-例如包括-m / S2来提供实际减速度和/或请求的减速度。
[0055]步骤122随后使用实际减速度和请求的减速度来确定减速度误差。在一个实施方式中，所述方法从实际减速度值减去请求的减速度值来得出减速度误差值。减速度误差值可以是正的(减速度大于请求的)或负的(减速度小于请求的)，因为这可潜在地影响所述方法随后解决收集的减速度误差的方式(例如，对于正误差值与负误差值有不同阈值)。根据一种可能的方法，步骤122确定瞬时减速度误差以便与瞬时误差阈值相比较。如果所述方法随后确定实际与请求的减速度之间的瞬时差值(即，瞬时减速度误差)超过瞬间误差阈值，那么所述方法可推断出发生了某种类型的再生制动故障并且所述方法可相应地禁用或减少再生制动。这种程序可以根据周期性原则(例如，每0.5秒)执行并且这种程序可采用考虑由噪音、道路缺陷(例如，路面凹坑)导致的变化的各种过滤或处理步骤，以上仅列举了几种可能性。
[0056]根据另一种潜在方法，步骤122确定随着时间累积的减速度误差并且随后将所述累积的减速度误差与某种类型的累积误差阈值相比较。确定累积的减速度误差的一种方式是，在某些规定或预定时间段(评估时间段)内对瞬时减速度误差积分，并且在该时间段结束时将积分的或累积的减速度误差与累积的误差阈值相比较。可以根据规定的评估时间段持续重复该过程。在另一个示例中，瞬时减速度误差相对于变化的时间段被积分，该时间段取决于一个或多个车辆操作状况-例如车辆速度或驾驶员制动需求。为了说明目的，设想车辆以25km / h行驶并且驾驶员施加制动的情况，从而导致些许或稍微与再生制动故障一致的-0.05g的瞬时减速度误差。步骤122可使用25km / h的当前车辆速度来选定评估时间段(即，误差被积分的时间段)，例如可以是0.5秒。在这种情形中，所述方法将在0.5秒期间对该误差积分以便确定累积的减速度误差，所述累积的减速度误差可随后与适当的阈值相比较。设想相同的情况，仅车辆现在以75km / h行驶；在该示例中，步骤122可选定例如0.2秒的评估时间段，在该评估时间段期间积分或以其他方式监测-0.05g的瞬时减速度误差。当车辆行驶得更快的时候，可以使用更短的评估时间段，以便如果检测到问题所述方法可以更快地干预。可以使用车辆速度以外的因素-例如驾驶员制动需求来选定评估时间段。
[0057]接下来，步骤130将减速度误差(无论它是瞬时的还是累积的减速度误差)与误差阈值相比较。所述误差阈值可以是规定或预定阈值或者可以根据一个或多个车辆操作状况而变化。为了说明预定阈值的使用，设想上面的示例，其中车辆以25km / h行驶并且-0.05g(m / S2)的瞬时减速度误差在0.5秒的时间段期间被积分,从而导致-0.025gsecCgX秒)的累积的减速度误差。步骤130可将-0.025gSec的累积的减速度误差与所述-0.05gsec的预定或规定阈值相比较；在该情形中，所述方法将推断出误差不超过阈值所以不需要干预动作。这种比较可使用有关量的绝对值来执行，因为所述比较的兴趣点在于误差的量值是否超过阈值的量值。
[0058]为了示出变化或动态阈值，设想了相同的一组情形，除了所述方法使用车辆速度和/或其他车辆操作状况来首先在执行步骤130的比较之前选定阈值。例如，所述方法可以采用一维查询表，所述一维查询表使用25km / h的当前车辆速度作为输入并且提供-0.06gsec的相应误差阈值作为输出。如果车辆以75km / h行驶，那么可以使用-0.04gsec的相应误差阈值或某些其他值。总体而言，车辆行驶越快阈值越低，因为所述方法可能想要在更高速度下更快干预。或者所述方法可以使用二维查询表，所述二维查询表使用车辆速度和当前请求的减速度作为输入并且生成对应的误差阈值作为输出。-0.2gsec的减速度误差通常更显著并且会惊动仅请求0.2g减速度的驾驶员而不是请求0.Sg的驾驶员；因此当前请求减速度越低(即，驾驶员制动需求越低)，误差阈值越低。所属领域技术人员应当理解的是，可以使用多种查询表和其他数据结构以及不同输入和因数来确定变化的误差阈值。误差阈值可包括单个值或值的范围，而独立查询表可以被提供用于正减速度误差(提供过多实际制动的情况)与负减速度误差(没有提供足够的实际制动的情况)。其他示例当然也是可能的，因为仅为说明目的提供了上面那些示例。
[0059]如上所述，所述方法可以使用一个或多个车辆操作状况来动态地选定评估时间段(在所述评估时间段期间累积减速度误差)和/或误差阈值(所述减速度误差与所述误差阈值相比较)。这使所述方法能够为特定一组车辆操作状况定制或具体设计减速度误差的评估并且不同于独立于减速度误差仅将再生制动限制到某一水平的常规方法。一旦确定和比较了减速度误差和相应的误差阈值，所述方法通常知晓了所述车辆是经历过多的减速(正减速度误差)、还是不足的减速(负减速度误差)，以及这些减速度误差是否超过指示它们是否过度的相应阈值。某些车辆测试显示驾驶员对减速度增益或损失的严重程度的感知可取决于多个因素，包括:增益或损失的量值、增益或损失发生的时间段、增益或损失发生时的车辆速度以及与总的驾驶员制动需求相比增益或损失的相对百分比。在示例性实施方式中，当确定再生制动是否应当取消或减少时本发明的方法考虑了所有这些因素。[0060]如果步骤134确定减速度误差过度，那么所述方法往后进行至用于一个或多个纠正动作的步骤138 ;如果另一方面步骤134推断出减速度误差没有过度，那么所述方法循环返回到开始以便继续监测。如上所述，减速度误差与误差阈值的比较可以根据绝对值原则来执行，以便正号和负号不会无意地影响所述比较。如在此使用的短语“当减速度误差超过误差阈值时”，通常意指当减速度误差的绝对值或量值超过误差阈值的绝对值或量值的情况(例如，-0.053gsec的减速度误差“超过”-0.04gsec的误差阈值，尽管前者是更小的数字)。非过度误差的推断可以是下述情况的结果:没有可察觉的减速度误差、小于其相应阈值的正减速度误差，小于其相应阈值的负减速度误差或者某些其他规定情形。
[0061]如果所述方法确定减速度误差过量，那么步骤138减少总体驾驶员制动需求的再生分量并且可以多种方式实现该动作。在一个实施方式中，步骤138简单地以摩擦分量代替再生分量，以便摩擦制动系统32最终接管车辆的制动。用于将制动载荷从再生制动系统34转换到摩擦制动系统32的一个潜在原因是，传统摩擦制动系统-例如采用盘式和/或鼓式制动器的那些系统有时比可能经历其他未检测到的误差的它们的再生制动对应件更可靠和结实。潜在的未检测到的再生制动故障的某些示例包括硬件故障(例如，再生制动系统中的离合器滑动)、软件故障、校准值故障等。如果步骤138的确用摩擦分量代替再生制动分量，那么该过渡可以立刻执行，或者所述过渡可以随着时间混合或平滑执行以便再生分量以驾驶员不可察觉的方式逐渐减少到O。在不同实施方式中，步骤138使再生分量降低到某一水平，但它没有被摩擦分量完全代替。再生和摩擦制动分量的确切区分或量值可取决于多个因素。在步骤138之后，所述方法可以如图2所示地终止或者它可以循环返回到开始以便继续执行。
[0062]根据可选特征，当推断出减速度误差过度并且再生制动分量应当减少时，所述方法可以暂时禁用再生制动系统34。例如，所述方法可以在制动事件的检测到不一致或误差的剩余时间内禁用再生制动。当驾驶员已完成施加和释放制动器踏板的当前循环(即，当前制动事件)时或者当车辆速度例如达到O时，所述方法随后可恢复再生制动系统34并且如同上面所述地再次开始。发生这种事件的价值的数值可以被保持并且随后用于提供诊断故障代码(DTC)。
[0063]另一可选特征涉及重合评估时间段或窗口的使用。为了说明目的，设想上面的示例，其中所述方法在从0.0秒到0.5秒的评估时间段期间对减速度误差积分并且随后将累积的减速度误差与累积的误差阈值相比较。第二重合评估时间段可以从0.25秒扩展到0.75秒；第三重合评估时间段可以从0.5秒扩展到1.0秒；第四重合评估时间段可以从
0.75秒扩展到1.25秒等。如果在任何单个评估时间段或窗口期间检测出过度减速度误差所述方法可以在步骤138处减少再生制动，或者如果在2个、3个、4个等连续的评估时间段期间检测出过度减速度误差所述方法可以仅在步骤138处减少再生制动，或者在减少再生制动之前所述方法可以采用2选1、3选2、4选3等评估时间段要求。这些仅是可被本发明的方法使用的潜在策略和技术中的一些，而其他策略和方法当然也是可行的。
[0064]另一方面，如果步骤134确定减速度误差没有过度(例如，如果误差不超过其相应的阈值)，那么所述方法可以在不改变再生和摩擦制动的当前平衡的情况下循环返回到开始。
[0065]应当理解的是，前面的描述不是对本发明的限定，而是对本发明的一个或多个优选的示例性实施方式的描述。本发明不限于在此公开的特定实施方式，而是完全通过下面的权利要求限定。此外，除了上面明确限定术语或短语的情形之外，前面的描述中包含的陈述是关于特定实施方式的，而不应理解为对本发明的范围的限制或者对权利要求中使用的术语的限定。对所属领域技术人员来说，各种其他实施方式以及对所公开的实施方式的各种改变和改型将变得显而易见。例如，步骤的特定组合和次序仅是一种可能性，因为本发明的方法可包括比在此示出的方法具有更少、更多或不同步骤的步骤组合。所有此类其他实施方式、改变和变型将落入所附权利要求的范围内。
[0066] 如说明书和权利要求书中使用的，当结合一个或多个部件或其他物品的列表使用时，术语“例如”、“如”、“比如”、“诸如”和“像”以及动词“包括”、“具有”、“包含”和它们的其他动词形式每个都被理解为开放式的，意味着所述列表不被认为是排除了其他额外的部件或物品。其他术语将使用它们最广义的合理含义来解释，除非它们在需要不同解释的背景中被使用。
【权利要求】
1.一种操作包括摩擦制动系统和再生制动系统的车辆制动系统的方法，包括下述步骤:(a)收集一个或多个车辆操作状况；(b)使用所述车辆操作状况来确定实际减速度和请求的减速度；(C)使用所述实际减速度和请求的减速度来确定减速度误差；(d)将所述减速度误差与误差阈值相比较；以及(e)当所述减速度误差超过所述误差阈值时减少再生制动系统的再生制动。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)进一步包括收集包括车辆速度和驾驶员制动需求的车辆操作状况，并且步骤(b)进一步包括使用所述车辆速度来确定所述实际减速度并且使用所述驾驶员制动需求来确定所述请求的减速度。
3.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)进一步包括使用所述实际减速度和所述请求的减速度来确定瞬时减速度误差，并且步骤(d)进一步包括将所述瞬时减速度误差与瞬时误差阈值相比较。
4.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)进一步包括使用所述实际减速度和所述请求的减速度来确定累积的减速度误差，并且步骤(d)进一步包括将所述累积的减速度误差与累积的误差阈值相比较。
5.如权利要求4所述的方法，其中步骤(c)进一步包括使用所述实际减速度和所述请求的减速度来确定瞬时减速度误差，以及用时间对所述瞬时减速度误差求积分以便确定所述累积的减速度误差。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述瞬时减速度误差在预定的评估时间段期间被积分。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述瞬时减速度误差在至少部分取决于车辆速度或驾驶员制动需求的变化的评估时间段期间被积分。
8.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)进一步包括将所述减速度误差与至少部分取决于车辆速度或驾驶员制动需求的变化的误差阈值相比较。
9.如权利要求8所述的方法，其中第一查询表被用于实际减速度超过请求的减速度的正减速度误差，并且第二查询表用于所述请求的减速度超过所述实际减速度的负减速度误差。
10.一种车辆制动系统,包括:提供速度信号的一个或多个速度传感器；提供制动器信号的制动器传感器；控制模块，所述控制模块联接到所述速度传感器并接收所述速度信号并且联接到所述制动器传感器并接收所述制动器信号；联接到所述控制模块的再生制动系统；以及联接到所述控制模块的摩擦制动系统；其中所述控制模块配置成使用所述速度信号和制动信号来将减速度误差与误差阈值作比较并且当所述减速度误差超过所述误差阈值时用所述摩擦制动系统的摩擦制动替代所述再生制动系统的再生制动。
【文档编号】B60T8/80GK103507798SQ201310248524
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月21日 优先权日:2012年6月21日
【发明者】E.E.克吕格尔, M.C.罗伯茨, K.S.基斯顿, P.A.基尔默里 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司