CN104159776B - 模拟发动机制动指令的适配 - Google Patents

Abstract

发明涉及一种用于配备有再生制动装置的车辆的对发动机制动模拟进行适配的方法，该方法包括：基于根据来自一个加速踏板的多个信号导出的一个模拟发动机制动信号(Cfm)、并且基于来自至少一个主动安全系统的至少一个信号(式I)产生一个仲裁制动信号(C,b)；并且通过对该仲裁制动信号的时间滤波产生一个用于该再生制动装置的制动指令(C)。

Description

模拟发动机制动指令的适配

技术领域

本发明涉及对发动机制动的模拟，特别是对于由电动机提供动力的车辆，例如电动车辆和/或混合动力车辆。

背景技术

在配备有至少一个电力牵引或推进的电动机的车辆中，在某些条件下有可能将电动机用作一个发电机并且因此获得一个电力制动装置。这样一种用途是有利的，因为该电力制动装置是再生的，使得有可能回收该车辆的部分动能以便对电池再充电。

当驾驶员压住该制动器踏板时并且还在驾驶员使他的脚从该加速踏板抬升时可以接合这种电力制动。在后面的这种情况下，参照不带制动的减速。

具体地讲，文件FR2945243描述了一种用于当加速踏板未被接合时产生这种人为的发动机制动的方法。施加的扭矩特别取决于车辆速度以及电池的充电水平。

大部分车辆配备有一个或多个主动安全系统以便避免这些车轮的不希望的行为。例如，车辆可以包括一个车轮防抱死系统、例如ABS(来自德文“AntiBlockerSystem”的防抱死制动系统)，和/或一个车轮防滑移系统、例如ESP(电子稳定程序)系统。这些主动安全系统与一个或多个能够提供关于车轮的状态信息的传感器进行通信。

这些主动安全系统被设定以便在这个或这些传感器的一定检测之后切换到一种控制状态。

例如，这些主动式安全系统可以被设定以便传送控制信号以控制液压制动装置、例如制动器衬块。例如，车轮防抱死系统可以传送旨在松开这些制动器衬块的信号以便防止这些车轮抱死。防滑移系统可以传送旨在给一个或另一个车轮施加液压制动的信号，以便确保车辆的稳定性，尤其是在转弯时。

这些主动安全系统还可以被设定以便传送旨在用于发动机的电子信号。例如，车轮防抱死系统可以被设定以便将扭矩请求传送到发动机，使得该发动机使这些车轮的旋转加速。防滑移系统可以被设定以便将请求传送到发动机以减少由发动机施加的扭矩。

在常规的燃烧式车辆中，发动机制动的水平相对较低，从而这种制动一般不会导致这些主动安全系统的响应。

然而，再生制动装置使得有可能回收能量。同样，在配备有再生制动装置的车辆的情况下，以相对增加的制动水平模拟发动机制动是有益的。

已经提出在同一车辆中集成一个能够产生旨在用于该再生制动装置的模拟发动机制动指令的发动机制动模拟模块、以及一个或多个主动安全系统，例如ABS和/或ESP。

已经提出对该发动机制动模拟模块进行编程，使得它产生与以绝对值计相对增大的扭矩值相对应的模拟发动机制动指令值。然而，这些增大的制动值可能导致切换到一个或多个主动安全系统的一种控制状态是可能的。

由这个或这些主动安全系统传送的信号于是可以比由该发动机制动模拟模块传送的信号优先。然而，由于发动机制动扭矩值是相对增大的，在从这个或这些主动安全系统的一种状态切换到另一种状态的过程中存在相对突然的转变的危险。然而，车辆的方向稳定性不仅对施加的制动水平而且还对施加制动的变化敏感。在返回到该主动安全系统的正常状态的过程中，所施加扭矩的突然转变从而存在导致该安全系统再激活到控制状态的风险。

因此，对于一种使得有可能避免这种震荡、并且更广泛地说有可能结合能量回收和安全性的方法存在需要。

发明内容

提出了一种用于配备有再生制动装置(例如电力制动装置)的车辆的对发动机制动模拟进行适配的方法。这种方法包括：

-基于根据从一个加速踏板输出的多个信号导出的一个模拟发动机制动信号、并且基于从至少一个主动安全系统输出的至少一个信号产生一个仲裁制动信号，并且

-通过对该仲裁制动信号的时间滤波产生一个旨在用于该再生制动装置的制动指令。

因此，这种滤波可以使得有可能减轻该仲裁信号的过分突然变化，并且因此确保了改进的方向稳定性。特别是，这样使得有可能避免一个或多个主动安全系统的激活/去激活的接续。

这种仲裁可以特别地包括：在这个或这些主动安全系统处于其正常状态时选择该模拟信号的值作为该仲裁信号的值。

有利地并且以非限制性的方式，这种滤波可以在一个主动安全系统从一种控制状态切换到一种正常状态时被激活。换言之，该方法可以包括：

-针对至少一个主动安全系统检测从一种控制状态到一种正常状态的切换，

-在这种检测之后激活这种滤波。

事实上，一次调节、例如由ABS、ESP或MSR(发动机阻力矩控制，来自德文“MotorSchlepp Regelung”)系统提供的调节的中断可能会伴随着从该仲裁信号到从一个模拟模块输出的模拟发动机制动信号的值的一次突然转变。

这种方法可以因此使得有可能结合增大的模拟发动机制动的水平、车辆安全性、以及用户舒适性。

这种时间滤波可以例如在于对该仲裁信号应用一个形式的一阶线性滤波器、贝塞尔(Bessel)滤波器或类似物。

可以提供线性的或非线性的滤波。

该时间常数可以有利地被明智地选择以便避免触发该安全系统的一次新的调节，同时确保对驾驶员而言的一定的舒适性和一定的可重复性。

该方法可以包括选择滤波以适用于一个基于从该至少一个安全系统输出的至少一个信号的仲裁信号的一个步骤。例如，该方法可以在由一个或多个安全系统提供的调节中断期间被选择用来激活这种滤波。

有利地并且以非限制性的方式，该模拟模块可以被设定以便基于该加速踏板的一种状态计算一个模拟发动机制动扭矩，使得这个模拟扭矩具有比一台燃烧发动机获得的等效制动扭矩大的一个值。

有利地并且以非限制性的方式，这种滤波可以被执行成：

-用一个第一时间常数的第一阶段，直到该制动指令达到一个第一值，

-用比该第一时间常数大的一个第二时间常数执行的第二阶段。

因此，该方法可以包括：

-执行一种对应于一个第一时间常数的第一滤波，然后

-执行一种对应于一个第二时间常数的第二滤波，该第二时间常数具有的值大于该第一时间常数具有的值。

有利地，该方法可以包括：

-检测该制动指令是否达到一个第一值，

-在这次检测之后，强制实施从该第一滤波到第二滤波的切换。

这个第一值可以有利地就绝对值而言小于由该模拟模块产生的扭矩值。具体地讲，这个第一值可以被选择以便等于或基本上等于一个扭矩值，该扭矩值等效于一台燃烧式车辆获得的发动机制动。

因此，通过以两个阶段执行该滤波，有可能使不触发主动安全系统和用户舒适性相结合。事实上，如果在一个ABS/ESP控制单元的干预之后以一个过分增大的时间常数执行对该转矩指令的滤波，则驾驶员可能产生车辆不再制动的印象。这种解决方案从而使得有可能快速返回到在一个制动水平的再生制动指令，使得在逐步达到最终的再生制动水平之前不存在触发主动安全系统、尤其是车轮抱死的危险。

有利地并且以非限制性的方式，有可能当该制动指令值足够接近由该模拟模块产生的模拟发动机制动信号值时使该滤波去激活。

有利地并且以非限制性的方式，还可能当一个或多个主动安全系统切换到控制状态时使该滤波去激活。

有利地并且以非限制性的方式，有可能在接收到从该加速踏板输出的对应于踏板上的一次下压的一个信号的情况下、特别是当从该加速踏板输出的扭矩指令超过滤波后的扭矩指令时使该滤波去激活。

上述方法可以由软件通过对某些处理器类型的部件编程来实施。这种方法因此是相对容易并且以低的成本来实现的。

本发明还提出一种计算机程序，包括用于执行上述方法的多条指令。这种程序可以被实施在一台机动车辆上安装的一个处理器中，例如一个微控制器、一个DSP(数字信号处理器)或类似物。

本发明还提出一种旨在用于配备有再生制动装置的车辆的对发动机制动模拟进行适配的装置。这种装置包括：

-接收装置，例如输入口、缆线、无线接收装置或类似物，该接收装置用于接收从一个模拟模块输出的并且基于从一个加速踏板输出的多个信号导出的一个模拟发动机制动信号值，并且用于接收从至少一个主动安全系统输出的至少一个信号，

-一个仲裁模块，该仲裁模块被设定用于基于由处理装置接收的这些值产生一个仲裁制动信号，以及

-处理装置，该处理装置用于通过对该仲裁制动信号的时间滤波产生一个旨在用于该再生制动装置的制动指令。

该仲裁模块和/或处理装置可以被集成在一个或多个处理器中，或者可以包括一个或多个处理器。

有利地并且以非限制性的方式，该装置可以被设定以便选择是否将这种滤波应用到基于从该主动安全系统输出的这些信号中的至少一个的仲裁信号。

这种装置可以或者可以不集成该发动机制动模拟模块和/或一个或多个ABS类型的或类似的主动安全模块。

这种装置可以因此被设定以便实施上述方法。具体地讲，这种装置可以被设定以便通过对该仲裁信号进行滤波而产生一个用于该再生制动装置的发动机制动命令。

本发明还提出一种制动系统，该制动系统包括上述适配装置和一个分配装置。这个分配装置(扭矩混合装置)被设定以便基于从该制动器踏板输出的一个制动命令计算一个旨在用于该再生制动装置的再生制动命令以及一个旨在用于液压制动装置的液压制动命令。

该制动系统和/或该适配装置可以被集成到一个或多个处理器类型的数字处理装置或者可以包括一个或多个处理器类型的数字处理装置；例如微控制器、DSP、微处理器、FPGA(现场可编程门阵列)或类似物。

本发明还提出一种车辆，例如一种机动车辆，该车辆配备有一个再生制动装置并且包括如以上所述的一个适配装置和/或一个制动系统。这种车辆可以例如是一种电动车辆或混合动力车辆。

附图说明

从以下通过举例的方式给出的说明并且参照附图使以更多细节说明本发明的进一步的特征变得更加清楚，在附图中：

-图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的一个模拟装置的实例。

-图2示出了两个图表，这些图表展示了一个主动安全系统的一个标志信号、以及一个估算的扭矩信号和一个相对应的制动指令随时间的示例性变化。

-图3示出了两个图表，这些图表展示了一个主动安全系统的一个标志信号、以及一个模拟发动机制动信号和一个相对应的制动指令随时间的示例性变化。

具体实施方式

参见图1，装置1包括一个仲裁模块10，该仲裁模块接收从一个制动模拟模块2输出的一个模拟的发动机制动信号Cfm。

这个制动模拟模块2例如可以实施专利文件FR2945243中说明的方法，并且将不做更详细地说明。

模块10还可以接收从多个主动安全系统ABS、ESP输出的多个信号

例如，模块10接收从一个模块ABS输出的多个信号以及从一个模块ESP输出的多个信号对这些模块ABS、ESP的每一个而言，这些接收的信号包括旨在用于控制这些制动器衬块的一个液压制动控制信号以及旨在用于发动机的一个扭矩控制信号

当从多个传感器(未示出)输出的信号使得有可能检测一次危险、例如一次车轮抱死或车轮滑移的危险时，这些主动安全系统ABS、ESP可能会从一个正常状态切换到一个控制状态。

模块10被设定以便在从模拟模块2输出的发动机控制信号Cfm与从这些主动安全系统ABS、ESP输出的信号之间执行一次仲裁。

更准确地讲，当系统ABS朝这些制动器衬块的方向传送一个信号以便松开这些制动器时，模块10产生一个仲裁信号，该仲裁信号被选择成等于0。因此当系统ABS趋向于松开这些制动器衬块时对发动机制动不进行模拟。

当系统ESP朝这些制动器衬块的方向传送一个信号以便施加一次制动时同样如此。

当系统ABS或系统ESP朝该发动机的方向传送一个信号以便对应地增大或减小扭矩时，模块10将从相对应的安全系统ABS或ESP输出的信号选择为仲裁信号Carb。

换言之，从这些主动安全系统输出的信号比从加速踏板发出的模拟发动机制动信号Cfm优先。

这个仲裁模块10因此使得有可能在应用模拟的发动机制动的过程中以一种相对简单的方式考虑从这些安全系统输出的信号。

然而，该仲裁信号Carb可能会严重地变化。

这些变化当它们跟随一次到达这些主动安全系统的控制状态的切换时确实是有害的。事实上，如这些传感器反映的，这些安全系统ABS和ESP相对于该车辆的实际情况传送最适合的信号。

相比之下，当这些系统ABS或ESP从该控制状态切换到该正常状态时，仲裁信号Carb从由该主动安全系统控制的一个值(例如从系统ABS或ESP直接输出的零值或一个值)切换到从加速踏板输出的扭矩指令值Cfm。

装置1包括一个滤波模块20，该滤波模块用于在与一个主动安全系统的一次中断相关联的这些转变过程中对仲裁信号Carb应用一次滤波。这个模块20被设定用来应用一种形式的一阶线性滤波。

装置1包括用于使这个特定的滤波模块20激活和去激活的多个模块30、40、50。

模块30被设定用来计算多种特定的滤波激活条件。这个模块30因此被设定以便检测每一个主动安全系统ABS、ESP的中断。这个模块30例如可以接收用于每个主动安全系统的被称作标志信号的一个信号，从而指示这个安全系统的一种状态。这个信号例如可以具有布尔(Boolean)值，各个值对应于该主动安全系统的一种状态。

系统30可以被设定以便在这些标志信号之一的下降沿的情况下传送一个用于激活滤波模块20的信号。

模块40被设定用来计算多种特定的滤波去激活条件。

这个模块40例如可以将从滤波模块20输出的最后的扭矩指令值C与从该加速踏板输出的信号Cfm进行比较。如果这两个指令信号之间的差值证明是小于一个阈值，则模块40可以然后传送一个滤波去激活信号。

模块40可以还使得有可能实施其他测试。

例如，当这些主动安全系统之一切换到控制状态时，也就是说例如在这些标志信号之一的一个上升沿上，有可能使当前滤波去激活，因为该仲裁模块10允许当需要时从这个主动安全系统输出的信号相对于扭矩指令Cfm更优先。

模块40可以还被设定以便在驾驶员压住该加速踏板的情况下，特别是如果从该加速踏板输出的扭矩指令超过在滤波模块20的输出处的扭矩指令的话，则使该滤波去激活。

模块50使得有可能基于从模块30输出的这些激活信号以及从模块40输出的这些去激活信号来产生一个控制滤波模块20的激活命令。

在一个有利的实施例中，一个模块60使得有可能调整该滤波器的时间常数。这个模块60例如可以被编程以便在滤波开始时、例如在从模块50输出的激活命令的一个上升沿之后强制实施一个第一时间常数，并且将扭矩指令C与一个第一值进行比较。

这个第一值可以通过对燃烧发动机制动扭矩的模拟而已经被估算。因此这个第一值是估算的以便对应于一台燃烧式车辆的等效发动机制动。

因此，模块20使得有可能以一个相对短的时间常数来执行一种第一滤波直到扭矩指令C基本上达到这个第一值。于是，当扭矩指令C足够接近这个第一模拟值时，例如当该指令值C与该第一值之间的差值小于一个阈值时，模块60使20强制实施一个第二滤波时间常数。这种滤波则是更加缓慢的。

参见图2，下方的图表示出了以下各项随时间变化的过程：

-特别是从一个模拟模块输出的并且在此是以牛顿米表示的一个估算的扭矩信号Cf。如果该加速踏板被下压，则这个估算扭矩具有一个正值，因为该发动机被期待转动这些车轮。与之相反，如果脚抬升，则这个扭矩具有一个负值、等于一个模拟的发动机制动值，因为然后期待的是发动机通过使这些车轮制动而回收能量。

-通过再生制动的方式有效施加的并且特别是通过滤波获得的并且在此是以牛顿米表示的制动指令C。

上方的图表示出了代表一个系统ESP的状态的一个标志信号Flag_ESP随时间变化的过程。

在这个实例中，时刻t＝18秒大致对应于驾驶员的脚从该制动踏板的一次抬升。

一旦该脚已经被抬升，则处于一个控制状态中的系统ESP返回到其正常状态。这是由信号Flag_ESP的下降沿来展示的。

脚的这种抬升还导致该估算扭矩信号Cf的明显变化。

跟随信号Flag_ESP的下降沿，该制动适配装置对这个仲裁信号Carb(等于这个模拟的发动机制动信号Cfm)强制实施一次滤波。这次滤波是以两个阶段来执行的：

-第一滤波阶段，该阶段是相对短的并且在该阶段中该信号C快速地达到在此基本上等于-20Nm的第一值。

-第二滤波阶段，对应于比第一滤波阶段的那个更大的一个时间常数。

这个第二阶段在此持续直到大约t＝20.5秒。事实上，图2中的模块40被设定以便当信号C足够接近这个模拟的发动机制动信号Cfm时传送一个滤波去激活信号。更准确地讲，滤波后的信号C有规律地与模拟的发动机制动信号Cfm进行比较；如果这些信号之间的差值小于一个阈值，则传送一个滤波去激活信号。信号C然后变得等于这个模拟的发动机制动信号Cfm。

参见图3，示出的这些图表对应于驾驶员的脚被永久抬起的情形。

曲线Flag_ABS是一个标志信号，指示了系统ABS发送多个旨在用于发动机的电子信号，从而该发动机使这些车轮的旋转加速或者至少限制能量的回收。

曲线Cfm对应于基于该加速踏板的状态和该车辆的速度的模拟的发动机制动信号。在此，驾驶员的脚被抬高，并且这个模拟的信号因此具有相对低的值。

曲线C对应于有效地施加到再生制动装置上的制动指令C。

这些信号Cfm和C在此是以牛顿米来表示的。

该模拟模块被设定以便输送一个具有以绝对值计相对增大的值的模拟信号。换言之，该模拟发动机制动比用燃烧式车辆获得的发动机制动更强。这使得有可能回收更多的能量，因此促进该车辆的自主性。

然而，这种相对强的制动的应用更可能导致这些车轮抱死。系统ABS可能会被置于一种控制状态中，如由信号Flag_ABS在大约t＝0.7秒时的上升沿表示。

该仲裁模块于是选择以由系统ABS朝发动机的方向传送的电子信号控制该发动机而不是以该模拟制动信号。系统ABS的这些电子信号使得有可能限制有效制动。

当系统ABS估算到这些车轮的抱死危险足够低时，该系统返回到正常状态。这是由标志信号Flag_ABS的下降沿来展示的。

该仲裁模块然后产生一个等于模拟信号Cfm的仲裁信号。

该适配装置然后执行一次对该模拟信号的滤波：

-首先以相对短的时间常数滤波直到滤波后的信号C达到大约-47Nm的值，

-然后以一个增大的时间常数滤波。这个第二滤波阶段可以比第一滤波阶段持续更久并且在此并不是在t＝2秒时终止。

Claims (7)

1.一种用于配备有再生制动装置的车辆的对发动机制动模拟进行适配的方法，所述再生制动装置能够根据施加到所述再生制动装置的制动指令(C)制动车辆并且所述车辆还集成有至少一个主动安全系统，该方法包括：

-基于根据从一个加速踏板输出的多个信号导出的一个模拟发动机制动信号(Cfm)、并且基于从至少一个主动安全系统输出的至少一个信号产生一个仲裁制动信号(Carb)，

-针对至少一个主动安全系统检测从一种控制状态到一种正常状态的切换，其中，所述仲裁制动信号从由所述主动安全系统控制的值切换到由加速踏板输出的扭矩指令值，

-在所述检测之后激活仲裁制动信号的时间滤波，以便产生实际上施加到该再生制动装置的制动指令(C)。

2.如权利要求1所述的方法，其中在该滤波步骤中，在各个主动安全系统处于一种正常状态时该模拟发动机制动信号(Cfm)的值被选择为该仲裁制动信号(Carb)的值。

3.如权利要求1或2之一所述的方法，包括：

-执行一种对应于一个第一时间常数的第一滤波，然后

-执行一种对应于一个第二时间常数的第二滤波，该第二时间常数具有的值大于该第一时间常数具有的值。

4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：

-检测该制动指令(C)是否达到一个第一值，

-在这次检测之后，强制实施从该第一滤波到第二滤波的切换。

5.如权利要求4所述的方法，其中该第一值等于或基本上等于与一台燃烧式车辆获得的发动机制动扭矩等效的一个扭矩值。

6.一种旨在用于配备有再生制动装置的车辆的对发动机制动模拟进行适配的适配装置(1)，所述再生制动装置能够根据施加到所述再生制动装置的制动指令(C)制动车辆并且所述车辆还集成有至少一个主动安全系统，所述装置包括：

-接收装置，该接收装置用于接收从一个模拟模块输出的并且基于从一个加速踏板输出的多个信号导出的一个模拟发动机制动信号值，并且用于接收从至少一个主动安全系统输出的至少一个信号，

-一个仲裁模块(10)，该仲裁模块被设定用于基于由接收装置接收的所述模拟发动机制动信号值产生一个仲裁制动信号，以及

-处理装置(20)，该处理装置用于通过对该仲裁制动信号的时间滤波产生一个实际上施加到该再生制动装置的制动指令，以及激活模块(30)，该激活模块用于检测每个安全系统的中断并且在所述检测之后传送处理装置的激活信号，以便激活所述时间滤波。

7.一种车辆，包括至少一个再生制动装置和如权利要求6所述的适配的装置。