估算回收能量的制作方法
【專利摘要】一種估算由車輛回收的能量的方法，該車輛裝備有一個再生制動器件、裝備有產生至少兩個對應的設定點值(Tup，Tef)并且旨在用于所述再生制動器件的至少兩個能量回收系統(tǒng)，該方法包括接收所述設定點值中的一個設定點值(Tup)的一個步驟以及在接收的所述設定點值(Tup)的基礎上計算一個能量值的一個步驟。
【專利說明】估算回收能量

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及估算裝備有再生制動器件(例如電制動器件)的車輛回收的能量。
[0002]例如，車輛可以是電動車輛或混合動力車輛。

【背景技術】
[0003]在車輛裝備有至少一臺牽引電動機或推進電動機的情況下，在某些條件下可以把電動機作為發(fā)電機使用并且因此獲得一個電制動器件。這種用途由于是再生的從而是有利的，使得一部分能量可以回收以便對電池再充電。
[0004]當駕駛者壓住制動踏板時，這個踏板輸出的總的制動指令可以被至少部分地轉換成再生制動指令，例如轉換成電制動指令。
[0005]這個能量回收系統(tǒng)可以通過一個輔助的能量回收系統(tǒng)而得到補充，從而使得可以基于加速踏板輸出的信號來對電池再充電。
[0006]事實上，在駕駛者將他的腳從加速踏板上抬起時電制動也是可以接合的。在這種電制動情況下，參照無制動減速。
[0007]具體的說,文件FR2945243描述了一種用于在加速踏板未被接合時產生這樣一種模仿發(fā)動機制動的方法。
[0008]已經嘗試通過在車輛電池的輸入處放置一個電流強度傳感器來估算電池回收的能量。這個回收的能量值是一個總的值而本身并不提供與每個回收系統(tǒng)的性能相關的信肩、O
[0009]在此對于估算這些能量回收系統(tǒng)中的一個或多個或者每個能量回收系統(tǒng)的性能或者使用存在一種需要。


【發(fā)明內容】

[0010]提出了一種用于估算裝備有再生制動器件和至少兩個能量回收系統(tǒng)的車輛回收的能量的方法，該至少兩個能量回收系統(tǒng)產生至少兩個旨在用于這個再生制動器件的對應的設定點值，該方法包括接收所述設定點值之一的步驟以及從這個接收的設定點值計算能量值的步驟。
[0011]因此，這個能量值是在屬于能量回收系統(tǒng)的一個設定點值的基礎上計算的。因此這種方法使得可以估算歸功于這個系統(tǒng)所回收的能量。
[0012]這種估算可能使得可以在客戶使用情況下以及在專用的容許周期情況下估算這個能量回收系統(tǒng)的貢獻。在客戶使用范圍內，有可能獲得與這個能量回收系統(tǒng)的性能以及增加的益處相關的數據，這個數據對于帶有脫離聯接的踏板的一隊車輛取平均是適合的。
[0013]該至少兩個能量回收系統(tǒng)可以包括，例如用于基于制動踏板輸出的信號對能量進行回收的第一系統(tǒng)以及用于基于加速踏板輸出的信號對能量進行回收的第二系統(tǒng)。這個第二能量回收系統(tǒng)可能使得可以模擬當駕駛員使其腳從加速踏板上抬起時的發(fā)動機制動。
[0014]由于車輛裝備有多個能量回收系統(tǒng)，一個加法器裝置可以使得這些對應系統(tǒng)輸出的信號加在一起。有利的是，接收的設定點值可以是同樣在加法器的輸入處接收的設定點值。然后在專門用于這個系統(tǒng)的最理想的值的基礎上對與這個回收系統(tǒng)相關聯的能量做出估算。
[0015]有利的并且通過非限定的方式，本方法可以包括接收另一值的步驟以及在至少這一另外值的基礎上計算一個額外能量值的步驟。
[0016]因此，本方法可能使得對已經將一個設定點值用作能量計算基礎的能量回收系統(tǒng)的相關部分進行估算。
[0017]這一另外值可以包括，例如:
[0018]-從例如電池輸入處的一個傳感器獲得的一個測量值，因此有可能估算總的回收能量以及與這個能量回收系統(tǒng)相關聯的回收能量，和/或
[0019]-一個設定點值，因此可以節(jié)省一個傳感器。
[0020]最后的這個設定點值可以包括，例如:
[0021]-在對至少兩個能量回收系統(tǒng)的至少兩個設定點值求和之后獲得的一個再生設定點值，和/或
[0022]-所述設定點值中的另一個。
[0023]在基于將總的回收能量表示為電池輸入處的傳感器獲得的測量值或再生設定點值的一個值的估算情況下，有可能估算一個總的回收能量值。如果車輛只裝備有兩個能量回收系統(tǒng)，就可以通過在總的回收能量的估算值與這個與能量回收系統(tǒng)相關聯的估算的能量值之間建立一個差值來估算與另一能量回收系統(tǒng)相關聯的回收能量。
[0024]當估算能量值所依據的該另一值是這些設定點值中的另一個時，于是得到的能量估算直接導致各自與一個能量回收系統(tǒng)相關聯的能量值。
[0025]以上描述的方法可能使得可以區(qū)別在腳從加速踏板上抬起時的以及在任何客戶使用情況下制動過程中回收的電能數據，此外針對踏板脫離接合的一隊電動車輛、屬于同一實體的一隊真實的或虛擬的車輛、或者屬于第三方的由同一實體承擔管理和服務的一隊車輛取平均得到大量數據。
[0026]有利的并且通過非限定的方式，該方法可以包括使接收的設定點值和/或使另一值與車輛的速度值相乘而獲得功率值的一個步驟。
[0027]獲得的不同功率值于是可以通過時間積分而獲得一個能量值。
[0028]有利的并且通過非限定的方式，這個估算的回收能量值以及與這個估算的值相關聯的一個制動距離值、和/或從測程法輸出的行進距離值可以儲存在一個存儲器中。
[0029]這個制動距離值，例如制動千米，可以提供能量回收功效的指示。對應于這些制動千米的行進距離值和/或這個能量值可以提供該車輛已經導致的這個能量回收的使用類型指示。例如，在100制動千米以及300行進千米上回收的能量可以對應于城市使用，而在100制動千米和10000行進千米上回收的能量可以對應于高速公路上的使用。
[0030]有利的并且通過非限定的方式，本方法可以包括使能量值與緩沖存儲器相關聯的步驟。事實上，每個車輛可以提供有多個緩沖存儲器以用于儲存更多值。
[0031]有利的并且通過非限定的方式，本方法可以包括使與能量值相關聯的制動距離值與一個閾值相比較的步驟。如果這個制動距離值超過這個閾值，積分器可以被重置為零，并且下一個能量值可以被指配給另一個緩沖存儲器。因此，在先前的緩沖存儲器中讀取的值基本對應于相同的制動距離，例如100 km。
[0032]還提出一個計算機程序，該計算機程序包括用于執(zhí)行該方法的以上所述步驟的多個指令。
[0033]還提出了用于估算裝備有再生制動器件和至少兩個能量回收系統(tǒng)的車輛所回收的能量的裝置，該至少兩個能量回收系統(tǒng)產生至少兩個旨在用于再生制動器件的對應的設定點值，該裝置包括用于接收所述設定點值之一的器件，例如一個輸入端口或一條讀取總線，以及用于基于這個接收的設定點值計算能量值的器件，例如一個處理器核。
[0034]這個裝置，例如可以包括一個或多個處理器或者可整合在其中，例如一個微控制器、微處理器、DSP (數字信號處理器)等。
[0035]這個能量估算裝置可以包括用于估算基于腳從加速踏板上抬起的命令而回收的能量的多個資源、用于估算基于電制動命令而回收的能量的多個資源、以及用于存放回收的能量且至少包括根據確定的制動距離值而刷新的多個動態(tài)存儲器的多個資源。
[0036]用于估算基于腳從加速踏板上抬起的命令而回收的能量的這些資源可以包括:
[0037]-除法器器件，該除法器器件接收抬起腳實施的制動設定點值以及車輛的車輪半徑的值，并且提供慣性制動的瞬時力值；
[0038]-乘法器器件，該乘法器器件接收慣性制動的瞬時力值的幅值以及車輛瞬時速度幅值的值并且提供慣性回收的瞬時機械功率的值；
[0039]-積分器器件，該積分器器件接收慣性回收的瞬時機械功率值和初始化值并且在制動期間/距離上提供慣性回收的機械能量值。
[0040]用于估算基于電制動命令而回收的能量的這些資源可以包括:
[0041]-除法器器件，該除法器器件接收電制動設定點值以及車輛的車輪半徑的值，這些除法器器件提供了瞬時電制動力的值；
[0042]-乘法器器件，該乘法器器件接收瞬時電制動力的幅值以及車輛瞬時速度的幅值的值并且提供瞬時回收的電功率的值；
[0043]-積分器器件，該積分器器件接收瞬時回收的電功率的值和初始化值并且在制動期間/距離上提供回收的電能的值。
[0044]這些存儲器資源可以包括:
[0045]-用于儲存車輛的當前運動過程中回收的機械能值和電能值的當前第一緩沖存儲器；
[0046]-各自旨在儲存基于確定的制動距離范圍回收的機動能值和電能值的多個特定緩沖存儲器。
[0047]還提出一種車輛，例如包括以上所述裝置、并且還包括這些回收系統(tǒng)和一個再生制動器件的機動車輛。
[0048]在本申請中，帶有電力驅動的車輛的概念包括完全電力驅動和/或混合動力驅動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]通過閱讀說明并通過觀察下文中的附圖將更好地理解根據本發(fā)明的裝置，在附圖中:
[0050]-圖1示出了根據本發(fā)明的實施例用于控制帶有電力驅動的車輛的制動能量回收的裝置的實例的功能圖；
[0051]-圖2示出根據本發(fā)明的實施例估算在腳從加速踏板上抬起的命令的基礎上回收的能量的實施細節(jié)；
[0052]-圖3示出根據本發(fā)明的實施例估算在電制動命令的基礎上回收的能量的實施細節(jié);
[0053]-圖4示出根據本發(fā)明的實施方式針對在存儲器資源中儲存的目的的一個制動距離估算器的實例的功能簡圖。

【具體實施方式】
[0054]參照圖1，一種用于控制帶有電力驅動的車輛的制動能量回收的裝置包括一個扭矩引導系統(tǒng)TR。這個扭矩引導系統(tǒng)TR包括一個計算模塊或控制器(EVC)，該計算模塊或控制器接收一個加速踏板輸出的命令信號Clp以及一個分配裝置(未不出)輸出的電制動命令信號Cfe。
[0055]這個分配裝置(扭矩混合系統(tǒng))在其輸入處接收一個由制動踏板輸出的總的制動命令信號，并且還接收其他信號，例如車輛速度信號。這個分配裝置被設定成在總的制動命令信號的基礎上確定旨在用于電制動手段的電制動命令信號Cfe、以及旨在用于補償制動手段(例如，混合制動手段)的一個補償制動命令信號。例如，該分配裝置包括一個飽和器以用于使得總的命令信號以可由電制動手段實現的最大制動值而飽和。這個電制動命令信號Cfe可以被選擇為等于這個飽和值。然后，從輸入處接收的總的命令值中減去這個飽和值，并且這個補充制動命令信號被選擇為等于這個差值。這個分配裝置因此可以包括一個飽和器和一個減法器。此外，這個分配裝置可以被設定成在車輛速度低于一個閾值(例如7 km/h)時防止電制動。換言之，對于低速而言，這個補償制動命令信號被選擇為等于制動踏板直接輸出的總的命令信號。
[0056]因此，這個控制器EVC接收以下命令信號:該分配裝置根據制動踏板上的有效接觸力確定的電制動命令信號Cfe、還以及這個加速踏板輸出的命令信號Clp。這個信號Clp指示這個加速踏板的狀態(tài)。
[0057]這個控制器EVC被設定成當這個踏板上的腳抬起時，基于這個加速踏板狀態(tài)信號Clp來發(fā)展出抬起腳所產生的扭矩的應用設定點值，所述值表示為Tup。例如，該控制器可以通過實施文件FR2945243中說明的方法來發(fā)展這個信號Tup。信號Tup使得可以在駕駛員從加速踏板上抬起腳的情況下模擬發(fā)動機制動，從而使得當駕駛員的腳抬起時，駕駛員保持制動的感覺，即使這種制動是電動的情況下也是如此。
[0058]控制器EVC被設定成在電制動命令信號Cfe的基礎上還計算一個應用的電制動扭矩設定點，表示為Tef。這個控制器具體地說可以應用減速比以便將車輪扭矩信號Cfe的值轉換成發(fā)動機扭矩值。此外，可以產生某些飽和。
[0059]對這些應用的扭矩命令Tup、Tef的值求和，并且因此獲得的這個和Tf，使得可以由此控制發(fā)動機制動。
[0060]因此,一個第一回收系統(tǒng)使得可以在制動踏板輸出的信號的基礎上實施電制動，并且一個第二回收系統(tǒng)使得可以在加速踏板輸出的信號的基礎上實施電制動。
[0061]第一回收系統(tǒng)具體包括這個分配裝置、用于接收信號Cfe的器件(例如，一個輸入端口)、以及用于計算信號Tef的器件(例如，一個處理器核)。
[0062]第二分配系統(tǒng)具體包括用于接收信號Clp的器件(例如一個輸入端口)、以及用于計算該信號Tup的器件(例如一個處理器核)。
[0063]該裝置還包括用于對在應用的制動扭矩命令值的基礎上每個回收系統(tǒng)在制動過程中回收的能量進行估算的器件。在制動過程中回收的能量是在上述命令值的基礎上估算的，也就是說抬起腳所產生的應用的制動扭矩設定點值Tup以及應用的電制動扭矩的設定點值Tef。
[0064]一個模塊I使之可以估算在腳從加速踏板上抬起的命令之后回收的能量，并且一個模塊2使得可以估算在一個制動命令之后回收的能量。
[0065]模塊1、2各自包括用于接收對應的信號Tup、Tef的值的器件，例如讀取總線、一個或多個輸入插腳、連接到一個或多個輸入插腳上的一條或多條導線、和/或輸入端口。這些模塊1、2還被設定成接收一個表示車輛速度的信號、以及一個能夠儲存車輪半徑值的存儲器。模塊1、2還各自包括處理器件，這些處理器件用于基于這些接收值、車輛速度和車輪半徑值來對應地計算兩個能量值。這些處理器件(它們可以整合在同一個處理器中或多個單獨的處理器中)將參照圖2和圖3來進一步說明。
[0066]此外，提供了與參考號3相關的用于儲存回收的機械能和電能的存儲器資源。上述存儲器資源有利地包括根據確定的制動距離值來刷新的動態(tài)存儲器。尤其應該理解的是，設立上述存儲器資源使得可以忽視車輛的任何特定路徑，這個制動距離僅被考慮用于刷新上述存儲器，如以下將在說明中進一步說明。
[0067]現在將結合圖2來說明用于估算在腳從加速踏板上抬起的命令的基礎上回收的能量的器件。
[0068]參照前面提到的附圖，器件I在一個優(yōu)選的非限定性實施例中包括一個除法器10，該除法器接收所討論的車輛的由抬起腳所產生的制動扭矩Tup的應用值以及其車輪半徑的值R。這個除法器10將發(fā)動機慣性制動力的瞬時值傳送到一個用于計算前面提到的力的絕對值的模塊11。
[0069]這個力的絕對值自身傳送到一個乘法器12，該乘法器還接收車輛的瞬時速度V的振幅值。乘法器12把慣性回收的瞬時機械功率的值傳送到一個積分模塊14。
[0070]傳送到積分模塊14的瞬時機械功率的值優(yōu)選是通過一個除法電路13標準化的，從而使得例如可以直接例如用kW表示上面提到的瞬時功率。
[0071]積分模塊14還接收一個零復位信號，RS或“reset”，連同多個初始化值(例如儲存在存儲器17中的初始值、以及單元轉換值18)從而積分模塊14傳送了直接整合在多個能量單元中的瞬時功率的值，例如千焦耳(kj)。在這種假設中，單元轉換值18是值為3600。
[0072]此外，上面提到的積分模塊14傳送的、與慣性回收的制動能量相對應的能量值于是可以優(yōu)選地通過一個模塊15而轉換成千瓦小時，這個模塊是值為3600的一個除數，并且還經過了表示為K的產率系數的一次校正16，這個系數對應于車輪與電池之間由能量回收系統(tǒng)引入的轉換損失。
[0073]上面提到的產率系數的值是可以通過實驗的方法針對每種車輛類型以及每個能量回收系統(tǒng)來建立的。
[0074]現在將結合圖3說明用于估算在電制動命令的基礎上回收的能量的裝置。
[0075]在圖3中可以看到，元件20至28的參考標記特別有利地指示了與圖2中對應的元件10至18的相同的元件。然而，除法器20的輸入值自然對應于的應用的電制動扭矩Tef的值，這取代了圖2的抬起腳所產生的應用的制動扭矩Tup的值。
[0076]因此，應該理解的是，除法器20傳送電制動力的值，乘法器22傳送瞬時回收的電制動功率，而積分模塊24傳送瞬時回收的電功率的值。車輛參數速度V和車輪半徑R與圖2中的那些完全相同，并且中間模塊21、23、25和26、27、28的運行模式與圖2的對應的模塊
11、13、15 和 16、17、18 的相類似。
[0077]現在將結合圖1給出建立存儲器資源3的更詳細的說明。
[0078]如上面提到的附圖所示，這些存儲器資源3包括至少一個當前第一緩沖存儲器或緩沖器(存儲塊)，表示為Cm。這個緩沖存儲器Cm旨在儲存車輛當前運動過程中回收的能量值，這些值由這些模塊1、2接收。
[0079]還提供多個特定緩沖存儲器，表示為Μη_ρΜη_2、Μη_3。每個緩沖存儲器旨在儲存基于確定的制動距離范圍回收的機械能值和電能值。
[0080]這些存儲器資源的運行模式如下:當控制器EVC終止時當前存儲器Cm被刷新，而當達到制動千米時這些估算資源I和2以及特定的存儲器Mlri至Mn_3被刷新。
[0081]在一個優(yōu)選的非限定性實施例中，上述特定存儲器可以優(yōu)選地專用于與車輛的使用期限的持續(xù)時間相對應的每個特定制動距離范圍。這樣一種設定使得不僅可以區(qū)分車輛的每次旅程，而且還組織了對車輛的能量回收的控制，從而考慮車輛的使用期限和服務步驟。
[0082]具體地說，上述存儲器可以由可編程存儲器形成，這些可編程存儲器接收了對于車輛壽命和使用是特定的這些指示器，例如車輛的里程計。最后，車輛的動態(tài)參數是在車輛的使用過程中特定的，也就是說例如瞬時速度、行進距離當然還有制動距離等參數可以例如由ESC控制器來傳送或者可以從裝配在車輛中的GPS系統(tǒng)傳送的信息項來推導。
[0083]這個制動距離是在瞬時速度的基礎上并通過這個制動扭矩計算的。
[0084]圖4展示了一個用于估算制動距離的實例。
[0085]參照這個附圖，一個模塊42接收:
[0086]-一個模塊(未示出)輸出的總的制動扭矩值C，從而使得可以理解傳感器感測制動踏板位置的信號并且可以重新計算車輛的制動扭矩，以及
[0087]-一個閾值 THR。
[0088]當制動扭矩值就絕對值而言小于閾值THR時，模塊42的輸出是一個值等于零的信號。在相反情況下，這個輸出信號具有等于I的值。
[0089]這個閾值THR是可以選擇為相對較低的，例如等于零。
[0090]一個乘法模塊41在輸入處接收車輛的瞬時速度V的值以及模塊42的與相同時間采樣相對應的輸出信號的值。因此僅在扭矩信號C的值大于閾值THR時制動過程中的速度信號Vf具有的值才等于速度信號V的值。
[0091]歸功于積分模塊44 (該積分模塊還接收一個零復位信號RS或“reset”以及多個初始化值，例如儲存在存儲器47中的一個初始值)，這個信號Vf然后被作為時間的函數來整合。
[0092]因此這個積分模塊使得可以通過速度值的臨時積分來獲得制動距離Df的估算。
[0093]變體
[0094]在一個可替代的實施例中，由2指示的這些處理器件在輸入處接收信號Tf而不是信號Tef。于是由這些處理器件估算的能量對應于總的回收能量。這些處理器件I中的另一個使得可以估算與對應于加速踏板的能量回收系統(tǒng)相關聯的能量。
[0095]就基于一個有效應用的值來執(zhí)行估算而言這個變體可以是有利的，從而在這個加法器之后可能經歷處理過程。此外，這個變體可以使之可以避免某些變換。
[0096]這個估算裝置可以被容納在這個分配裝置中、在這些能量回收系統(tǒng)之一中，在控制器EVC中或者其他之中。
【權利要求】
1.一種用于估算車輛回收的能量的方法，該車輛裝備有一個再生制動器件、以及產生至少兩個對應的設定點值(Tup，Tef)并旨在用于所述再生制動器件的至少兩個能量回收系統(tǒng)，該方法包括: 接收所述設定點值中的一個設定點值(Tup)的一個步驟，以及 由這個接收的設定點值計算一個能量值的一個步驟。
2.如權利要求1所述的方法，進一步包括 接收另一個值(Tef)的一個步驟，以及 在至少這一另外值的基礎上計算一個額外能量值的一個步驟。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述另外值包括所述設定點值中的另一個設定點值(Tef)。
4.如權利要求2和3之一所述的方法，其中所述另外的值包括通過對這些設定點值(Tup, Tef)求和來獲得的一個值(Tf)。
5.如以上權利要求之一所述的方法，包括針對這個接收的設定點值(Tup) 乘以該車輛的速度值(V)從而獲得功率值的一個步驟， 瞬時整合這個獲得的功率值從而獲得一個能量值的一個步驟。
6.如權利要求1至5之一所述的方法，進一步包括 將這個估算的回收能量值以及與所述估算值相關聯的一個制動距離值存儲在一個存儲器中。
7.如前項權利要求所述的方法，其特征在于這個制動距離值是在一個車輛速度信號(V)和一個制動扭矩信號(C)的基礎上計算的。
8.如權利要求1至7之一所述的方法，其中所述至少兩個能量回收系統(tǒng)包括用于在制動踏板輸出的信號的基礎上回收能量的一個第一系統(tǒng)以及用于在加速踏板輸出的信號的基礎上回收能量的一個第二系統(tǒng)。
9.一種用于估算由車輛回收的能量的裝置，該車輛裝備有一個再生制動器件、以及產生至少兩個對應的設定點值(Tup，Tef)并旨在用于該再生制動器件的至少兩個能量回收系統(tǒng)，該裝置包括 用于接收所述設定點值中的一個設定點值(Tup)的器件， 用于在所述接收的設定點值的基礎上計算一個能量值的器件(I)。
10.如權利要求9所述的裝置，進一步包括至少一個緩沖存儲器((；，Μη+Μη_2，Μη_3)，該至少一個緩沖存儲器被設定成存儲從該計算器件(1，2)中接收的能量值以及與所述能量值相關聯的一個制動距離值。
11.一種車輛，包括該再生制動器件、所述至少兩個能量回收系統(tǒng)、以及如權利要求9至10之一所述的能量估算裝置。
【文檔編號】B60L7/26GK104080638SQ201280068277
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年12月3日 優(yōu)先權日:2011年12月5日
【發(fā)明者】H·阿茲, A·布呂諾, B·吉爾貝 申請人:雷諾股份公司