DE102009039347A1 - Method for operation of motor vehicle, particularly hybrid vehicle, involves providing total brake torque of braking of motor vehicle proportionately by electrical machine of motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for operating a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
Derartige Verfahren sind hinlänglich bekannt. So offenbart die
Diese Antriebseinrichtung weist ebenso wie die hinlänglich bekannten, derartigen Antriebseinrichtungen, insbesondere bei Hybrid-Fahrzeugen, den Nachteil auf, dass ein Übergang von einer Bremsung durch die elektrische Maschine zu einer Bremsung durch ein weiteres Betriebsbremssystem, insbesondere durch ein Reibbremssystem, nur unzureichend komfortabel realisiert ist. Bei einem solchen Übergang tritt häufig ein für Insassen des Fahrzeugs spürbarer Ruck auf, der den Komfort des Fahrzeugs stark negativ beeinträchtig.This drive device, like the well-known, such drive devices, especially in hybrid vehicles, has the disadvantage that a transition from braking by the electric machine to braking by another service brake system, in particular by a friction brake system, is implemented inadequately comfortable , In such a transition occurs often noticeable for occupants of the vehicle jerk, which greatly adversely affects the comfort of the vehicle.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens bereitzustellen, welches einen erhöhten Fahrkomfort des Kraftwagens ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a method for operating a motor vehicle, which allows increased driving comfort of the motor vehicle.
Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method for operating a motor vehicle having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Hybrid-Fahrzeugs, bei welchem ein Gesamtbremsmoment einer Bremsung des Kraftwagens zumindest anteilig durch zumindest eine elektrische Maschine des Kraftwagens bereitgestellt wird, zeichnet sich dadurch aus, dass ein Zeitpunkt ermittelt wird, zu welchem ein im Wesentlichen kontinuierliches Beenden des zumindest anteiligen Bereitstellens des Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine begonnen wird. Die Ermittlung dieses Zeitpunkts ermöglicht ein kontinuierliches Beenden des zumindest anteiligen Bereitstellens des Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine, was bedeutet, dass dieses anteilige Bereitstellen durch die elektrische Maschine nicht abrupt beziehungsweise schlagartig, sondern kontinuierlich abnehmend beendet wird. Dieses Beenden kann dabei beispielsweise einem rampenförmigen Verlauf folgen, weswegen dieses Beenden auch als Ausrampen bezeichnet werden kann. Das kontinuierliche Beenden ab dem ermittelten Zeitpunkt ermöglicht somit ein komfortables und für Insassen des Kraftwagens wenig bis gar nicht spürbares Beenden des zumindest anteiligen Bereitstellens des Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine, was eine deutliche Komfortsteigerung für Insassen des Kraftwagens bedeutet.An inventive method for operating a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle, in which a total braking torque of a braking of the motor vehicle is provided at least partially by at least one electric machine of the motor vehicle, characterized in that a time is determined, to which a substantially continuous termination of the at least partial provision of the total braking torque is started by the electric machine. The determination of this time point allows a continuous termination of the at least partial provision of the total braking torque by the electric machine, which means that this proportionate provision by the electric machine is not terminated abruptly or abruptly, but continuously decreasing. This termination can follow, for example, a ramp-shaped course, which is why this termination can also be referred to as ramp-out. The continuous termination from the determined time thus enables a comfortable and for occupants of the motor vehicle little to no noticeable termination of the at least proportionate provision of the total braking torque by the electric machine, which means a significant increase in comfort for occupants of the motor vehicle.
Der Zeitpunkt wird dabei beispielsweise zumindest in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit, von einer Fahrzeugverzögerung und/oder von einem Momentenanteil der elektrischen Maschine an dem Gesamtbremsmoment ermittelt. Dabei kann beispielsweise ein Grenzwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben werden, der beispielsweise aus einem Kennfeld oder dergleichen ausgelesen oder aber ermittelt wird, bei welchem das kontinuierliche Beenden des zumindest anteiligen Bereitstellens des Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine beendet sein soll beziehungsweise beendet wird. In der Zeit zwischen dem ermittelten Zeitpunkt und diesem Grenzwert der Fahrzeuggeschwindigkeit findet das beschriebene Ausrampen des zumindest anteiligen Bereitstellens des Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine statt, wodurch der beschriebene Komfort für die Insassen realisiert ist.The time is determined, for example, at least as a function of a vehicle speed, a vehicle deceleration and / or a torque component of the electric machine to the total braking torque. In this case, for example, a limit value for the vehicle speed can be predetermined, which is read out or determined, for example, from a characteristic map or the like, in which the continuous termination of the at least partial provision of the total braking torque by the electric machine is to be ended or terminated. In the time between the determined time and this limit value of the vehicle speed, the described ramping out of the at least partial provision of the total braking torque by the electric machine takes place, whereby the comfort described for the occupants is realized.
Wird nach Eintreten des ermittelten Zeitpunkts ein Momentenanteil eines weiteren Betriebsbremssystems, insbesondere eines Reibbremssystems, des Kraftwagens an dem Gesamtbremsmoment erhöht, so birgt dies den Vorteil, dass dadurch eine, beispielsweise von einem Fahrer des Kraftwagens, geforderte Bremsung bis zu einem Stillstand des Kraftwagens effizient und mit einer hohen Verzögerung ermöglicht ist bei gleichzeitiger Realisierung eines komfortablen, da nicht beziehungsweise nur gering spürbaren Übergangs von dem zumindest anteiligen Bereitstellen des Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine zu einem Bereitstellen des Gesamtbremsmoments durch das weitere Betriebsbremssystem.If after the occurrence of the determined time, a torque component of another service brake system, in particular a friction brake system of the motor vehicle to the total braking torque increases, this has the advantage that thereby, for example, by a driver of the motor vehicle, required braking up to a standstill of the motor vehicle and efficient is made possible with a high delay with simultaneous realization of a comfortable, there is no or only slightly noticeable transition from the at least partially providing the total braking torque by the electric machine to provide the total braking torque through the other service brake system.
Bei den genannten Momentenanteilen der elektrischen Maschine beziehungsweise des weiteren Betriebsbremssystems kann es sich ebenso um in einer Regelungseinrichtung des Kraftwagens ermittelte beziehungsweise durch die Regelungseinrichtung beispielsweise von entsprechenden Aktuatoren angeforderte Bremsmomentanforderungen der elektrischen Maschine beziehungsweise des weiteren Betriebsbremssystems handeln.In the mentioned moments proportions of The electrical machine or the further service brake system can likewise be braking torque requests of the electric machine or of the further service brake system that are determined in a control device of the motor vehicle or are requested by the control device, for example from corresponding actuators.
In jeglichem Falle ist durch das erfindungsgemäße Verfahren ein komfortables Beenden des zumindest anteiligen Bereitstellens des gesamten Bremsmoments durch die elektrische Maschine beziehungsweise ein Übergang von diesem Bereitstellen zu einem zumindest anteiligen Bereitstellen des Gesamtbremsmoments durch das weitere Betriebsbremssystem ermöglicht, und zwar ohne den eingangs beschriebenen, unerwünschten Ruck durch den Kraftwagen, was insbesondere bei einer Bremsung des Kraftwagens in dessen Stillstand insofern vorteilbehaftet ist, als hierbei ein Übergang von dem zumindest anteiligen Bereitstellen des gesamten Bremsmoments durch die elektrische Maschine zu dem kompletten Bereitstellen des gesamten Bremsmoments durch das weitere Betriebsbremssystem stattfinden muss.In any case, the method according to the invention makes it possible to comfortably end the at least partial provision of the entire braking torque by the electric machine or a transition from this provision to an at least partial provision of the total braking torque by the further service brake system, without the undesired jerk described above by the motor vehicle, which is advantageous in particular when braking the motor vehicle in its standstill insofar as there must be a transition from the at least proportionate provision of the entire braking torque by the electric machine to the complete provision of the entire braking torque by the further service brake system.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele. Es versteht sich, dass zusätzliche Schritte hinzugefügt oder Schritte weggelassen, sowie die Schritte in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of several preferred embodiments. It is understood that additional steps may be added or steps omitted, as well as the steps performed in a different order without departing from the scope of the invention.
Ausgangspunkt ist ein Hybrid-Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Maschine in dessen Antriebsstrang, welche bei einer Bremsung als Generator betreibbar ist, um Energie zurück zu gewinnen (Rekuperation). Bei einem Rekuperieren wird das Hybrid-Fahrzeug gleichzeitig abgebremst. Der Antriebsstrang weist beispielsweise ein Hybrid-Steuergerät auf, welches ein Zusammenspiel der Komponenten des Antriebsstrangs steuert beziehungsweise regelt.The starting point is a hybrid vehicle with at least one electric machine in its drive train, which can be operated as a generator during braking in order to recover energy (recuperation). During a recuperation, the hybrid vehicle is slowed down at the same time. The drive train has, for example, a hybrid control unit which controls or regulates an interaction of the components of the drive train.
Weiterhin weist das Hybrid-Fahrzeug ein weiteres Betriebsbremssystem beispielsweise in Form einer Scheibenbremsanlage auf, welches ein Gesamtbremsmoment einer Bremsanforderung eines Fahrers des Hybrid-Fahrzeugs in Verzögerung durch die Scheibenbremsanlage, die eine Reibbremse darstellt, und den Antriebsstrang mit der elektrischen Maschine aufteilen kann und diese Verteilung steuert beziehungsweise regelt. Eine Summe einer Gesamtmomentenanforderung, welche durch die Reibbremse und die Rekuperation bereitgestellt wird, entspricht dabei stets dem Fahrerwunsch. Die beschriebene Verteilung der Gesamtmomentanforderung wird beispielsweise durch ein Steuergerät des weiteren Betriebsbremssystems geregelt, das im Folgenden als Bremsen-Steuergerät bezeichnet wird.Furthermore, the hybrid vehicle has a further service brake system, for example in the form of a disc brake system, which can divide a total braking torque of a braking request of a driver of the hybrid vehicle in deceleration by the disc brake system, which is a friction brake, and the drive train with the electric machine and this distribution controls or regulates. A sum of a total torque requirement, which is provided by the friction brake and the recuperation, always corresponds to the driver's request. The described distribution of the total torque request is regulated, for example, by a control unit of the further service brake system, which is referred to below as the brake control unit.
Das Zusammenspiel von Hybrid-Steuergerät und Bremsen-Steuergerät funktioniert dadurch, dass das Hybrid-Steuergerät ständig ein maximal mögliches Bremsmoment durch Rekuperation berechnet und zum Bremsen-Steuergerät übermittelt. Hierbei bedeutet mehr Bremsmoment durch Rekuperation, also durch die elektrische Maschine, eine höhere Energierückgewinnung. Das Bremsen-Steuergerät fordert, abhängig vom Fahrerwunsch, ein Bremsmoment durch Rekuperation in geeigneter Höhe vom Hybrid-Steuergerät an, welches von diesem bereitgestellt wird.The interaction between the hybrid control unit and the brake control unit works because the hybrid control unit constantly calculates a maximum braking torque through recuperation and transmits it to the brake control unit. This means more braking torque by recuperation, so by the electric machine, a higher energy recovery. The brake control unit requests, depending on the driver's request, a braking torque by recuperation in a suitable height of the hybrid control unit, which is provided by this.
Beide Steuergeräte sind beispielsweise durch eine Datenleitung verbunden. Für eine Übertragung einer Information zwischen den Steuergeräten wird beispielsweise eine Zeit T_ue benötigt.Both controllers are connected for example by a data line. For a transmission of information between the control units, for example, a time T_ue is required.
Charakteristisch für das Bremsen durch Rekuperation ist, dass ein angefordertes Bremsmoment durch Rekuperation nach einer Zeit T_h eingestellt wird. Dementsprechend ist charakteristisch für das weitere Betriebsbremssystem, dass ein angefordertes Bremsmoment durch die Reibbremse nach einer Zeit T_b eingestellt wird.Characteristic of braking by recuperation is that a requested braking torque is set by recuperation after a time T_h. Accordingly, it is characteristic of the further service brake system that a requested braking torque is set by the friction brake after a time T_b.
Bei einer Bremsung in den Stillstand des Hybrid-Fahrzeugs von einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist ein Übergang von einer maximalen Nutzung eines Bremsmoments durch Rekuperation zu ausschließlicher Nutzung eines Bremsmoments durch die Reibbremse vonnöten. Dies erfolgt derart, dass, ausgehend von einer Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der der Übergang abgeschlossen sein wird beziehungsweise sein muss, ein Zeitpunkt ermittelt wird, zudem das oben beschriebene Ausrampen des Bremsens durch Rekuperation begonnen wird beziehungsweise beginnen muss. Dies erfolgt beispielsweise auf Basis eines Gradienten, welcher in Newtonmeter pro Sekunde [Nm/s] und der Fahrzeugverzögerung [m/s2] bei der Bremsung definiert ist.When braking in the standstill of the hybrid vehicle from a certain vehicle speed, a transition from a maximum use of a braking torque by recuperation to the exclusive use of a braking torque by the friction brake is needed. This takes place in such a way that, starting from a vehicle speed at which the transition is or must be completed, a time is determined, in addition to which the above-described ramping out of braking by recuperation is started or must begin. This is done for example on the basis of a gradient, which is defined in Newton meters per second [Nm / s] and the vehicle deceleration [m / s 2 ] during braking.
Die charakteristische Kurve des verfügbaren Bremsmoments durch Rekuperation über der Fahrzeuggeschwindigkeit ist eine Hyperbel, die sich in einem zwei-dimensionalen, kartesischen Koordinatensystem mit vier Quadranten bei auf der Abszisse aufgetragener Fahrzeuggeschwindigkeit und bei gegen Null gehender Fahrzeuggeschwindigkeit der Ordinate, auf welcher das Bremsmoment durch Rekuperation aufgetragen ist, gegen unendlich gehend annähert und die sich bei gegen positive Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit gegen Null gehend der Abszisse annähert. Dies bedeutet, dass bei einer Bremsung mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit das verfügbare Bremsmoment durch Rekuperation zunimmt, und zwar mit einem stetig steiler werdenden Gradienten. Eine Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation, beispielsweise durch die erwähnte Regelungseinrichtung, folgt diesem Verlauf.The characteristic curve of available braking torque through recuperation versus vehicle speed is a hyperbola plotted in a two-dimensional Cartesian four-quadrant coordinate system at abscissa-plotted vehicle speed and at zero-decelerating vehicle speed at which the braking torque is plotted by recuperation is approaching toward infinity and approaching the abscissa when the vehicle speed approaches zero relative to positive vehicle speed values. This means that when braking with decreasing vehicle speed, the available braking torque increases by recuperation, with a steadily steeper gradient. A request for braking torque by recuperation, for example by the mentioned control device follows this course.
Zu dem Zeitpunkt, an dem das Ausrampen des Bremsens durch Rekuperation, also des zumindest anteiligen Bereitstellens der Gesamtmomentenanforderung durch die elektrische Maschine, beginnt, wechselt der Gradient des angeforderten Bremsmoments durch Rekuperation von starker Zunahme zu rascher Abnahme. Für den Antriebsstrang des Hybrid-Fahrzeugs ist es schwierig, diesem Verlauf zu folgen.At the time when the ramping out of braking by recuperation, so the at least proportionately providing the total torque request by the electric machine, the gradient of the requested braking torque changes from strong increase to rapid decrease due to recuperation. It is difficult for the drive train of the hybrid vehicle to follow this course.
Für das weitere Betriebsbremssystem, also für die Reibbremse, bedeutet dies, von einer Reduzierung des Bremsmoments durch die Reibbremse auf eine Zunahme umzustellen. Aufgrund physikalischer Trägheiten einer Aktuatorik der Reibbremse kann dies jedoch nur mit einem Zeitverzug erfolgen. Zur zeitnahen Kompensation des Verhaltens der Rekuperation ist zudem ein rascher Wechsel von Bremsdruckabbau der Reibbremse auf Bremsdruckaufbau erforderlich. Ist durch die beschriebene, erfindungsgemäße Ermittlung des Zeitpunkts, zu welchem das Ausrampen des zumindest anteiligen Bereitstellens des Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine begonnen wird, bereits insofern äußerst vorteilbehaftet, als dadurch bereits eine beträchtliche Komfortsteigerung ermöglicht ist, so ermöglicht der folgende Aspekt der Erfindung eine weitere Komfortsteigerung.For the further service brake system, ie for the friction brake, this means to switch from a reduction in the braking torque by the friction brake to an increase. Due to physical inertia of an actuator of the friction brake, however, this can only be done with a time delay. For a timely compensation of the behavior of the recuperation also a rapid change of brake pressure reduction of the friction brake on brake pressure build-up is required. If the described determination according to the invention of the time at which the ramp-up of the at least partial provision of the total braking torque by the electrical machine is started already has the advantage that a considerable increase in comfort is already possible, the following aspect of the invention makes possible a further comfort enhancement.
Das weitere Betriebsbremssystem berechnet also aus Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugverzögerung und Höhe des angeforderten Bremsmoments durch Rekuperation bereits fortlaufend, wann das Ausrampen des Bremsmoments durch Rekuperation begonnen wird. Diese Berechnung wird nun dahingehend erweitert, dass auf Basis der genannten Signale zusätzlich ermittelt wird, wann das Ausrampen nach Verstreichen einer vorgebbaren beziehungsweise einstellbaren Zeitspanne T_ruhe begonnen wird. Mit Erreichen dieses Zeitpunkts, also innerhalb dieser Zeitspanne, wird eine weitere Erhöhung der Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation verboten, also das Bremsmoment durch Rekuperation im Wesentlichen gleich gehalten, beispielsweise im Vergleich zu einem Zustand vor Unterschreiten eines Grenzwertes, oder gar abgesenkt.Thus, the further service brake system already calculates from vehicle speed, vehicle deceleration and the amount of the requested braking torque by recuperation when the ramp-out of the braking torque by recuperation is started. This calculation is now extended to the effect that, on the basis of the signals mentioned above, it is additionally determined when the ramping-out is started after the lapse of a predefinable or adjustable time period T_rest. Upon reaching this time, ie within this period, a further increase in the requirement of braking torque is prohibited by recuperation, so the braking torque held by recuperation substantially equal, for example, compared to a state before falling below a limit, or even lowered.
Dies birgt ein Kappen einer Momentenspitze des Bremsmoments durch Rekuperation, da der Betrag der Anforderung nicht weiter erhöht wird. Sowohl der Antriebsstrang mit der elektrischen Maschine als auch das weitere Betriebsbremssystems werden in einen konstanten Zustand versetzt, von dem aus die Ansprechzeit beim nachfolgenden Überrampen, das heißt beim Übergang von dem Bereitstellen des Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine zu einem Bereitstellen des Gesamtbremsmoments durch das weitere Betriebsbremssystem, geringer ist und weniger streut.This involves capping a torque peak of the brake torque by recuperation since the amount of the demand is not further increased. Both the drive train with the electric machine and the further service brake system are set in a constant state, from which the response time during subsequent overramping, that is, the transition from the provision of the total braking torque by the electric machine to provide the total braking torque by the further service brake system , is less and less scatters.
T_ruhe wird gemäß physikalischen Gegebenheiten des Betriebsbremssystems und des Antriebsstrangs so gewählt, dass Aktuatoren des Betriebsbremssystems und des Antriebsstrangs einen eingeschwungenen Zustand erreicht haben, bevor das besagte Überrampen beginnt.T_ruhe is selected according to physical characteristics of the service brake system and powertrain such that actuators of the service brake system and powertrain have reached a steady state before said overramping begins.
Dies wird beispielsweise derart umgesetzt, dass die Bedingung „keine Erhöhung der Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation” in Vergleich von einer Ist-Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation oder Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Grenzwert gesetzt wird, welcher beispielsweise permanent berechnet wird. Überschreitet das Ist-Signal den Grenzwert, so tritt das Erhöhungsverbot in Kraft, ab welchem also die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation gleich wie vor dem Unterschreiten gehalten oder abgesenkt wird.This is implemented, for example, such that the condition "no increase in the requirement of braking torque by recuperation" in comparison of an actual requirement of braking torque by recuperation or actual vehicle speed is set with a limit value, which is permanently calculated, for example. If the actual signal exceeds the limit value, then the prohibition of increasing occurs, from which point onwards the demand for braking torque by recuperation is kept or lowered the same as before it was undershot.
Eine Erhöhung der Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation ist erst dann wieder zulässig, wenn das beschriebene Verbot durch eine unabhängige Bedingung wieder aufgehoben wird.An increase in the requirement of braking torque through recuperation is only permitted again when the described prohibition is canceled by an independent condition.
Die Berechnung des beschriebenen Grenzwerts, wobei dieser Grenzwert beispielsweise als Fahrzeuggeschwindigkeit vorliegt, erfolgt beispielsweise nach:
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine weitere Verbesserung des Übergangs von einer Bremsung mit Bremsmoment durch Rekuperation zu reinem Bremsen durch die Reibbremse.Another aspect of the invention relates to a further improvement of the transition from braking with braking torque by recuperation to pure braking by the friction brake.
Insbesondere bei Bremsungen bergab ergibt sich das Problem, dass das Bremsen nicht in gleichem Maße zu einer Verzögerung des Fahrzeugs führt. Mit einer Modulation des Bremswunsches kann der Fahrer das Hybrid-Fahrzeug beschleunigen lassen, während er bremst und sich das zumindest anteilige Bereitstellen des Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine in dem beschriebenen Ausrampvorgang befindet.Especially when braking downhill there is the problem that the braking does not lead to a similar extent to a deceleration of the vehicle. With a modulation of the braking request, the driver can accelerate the hybrid vehicle while it is braking and the at least partial provision of the total braking torque by the electric machine is in the described ramp-down operation.
Damit würde sich der Betrag an angefordertem Bremsmoment durch Rekuperation erhöhen. Zur Vermeidung einer etwaigen, daraus resultierenden Komfortbeeinträchtigung wird bei diesem Aspekt der Erfindung sichergestellt, dass beim Ausrampen diese Rampe, also der Verlauf des Beendens des zumindest anteiligen Bereitstellens des Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine, nur in eine Richtung (abnehmendes Bremsmoment durch Rekuperation) durchlaufen wird bei gleichzeitiger Minimierung von Effekten eines Rauschens der entsprechenden Signale. Hierzu wird das Ausrampen des Bremsens durch Rekuperation als Systemzustand definiert.This would increase the amount of requested braking torque through recuperation. To avoid any, resulting Comfort impairment is ensured in this aspect of the invention that when ramping down this ramp, ie the course of the completion of the at least proportionate provision of the total braking torque by the electric machine, only in one direction (decreasing braking torque by recuperation) is traversed while minimizing the effects of noise the corresponding signals. For this purpose, the ramping out of braking by recuperation is defined as the system state.
Sobald festgestellt wird, dass mit dem Ausrampen begonnen werden muss, also die entsprechende Bedingung vorliegt, wird das System aus der elektrischen Maschine und der Reibbremse auf Ausrampen geschaltet. Ab diesem Zeitpunkt ist eine Erhöhung der Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation nicht mehr zulässig. Die Feststellung, dass mit dem Ausrampen begonnen werden muss, korreliert dabei mit dem erfindungsgemäßen, ermittelten Zeitpunkt.As soon as it is determined that the ramp-down has to be started, ie the corresponding condition exists, the system consisting of the electric machine and the friction brake is switched to ramp-off. From this point on, an increase in the demand for braking torque due to recuperation is no longer permitted. The statement that the ramp-down must be commenced correlates with the time determined according to the invention.
Dies bedeutet, dass bei einer Reduzierung des Bremsmoments durch Rekuperation und nachfolgender Erhöhung, beispielsweise Wieder-Erhöhung, der Fahrzeuggeschwindigkeit der Betrag der Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation konstant gehalten wird.This means that with a reduction of the braking torque by recuperation and subsequent increase, for example, re-increase, the vehicle speed of the amount of braking torque request by recuperation is kept constant.
Um den Systemzustand Ausrampen zu verlassen, muss beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit einen Grenzwert übersteigen, der deutlich über den Fahrzeuggeschwindigkeiten liegt, in welchen das Ausrampen durchgeführt wird. Wird der Systemzustand Ausrampen zurückgesetzt, erfolgt dabei die Erhöhung der Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation nicht über die besagte Rampe des Ausrampens, sondern über einen definierten Gradienten bis zu dem Wert, den das weitere Betriebsbremssystem beziehungsweise dessen Steuergerät unter den gegebenen Bedingungen wie verfügbares Bremsmoment durch Rekuperation, Bremswunsch des Fahrers als Zielwert ermittelt.For example, to exit the system state of ramping, the vehicle speed must exceed a threshold that is well above the vehicle speeds in which the ramp down is performed. If the system state Ausrampen reset, doing the increase in the request of braking torque by recuperation is not on the ramp of ramping down, but over a defined gradient up to the value that the further service brake system or its control unit under the given conditions as available braking torque by recuperation , Braking request of the driver determined as target value.
Zur Vermeidung eines schlagartigen Erfolgens des Ausrampens bei Erreichen beziehungsweise Unterschreiten der beschriebenen Fahrzeuggeschwindigkeit als Grenzwert, bei welcher also das Ausrampen beendet sein muss, sieht ein weiterer Aspekt der Erfindung vor, dass eine weitere Ausrampbedingung eingeführt und eine Ermittlung eines maximal zulässigen Wertes für die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation durch Minimalwertbildung beider Bedingungen durchgeführt wird.To avoid a sudden success of ramping down when reaching or falling below the described vehicle speed as a limit, in which therefore the ramping must be completed, provides a further aspect of the invention that a further Ausrampbedingung introduced and a determination of a maximum allowable value for the requirement of Braking torque is performed by recuperation by minimum value formation of both conditions.
Die neue Bedingung ist ein Gradient, welcher als maximal zulässiges Bremsmoment durch Rekuperation je Fahrzeuggeschwindigkeitseinheit, also km/h, über der Fahrzeuggeschwindigkeit definiert ist, bei der das Bremsmoment durch Rekuperation also das Bremsen durch Rekuperation, komplett ausgerampt sein wird beziehungsweise sein muss. Damit ist sichergestellt, dass die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation bei Erreichen der definierten Fahrzeuggeschwindigkeit als Grenzwert immer auf null Nm reduziert worden ist. Die Steigung des zusätzlichen Gradienten ist dabei so zu wählen, dass das Ausrampen des Bremsens durch Rekuperation vor Stillstand des Hybrid-Fahrzeug für den größten Teil der Bremsungen über die Verzögerungsbedingung erfolgt.The new condition is a gradient which is defined as the maximum permissible braking torque by recuperation per vehicle speed unit, ie km / h, above the vehicle speed at which the braking torque due to recuperation, that is braking by recuperation, will or will have been completely canceled out. This ensures that the requirement of braking torque due to recuperation when the defined vehicle speed is reached is always reduced to zero Nm as a limit value. The slope of the additional gradient is to be chosen so that the ramping out of braking by recuperation before stopping the hybrid vehicle for most of the braking on the deceleration condition.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung zur Erhöhung des Komforts bei einem Übergang von dem Bremsen durch Rekuperation zu den Bremsen durch das weitere Betriebsbremssystem ist, insbesondere vor Erreichen des Stillstands des Hybrid-Fahrzeugs, die Anforderung von Bremsmoment durch die Reibbremse zu erhöhen und synchron dazu die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation um im Wesentlichen den selben Betrag zu reduzieren.Another aspect of the invention for increasing the comfort in a transition from braking by recuperation to the brakes by the further service brake system, in particular before reaching the standstill of the hybrid vehicle to increase the demand for braking torque through the friction brake and in synchronism the requirement braking torque by recuperation to reduce substantially the same amount.
Dieser Aspekt der Erfindung betrifft nun eine Kompensation etwaig unterschiedlicher Ansprechverhalten der Aktuatorik zum Bremsen durch Rekuperation, also zum Beispiel der elektrischen Maschine, und des Bremsens durch das weitere Betriebsbremssystem, also beispielsweise der Reibbremse.This aspect of the invention now relates to a compensation of any different response of the actuator for braking by recuperation, so for example the electric machine, and braking by the other service brake system, so for example the friction brake.
Derartige Systeme weisen im Allgemeinen Totzeiten auf, die nötig sind, um die entsprechenden Momentenanforderungen auch zur tatsächlichen Verzögerung des Fahrzeugs darzustellen. Weisen also der Antriebsstrang, also beispielsweise die elektrische Maschine, und das weitere Betriebsbremssystem unterschiedliche Ansprechverhalten auf, so ist zur Beibehaltung beziehungsweise weiteren Steigerung des Komforts vorgesehen, dass die Anforderung von Bremsmoment des schneller reagierenden Systems von einem erreichten Ist-Bremsmoment des langsameren Systems abhängig gemacht wird. Im folgenden konkreten Beispiel ist dies das weitere Betriebsbremssystem. Das Beispiel ist dabei ebenso analog auf den Fall übertragbar, falls der Antriebsstrang, also die elektrische Maschine, das langsamere System ist. Neben dem erfindungsgemäßen, oben beschriebenen, ermittelten Zeitpunkt t0, zu dem das Ausrampen des Bremsens durch Rekuperation begonnen wird und der Zeitspanne T_ruhe wird eine weitere Zeitspanne T_feedback eingeführt, welches eine Zeitspanne für ein rückmeldungsgestütztes Ausrampen ist. Die folgenden Schritte dieses Beispiels gehen von einem gleich bleibenden Fahrerwunsch nach einem Bremsmoment aus. Eine Erhöhung oder eine Reduzierung des Fahrerwunsches würde sich während des Ausrampens zunächst nur auf den Betrag des Soll-Bremsmoments durch die Reibbremse auswirken.Such systems generally have dead times which are necessary to represent the corresponding torque requirements also for the actual deceleration of the vehicle. So if the powertrain, so for example, the electric machine, and the other service brake system different response, it is provided to maintain or further increase the comfort that the requirement of braking torque of the faster-reacting system made dependent on an achieved actual braking torque of the slower system becomes. In the following concrete example, this is the further service brake system. The example is also analogous to the case transferable, if the powertrain, so the electric machine, the slower system. In addition to the determined above-described, determined time point t0 at which the ramp-out of the braking by recuperation and the time T_ruhe, a further period of time T_feedback is introduced, which is a period for a feedback-based ramping. The following steps of this example assume a constant driver request for a braking torque. An increase or a reduction of the driver's wish would initially only affect the amount of the desired braking torque by the friction brake during ramping.
In einem ersten Schritt wird die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation bereits zu einem Zeitpunkt tx nicht weiter erhöht, also gleich gelassen wie vor dem Zeitpunkt beziehungsweise abgesenkt, wobei der Zeitpunkt tx um eine Zeitspanne T_ruhe + T_feedback vor t0 liegt. In a first step, the request for braking torque by recuperation is not further increased at a time tx, ie, it is left as it was before the time or lowered, wherein the time tx is a time T_ruhe + T_feedback before t0.
In einem zweiten Schritt wird nach Verstreichen der Zeit T_ruhe die Anforderung von Bremsmoment durch die Reibbremse mit dem vorgegebenen beziehungsweise ermittelten Gradienten erhöht. Die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation, also die Anforderung an den Antriebsstrang mit der elektrischen Maschine, bleibt dabei unverändert.In a second step, after the time T_ruhe has elapsed, the requirement of braking torque is increased by the friction brake with the predetermined or determined gradient. The requirement of braking torque by recuperation, so the requirement for the drive train with the electric machine remains unchanged.
In einem dritten Schritt wird, sobald das Ist-Bremsmoment durch die Reibbremse (beispielsweise ermittelt aus gemessenem Bremsdrücken des Systems) sich erhöht, die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation um den gleichen Betrag reduziert.In a third step, as soon as the actual braking torque by the friction brake (for example, determined from measured braking pressures of the system) increases, the requirement of braking torque by recuperation reduced by the same amount.
Sollte das Ist-Bremsmoment durch die Reibbremse nicht stetig steigen, sondern während des Übergangs kurzzeitig sinken, so wird in einem vierten Schritt die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation stetig gehalten und nicht erhöht.If the actual braking torque through the friction brake does not rise steadily, but sink briefly during the transition, so in a fourth step, the requirement of braking torque is kept constant by recuperation and not increased.
In einem fünften Schritt ist der Übergang beziehungsweise das Überrampen beendet, wenn das Soll-Bremsmoment durch Rekuperation auf null reduziert ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Übergang auch als Überrampen zu bezeichnen ist, da auch die Zunahme des Bremsens durch die Reibbremse kontinuierlich, beispielsweise einem rampenartigen Verlauf folgend, durchgeführt wird.In a fifth step, the transition or the overramping is completed when the target braking torque is reduced to zero by recuperation. It should be noted at this point that the transition can also be described as overramping, since the increase in braking by the friction brake is also carried out continuously, for example following a ramp-like course.
Sollte das Ist-Bremsmoment durch die Reibbremse nicht ausreichend rasch ansteigen, wird das Soll-Bremsmoment durch Rekuperation durch eine harte Ausramp-Kurve beziehungsweise Ausramp-Rampe in einem sechsten Schritt dennoch reduziert. Dieser Fall tritt bei geeigneter Abstimmung der Parameter nicht auf.If the actual braking torque through the friction brake does not rise sufficiently quickly, the setpoint braking torque is nevertheless reduced by recuperation through a hard ramp-out curve or ramp-out ramp in a sixth step. This case does not occur with appropriate tuning of the parameters.
Zur weiteren Verbesserung dieses Verfahrens und damit zur weiteren Komfortsteigerung ist bei einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass ein angenommener, linearer Zusammenhang zwischen dem Bremsdruck und dem Bremsmoment der Reibbremse ersetzt wird durch einen nicht-linearen Zusammenhang, insbesondere bei sehr kleinen Bremsdrücken, beispielsweise zwischen null und fünf bar. Bei einem Bremsdruckaufbau ab null bar müssen zunächst Widerstände an Komponenten der Reibbremse wie beispielsweise an Bremszangen (Rollback) und Elastizitäten von Bremsleitungen überkommen werden, bevor ein Aufbau des Bremsmoments durch die Reibbremse erfolgt.To further improve this process and thus to further increase comfort is provided in a further aspect of the invention that an assumed, linear relationship between the brake pressure and the braking torque of the friction brake is replaced by a non-linear relationship, especially at very low brake pressures, for example between zero and five bars. With a brake pressure build-up above zero bar, resistances to components of the friction brake, such as brake calipers (rollback) and elasticities of brake lines, must first be overcome before the braking torque builds up through the friction brake.
Zur Darstellung des nicht-linearen Zusammenhangs wird beispielsweise eine Kennlinie eingesetzt, bei welcher Zwischenwerte interpoliert werden. Eine derartige Kennlinie mit einem nominellen Faktor von 100 Nm/bar weist beispielsweise die folgenden Werte auf:
Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung ist auch eine Reaktionszeit des schnelleren Systems, also des Systems mit der geringeren Ansprechzeit, berücksichtigt. Ein derartiges System stellt eine Regelstrecke dar, wobei also eine langsame Regelstrecke und eine schnelle Regelstrecke gegeben sein können, und wobei also in dem obigen Beispiel die schnelle Regelstrecke der Antriebsstrang mit der elektrischen Maschine und die langsamere Regelstrecke die Reibbremse ist.In a further aspect of the invention, a reaction time of the faster system, ie the system with the lower response time, is taken into account. Such a system represents a controlled system, so that a slow controlled system and a fast controlled system can be given, and thus in the above example, the fast control system of the drive train with the electric machine and the slower controlled system is the friction brake.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden zur Ermittlung der Anforderung von Bremsmoment an die schnelle Regelstrecke sowohl das angeforderte als auch das tatsächliche Moment der langsameren Regelstrecke verwendet. Dies bedeutet, dass die Momentenanforderung an Bremsmoment durch Rekuperation sich aus einer Interpolation zweier Ausrampkurven zusammensetzt.According to a further aspect of the invention, both the requested and the actual torque of the slower controlled system are used to determine the requirement of braking torque to the fast controlled system. This means that the torque requirement for braking torque by recuperation is composed of an interpolation of two Ausrampkurven.
Hierdurch wird vermieden, dass durch die Ermittlung der Vorgabe von Bremsmoment an die schnelle Regelstrecke alleine auf Basis der Anforderung von Bremsmoment an die langsamere Regelstrecke zu einer ungewollt frühen Umsetzung des angeforderten Moments durch die schnellere Regelstrecke führt. Ebenso wird vermieden, dass durch die Ermittlung der Vorgabe von Bremsmoment an die schnelle Regelstrecke alleine auf Basis des durch die langsamere Regelstrecke bereits umgesetzten Bremsmoments zu einer ungewollt späten Umsetzung des angeforderten Moments durch die schnellere Regelstrecke führt.This avoids that by determining the specification of braking torque to the fast controlled system alone based on the requirement of braking torque to the slower controlled system leads to an unintentionally early implementation of the requested torque by the faster control system. It is also avoided that by determining the specification of braking torque to the fast controlled system alone based on the already implemented by the slower controlled system braking torque leads to an unintentionally late implementation of the requested torque by the faster control system.
Die Kombination der beiden Signale kann auf unterschiedliche Weise erfolgen.The combination of the two signals can be done in different ways.
Eine mögliche Umsetzung ist, beide Signale anteilig zu verwenden; die Gewichtung erfolgt dabei prozentual. Die Anforderung von Bremsmoment an die schnelle Regelstrecke wird dabei mit einem sogenannten Kompensationsfaktor versehen.One possible implementation is to use both signals proportionally; the weighting is carried out as a percentage. The requirement of braking torque to the fast controlled system is provided with a so-called compensation factor.
0% Kompensation entspricht einer Reduzierung der Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation basierend auf dem Soll-Wert des Bremsmoments durch die Reibbremse. 100% Kompensation entspricht einer Reduzierung basierend auf dem Ist-Wert des Bremsmoments durch die Reibbremse, so wie im konkreten Beispiel beschrieben.0% compensation corresponds to a reduction in the requirement of braking torque by Recuperation based on the desired value of the braking torque by the friction brake. 100% compensation corresponds to a reduction based on the actual value of the braking torque by the friction brake, as described in the specific example.
Für alle Werte dazwischen wird die Anforderung von Soll-Bremsmoment durch Rekuperation als Interpolation dieser beiden Grenzkurven ermittelt. Bei geeigneter Einstellung des Kompensationsfaktors wird dieser Zeitverzug zur Umsetzung praktisch eliminiert.For all values in between, the requirement of desired braking torque is determined by recuperation as interpolation of these two limit curves. With appropriate adjustment of the compensation factor, this time delay for conversion is virtually eliminated.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details emerge from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or shown alone in the figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation without the scope of the invention to leave.
Die Figur zeigt ein Diagramm, in welchem bei einer Bremsung eines Hybrid-Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine ein Übergang von einem zumindest anteiligen Bereitstellen eines Gesamtbremsmoments durch die elektrische Maschine zu einem zumindest anteiligen Bereitstellen des Gesamtbremsmoments durch eine Reibbremse dargestellt ist.The figure shows a diagram in which is shown in a braking of a hybrid vehicle with an electric machine, a transition from at least partially providing a total braking torque by the electric machine for at least partially providing the total braking torque by a friction brake.
Die Figur zeigt ein Diagramm
Bei dem besagten Übergang handelt es sich also vereinfacht gesagt um einen Übergang von einem Bremsen durch die elektrische Maschine zu einem Bremsen durch die Reibbremse, welche beispielsweise als Scheibenbremsanlage ausgebildet ist. Der Übergang erfolgt dabei kontinuierlich und gehorcht einem rampenförmigen Verlauf, weswegen der Übergang auch als Überrampen zu bezeichnen ist. Wie bekannt ist, erfolgt bei dem Bremsen durch die elektrische Maschine des Hybrid-Fahrzeugs eine Rückgewinnung von Energie, was als Rekuperation bezeichnet wird.In a simplified way, said transition is a transition from braking by the electric machine to braking by the friction brake, which is embodied, for example, as a disc brake system. The transition takes place continuously and obeys a ramp-shaped course, which is why the transition is also referred to as over ramps. As is known, in the braking by the electric machine of the hybrid vehicle, recovery of energy, which is called recuperation, takes place.
Wird das Hybrid-Fahrzeug in Folge eines Fahrerwunschs in den Stillstand abgebremst, so ist ein Grenzwert
Die Anforderung von Bremsmoment erfolgt beispielsweise durch eine Regelungseinrichtung des Hybrid-Fahrzeugs, der die entsprechende Anforderung von Bremsmoment an das entsprechende System übermittelt, von welchem die Anforderung von Bremsmoment dann entsprechend der Reaktionszeit des Systems bereitgestellt wird. Daher ist die Zeitspanne
Die Zeitspanne
Ein Verlauf
Ein Verlauf
Das bedeutet also, dass das Ausrampen der Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation beziehungsweise des Bremsens durch Rekuperation selbst auf dem Verlauf
Folgt also wie in dem Diagramm
0% Kompensationsfaktor würde bedeuten, dass das Ausrampen des Bremsens durch die elektrische Maschine dem Verlauf
Für Werte des Kompensationsfaktors zwischen 0 und 100% wird ein entsprechender Verlauf der Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation durch Interpolation der Verläufe
Das harte Ausrampen gemäß dem Verlauf
Das gemäß dem Diagramm
Die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation wird bereits zu einem Zeitpunkt nicht weiter erhöht, der um eine Summenzeitspanne aus den Zeitspannen
The requirement of braking torque by recuperation is not further increased at a time, which is a sum time span from the
Nach Verstreichen der Zeitspanne
Sobald ein Ist-Bremsmoment durch die Reibbremse (ermittelt aus gemessenen Bremsdrücken) sich erhöht, wird die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation um den gleichen Betrag reduziert.As soon as an actual braking torque by the friction brake (determined from measured brake pressures) increases, the requirement of braking torque is reduced by recuperation by the same amount.
Sollte das Ist-Bremsmoment durch die Reibbremse nicht stetig ansteigen, sondern während des Überrampens kurzzeitig sinken, so wird die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation stetig gehalten und nicht erhöht.If the actual braking torque does not increase steadily by the friction brake, but briefly drop during overramping, the requirement of braking torque is kept constant by recuperation and not increased.
Das Überrampen ist beendet, wenn die Anforderung von Bremsmoment durch Rekuperation, also das Soll-Bremsmoment durch Rekuperation auf 0 reduziert wurde.The overramping is ended when the demand for braking torque has been reduced to 0 by recuperation, ie the set braking torque due to recuperation.
Sollte das Ist-Bremsmoment durch die Reibbremse nicht ausreichend rasch ansteigen, so wird das Soll-Bremsmoment durch Rekuperation durch eine harte Ausrampkurve (Verlauf
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Diagrammdiagram
- 1212
- Abszisseabscissa
- 1414
- Ordinateordinate
- 1616
- Grenzwertlimit
- 1818
- Zeitpunkttime
- 2020
- ZeitspannePeriod of time
- 2222
- ZeitspannePeriod of time
- 2424
- Verlaufcourse
- 2626
- Verlaufcourse
- 2828
- Verlaufcourse
- 3030
- Richtungspfeilarrow
- 3232
- Verlaufcourse
- 3434
- Fahrzeuggeschwindigkeitvehicle speed
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |