再生制動指導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本公開提供一種再生制動指導(dǎo)系統(tǒng)。一種車輛包括再生制動系統(tǒng)，該再生制動系統(tǒng)可包括被配置為向車輛牽引車輪提供再生制動扭矩的電機。所述車輛還包括被配置為提供標(biāo)志用于顯示以指示再生制動系統(tǒng)的性能的至少一個控制器。該標(biāo)志表示在減速事件期間記錄的制動曲線與基于檢測的前方目標(biāo)的計算的制動曲線的比較。在多個實施例中，該標(biāo)志可包括表示記錄的制動曲線與計算的制動曲線之間的相似性的數(shù)字或字母等級和/或記錄的制動曲線與計算的制動曲線的比較的可視化表示。
【專利說明】
再生制動指導(dǎo)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及用于控制配備有自適應(yīng)巡航控制和制動系統(tǒng)的車輛的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自適應(yīng)巡航控制(AdaptiveCruise Control，ACC)系統(tǒng)使用車載傳感器(通常為雷達(dá)(RADAR)或激光雷達(dá)(LIDAR))來檢測主車輛與主車輛前方的車輛(前方車輛)之間的距離以及車輛之間的相對速度差。因此，即使在大霧和雨天的情況下，該系統(tǒng)也自動地調(diào)節(jié)主車輛的速度以使主車輛保持在前方車輛之后的預(yù)設(shè)距離。典型地，主車輛駕駛員可設(shè)置將要在車輛之間保持的期望的/最小跟車距離和/或時間間隔。ACC在主車輛的動力傳動系統(tǒng)和/或制動系統(tǒng)中產(chǎn)生自動干預(yù)以根據(jù)需要使車輛變慢以保持所選擇的最小跟車距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本公開的一種車輛包括再生制動系統(tǒng)，該再生制動系統(tǒng)可包括被配置為向車輛牽引車輪提供再生制動扭矩的電機。所述車輛還包括至少一個控制器，所述至少一個控制器被配置為提供標(biāo)志用于顯示以指示所述再生制動系統(tǒng)的性能。所述標(biāo)志表示在減速事件期間記錄的制動曲線與基于檢測到的前方目標(biāo)的計算的制動曲線的比較。在多個實施例中，所述標(biāo)志可包括表示記錄的制動曲線與計算的制動曲線之間的相似性的數(shù)字或字母等級和/或記錄的制動曲線與計算的制動曲線的比較的可視化表示。
[0004]在一些實施例中，所述計算的制動曲線對應(yīng)于基于動力傳動系統(tǒng)再生制動極限的最大再生制動距離和與所述檢測的前方目標(biāo)的距離。在各個實施例中，所述控制器進一步被配置為:響應(yīng)于駕駛員請求或響應(yīng)于制動事件的檢測結(jié)論來提供所述標(biāo)志。所述控制器可進一步被配置為:響應(yīng)于車輛經(jīng)濟模式啟動，提供所述標(biāo)志。
[0005]根據(jù)本公開的一種控制具有再生制動系統(tǒng)的車輛的方法，所述方法包括:在減速事件之后提供音頻或可視化駕駛員反饋。所述反饋基于記錄的加速/減速曲線和計算的加速/減速曲線。所述記錄的曲線是在所述減速事件期間被記錄的。所述計算的曲線是基于檢測的前方目標(biāo)的，并且可基于根據(jù)動力傳動系統(tǒng)再生制動極限的最大再生制動距離和與檢測的前方目標(biāo)的距離。所述記錄的曲線可包括記錄的加速部分和記錄的減速部分，所述計算的曲線可包括計算的加速部分和計算的減速部分。
[0006]根據(jù)本公開的一種控制具有再生制動系統(tǒng)的車輛的方法，所述方法包括:在減速事件之后提供音頻或可視化駕駛員反饋，所述反饋基于在所述減速事件期間記錄的加速/減速曲線和計算的加速/減速曲線，所述計算的加速/減速曲線基于在所述減速事件之前檢測的前方目標(biāo)。
[0007]在一些實施例中，所述計算的曲線基于動力傳動系統(tǒng)再生制動極限和與所述前方目標(biāo)的距離。
[0008]在一些實施例中，在所述減速事件期間記錄的加速/減速曲線包括記錄的加速部分和記錄的減速部分，其中，所述計算的加速/減速曲線包括計算的加速部分和計算的減速部分。
[0009]在一些實施例中，所述反饋包括表示在所述減速事件期間記錄的加速/減速曲線與所述計算的加速/減速曲線之間的相似性的數(shù)字或字母等級。
[0010]在一些實施例中，所述反饋包括在所述減速事件期間記錄的加速/減速曲線與所述計算的加速/減速曲線的比較的可視化表示。
[0011]在一些實施例中，所述提供還響應(yīng)于駕駛員請求。
[0012]根據(jù)本公開的一種車輛，所述車輛包括:電機，被配置為向牽引車輪提供再生制動扭矩;車輪制動器，被配置為向所述牽引車輪提供摩擦制動扭矩;至少一個動力源，被配置為向所述牽引車輪提供驅(qū)動扭矩。所述車輛還包括至少一個控制器，所述至少一個控制器被配置為在涉及電機、車輪制動器或動力源的減速事件之后提供音頻或可視化駕駛員反饋。所述反饋基于在所述減速事件期間記錄的加速/減速曲線和計算的加速/減速曲線。所述計算的加速/減速曲線基于在所述減速事件之前檢測的前方目標(biāo)。
[0013]在一些實施例中，所述計算的加速/減速曲線對應(yīng)于基于再生制動極限的最大再生制動距離和與所述前方目標(biāo)的距離。
[0014]在一些實施例中，在所述減速事件期間記錄的加速/減速曲線包括記錄的加速部分和記錄的減速部分，其中，所述計算的加速/減速曲線包括計算的加速部分和計算的減速部分。
[0015]在一些實施例中，所述反饋包括表示在所述減速事件期間記錄的加速/減速曲線與所述計算的加速/減速曲線之間的相似性的數(shù)字或字母等級。
[0016]在一些實施例中，所述控制器進一步被配置為:響應(yīng)于駕駛員請求來提供所述反饋。
[0017]根據(jù)本公開的實施例提供了很多優(yōu)點。例如，本公開提供了用于指導(dǎo)駕駛員以增加通過再生制動再次采集的動能的方式制動的系統(tǒng)和方法。因此，這增加了總的車輛燃料經(jīng)濟性。
[0018]本公開的以上優(yōu)點和其它優(yōu)點和特征當(dāng)與附圖結(jié)合時將從下列優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述中變得明顯。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本公開的車輛的示意性表示；
[0020]圖2以流程圖形式示出了根據(jù)本公開的控制車輛的方法；
[0021]圖3A和圖3B示出了在車輛加速和制動事件期間記錄的和計算的加速和制動曲線。
【具體實施方式】
[0022]根據(jù)需要，在此公開了本發(fā)明的詳細(xì)實施例；然而，應(yīng)當(dāng)理解，公開的實施例僅僅為可以以各種和可替代的形式實施的本發(fā)明的示例。附圖不需要按比例繪制；一些特征可被放大或縮小以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種形式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0023]自適應(yīng)巡航控制(ACC)是指用于自動控制車輛的控制方法，該控制方法包括保持期望的速度和與行車道中的前方車輛的安全距離。配備有ACC的主車輛被配置為與位于主車輛前方的目標(biāo)車輛保持至少預(yù)定距離。ACC系統(tǒng)通常包括至少一個傳感器，比如RADAR、LIDAR、超聲波、或其它傳感器或其組合。ACC系統(tǒng)被配置為根據(jù)ACC算法直接地或間接地控制節(jié)氣門和制動系統(tǒng)以控制車輛加速和減速。
[0024]—些配備有ACC系統(tǒng)的車輛還可包括配備用于再生制動的動力傳動系統(tǒng)。再生制動是指回收和存儲車輛動能用于車輛后續(xù)使用。再生制動系統(tǒng)通常包括被配置為向車輛牽引車輪施加制動扭矩和產(chǎn)生電力的電機或馬達(dá)/發(fā)電機。其它系統(tǒng)可包括蓄能器、飛輪、或用于存儲能量用于后續(xù)使用的其它機構(gòu)。
[0025]現(xiàn)在參考圖1，以示意圖的形式示出了根據(jù)本公開的車輛10。車輛10包括被配置為向牽引車輪14傳遞動力的混合動力傳動系統(tǒng)12。混合動力傳動系統(tǒng)12包括內(nèi)燃發(fā)動機16和至少一個電機18，所述內(nèi)燃發(fā)動機16和至少一個電機18中的每一個被配置為向車輛牽引車輪傳遞動力。電機18電連接至電池20。在各個實施例中，動力傳動系統(tǒng)12可布置為串聯(lián)、并聯(lián)、或串聯(lián)-并聯(lián)動力傳動系統(tǒng)。
[0026]電機18還被配置為向牽引車輪14提供再生制動扭矩，其中來自牽引車輪14的旋轉(zhuǎn)能被轉(zhuǎn)化為電能。由電機18產(chǎn)生的電能可被存儲在電池20中用于車輛1后續(xù)使用。
[0027]車輛10還包括被配置為向牽引車輪14提供摩擦制動扭矩的車輪制動器22。
[0028]電機18、發(fā)動機16和車輪制動器22全都與至少一個控制器24通信或由至少一個控制器24控制。盡管示出為單個控制器，控制器24可以是更大控制系統(tǒng)的一部分和/或可由整個車輛10中的各個其它控制器控制。在一個實施例中，控制器24是由車輛系統(tǒng)控制器(VSC)控制的動力傳動系統(tǒng)控制單元(PCU)。控制器24和一個或更多個其它控制器可被統(tǒng)稱為“控制器”?？刂破?4可包括與各種類型的計算機可讀存儲裝置或介質(zhì)通信的微處理器或中央處理單元(CPU)。例如，計算機可讀存儲裝置或介質(zhì)可包括只讀存儲器(R0M)、隨機存取存儲器(RAM)和保活存儲器(KAM)中的易失性存儲器和非易失性存儲器。KAM為當(dāng)CPU掉電時可用于存儲各種運轉(zhuǎn)變量的持久或非易失性存儲器。計算機可讀存儲裝置或介質(zhì)可使用若干已知存儲裝置中的任意存儲裝置來實現(xiàn)，諸如PROM(可編程只讀存儲器)、EPR0M(電可編程只讀存儲器)、EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)、閃存或能夠存儲數(shù)據(jù)的任何其它的電、磁性、光學(xué)或其組合的存儲裝置，這些數(shù)據(jù)中的一些代表在控制發(fā)動機或車輛的過程中由控制器使用的可執(zhí)行指令。
[0029]車輛10還包括加速踏板26和制動踏板28。響應(yīng)于駕駛員致動加速踏板26，控制器24被配置為協(xié)調(diào)電機18和發(fā)動機16以向牽引車輪14提供動力。響應(yīng)于駕駛員致動制動踏板28，控制器24被配置為控制電機18和/或車輪制動器22以向牽引車輪14提供制動扭矩。
[0030]再生制動系統(tǒng)通常具有動力傳動系統(tǒng)制動扭矩極限，其是指在當(dāng)前運轉(zhuǎn)狀況下所述再生制動系統(tǒng)能夠施加到牽引車輪的制動扭矩的最大量。在包括用作發(fā)電機的電機的典型的再生制動系統(tǒng)中，再生制動扭矩極限通?；隈R達(dá)扭矩容量、當(dāng)前擋位(在具有階梯傳動比變速器的實施例中)、電池能量傳遞極限(例如，電池荷電狀態(tài))和其它動力傳動系統(tǒng)極限。
[0031]響應(yīng)于不超過再生制動扭矩極限的制動請求，控制器24被配置為控制電機18提供再生制動扭矩以滿足制動請求。響應(yīng)于超過再生制動扭矩極限的制動請求，控制器24被配置為控制電機18和車輪制動器22以滿足制動請求。
[0032]車輛10還包括至少一個傳感器30。傳感器30可包括RADAR、LIDAR、超聲波傳感器或其它傳感器或其組合。傳感器30被配置為檢測車輛10前方的目標(biāo)。特別地，傳感器30適于檢測前方的并且與車輛10在相同的行車道中的車輛?？刂破?4可被配置為響應(yīng)于通過傳感器30檢測到前方車輛，根據(jù)ACC算法控制車輛加速和制動。這可包括協(xié)調(diào)發(fā)動機16和/或電機18以滿足ACC加速請求。這還可包括協(xié)調(diào)發(fā)動機16、電機18和/或車輪制動器22以滿足ACC減速請求。在一些實施例中，可設(shè)置傳感器30用于ACC系統(tǒng)之外的系統(tǒng)。
[0033]車輛10還包括駕駛員界面32。優(yōu)選地，駕駛員界面32包括被配置為接收駕駛員輸入和可視化傳輸信息的多功能觸摸顯示器。優(yōu)選地，駕駛員界面32還包括經(jīng)濟模式(“ECOMODE”)按鈕。各個車輛系統(tǒng)可被配置為:響應(yīng)于ECO MODE按鈕未被啟用(inactive)以第一模式運轉(zhuǎn)，響應(yīng)于ECO MODE按鈕被啟用(active)以第二模式運轉(zhuǎn)。駕駛員界面32還可包括揚聲器系統(tǒng)并被配置為通過音頻信號向駕駛員傳輸信息。在其它實施例中，駕駛員界面可包括被配置為向駕駛員傳輸信息的其它系統(tǒng)，諸如選擇性照射的指示燈或投射的抬頭顯示器(projected heads-up display，HUD)。
[0034]現(xiàn)在參考圖2，以流程圖形式示出了根據(jù)本公開的控制車輛的方法。該方法始于框40 ο如框42處所示，啟用車輛ECO MODE。如框44處所示，基于檢測的前方目標(biāo)，預(yù)期減速事件。當(dāng)前方車輛比主車輛行駛得更慢時，該減速事件可對應(yīng)于所檢測到的與主車輛在相同車道中的前方車輛。
[0035]如框46處所示，計算制動或減速曲線，包括減速時間和距離?；趧恿鲃酉到y(tǒng)再生扭矩極限計算減速時間和距離。在優(yōu)選實施例中，所述減速時間和距離對應(yīng)于當(dāng)電機將大小約等于動力傳動系統(tǒng)再生扭矩極限的再生扭矩提供到牽引車輪時使車輛減速所需要的時間和距離?？墒褂糜嬎惝?dāng)前動力傳動系統(tǒng)再生制動扭矩極限的已知運動學(xué)方程和已知方法執(zhí)行該計算。
[0036]如框48處所示，接著監(jiān)控駕駛員加速和/或制動請求并且將其存儲為記錄的加速/減速曲線?？煞謩e根據(jù)加速踏板和制動踏板的致動來接收駕駛員加速和制動請求。
[0037]如操作50處所示，接著做出駕駛員是否請求加速的確定。如果請求加速，則如框52處所示，用所計算的加速曲線對所計算的減速曲線進行更新。加速曲線基于動力傳動系統(tǒng)再生扭矩極限，使得根據(jù)加速曲線的車速被保持在車輛隨后可在不應(yīng)用摩擦制動器的情況下基于檢測到的前方目標(biāo)而減速的范圍內(nèi)。
[0038]隨后，如操作54處所示，做出減速事件是否完成的確定。類似地，如果在操作50處沒有接收到駕駛員加速請求，則在操作54處做出減速事件是否完成的確定。例如，可在車輛減速降低至約為零持續(xù)了超過關(guān)聯(lián)閾值的時間段時執(zhí)行該操作。作為另一示例，如果車速降低至直到當(dāng)前車速約等于所檢測的前方目標(biāo)的速度，則減速事件可完成。
[0039]如果做出減速事件未完成的確定，則控制返回到框48，使得在整個減速事件過程中持續(xù)記錄加速和/或制動請求。
[0040]如果做出減速事件完成的確定，則如框56處所示，計算減速事件過程中的再生制動性能。再生制動性能基于記錄的加速/減速曲線與計算的加速/減速曲線的比較。下文將結(jié)合圖3A和圖3B進一步詳細(xì)地描述該比較。
[0041]如操作58處所示，接著做出駕駛員是否已請求反饋的確定。在優(yōu)選實施例中，駕駛員可通過口頭請求來請求反饋。在其它實施例中，駕駛員可通過啟用按鈕、觸摸感應(yīng)圖標(biāo)或與車輛交互的其它適當(dāng)裝置來請求反饋。
[0042]如果做出駕駛員已請求反饋的確定，則接著如框60處所示，向駕駛員提供再生制動性能的標(biāo)志。可通過音頻反饋(例如，口頭語言)或可視化反饋(例如，呈現(xiàn)在多功能觸摸顯示器上的)提供該標(biāo)志。在一些實施例中，該標(biāo)志包括基于計算的加速/減速曲線與記錄的加速/減速曲線之間的關(guān)系的字母或數(shù)字等級(例如，“B+”或“75%”)。在其它實施例中，該標(biāo)志包括具體的音頻指導(dǎo)(例如，“可以。更快制動，并且更少程度的制動。”)。在另一實施例中，該標(biāo)志包括記錄的和計算的加速和減速曲線的可視化圖示。在另一實施例中，該標(biāo)志包括指示制動性能的基于圖標(biāo)的表示，諸如當(dāng)記錄的加速/減速曲線緊密匹配計算的加速/減速曲線時為花或樹生長或開花的圖標(biāo)。還可提供以上標(biāo)志的組合或其它反饋標(biāo)志。
[0043]在提供反饋之后，如框62處所示，算法結(jié)束。類似地，如果在操作58處沒有接收到反饋請求，算法結(jié)束。
[0044]當(dāng)然，以上算法的變型是可行的。作為示例，當(dāng)ECOMODE未被啟用時也可實施該算法。作為另一示例，該方法可在完成減速事件之后自動地提供指導(dǎo)反饋(例如，響應(yīng)于車輛完全停止或駕駛員致動加速踏板)而不需要駕駛員反饋請求。
[0045]現(xiàn)在參考圖3A，示出了根據(jù)本公開的示例性制動事件。響應(yīng)于檢測的前方目標(biāo)，如80處所示，控制器預(yù)期需要減速。預(yù)期的減速事件包括基于與前方目標(biāo)的距離和前方目標(biāo)的速度的相關(guān)聯(lián)的減速距離和減速時間。
[0046]響應(yīng)于預(yù)期的減速事件，監(jiān)控和記錄駕駛員制動和加速請求。實際上，如82處所示，駕駛員可不一致地應(yīng)用制動踏板。在這樣的不一致地應(yīng)用制動踏板的期間，駕駛員制動請求的加重部分超過了84處示出的再生制動扭矩極限，因此，將有必要協(xié)調(diào)再生制動和摩擦制動以提供制動扭矩以滿足計算的減速。在這種情況下，如在86處的“損失的”再生容量區(qū)域中所示，協(xié)調(diào)后的制動可能不會回收最大量的動能。
[0047]除了記錄駕駛員制動和加速請求之外，系統(tǒng)計算優(yōu)化的減速曲線以使回收的再生容量最大化。在優(yōu)選實施例中，如88處所示，計算的減速曲線對應(yīng)于控制電機以提供約等于再生制動扭矩極限的再生制動扭矩而不應(yīng)用車輪制動器。
[0048]減速事件結(jié)束之后，如點90處所示，駕駛員請求關(guān)于再生制動性能的反饋。如上文關(guān)于圖2所討論的，可以以各種方式執(zhí)行該請求。也如上文關(guān)于圖2所討論的，然后系統(tǒng)向駕駛員提供反饋。
[0049]現(xiàn)在參考圖3B，示出了示例性的加速/減速事件。如92處所示，駕駛員請求加速。前方目標(biāo)(諸如與主車輛在相同的車道中的前方車輛)使隨后的減速成為必要，如94處所示。
[0050]響應(yīng)于檢測到前方目標(biāo)，系統(tǒng)監(jiān)控駕駛員加速和減速請求并且將其存儲為記錄的加速/減速曲線。對于96處示出的這個操作，駕駛員動力請求可能效率較低，導(dǎo)致如98處所示的“損失的”再生容量。
[0051]除了記錄駕駛員制動和加速請求之外，系統(tǒng)計算優(yōu)化的加速/減速曲線以使回收的再生容量最大化。加速/減速曲線包括加速部分100，計算加速部分100以將車速保持在使得車輛隨后可基于檢測的前方目標(biāo)減速而不應(yīng)用摩擦制動器的范圍內(nèi)。加速/減速曲線還包括減速部分102，計算減速部分102以使回收的再生制動最大化。在優(yōu)選實施例中，減速部分對應(yīng)于控制電機提供約等于(106處示出的)再生制動扭矩極限的(104處示出的)再生制動扭矩而不應(yīng)用車輪制動器。
[0052]減速事件結(jié)束之后，如點108處所示，駕駛員請求關(guān)于再生制動性能的反饋。如上文關(guān)于圖2所說明地，可以以各種方式執(zhí)行該請求。也如上文關(guān)于圖2所說明地，然后該系統(tǒng)向駕駛員提供反饋。
[0053]可以看出，多個實施例提供了用于指導(dǎo)駕駛員以增加通過再生制動回收的動能的方式來制動的系統(tǒng)和方法。
[0054]雖然上文描述了示例性實施例，但是并不意味著這些實施例描述了本發(fā)明的所有可能的形式。另外，說明書中使用的詞語為描述性而非限定的詞語，并且應(yīng)理解，在不超出本發(fā)明的精神和范圍的情況下可作出各種改變。此外，可組合各個實施例的特征以形成本發(fā)明的進一步的實施例。
【主權(quán)項】
1.一種車輛，包括: 再生制動系統(tǒng)，所述再生制動系統(tǒng)被配置為向牽引車輪提供再生制動扭矩;和 至少一個控制器，所述至少一個控制器被配置為:提供表示在減速事件期間記錄的制動曲線與基于在所述減速事件之前檢測的前方目標(biāo)的計算的制動曲線之間的比較的標(biāo)志進行顯示，以指示所述再生制動系統(tǒng)的性能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述再生制動系統(tǒng)包括電機。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述計算的制動曲線對應(yīng)于基于動力傳動系統(tǒng)再生制動極限的最大再生制動距離和與所述檢測的前方目標(biāo)的距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述標(biāo)志包括表示在所述減速事件期間記錄的制動曲線與所述計算的制動曲線之間的相似性的數(shù)字或字母等級。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述標(biāo)志包括所述比較的可視化表示。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述控制器進一步被配置為:響應(yīng)于駕駛員請求來提供所述標(biāo)志。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述控制器進一步被配置為:響應(yīng)于制動事件的檢測結(jié)論來提供所述標(biāo)志。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述控制器進一步被配置為:響應(yīng)于車輛經(jīng)濟模式啟動來提供所述標(biāo)志。
【文檔編號】B60W30/16GK105946845SQ201610131411
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月9日
【發(fā)明人】布萊恩·托馬斯·秀, 伯納德·D·內(nèi)佛西, 大衛(wèi)·保羅·圖爾納, 弗朗西斯·托馬斯·康諾利
【申請人】福特全球技術(shù)公司