用於具有電動的車輛驅動裝置的車輛的防抱死系統的製作方法

2023-05-31 12:08:01 3

用於具有電動的車輛驅動裝置的車輛的防抱死系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種防抱死系統，用於具有電動的車輛驅動裝置的車輛，所述電動的車輛驅動裝置包括一個或多個驅動電機（M1至M4），其中，在制動過程期間這樣限制作為發電機運行的驅動電機（M1至M4）的制動作用，使得至少一個驅動車輪（AR1至AR4）上的制動滑轉率限制到預給定的閾值。每個驅動電機（M1至M4）的轉速由對應配置給該驅動電機的可控制的轉換器（U1至U4）調節，其中，ABS-控制器（ABS）為了限制制動滑轉率向每個轉換器（U1至U4）持續地傳送對應配置給該轉換器的驅動電機（M1至M4）的不應被低於的最低制動轉速（nmin）。
【專利說明】用於具有電動的車輛驅動裝置的車輛的防抱死系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1前序部分的用於具有電動的車輛驅動裝置的車輛的防抱死系統。
【背景技術】
[0002]作為驅動電機使用不僅可以以電機工況而且可以以發電機工況運行的電機的電動的車輛驅動裝置具有通過洛倫茲力產生的轉矩，所述轉矩為了加速而取正值，為了制動而取負值。洛倫茲力與由定子中的電流和不僅穿過定子而且穿過轉子的磁通量形成的叉乘積成比例。由此得出，電機中的轉矩不僅可通過改變電流和磁通量來改變，而且可通過兩個矢量參量彼此間所具有的角度來改變。因此，在調節電機時，電機的端子上的電壓這樣變化，使得由叉乘積得到的轉矩取所要求的值。以何種方式來匹配或者說可匹配三個參量，與對應的電機類型緊密相關。在旋轉場電機的情況下，為了產生轉矩，電流矢量以與定子中的磁場(旋轉場)相同的速度迴轉。在同步電機的情況下，轉子場的方向通過其結構來固定地預給定。因此，為了產生恆定的力，轉子必須以與定子中的電流迴轉相同的速度轉動。如果電流在場之前，則得到正的轉矩(加速)，如果電流在場之後，則得到負的轉矩(制動)。
[0003]對於機動車，多年以來已經公知了防抱死系統，簡稱為ABS，所述防抱死系統在期望的最大制動減速度的情況下防止被制動的車輛車輪抱死。由此，對於車輛獲得高的制動作用和可由駕駛員控制的行駛穩定性。尤其是車輛即使在最大制動功率的情況下通過防抱死系統仍保持可轉向。
[0004]在具有亦如在混合動力車輛中設置的電動的車輛驅動裝置的車輛中，驅動電機在制動過程中作為發電機運行，其中，驅動電機的再生制動力矩作用在驅動車輪上。由DE102008017480A1公知了這種再生制動設備，在所述再生制動設備中，電機在制動過程期間作為發電機運行。為了避免在後橋上過度制動，在那裡提出，這樣限制再生力矩，使得在至少一個車輛車輪上滑轉率不超過或僅不明顯地超過預給定的滑轉率閾值。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於，給出一種用於具有電動的車輛驅動裝置的車輛的防抱死系統，通過所述防抱死系統在行駛穩定性儘可能最大的同時獲得最佳制動減速度。
[0006]所述目的通過權利要求1中給出的特徵來實現。本發明的優選擴展構型在從屬權利要求中公開。
[0007]根據本發明，每個驅動電機由對應配置給該驅動電機的可控制的轉換器饋電，所述轉換器本身由簡稱為ABS-控制器的防抱死系統控制器持續地通知對應配置的驅動電機的不應被低於的最低制動轉速，其中，這樣確定所述最低制動轉速，使得預給定的最大的制動滑轉率不被超過。即對於轉換器在制動過程期間允許全部大於最低制動轉速的制動轉速，因為由此保證車輪上的制動滑轉率並非不允許地大。如果通過制動踏板由駕駛員要求最大制動功率，則轉換器這樣控制對應配置給該轉換器的驅動電機，使得所述驅動電機獲得最佳的最低制動轉速。因為每個驅動電機都對應配置有轉換器，所以對於驅動車輪任意之一都可確定最佳的制動功率。在此，同時保證驅動車輪任意之一在最大制動過程中都不低於預給定的制動滑轉率極限，由此也在極端的制動狀況中保證高的行駛穩定性和轉向能力。
[0008]特別有利的是，對於每個驅動車輪根據當前的行駛速度以及可能的另外的行駛條件預給定單獨的最低制動轉速。在每個驅動車輪或者說每個驅動電機的最低制動轉速的計算中不僅可考慮行駛速度，而且例如可考慮當前的車輛重量、環境溫度、車輛的充電狀態，可能也考慮車輛的分別選擇的運行模式。在此，最低制動轉速可持續地、即在正常行駛工況期間也傳送給轉換器，由此，所述轉換器可在制動狀況中通過轉速極限值監控來進行最低制動轉速的相應遵循。
[0009]在構造成異步電機的驅動電機中，轉換器負責這樣調節在對應配置給該轉換器的驅動電機中產生的旋轉場，使得預給定的最低制動轉速在預給定的最大制動作用下也不被低於。如果驅動電機構造成同步電機，則由轉換器產生的旋轉場的轉速在最大預給定的制動作用下調節到最低制動轉速。在兩種情況中，ABS-控制器主動地控制驅動車輪的滑轉率，這就是說ABS-控制器向轉換器給出屬於最佳制動滑轉率的最低制動轉速。以此方式可以單獨對於每個驅動車輪以簡單方式實現滑轉率調節。
[0010]為了獲得高的減速度值以及即使在強制動的情況下仍可足夠地保證車輛的行駛穩定性，每個驅動車輪的制動滑轉率分別限制在車輛的當前行駛速度的10%至20%的範圍內。在此，何值是精確符合目的的，可對於對應的車輛以及對於不同的行駛工況狀態存儲在控制器的值存儲器中。但最大制動滑轉率的當前分別有利的值也可藉助於當前的車輛參數如車輛重量、行駛速度、環境溫度來計算。在此也可通過車輛的液壓摩擦制動器來支持再生制動力矩。例如可通過摩擦制動器提供基本制動功率，而此外所需的制動力矩通過驅動電機的轉換器上的相應轉速調節來提供。
[0011]源於摩擦制動器的制動作用以及驅動電機的再生制動作用的分配可在行駛動力學控制器或車輛的其它控制器中來進行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面藉助於根據圖1的附圖中所示的框圖詳細描述本發明。
【具體實施方式】
[0013]圖1中所示的實施例示出了具有電動的車輛驅動裝置的車輛的驅動和制動系統，其中，四個驅動車輪ARl至AR4任意之一分別由對應配置的驅動電機Ml至M4驅動。驅動電機Ml至M4在制動過程期間作為發電機運行並且由此在驅動車輪ARl至AR4上產生再生的制動力矩。
[0014]驅動電機Ml至M4分別由對應配置的轉換器Ul至U4饋送三相交流電。在輸入偵牝轉換器Ul至U4連接在供給電壓Uv上。在控制輸入端SI至S4上，轉換器Ul至U4與ABS-控制器ABS和另外的控制器SG連接，所述另外的控制器在此是具有集成的行駛動力學控制器的電機控制器。此外，ABS-控制器ABS和控制器SG通過控制導線與傳感器單元SEl至SE4連接，所述傳感器單元將依驅動而定的信息傳遞給控制器ABS和SG。尤其是由傳感器單元SEl至SE4檢測驅動車輪ARl至AR4的車輪轉速，通過所述車輪轉速可在控制器ABS和/或SG中單獨計算驅動車輪ARl至AR4的圓周速度。通過分別與車輛的當前行駛速度相比較可由驅動車輪ARl至AR4的圓周速度推斷驅動車輪ARl至AR4任意之一的對應的滑轉率。對於防抱死系統尤其是在制動過程期間求得對應的驅動車輪ARl至AR4的制動滑轉率。
[0015]為了支持再生制動作用，每個驅動車輪ARl至AR4裝配有摩擦制動器RBl至RB4，所述摩擦制動器由ABS-控制器ABS操作。ABS-控制器ABS可在制動過程中這樣操作摩擦制動器RBl至RB4，使得由所述摩擦制動器將基本制動力矩傳遞給驅動車輪ARl至AR4。在所述基本制動力矩上現在可疊加源自驅動電機Ml至M4的再生制動作用。為此目的，驅動電機Ml至M4作為發電機運行並且在此監控:預給定的最低制動轉速未被低於。對於每個驅動車輪ARl至AR4可單獨預給定的所述最低制動轉速相應於作為極限值不應被超過的預給定的制動滑轉率。最低制動轉速由此限制驅動車輪ARl至AR4上的制動滑轉率。
[0016]如果例如由ABS-控制器ABS對於當前制動狀況預給定最佳並且由此也最大的15%制動滑轉率，則由此可如下求得對應的驅動車輪的最低制動轉速nmin:nmin=vmin/2 r，其中，Vmin是驅動車輪的以預給定的最大制動滑轉率降低了的圓周速度，r是對應的驅動車輪的動態的輪胎直徑的一半(輪胎半徑)。
[0017]在當前行駛速度為25m/s時，對於最大允許的15%制動滑轉率在當前例子中得到速度Vmin=21.25m/s(米每秒)。最低制動轉速nmin的以此方式求得的值藉助於當前行駛狀況對於驅動車輪ARl至AR4任意之一單獨求得並且由ABS-控制器ABS分別傳送給所屬的轉換器Ul至U4。以此方式進行轉換器Ul至U4的直接控制以便以這樣的方式控制驅動車輪ARl至AR4的車輪轉速，使得預給定的最低制動轉速nmin分別不被低於。在制動過程期間，所述最低制動轉速由ABS-控制器持續更新並且通知給轉換器Ul至U4。
[0018]此外，所屬的驅動車輪ARl至AR4的最低制動轉速以及車輪轉速的當前實際值可通過控制輸入端SI至S4傳送給轉換器Ul至U4，由此，為了調節目的，在轉換器Ul至U4中可執行持續的實際值-給定值比較。轉換器Ul至U4由此也可共同被稱為電機控制裝置。
【權利要求】
1.一種防抱死系統，用於具有電動的車輛驅動裝置的車輛，所述電動的車輛驅動裝置包括一個或多個驅動電機(Ml至M4)，其中，在制動過程期間這樣限制作為發電機運行的驅動電機(Ml至M4)的制動作用，使得至少一個驅動車輪(ARl至AR4)上的制動滑轉率限制到預給定的閾值，其特徵在於:每個驅動電機(Ml至M4)的轉速由對應配置給該驅動電機的可控制的轉換器(Ul至U4)調節；ABS-控制器(ABS)為了限制制動滑轉率向每個轉換器(Ul至U4)持續地傳送對應配置給該轉換器的驅動電機(Ml至M4)的不應被低於的最低制動轉速(Hniin)。
2.根據權利要求1的防抱死系統，其特徵在於:對於最大制動作用求得每個驅動車輪(ARl至AR4)的與行駛工況相關的最佳制動滑轉率並且由此預給定每個驅動車輪(ARl至AR4)的與當前行駛速度和/或另外的車輛參數相關的最低制動轉速(nmin)。
3.根據權利要求1或2任意之一的防抱死系統，其特徵在於:這樣調節由所述轉換器(Ul至U4)在對應配置給所述轉換器的驅動電機(Ml至M4)中產生的旋轉場的轉速，使得所述預給定的最低制動轉速(nmin)不被低於。
4.根據上述權利要求任意之一的防抱死系統，其特徵在於:在使用同步電機作為驅動電機(Ml至M4)時由所述轉換器(Ul至U4)產生的旋轉場的轉速不低於所屬的驅動車輪(ARl至AR4)的最低制動轉速(nmin)。
5.根據上述權利要求任意之一的防抱死系統，其特徵在於:對於最大制動作用，每個驅動車輪的最大制動滑轉率被限制到車輛的行駛速度的10%至20%之間的值。
6.根據上述權利要求任意之一的防抱死系統，其特徵在於:在制動過程中，源自以發電機工況運行的驅動電機(Ml至M4)的制動作用通過摩擦制動器(RBl至RB4)支持。
7.根據權利要求6的防抱死系統，其特徵在於:行駛動力學控制器或其它控制器(SG)將待由摩擦制動器(RBl至RB4)產生的基本制動力矩傳送給所述ABS-控制器(ABS);所述ABS-控制器(ABS)相應操作所述摩擦制動器(RBl至RB4)並且通過以發電機工況工作的驅動電機(Ml至M4)的轉速調節來設定出最佳制動作用所需的剩餘制動力矩。
【文檔編號】B60T8/1761GK103502069SQ201280022093
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年2月28日 優先權日:2011年5月6日
【發明者】S·洛斯, D·赫希曼, B·克萊克曼 申請人:奧迪股份公司