專利名稱：用于帶有電動機(jī)的車輛的再生制動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于帶有電動機(jī)的車輛的再生制動方法，尤其涉及一種用于具備再生制動功能的車輛的再生制動方法，該車輛通過使用電動機(jī)實(shí)現(xiàn)該再生制動方法，其中能夠通過再生制動力來控制液壓制動設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)供電的車輛存在很多問題，因?yàn)樗鼈円蠖鄠€(gè)設(shè)備，例如發(fā)動機(jī)、傳動設(shè)備、傳動軸、液壓制動設(shè)備、與該發(fā)電機(jī)相關(guān)的燃料供應(yīng)設(shè)備、吸氣和排氣設(shè)備、冷卻和潤滑設(shè)備、防震設(shè)備等。此外，該發(fā)電機(jī)供電的車輛會由于廢氣導(dǎo)致空氣污染。為了解決這些問題，目前正在研發(fā)帶有電動機(jī)的車輛、氫氣車輛或其他使用燃料電池或太陽能的下一代車輛等特別是最近，已經(jīng)主動研發(fā)了帶有電動機(jī)的車輛。該電動機(jī)車輛采用用于提高燃料效率的再生制動方法。
在帶有電動機(jī)的車輛中，如果通過電能致動電動機(jī)，就通過電動機(jī)使車輛的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動。因此，怎樣高效地使用電能來致動電動機(jī)就變成電動車輛中將要解決的主要問題。為此，要求電動機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī)來產(chǎn)生電能，并且到車輛駕駛者給出減速或者制動命令時(shí)則將所產(chǎn)生的電能存儲在電容器中。同時(shí)，當(dāng)電動機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī)時(shí)，車輛車輪受到的制動力稱為再生制動力。因此，車輛車輪受到來自電動機(jī)的再生制動壓力和來自液壓制動設(shè)備的液壓制動力/摩擦制動力的總和。
即便是在制動過程中也可能通過電動機(jī)產(chǎn)生電能。具體而言，在帶有電動機(jī)的車輛中，電動機(jī)能夠從制動操作過程發(fā)出的熱能中產(chǎn)生電能。在此情況下，電動機(jī)能夠獲得的電能的量是根據(jù)車輛速度、電池電量等而變化的。
因此，為了滿足車輛駕駛者的制動愿望，即為了獲得車輛駕駛者要求的與再生制動力和液壓制動力的總和相當(dāng)?shù)闹苿恿?，必須在從車輛駕駛者要求的制動力中減去由電動機(jī)產(chǎn)生的再生制動力之后，僅僅產(chǎn)生所需的液壓制動力。
然而，這會導(dǎo)致車輛駕駛者體驗(yàn)到陌生的制動踏板感覺，因此需要使不良效果最小化。
為此，與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)不同的是，必須將反應(yīng)車輛駕駛者制動愿望的主缸與輪缸分離。換言之，應(yīng)當(dāng)獨(dú)立于輪缸中的壓力來控制由車輛駕駛者的踏板壓力所影響的主缸內(nèi)的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決以上問題的。本發(fā)明的一方面是提供了一種用于帶有電動機(jī)的車輛的再生制動方法，該方法能夠避免在再生制動過程中出現(xiàn)過制動問題并保留與傳統(tǒng)車輛相同的制動踏板感覺。
按照一個(gè)方面，本發(fā)明的示范性實(shí)施例提供了一種用于帶有電動機(jī)的車輛的再生制動方法，包括電動機(jī)，用于將車輛的動能轉(zhuǎn)化成電能以便通過再生制動來制動車輛；在其中儲存制動油的儲油缸；主缸；在各個(gè)輪缸的入口和出口處提供的常開類型的入口閥和常關(guān)類型出口閥；多個(gè)液壓泵，用于將制動油泵送到各個(gè)輪缸；用于操縱多個(gè)液壓泵的馬達(dá)；以及在將儲油缸連接到各個(gè)液壓泵的入口的液壓管路上提供的打開/關(guān)閉閥，該再生制動方法在從車輛駕駛者要求的制動量中減去與電動機(jī)產(chǎn)生量相對應(yīng)的再生制動量之后，產(chǎn)生所需制動剩余量，并且其中，在再生制動操作過程中，基于主缸內(nèi)的壓力與車輪壓力之間的壓力差，控制驅(qū)動輪的入口閥來獲得車輛駕駛者的踏板感覺，并控制驅(qū)動輪的出口閥來允許車輛壓力遵循目標(biāo)壓力。
在再生制動操作的最初階段中，通過非驅(qū)動輪的打開的出口閥向外排出一定流速的制動油，該流速對應(yīng)于電動機(jī)生成的再生制動量。當(dāng)再生制動量增加時(shí)，控制驅(qū)動輪的出口閥來滿足車輛駕駛者要求的制動總量。此外，當(dāng)再生制動量減少時(shí)，增加車輪壓力來滿足車輛駕駛者的制動愿望。
為了提高制動液壓，打開在儲油缸與液壓泵之間的液壓管路上提供的打開/關(guān)閉閥，并且可以操縱馬達(dá)，使得可以從儲油缸直接泵送所需流速的制動油。
本發(fā)明其他方面和/或優(yōu)點(diǎn)將在以下的描述中顯而易見，或通過實(shí)踐本發(fā)明而得知。
附圖簡述根據(jù)以下結(jié)合附圖的實(shí)施例描述，本發(fā)明的示范性實(shí)施例的各個(gè)特征和優(yōu)勢將變得明顯和更易于理解，其中

圖1是顯示按照本發(fā)明的電控液壓制動設(shè)備的示意圖；圖2是顯示按照本發(fā)明的再生制動系統(tǒng)的簡化原理圖；圖3是顯示取決于電動機(jī)速度的再生制動扭矩的通用實(shí)例的示意圖；以及圖4是顯示按照本發(fā)明的用于帶有電動機(jī)的車輛的再生制動方法的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將具體參照在附圖中例舉了其實(shí)例的本發(fā)明示范性實(shí)施例，其中相同的參考數(shù)字始終指的是相同的元件。以下將參照附圖描述實(shí)施例來解釋本發(fā)明。
圖1是顯示按照本發(fā)明的電控液壓制動設(shè)備的示意圖。如圖1所示，該液壓制動設(shè)備包括主缸MC，當(dāng)按下制動踏板BP時(shí)，該主缸MC通過操縱助力器(booster)B來產(chǎn)生制動壓力。
主缸MC包括兩個(gè)腔MCP和MCS。使用其中第一腔MCP來控制將要從主缸MC傳送到輪缸WFR和WRL的制動液壓，其中分別將輪缸WFR和WRL安裝到前右輪FR和后左輪RL。在第一腔MCP與輪缸WFR和WRL之間的液壓管路上提供常開類型的斷油閥TC1。此外，在常開類型的斷油閥TC1與各個(gè)輪缸WFR和WRL之間的液壓管線上提供常開類型的入口閥PC1和PC2。
分別在輪缸WFR和WRL的出口端提供常關(guān)類型的出口閥PC5和PC6。在常關(guān)類型的出口閥PC5和PC6的出口端提供的是低壓蓄能器RS1，其用于暫時(shí)儲存從各個(gè)輪缸WFR和WRL排出的制動液體；一對液壓泵HP1和HP2，其用于泵出在低壓蓄能器RS1中儲存的制動液體，以便強(qiáng)制地將制動液體返回到各個(gè)輪缸WFR和WRL；以及連接到液壓泵HP1和HP2的單個(gè)馬達(dá)M。
在液壓泵HP1和HP2的吸入側(cè)(suction side)與主油缸MC的第一腔MCP之間的輔助液壓管路上提供常關(guān)類型的出口閥SUC1和SUC3。此外，在液壓泵HP1和HP2的吸入側(cè)與儲油箱LRS之間的輔助液壓管路上提供常關(guān)類型的出口閥SUC2和SUC4。因此，如果打開出口閥SUC1和SUC3，就打開了主缸MC與液壓泵HP1和HP2之間的輔助液壓管路。如果關(guān)閉出口閥SUC1和SUC3，就關(guān)閉了主缸MC與液壓泵HP1和HP2之間的輔助液壓管路。同時(shí)，如果打開出口閥SUC2和SUC4，就打開了儲油箱LRS與液壓泵HP1和HP2之間的輔助液壓管路。如果關(guān)閉SUC2和SUC4，就關(guān)閉了儲油箱LRS與液壓泵HP1和HP2之間的輔助液壓管路。
應(yīng)當(dāng)理解，與前左輪FL和后右輪RR有關(guān)的液壓回路具有與上述前右輪FR和后左輪RL的液壓回路相同的組成元件。
在這里，參考數(shù)字DP1和DP2表示高壓蓄能器。
由電子控制單元(ECU)操縱圖1所示的斷油閥TC1和TC2、出口閥SUC1、SUC2、SUC3和SUC4，和各個(gè)輪缸WFR、WRL、WFL和WRR的入口閥PC1到PC4和出口閥PC5到PC8，以及用來操縱液壓泵HP1、HP2、HP3和HP4的馬達(dá)M，該電子控制單元(ECU)執(zhí)行例如電子穩(wěn)定程序(ESP)模式之類的控制模式。
前左輪和前右輪FL和FR與后左輪和后右輪RL和RR分別具有車輪轉(zhuǎn)速傳感器WS1到WS4。將車輪轉(zhuǎn)速傳感器WS1到WS4電連接到ECU來向ECU發(fā)送表示所檢測到的車輪轉(zhuǎn)速的信號。
本發(fā)明提供一種再生制動系統(tǒng)，通過為傳統(tǒng)ESP系統(tǒng)提供用于獲得性能上的提高和高效的再生制動操作的附加的元件來實(shí)現(xiàn)該再生制動系統(tǒng)。即，將用于測量在各個(gè)輪缸內(nèi)的車輪壓力的四個(gè)壓力傳感器和用于測量主缸內(nèi)的壓力的單個(gè)壓力傳感器安裝到再生制動系統(tǒng)，從而使得可以更精確地控制車輪壓力。
在本發(fā)明中，再生制動系統(tǒng)采用附加的液壓回路來向儲油箱LRS排出與再生制動量相等的制動液體，并且根據(jù)需要從儲油箱泵出期望流速的制動液體來增加制動液壓。在液壓回路上提供用來控制制動液體流速的閥SUC2和SUC4。將四個(gè)液壓泵HP1、HP2、HP3和HP4連接到電動機(jī)來改善液壓增加過程中的控制誤差和踏板感覺。此外，將踏板行程傳感器(PTS)附在制動踏板BP附近的位置上來識別車輛駕駛者的制動愿望。
圖2是顯示本發(fā)明的再生制動系統(tǒng)的簡化原理圖。如圖2所示，使用電控液壓制動設(shè)備來計(jì)算車輛駕駛者要求的制動量。使用液壓控制單元(HCU)來計(jì)算可能的再生制動扭矩，來實(shí)現(xiàn)再生制動操作。在此情況下，電控液壓制動設(shè)備調(diào)節(jié)除了對應(yīng)于電動機(jī)產(chǎn)生的再生制動扭矩的那些量以外的制動量來控制每一個(gè)輪缸內(nèi)的壓力。電控液壓制動設(shè)備和液壓控制單元通過CAN通信來互換它們的控制操作所需的信息。
圖3是顯示取決于電動機(jī)速度的再生制動扭矩的通用實(shí)例的示意圖，尤其顯示了一種車輛制動狀態(tài)。該示意圖的橫坐標(biāo)表示假定車輛速度減小的情況下的時(shí)間。再生制動扭矩的特征在于車輛速度越快，其就降低，車輛速度越快，其就增大，而且該示意圖還顯示了預(yù)定低速下的急劇減少。因此，必需在再生制動量增加的區(qū)域減小液壓制動力，并在再生制動量減少的區(qū)域增加液壓制動力。
圖4是顯示按照本發(fā)明的用于帶有電動機(jī)的車輛的再生制動方法的控制流程圖。
參照圖4，在步驟S100中，如果車輛駕駛者按下踏板，電控液壓制動設(shè)備就開始控制操作。在步驟S101中，根據(jù)帶有電動機(jī)的車輛信息、再生制動操作的可能性、來自制動踏板的信號變化率、車輪滑移速率等來確定在目前情況下是否有可能進(jìn)行再生制動操作。
如果在步驟S102中基于步驟S101的確定結(jié)果確定任何要求無理由(panic)制動或ABS的緊急情況，就禁止再生制動操作，并執(zhí)行CBS或ABS控制。
另一方面，如果確定有可能進(jìn)行再生制動操作，就在步驟S103中使用來自制動踏板BP的信號計(jì)算車輛駕駛者要求的制動總量。
在步驟S104中，從電控液壓制動設(shè)備發(fā)送所計(jì)算的車輛駕駛者要求的制動總量到HCU，并在步驟S105中從HCU發(fā)送再生制動量到電控液壓制動設(shè)備。在步驟S106中，電控液壓制動設(shè)備基于再生制動量來計(jì)算完成再生制動操作后所需要的制動量。換言之，液壓制動設(shè)備必須實(shí)現(xiàn)從車輛駕駛者要求的制動總量中減去再生制動量之后所需要的制動量，因此必須計(jì)算將要應(yīng)用到每一個(gè)車輪的制動液壓。
在步驟S107中，通過使用電控液壓制動設(shè)備來確定再生制動量是否增加了或保持不變。在步驟S108中，如果再生制動量增加了或保持不變，就利用來自壓力傳感器的壓力信息控制驅(qū)動輪的入口閥，其中將壓力傳感器安裝到各個(gè)車輛車輪和主缸MC?？刂乞?qū)動輪的入口閥的目的是將主缸MC內(nèi)的壓力保持在與CBS的壓力相類似的級別，以及在滿足車輛駕駛者要求的制動量的同時(shí)保持目標(biāo)車輪壓力。在此情況下，利用由入口閥電流與各個(gè)車輪和主缸MC的壓力傳感器所檢測到的壓力差之間的相互關(guān)系來控制驅(qū)動輪的入口閥。在此情況下，如果再生制動量減少了，電控液壓制動設(shè)備就控制驅(qū)動輪的出口閥來排出特定流速的制動液體，以便滿足目標(biāo)車輪壓力。
根據(jù)上述控制操作，與CBS不同的是，主缸和車輪具有壓力差。該壓力差是由再生制動扭矩導(dǎo)致的。即，考慮到帶有電動機(jī)的車輛通過再生制動操作產(chǎn)生附加制動力的情況，就需要減去與再生制動力相等的液壓制動力。
接下來的描述通過步驟S109、S110、S111、S112和S114解釋了一種控制操作。首先，電控液壓制動設(shè)備通過HCU計(jì)算一個(gè)與再生制動量相等的流速RB_F。流速RB_F與必須通過非驅(qū)動輪的打開的出口閥排出的制動液的排出量Discharge_F相對應(yīng)。為了允許僅僅是在制動的最初階段通過非驅(qū)動車輪的出口閥來排出制動液體，定義了稱為Outlet_terminal的標(biāo)記。如果排出量Discharge_F小于流速RB_F，該標(biāo)記就保持為零值，就必須持續(xù)打開非驅(qū)動輪的出口閥。然后，如果作為持續(xù)排出制動液體的結(jié)果，排出量Discharge_F變成與流速RB_F相等，就將該標(biāo)記設(shè)為值1，并關(guān)閉非驅(qū)動輪的出口閥以便不再排出制動液體。除非完成制動，否則該標(biāo)記持續(xù)保持在值1，因此，非驅(qū)動輪的出口閥持續(xù)關(guān)閉。在制動過程中必須僅僅執(zhí)行一次上述控制操作。如果Outlet_terminal達(dá)到值1，并且因此實(shí)際車輪壓力超出目標(biāo)壓力，就操縱該驅(qū)動輪的出口閥來調(diào)節(jié)車輪壓力。
同時(shí)，如果電控壓液制動設(shè)備確定反饋量減少了，在步驟S113中，就必須對車輪壓力增加與再生制動減少量相同的量來滿足車輛駕駛者要求的制動總量。為此，在打開出口閥SUC2和SUC4之后，從由馬達(dá)操縱的儲油缸LRS中泵出所要求的制動液體量。在此情況下，關(guān)閉TC閥TC1和TC2來分離主缸MC和輪缸。此外，控制驅(qū)動輪的入口閥來允許驅(qū)動輪的車輪壓力達(dá)到目標(biāo)車輪壓力。在此情況下，關(guān)閉非驅(qū)動輪的入口閥來防止非驅(qū)動車輪的車輪壓力增加。
如果再生制動量完全消失了且每一個(gè)車輪壓力都達(dá)到目標(biāo)壓力，這就完成了控制再生制動的整個(gè)操作，并將再生制動模式轉(zhuǎn)換成CBS模式。
根據(jù)以上描述很明顯地，本發(fā)明提供一種用于帶有電動機(jī)的車輪的再生制動操作，其通過控制驅(qū)動輪的入口閥來實(shí)現(xiàn)車輛駕駛者的踏板感覺，并通過控制驅(qū)動輪的出口閥來將車輪壓力調(diào)節(jié)至目標(biāo)壓力。
此外，在按照本發(fā)明的與帶有電動機(jī)的車輛有關(guān)的再生制動操作最初階段中，通過非驅(qū)動輪的打開的出口閥將與再生制動量相等的制動液體流速傳送到儲油缸，以便在從車輛駕駛者要求的制動量中減去再生制動量之后產(chǎn)生所需的液壓制動力。當(dāng)再生制動量增加時(shí)，控制驅(qū)動輪的出口閥來滿足車輛駕駛者要求的制動總量。此外，當(dāng)再生制動量減少時(shí)，就必須增加車輪壓力來滿足車輛駕駛者的制動愿望。
此外，當(dāng)要求增加制動液壓時(shí)，打開電控液壓制動設(shè)備與儲油缸之間的打開/關(guān)閉閥，并操縱馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)從儲油缸直接泵出制動液體，以此來取代使用低蓄能器內(nèi)的制動液體。
盡管已經(jīng)展示并描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可以在不脫離本發(fā)明原則和精神以及由附加的權(quán)利要求所限定本發(fā)明的范圍的情況下對實(shí)施例進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于帶有電動機(jī)的車輛的再生制動方法，包括所述電動機(jī)，用于將所述車輛動能轉(zhuǎn)化成電能以便通過再生制動來對所述車輛進(jìn)行制動；用于在其中儲存制動油的儲油缸；主缸；在各個(gè)輪缸的入口和出口處提供的常開類型的入口閥和常關(guān)類型的出口閥；用于將所述制動油泵送到所述各個(gè)輪缸的多個(gè)液壓泵；用于操縱所述多個(gè)液壓泵的馬達(dá)；以及在將所述儲油缸連接到所述各個(gè)液壓泵的吸入側(cè)的液壓管路上提供的打開/關(guān)閉閥，所述再生制動方法在從車輛駕駛者要求的制動量中減去與所述電動機(jī)所產(chǎn)生量相對應(yīng)的再生制動量之后，產(chǎn)生所需制動的剩余的量，其中，在再生制動操作過程中，根據(jù)所述主缸內(nèi)的壓力與車輪壓力之間的壓力差，控制驅(qū)動輪的入口閥來獲得車輛駕駛者的踏板感覺，并控制所述驅(qū)動輪的出口閥來允許所述車輪壓力遵循目標(biāo)壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述再生制動操作的最初階段中，通過非驅(qū)動輪的打開的出口閥向外排出一定流速的所述制動油，所述速度與由所述電動機(jī)生成的再生制動量相對應(yīng)；當(dāng)所述再生制動量增加時(shí)，控制所述驅(qū)動輪的出口閥來滿足車輛駕駛者要求的制動總量；以及當(dāng)所述再生制動量減少時(shí)，增加所述車輪壓力來滿足所述車輛駕駛者的制動愿望。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，為了提高制動液壓，打開在所述儲油缸與所述液壓泵之間的液壓管路上提供的打開/關(guān)閉閥，并操縱所述馬達(dá)，以便從所述儲油缸直接泵出所需要流量的所述制動油。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于帶有電動機(jī)的車輛的再生制動方法。在與帶有電動機(jī)的車輛相關(guān)的再生制動操作的最初階段中，通過非驅(qū)動輪的打開的出口閥將相當(dāng)于再生制動量的一定流速的制動油傳送到儲油缸，以便在從車輛駕駛者要求的制動量中減去再生制動量之后產(chǎn)生所需的液壓制動力。當(dāng)再生制動量增加時(shí)，控制驅(qū)動輪的出口閥來滿足車輛駕駛者要求的制動總量。此外，當(dāng)再生制動量減少時(shí)，必須增加車輪壓力來滿足車輛駕駛者的制動愿望。在用于在從車輛駕駛者要求的制動量中減去與發(fā)電機(jī)所生成的量相對應(yīng)的再生制動量之后產(chǎn)生所需的制動剩余量的再生制動方法中，在再生制動操作過程中，根據(jù)主油缸內(nèi)的壓力與車輪壓力之間的壓力差，控制驅(qū)動輪的入口閥來獲得車輛駕駛者的踏板感覺，并控制驅(qū)動輪的出口閥來允許車輛壓力遵循目標(biāo)壓力。
文檔編號B60T8/17GK1978238SQ20061015277
公開日2007年6月13日 申請日期2006年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者康亨振, 樸滿福 申請人:株式會社萬都