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1、(10)申请公布号 CN 103101441 A (43)申请公布日 2013.05.15 CN 103101441 A *CN103101441A* (21)申请号 201210456265.3 (22)申请日 2012.11.14 102011086367.2 2011.11.15 DE B60L 7/20(2006.01) B60W 20/00(2006.01) B60W 10/06(2006.01) B60W 10/08(2006.01) B60W 10/18(2012.01) (71)申请人 罗伯特博世有限公司 地址 德国斯图加特 (72)发明人 J.费瑙尔 M.巴赫曼 C.科塔尔斯。
2、 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 汲长志 杨国治 (54) 发明名称 用于对车辆的制动功率进行控制和 / 或调整 的方法以及控制和 / 或调整装置 (57) 摘要 本发明涉及一种用于根据至少一个运动参数 和 / 或力和 / 或力矩的至少一个确定对车辆 (12) 的制动装置 (38、 40、 42、 44) 的相应的制动要求的 预先规定 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 来对所述车辆 (12) 尤其 汽车的制动功率进行控制和 / 或调整的方法, 其 中所述车辆 (12) 具有至少一台与电气的蓄能器 (36) 相连接的用于用作再生制动装置 (38) 。
3、的电 机 (16) 和至少一个另外的制动装置 (40、 42、 44) 。 在此设置了至少一个对所述至少一个运动参数和 / 或力和 / 或力矩的预先规定 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 进 行限制的公差范围 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) , 其中此外也根据所述电机 (16) 的当前最大可能 的再生效率 (Pmr) 在所述公差范围之内进行所述 制动功率的控制和/或调整。 此外, 本发明涉及一 种相应的控制和 / 或调整装置 (46) 。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发。
4、明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103101441 A CN 103101441 A *CN103101441A* 1/1 页 2 1. 用于根据至少一个运动参数和 / 或力和 / 或力矩的至少一个确定对车辆 (12) 的制 动装置 (38、 40、 42、 44) 的相应的制动要求的预先规定 (sx、 vx、 ax、 M、 Fx) 来对所述车辆 (12) 尤其汽车的制动功率进行控制和 / 或调整的方法, 其中所述车辆 (12) 具有至少一台与电气 的蓄能器 (36) 相连接的用于用作再生制动装置 (38) 的电机 (16) 和至少一个另外的制动 装。
5、置 (40、 42、 44) , 其特征在于, 所述至少一个运动参数和/或力和/或力矩的预先规定 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 通过至少一个公差范围 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 来限制, 其中此外也根据所 述电机 (16) 的当前最大可能的再生效率 (Pmr) 在所述公差范围 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 之内进行所述制动功率的控制和 / 或调整。 2. 按权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 所述至少一个公差范围 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 通过将预先规定额定值 (sS、 vS、 aS、 FS、 MS) 包围的公差带来定义。 3. 按权利要求 。
6、1 或 2 所述的方法, 其特征在于, 所述制动功率在所述公差范围 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 之内直至通过当前最大可能的再生效率 (Pmr) 确定的功率极限仅仅由 所述电机 (16) 在再生运行中来提供并且额外的所需要的制动功率对于超过这种功率极限 (56) 的制动要求来说由所述制动装置或者所述制动装置 (38、 40、 42) 中的至少一个制动装 置来提供。 4. 按权利要求 1 到 3 中任一项所述的方法, 其特征在于, 所述运动参数预先规定或者 所述运动参数预先规定之一是速度预先规定 (vx) 。 5. 按权利要求 1 到 4 中任一项所述的方法, 其特征在于, 所述运动参。
7、数预先规定或者 所述运动参数预先规定之一是距离预先规定 (sx) , 尤其是相对于在所述车辆 (12) 前方行驶 的车辆的间距。 6. 按权利要求 1 到 5 中任一项所述的方法, 其特征在于, 所述运动参数或力或力矩的 预先规定 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 是所述车辆 (12) 的速度调整设备 (50) 的运动参数或力或力矩 的预先规定 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 。 7. 按前述权利要求中任一项所述的方法, 其特征在于, 所述车辆 (12)的驱动装置 (10) 构造为电动或者混合驱动装置, 所述电动或混合驱动装置具有所述电机 (16) 和所述电 气的蓄能器 (36)。
8、 。 8. 按前述权利要求中任一项所述的方法, 其特征在于, 所述驱动装置 (10) 此外也具有 至少一台内燃机 (14) , 该内燃机在牵引运行中是所述另外的制动装置 (44) 之一。 9. 控制和/或调整装置 (46) , 用于根据运动参数和/或力和/或力矩的至少一个确定 制动要求的预先规定 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 来对所述车辆 (12) 尤其汽车的制动功率进行控制和 / 或调整, 其特征在于, 所述控制和 / 或调整装置 (46) 设置用于实施按前述权利要求中的至 少一项权利要求所述的方法。 10. 按权利要求 9 所述的控制和 / 或调整装置, 其特征在于, 这个装置 。
9、(46) 在信号技 术上与所述电机 (16) 相连接并且与所述制动装置 (38、 40、 42) 相连接。 11. 按权利要求 9 或 10 所述的控制和 / 或调整装置, 其特征在于, 所述运动参数的预 先规定 (sx、 vx、 ax) 是距离预先规定 (sx) 和 / 或速度预先规定 (vx) 和 / 或加速度预先规定 (ax) 。 权 利 要 求 书 CN 103101441 A 2 1/5 页 3 用于对车辆的制动功率进行控制和 / 或调整的方法以及控 制和 / 或调整装置 技术领域 0001 本发明涉及一种用于根据至少一个运动参数和/或力和/或力矩的至少一个确定 对车辆的制动装置的相。
10、应的制动要求的预先规定 sx、 vx、 ax、 Fx、 M 来对所述车辆尤其汽车的 制动功率进行控制和 / 或调整的方法。所述车辆在此具有至少一台与电气的蓄能器相连接 的用于用作再生制动装置的电机和至少一个另外的制动装置。此外, 本发明涉及一种相应 的控制和 / 或调整装置。 背景技术 0002 这样的方法比如对于具有电动或者混合驱动装置的汽车来说为人所知。 这些汽车 除了对于车辆来说常见的制动装置比如制动鼓或者盘式制动器之外也具有一个拥有与动 力传动系相连接的并且以发电机的方式能够用作制动装置的电机比如马达发电机的再生 制动装置以及一个与所述电机相连接的电气的蓄能器。控制和 / 或调整装置根。
11、据制动要求 对这些制动器的相互作用进行协调。 所述制动要求对于速度调整设备来说从作为运动参数 预先规定的速度预先规定 vx中产生。这个预先规定在此作为取决于时间的预先规定额定 值的预先规定来产生。 发明内容 0003 对于按本发明的方法来说, 设置了至少一个公差范围 sx、 vx、 ax、 Fx、 M, 所述公差范围对所述至少一个运动参数的预先规定 sx、 vx、 ax和 / 或力 Fx的预先规定和 / 或力矩 M 的预先规定进行限制。在此, 此外根据所述电机的当前最大可能的再生效率在这 个公差范围之内来进行制动功率的控制和 / 或调整。所述至少一个运动参数和 / 或力和 / 或力矩的预先规定。
12、 sx、 vx、 ax、 Fx、 M 由此作为一个范围的说明来进行, 所述相应的参数通过所 述制动功率的控制和 / 或调整应该到达这个范围中或者说所述相应的参数通过所述制动 功率的控制和 / 或调整应该保持在这个范围之内。 0004 所述再生效率是用于再生制动装置的制动功率的尺度, 但也是用于由所述电机输 出给电气的蓄能器的电气功率的尺度。 从所述再生效率以及所述电气的蓄能器的充电状态 中产生所述由电机和蓄能器构成的装置的再生潜力。 所述车辆的制动功率从所述再生制动 装置以及另外的制动装置的分别在这个制动功率中所占的份额中产生。 本发明的意义上的 “力矩” 这个说明在此应该理解为转矩。根据当前。
13、最大可能的再生效率和 / 或所述电气的蓄 能器的当前的充电状态来对车辆的制动功率进行控制和 / 或调整, 由此可以根据预先规定 来最佳地利用再生潜力。通常由所述蓄能器的管理系统对充电状态进行监控。 0005 通过这样的方法, 对于相应的车辆来说可以提高 CO2节省潜力并且由此减少燃烧 消耗。 0006 车辆的常见的制动装置大多数具有液压的调节器, 所述液压的调节器通过相应的 制动系统的液压管路来操纵。对于这样的具有液压的调节器的制动系统来说, 为了达到足 说 明 书 CN 103101441 A 3 2/5 页 4 够的制动功率经常必须将所述制动系统的泵投入使用, 用于为所述调节器的运行形成相。
14、应 的压力。这引起额外的噪声干扰以及由于调整特性引起的可能的颠簸。通过借助于用作 再生制动装置的电机来获得的再生的制动的较高的制动份额, 由此也可以明显地提高舒适 性。 0007 利用对所述运动参数预先规定 (sx、 vx、 ax) 的了解或者额定值预先规定 Fx或者说 M 以及能够利用的公差和可选尽可能多的其它的运动及环境参数 ( “情况识别” ) , 可以如此对 车辆减速及制动功率的时间上的特性曲线进行优化, 使得所要求的总制动功率尽可能处于 可供使用的再生的制动功率之内并且由此摩擦制动器的额外的贡献尽可能地小。 在理想情 况下可以完全避免所述摩擦制动器的额外的贡献并且完全以再生的方式进行。
15、制动。 所述预 先规定是取决于时间的预先规定 sx(t)、 vx(t)、 ax(t)、 Fx(t)、 M(t)。 0008 所述制动 (或者说减速) 优选涉及车辆的纵向动力 (沿 x 方向) 。所述车辆的制动功 率的控制和 / 或调整在此因而是关于纵向动力要求的控制和 / 或调整。 0009 所述电气的蓄能器尤其是具有蓄电池单池的能够再充电的蓄电池 (或者说蓄能 器) 。作为替代方案, 可以设置由燃料电池和氢气储存器构成的蓄能器。 0010 所述制动功率的控制和 / 或调整的运动参数预先规定比如是距离的预先规定 (间 距预先规定) sx和 / 或速度的预先规定 vx和 / 或加速度的预先规定 。
16、ax。如果将有待控制和 / 或调整的系统视为调整回路, 那么所述预先规定就是所述调整的指令变量。 0011 按照本发明的一种优选的实施方式, 所述至少一个公差范围 sx、 vx、 ax、 Fx、 M 通过围绕着预先规定额定值的公差带来定义。 0012 尤其规定, 所述制动功率直至通过当前最大可能的再生效率确定的功率极限仅仅 由所述电机在再生运行中来提供并且额外所需要的制动功率对于超过这种功率极限的制 动要求来说由另外的制动装置或者所述另外的制动装置中的至少一个制动装置来提供。 通 常所述电气的蓄能器在充电状态中运行, 在充电状态中所述电气的蓄能器未得到最大程度 的充电, 因而总是存在相应的再生。
17、潜力。 0013 所述运动参数预先规定或者所述运动参数预先规定之一有利地是速度预先规定 vx。由此所述制动要求由速度预先规定来确定。从所述速度预先规定以及车辆的相对于这 个速度预先规定更高的实际速度中产生速度差, 应该通过制动对这个速度差进行补偿。 0014 对于这样的制动要求来说, 在考虑到可能的再生潜力的情况下来选择最佳的策略 (比如时间上的减速特性曲线) , 对于所述最佳的策略来说可以通过再生来将尽可能多的能 量中间储存在所述蓄能器中。 0015 按照本发明的一种优选的实施方式, 所述运动参数预先规定或者所述运动参数预 先规定之一是距离预先规定 sx。这个距离预先规定 sx尤其是相对于车。
18、辆环境中的物体优 选在车辆前方行驶的车辆的间距。 比如所述制动要求由所求得的相对于在车辆前面行驶的 车辆的间距及该车辆的速度来确定。制动功率的调整在此必须如此进行, 从而在对速度进 行补偿时总是在所述车辆之间保持足够的间距。 0016 按照本发明的另一种优选的实施方式, 所述运动参数预先规定是车辆的速度调 整设备尤其间距调整速度控制器的运动参数预先规定。这样的速度调整设备比如在商标 名称 “Tempomat” 下面为人所知。这样的速度调整设备根据速度预先规定来输出其制动要 求。在国际上的汽车工业中, 为了描述间距调整速度控制仪也构建了英语的术语 Adaptive 说 明 书 CN 103101。
19、441 A 4 3/5 页 5 Cruise Control(自适应巡航控制) , 简称 ACC。这样的 ACC 系统具有至少一个用于对车辆 环境中的物体进行检测的环境检测装置。所述环境检测装置尤其是光学的和 / 或声学的 传感器, 优选是雷达系统的传感器和 / 或红外视线系统的传感器和 / 或视频系统的摄像头 和 / 或超声波系统的传感器。这样的传感器对于车辆来说已经用在间距调整速度控制器 (Adaptive Cruise Control : ACC) 、 车道离开报警系统、 夜视支持系统、 碰撞报警系统等上 面。 0017 作为替代方案或者补充方案, 所述制动要求是车辆的驾驶员的制动要求。。
20、对于汽 车来说, 驾驶员通常借助于制动踏板并且 / 或者在牵引运行时借助于加速及制动踏板来传 达这种制动要求。 0018 按照本发明的另一种有利的实施方式, 所述车辆的驱动装置构造为电动或者混合 驱动装置, 所述电动或混合驱动装置具有所述电机和所述电气的蓄能器。尤其在这种情况 下规定, 所述电机构造为马达发电机, 所述马达发电机不仅能够用作车辆的发动机而且在 再生的运行中能够用于进行制动。作为替代方案, 至少一台电机设置为发动机并且至少另 一台电机设置为发电机。 0019 此外, 所述驱动装置尤其混合驱动装置也具有至少一台内燃机。该内燃机在牵引 运行中是所述另外的制动装置之一。 0020 此外。
21、, 本发明涉及一种用于根据运动参数和 / 或力和 / 或力矩的至少一个确定制 动要求的预先规定 sx、 vx、 ax、 Fx、 M 来对所述车辆尤其汽车的制动功率进行控制和 / 或调整 的控制和 / 或调整装置。在此规定, 所述控制和 / 或调整装置设置用于实施前面提到的方 法。所述控制和 / 或调整装置 (控制仪) 一方面对所述电机的再生制动功率的在车辆的总制 动功率中所占的份额进行协调并且另一方面对所述另外的制动装置的制动功率的在车辆 的总制动功率中所占的份额进行协调。在此所述制动功率的控制和 / 或调整或者说所述制 动功率中的各个份额的控制和/或调整根据所述电机的当前最大可能的再生效率并。
22、且/或 者根据所述电气的蓄能器的当前的充电状态来进行。 0021 所述控制和 / 或调整装置尤其构造在所述电机的控制仪中或者构造在所述电机 的控制仪的上级的车辆控制仪中。所述控制和 / 或调整装置可以是 ESP (电子稳定性程序) 控制仪的一部分 (如在这里的情况中一样) 或者在任意的其它的控制仪中构成。所述控制和 / 或调整装置尤其是车辆的速度调整设备尤其间距调整速度控制器的一部分。 0022 按照本发明的一种优选的实施方式, 这个控制和 / 或调整装置在信号技术上与所 述电机相连接并且与所述制动装置相连接。所述控制和 / 或调整装置通过相应的信号技术 上的连接 (信号线) 来触发所述电机及。
23、制动装置。 0023 最后有利地规定, 所述运动参数预先规定 (也就是所述控制和 / 或调整的指令变 量) 是距离预先规定和 / 或速度预先规定和 / 或加速度预先规定。所述加速度预先规定 ax 尤其从所需要的制动力 Fx与车辆质量 M 之间的商数中产生。 附图说明 0024 下面借助于所属的附图对本发明进行详细解释。附图示出如下 : 图 1 是具有一台能够以发电机的方式用作再生的制动装置的电机、 具有一个电气的蓄 能器并且具有另外的制动装置的车辆的示意图 ; 说 明 书 CN 103101441 A 5 4/5 页 6 图2是具有作为受控系统的车辆以及作为调整器的控制和/或调整装置的调整回路。
24、的 示意图 ; 并且 图 3A、 3B 是图表, 在所述图表中关于时间绘出了对速度预先规定进行限制的公差范围 以及车辆的按照本发明的一种优选的实施方式产生的速度及制动功率特性曲线。 具体实施方式 0025 图 1 以示意图示出了构造为汽车的车辆 12 的驱动装置 10。该车辆 12 是混合动力 车, 其驱动装置 10 构造为混合驱动装置, 更准确地说构造为并行的混合驱动装置。所述驱 动装置 10 具有一台内燃机 4 以及一台构造为马达发电机的电机 16。所述内燃机车 14 和电 机 16 以串联的布置方式与所述驱动装置 10 的从动系 (Abtriebsstrang) 18 相连接。所述 从动。
25、系 18 具有从动轴, 该从动轴通过能够切换的离合器 20 和布置在后面的变速器 22 与布 置在被驱动的车轮 24、 26 之间的差动传动装置 26 相连接。所述差动传动装置 26 本身通过 轴 30 与这些车轮 24、 26 相连接。由燃料箱 32 通过管路来向所述内燃机 14 供给相应的燃 料。所述电机 16 在电气方面借助于中间布置的电流换向器 34 与构造为能够再充电的蓄电 池的电气的蓄能器 36 相连接。所述电机 16、 电流换向器 34 以及电气的蓄能器 36 形成所述 车辆 12 的再生制动装置 38。 0026 在所述驱动装置 10 的旁边, 图 1 另外示出了制动系统的一部。
26、分, 也就是分配给相 应的车轮 24、 26 的另外的制动装置 40、 42。这些制动装置比如构造为所述具有相应的调节 器 (未示出) 的制动系统的盘式制动器。这些调节器在使用盘式制动器的情况下是制动钳。 所述内燃机 14 可以在牵引运行中同样作为另外的制动装置 44 来理解。 0027 车辆 12 的制动功率的控制或者说调整借助于控制和 / 或调整装置 (控制仪) 46 来 进行。这个控制和 / 或调整装置借助于信号线 (作为箭头或者说双箭头勾画出来) 与所述电 机 16、 电气的蓄能器 36、 电流换向器 34、 驱动装置控制仪 48 以及两个制动装置 38、 40 相连 接。所述驱动装置。
27、控制仪 48 对所述两台发动机 14、 16 的触发进行协调并且在这里示出的 实施例中是所述内燃机 14 的一部分。 0028 所述控制和 / 或调整装置 46 对所述再生制动装置 38 的再生制动功率的在所述车 辆12的总制动功率中所占的份额进行协调并且对所述另外的制动装置40、 42、 44的制动功 率的在所述车辆 12 的总制动功率中所占的份额进行协调。 0029 所述控制和 / 或调整装置 46 是所述车辆 12 的速度调整设备 50 尤其间距调整速 度控制器 4 的一部分。 0030 图2以示意图示出了调整回路52, 对于该调整回路来说所述车辆12连同其制动装 置 38、 40、 4。
28、2、 44 是所述受控系统并且所述速度调整设备 50 或者说所述速度调整设备 50 的 控制和 / 或调整装置 46 是所述调整器。 0031 这条调整回路 52 的调整参量在此是所述运动参数的至少一个预先规定 sx、 vx、 ax (在指令变量的意义上) 、 所述车辆 12 的相应的运动参数 s、 v、 a 或者说力或力矩预先规定 Fx/M。所述调节参量是与各个制动装置 38、 40、 42、 44 相对应的在所述车辆 12 的 (总) 制动 功率 Pb中所占的份额。借助于所述控制和 / 或调整装置 46 来实现的调整器比如可以作为 PID(比例积分微分) 调整器来实现。 0032 在此所述。
29、制动功率 Pb的调整 (或者说控制) 不仅根据至少一个确定制动要求的运 说 明 书 CN 103101441 A 6 5/5 页 7 动参数预先规定 sx、 vx、 ax或者说力或力矩预先规定 Fx/M 而且根据所述电机 16 的当前最大 可能的再生效率 Pmr并且 / 或者根据所述再生制动装置 38 的电气的蓄能器 36 的充电状态 SOC 来进行。这两个参量确定当前的再生潜力。 0033 图3A示出了一张图表, 在该图表中关于时间t绘出了对速度预先规定进行限制的 公差范围 vx以及所述车辆 12 的所产生的速度特性曲线 54。这个对速度预先规定 (运动 参数的预先规定 vx) 进行限制的公。
30、差范围 vx能够另外也根据所述电机 16 的在图 3B 中示 出的当前最大可能的再生效率 Pmr在这个公差范围 vx之内来控制和 / 或调整制动功率。 所述电机的当前最大可能的再生效率 Pmr作为效率极限 56 来绘出。 0034 在图 3A 和 3B 的所示出的实施例中, 在所示出的时间段中可以在遵守所述速度预 先规定 vx的公差范围 vx的情况下进行纯再生的制动。所述公差范围 vx通过预先规定 额定值 vs和将这个预先规定额定值包围的公差带来定义。在图 3B 中示出了按本发明的一 种优选的实施方式的再生优化的调整的制动功率特性曲线 58。 0035 为进行比较, 在图 3B 中绘出了所需要。
31、的再生的制动功率 60 以及额外所需要的制 动功率 62, 在此可能需要所述制动功率 62, 用于将速度特性曲线精确地调整到预先规定额 定值, 但是按照本发明未设置这一点。 0036 在图 3A 和 3B 中示出的速度、 速度预先规定等等是一种示范性的用于所有可能 的运动参数或者说用于力或力矩及其预先规定 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M ) 和公差范围 (sx、 vx、 ax、 Fx、 M) 的实施例。 0037 所述制动功率直至通过所述当前最大可能的再生效率或者说所述当前的再生潜 力确定的功率极限仅仅由所述电机 16 在再生运行中来提供, 其中额外所需要的制动功率 对于超过这个功率极限。
32、的制动要求来说由另外的制动装置或者所述另外的制动装置 38、 40、 42 中的至少一个制动装置来提供。 0038 因而, 如果所述要求超过所述再生效率或者说所述再生潜力, 那么由所述速度调 整设备 50 实施的方法可以优选允许能够预先给定的暂时的调整偏差, 用于忽视较小的干 扰并且不必用另外的制动装置 40、 42、 44 的调节器对其进行补偿。 0039 如果仍然有必要使用一个或者多个另外的制动装置 38、 40、 42, 那就 - 在噪声、 调 节精度等方面 - 将对行驶舒适性产生不好的影响的调节器尽可能保持恒定并且用其它的 调节器尤其所述电机 16 在再生运行中对所述较小的干扰进行调整。 说 明 书 CN 103101441 A 7 1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103101441 A 8 2/3 页 9 图 2 图 3A 说 明 书 附 图 CN 103101441 A 9 3/3 页 10 图 3B 说 明 书 附 图 CN 103101441 A 10 。