用于控制电动摩托车的驱动和制动系统的方法与流程

本发明涉及一种用于控制电动摩托车的驱动和制动系统的计算机实现的方法。本发明还涉及一种用于电动摩托车的驱动和制动系统以及一种用于执行该方法的控制设备、一种用于执行该方法的计算机程序和一种用于执行该方法的计算机可读介质。

背景技术：

1、由电驱动马达来驱动的电动摩托车可以借助于单独的制动系统、例如液压制动系统和/或借助于驱动马达来被制动。接着，可以将在此回收的电能用于给连接到该驱动马达上的电池组充电。视电池组的状态而定，在使电动摩托车制动时，由于再生而可能使电池组过度承受负载和/或无法达到预期的制动效果。

技术实现思路

1、在该背景下，在下文提出了按照独立权利要求所述的一种用于控制电动摩托车的驱动和制动系统的计算机实现的方法、一种控制设备、一种计算机程序、一种计算机可读介质以及一种用于电动摩托车的驱动和制动系统。这里所提出的方法的有利的扩展方案和改进方案从说明书中得出并且通过从属权利要求来限定。

2、本发明的优点

3、本发明的实施方式能够实现：如果通过电动摩托车的电驱动马达无法实现或无法完全实现所希望的制动扭矩，例如因为连接到该驱动马达上的电池组由此会过度承受负载，则自动操纵该电动摩托车的制动系统。

4、本发明的第一方面涉及一种用于控制电动摩托车的驱动和制动系统的计算机实现的方法。该驱动和制动系统包括：连接到电池组上的电驱动马达，用于驱动电动摩托车的至少一个车轮；和制动系统，用于使电动摩托车的至少一个车轮制动。该方法包括：接收指示电池组的当前状态的电池组数据以及应该通过驱动马达所产生以便使电动摩托车制动的马达扭矩的目标值；依据这些电池组数据来检查是否可以按照该目标值来产生该马达扭矩；如果无法按照该目标值来产生该马达扭矩，则：在使用该目标值的情况下，确定应该通过制动系统所产生以便使电动摩托车制动的补偿扭矩；生成用于操控该制动系统的控制指令，使得产生该补偿扭矩。

5、“电动摩托车”例如也可以被理解为电动踏板车、电动自行车、电动三轮车或电动四轮车。

6、该至少一个车轮可以是电动摩托车的前轮和/或后轮。

7、“马达扭矩”可以被理解为应该通过将驱动马达作为发电机来运行所产生的再生制动扭矩。在此，发电机可以产生可足以至少部分地给电池组充电的电能。

8、马达扭矩和补偿扭矩可以涉及电动摩托车的同一个车轮或者多个相同的车轮。换言之，制动系统在产生补偿扭矩时可以对与驱动马达在产生马达扭矩时相同的一个或多个车轮进行制动。但是，也可能的是：马达扭矩和补偿扭矩涉及电动摩托车的不同车轮。

9、该方法可以通过处理器、例如电动摩托车的控制设备来自动执行。

10、如上所述，可能发生：在某些行驶情况下和/或视电动摩托车的电池组的状态而定，通过驱动马达无法实现或者无法在指定的程度上实现由驾驶员(例如通过松开油门手柄或者将油门手柄旋转到相对应的制动位置)所指定的马达制动扭矩。在这种情况下，驾驶员预期会制动，但是接着该制动要么完全没有发生要么以明显弱于预期的效果发生。因此，为了制动，驾驶员必须附加地操纵该制动系统，例如通过操纵制动杆和/或制动踏板。换言之，电动摩托车的再生制动行为可能根据电池组的状态而发生显著变化。这可能降低行驶舒适度。

11、这里所描述的方法降低了电池组状态对驾驶员体验的影响，尤其是对配备有单手操作的电动摩托车的制动行为的影响，更确切地说即使在驾驶员预期强烈的再生性减速但是电池组无法做到这一点的行驶情况下，这里所描述的方法也降低了电池组状态对驾驶员体验的影响。该方法本质上基于：电动摩托车在这种行驶情况下通过对该电动摩托车的制动系统的自动操纵来被制动，尤其是使得该制动系统以相对应的机械制动扭矩的形式来实现所希望的再生制动扭矩的无法转换的部分。以这种方式，在无需驾驶员采取行动的情况下，可以部分地或者完全补偿再生制动功能的失灵。相对于没有这种补偿功能的实施方案，这改善了行驶舒适度。

12、本发明的第二方面涉及一种控制设备，该控制设备包括处理器，该处理器被配置用于执行上文和下文所描述的方法。该控制设备可以包括硬件和/或软件模块。除了处理器之外，该控制设备可以包括：存储器；和数据通信接口，用于与外围设备进行无线和/或有线数据通信。

13、本发明的第三方面涉及一种用于电动摩托车的驱动和制动系统。该驱动和制动系统包括：电驱动马达，用于驱动电动摩托车的至少一个车轮，其中该驱动马达具有用于将该驱动马达连接到电池组上的连接触点；制动系统，用于使电动摩托车的至少一个车轮制动；传感装置，用于提供指示电池组的当前状态的电池组数据；可调节到制动位置的操作元件，用于控制电动摩托车的速度，其中该操作元件被设计用于在该制动位置提供马达扭矩的目标值和/或对马达扭矩的目标值进行编码的信号，其中应该通过该驱动马达来产生该马达扭矩，以便使电动摩托车制动；上文和下文所描述的控制设备。

14、该制动系统例如可以是液压和/或机电制动系统。附加地，该制动系统可以包括abs系统。

15、该传感装置例如可以包括如下传感器中的至少一种：用于测量电池组的温度的温度传感器；用于测量流经电池组的电流的电流传感器；用于测量附在电池组上的电压的电压传感器。

16、这里，“电池组”也可以被理解为“电池组的至少一个电池”。

17、该操作元件可以适合于电动摩托车的单手操作。换言之，该操作元件可以用于使电动摩托车加速和制动。

18、对马达扭矩的目标值进行编码的信号可以具有如下特性：例如在该控制设备中，通过对该信号的相对应的处理，可以确定该目标值。

19、本发明的其它方面涉及一种计算机程序和一种计算机可读介质，在该计算机可读介质上存储有该计算机程序。

20、该计算机程序包括指令，在通过处理器来执行该计算机程序时，这些指令促使该处理器执行上文和下文所描述的方法。

21、该计算机可读介质可以是易失性或非易失性数据存储器。例如，该计算机可读介质可以是硬盘、usb存储设备、ram、rom、eprom、闪存或者这些示例中的至少两个示例的组合。该计算机可读介质也可以是能够实现程序代码的下载的数据通信网络，比如互联网，或者云(cloud)。

22、上文和下文所描述的方法的特征也可以是该控制设备、该计算机程序和/或该计算机可读介质的特征(而且反之亦然)。

23、本发明的实施方式可以被视为基于下文所描述的思想和认识，而不限制本发明。

24、按照一个实施方式，在检查时，可以依据电池组数据来确定马达扭矩的可能值。在这种情况下，如果该目标值大于该可能值，例如指示与该可能值相比更强烈的制动，则可以识别出：无法按照该目标值来产生马达扭矩。该可能值例如可以是通过该驱动马达恰好仍能够进行制动而不使电池组过度承受负载、比如不使该电池组的使用寿命过度缩短的最大值。该可能值可以大于或小于该目标值或者是零。该可能值例如可以借助于查找表来被确定，在该查找表中寄存有电池组的不同状态的不同的可能值。替代地，可以根据电池组数据借助于相对应的数学函数来计算该可能值。

25、按照一个实施方式，该方法还可以包括：如果识别出无法按照该目标值来产生马达扭矩，则：生成用于操控驱动马达的另一控制指令，使得按照该可能值来产生用于使电动摩托车制动的马达扭矩。这所具有的效果在于：通过驱动马达和制动系统以组合的方式来使电动摩托车制动。

26、按照一个实施方式，可以确定该目标值与该可能值之差，以确定补偿扭矩。例如在考虑至多正/负10％的容许偏差的情况下，该补偿扭矩尤其可以在数值上等于该差。换言之，通过操控驱动马达和制动系统所产生的总制动扭矩可以等于该目标值或者略微偏离该目标值。这所具有的效果在于：当电池组的当前状态不容许产生马达扭矩或者不容许在所希望的程度上产生马达扭矩时，电动摩托车的实际制动行为不会发生变化或者不会明显发生变化。因此，该实际制动行为对应于当驾驶员例如通过相对应地调节油门手柄来指定马达扭矩的目标值时该驾驶员所预期的制动行为。这改善了行驶舒适度。

27、按照一个实施方式，在检查时，可以在使用该目标值和这些电池组数据的情况下估计电池组的未来状态。在这种情况下，如果电池组的未来状态偏离目标状态，则可以识别出：无法按照该目标值来产生马达扭矩。例如，依据所要求的马达扭矩，可以估计驱动马达在发电机运行时向电池组输送的电功率。然后，可以估计：当向电池组输送该功率时，电池组的状态相对于该目标状态而言是否过度恶化(例如电池组是否过度老化)。可以根据该当前状态以及附加地根据电池组的在该当前状态之前的至少一个先前状态来确定电池组的未来状态(见下文)。

28、按照一个实施方式，这些电池组数据可以定义以下电池组参数中的至少一个电池组参数：电池组的温度；电池组的充电状态；电池组的老化状态；流经电池组的电流；附在电池组上的电压。这种电池组参数能够准确地并且可靠地定义电池组的当前状态。这里，“电池组”也可以被理解为“电池组的至少一个电池”。

29、按照一个实施方式，这些电池组数据还可以指示在电池组的当前状态之前的电池组的至少一个先前状态。换言之，这些电池组数据可以指示电池组的状态的随时间的变化或者一个或多个电池组参数的随时间的变化过程。这可以改善该方法的精度。

30、例如，这些电池组数据可以包括定义电池组的当前状态的至少一个电池组参数的当前值，比如上述电池组参数中的一个或多个电池组参数。接着，为了估计该未来状态，可以在使用该当前值和该目标值的情况下确定该至少一个电池组参数的估计值。在此，可以检查：该估计值是在容许的值范围之内还是之外。与此相对应地，如果该估计值处在容许的值范围之外，则可以识别出：无法按照该目标值来产生马达扭矩。换言之，可以依据一次或多次阈值比较来进行该识别。这使得能够简单地实施该方法。

31、附加地，这些电池组数据可以包括该至少一个电池组参数的至少一个先前值。该至少一个先前值可以在先前时间点曾被确定为该当前值。接着，还可以在使用该至少一个先前值的情况下确定该估计值。换言之，可以根据该至少一个电池组参数的随时间的变化过程来确定该估计值。这改善了估计精度。

32、按照一个实施方式，在检查和/或确定补偿扭矩时，还可以评估以下行驶动力学参数中的至少一个行驶动力学参数：驱动马达的当前转速；驱动马达的当前旋转方向；由驱动马达当前产生的驱动力；由制动系统当前产生的制动力。

33、这些(该)行驶动力学参数的值可以已经通过相对应的传感器和/或通过计算来被确定。例如，可以将这些值与预定阈值进行比较，以便确定是否可以按照该目标值来产生马达扭矩。

34、例如，制动力可以是自动地、例如通过abs功能来产生的和/或是由驾驶员产生的。接着，可以使补偿扭矩适应该制动力，例如降低与该制动力相对应的值。因此，可以防止：由于在制动力值不为零的情况下产生补偿扭矩，使电动摩托车过于强烈地或者出乎意料地强烈地制动。

35、可能的是：如果除了对电池组数据的评估之外或者替代于对电池组数据的评估，识别出驱动马达的当前旋转方向(或者由驱动马达驱动的一个车轮或者由驱动马达驱动的多个车轮的当前旋转方向)与按照该目标值的马达扭矩方向相反，则识别出无法按照该目标值来产生马达扭矩。例如，在起动时，如果驾驶员指定用于使电动摩托车加速的马达扭矩并且该电动摩托车同时后退，则情况可能如此。在这种情况下，通过制动系统来使电动摩托车制动是有意义的。因此，防止了电动摩托车后退。

36、还可能的是：如果——除了对电池组数据的评估之外或者替代于对电池组数据的评估——依据该至少一个行驶动力学参数识别出电动摩托车被制动直至停下，则识别出无法按照该目标值来产生马达扭矩。在这种情况下，由于驱动马达的转速低，可能发生：电池组被放电而不是被充电。通过如下方式可以防止这一点：电动摩托车在制动直至停下时至少部分地由制动系统来制动而不是由驱动马达来制动。

37、按照一个实施方式，该操作元件可以是可旋转到制动位置的旋转手柄。这种旋转手柄例如可以是可安装在电动摩托车的车把上的油门手柄。在此，油门手柄也可以充当制动手柄，用于指定所希望的马达扭矩。

38、按照一个实施方式，该操作元件可以被设计为使得：该操作元件在该制动位置以外的位置被加载朝着制动位置的方向起作用的复位力。由此，该操作元件、例如旋转手柄，在松开时自行移回制动位置。换言之，该制动位置可以是该操作元件的静止位置或初始位置。例如，可以通过弹簧机构和/或以机电方式来使该操作元件复位。这能够实现舒适且安全的单手控制，在该单手控制的情况下，驾驶员可以用一只手来控制电动摩托车的速度，而不必强制操纵该制动系统、例如用于操纵该制动系统的制动杆和/或制动踏板来进行制动。