用于制动车辆的方法和用于车辆的制动控制系统与流程

本发明涉及一种用于制动车辆、尤其是由至少一个电机驱动的车辆的方法。此外，本发明涉及一种用于车辆的制动控制系统。

背景技术：

1、道路车辆、如乘用车、载重汽车、公共汽车、摩托车等越来越多地借助电机来驱动。在这样的车辆中，电机的转子轴要么直接要么经由变速器与驱动系耦联，驱动系可以包括一个或多个轮轴。电机通常为了加速车辆而作为电动机运行，并且为了制动车辆而作为发电机运行，以便将车辆的至少一部分动能转换为电能。

2、通常，驱动系具有较弱的固有的机械阻尼特性。在负载突然变化的情况下，尤其是关于电机的转速的变化，可能会发生驱动振动。因此，驱动振动由以下引起，即电机可以非常快地改变要传输的转矩和转子转速，而与车轮连接的轮轴由于车辆的机械惯性而具有不同的动态行为。因此，可能出现轮轴相对于转子轴的周期性的扭转。阻尼调节用于防止驱动振动，阻尼调节可以利用阻尼力矩对车轮的角速度与电机的转子轴的角速度之间的差异做出反应。

3、例如de102005033354a1描述了一种用于主动阻尼机动车的驱动系中的振动的设备和方法，该机动车具有用于驱动车辆的驱动轮的行驶马达和防抱死制动系统(abs)。行驶马达控制装置控制马达的转矩输出信号，以便在abs操纵期间有效阻尼驱动系振动。该控制方法可以在车辆运行期间的任何时间执行，优选在abs制动过程期间执行。

4、例如在文献de102017202750a1、de10145891a1和us2013297109a1中公开了用于阻尼与电机耦联的驱动系中的振动的另外的方法。

技术实现思路

1、根据本发明，设置一种具有权利要求1的特征的用于制动车辆的方法和具有权利要求7的特征的用于车辆的制动控制系统。

2、根据本发明的第一方面，设置一种用于借助车辆的至少一个作为发电机运行的电机来制动车辆的方法，其中由电机产生的力矩由阻尼调节功能来调节，以便减少与电机的转子轴耦联的驱动系相对于转子轴的周期性的偏转，其中该方法具有以下步骤：检测表示目标制动力矩的制动期望信号；根据制动期望信号识别用于停用阻尼调节功能的停用条件；当识别停用条件时，停用阻尼调节功能；通过电机作为发电机的运行，基于制动期望信号产生制动力矩；在产生制动力矩期间识别用于再激活阻尼调节功能的再激活条件；并且当识别再激活条件时，再激活阻尼调节功能。

3、根据本发明的第二方面，设置一种用于车辆的制动控制系统，该车辆具有至少一个电机和至少一个与电机的转子轴运动耦联的驱动系。制动控制系统包括用于接收表示目标制动力矩的制动期望信号并用于接收车辆的转子轴和车轮的角速度的输入接口、构造用于与电机的功率电子器件连接的输出接口以及控制装置，所述控制装置构造用于：

4、-基于转子轴和车轮的角速度计算振动信号，该振动信号表示驱动系相对于转子轴的偏转，

5、-基于振动信号实施阻尼调节功能，并且在输出接口处输出第一机器控制信号，以便促使功率电子器件运行电机，从而使得轮轴相对于转子轴的周期性的偏转减小，

6、-根据制动期望信号识别用于停用阻尼调节功能的停用条件，

7、-当识别停用条件时，停用阻尼调节功能，

8、-在输出接口处输出第二机器控制信号，以便促使功率电子器件让电机作为发电机运行，用以基于制动期望信号产生制动力矩，

9、-在产生制动力矩期间识别用于再激活阻尼调节功能的再激活条件，并且

10、-当识别再激活条件时，再激活阻尼调节功能，并且在输出接口处输出第一机器控制信号。

11、本发明所基于的构思是，在特定的制动机动期间，至少暂时停用阻尼调节功能。尤其设置的是，根据表示车辆的期望的减速度并因此表示目标制动力矩的制动期望信号来识别是否存在停用条件，在该停用条件中，阻尼调节功能应该被停用。例如，在存在表示预定的范围内的目标制动力矩的制动期望信号的情况下，可以在产生制动力矩时立即停用阻尼调节功能。根据本发明，阻尼调节功能随后例如在开始产生制动力矩之后的预定的时间段之后，例如在120-250ms之后，或在存在备选的或另外的再激活条件的情况下又被再激活。制动力矩的产生至少部分以如下方式实现，即车辆的至少一个电机(其转子轴与驱动系耦联)作为发电机运行。驱动系例如具有至少一个轮轴，其与电机的转子轴例如通过变速器运动耦联，并且此外与车辆的车轮连接，例如抗相对转动地连接。

12、根据本发明的控制系统设计用于，使至少包括驱动系和电机的制动系统执行根据本发明的第一方面的方法。振动信号例如可以由第一角速度信号和第二角速度信号的差形成，第一角速度信号表示电机的转子的角速度并且可以借助转子转速传感器，必要时利用随后的信号处理来检测，第二角速度信号表示车轮或轮轴的角速度并且可以借助车轮转速传感器，必要时利用随后的信号处理来检测。可以借助控制装置来计算振动信号。

13、本发明的优点在于，通过在产生制动力矩期间临时停用阻尼调节功能，由电机产生的制动力矩不会通过补偿力矩减小，补偿力矩由于阻尼调节功能而与制动力矩叠加，用以补偿驱动系中的振动。由此，可以有利地减小车辆的制动距离。本发明的另一优点是，尤其是在制动过程的初始阶段期间，例如在触发制动力矩的产生之后的第一个120-250ms内，阻尼调节功能的阻尼效果相对于驱动系中的振动的必要性是非常低的，其目的是构件保护。因此，阻尼调节功能可以有利地随着开始产生制动力矩而停用，以便缩短制动距离，而不会进一步增加驱动振动的风险和被驱动的轴的相关联的不允许地高的负载。

14、有利的设计方案和改进方案由另外的从属权利要求和参考附图的描述得到。

15、根据一些实施方式可以设置的是，当由制动期望信号表示的目标制动力矩超过制动力矩阈值时，识别停用条件。这例如可以在危急制动的情况下是该情况。在期望车辆的快速的减速的情况下，停用阻尼调节功能是特别有利的，因为由此有效地缩短制动距离。

16、根据一些实施方式可以设置的是，当驱动系的至少一个车轮的车轮转速低于转速阈值时，识别再激活条件。备选地或附加于从开始产生制动力矩起的时间到期，再激活条件可以被考虑。在后一种情况下，如果车轮转速低于转速阈值并且超过预定的时间，那么例如能够存在再激活条件。车轮转速是有利的再激活条件，因为驱动系中的振动在很大程度上与车轮转速的随时间的变化相关。

17、根据一些实施方式可以设置的是，制动力矩附加地由具有防抱死功能的摩擦制动设备产生，以便防止车辆的至少一个车轮的持续的抱死，并且其中当摩擦制动设备的防抱死功能被激活时，识别再激活条件。例如，摩擦制动设备可以具有与车轮的摩擦层相互作用的液压操纵的车轮制动缸和压力产生装置、例如柱塞或泵，以便产生用于操纵车轮制动缸的液压制动压力。此外可以设置控制器，该控制器使液压制动压力振荡(其方法例如是该控制器相应操纵液压阀和/或压力产生装置)，以便防止车轮的持续的抱死。这被称为防抱死功能，或简称abs。摩擦制动设备的abs功能的使用是另一合适的再激活条件，因为通过将振荡的制动力矩附加地施加到车轮和进而驱动系上而引起振动。

18、根据一些实施方式可以设置的是，基于通过传感器输出的传感器信号产生制动期望信号。根据一些实施方式可以设置的是，传感器信号通过环境传感器或通过踏板传感器产生，该环境传感器从车辆的环境检测环境数据、尤其是距离数据，该踏板传感器检测制动踏板通过车辆驾驶员的操纵。因此，例如可以设置距离传感器、例如雷达传感器，其输出表示到障碍物的距离的距离信号。例如，如果距离信号的随时间的变化超过阈值，则根据距离信号的随时间的变化，可以例如借助控制器产生制动期望信号。踏板传感器例如可以通过检测踏板的操纵路径的位移传感器形成，或者通过压力传感器形成，该压力传感器检测通过踏板在制动压力模拟器中产生的压力。检测到的压力或检测到的位移在此对应于制动期望。

19、根据制动控制系统的一些实施方式可以设置的是，控制装置具有第一控制器，该第一控制器具有用于接收制动期望信号的第一输入端和第一输出端，其中第一控制器设计用于，基于制动期望信号产生制动控制信号，并在第一输出端处输出制动控制信号，并且识别停用条件和再激活条件，并在第一输出端处输出相应的激活信号。此外，控制装置可以具有第二控制器，该第二控制器具有第二输入端和第二输出端，第二输入端与第一控制器的第一输出端连接并且设计用于接收制动控制信号和振动信号或用于获取振动信号的车轮和轮轴的角速度，第二输出端用于与功率电子器件连接，其中第二控制器设计用于，基于制动控制信号、激活信号和振动信号产生第一和第二机器控制信号。因此，第一控制器的第一输入端和第二控制器的第二输入端形成制动控制系统的输入接口。在该实施方式中，第二输出端形成制动控制系统的输出接口。例如，振动信号可以被获取为输入参量、即转子转速或转子角速度与车轮转速或车轮角速度的差。第二控制器例如可以从第一控制器接收第一控制器在其第一输入端处得到的车轮角速度，并且直接从转子转速传感器接收转子角速度。在该情况下，第二控制器可以获取振动信号本身。备选地，第一控制器可以在第一输入端处得到转子转速和车轮转速，并且要么将其转发到第二控制器的第二输入端，要么从中获取振动信号本身并且在第一输出端处将其输出到第二控制器。

20、根据一些实施方式可以设置的是，第一控制器的第一输出端附加地构造用于与车辆的摩擦制动设备连接，并且其中第一控制器构造用于，基于制动期望信号在第一输出端处输出用于操纵摩擦制动设备的摩擦制动信号。可选地，在该情况下可以设置的是，第一输入端构造用于与车轮转速传感器连接并且因此用于接收转速信号，车轮转速传感器检测轮轴或车轮的转速。因此，可以仅以最小的延迟时间来获取车轮转速的转速阈值的上述的再激活条件，并且可以产生用于再激活阻尼调节功能的相应的激活信号。