CN105339229A - 用于运行机动车的控制***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车(16)的控制***(15)，其带有：-行驶动态模块(1)，其设计用于使机动车(16)稳定；-电机(2)，其可在回收模式中运行，在回收模式中可回收可变的量的电功率；以及-马达控制器(3)，其设计用于在回收模式中操控电机(2)，其中，马达控制器(3)和电机(2)布置在第一调节回路(4)的前向支路中，其中，第一调节回路(4)的输入参量是至少一个影响机动车的速度的信号参量(5)，且其中，行驶动态模块(1)布置在第一调节回路(4)的回行支路中以使能够在成本、开发耗费和重量较低的情况下高效地回收。

Description

用于运行机动车的控制***和方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于运行机动车的控制***。此外，本发明涉及一种用于运行装备有这样的控制***的机动车的方法。

背景技术

混动车辆和电动车在传动系中集成至少一个电机。该电机可在发电机式运行中根据转速和电池的充电状态在至少一个相关联的车轮处产生制动力矩。电机的减速波动这里根据法规由传统的液压制动设施来自动补偿。在制动期间电气的和液压的减速份额的变换被称为BrakeBlending、即制动混合。在此目的是在制动踏板处的力和行程总是相等，而不管是电气地还是经由传统的制动***来减速。在现有技术中，电气和液压的减速份额的协调经由附加的构件、即中央控制单元实现。该控制单元通常与行驶动态调节模块相关联、这意味着布置在相同的壳体中且与行驶动态调节模块电气联结，由此须使行驶动态模块在结构上和在电气上、即在其逻辑功能上特别地匹配于中央控制单元或备选地须构建与相应的行驶动态模块相匹配的控制单元。即不能容易地使用标准构件。

如此例如在文件US5,511,859中说明了一种方法，在其中中央制动控制元件检测驾驶员的制动期望、各个车轮转速和可用的电气制动力矩。然后，中央制动控制元件调节电气地和液压地产生的减速份额的划分。同时其承担防抱死***的功能。

文件DE102005059373A1说明了一种用于控制机动车的制动***的方法，在其中同样实现制动混合。在此，根据情况测定的总额定制动力矩首先纯电气地经由发电机来产生并且当总额定制动力矩超过发电机的制动力矩规定的最大制动力矩差时接通液压制动器。

在文件US6,155,365中说明了一种制动***，在其中控制单元将所要求的制动力矩与可用的电气制动力矩比较且相应地控制电气地或液压地产生的制动力矩。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于运行机动车的控制***，其在成本、开发耗费和重量较低的情况下实现高效的回收。本发明同样目的在于提供一种用于运行带有这样的控制***的机动车的方法。

根据本发明，该目的通过一种根据独立权利要求所述的控制***或方法来实现。本发明的有利的实施方案是从属权利要求、说明书和附图的内容。

为了获得特别高效的回收，在根据本发明的用于运行机动车的控制***中首先设置有三个元件：设计用于使机动车稳定的行驶动态模块、可在回收模式(在其中可回收可变的量的电功率)中运行的电机和设计用于在回收模式中操控电机的马达控制器。

即借助于马达控制器尤其可来控制由电机回收的电功率、即通过电机又被供给机动车的电功率。在此，马达控制器和电机布置在第一调节回路的前向支路(Vorwaertszweig)中，其中，第一调节回路和因此马达控制器的输入参量是至少一个影响机动车速度的信号参量。这样的信号参量尤其是关于油门踏板位置的信息或是代表待保持的或待改变的速度的其它信号参量，例如来自间距调节巡航控制器。影响机动车的速度的多个信号参量即尤其也可以是第一调节回路的输入参量。

与现有技术相比且因此对于本发明重要的是，行驶动态模块布置在第一调节回路的回行支路(Rueckwaertszweig)中。本发明如此相对于现有技术具有一系列优点：一方面，马达控制器如此可独立地引入和控制电机的回收模式。这意味着，马达控制器可仅基于其当前的数据而在无在上级单元处(例如在现有技术中在行驶动态模块连同相关联的中央控制单元处)的询问和另外的通讯的情况下促使电机回收电能。因此可特别灵活地且便捷地、即高效地回收能量。对于回收而言如此也不再需要附加的控制单元。这不仅导致重量节省，而且使设备彼此的上述硬件和逻辑匹配无用且通常简化***的架构且因此降低开发成本和易受干扰性。此外，所提出的***可成本有利地利用标准部件来实现，其为此仅须在其控制和/或通讯上被匹配。此外，行驶动态控模块如此仅须在机动车的可能由回收模式引起的失稳的情况下主动干预。因此仅在该情况中使通讯路径负载且保护在该构件中的资源。通过在该构件内的资源节省可实现例如与仅带有传统的液压制动***的项目的节省成本的构件一致性。两个元件、即马达控制器以及行驶动态模块如此在第一调节回路中刚好承担其在结构上所设计针对的目的：倘若须调节机动车的稳定性，行驶动态模块变活动，而倘若应影响机动车的速度，马达控制器变活动。

在本发明的一有利的实施形式中设置成，第一调节回路构造成在如下运行模式中来运行，在该运行模式中通过改变在电机的回收模式中收回的功率来调节第一调节回路的输出参量。这具有该优点，即如此可根据情况产生不威胁机动车的稳定性的最大回收功率。

尤其设置成，在第一调节回路的前向支路之前布置有制动助力器(Bremskraftverstaerker)。

该制动助力器那么优选地设计用于给马达控制器提供输入参量，其代表由驾驶员所期望的制动力矩的至少一部分。这具有该优点，即在制动运行中也可实现回收，即可进行针对性的由驾驶员发起的回收。

在本发明的另一实施形式中设置成，马达控制器设计用于将关于借助于电机的回收模式可获得的电气制动力矩的信息传输到制动助力器处。这具有该优点，即制动助力器如此不被马达控制器要求不能由其产生的电气制动力矩。因此避免了复杂的且可能延迟的再控制。

此外可设置成，制动助力器设计用于还给行驶动态模块提供输入参量，其代表由驾驶员所期望的制动力矩的至少一部分。这具有该优点，即行驶动态模块可将驾驶员的制动期望传递到车轮制动器处以及可在机动车稳定的情况下一起考虑制动期望且在驾驶员的制动期望下一起考虑机动车的稳定。

在一优选的实施形式中，行驶动态模块布置在第二调节回路的前向支路中，其中，第二调节回路的输入参量代表由驾驶员所期望的制动力矩的至少一部分。第二调节回路尤其用于调节经由车轮制动器产生的液压制动力矩。这具有该优点，即行驶动态模块可调节由驾驶员所期望的制动力矩的一部分、尤其液压制动力矩。

在本发明的一有利的实施形式中，电机的回收模式以及马达控制器构造成使得在回收模式中在通过马达控制器的自主的直接操控与通过制动助力器发起的间接操控之间不作区分。即经由通过马达控制器自主地直接操控电机可回收与经由通过制动助力器发起地间接操控电机大致等量的电功率。马达控制器可在无通过制动助力器主动操控的情况下回收与带有通过制动助力器的操控大致同样多的电功率。这具有该优点，即如此实现特别高效的惯性回收(Schubrekuperation)，在其中在不操纵制动助力器的情况下也可回收特别高的电功率。

在一特别有利的实施形式中设置成，制动助力器设计成将由驾驶员所期望的制动力矩划分成由被导引到第一调节回路中的输入参量所代表的电气制动力矩部分和由被导引到第二调节回路中的输入参量所代表的液压制动力矩部分。这具有该优点，即在无附加构件的情况下不仅在惯性运行中而且在制动运行中能有效回收。对于在回收中主动的构件如此不在惯性回收与制动回收之间作区分。尤其如此可使用标准行驶动态模块和标准马达控制器，其仅须被略微修改。因此实现成本更有利的且更轻的***，其利用较少的构件产生用于回收的常见***的功能性。

这里尤其设置成，制动助力器与行驶动态模块液压地联结。这具有该优点，即确保对车轮制动器的液压-机械作用。因此可成本有利地实现对制动设备的法律规定。

优选地设置成，制动助力器和行驶动态调节模块被集成到尤其还包括车轮制动器的液压制动***中且主动式储液器被集成到该制动***中。尤其这里可将主动式存储器接入在制动助力器与行驶动态模块之间。利用该储液器可产生液压的体积补偿。尤其如此可补偿与经由电机产生的减速相应的制动液体积。这具有该优点，即在制动踏板处的行程和/或位置总是相应于进行的车辆减速。

这里尤其设置成，制动助力器设计用于执行踏板力补偿，其相应于由驾驶员所期望的制动力矩的通过由制动助力器提供给马达控制器的输入参量所代表的部分。这具有该优点，即在制动踏板处的力总是相应于机动车的实际的总减速度，而与该总减速度被如何划分到电气的和液压的减速力矩上无关。

本发明还涉及一种用于运行带有控制***的机动车的方法，该控制***包括使机动车稳定的行驶动态模块、可在回收模式中运行的电机以及在回收模式中操控电机的马达控制器。在此，马达控制器和电机布置在第一调节回路的前向支路中并且马达控制器获得至少一个影响机动车速度的信号参量作为第一调节回路的输入参量，其中，第一调节回路的输出参量的反馈经由布置在第一调节回路的回行支路中的行驶动态模块实现。

参照根据本发明的控制***所介绍的优选的实施形式及其优点相应地适用于根据本发明的方法。

附图说明

本发明的另外的特征由权利要求、附图和附图说明得出。所有之前在说明书中提及的特征和特征组合以及接下来在附图说明中所提及的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以以相应所说明的组合而且可以其它组合而或单独地应用。

下面借助附图来阐述本发明的一实施例。其中：

图1显示了用于惯性回收运行的根据现有技术的控制***的框图；

图2显示了用于制动回收运行的根据现有技术的控制***的框图；

图3显示了用于惯性回收运行的根据本发明的一实施形式的控制***的框图；

图4显示了用于惯性和制动回收运行的根据本发明的一实施形式的控制***的框图；

图5显示了根据本发明的一实施形式的控制***的示意图。

在附图中，相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出了用于惯性回收运行的根据现有技术的控制***的框图。在此，马达控制器3给行驶动态模块1提供电气制动力矩。马达控制器3可自主地提供该电气制动力矩或基于输入参量5，如例如汽车的驾驶员松开油门所示出其的那样。行驶动态模块1将基于向马达控制器3所提供的电气制动力矩以及另外的涉及机动车稳定性的参量指示马达控制器3产生电气制动力矩。马达控制器3随后将操控电机2以获得电气制动力矩。控制***的输出参量6那么代表机动车的加速度或速度的变化。例如经由在车轮处的转速传感器，行驶动态模块1获得关于机动车的速度或加速度的反馈且可相应地再调节马达控制器3或电气制动力矩。

在图2中示出用于制动回收模式的根据现有技术的控制***的框图。行驶动态模块1此处如在图1中那样从马达控制器3获得信息，有电气制动力矩可供使用。同时将关于由机动车的驾驶员所期望的制动力矩的信息作为输入参量5经由制动助力器7传递到行驶动态模块处。行驶动态模块1可能还在使用另外的参数的情况下现在能够将由驾驶员所期望的制动力矩划分成待电气产生的制动力矩和待液压产生的制动力矩。相应地然后由行驶动态模块1来操控马达控制器3以及车轮制动器8。

随后，电机2产生电气制动力矩而车轮制动器8产生通常液压的制动力矩，其相结合得到期望的制动力矩且如此使机动车减速。因此，通过输入参量5、即关于所期望的制动力矩的信息来改变代表机动车的速度或加速度的输出参量6。如在图1中那样，行驶动态模块1例如经由转速传感器获得关于所实现的输出参量6的变化的反馈且因此可调节车轮制动器8和马达控制器3。

在图3中示出用于惯性回收的根据本发明的一实施形式的控制***15(图5)的框图。马达控制器3作为输入参量5例如获得关于油门踏板或例如还关于间距调节巡航控制器(Abstandsregeltempomat)的设置的信息。马达控制器3可基于该信息、但是可能还自主地在其它参量的辅助下操控电机2，以便其产生电气制动力矩。该制动力矩将改变涉及机动车的速度的输出参量6且导致机动车的动能的回收。在该示例中，马达控制器3即可自主地引入回收。在此要注意的是，根据所回收的功率的量可能会威胁机动车的稳定性。如果应是这种情况，行驶动态模块1(其目的恰是保持机动车的稳定性)将指示马达控制器3减少或限制所回收的功率。为此，行驶动态模块1即仅须发出特殊信息，从而此处原则上例如可使用标准件。总而言之，马达控制器3、电机2和行驶动态模块1即形成第一调节回路4，其作为输入参量5从间距调节巡航控制器或从油门踏板的位置获得上述信息且作为输出参量6具有影响机动车的速度的信号参量。此处重要的是，马达控制器3和电机2布置在第一调节回路4的前向支路中而行驶动态模块1布置在第一调节回路4的回行支路中。因此，马达控制器3承担在调节回路4中的调节功能。

在图4中示出了控制***15(图5)的另一实施形式的框图。在该情况中，其协调于不仅在惯性运行中而且在制动运行中的回收。除了第一调节回路4(其如在图3中那样包括马达控制器3、电机2和行驶动态模块1)之外，此处还设置有第二调节回路11以及制动助力器7。在该示例中，制动助力器7从马达控制器3获得关于最大可用的电气制动力矩的信息。同时，例如关于制动踏板的信息作为制动助力器7的输入参量5表示驾驶员的制动期望。在所示的实施例中，制动助力器7将所期望的制动力矩与可供使用的电气制动力矩比较并且决定电气产生多少制动力矩、即造成回收且决定多少制动力矩作为液压制动力矩被提供给车辆。电气制动力矩由第一调节回路4的输入参量5a代表而液压制动力矩由第二调节回路11的输入参量5b代表。这里还可联接有另外的模块，例如用于制动液的液压存储器12(图5)。如此，制动液的输入或输出可独立于相应电气地和液压地产生的制动力矩实现附加功能，如在制动踏板处的力和行程保持恒定。这不仅用于舒适性而且用于安全性，因为如此对于驾驶员来说在制动信号位置中始终可感知保持不变的力。在所示的附图中的第一调节回路4与在图3中所示的调节回路4相同，其在那里如这里那样执行惯性回收。除了调节回路4之外，在控制***的该实施方案中存在第二调节回路11。该调节回路由行驶动态模块1和由其操控的车轮制动器8形成。该第二调节回路11的输入参量5b是关于待液压产生的制动力矩(其在该示例中通过制动助力器7来要求)的信息。

因为不仅车轮制动器8而且电机2对机动车的速度或加速度有影响，这两个调节回路4和11提供共同的输出参量6，其涉及机动车的速度或加速度。不仅行驶动态模块1而且制动器8此处布置在第二调节回路11的前向支路中。行驶动态模块1此处即在两个调节回路4和11中仅在机动车可能失稳的情况下承担调节功能。

如果此时例如机动车的驾驶员操纵制动踏板，则该信息作为输入参量5被提供给制动助力器7。该制动助力器将所期望的制动力矩与可供使用的电气制动力矩比较。制动助力器7在当前的情况中连续地获得关于可供使用的电气制动力矩的信息，然而也可以是离散的信息流。制动助力器7然后将所期望的制动力矩划分成电气的和液压的部分。该划分不仅可绝对地而且可相对地实现。优选地，通过制动助力器7在电气制动力矩不等于零的情况中来执行踏板力或踏板行程补偿。这具有目的，即在制动踏板处的力和行程总是相同，不管是经由电机2还是经由车轮制动器8被减速。由于该划分，同时马达控制器3将指示电机2施加电气制动力矩并且行驶动态模块1指示车轮制动器8建立液压制动力矩。这两个制动力矩共同起作用且如此实现由驾驶员所期望的总制动力矩。如果该总制动力矩此时例如应威胁机动车的稳定性，则这由正好设计用于使机动车稳定的行驶动态模块1来探测。随后，行驶动态模块1将优选地单独在各个车轮处减小总制动力矩。这一方面可通过由车轮制动器8产生的液压制动力矩的减小实现，或另一方面经由到马达控制器3处的指示减小电气制动力矩实现。对于高效的回收运行首先减小液压制动力矩是有利的。因此在制动运行中始终确保最大的回收功率。

在图5中示出了控制***15的另一实施形式的示意图。控制***15此处布置在机动车16中。示出机动车16的一截段，从而示出机动车16的仅仅一个车轮17，然而也可将附加的车轮联结到***15处，例如经由另外的车轮制动器8或电机2。在所示的截段中，车轮17设有车轮制动器8和电机2。电机2接收马达控制器3的控制信号。马达控制器在其方面接收油门踏板13、行驶动态模块1和制动助力器7的信号。马达控制器3将关于电机2的可产生的电气制动力矩的信息传输在制动助力器7处。在该示例中，车轮制动器8经由液压制动***18液压联结到行驶动态模块1处。行驶动态模块在其方面又经由液压制动***18液压地联结到制动助力器7和主动式存储器12处。制动助力器7在其方面经由液压制动***18液压地与制动踏板14相连接。因此，通过液压制动***18确保从制动踏板14到车轮制动器8上的机械作用。

如果机动车16此时处于行驶运行中，例如驾驶员将在一定的情况中从油门踏板13离开。只要电气制动力矩可用，马达控制器3那么将向电机指示建立这样的电气制动力矩。随后回收电功率。如果该回收由于存在的条件(例如外部的环境影响)应威胁机动车16的稳定性，则行驶动态模块1指示马达控制器3减少或停止回收。如果机动车16的驾驶员在期间会想进一步使车辆减慢，则其将操纵制动踏板14。因此还激活制动助力器7。如果此时例如应仅轻轻操纵制动踏板14，则所要求的制动力矩必要时可通过电气回收来单独施加。制动助力器7可决定这，因为其由马达控制器3通知可产生的电气制动力矩。因此，制动助力器7实际上可决定仅经由电气回收获得所要求的制动功率且相应地指示马达控制器3经由电机2产生所期望的电气制动力矩。在该情况中，通过主动式存储器12从液压制动***18提取导致制动踏板14的当所要求的制动功率将仅经由液压制动力矩实现时也将实现的运动的制动液的量。如果由驾驶员所要求的制动力矩将威胁机动车16的稳定性，行驶动态模块1又将指示马达控制器3节制回收。如果此时例如出现经由制动踏板14例如非常快速地要求非常大的制动力矩的情况，则该制动力矩将不再仅经由电气回收可实现。制动助力器7将所要求的制动力矩划分成经由电机产生的电气制动力矩和经由车轮制动器8产生的液压制动力矩。电气的和液压的制动力矩那么共同提供由驾驶员所期望的总制动力矩。即向刚刚说明的电气制动力矩添加液压制动力矩，其在本示例中经由制动踏板14通过制动助力器7和行驶动态模块1的直接机械作用到车轮制动器8上来实现。又适用的是，如果机动车16的稳定性应受威胁，行驶动态模块调节电气的和液压的制动力矩，亦即液压制动力矩直接地而电气制动力矩经由到马达控制器3处的控制指令。因此可在无中央控制单元的情况下不仅在制动运行中而且在惯性运行中回收能量。

Claims (12)

1.一种用于运行机动车(16)的控制***(15)，其带有：

-行驶动态模块(1)，其设计用于使所述机动车(16)稳定，

-电机(2)，其能够在回收模式中运行，在所述回收模式中能够回收可变的量的电功率，以及

-马达控制器(3)，其设计用于在所述回收模式中操控所述电机(2)，

其中，所述马达控制器(3)和所述电机(2)布置在第一调节回路(4)的前向支路中，

其中，所述第一调节回路(4)的输入参量是至少一个影响所述机动车的速度的信号参量(5)，

其特征在于，所述行驶动态模块(1)布置在所述第一调节回路(4)的回行支路中。

2.根据权利要求1所述的控制***(15)，其特征在于，所述第一调节回路(4)构造用于在如下运行模式中来运行，在该运行模式中通过改变在所述电机(2)的回收模式中所收回的功率来调节所述第一调节回路的输出参量(6)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的控制***(15)，其特征在于，

-制动助力器(7)布置在所述第一调节回路(4)的前向支路之前，

并且所述制动助力器(7)设计用于给所述马达控制器(3)提供输入参量(5a)，其代表由驾驶员所期望的制动力矩的至少一部分。

4.根据权利要求3所述的控制***(15)，其特征在于，所述马达控制器(3)设计用于将关于借助于所述电机(2)的回收模式能够获得的电气制动力矩的信息传输到所述制动助力器(7)处。

5.根据权利要求3至4中任一项所述的控制***(15)，其特征在于，所述制动助力器(7)设计用于还给所述行驶动态模块(1)提供输入参量(5b)，其代表由驾驶员所期望的制动力矩的至少一部分。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的控制***(15)，其特征在于，所述电机(2)的回收模式以及所述马达控制器(3)构造成使得在所述回收模式中在所述电机(2)通过所述马达控制器(3)独立的直接操控与通过所述制动助力器(7)发起的间接操控之间不作区分。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的控制***(15)，其特征在于，所述行驶动态模块(1)布置在第二调节回路(11)的前向支路中，其中，所述第二调节回路(11)的输入参量(5b)代表由驾驶员所期望的制动力矩的至少一部分。

8.根据权利要求7所述的控制***(15)，其特征在于，所述制动助力器(7)设计用于将由驾驶员所期望的制动力矩划分成由被导引到所述第一调节回路(4)中的输入参量(5a)所代表的电气制动力矩部分和由被导引到所述第二调节回路(11)中的输入参量(5b)所代表的液压制动力矩部分。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的控制***(15)，其特征在于，所述制动助力器(7)与所述行驶动态模块(1)液压联结。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的控制***(15)，其特征在于，所述制动助力器(7)和所述行驶动态模块(1)是液压制动***(18)的组成部分并且在所述制动助力器(7)与所述行驶动态模块(1)之间集成有用于液体的主动式存储器(12)，借助于其能够产生液压的体积补偿。

11.根据权利要求3至10中任一项所述的控制***(15)，其特征在于，所述制动助力器(7)设计用于执行踏板力补偿，其相应于由驾驶员所期望的制动力矩的通过由所述制动助力器(7)给所述马达控制器(3)提供的输入参量所代表的部分。

12.一种用于运行带有控制***(15)的机动车(16)的方法，所述控制***包括：

-行驶动态模块(1)，其使所述机动车(16)稳定，

-能够在回收模式中运行的电机(2)，以及

-马达控制器(3)，其在所述回收模式中操控所述电机(2)，

其中，所述马达控制器(3)和所述电机(2)布置在第一调节回路(4)的前向支路中并且

其中，所述马达控制器(3)获得至少一个影响所述机动车的速度的信号参量(5)作为所述第一调节回路(4)的输入参量(5)，

其特征在于所述第一调节回路(4)的输出参量(6)经由布置在所述第一调节回路(4)的回行支路中的所述行驶动态模块(1)反馈的步骤。