СПОСОБ И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РЕКУПЕРАТИВНЫМ ТОРМОЖЕНИЕМ В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ
METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING REGENERATIVE BRAKING OF VEHICLE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и системе управления рекуперативным торможением транспортного средства, в частности, путем изменения уровня рекуперативного торможения в зависимости от одного или нескольких управляющих входных воздействий.
Уровень техники
Система рекуперативного торможения представляет собой регенерирующий энергию механизм, используемый для замедления транспортного средства путем преобразования его кинетической энергии в другую форму энергии, например, электрическую энергию. Преобразование кинетической энергии в электрическую энергию создает эффект торможения. Затем рекуперированная энергия может быть накоплена в аккумуляторе для дальнейшего использования.
Силовой агрегат транспортных средств, например, электрических или гибридных транспортных средств, может включать в себя один или несколько электродвигателей. При стандартном рекуперативном торможении во время торможения электрические двигатели могут работать в качестве генераторов, выходная мощность которых может быть подана на электрическую нагрузку транспортного средства. В качестве альтернативы и/или дополнения выходная мощность генератора может быть подана на устройство накопления энергии для последующего использования при питании, например, электрических нагрузок, компонентов транспортного средства с повышенными требованиями к мощности и/или системе хода транспортного средства.
Во время работы гибридных транспортных средств, например, умеренно гибридных транспортных средств, предпочтительно максимально увеличить рекуперативное торможение во время замедления транспортного средства, что может происходить, например, благодаря отпусканию педали газа. Однако при максимальном увеличении рекуперативного торможения во время отпускания педали газа скорость замедления транспортного средства может показаться водителю транспортного средства неожиданно высокой.
Такие увеличенные уровни замедления, которые можно, например, наблюдать в транспортных средствах с электрическими двигателями мощностью 10 кВт, создают ощущение неэффективности и отсутствия возможности транспортного средства двигаться накатом. Кроме того, неожидаемое замедление при отпускании педали газа может привести к менее эффективному управлению транспортным средством, что может негативно отразиться на оценке водителем дорожных качеств и экономичности гибридных транспортных средств.
Настоящее изобретение направлено на устранение указанных проблем.
Раскрытие изобретения
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложен способ управления рекуперативным торможением транспортного средства, при этом способ включает в себя запуск режима рекуперативного торможения при поступлении запускающего управляющего входного воздействия на акселератор транспортного средства, где запускающее управляющее входное воздействие представляет собой уменьшение степени задействования акселератора транспортного средства; изменение уровня рекуперативного торможения в режиме рекуперативного торможения при поступлении по крайней мере одного из следующих дополнительных управляющих входных воздействий: дальнейшего уменьшения степени задействования акселератора, применения тормоза транспортного средства, применения сцепления транспортного средства и переключения передачи транспортного средства; а также поддержание измененного уровня рекуперативного торможения после прекращения дополнительного управляющего входного воздействия.
Уровень рекуперативного торможения, реагирующего на дополнительное управляющее входное воздействие, может превышать уровень рекуперативного торможения, реагирующего на запускающее управляющее входное воздействие. Уровень рекуперативного торможения может быть изменен в качестве реакции на переключение на более низкую передачу в транспортном средстве, когда педаль газа отпущена. Уровень рекуперативного торможения может быть пропорционален спрогнозированному уровню замедления, основанному на входном воздействии от водителя. Уровень рекуперативного торможения может быть пропорционален запрашиваемому уровню тормозного усилия. Уровень рекуперативного торможения может быть изменен в качестве реакции на применение сцепления транспортного средства. Уровень рекуперативного торможения может быть изменен в качестве реакции на нажатие (по крайней мере, частичное) на педаль сцепления и/или педаль тормоза.
Способ также может предусматривать частичное рекуперативное торможение при частичном задействовании акселератора, во время по крайней мере частичного применения тормоза, во время по крайней мере частичного применения сцепления и/или во время задействования трансмиссии в транспортном средстве.
Измененный уровень рекуперативного торможения может быть равен уровню рекуперативного торможения, используемому при дополнительном управляющем входном воздействии.
Запускающее управляющее входное воздействие может представлять собой по крайней мере одно входное воздействие на акселератор, тормоз, сцепление и/или переключатель передач транспортного средства.
Способ может предусматривать дополнительное модулирование уровня рекуперативного торможения в режиме рекуперативного торможения, если изменилось рабочее состояние акселератора, тормоза, сцепления и/или переключателя передач транспортного средства.
Способ также может предусматривать определение последовательности управляющих входных воздействий по крайней мере для одного из следующих устройств: акселератор, тормоз, сцепление и переключатель передач, и сравнение этой последовательности с одной или несколькими заранее заданными последовательностями управляющих входных воздействий.
Режим рекуперативного торможения может быть завершен, если увеличилась степень задействования акселератора транспортного средства.
Дополнительное управляющее входное воздействие может происходить после запускающего управляющего входного воздействия, перед запускающим управляющим входным воздействием или практически одновременно с запускающим управляющим входным воздействием.
Способ также может предусматривать обнаружение последовательных изменений рабочего состояния органов управления транспортным средством, например, педали газа, педали тормоза, педали сцепления и/или переключателя передач транспортного средства. При замедлении транспортного средства уровень рекуперативного торможения в режиме рекуперативного торможения может быть изменен в качестве реакции на последовательные изменения рабочего состояния одного из органов управления транспортного средства.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения представлена система управления рекуперативным торможением транспортного средства, которая включает в себя одно или несколько устройств, выполненных с возможностью запуска режима рекуперативного торможения при поступлении запускающего управляющего входного воздействия на акселератор транспортного средства, при этом запускающее управляющее входное воздействие представляет собой уменьшение степени задействования акселератора; изменения уровня рекуперативного торможения в режиме рекуперативного торможения в качестве реакции на по крайней мере одно из следующих дополнительных управляющих входных воздействий: дальнейшее уменьшение степени задействования акселератора, применение тормоза транспортного средства, применение сцепления транспортного средства и переключение передачи транспортного средства; а также поддержания измененного уровня рекуперативного торможения после прекращения дополнительного управляющего входного воздействия. Система может быть использована, например, для управления рекуперативным торможением двигателя электрического или гибридного транспортного средства.
В соответствии с настоящим изобретением для управления рекуперативным торможением транспортного средства данное транспортное средство может включать в себя одну или несколько вышеупомянутых систем.
Транспортное средство может включать в себя устройство управления, выполненное с возможностью запуска режима рекуперативного торможения в качестве реакции на уменьшение степени задействования акселератора транспортного средства. Устройство управления может быть выполнено с возможностью обнаружения изменения рабочего состояния акселератора, тормоза и/или силового агрегата транспортного средства, например, при поступлении одного или нескольких входных воздействий от водителя. Устройство управления может быть выполнено с возможностью изменения уровня рекуперативного торможения в режиме рекуперативного торможения в качестве реакции на изменение рабочего состояния акселератора, тормоза, силового агрегата и/или одного или нескольких органов управления транспортного средства.
В настоящем изобретении также предложено программное обеспечение, например, компьютерная программа или программный продукт для компьютера, используемое для выполнения любого описанного в данном документе способа, и машиночитаемый носитель, на котором записана программа для выполнения любого описанного в данном документе способа. Компьютерная программа, соответствующая настоящему изобретению, может быть записана на машиночитаемом носителе или может быть представлена, например, в виде сигнала, например в виде сигнала загружаемых данных, посылаемого с интернет-сайта, либо может иметь какую-либо иную форму.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения представлен способ управления рекуперативным торможением транспортного средства, который предусматривает обнаружение изменения рабочего состояния акселератора транспортного средства; последующий запуск режима рекуперативного торможения, включающего в себя: первый уровень рекуперативного торможения, зависящий от входного воздействия на акселератор, тормоз, сцепление и/или переключатель передач; и второй уровень рекуперативного торможения, зависящий от входного воздействия на акселератор, тормоз, сцепление и/или переключатель передач, и предшествующего входного воздействия на акселератор, тормоз, сцепление и/или переключатель передач; а также поддержание второго уровня рекуперативного торможения после прекращения входного воздействия и предшествующего входного воздействия.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания сущности настоящего изобретения и более наглядного изображения способа его осуществления в качестве примера дальнейшее описание будет приведено со ссылкой на сопроводительный чертеж, на котором показано изменение уровня рекуперативного торможения во время замедления, торможения и ускорения транспортного средства.
Осуществление изобретения
В настоящем изобретении представлен способ управления рекуперативным торможением транспортного средства, например, электрического или гибридного транспортного средства, за счет которого при первоначальном отпускании педали газа замедление транспортного средства, обусловленное использованием рекуперативного торможения, соответствует ожидаемому водителем замедлению. Уровень рекуперативного торможения может быть отрегулирован в соответствии с рабочим состоянием одного или нескольких компонентов транспортного средства, например, акселератора, тормоза, силового агрегата и/или одного или нескольких органов управления транспортного средства при замедлении и/или ускорении транспортного средства.
На рисунке показан способ управления рекуперативным торможением транспортного средства, соответствующий одному примеру осуществления настоящего изобретения. Способ включает в себя запуск режима 100 рекуперативного торможения в качестве реакции на поступление запускающего управляющего входного воздействия 102 на акселератор транспортного средства, при этом запускающее управляющее входное воздействие 102 представляет собой уменьшение степени задействования акселератора транспортного средства. Однако в альтернативном примере запускающее управляющее входное воздействие 102 может представлять собой подачу по крайней мере одного входного воздействия на акселератор, тормоз, сцепление и/или переключатель передач транспортного средства.
Режим 100 рекуперативного торможения включает в себя уровень рекуперативного торможения 106, который может зависеть от степени задействования акселератора транспортного средства. В соответствии с примером, проиллюстрированным на рисунке, при замедлении 104 уменьшение степени задействования акселератора транспортного средства вызвано по крайней мере частичным отпусканием водителем педали газа. Следовательно, уровень рекуперативного торможения 106а зависит от увеличивающегося отпускания педали газа. Например, уровень рекуперативного торможения 106а может быть пропорционален увеличивающемуся отпусканию педали газа и/или может быть поддержан при полном отпускании педали газа. В этой связи небольшое отпускание педали газа может привести к низкому уровню рекуперативного торможения 106а, а большее отпускание может привести к более высокому уровню рекуперативного торможения 106а. Следовательно, замедление транспортного средства благодаря рекуперативному торможению соответствует ожидаемому водителем замедлению при отпускании педали газа.
Способ также включает в себя изменение уровня рекуперативного торможения 106 в режиме 100 рекуперативного торможения в качестве реакции на одно или несколько дополнительных управляющих входных воздействий 108, при этом дополнительные управляющие входные воздействия включают в себя: дальнейшее уменьшение степени задействования акселератора транспортного средства; применение тормоза; применение сцепления транспортного средства; и/или переключение передачи транспортного средства.
В примере, представленном на рисунке, уровень рекуперативного торможения 106b в режиме 100 рекуперативного торможения изменен в качестве реакции на включение тормоза транспортного средства. Уровень рекуперативного торможения 106b может быть пропорционален предполагаемому уровню замедления, основанному на входном воздействии от водителя, например, если водитель нажмет на педаль тормоза транспортного средства. Во время торможения 110 нажатие и последующее отпускание педали тормоза приводит к соответствующему увеличению и уменьшению уровня тормозного усилия. Следовательно, уровень рекуперативного торможения 106b зависит от увеличивающейся степени нажатия педали тормоза. Уровень рекуперативного торможения 106b в режиме 100 рекуперативного торможения в качестве реакции на дополнительное управляющее входное воздействие 108 может быть больше или меньше уровня рекуперативного торможения 106а, реагирующего на запускающее управляющее входное воздействие 102.
В примере, представленном на рисунке, дополнительное управляющее входное воздействие 108 имеет место после поступления запускающего управляющего входного воздействия 102. Однако в альтернативном примере осуществления дополнительное управляющее входное воздействие 108 может иметь место до запускающего управляющего входного воздействия 102 или одновременно с ним.
В другом примере уровень рекуперативного торможения 106b может быть пропорционален уровню тормозного усилия, запрашиваемого водителем и/или системой управления транспортного средства, например, системой круиз-контроля. В другом примере уровень рекуперативного торможения 106b может быть отрегулирован в качестве реакции на переключение на более низкую передачу в транспортном средстве при отпущенной педали газа.
Способ также предусматривает поддержание измененного уровня рекуперативного торможения 106с после прекращения дополнительного управляющего входного воздействия 108. В примере, представленном на рисунке, измененный уровень рекуперативного торможения 106с поддерживается на уровне, превышающем уровень рекуперативного торможения 106а, который поддерживался при полном отпускании педали газа, т.е. измененный уровень рекуперативного торможения 106с после торможения 110 выше, чем до торможения 110. Следовательно, при отпускании тормоза 112 измененный уровень рекуперативного торможения 106с соответствует последнему запросу замедления транспортного средства, определенному на основании предыдущих входных воздействий. Таким образом, кинетическая энергия, рекуперированная за счет рекуперативного торможения, может быть максимально увеличена без изменения ощущаемого водителем замедления транспортного средства.
В альтернативном примере осуществления измененный уровень рекуперативного торможения 106с может представлять собой уровень, меньший или практически равный уровню рекуперативного торможения 106а, который был установлен при полном отпускании педали газа.
Способ может предусматривать завершение режима 100 рекуперативного торможения в качестве реакции на увеличение степени задействования акселератора транспортного средства. В примере, представленном на рисунке, для завершения работы в режиме 100 рекуперативного торможения используется последующее применение акселератора 116, указывающее на отсутствие необходимости в замедлении. Уровень рекуперативного торможения 106d при ускорении 114 может быть пропорционален увеличению степени задействования акселератора. В этой связи небольшое нажатие на педаль газа может привести к меньшему снижению уровня рекуперативного торможения 106d, а большая степень нажатия на педаль газа может привести к большему снижению уровня рекуперативного торможения 106d. Следовательно, ускорение транспортного средства соответствует ожидаемому водителем ускорению при нажатии водителем педали 116 газа.
Способ управления рекуперативным торможением транспортного средства может предусматривать определение последовательности управляющих входных воздействий для акселератора, тормоза, сцепления и/или переключателя передач транспортного средства, и сравнение этой последовательности с одной или несколькими заранее заданными последовательностями управляющих входных воздействий. Следовательно, намерение водителя может быть спрогнозировано. Например, значительное увеличение скорости вращения двигателя в связи с переключением на более низкую передачу вместе с почти полностью отпущенной педалью газа может указывать на то, что водитель пытается быстро замедлить транспортное средство. В данных ситуациях могут быть инициированы более высокие уровни рекуперативного торможения, чтобы способствовать замедлению транспортного средства. И, наоборот, при сравнении последовательности управляющих входных воздействий с заранее заданной последовательностью входных воздействий задействование педали сцепления может привести к уменьшению уровня рекуперативного торможения 106 в режиме 100 рекуперативного торможения, если известно, что включение сцепления указывает на намерение водителя ускорить транспортное средство.
Способ может включать в себя дальнейшее модулирование уровня рекуперативного торможения 106 в режиме 100 рекуперативного торможения в качестве реакции на изменение рабочего состояния акселератора, тормоза, сцепления и/или переключателя передач транспортного средства. Измененный уровень рекуперативного торможения 106с может варьироваться в зависимости от эксплуатационных требований транспортного средства, например, измененный уровень рекуперативного торможения 106с может быть увеличен или уменьшен в зависимости от уклона поверхности, по которой движется транспортное средство.
Таким образом, в соответствии с примером, представленном на рисунке, первоначальное отпускание водителем педали 102 газа приводит к низкому уровню рекуперативного торможения 106, соответствующего ожидаемому уровню замедления транспортного средства. Последующее включение тормоза 108 приводит к увеличенному уровню замедления, соответствующему ожидаемому уровню замедления, за счет использования рекуперативного торможения и включения тормоза. При выключении тормоза 112 измененный уровень рекуперативного торможения 106с остается на уровне выше уровня рекуперативного торможения 106а до торможения 110. Следовательно, рекуперативное торможение при отпущенной педали максимально увеличивается без изменения ощущаемых водителем характеристик замедления транспортного средства. Увеличенное замедление за счет измененного уровня рекуперативного торможения 106с в режиме 100 рекуперативного торможения может быть сброшено путем последующей подачи запроса на ускорение 116 с помощью педали газа.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения представлена система для управления рекуперативным торможением транспортного средства. Система включает в себя одно или несколько устройств управления, выполненных с возможностью включения режима рекуперативного торможения в качестве реакции на подачу запускающего управляющего входного воздействия на акселератор транспортного средства, при этом запускающее управляющее входное воздействие представляет собой уменьшение степени задействования акселератора транспортного средства. Устройство управления также выполнено с возможностью изменять уровень рекуперативного торможения в режиме рекуперативного торможения в качестве реакции на дополнительное управляющее входное воздействие, где дополнительное управляющее входное воздействие представляет собой дальнейшее уменьшение степени задействования акселератора транспортного средства; включение тормоза транспортного средства; включение сцепления транспортного средства; и/или переключение передачи транспортного средства. Устройство управления также выполнено с возможностью поддерживать измененный уровень рекуперативного торможения после завершения подачи дополнительного управляющего входного воздействия 108.
Устройство управления может включать в себя один или несколько датчиков, выполненных с возможностью определения рабочего состояния акселератора, тормоза и/или силового агрегата транспортного средства. Например, датчик давления может определить рабочее состояние тормоза, при этом один или несколько датчиков могут быть выполнены с возможностью определения скорости вращения нескольких компонентов силового агрегата. В качестве альтернативы и/или дополнения устройство управления может включать в себя один или несколько датчиков, выполненных с возможностью определения того, каким образом водитель управляет транспортным средством, например, посредством использования педали газа, педали тормоза, педали сцепления и/или переключателя передач транспортного средства.
Способ управления рекуперативным торможением транспортного средства может быть применен как при последовательной, так и при параллельной конфигурации тормозной системы. Способ может быть также использован в других гибридных системах, например, в гибридных системах, работающих на сжатом воздухе.
Способ управления рекуперативным торможением транспортного средства позволяет восстановить максимальное количество рекуперативной энергии в реальных условиях в рамках рабочего цикла, также обеспечивая возможность рекуперации небольшого количества энергии при первоначальном отпускании педали газа, а также повышение точности прогнозирования действий водителя и ощущаемой производительности транспортного средства.