CN115972917A - 用于执行车辆的制动盘清洁的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于执行至少部分地电力驱动的车辆的制动盘清洁的方法，该至少部分地电力驱动的车辆包括具有至少一个摩擦制动器的制动***，该摩擦制动器的表面可以与对应的制动盘接触，该方法包括：步骤S1：通过至少使用前方车辆信息来确定即将到来的制动事件，步骤S2：通过使用前方车辆信息来预测本车辆的所需的减速水平，以及步骤S3：仅在所预测的本车辆在即将到来的制动事件中所需的减速水平在预定值以上的情况下，实施摩擦制动器的制动盘清洁。

Description

用于执行车辆的制动盘清洁的方法

技术领域

本公开涉及一种用于执行至少部分地电力驱动的车辆的制动盘清洁的方法、一种被配置为实施该方法的计算机程序元件以及一种包括被配置为实施该方法的控制单元的至少部分地电力驱动的电动车辆。

背景技术

具有相当大的电机的BEV(电池电动车辆)和PHEV(插电式混合动力电动车辆)很少使用摩擦制动器，因为再生制动是优先的，并且将覆盖大多数制动需求。当所要求的减速达到一定水平时，部分制动将由摩擦制动器实施。

由于在日常驾驶中硬制动是相对不常见的，因此摩擦制动器没有被充分地使用，其导致在冷和潮湿的制动盘处生锈。

制动盘上的锈会导致制动性能显著降低，并且因此导致不必要的更长的制动距离。另一个副作用是在非常低的速度下(诸如停车动作)的令人不愉快的噪音，其中仍然使用了摩擦制动器，并且甚至当制动器没有接合时也有。

如今，通过仅应用摩擦制动器，在许多EV(电动车辆)中采用了盘清洁功能，使得每次制动事件温度上升的累积和达到期望的水平，例如100摄氏度。通过这种方式，可以减轻制动盘生锈问题。然而，在这种情况下，没有/很少有回收(recuperation)的可能。

发明内容

如今，在清洁制动盘时，没有特定的制动事件选择。名义上的方式是定期间隔的使用摩擦制动器，即使其中一些包括低制动能量并且用处不大。一旦激活了盘清洁功能，所有制动事件都将受摩擦制动器应用影响。该策略是非常不节能的，特别是当考虑到BEV对更长距离的强烈需求时。

因此，可能需要提供一种用于对至少部分地电力驱动的车辆执行制动盘清洁的改进的方法。

通过本公开的独立权利要求的主题至少部分地解决或减轻了该问题，其中在从属权利要求中并入了进一步的示例。

根据第一方面，提供了一种用于对至少部分地电力驱动的车辆(本车辆、主车辆、自有车辆)执行制动盘清洁的方法，该车辆包括具有至少一个摩擦制动器的制动***。摩擦制动器的表面可以与对应的制动盘接触。该方法包括(不一定按此顺序)：

-步骤S1：通过至少使用前方车辆的前方车辆信息来确定至少部分地电力驱动的车辆的即将到来的制动事件。

-步骤S2：通过使用前方车辆信息来预测至少部分地电力驱动的车辆所需的减速水平。

-步骤S3：仅在所预测的至少部分地电力驱动的车辆在即将到来的制动事件中所需的减速水平在预定值以上的情况下，实施至少部分地电力驱动的车辆的摩擦制动器的制动盘清洁。

因此，提供了一种更智能的(例如更节能的)用于制动盘清洁的方法。

在一个示例中，前方车辆信息可包括多个条件中的至少一个，诸如车辆和前方车辆之间的时间间隙、预测的车辆所需的减速和车辆预期的制动能量等，其被用于评估车辆的制动条件，即用于预测车辆所需的减速水平。因此，可以通过使用被用于观察环境的几个车辆单元来收集前方车辆信息，例如相机、雷达传感器、用于确定加速度的传感器等。

在一个示例中，进一步的信息可以与前方车辆信息相结合，用于确定至少部分地电力驱动的车辆(在随后的本车辆中)的即将到来的制动事件。该进一步的信息包括本车辆的自适应再生制动力和本车辆的驾驶员行为信息(诸如实际踏板位置)中的至少一个。自适应再生制动功能可以被用作信息源，以便指示所需的制动的潜在水平(力)。

如果在本车辆即将到来的制动事件中，可以预测本车辆所需的减速水平在某个值以上，因此获得高制动能量，则可以仅在该类型的制动事件中实施制动盘清洁，使得可以最小化摩擦制动器的不必要使用。

此外，在一个示例中，可以通过确定与前方车辆的安全距离，和/或计算本车辆的对应的再生制动力，和/或基于车辆质量和/或经估计的道路负载确定本车辆的所需制动力，和/或确定本车辆的所需制动能量和/或制动功率，来预测本车辆的所需减速水平。

可以通过将本车辆和前方车辆之间的时间间隙t_gap乘以本车辆的实际速率(velocity)v_ego来确定到前方车辆的安全距离d：

d＝t_gap*v_ego

该时间间隙t_gap通过查找表来计算，其取决于本车辆的实际速度，即速率v_ego。

为了计算本车辆的自适应再生制动力，当接近前方车辆时，在安全距离d内使本车辆和前方车辆之间获得零相对速率所需的加速度被计算如下：

其中：

v_ahead：前方车辆的速率

a：使本车辆和前方车辆之间获得零相对速率所需的加速度

a_pred：激活本车辆的制动盘清洁所需的预测的加速度

因此，加速度a_pred是激活制动盘清洁所需的加速度。

基于车辆质量mass和仅由诸如加速度传感器等的车辆运动传感器经估计的经估计的道路负载F_roadload确定本车辆所需的制动力F_brake可以通过如下计算来完成：

F_brake＝mass*a+F_roadload

可以使用一组常数乘以车辆速度v的线性和平方来计算道路负载：F_rl＝c1+c2*v+c3*v^2。

本车辆所需的制动能量E_brake取决于每辆车辆现成的制动盘温度模型，并可以由下式确定：

其中：

E_req：本车辆的制动盘清洁所需的经预测的制动能量

本车辆所需的制动功率P_brake被计算如下

P_brake＝F_brake*r_W*ω_wheel＞P_req[kW]

其中：

r_W：有效车轮半径

ω_wheel：制动时的减速

P_req：驾驶员要求的制动力

此外，在一个示例中，当满足以下条件中的至少一个、一些或全部时，可以触发本车辆的制动事件：

-本车辆的再生制动力超过预定水平和/或率(rate)，

-本车辆和前方车辆之间的确定的速度差超过预定速度，

-本车辆的加速器踏板释放率超过预定值，以及

-本车辆的驾驶员所要求的制动扭矩超过预定值。

假使单一踏板驱动适用于本车辆，可能还需要满足下列条件中的至少一个：

-本车辆的加速器踏板位置在预定值以下，以及

-本车辆的驾驶员所要求的制动扭矩率超过预定值。

在另一个示例中，建议了一种计算机程序元件，其被配置为当由处理器运行时实施如上所述的方法。

在另一个示例中，建议了一种计算机程序元件可读存储介质，其存储如上所述的计算机程序元件。

在另一个示例中，建议了一种至少部分地电力驱动的电动车辆，包括被配置为获取前方车辆信息的一个或多个单元、被配置为获取本车辆信息的一个或多个单元、以及被配置为实施如上所述的方法的至少一个控制单元。

本车辆信息可以至少包括本车辆的踏板状态和/或制动信息和/或再生制动力。

附图说明

下面将参照随后的附图描述本发明的示例性示例。

图1示出了用于执行制动盘清洁的方法的示例性示例的示意图。

图2示出了用于执行制动盘清洁的方法的示例性示例的自适应再生力功能的测量的概要图。

图3示出了用于执行示例性示例的制动盘清洁的方法的步骤。

附图仅为示意图，仅用于说明本发明的示例。原则上，相同或等同的元素具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了用于执行制动盘清洁的方法的示例性示例的示意图。这里，示出了为了实施减速水平的预测所需的信息，以便决定是否要进行制动盘清洁。

可以看出，信息被收集在中央模块10中，其可以处理该信息并且还命令制动***200、201。制动***200、201被指示为用于摩擦制动器(其制动盘需要被清洁，例如除锈)和电动机单元201(其负责再生制动)的制动控制模块200。为了中央模块10命令制动模块200、201，来自环境观察单元100(诸如相机、雷达和其他传感器)的信息以及来自单元101的驾驶员行为信息和来自车辆的制动盘模型102的所需制动能量是必要的。

驾驶员行为信息主要是加速和制动踏板的状态或来自单个踏板的状态，在单一踏板驱动的情况下，其适于加速和制动。

当所有必要的信息都可用时，中央模块10计算预测的制动力(单位为N)并将其转换成能量(单位为J)。该能量被用来与即将到来的制动事件所需的制动能量(单位为J)进行比较。然后，计算摩擦制动扭矩以及再生制动扭矩的水平。

一旦加速器踏板被释放或制动踏板被压下(在单一踏板配置中，仅当踏板在预定位置被释放时)，施加各自的扭矩的请求被发送到模块200和201以相应地进行动作，从而激活制动盘清洁。

在一个示例中，需要满足以下条件来发送请求：

-自适应再生力具有绝对水平为1500N，并且率大于300N/s，

-本车辆和前方车辆之间的速度差>10公里/小时，以及

-加速踏板释放率>X％/s，并且加速器踏板位置<Y％(在单一踏板驱动中)，其中X和Y是取决于车辆及其配置的预定值，以及

-驾驶员所要求的制动扭矩>V Nm，驾驶员所要求的制动扭矩率>W Nm/s(在单一踏板驱动中)，其中V和W是取决于车辆及其配置的预定值。

在图2中，示出了用于执行制动盘清洁的方法的示例性示例的自适应再生力功能的测量的概要图。这里，在驾驶员所要求的制动力(以实线的上升侧边指示)之前大约1.63秒，记录了制动的可能需要(以虚线指示)。可以看出，加速器踏板的释放率或驾驶员制动请求上升率可以被用作即将到来的高减速需求的提示/触发，并且因此准备接合(engage)摩擦制动器，主要是为了清洁制动盘。

利用所建议的方法，通过预测在即将到来的制动事件中摩擦制动的使用，有可能最小化盘清洁应用的激活。只有在车辆所需的减速水平被预测为足够高(超过预定值)并且因此在即将到来的制动事件中预期高制动能量的情况下，才实施制动盘清洁。因此，摩擦制动器的不必要使用可以被最小化。

从对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的示例的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，并且不定冠词“一”和“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以履行权利要求中所叙述的几个项目或步骤的功能。在相互不同的从属权利要求中所叙述的某些措施的事实并不指示这些措施的组合不能被有利地使用。计算机程序可以被存储/分布在适合的介质上，诸如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分的光存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分布，诸如经由互联网或其他有线或无线电信***。权利要求中的任何参考标记都不应被解释为限制权利要求的范围。

参考标记列表

10      中央模块

100     环境观察单元

101     驾驶员行为信息单元

102     制动盘模型

200     制动控制模块

201     电动机单元

S1-S3   方法的S1-S3步骤

Claims (7)

1.一种用于执行至少部分地电力驱动的车辆的制动盘清洁的方法，所述至少部分地电力驱动的车辆包括具有至少一个摩擦制动器的制动***(200，201)，所述摩擦制动器的表面能够与对应的制动盘接触，

所述方法包括：

-通过至少使用前方车辆的前方车辆信息来确定(S1)所述至少部分地电力驱动的车辆的即将到来的制动事件，

-通过使用所述前方车辆信息结合自适应再生制动力和驾驶员行为信息中的至少一个来预测(S2)所述至少部分地电力驱动的车辆所需的减速水平，以及

-仅在所预测的所述至少部分地电力驱动的车辆在所述即将到来的制动事件中所需的减速水平在预定值以上的情况下，实施(S3)所述至少部分地电力驱动的车辆的所述摩擦制动器的制动盘清洁。

2.根据权利要求1所述的方法，所述前方车辆信息包括与所述前方车辆的时间间隙、经预测的所需的减速和预期的制动能量中的至少一个。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述至少部分地电力驱动的车辆的所需减速水平的预测通过以下步骤来实施：

-确定与所述前方车辆的安全距离，以及

-计算自适应再生制动力，以及

-基于所述至少部分地电力驱动的车辆的质量和经估计的道路负载来确定所需的制动力，以及

-确定所需的制动能量和制动功率。

4.根据权利要求1或2所述的方法，当满足以下条件中的至少一个时，触发制动事件：

-所述自适应再生制动力超过预定水平和/或率，

-所述至少部分地电力驱动的车辆和所述前方车辆之间的确定的速度差超过预定速度，

-加速器踏板释放率超过预定值，以及

-驾驶员所要求的制动扭矩超过预定值。

5.根据权利要求1或2所述的方法，在单一踏板驱动适用的情况下，需要满足以下条件中的至少一个：

-所述自适应再生制动力超过预定水平和/或率，

-所述至少部分地电力驱动的车辆和所述前方车辆之间的确定的速度差超过预定速度，

-加速器踏板位置低于预定值，以及

-驾驶员所要求的制动扭矩率超过预定值。

6.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序元件，所述计算机程序元件被配置为当由处理器运行时，实施根据权利要求1至5中任何一项所述的方法。

7.一种至少部分地电力驱动的电动车辆，包括：

-被配置为获取前方车辆信息的一个或多个单元(100)，

-被配置为获取所述至少部分地电力驱动的车辆的车辆信息的一个或多个单元(101)，以及

-被配置为实施根据权利要求1至5中任何一项所述的方法的至少一个控制单元(10)。

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