DE102010034726B4

DE102010034726B4 - Hydraulisches Steuerungsverfahren eines regenerativen Bremssystems für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010034726B4
Application number: DE102010034726.4A
Authority: DE
Inventors: Man Bok PARK
Original assignee: HL Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2010-08-18
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2030-08-19
Also published as: CN102001293A; CN102001293B; KR101304208B1; DE102010034726A1; KR20110023975A; US8608256B2; US20110049969A1

Abstract

Hydraulisches Steuerungsverfahren eines regenerativen Bremssystems für Fahrzeuge, das Folgendes umfasst:Erzeugen (200) eines regenerativen Bremsmoments durch einen Elektromotor; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner aufweist:Vorhersagen (204) eines Zeitpunkts, an dem eine Reduzierung des regenerativen Bremsmoments beginnt, auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit durch ein hydraulisches Bremssteuergerät (10); undnach dem Vorhersagen (204) des Zeitpunkts, Starten (210) einer hydraulischen Steuerung vor dem vorhergesagten Zeitpunkt, an dem die Reduzierung des regenerativen Bremsmoments beginnt, um so die Ansprechempfindlichkeit der hydraulischen Bremskraft im Vergleich zu dem regenerativen Bremsmoment zu verbessern,wobei das hydraulische Bremssteuergerät (10) eine Bremskraft, die von einem Fahrer angefordert wird, durch einen Hauptdruck oder einen Pedalweg abfühlt (202) und die hydraulische Bremskraft, die einem Wert entspricht, der durch Subtrahieren der regenerativen Bremskraft von der Bremskraft, die von dem Fahrer angefordert wird, erlangt wird, durch die hydraulische Steuerung erzeugt.

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet der Erfindung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein hydraulisches Steuerungsverfahren eines regenerativen Bremssystems für Fahrzeuge, bei dem ein Zeitpunkt, an dem das regenerative Bremsmoment beginnt, reduziert zu werden, vorhergesagt wird und eine hydraulische Steuerung im Voraus vor diesem Zeitpunkt durchgeführt wird, um die Bremsleistung zu verbessern.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein Hybrid-Brennstoffzellenfahrzeug ist ein Hybridelektrofahrzeug, das zwei oder mehr Arten von Bremskraft aufweist und einen existierenden Motor sowie einen Elektromotor (Antriebsmotor) als Energiequellen verwendet und selektiv die Leistung des Motors und die Leistung des Elektromotors entsprechend einer Last und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs verwendet und die restliche Energie unter Verwendung des Elektromotors in elektrische Energie umwandelt, wodurch es eine hohe Kraftstoffeffizienz und eine geringe Umweltverschmutzung erzielt.
Ein solches Hybrid-Brennstoffzellenfahrzeug wird bewegt bzw. gefahren, indem Antriebsräder des Fahrzeugs durch den Elektromotor, betätigt durch elektrische Energie, gedreht werden. Hierbei ist es ein sehr wichtiges Thema, dass die elektrische Energie zum Antreiben des Elektromotors effizient genutzt wird. Zu diesem Zweck funktioniert der Elektromotor dann, wenn ein Verzögerungs- bzw. Abbrems- oder Bremsbefehl von einem Fahrer gegeben wird, als ein Generator, und die elektrische Energie, die von dem Elektromotor erzeugt wird, wird in einem elektrischen Kondensator gespeichert. Während der Elektromotor als der Generator funktioniert, wird eine Bremskraft an die Fahrzeugräder angelegt, und eine solche Bremskraft wird als regenerative Bremskraft bezeichnet. Folglich ist die Gesamtbremskraft, die an die Fahrzeugräder angelegt wird, die Summe aus der regenerativen Bremskraft, die von dem Elektromotor erzeugt wird, und der hydraulischen Bremskraft, die von einer hydraulischen Steuerungsvorrichtung erzeugt wird.
Deshalb ist, um die Bremsabsicht eines Fahrers zufrieden zu stellen, die Erzeugung von lediglich einer hydraulischen Bremskraft erforderlich, die gleich einem Wert ist, der durch Subtrahieren der regenerativen Bremskraft, die einem Betrag an Bremskraft entspricht, der von dem Elektromotor erzeugt wird, von der Bremskraft, die von dem Fahrer angefordert wird, erhalten wird.
1 zeigt Profile, die ein Bremsmuster eines herkömmlichen regenerativen Bremssystems unter der Bedingung veranschaulichen, dass eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs vom Typ mit einem kontinuierlich veränderlichen bzw. stufenlosen Getriebe (CVT; Continuously Variable Transmission) oder eines Fahrzeugs vom Planetenradgetriebetyp mit der Zeit reduziert wird.
Wie in 1 gezeigt ist, wird das regenerative Bremsmoment (die regenerative Bremskraft) verringert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zunimmt, und wird größer, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sinkt, und wird bei einer designierten niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs rapide verringert. Deshalb muss die hydraulische Bremskraft in einem Abschnitt, in dem das regenerative Bremsmoment (die regenerative Bremskraft) erhöht wird, verringert werden, und muss die hydraulische Bremskraft in einem Abschnitt, in dem das regenerative Bremsmoment (die regenerative Bremskraft) verringert wird, erhöht werden.
In einem solchen regenerativen Bremssystem tritt ein Zeitpunkt auf, an dem das erzeugte regenerative Bremsmoment weggenommen werden muss. Bedingt durch eine langsame Ansprechempfindlichkeit der hydraulischen Bremskraft im Vergleich zu der Ansprechempfindlichkeit der regenerativen Bremskraft an diesem Zeitpunkt ist die Gesamtbremskraft, d.h., die Summe aus der hydraulischen Bremskraft und der regenerativen Bremskraft, nicht einheitlich, und somit tritt häufig eine Verzögerungs- bzw. Abbremsveränderung auf, wie dies in 1 gezeigt ist.
Die DE 10 2007 000 227 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Motors zur Abgabe einer regenerativen Bremskraft und eines elektronisch gesteuerten Hydraulikbremssystems. Wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit sich auf oder unterhalb einer vorab eingestellten Referenzfahrzeuggeschwindigkeit während der Abgabe einer regenerativen Bremskraft aus einem Motor in Reaktion auf die Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer verringert, wird ein Ersetzungs-Vorbetrieb sowie ein Ersetzungs-Betrieb durchgeführt. Der Ersetzungs-Vorbetrieb betätigt und steuert Pumpen, die in einem Bremsbetätigungsglied des elektronisch gesteuerten Hydraulikbremssystems enthalten sind, zur Ausübung ihres korrekten Druckbeaufschlagungsverhaltens. Der Ersetzungs-Betrieb verringert die aus dem Motor abgegebene regenerative Bremskraft und erhöht eine Druckerhöhung durch die Pumpen, um die regenerative Bremskraft mit einer auf der Druckerhöhung beruhenden Bremskraft zu ersetzen.
Es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein hydraulisches Steuerungsverfahren eines regenerativen Bremssystems für Fahrzeuge bereitzustellen, bei dem ein Zeitpunkt, an dem eine Reduzierung des regenerativen Bremsmoments beginnt, vorhergesagt wird und eine hydraulische Steuerung vor diesem Zeitpunkt durchgeführt wird, um so die langsame Ansprechempfindlichkeit der hydraulischen Bremskraft im Vergleich zu der Ansprechempfindlichkeit der regenerativen Bremskraft auszugleichen, um eine Bremskraft bereit zu stellen, die von einem Fahrer angefordert worden ist, und eine Verzögerungsveränderung an dem Ende des regenerativen Bremsvorgangs minimiert wird, um die Bremsleistung zu verbessern.
Weitere Aspekte der Erfindung werden zum Teil in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch das Praktizieren der Erfindung gelernt werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein hydraulisches Steuerungsverfahren eines regenerativen Bremssystems für Fahrzeuge bereitgestellt, welches die im unabhängigen Patentanspruch 1 definierten Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen.
Figurenliste
Diese und / oder weitere Aspekte der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, ohne weiteres offensichtlich und besser verstanden werden, wobei:

1 Profile zeigt, die ein Bremsmuster eines herkömmlichen regenerativen Bremssystems veranschaulichen;
2 eine schematische Ansicht ist, die ein Konzept eines regenerativen Bremssystems in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 ein Schaltplan ist, der die hydraulische Steuerung in dem regenerativen Bremssystem in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 ein Ablaufdiagramm ist, das ein hydraulisches Steuerungsverfahren des regenerativen Bremssystems in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5 eine graphische Darstellung ist, die eine Abbildung eines regenerativen Bremsmoments gegenüber einer Fahrzeuggeschwindigkeit in dem regenerativen Bremssystem in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
6 Profile zeigt, die ein Bremsmuster des regenerativen Bremssystems in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun wird detailliert Bezug auf die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, wobei sich gleiche Bezugszeichen durchwegs auf gleiche Elemente beziehen.
2 ist eine schematische Ansicht, die ein Konzept eines regenerativen Bremssystems in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst das regenerative Bremssystem in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein hydraulisches Bremssteuergerät (ECU) 10 zum Erfassen einer Bremskraft, die von einem Fahrer angefordert wird, durch einen Hauptdruck oder einen Pedalweg, und zum Durchführen einer hydraulischen Steuerung, um eine hydraulische Bremskraft zu erzeugen, die gleich einem Wert ist, der durch Subtrahieren der regenerativen Bremskraft, die dem regenerativen Bremsmoment entspricht, von der Bremskraft (der Gesamtbremskraft), die von einem Fahrer angefordert wird, erhalten wird, und ein Hybridsteuergerät 20 (HCU; Hybrid Control Unit) zum Erzeugen des regenerativen Bremsmoments entsprechend einem Betrag an Kraft, der von einem Elektromotor, der die Räder VL, HR, HL und VR eines Fahrzeugs dreht, unter Verwendung von elektrischer Energie erzeugt wird, wobei ein regenerativer Bremsvorgang durchgeführt wird, und zum Übertragen des regenerativen Bremsmoments zu dem hydraulischen Bremssteuergerät 10.
Das hydraulische Bremssteuergerät 10 und das Hybridsteuergerät 20 übertragen Daten zueinander durch eine CAN-Bus-Kommunikation.
3 ist ein Schaltplan, der die hydraulische Steuerung in dem regenerativen Bremssystem in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst eine hydraulische Steuerungsvorrichtung des regenerativen Bremssystems in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Pedalwegsensor 110 zum Abfühlen eines Betätigungsbetrags eines Bremspedals 110, d.h., eines Betrags einer Bremskraft, die von einem Fahrer angefordert wird, einen Hauptzylinder 120 zum Zuführen eines Bremshydraulikdrucks durch die Betätigung des Bremspedals 100, um eine Bremsoperation zu bewirken, einen Hauptdrucksensor 130 zum Messen des Druckes des Hauptzylinders 120, der durch die Bremsintention des Fahrers verändert worden ist, Raddrucksensoren 150, die jeweils an den Rädern VL, HR, HL und VR installiert sind, um die Bremskraft abzufühlen, die im Wesentlichen an die Radzylinder 140 angelegt wird, eine Vielzahl von Einlassventilen 160 und Auslassventilen 170, die jeweils an Einlassseiten und Auslassseiten der Radzylinder 140 installiert sind, um den Bremsdruck zu übertragen, Radgeschwindigkeitssensoren 180, die jeweils an den Rädern VL, HR, HL und VR installiert sind, um die Fahrzeuggeschwindigkeit abzufühlen, und das hydraulische Bremssteuergerät 10, um das Öffnen und Schließen der Vielzahl von Einlassventilen 160 und Auslassventilen 170 zu steuern.
Das hydraulische Bremssteuergerät 10 empfängt die regenerative Bremskraft, die von dem Elektromotor erzeugt wird, von dem Hybridsteuergerät 20 durch die CAN-Bus-Kommunikation und misst die Bremskraft, die von dem Fahrer angefordert wird, durch den Pedalweg, der von dem Pedalwegsensor 110 abgefühlt wird, oder den Hauptdruck, der von dem Hauptdrucksensor 130 abgefühlt wird. Danach erzeugt das hydraulische Bremssteuergerät 10 eine hydraulische Bremskraft, die gleich einem Wert ist, der durch Subtrahieren der regenerativen Bremskraft, die dem regenerativen Bremsmoment entspricht, von der Bremskraft (Gesamtbremskraft), die von dem Fahrer angefordert wird, erhalten wird, und führt dann eine hydraulische Steuerung durch. Hierbei berechnet das hydraulische Bremssteuergerät 10 einen Ziel-Raddruck auf der Basis der hydraulischen Bremskraft, die gleich dem Wert ist, der durch Subtrahieren der regenerativen Bremskraft von der Gesamtbremskraft erhalten worden ist, und stellt einen Druck des Hauptzylinders 120 so ein, dass er mit dem Ziel-Raddruck zusammenfällt. Der Ziel-Raddruck ist der Bremsdruck, der an alle Räder VL, HR, HL und VR angelegt werden soll, und die hydraulische Bremskraft, die zu den Radzylindern 140 übertragen wird, wird eingestellt.
Des Weiteren sagt das hydraulische Bremssteuergerät 10 einen Zeitpunkt voraus, an dem eine Reduktion des regenerativen Bremsmoments beginnt, indem eine regenerative Bremsmoment-Reduktionsbeginngeschwindigkeit entsprechend dem aktuellen Drehmoment ermittelt wird und die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit mit den Radgeschwindigkeitssensoren 180 abgefühlt wird, und startet eine hydraulische Steuerung im Voraus vor dem Zeitpunkt, an dem die regenerative Bremskraft beginnt, reduziert zu werden, wodurch eine langsame Ansprechempfindlichkeit der hydraulischen Bremskraft im Vergleich zu dem regenerativen Bremsmoment ausgeglichen wird und somit die Bremskraft zufriedengestellt wird, die von dem Fahrer angefordert wird, und der Bremsvorgang ohne eine Verzögerungsveränderung durchgeführt wird.
Im Folgenden werden der Betrieb und die Effekte eines hydraulischen Steuerungsverfahrens des oben genannten regenerativen Bremssystems beschrieben werden.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das das hydraulische Steuerungsverfahren des regenerativen Bremssystems in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 5 ist eine graphische Darstellung, die eine Abbildung des regenerativen Bremsmoments gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit in dem regenerativen Bremssystem in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 6 zeigt Profile, die ein Bremsmuster des regenerativen Bremssystems in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Wie in 4 gezeigt ist, wird, wenn ein Fahrer das Bremspedal 100 betätigt, ein regeneratives Bremsmoment, das umgekehrt proportional zu der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, entsprechend einer Änderung des regenerativen Bremsmoments, durch den Elektromotor erzeugt, wie dies in 5 gezeigt ist, und das Hybridsteuergerät 20 bremst die Räder VL, HR, HL und VR des Fahrzeugs mit der regenerativen Bremskraft, die dem regenerativen Bremsmoment entspricht, ab (Operation 200).
Hierbei fühlt der Pedalwegsensor 110, der an dem Bremspedal 100 installiert ist, einen Pedalwegwert entsprechend einer Wegdistanz des Bremspedals 100 ab und überträgt den Pedalwegwert zu dem hydraulischen Bremssteuergerät 10, wie dies in 6 gezeigt ist, und der Hauptdrucksensor 130, der an dem Hauptzylinder 120 installiert ist, erfasst einen Hauptdruckwert auf der Basis eines hydraulischen Drucks, der von dem Hauptzylinder 120 entsprechend der Betätigung des Bremspedals 100 erzeugt wird, und überträgt den Hauptdruckwert zu dem hydraulischen Bremssteuergerät 10, wie dies in 6 gezeigt ist.
Deshalb erfasst das hydraulische Bremssteuergerät 10 die Bremskraft, die von dem Fahrer angefordert wird, entsprechend dem Pedalweg oder dem Hauptdruck (Operation 202) und führt eine hydraulische Steuerung durch, um so die hydraulische Bremskraft zu liefern, die einem Defizit der Bremskraft, die von dem Fahrer angefordert wird (Hauptdruck oder Pedalweg), entspricht.
Zu diesem Zweck sagt das hydraulische Bremssteuergerät 10 einen Zeitpunkt voraus, an dem die Reduzierung des regenerativen Bremsmoments beginnt, und zwar unter Verwendung der unten aufgeführten Gleichung 1, indem sie eine Geschwindigkeit Vs, bei der die Reduktion des regenerativen Bremsmoments beginnt, entsprechend einem aktuellen Drehmoment bestimmt und die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit Vp durch die Radgeschwindigkeitssensoren 180 abfühlt (Operation 204). $t = (Vp - Vs) / a$
Hierbei ist Vp die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, Vs ist die regenerative Bremsmoment-Reduktionsbeginngeschwindigkeit, die durch das aktuelle Drehmoment bestimmt wird, a ist die Verzögerung und t ist die vorhergesagte restliche Zeit für den Zeitpunkt, an dem die Reduktion des regenerativen Bremsmoments beginnt.
Wenn die vorhergesagte restliche Zeit t für den Zeitpunkt, an dem das regenerative Bremsmoment beginnt, reduziert zu werden, durch die Gleichung 1 berechnet wird, stellt das hydraulische Bremssteuergerät 10 fest, ob diese vor dem Zeitpunkt liegt oder nicht, an dem die Reduktion des regenerativen Bremsmoments beginnt (Operation 206), weil die Reduktion des regenerativen Bremsmoments nach der vorhergesagten restlichen Zeit t beginnt. Wenn festgestellt wird, dass diese vor dem Zeitpunkt liegt, an dem das regenerative Bremsmoment beginnt, reduziert zu werden, dann erzeugt das hydraulische Bremssteuergerät 10 ein Signal, um die hydraulische Steuerung zu starten, wie dies in 6 gezeigt ist (Operation 208).
Dann startet das hydraulische Bremssteuergerät 10 die hydraulische Steuerung im Voraus entsprechend dem Startsignal für die hydraulische Steuerung (Operation 210).
Wie oben beschrieben worden ist, wird durch das Kompensieren der langsamen Ansprechempfindtichkeit der hydraulischen Bremskraft im Vergleich zu dem regenerativen Bremsmoment durch das Starten der hydraulischen Steuerung im Voraus vor dem Zeitpunkt, an dem die Reduktion des regenerativen Bremsmoments beginnt, die Gesamtbremskraft, d.h. die Summe aus der hydraulischen Bremskraft und der regenerativen Bremskraft, einheitlich aufrecht erhalten, wie dies in 6 gezeigt ist, wodurch eine stabile Bremsleistung ohne eine Verzögerungsveränderung an dem Ende des regenerativen Bremsvorgangs erhalten wird (Operation 212).
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich wird, sagt in einem hydraulischen Steuerungsverfahren eines regenerativen Bremssystems für Fahrzeuge in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein hydraulisches Bremssteuergerät einen Zeitpunkt, an dem eine Reduktion des regenerativen Bremsmoments beginnt, auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit voraus und startet eine hydraulische Steuerung im Voraus vor diesem Zeitpunkt, wodurch die Ansprechempfindlichkeit der hydraulischen Bremskraft im Vergleich zu der regenerativen Bremskraft verbessert wird, um die Bremskraft zufrieden zu stellen, die von einem Fahrer angefordert worden ist, und wodurch eine Verzögerungsveränderung an dem Ende des regenerativen Bremsvorgangs minimiert wird, um die Bremsleistung zu verbessern.

Claims

Hydraulisches Steuerungsverfahren eines regenerativen Bremssystems für Fahrzeuge, das Folgendes umfasst: Erzeugen (200) eines regenerativen Bremsmoments durch einen Elektromotor; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner aufweist: Vorhersagen (204) eines Zeitpunkts, an dem eine Reduzierung des regenerativen Bremsmoments beginnt, auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit durch ein hydraulisches Bremssteuergerät (10); und nach dem Vorhersagen (204) des Zeitpunkts, Starten (210) einer hydraulischen Steuerung vor dem vorhergesagten Zeitpunkt, an dem die Reduzierung des regenerativen Bremsmoments beginnt, um so die Ansprechempfindlichkeit der hydraulischen Bremskraft im Vergleich zu dem regenerativen Bremsmoment zu verbessern, wobei das hydraulische Bremssteuergerät (10) eine Bremskraft, die von einem Fahrer angefordert wird, durch einen Hauptdruck oder einen Pedalweg abfühlt (202) und die hydraulische Bremskraft, die einem Wert entspricht, der durch Subtrahieren der regenerativen Bremskraft von der Bremskraft, die von dem Fahrer angefordert wird, erlangt wird, durch die hydraulische Steuerung erzeugt.
Hydraulisches Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das hydraulische Bremssteuergerät (10) ein hydraulisches Steuerungs-Startsignal vor dem vorhergesagten Zeitpunkt, an dem die Reduzierung des regenerativen Bremsmoments beginnt, erzeugt (208).
Hydraulisches Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das hydraulische Bremssteuergerät (10) die hydraulische Steuerung im Voraus startet, bevor die Reduzierung des regenerativen Bremsmoments beginnt, um so die hydraulische Bremskraft mit einer schnellen Ansprechempfindlichkeit auf die regenerative Bremsmoment-Änderung zu erzeugen.