具有驱动车桥系统的车辆和控制方法与流程

本披露涉及一种具有驱动车桥系统的车辆以及一种控制方法。

背景技术：

0、背景

1、美国专利号10,377,243披露了一种电气化车辆和一种在电气化车辆内耗散能量的方法。

2、概述

3、在至少一个实施例中，提供了一种对具有驱动车桥系统的车辆进行控制的方法。该方法包括：当车辆处于运动状态并且不请求车辆制动和加速时，将电能从电源提供到电动马达以抵消由电动马达产生的再生功率。

4、当电源无法吸收由电动马达产生的再生功率时，可以将电能从电源提供到电动马达以抵消再生功率。

5、当车辆不处于运动状态时，可以不将电能从电源提供到电动马达以抵消再生功率。当请求车辆制动时，可以不将电能从电源提供到电动马达以抵消再生功率。当请求车辆加速时，可以不将电能从电源提供到电动马达以抵消再生功率。当电动马达不产生再生功率时，可以不将电能从电源提供到电动马达以抵消再生功率。当电源可以吸收由电动马达产生的再生功率时，可以不将电能从电源提供到电动马达以抵消再生功率。

6、将电能从电源提供到电动马达可以提供抵销再生功率的推进转矩。

7、抵消由电动马达产生的再生功率可以包括完全抵消再生功率或部分地抵消再生功率。

8、该方法可以包括：在将电能从电源提供到电动马达以抵消再生功率之后确定再生功率是否小于预定量。当再生功率小于预定量时，可以终止将电能从电源提供到电动马达以抵消再生功率。当再生功率不小于预定量时，可以继续将电能从电源提供到电动马达以抵消再生功率。

9、在至少一个实施例中，提供了一种车辆。该车辆具有驱动车桥系统。该驱动车桥系统包括电源、电动马达、车桥组件以及控制器。电动马达电连接到电源。车桥组件操作性地连接到电动马达。车桥组件具有连接到车轮组件的半轴。控制器被配置成将电能从电源提供到电动马达以抵消由电动马达产生的再生功率。当车辆处于运动状态并且不请求车辆制动和加速时，产生再生功率。

10、速度传感器可以提供指示车辆的运动的信号。该信号可以指示车轮组件的旋转。

11、加速踏板可以提供指示车辆的加速请求的信号。制动踏板可以提供指示车辆的减速请求的信号。

12、当不存在由电动马达产生的再生功率时，控制器可以不将电能从电源提供到电动马达以抵消由电动马达产生的再生功率。当电源可以吸收再生功率时，控制器可以不将电能从电源提供到电动马达以抵消由电动马达产生的再生功率。

技术实现思路

0、概述地，电动车辆或具有由电动马达而不是由内燃发动机提供动力的车桥组件的车辆理想地不应在车辆正在移动且请求零转矩时(即，当不请求推进转矩和再生制动转矩时)提供再生制动转矩或再生功率。然而，驱动车桥系统或其部件(比如逆变器)可能具有较差的转矩精度，比如误差超过1％。结果是，即使请求零转矩，电动马达也可能产生低水平的再生功率(即，当不请求再生功率时，提供再生功率)。在一些情况下，再生功率无法被电源吸收或容纳并且无法从车辆释放。在这种情况下，本发明提供少量的转矩(比如正转矩或推进转矩)，以抵消或抵销再生功率，而不是潜在地对电源过度充电。

1、出于说明的目的，在车辆正在向前滚动并下坡的背景下最好地理解该方法。当请求零转矩时，允许车辆下坡滑行，在这种情况下，不应提供推进转矩和再生制动转矩。然而，当转矩精度较差时，可能产生非零量的再生功率。该方法将能量从电源提供给电动马达，以在电源无法容纳再生功率时尝试抵消和消除再生功率。

2、在以下初始操作条件下描述图2的方法。首先，车辆处于运动状态(例如，车辆速度>0km/h)，而不是正在停泊或操作为将车辆保持在静止位置。例如，车辆未被正在操作为将车辆保持在倾斜表面上的适当位置或防止车辆向后滚动。其次，摩擦制动器未正在提供制动转矩。另外，该方法将主要在具有加速踏板和制动踏板的车辆的背景下进行描述。然而，设想的是，可以使用单个踏板提供单独踏板的功能，并且巡航控制系统或自主驾驶系统可以提供如先前所讨论的加速踏板和制动踏板功能。

3、在框200处，该方法确定车辆是否正在移动。当车辆速度大于零时，车辆可以正在移动。设想的是，该步骤可以包括将车辆速度与预定速度值进行比较。例如，当车辆速度大于预定速度值(比如10km/h)时，车辆可能正在移动。可以基于来自速度传感器110的信号确定车辆是否正在移动。如果车辆未正在移动，则该方法或方法迭代在框202处结束。如果车辆正在移动，则该方法在框204处继续。

4、在框204处，该方法确定是否请求零转矩。当不请求车辆加速并且不请求车辆制动时，可以请求零转矩。可以基于来自加速踏板112或与加速踏板112相关联的传感器的信号确定是否请求加速。例如，加速踏板112可以被朝向100％的位置致动，如先前所讨论的。可以基于来自制动踏板114或与制动踏板114相关联的传感器的信号确定是否请求制动。例如，制动踏板114可以从第一位置或0％的踏板位置致动到第二位置或朝向第二位置致动，如先前所讨论的。作为示例，当请求零转矩时，加速踏板112和制动踏板114可以同时释放或不致动。如果没有请求零转矩(即请求加速、请求制动、或两者)，则该方法或方法迭代在框202处结束。如果请求零转矩，则该方法可以在框206处继续。

5、在框206处，该方法可以确定再生功率是否存在。再生功率可以在驱动车桥系统正在以以下方式操作时存在：电动马达正在由车轮驱动并且正在充当产生电力的发电机。再生功率可以由控制器基于指示由电动马达正在产生的功率或电流的一个或多个电信号来识别。如果再生功率不存在或未正在产生，则没有再生功率要容纳，并且该方法或方法迭代可以在框202处结束。如果再生功率存在或者正在产生，则该方法可以在框208处继续。

6、在框208处，该方法可以确定电源是否能够吸收或容纳再生功率。当电源具有足够的储存容量并且电源正在正常操作参数内操作时，电源可以吸收再生功率。电源的容量或充电极限可以基于各种因素变化，包括但不限于电源的电量、电源的温度、电源的故障状态或故障状况等。例如，随着电量增加、处于升高的温度下、当电源的一些电芯无法充电等时，电源可能能够捕获更少的能量。如果电源可以吸收或容纳再生功率，则可以将再生功率提供给电源，并且该方法或方法迭代可以在框202处结束。如果电源不能吸收或容纳再生功率，则该方法可以在框210处继续。

7、在框210处，可以施加转矩来抵消或抵销再生功率。例如，控制器可以将电能从电源引导至电动马达以尝试抵销再生功率。如此，该方法可以尝试提供抵销与再生功率相关联的再生转矩或负转矩的推进转矩或正转矩。该方法可以尝试完全抵消再生功率或部分地抵消再生功率。

8、完全抵消再生功率可以尝试通过提供具有与再生功率相同量值的抵消推进转矩或正转矩来抵销再生功率。换言之，电源可以向电动马达提供具有与再生功率相同量值但与再生转矩或再生功率相反的功率以尝试平衡和中和再生功率。

9、部分地抵消再生功率可以尝试提供减少但不完全抵消再生功率的正转矩。作为示例，可以以小于再生功率的量值(比如抵消再生功率的80％)将电能从电源提供到电动马达。据推测，在抵消80％的再生功率后，将仅剩余20％的再生功率(1-80％抵消＝20％)。可以迭代地提供附加的正转矩以接近完全抵消未请求的再生功率。

10、在框212处，该方法可以确定抵消或抵销之后的剩余再生功率是否小于预定量。预定量可以为零或接近于零的值。预定量可以是恒定的量或可变的量。例如，预定量可以是基于电源的当前操作参数或属性(包括但不限于当前电量、电源的温度、电源的故障状态或故障状况等)的可变的量。例如，预定量或预定值可以存储在查找表中，并且可以基于属性(比如当前操作温度、当前电量等)来引用。如果尚未抵消的剩余再生功率小于预定量，则再生功率已被充分抵消或抵销，并且该方法或方法迭代可以在框202处结束。如果剩余再生功率不小于预定量，则该方法可以返回到框210并尝试用来自电源的电能进一步抵消或抵销剩余再生功率。

11、完全抵消的再生功率将可能致使再生功率小于预定量，比如当再生功率不增加时。然而，如果再生功率没有完全抵消，则该步骤允许该方法评估再生功率是否已经被充分抵消。

12、通过提供附加的正转矩以逐渐接近完全抵消再生功率，可以进一步减少部分地抵消的再生功率。继续上面的示例，可以将电能从电源提供到电动马达以进一步抵消剩余20％的再生功率。用80％的抵消来抵消剩余20％的再生功率将再生功率从原始量的20％减少到4％(即，将20％减少80％得到4％)。如果当表达为百分比时，预定量为1％，则另一次迭代会将再生功率从4％减少到0.8％(即，将4％减少80％得到0.8％)，这将小于预定量并且允许方法前进到框202。

13、如上所述的系统和方法可以适应具有差的转矩精度的驱动车桥系统，比如当请求零转矩时产生再生转矩或再生功率的具有差的转矩精度的系统或逆变器。结果是，该系统和方法可以确定是否正在产生再生功率并施加转矩抵消以将再生功率减少到可接受的水平。结果是，可以避免指示尝试对电源过度充电的故障状况。当电源具有足够的容量和能力容纳再生功率时，电源可以容纳再生功率。当电源不具有足够的能力或容量来吸收再生功率时，可以通过从电源释放能量来抵销再生功率，这对于车辆操作者来说可能是透明的或者不太可能被车辆操作者察觉。本发明还可以适应具有降低的转矩精度的驱动车桥系统或部件，比如逆变器，从而允许使用较便宜的硬件，比如较便宜的逆变器，由此降低系统成本。

14、虽然上文描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述本发明的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语，并且应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。另外，各种实施的实施例的特征可以进行组合以形成本发明的进一步的实施例。