具有扭矩分配再生制动的混合动力电动车辆制造技术

本公开提供了“具有扭矩分配再生制动的混合动力电动车辆”。一种混合动力电动车辆，其具有一个或多个控制器、各自联接到单独的驱动轮的至少两个独立驱动的电机(EM)、以及控制器，该控制器被配置来响应于在制动期间检测到的横向加速度和/或不相等的摩擦系数来产生扭矩分配比率，并且通过用由该比率调节的不相等的扭矩再生制动每个车轮来用马达产生电功率，使得组合的车轮制动扭矩不超过该车辆的总制动扭矩极限。

Hybrid electric vehicle with torque distribution regenerative braking

The present disclosure provides \hybrid electric vehicle with torque distribution regenerative braking\. A hybrid electric vehicle having one or more controllers, at least two independently driven motors (EM) each coupled to a separate drive wheel, and a controller configured to produce a torque distribution ratio in response to lateral acceleration and / or unequal friction coefficients detected during braking, and adjusted by unequal Each wheel is braked by torque regeneration to generate electric power by motor, so that the combined wheel braking torque does not exceed the total braking torque limit of the vehicle.

【技术实现步骤摘要】
具有扭矩分配再生制动的混合动力电动车辆
本公开总体涉及一种用于控制和利用用于混合动力电动车辆中的能量再生的独立马达/发电机的系统和方法。
技术介绍
电动、插电式、纯电动、重度和轻度混合动力电动车辆(HEV)具有：动力传动系统，所述动力传动系统除其他部件外还包括内燃发动机(CE)、至少两个电机或马达/发电机(EM)、电池和其他能量存储装置；以及多个驱动桥，其各自与一个或多个控制器联接，并且包括各自与单个驱动轮联接的EM。在过去的应用中，这种EM已被配置来对称地产生推进加速度和驱动功率并且在制动和减速期间再生能量。其他配置包括非对称推进加速度和再生减速度控制，但是需要计算密集型方法，所述计算密集型方法需要更高的计算能力和资源，这增加了成本，减慢了响应时间，并且被限制应用于配备有额外且更昂贵的计算系统的车辆。所需要的是用于多个EMHEV的改进的控制系统以及在制动和转弯状况期间的非对称功率再生，其实现最大制动扭矩和再生能量捕获，具有高速响应时间，并且不需要高功率和其他不必要的计算资源。
技术实现思路
一种根据本公开的车辆和操作方法包括各种部件和系统，所述部件和系统包括：一个或多个控制器，所述一个或多个控制器与动力传动系统联接，所述动力传动系统具有各自联接到相应驱动轮的至少两个EM。本公开涉及当相对的侧轮具有不相等的摩擦系数时，诸如在转弯期间和某些车辆、道路、车轮和车轮动态状况下，用马达产生不对称的最大再生制动扭矩，并且不超过预定的制动力极限，以防止轮对路打滑。本公开包括具有左驱动轮和右驱动轮的HEV，所述驱动轮各自联接到相应的电动马达。HEV还包括一个或多个和/或至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置来在制动期间响应于以下各项中的一项或多项产生扭矩分配比率：在转弯期间的横向加速度、和/或在制动期间针对每个车轮产生和/或检测到的不相等的摩擦和/或轮胎与道路粘附系数。所述控制器还配置来通过用由所述比率调节的不相等的扭矩来再生制动每个车轮来用所述马达产生电功率，并且使得组合的车轮制动扭矩不超过所述车辆的总制动扭矩极限以及其他极限，所述其他极限包括例如车轮打滑极限、车辆横摆率极限等等。车辆的总制动极限和其他预期极限是预定的并且是根据车辆重量、速度、加速度/减速度以及车轮与道路摩擦以及其他车辆、道路和车轮状况和参数的。在另外的布置中，HEV还包括控制器，所述控制器还被配置来响应于制动信号，并且还响应于车辆速度、减速度和配置中的一者或多者来调节总制动扭矩极限和/或其他极限。在变型中，所述控制器还联接到一个或多个车辆状况和路况以及车轮动态传感器，并且还响应于制动信号以响应于由传感器检测到的车辆状况和路况来针对每个车轮产生不相等的摩擦系数。这种路况包括例如在操作期间在每个车轮处检测到的轮胎与道路粘附系数，如本文其他地方所述，并且由控制器利用所述粘附系数来产生不相等的摩擦系数。本公开考虑了车辆状况传感器，所述车辆状况传感器被配置来检测包括横向和纵向加速度、轮胎与道路粘附系数、转向角、横摆率以及车辆速度和配置中的一者或多者的状况，以及可能导致不相等的摩擦系数的其他参数。路况传感器被配置来检测冰、雪、水以及道路磨光和冲洗中的一者或多者以及可能也影响系数的其他状况。另外，车轮动态传感器被配置来检测可能影响所产生的系数的车轮状况和动态，并且其包括例如轮胎压力和温度、转速、车轮打滑、总行驶距离和估计的胎面磨损参数、以及在加速和制动期间的从动轮、非从动轮、左轮、右轮、前轮与后轮之间的速度的差异以及其他参数。在再生制动期间，控制器调节HEV的EM和电力电子器件以利用所产生的电力对一个或多个电池充电。所述控制器还以改进的布置来配置，以检测车辆防抱死操作模式、车轮打滑和车辆横摆率以及其他参数中的一者或多者，并且当检测到车轮打滑、车辆横摆和/或其他参数中的至少一者时，通过EM脱离再生制动。在本公开的其他调适中，HEV或车辆状况传感器包括一个或多个横向加速度传感器，其在车辆操作(诸如转弯)期间检测横向加速度大小和方向。在本文，车辆还包括控制器，所述控制器还被配置来响应于检测到的横向加速度来针对每个车轮(诸如左车轮和右车轮)产生不相等的摩擦系数，并且通过预定查找表产生扭矩分配比率，所述查找表将多个扭矩分配比率映射到相应的横向加速度和/或摩擦系数、轮胎与道路粘附系数以及其他参数。在本公开的另外修改中，HEV或车辆包括一个或多个车辆状况传感器，并且至少一个控制器还被配置来响应于检测到的车辆状况、响应于制动信号针对每个车轮产生不相等的摩擦系数，所述车辆状况包括横向和纵向加速度、轮胎与路面粘附系数、转向角、横摆率以及车辆速度和配置中的一者或多者。在这些修改中，控制器还被配置来通过预定查找表产生扭矩分配比率，所述查找表将多个扭矩分配比率映射到加速度、转向角、横摆率、车辆速度、车辆配置和/或其他车辆状况和参数中的一者或多者。本公开还设想HEV或车辆的变型，所述变型包括一个或多个车辆状况和路况以及车轮动态传感器，并且使控制器还被配置来响应于制动信号、响应于检测到的车辆状况和路况以及一个或多个车轮的动力学来针对每个车轮产生不相等的摩擦系数。其他布置还包括具有一个或多个车轮状况和/或动态传感器的HEV或车辆，并且至少一个控制器还被配置来响应于制动和加速度、响应于检测到的车轮动力学来针对每个车轮产生不相等的摩擦系数。本公开的每个此类变型还考虑通过至少一个或者一个或多个控制器来控制HEV或车辆的方法，所述控制器被联接到左驱动轮和右驱动轮，每个驱动轮具有相应的电动马达以及其他部件。所述方法包括利用在制动期间检测到的横向加速度并且响应于制动信号产生扭矩分配比率，并且通过用由所述比率调节的不相等的扭矩再生制动每个车轮来用马达产生电功率，使得组合的车轮制动扭矩不超过车辆的总制动扭矩极限。如同其他描述的修改，所述方法还考虑通过至少一个控制器通过预定查找表来产生扭矩分配比率，所述查找表将多个扭矩分配比率映射到相应的横向加速度和/或轮胎与路面粘附系数以及其他车辆、道路和车轮动力学和状况。本公开还包括在所述方法的其他布置中，通过所述至少一个控制器并且响应于所述制动信号来由所述一个或多个车辆传感器检测车轮打滑和车辆横摆率中的至少一者，并且当检测到车轮打滑和车辆横摆中的至少一者时脱离再生制动。所述方法还包括，通过至少一个控制器并且响应于制动信号、响应于检测到的车辆状况和路况以及车轮状况和动力学通过检测路况(包括例如在操作期间在每个车轮处检测到的轮胎与道路粘附系数以及其他参数)来针对每个车轮产生和/或检测不相等的摩擦系数。本公开的预期方法的附加修改包括所述一个或多个车辆、车轮和路况以及车轮动态传感器，并且利用检测到的车辆、道路和车轮状况以及车轮动力学通过所述至少一个控制器并响应于制动信号来针对每个车轮产生不相等的摩擦系数，所述方法包括例如：车辆状况包括横向加速度和纵向加速度、轮胎与道路粘附系数、转向角、横摆率以及车辆速度和配置中的一者或多者，路况包括冰、雪、水、磨光和冲洗中的一者或多者，并且一个或多个车轮的动力学包括在加速和制动期间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，其包括：/n左驱动轮和右驱动轮，每个驱动轮具有电动马达；以及/n至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置来：/n响应于在制动期间针对每个车轮检测的不相等的摩擦系数来产生扭矩分配比率，并且/n通过用由所述比率调节的不相等的扭矩再生制动每个车轮来用所述马达产生电功率，使得组合的车轮制动扭矩不超过所述车辆的总制动扭矩极限。/n

【技术特征摘要】
20180503 US 15/970,4691.一种车辆，其包括：
左驱动轮和右驱动轮，每个驱动轮具有电动马达；以及
至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置来：
响应于在制动期间针对每个车轮检测的不相等的摩擦系数来产生扭矩分配比率，并且
通过用由所述比率调节的不相等的扭矩再生制动每个车轮来用所述马达产生电功率，使得组合的车轮制动扭矩不超过所述车辆的总制动扭矩极限。


2.根据权利要求1所述的车辆，其还包括：
所述至少一个控制器还被配置来：
响应于制动信号，
响应于车辆速度、减速度和配置中的一者或多者来调节所述总制动扭矩极限。


3.根据权利要求1所述的车辆，其还包括：
一个或多个车辆状况和路况传感器；并且
所述至少一个控制器还被配置来：
响应于制动信号，
响应于检测到的以下各项来针对每个车轮产生所述不相等的摩擦系数：
车辆状况，所述车辆状况包括横向加速度和纵向加速度、转向角、横摆率以及车辆速度和配置中的一者或多者，以及
路况，所述路况包括冰、雪、水、磨光和冲洗中的一者或多者。


4.根据权利要求1所述的车辆，其还包括：
一个或多个车辆状况和车轮动态传感器；并且
所述至少一个控制器还被配置来：
响应于制动信号，
响应于检测到的车辆状况和车轮状况中的至少一者来针对每个车轮产生所述不相等的摩擦系数，所述车辆状况和所述车轮状况包括：
横向加速度和纵向加速度、转向角、横摆率以及车辆速度和配置中的一者或多者，以及
一个或多个车轮的动力学，其包括在加速和制动期间的从动轮、非从动轮、左轮、右轮、前轮与后轮之间的速度的差异。


5.根据权利要求1所述的车辆，其还包括：
一个或多个蓄电池；并且
所述至少一个控制器还被配置来利用所述产生的功率对所述一个或多个电池充电。


6.根据权利要求1所述的车辆，其还包括：
一个或多个车辆传感器，所述一个或多个车辆传感器被配置来检测车轮打滑和车辆横摆率中的至少一者；并且
所述至少一个控制器还被配置来：
当检测到车轮打滑和车辆横摆中的所述至少一者时，脱离再生制动。


7.根据权利要求1所述的车辆，其还包括：
横向加速度传感器；并且
所述至少一个控制器还被配置来：
响应于在车辆转弯期间的横向加速度来针对每个车轮产生所述不相等的摩擦系数，并且
通过预定查找表产生所述扭矩分配比率，所述查找表将多个扭矩分配比率映射到相应的横向加速度。


8.根据权利要求1所述的车辆，其还包括：
一个或多个车辆状况传感器；并且
所述至少一个控制器还被配置来：
响应于制动信号，
响应于检测到的车辆状况来针对每个车轮产生所述不相等的摩擦系数，所述车辆状况包括横向加速度和纵向加速度、转向角、横摆率以及车辆速度和配置中的一者或多者，并且
通过预定查找表产生所述扭矩分配比率，所述查找表将多个扭矩分配比率映射到所述加速度、转向角、横摆率、车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴尔·斯科特·克伦贝丝，邝明朗，赵亚楠，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US