DE102012223867A1 - Method for holding motor vehicle on inclined surface, involves holding motor vehicle by motoring torque that is generated by electric drive machine of motor vehicle, where efficiency of electric drive system is monitored - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Halten eines Kraftfahrzeugs auf einer geneigten Fläche, welches ein elektrisches Antriebssystem mit einer elektrischen Antriebsmaschine umfasst.The invention relates to a holding of a motor vehicle on an inclined surface, which comprises an electric drive system with an electric drive machine.
Im Sinne der Anmeldung umfasst der Begriff „Kraftfahrzeug mit elektrischem Antriebssystem mit einer elektrischen Antriebsmaschine” sowohl ein über eine externe elektrische Energieversorgung ladbares Elektrofahrzeug mit optionalem verbrennungsmotorischen Range-Extender als auch ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Antriebsmaschine. Bei einem Kraftfahrzeug mit elektrischem Antriebssystem kann die elektrische Antriebsmaschine ein mechanisches Drehmoment in den Antriebsstrang einprägen.For the purposes of the application, the term "motor vehicle with an electric drive system with an electric drive machine" comprises both an electric vehicle loadable via an external electrical energy supply with an optional internal combustion engine range extender and a hybrid vehicle with an internal combustion engine and an electric drive machine. In a motor vehicle with an electric drive system, the electric drive machine can impress a mechanical torque in the drive train.
Bei Kraftfahrzeugen muss beim Anhalten des Kraftfahrzeugs auf einer geneigten Fläche die Betriebsbremse je nach Neigung betätigt werden, damit das Fahrzeug nicht rollt, beispielsweise damit das Fahrzeug beim Anhalten bergauf nicht zurückrollt.In motor vehicles when stopping the motor vehicle on an inclined surface, the service brake must be operated depending on the inclination, so that the vehicle does not roll, for example, so that the vehicle does not roll back when stopping uphill.
Bei einem aktuellen Konzept für Elektrofahrzeuge wird eine stark ausgeprägte Schubverzögerung bei Loslassen des Fahrpedals bis zum Fahrzeugstillstand vorgesehen, wobei ein entsprechend hohes Rekuperationsmoment der elektrischen Antriebsmaschine eingestellt wird, so dass der Fahrer durch Betätigen des Fahrpedals sowohl beschleunigen als auch bei Loslassen des Fahrpedals eine gewünschte Verzögerung vorgeben kann. Dies führt zu einem sogenannten „One-Pedal-Feeling”, d. h. dem Gefühl, das Fahrzeug nur mit dem Fahrpedal steuern zu können. Durch dieses „One-Pedal-Feeling” reduziert sich die Benutzung des Bremspedals erheblich. Bei diesem Konzept weist das Elektrofahrzeug im Unterschied zu typischen Automatikfahrzeugen auch kein Kriechen (Creep) auf, d. h. das Kraftfahrzeug bewegt sich auf einer ebener Fläche ohne Neigung bei einer der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs zugeordneten eingelegten Fahrstufe (typischerweise als D-Fahrstufe bezeichnet; D-Drive) nicht in Vorwärtsrichtung; entsprechendes gilt für die Rückwärtsrichtung. Das Kriechen eines Kraftfahrzeugs ist mit dem „One-Pedal-Feeling” schlecht zu vereinbaren, da dies beispielsweise die häufige Betätigung des Bremspedals erfordert, um das Kriechen des Fahrzeugs zu unterbinden.In a current concept for electric vehicles, a pronounced deceleration delay when releasing the accelerator pedal is provided until the vehicle is stopped, with a correspondingly high recuperation of the electric drive machine is set so that the driver by pressing the accelerator pedal both accelerate as well as release the accelerator pedal a desired delay pretend. This leads to a so-called "one-pedal feeling", d. H. the feeling of being able to control the vehicle only with the accelerator pedal. This "one pedal feeling" reduces the use of the brake pedal considerably. In this concept, unlike typical automatic vehicles, the electric vehicle also has no creep, i. H. the motor vehicle does not move in a forward direction on a flat surface without inclination in an engaged gear (typically called a D-drive) associated with the forward direction of the vehicle; the same applies to the reverse direction. The creep of a motor vehicle is incompatible with the "one-pedal feeling", since this requires, for example, the frequent operation of the brake pedal to prevent the crawl of the vehicle.
Bei einem derartigen Elektrofahrzeug mit „One-Pedal-Feeling” verzögert das Fahrzeug merklich bei Loslassen des Fahrpedals und hält auf einer nicht geneigten Fläche ohne Betätigung des Bremspedals an. Beim Anhalten in der D-Fahrstufe (D-Drive; Vorwärtsrichtung) auf einer Fläche mit positiver Steigung verzögert das Fahrzeug bei Loslassen des Fahrpedals bis in den Stillstand und rollt dann in Abhängigkeit des Grads der positiven Steigung zurück. Umgekehrt verzögert in der R-Fahrstufe (R-Reverse; Rückwärtsrichtung) beim Anhalten auf einer Fläche mit negativer Steigung bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs bis in den Stillstand und rollt dann in Abhängigkeit des Grads der negativen Steigung in Vorwärtsrichtung. Zum Vermeiden des Rollens muss der Fahrer das Bremspedal betätigen, wodurch das „One-Pedal-Feeling” geschmälert wird.In such an "one-pedal-feeling" electric vehicle, the vehicle noticeably decelerates upon release of the accelerator pedal and stops on a non-inclined surface without operating the brake pedal. When stopping in the D range (D-Drive) on a positive slope surface, when the accelerator pedal is released, the vehicle decelerates to a stop and then rolls back depending on the degree of the positive slope. Conversely, in the reverse gear (R reverse) mode, when stopping on a negative slope surface, the vehicle is coasting to a stop when reversing the vehicle and then rolling in the forward direction depending on the degree of negative slope. To avoid rolling, the driver must depress the brake pedal, which reduces the "one-pedal feeling".
Der beschriebene Nachteil, dass der Fahrer bei Anhalten auf einer geneigten Fläche das Bremspedals betätigen muss, um ein Rollen zu unterbinden, ist ein generelles Problem von Kraftfahrzeugen; bei Elektrofahrzeugen mit „One-Pedal-Feeling” ist eine Lösung besonders wünschenswert, da auf eine Betätigung des Bremspedals in vielen Fällen verzichtet wird. Bei konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und Automatikgetriebe ist dieses Problem etwas anders gelagert, da aufgrund eines über den Drehmomentwandler erzeugten und in Richtung der eingelegten Fahrstufe wirkenden Kriechmoments das Bremspedal auch zum Halten in der Ebene betätigt werden muss.The described disadvantage that the driver has to operate the brake pedal when stopping on an inclined surface in order to prevent rolling is a general problem of motor vehicles; in electric vehicles with "one-pedal feeling" a solution is particularly desirable because it is dispensed with an operation of the brake pedal in many cases. In conventional vehicles with an internal combustion engine and automatic transmission, this problem is slightly different, since due to a generated via the torque converter and acting in the direction of the engaged speed creep the brake pedal must also be operated to hold in the plane.
Für Fahrzeuge mit elektrischem Antriebsystem ist es zum Halten des Fahrzeugs an einer Steigung bekannt, eine feste Winkelposition des Rotors der elektrischen Maschine über einen Regler zur Regelung der Winkelposition zu halten, so dass das Fahrzeug an der Steigung gehalten wird. Dies ist beispielsweise in der Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Halten eines Kraftfahrzeugs auf einer geneigten Fläche anzugeben, welches diesen Nachteil ausräumt.It is an object of the invention to provide an improved method for holding a motor vehicle on an inclined surface, which eliminates this disadvantage.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is solved by the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 wird das Kraftfahrzeug, insbesondere in Form eines Elektrofahrzeugs, zunächst durch ein mittels der elektrischen Antriebsmaschine erzeugtes motorisches Drehmoment gehalten, welches entgegen der Hangabtriebskraft wirkt. Hierbei wird die Leistungsfähigkeit des elektrischen Antriebssystems überwacht.In the method according to
Wenn festgestellt wird, dass die Leistungsfähigkeit des elektrischen Antriebssystems auf ein bestimmtes Maß oder um ein bestimmtes Maß abfällt, wird erfindungsgemäß ein alternatives Haltesystem zum Halten des Kraftfahrzeugs aktiviert, beispielsweise eine elektrische Parkbremse, eine Parksperre oder die hydraulische Betriebsbremse des Fahrzeugs. Beispielsweise kann dann eine vollständige Übergabe an das alternative Haltesystem erfolgen, so dass das Fahrzeug über das alternative Haltesystem und nicht mehr über ein in Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe wirkendes Drehmoment der elektrischen Maschine gehalten wird. Alternativ kann das alternative Haltesystem dann neben der elektrischen Maschine das Kraftfahrzeug an der geneigten Fläche halten, so dass die elektrische Antriebsmaschine in ihrer Haltfunktion durch das alternative Haltesystem unterstützt wird; die elektrische Antriebsmaschine arbeitet dann vorzugsweise mit reduziertem Drehmoment.If it is determined that the performance of the electric propulsion system at a certain degree or falls to a certain extent, according to the invention an alternative holding system for holding the motor vehicle is activated, for example, an electric parking brake, a parking brake or the hydraulic service brake of the vehicle. For example, a complete transfer to the alternative holding system can then take place so that the vehicle is held by the alternative holding system and no longer by a torque of the electric machine acting in the direction of travel of the engaged driving stage. Alternatively, the alternative holding system can then hold the motor vehicle next to the electric machine on the inclined surface, so that the electric drive machine is supported in its holding function by the alternative holding system; the electric drive machine then operates preferably with reduced torque.
Der Hintergrund hierfür ist, dass bei Halten des Kraftfahrzeugs über die elektrische Maschine eine Degradation im elektrischen Antriebssystem in Bezug auf dessen Leistungsfähigkeit auftreten kann, so dass das benötigte Haltemoment über die Zeit nicht mehr zur Verfügung steht. In diesem Fall wird zur Sicherstellung der Haltefunktion ein alternatives Haltesystem aktiviert.The background to this is that when the motor vehicle is held over the electric machine, a degradation in the electric drive system with respect to its performance can occur, so that the required holding torque is no longer available over time. In this case, an alternative holding system is activated to ensure the hold function.
Durch die erfindungsgemäße Überwachung der Leistungsfähigkeit der elektrischen Leistungsfähigkeit und Aktivierung eines alternativen Haltesystems bei Abfall der Leistungsfähigkeit kann ein Halten des Kraftfahrzeugs auf der geneigten Fläche gewährleistet werden, selbst wenn die elektrische Maschine aufgrund einer Degradation der Leistungsfähigkeit kein ausreichendes motorisches Moment mehr stellen kann, um das Kraftfahrzeugs gegen die Hangabtriebskraft zu halten.By monitoring the performance of the electric power and activating an alternative holding system according to the present invention, if the performance drops, maintaining the motor vehicle on the inclined surface can be ensured even if the electric machine can no longer provide a sufficient motor torque due to performance degradation Motor vehicle to hold against the slope force.
Das Halten des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Antriebsmaschine erfolgt vorzugsweise über einen Regler als Teil eines Regelkreises, der die Drehzahl der elektrischen Antriebsmaschine beim Rollen entgegen der Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe auf null regelt; alternativ kann auch eine für die Drehzahl charakteristischen Größe (beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit) in sinnentsprechender Weise geregelt werden; bei dem Regler handelt es sich vorzugsweise um einen Regler mit I-Glied, beispielsweise ein PI-Regler, ein I-Regler oder ein PID-Regler. Für den Fall, dass das Fahrzeug nach Anhalten an einer Fläche mit positiver Steigung und bei eingelegter D-Fahrstufe beginnt, rückwärts zu rollen, regelt der Regler die Drehzahl der elektrischen Maschine auf null, um so ein weiteres Rollen zu vermeiden. Das Halten des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Antriebsmaschine erfolgt vorzugsweise in der Weise, wie dies in einer anderen Patentanmeldung „Einrichtung zum Vermeiden des Rollens für ein ein elektrisches Antriebssystem umfassendes Kraftfahrzeug auf einer geneigten Fläche” beschrieben ist, welche am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt von der Anmelderin eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt dieser anderen Patentanmeldung wird hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen.The holding of the motor vehicle by means of the electric drive machine is preferably carried out via a controller as part of a control loop, which controls the speed of the electric drive machine when rolling against the direction of travel of the engaged gear to zero; Alternatively, a characteristic of the speed variable (for example, the vehicle speed) can be controlled in an appropriate way; the controller is preferably a controller with an I-element, for example a PI controller, an I controller or a PID controller. In the event that the vehicle begins to roll backwards after stopping on a positive slope surface and with the D-speed engaged, the governor controls the speed of the electric machine to zero to avoid further rolling. The holding of the motor vehicle by means of the electric drive machine is preferably carried out in the manner described in another patent application "device for avoiding rolling for a motor vehicle comprising an electric drive system on a sloping surface", which on the same day as the present application German Patent and Trademark Office was filed by the applicant. The disclosure of this other patent application is hereby incorporated by reference into the disclosure of the present application.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Leistungsfähigkeit des elektrischen Antriebssystems überwacht, indem als Kenngröße für die Leistungsfähigkeit ein verfügbares Drehmoment der elektrischen Maschine überwacht wird. Das verfügbare Drehmoment ist eine Drehmomentgröße, die ein potentiell über die elektrische Antriebsmaschine stellbares Drehmoment angibt. Es handelt es sich also um ein abrufbares Drehmoment der elektrischen Maschine; vorzugsweise wird sowohl ein negatives als auch ein positives verfügbares Drehmoment bestimmt. Typischerweise wird das verfügbare Drehmoment aus einer oder mehrerer Kenngrößen des elektrischen Antriebssystems, insbesondere des Energiespeichers, bestimmt. Beispielsweise kann das verfügbare Drehmoment in Abhängigkeit der Temperatur, des Ladezustands, des aktuellen Spannungsniveaus, des verfügbaren DC-Stroms des die elektrische Antriebsmaschine versorgenden elektrischen Energiespeichers bestimmt werden. Das verfügbare Drehmoment kann beispielsweise in Abhängigkeit des verfügbaren DC-Stroms des Energiespeichers und des aktuellen Spannungswerts des Energiespeichers bestimmt werden. Die Höhe des verfügbaren DC-Stroms des Energiespeichers ist eine Funktion der Temperatur des Energiespeichers (Speicherzelltemperatur): sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen des Energiespeichers ist der verfügbare DC-Strom in beiden Richtungen (Entladen des Energiespeichers und Laden des Energiespeichers) typischerweise geringer. Der aktuelle Speicherwert ist typischerweise unter anderem eine Funktion des Ladezustands des Energiespeichers. Dies gilt auch für den DC-Strom zum Laden des Energiespeichers.According to a preferred embodiment, the performance of the electric drive system is monitored by monitoring an available torque of the electric machine as a measure of performance. The available torque is a torque magnitude indicative of a torque that is potentially adjustable via the electric drive engine. It is therefore a retrievable torque of the electric machine; Preferably, both negative and positive available torque are determined. Typically, the available torque from one or more characteristics of the electric drive system, in particular the energy storage determined. For example, the available torque can be determined as a function of the temperature, the state of charge, the current voltage level, the available DC current of the electric energy storage device supplying the electric drive machine. The available torque can be determined, for example, as a function of the available DC current of the energy store and the current voltage value of the energy store. The amount of available energy storage DC current is a function of the energy storage temperature (storage cell temperature): at both low and high energy storage temperatures, the available DC current in both directions (discharging the energy storage and charging the energy storage) is typically lower , Among other things, the current memory value is typically a function of the state of charge of the energy store. This also applies to the DC current for charging the energy storage.
Das verfügbare Drehmoment ist vorzugsweise nicht exakt auf die Situation zum Zeitpunkt der Berechnung des verfügbaren Drehmoments bezogen, sondern das verfügbare Drehmoment wird bezogen auf einen Zeitpunkt in der nahen Zukunft prädiziert, der vorzugsweise einige Sekunden in der Zukunft liegt. Das verfügbare Drehmoment wird also vorzugsweise für einige Sekunden im Voraus berechnet, beispielsweise für 2 s.The available torque is preferably not exactly related to the situation at the time of calculating the available torque, but the available torque is predicted relative to a near future time, which is preferably a few seconds in the future. The available torque is therefore preferably calculated for a few seconds in advance, for example for 2 s.
Die Aktivierung des alternativen Haltesystems wird beispielsweise ausgelöst, wenn das verfügbare (positive) Drehmoment auf einen bestimmten Wert oder um einen bestimmten Wert abgefallen ist.The activation of the alternative holding system is triggered, for example, when the available (positive) torque has fallen to a certain value or by a certain value.
Zur Überwachung der Leistungsfähigkeit wird das verfügbare Drehmoment mit einem Schwellwert verglichen und in Abhängigkeit des Vergleichs die Aktivierung des alternativen Haltesystems ausgelöst. Beispielsweise wird die Aktivierung ausgelöst, wenn das verfügbare (positive) Drehmoment einen bestimmten Schwellwert erreicht oder unterschreitet.To monitor performance, the available torque becomes a threshold compared and triggered the activation of the alternative holding system depending on the comparison. For example, the activation is triggered when the available (positive) torque reaches or falls below a certain threshold.
Vorzugsweise liegt jeweils ein positiver und negativer Wert für das verfügbare Drehmoment vor. Der positive Wert des verfügbaren Drehmoments gibt ein potentiell stellbares Drehmoment in einer Drehrichtung der elektrischen Maschine an, während der negative Wert des verfügbaren Drehmoments ein potentiell stellbares Drehmoment in der anderen Drehrichtung der elektrischen Maschine angibt.Preferably, there is a positive and negative value for the available torque. The positive value of the available torque indicates a potentially adjustable torque in one direction of rotation of the electric machine, while the negative value of the available torque indicates a potentially adjustable torque in the other direction of rotation of the electric machine.
Der Schwellwert, mit dem das verfügbare Drehmoment verglichen wird, ergibt sich beispielsweise aus der Summe eines Drehmoments zum Halten des Fahrzeugs und einem zusätzlichen Drehmomentvorhalt. Der zusätzliche Drehmomentvorhalt umfasst vorzugsweise einen Drehmomentvorhalt zum Anfahren des im Wesentlichen stehenden Fahrzeugs in Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe auf der geneigten Fläche. D. h. der Drehmomentvorhalt MVH ist so bemessen, dass dieser ein Anfahren des im Wesentlichen stehenden Fahrzeugs in Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe auf der geneigten Fläche ermöglicht. Der Drehmomentvorhalt kann neben dem Vorhalt zum Anfahren des Fahrzeugs noch eine oder mehrere weitere Komponenten umfassen, beispielsweise einen Vorhaltkomponente zum Starten eines Range-Extenders (hierbei sei angemerkt, dass der Range-Extender typischerweise nicht über die elektrische Antriebsmaschine gestartet wird, sondern über eine weitere elektrische Maschine, die zum Starten des Range-Extenders mit Energie aus dem elektrischen Energiespeicher versorgt wird). Weitere mögliche Vorhaltkomponenten betreffen die Erfüllung einer für das elektrische Antriebssystem (elektrische Maschine, Leistungselektronik oder Speicher) notwendigen Kühlleistung oder die Sicherstellung einer vom Fahrer für den Innenraum gewünschten Klima- oder Heizleistung.The threshold value with which the available torque is compared results, for example, from the sum of a torque for holding the vehicle and an additional torque reserve. The additional torque reserve preferably comprises a torque reserve for starting the substantially stationary vehicle in the direction of travel of the engaged gear on the inclined surface. Ie. the torque reserve M VH is dimensioned so that it allows a start of the substantially stationary vehicle in the direction of travel of the engaged gear on the inclined surface. The torque reserve, in addition to the lead to start the vehicle or one or more other components include, for example, a Vorhaltkomponente for starting a range extender (it should be noted that the range extender is typically not started via the electric drive machine, but via another electric machine, which is supplied with energy from the electrical energy storage for starting the range extender). Other possible Vorhaltkomponenten concern the fulfillment of a necessary for the electric drive system (electric machine, power electronics or storage) cooling capacity or ensuring a desired by the driver for the interior climate or heating capacity.
Vorzugsweise ist zum Halten des Kraftfahrzeugs ein Regler zur Regelung der Drehzahl der elektrischen Maschine auf null oder zur sinnentsprechenden Regelung einer für die Drehzahl charakteristischen Größen vorgesehen, mittels dessen eine Drehmomentvorgabe für die elektrische Maschine bestimmt wird. Das Drehmoment zum Halten des Fahrzeugs entspricht beispielsweise der mittels des Reglers bestimmten Drehmomentvorgabe oder ergibt sich hieraus.Preferably, a controller for controlling the rotational speed of the electric machine to zero or for meaningful control of a characteristic of the rotational speed variables are provided for holding the motor vehicle, by means of which a torque input for the electric machine is determined. The torque for holding the vehicle, for example, corresponds to or results from the torque command determined by means of the controller.
Vorzugsweise wird also festgestellt, wenn das verfügbare Drehmoment auf das Drehmoment zum Halten zuzüglich eines Drehmomentvorhalts abgefallen ist oder das zum Halten benötigte Drehmoment zuzüglich eines Drehmomentvorhalts unterschritten hat. Wenn dies der Fall ist, wird das alternative Haltesystem aktiviert.Thus, it is preferably determined when the available torque has dropped to the torque for holding plus a torque reserve or has fallen below the torque required for holding plus a torque reserve. If so, the alternate holding system is activated.
Die Überwachung der Leistungsfähigkeit und Aktivierung des alternativen Haltesystems kann durch eine Softwarefunktion in dem Motorsteuergerät durchgeführt werden, die den für das Anfahren notwendigen Momentvorhalt bei der Bestimmung des Aktivierungszeitpunkts berücksichtigt.The monitoring of the performance and activation of the alternative holding system can be performed by a software function in the engine control unit, which takes into account the torque inventory necessary for starting in determining the activation time.
Eine Aktivierung des alternativen Haltesystem erfolgt vorzugsweise nur aus einem Haltezustand, bei dem das Fahrzeug durch die elektrische Maschine an der geneigten Fläche im Stillstand gehalten wird und nicht aus Rollzuständen, bei denen beispielsweise das über den Regler gestellte Drehmoment nicht zum Halten des Kraftfahrzeugs ausreicht und das Fahrzeug rollt. Beispielsweise wird eine obere Grenze für den Betrag des Drehmoments (beispielsweise 70 Nm bezogen auf den Rotor der elektrischen Maschine) der Haltefunktion definiert, die ein Halten bis zu einer gewissen Steigung (beispielsweise ungefähr 8% Hangneigung bei einem angenommen Fahrzeuggewicht mit Zuladung) erlaubt. Hangabtriebskräfte, die Drehmomenten größer dieser oberen Grenze entsprechen, werden nicht vollständig kompensiert, so dass das Fahrzeug in diesen Situationen nicht im Stillstand gehalten wird und aufgrund der Hangantriebskraft mit einem Gegenmoment in Höhe des Maximalwerts bei eingelegter D-Fahrstufe zurückrollt oder bei eingelegter R-Fahrstufe vorwärtsrollt. Aus derartigen Rollsituationen soll vorzugsweise keine Aktivierung des alternativen Haltesystems erfolgen.An activation of the alternative holding system is preferably carried out only from a holding state in which the vehicle is held by the electric machine on the inclined surface at a standstill and not from rolling conditions in which, for example, the torque set via the controller is not sufficient to hold the motor vehicle and the Vehicle rolls. For example, an upper limit is defined for the amount of torque (eg, 70 Nm relative to the rotor of the electric machine) of the hold function that allows holding up to a certain grade (eg, about 8% slope for a given vehicle weight with payload). Downhill forces corresponding to torques greater than this upper limit are not fully compensated so that the vehicle will not be stalled in these situations and will roll back due to the slope drive force with a counter torque equal to the maximum value with D gear engaged or with the R gear selected forward rolls. From such rolling situations, preferably no activation of the alternative holding system should take place.
Es ist denkbar, als alternatives Haltesystem eine mechanische Parksperre im Getriebe (Getriebeparksperre) einzulegen. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass ein Signal an die Getriebesteuerung gesandt wird, die Getriebestellung P (P-Parken) einzulegen, wobei die Parksperre eingelegt wird. Nachteilig hieran ist, dass der Fahrer nach automatischem Einlegen der Getriebestellung P zum Anfahren wieder die Fahrstufe D (bzw. R bei Anfahren in Rückwärtsrichtung) einlegen muss. Wenn als alternatives Haltesystem die elektrische Parkbremse verwendet wird, besteht dieser Nachteil nicht, da typischerweise eine automatische Deaktivierungsfunktion für die Parkbremse bei Betätigung des Fahrpedals anspricht.It is conceivable to insert a mechanical parking lock in the transmission (transmission lock) as an alternative holding system. This is done, for example, by sending a signal to the transmission controller to engage the transmission position P (P-parking) with the parking lock being engaged. The disadvantage of this is that the driver after insertion of the automatic transmission position P to start again the gear D (or R when starting in reverse direction) must insert. If the electric parking brake is used as an alternative holding system, this disadvantage does not exist, since typically an automatic deactivation function for the parking brake is activated when the accelerator pedal is actuated.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesen zeigen:The invention will be described below with reference to the accompanying drawings with reference to an embodiment. In these show:
Im Diagramm a) im unteren Teil von
Hierbei sollte aber nicht vergessen werden, dass der I-Anteil das Fahrzeug am Hang hält, wobei durch den I-Anteil die Drehzahl nist auf null gehalten wird; der Regler R lernt den I-Anteil beim anfänglichen Rückwärtsrollen.However, it should not be forgotten that the I component holds the vehicle on a slope, whereby the speed n is kept at zero by the I component; the controller R learns the I component during the initial backward roll.
Im Beispiel von
Wie anhand des Diagramms a) ersichtlich ist, ist bei einer negativen Drehzahlabweichung Δn = nist (d. h. bei einer negativen Ist-Drehzahl nist, die in Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs wirkt) die Drehmomentvorgabe MR' positiv und bei einer positiven Drehzahlabweichung Δn = nist (d. h. bei einer positiven Ist-Drehzahl nist, die in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs wirkt) die Drehmomentvorgabe MR' negativ. Dies gilt auch bei Berücksichtigung des I-Anteils.As can be seen from the diagram a), is at a negative speed deviation .DELTA.n = n (that is n for a negative actual speed, which acts in the rearward direction of the vehicle), the torque command M R 'is positive and at a positive speed deviation .DELTA.n = n (that is at a positive actual speed n, which acts in the forward direction of the vehicle), the torque command M R 'negative. This also applies if the I component is taken into account.
Ferner ist ein Begrenzer LIM zum Begrenzen des Ausgangs des Reglers R vorgesehen. Der Begrenzer LIM begrenzt das Ausgangssignal MR' des Reglers R nach oben durch eine obere Reglergrenze RegGo und nach unten durch eine untere Reglergrenze RegGu. Im vorliegenden Beispiel ist die obere Reglergrenze RegGo ein Wert ≥ 0 und die untere Reglergrenze RegGu ein Wert ≤ 0. Sofern die Drehmomentvorgabe MR' größer als die obere Reglergrenze RegG0 ist, entspricht die Drehmomentvorgabe MR am Ausgang des Begrenzers LIM der oberen Reglergrenze RegGo. Sofern die Drehmomentvorgabe MR' kleiner als die untere Reglergrenze RegGu ist, entspricht die Drehmomentvorgabe MR am Ausgang des Begrenzers LIM der unteren Reglergrenze RegGu. Bei Werten MR' am Eingang des Begrenzers LIM zwischen der oberen Reglergrenze RegGo und der unteren Reglergrenze RegGu gilt MR = MR'.Further, a limiter LIM for limiting the output of the regulator R is provided. The limiter LIM limits the output signal M R 'of the regulator R upward by an upper regulator limit RegG o and down by a lower regulator limit RegG u . In the present example the upper governor limit RegG o is a value ≥ 0 and the lower governor limit RegG u is a
Die obere Reglergrenze RegGo und die untere Reglergrenze RegGu sind variabel.The upper controller limit RegG o and the lower controller limit RegG u are variable.
Bei eingelegter D-Fahrstufe wird für die obere Reglergrenze RegGo ein positiver Maximalwert MR,max und für die untere Reglergrenze RegGu der Wert 0 eingestellt, wobei die Drehmomentvorgabe nach oben durch diesen positiven Maximalwert MR,max und nach unten durch den Wert 0 begrenzt wird. Dies ist in dem Diagramm b) unten in
Bei eingelegter R-Fahrstufe wird für die untere Reglergrenze RegGu das Negative des Maximalwert MR,max eingestellt, d. h. RegGu = –MR,max, und für die obere Reglergrenze RegGo der Wert 0 eingestellt, wobei die Drehmomentvorgabe nach unten durch den Wert-MR,max und nach oben durch den Wert 0 begrenzt wird. Dies ist in dem Diagramm c) unten in
Sowohl bei eingelegter D-Fahrstufe als auch bei eingelegter R-Fahrstufe ist der Betrag der Drehmomentvorgabe MR in Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe auf den Wert MR,max begrenzt.Both when the D-speed step is engaged and when the R-speed step is engaged, the amount of the torque input M R in the direction of travel of the engaged drive level is limited to the value M R, max .
Aufgrund der unteren Reglergrenze RegGu = 0 im Fall einer eingelegten D-Fahrstufe bzw. der oberen Reglergrenze RegGo = 0 im Fall einer eingelegten R-Fahrstufe werden nur Werte für der Drehmomentvorgabe MR' am Ausgang des Reglers genutzt, die in Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe wirken, d. h. positive Drehmomentwerte bei eingelegter D-Fahrstufe bzw. negative Drehmomentwerte bei eingelegter R-Fahrstufe. Entgegen der Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe wirkende Werte der Drehmomentvorgabe MR' (d. h. negative Drehmomentwerte MR' bei eingelegter D-Fahrstufe bzw. positive Drehmomentwerte MR' bei eingelegter R-Fahrstufe) werden durch den Begrenzer LIM ausgenommen und nicht zum Regeln der Drehzahl nist genutzt. Due to the lower governor limit RegG u = 0 in the case of an engaged D-speed step or the upper governor limit RegG o = 0 in the case of an engaged R-speed only values for the torque input M R 'are used at the output of the controller, in the direction of travel engaged gear stage, ie positive torque values with engaged D-speed step or negative torque values with engaged R-speed step. Values of the torque input M R '(ie negative torque values M R ' when the D drive speed is engaged or positive torque values M R 'when the R drive speed is engaged) are excluded by the limiter LIM and not for controlling the speed n is used.
Aufgrund der unteren Reglergrenze RegGu = 0 im Fall einer eingelegten D-Fahrstufe bzw. der oberen Reglergrenze RegGo = 0 im Fall einer eingelegten R-Fahrstufe beeinflusst der Regler R die Drehzahl nist nicht, wenn die Drehzahl nist in Fahrtrichtung der eingelegte Fahrstufe wirkt (d. h. im Fall der D-Fahrstufe beim Rückwärtsrollen und damit bei einer positiven Drehzahl nist = Δn; im Fall der R-Fahrstufe beim Vorwärtsrollen und damit negativer Drehzahl nist = Δn). Bei derartigen Drehzahlen nist ist die Drehmomentvorgabe MR = 0 (siehe die Diagramme b) und c) in
Da bei eingelegter D-Fahrstufe als auch bei eingelegter R-Fahrstufe der Betrag der Drehmomentvorgabe MR in Richtung der Fahrstufe auf den Wert MR,max begrenzt ist, ist das über den Regler R stellbare Haltemoment begrenzt. Der maximale Betrag des Haltemoments des Reglers R kann beispielsweise bei MR,max = 70 Nm liegen (bezogen auf den Rotor der elektrischen Maschine). Falls dieser Maximalbetrag zum Halten des Fahrzeugs gegen die Hangantriebskraft nicht ausreicht, kommt es zu einem Rückrollen in der D-Fahrstufe mit einer eingestellten Drehmomentvorgabe MR = MR,max des Reglers bzw. zu einem Vorwärtsrollen in der R-Fahrstufe mit einer eingestellten Drehmomentvorgabe MR = –MR,max des Reglers. Bei einem angenommen Fahrzeuggewicht entspricht der maximale Betrag des Haltemoments einer maximalen Steigung, bis zu der das Fahrzeug ohne Rollen auf der Steigung gehalten werden kann, beispielsweise ungefähr 8%.Since the amount of the torque input M R in the direction of the gear is limited to the value M R, max when the D drive speed is engaged as well as when the R drive speed is engaged, the holding torque which can be set via the control R is limited. The maximum amount of the holding torque of the regulator R can be, for example, at M R, max = 70 Nm (based on the rotor of the electric machine). If this maximum amount for holding the vehicle against the slope driving force is insufficient, there will be a rollback in the D-drive stage with a set torque setting M R = M R, max of the controller or to a forward rolling in the R-drive stage with a set torque command M R = -M R, max of the controller. Assuming a vehicle weight, the maximum amount of holding torque corresponds to a maximum slope up to which the vehicle can be held on the slope without rollers, for example, about 8%.
Es kommt also oberhalb dieser maximalen Steigung zu einem kontrollierten Rückwärtsrollen bei einer D-Fahrstufe bzw. zu einem kontrollierten Vorwärtsrollen bei der R-Fahrstufe.It comes so above this maximum slope to a controlled backward rolling in a D-drive or to a controlled forward rolling in the R-drive.
Der Regelkreis umfasst vorzugsweise ferner eine Vorsteuerung VS, die eine vorgesteuerte Drehmomentenvorgabe MVS' in Abhängigkeit einer auf die Fahrrichtung der eingelegten Fahrstufe bezogenen Fahrzeuggeschwindigkeit v' bestimmt. Alternativ könnte die Drehmomentvorgabe MVS' auch in Abhängigkeit der Drehzahl nist der elektrischen Maschine bestimmt werden. Die Geschwindigkeit v' weist in Fahrtrichtung der einlegten Fahrstufe ein positives Vorzeichen auf und entgegen der Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe ein negatives Vorzeichen auf. Die auf die Fahrrichtung der eingelegten Fahrstufe bezogene Fahrzeuggeschwindigkeit v' wird aus der absoluten Fahrzeuggeschwindigkeit v und der eingelegten Fahrstufe FS bestimmt, indem die absolute Fahrzeuggeschwindigkeit v im Fall der R-Fahrstufe invertiert wird und im Fall der D-Fahrstufe nicht invertiert wird (s. den Inverterblock INV1 in
Die Vorsteuerung VS umfasst einen in
Die Drehmomentvorgabe MR des Reglers und die vorgesteuerte Drehmomentvorgabe MVS werden addiert und die resultierende Drehmomentvorgabe MG = MVS + MR von einer Antriebssteuerung AS (umfassend die Leistungselektronik) entgegengenommen, die die elektrische Antriebsmaschine EM so ansteuert, dass die Drehmomentvorgabe MG von der elektrischen Antriebsmaschine EM umgesetzt wird. Mit einer Messeinrichtung ME wird die Ist-Drehzahl nist der elektrischen Maschine ermittelt.The torque input M R of the controller and the pilot-controlled torque input M VS are added and the resulting torque command M G = M VS + M R received from a drive controller AS (including the power electronics), which controls the electric drive machine EM so that the torque input M G is implemented by the electric drive machine EM. With a measuring device ME, the actual speed n is the electric machine determined.
Der Betrag der Drehmomentvorgabe MR des Reglers R wird vorzugsweise bei der Fahrpedalinterpretation der Vorsteuerung VS berücksichtigt, wie dies in
Bei Halten des Kraftfahrzeugs durch die Drehmomentvorgabe MR des Reglers wird bei Betätigung des Fahrpedals nicht in jedem Fall in Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe beschleunigt, sondern es wird erst dann in Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe beschleunigt, wenn der Betrag der Drehmomentvorgabe bei der Fahrpedalinterpretation größer als der Betrag der Drehmomentvorgabe MR des Reglers wird, wobei hierbei der gleiche Bezugspunkt für die Drehmomentvorgabe aus der Fahrpedalinterpretation und die Drehmomentvorgabe MR des Reglers angenommen wird (beispielsweise für beide Drehmomentvorgaben als Bezugpunkt der Rotor oder die Antriebsachse). Dies bedeutet, dass bei Betätigung des Fahrpedals zunächst einmal der Betrag des über den Regler R ohnehin gestellten Haltemoment MR erreicht werden muss und erst dann, wenn der Betrag der Drehmomentvorgabe aus der Fahrpedalinterpretation den Betrag des über den Regler gesteuerten Haltemoments MR überschreitet, mehr Moment an der elektrischen Maschine EM gestellt wird, als gerade zum Halten gebraucht wird, und das Fahrzeug in Fahrtrichtung der eingelegten Fahrstufe beschleunigt und sich dabei bewegt.When the motor vehicle is held by the torque input M R of the controller, the accelerator pedal is not always accelerated in the direction of travel of the engaged gear, but it is only accelerated in the direction of travel of the engaged gear when the magnitude of the torque input in the accelerator pedal interpretation is greater than that The amount of the torque input M R of the controller is, in which case the same reference point for the torque input from the accelerator pedal interpretation and the torque input M R of the controller is assumed (for example, for both torque specifications as a reference point of the rotor or the drive axle). This means that operation of the accelerator pedal, the amount of holding torque M R already made by the regulator R must be achieved first of all and only then if the amount of torque command from the accelerator pedal interpretation exceeds the amount of the controlled via the regulator holding torque M R more Moment is placed on the electric machine EM, as is needed just to hold, and accelerates the vehicle in the direction of travel of the engaged gear and moves it.
Um dieses Verhalten zu implementieren, wird die über den Regler R bestimmte Drehmomentvorgabe MR bezugspunktrichtig von einer bei der Fahrpedalinterpretation bestimmten Drehmomentvorgabe subtrahiert. Dies ist beispielhaft in
Das Fahrerwunschmoment MFW ist ein Radmoment, wohingegen die Drehmomentvorgabe MR des Reglers R ein auf die Rotorachse bezogenes Moment darstellt. Um die Drehmomentvorgabe des Reglers R von dem aus der Fahrpedalinterpretation resultierenden Fahrerwunschmoment MFW bezugspunktrichtig zu subtrahieren, wird die die Drehmomentvorgabe MR des Reglers R in ein Radmoment umgerechnet. Hierzu wird die Drehmomentvorgabe MR des Reglers mit einer Übersetzung i multipliziert. Ferner wird über den Inverterblock INV3 bei eingelegter R-Fahrstufe das resultierende Moment invertiert (da das Haltmoment in diesem Fall negativ ist), bei eingelegter D-Fahrstufe wird das Moment nicht invertiert.The driver command torque M FW is a wheel torque, whereas the torque input M R of the controller R represents a torque related to the rotor axis. In order to subtract the torque input of the controller R from the driver request torque M FW resulting from the accelerator pedal interpretation, the torque input M R of the controller R is converted into a wheel torque. For this purpose, the torque input M R of the controller is multiplied by a ratio i. Furthermore, via the inverter block INV3, when the R drive speed is engaged, the resulting torque is inverted (since the holding torque is negative in this case), the torque is not inverted when the D drive speed is engaged.
Nachdem die Drehmomentvorgabe MR des Reglers R in ein Radmoment MR,V umgerechnet wurde und bei eingelegter R-Fahrstufe invertiert wurde, wird die resultierende Drehmomentvorgabe MR,V des Reglers R von dem im Rahmen der Fahrpedalinterpretation ermittelten Fahrerwunschmoment MFW subtrahiert, wobei eine modifiziertes Fahrerwunschmoment MFW' erhalten wird. Sofern das Fahrerwunschmoment MFW größer als die resultierende Drehmomentvorgabe MR,V des Reglers R ist, ist das modifizierte Fahrerwunschmoment MFW' positiv. Sofern das Fahrerwunschmoment MFW kleiner als die resultierende Drehmomentvorgabe MR,V des Reglers R ist, ist das modifizierte Fahrerwunschmoment MFW' negativ. Das resultierende modifizierte Fahrerwunschmoment MFW' wird auf einen Begrenzer LIM0 mit einer unteren Grenze von 0 Nm gegeben, der ein resultierendes modifiziertes Fahrerwunschmoment MFW' größer gleich 0 Nm (unverändert) weiterleitet und ein resultierendes modifiziertes Fahrerwunschmoment MFW' kleiner 0 Nm auf ein Fahrerwunschmoment von 0 Nm nach unten begrenzt. Dies bedeutet, dass nur für den Fall MFW > MR,V am Ausgang des Begrenzers LIM0 eine Fahrerwunschmoment größer null vorliegt. Ferner ist eine optionale Momentenstruktur MS vorgesehen, mittels der die Drehmomentvorgabe an verschiedene Momentenanforderungen des Fahrzeugs angepasst wird. Anschließend wird die resultierende Drehmomentvorgabe in eine auf den Rotor bezogene Drehmomentvorgabe MVS' umgerechnet.After the torque input M R of the controller R has been converted into a wheel torque M R, V and was inverted with engaged R-speed, the resulting torque command M R, V of the controller R is subtracted from the determined in the accelerator interpretation driver input torque M FW , where a modified driver request torque M FW 'is obtained. If the driver's desired torque M FW is greater than the resulting torque input M R, V of the controller R, the modified driver's desired torque M FW 'is positive. If the driver's desired torque M FW is smaller than the resulting torque input M R, V of the controller R, the modified driver's desired torque M FW 'is negative. The resulting modified driver desired torque M FW 'is given to a limiter LIM0 with a lower limit of 0 Nm, which forwards a resulting modified driver desired torque M FW ' greater than or equal to 0 Nm (unchanged) and a resulting modified driver desired torque M FW 'less than 0 Nm Driver torque limited from 0 Nm down. This means that only for the case M FW > M R, V at the output of the limiter LIM0 a driver's desired torque is greater than zero. Furthermore, an optional torque structure MS is provided by means of which the torque specification is adapted to different torque requirements of the vehicle. Subsequently, the resulting torque specification is converted into a torque command M VS 'related to the rotor.
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Beim Anhalten mit eingelegter D-Fahrstufe in Teildiagramm a) wird bei Loslassen des Fahrpedals die Drehmomentvorgabe MG reduziert, so dass sich eine negative Drehmomentvorgabe MG ergibt und das Fahrzeug bremst und damit die Geschwindigkeit v reduziert. Kurz vor Erreichen der Geschwindigkeit v = 0 wird die negative Drehmomentvorgabe MG auf 0 Nm erhöht. Außerdem wird bei Erreichen oder Unterschreiten einer Grenzgeschwindigkeit (beispielsweise 2 km/h) die Rollvermeidung über den Regler R aktiviert, indem die obere Reglergrenze RegG0 von RegG0 gleich 0 auf einen positiven Wert ungleich 0 gesetzt wird, beispielsweise auf 70 Nm. Die untere Reglergrenze RegGu wird auf 0 belassen. Da die untere Reglergrenze RegGu bei 0 liegt, kann trotz Drehzahlabweichung Δn > 0 über den Regler R keine negative Drehmomentvorgabe MR eingeprägt werden, die das Fahrzeug abbremsen würde. Wenn das Fahrzeug auf der Fahrbahn mit positiver Steigung zum Halten mit v = 0 kommt, endet die eingezeichnete Anhaltephase. Wenn das Fahrzeug dann entgegen der eingelegten D-Fahrstufe rückwärts rollt und die Fahrzeuggeschwindigkeit v negativ wird, beginnt die eingezeichnete Haltephase. Die negative Fahrzeuggeschwindigkeit v bewirkt eine negative Drehzahl nist und damit eine Drehzahlabweichung Δn < 0, wodurch sich über die Vorsteuerung ein positives Vorsteuermoment MVS und über die Regelung eine positive Drehmomentvorgabe MR des Reglers ergeben. Die (negative) Fahrzeuggeschwindigkeit v nimmt durch die resultierende positive Drehmomentvorgabe MG wieder zu, wobei bei Zunahme der Fahrgeschwindigkeit v das positive Vorsteuermoment MVS abnimmt und die Drehmomentvorgabe MR des Reglers R zunimmt. Wenn die Fahrgeschwindigkeit sich auf v = 0 km/h eingeregelt hat, ist das Vorsteuermoment MVS auf 0 gesunken, wobei die Drehmomentvorgabe MG im Wesentlichen vollständig über den Regler R erzeugt wird, d. h. MG = MR. Die Drehmomentvorgabe MG = MR kompensiert die Hangabtriebskraft. Sofern die Steigung eine Drehmomentvorgabe MR größer der oberen Reglergrenze RegGo bedarf, kann das Fahrzeug nicht gehalten werden und rollt rückwärts, da die Drehmomentvorgabe MR des Reglers R nach oben auf die obere Reglergrenze RegGo begrenzt ist. Bei Rückwärtsrollen des Fahrzeugs nimmt mit Zunahme der Geschwindigkeit v entgegen der gewünschten Fahrtrichtung der Betrag des Vorsteuermoments MVS zu (s. Kennlinie des Vorsteuermoments MVS'), wodurch der Betrag der dann bremsenden Drehmomentvorgabe MG zunimmt. Hierdurch wird ein bremsendes Rekuperationsmoment an der elektrischen Maschine EM aufgebaut.When stopping with the D-drive stage in sub-diagram a), when the accelerator pedal is released, the torque input M G is reduced, resulting in a negative torque input M G and the vehicle brakes, thus reducing the speed v. Shortly before reaching the speed v = 0, the negative torque input M G is increased to 0 Nm. In addition, when reaching or falling below a limit speed (for example, 2 km / h) the roll avoidance via the regulator R is activated by the upper regulator limit RegG 0 of RegG 0 is set equal to 0 to a positive value not equal to 0, for example to 70 Nm. The lower controller limit RegG u is left at 0. Since the lower controller limit RegG u is 0, despite the speed deviation Δn> 0 via the controller R no negative torque command M R can be impressed, which would slow down the vehicle. If the vehicle comes on the road with positive slope to hold with v = 0, the drawn stop stops. If the vehicle then rolls backwards against the D shift speed engaged and the vehicle speed v becomes negative, the drawn-in holding phase begins. The negative vehicle speed v causes a negative rotational speed n and a speed deviation .DELTA.n <0, which arise over the feedforward control, a positive pre-torque M VS and the control, a positive torque command M R of the controller. The (negative) vehicle speed v increases again due to the resulting positive torque input M G , and as the vehicle speed v increases, the positive pilot torque M VS decreases and the torque specification M R of the controller R increases. If the driving speed has been adjusted to v = 0 km / h, the pre-control torque M VS has dropped to 0, wherein the torque command M G is generated substantially completely via the controller R, ie M G = M R. The torque input M G = M R compensates the downgrade force. If the slope requires a torque input M R greater than the upper controller limit RegG o , the vehicle can not be held and rolls backwards, since the torque input M R of the controller R is limited to the upper controller limit RegG o . During backward rolling of the vehicle increases with increase in the speed v counter to the desired direction of travel amount of the pilot torque to M VS (s. Characteristic of the pilot torque M VS '), whereby the amount of braking torque command then M G increases. As a result, a braking recuperation torque is built up on the electric machine EM.
Die Funktion zur Rollverhinderung über den Regler R wird deaktiviert (beispielsweise, indem die obere Reglergrenze RegG0 auf null gesetzt wird), wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt und ein dem Haltemoment der E-Maschine entsprechenden Bremsdruck baut.The roll-preventing function via the regulator R is deactivated (for example, by setting the upper regulator limit RegG 0 to zero) when the driver actuates the brake pedal and builds a brake pressure corresponding to the holding torque of the electric motor.
Nach Losfahren des Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) in Vorwärtsrichtung wird die Drehmomentvorgabe MR des Reglers R auf null gesetzt, indem die obere Reglergrenze RegGo auf null gesetzt wird. Damit wird die Funktion der Rückrollverhinderung quasi deaktiviert. Außerdem wird hierdurch der bei der Fahrpedalinterpretation berücksichtigte Regleranteil MR,V auf 0 gesetzt, so dass der Fahrerwunsch MFW nicht mehr durch den Regleranteil MR,V reduziert wird.After starting the motor vehicle (not shown) in the forward direction, the torque setting M R of the regulator R is set to zero by the upper regulator limit RegG o is set to zero. This effectively deactivates the function of rollback prevention. In addition, the governor component M R, V considered in the accelerator pedal interpretation is thereby set to 0, so that the driver's request M FW is no longer reduced by the controller component M R, V.
In Teildiagramm c) ist die Situation beim Anhalten mit eingelegter R-Fahrstufe dargestellt. Da das Fahrzeug beim Anhalten rückwärts bergauf fährt, ist die Drehmomentvorgabe MG zunächst negativ. Zum Abbremsen wird eine positive Drehmomentvorgabe MG eingestellt, so dass sich die Geschwindigkeit v in Richtung 0 erhöht. Kurz vor Erreichen der Geschwindigkeit v = 0 wird die positive Drehmomentvorgabe MG auf 0 Nm reduziert. Außerdem wird bei Erreichen oder Unterschreiten einer Grenzgeschwindigkeit (beispielsweise –2 km/h) die Rollvermeidung über den Regler R aktiviert, indem die untere Reglergrenze RegGu von RegGu gleich 0 auf einen negativen Wert ungleich 0 gesetzt wird, beispielsweise auf –70 Nm. Die obere Reglergrenze RegGo wird auf 0 belassen. Wenn das Fahrzeug dann entgegen der eingelegten R-Fahrstufe vorwärts rollt und die Fahrzeuggeschwindigkeit v positiv wird, ergibt sich eine positive Drehzahl nist und damit eine Drehzahlabweichung Δn > 0, wodurch sich über die Vorsteuerung eine negative Momentvorgabe MVS und über die Regelung eine negative Drehmomentvorgabe MR des Reglers ergeben. Die Fahrzeuggeschwindigkeit v nimmt durch die resultierende negative Drehmomentvorgabe MG wieder ab, wobei bei Abnahme der Fahrgeschwindigkeit v der Betrag des negativen Vorsteuermoments MVS abnimmt und der Betrag der negativen Drehmomentvorgabe MR des Reglers R zunimmt. Wenn die Fahrgeschwindigkeit sich auf v = 0 km/h eingeregelt hat, liegt das Vorsteuermoment MVS bei null, wobei die Drehmomentvorgabe MG komplett über den Regler R erzeugt wird, d. h. MG = MR.Partial diagram c) shows the situation when stopping with engaged R-drive. Since the vehicle is backing uphill when stopped, the torque default M G is initially negative. For deceleration, a positive torque command M G is set, so that the speed v increases in the
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Ferner empfängt die Motorsteuerung eDME das verfügbare Moment Mv der elektrischen Maschine EM, d. h. ein potentiell steilbares Moment Mv der elektrischen Maschine EM, welches die Leistungsfähigkeit des elektrischen Antriebssystems beschreibt. Vorzugsweise wird dabei sowohl ein positiver Wert für das verfügbare Moment Mv empfangen, der ein potentiell stellbares Drehmoment in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs angibt, als auch ein negativer Wert für das verfügbare Moment MV empfangen, der ein potentiell stellbares Drehmoment in Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs angibt. Bei einer gewissen Degradation der Leistungsfähigkeit, d. h. Degradation des verfügbaren Moments Mv, wird ein alternatives Haltesystem, insbesondere eine elektrische Parkbremse, eine Parksperre oder eine Betriebsbremse, ausgelöst. Die Haltefunktion wird dann vorzugsweise im Wesentlichen vollständig an das alternative Haltesystem übergeben. Das Auslösen des alternativen Haltesystems geschieht über das Digitalsignal RQ, welches über den Bus B an ein Steuergerät, hier das Bremssteuergerät DSC, gesandt wird und in diesem Fall umschaltet, so dass dem Steuergerät DSC signalisiert wird, ein alternative Haltesystem, beispielsweise eine elektrische Parkbremse ePB, einzuschalten. Es kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät DSC bei Erhalten des Digitalsignals RQ selbst entscheidet, ob eine elektrische Parkbremse oder eine mechanische Parksperre eingelegt werden soll.Furthermore, the engine controller eDME receives the available torque M v of the electric machine EM, ie a potentially steeper moment M v of the electric machine EM, which describes the performance of the electric drive system. Preferably, both a positive value for the available torque M v is received, which indicates a potentially adjustable torque in the forward direction of the vehicle, as well as a negative value for the available torque M V receive, indicating a potentially adjustable torque in the reverse direction of the vehicle. At a certain degradation in performance, ie degradation of the available torque M v , an alternative holding system, in particular an electric parking brake, a parking brake or a service brake, triggered. The holding function is then preferably substantially completely transferred to the alternative holding system. The triggering of the alternative holding system is done via the digital signal RQ, which is sent via the bus B to a control unit, here the brake control unit DSC, and switches in this case, so that the control unit DSC is signaled, an alternative holding system, such as an electric parking brake ePB to turn on. It can be provided that the control unit DSC itself decides upon receiving the digital signal RQ, whether an electric parking brake or a mechanical parking brake is to be inserted.
Es ist aber nicht notwendig zum Aktivieren des alternativen Haltesystems über das Bremssteuergerät DSC zu gehen; das Motorsteuergerät eDME kann beispielsweise über ein Getriebesteuergerät (nicht dargestellt) die mechanische Parksperre auslösen. Bei dem Digitalsignal kann es sich beispielsweise um ein Gangwahlsignal zum Einlegen der Getriebestellung P (P-Parken) handeln, welches an eine Getriebesteuerung gesandt wird; hierdurch wird dann die mechanische Parksperre eingelegt.However, it is not necessary to go to activate the alternative holding system via the brake control unit DSC; the engine control unit eDME can trigger the mechanical parking lock, for example via a transmission control unit (not shown). The digital signal may be, for example, a gear selection signal for engaging the gear position P (P-parking), which is sent to a transmission controller; As a result, the mechanical parking lock is engaged.
Bei einer speziellen Ausgestaltung, bei der als alternatives Haltesystem die Parksperre verwendet wird, wird zunächst über das Signal RQ dem Bremssteuergerät DSC mitgeteilt, dass das Fahrzeug (bald) nicht mehr über die elektrische Antriebsmaschine gehalten werden kann. Das Bremssteuergerät DSC liefert daraufhin ein Warnsignal an das Motorsteuergerät eDME zurück, dass die elektrische Parkbremse nicht aktiviert wird. Das Warnsignal wird dann vom Motorsteuergerät eDME an ein Getriebesteuergerät weitergeleitet, worauf hin die P-Getriebestufe eingelegt. und damit die Parksperre eingelegt wird. Wenn seitens des Motorsteuergeräts eDME festgestellt wird, dass das Fahrzeug über die Parksperre gehalten wird, wird die über die elektrische Antriebsmaschine realisiert Haltefunktion deaktiviert, beispielsweise indem bei eingelegter D-Fahrstufe die obere Reglergrenze RegGo oder bei eingelegter R-Fahrstufe die untere Reglergrenze RegGu auf null gesetzt werden.In a special embodiment, in which the parking brake is used as an alternative holding system, the brake control unit DSC is first informed via the signal RQ that the vehicle can no longer be held by the electric drive machine (soon). The brake control unit DSC then delivers a warning signal to the engine control unit eDME back that the electric Parking brake is not activated. The warning signal is then forwarded by the engine control unit eDME to a gearbox control unit, whereupon the P-gear stage is engaged. and thus the parking lock is engaged. If the engine control unit eDME determines that the vehicle is being held over the parking lock, the holding function realized via the electric drive machine is deactivated, for example by the upper governor limit RegG o when the D driving position is engaged or by the lower governor limit RegG u when the R driving step is engaged set to zero.
Die Überwachung des verfügbaren Moments Mv erfolgt in dem Funktionsblock MON des Motorsteuergeräts eDME.The monitoring of the available torque M v takes place in the function block MON of the engine control unit eDME.
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Bei der Verzweigung
Vorzugsweise wird vor der Aktivierung des alternativen Haltesystems (in
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Die vorstehend beschriebene Aktivierung des alternativen Haltesystems ist dadurch motiviert, dass Degradationen im elektrischen Antriebssystem aufgrund von Thermik und/oder Spannung auftreten können, so dass es möglich ist, dass das gewünschte Haltemoment über die Zeit nicht mehr zur Verfügung steht. In diesem Fall wird zu Sicherstellung der Haltefunktion für das Fahrzeug rechtzeitig ein alternatives Haltesystem aktiviert, insbesondere wird rechtzeitig an ein alternatives Haltesystem übergeben. Dies wird vorzugsweise durch eine Softwarefunktion in der Motorsteuerung eDME koordiniert, die beispielsweise auch den für das Anfahrenfahren notwendigen Momentvorhalt bei der Bestimmung des Übergabezeitpunkts berücksichtigt.The above-described activation of the alternative holding system is motivated by the fact that degradation in the electric drive system can occur due to thermal and / or stress, so that it is possible that the desired holding torque is no longer available over time. In this case, an alternative holding system is activated in good time to ensure the holding function for the vehicle, in particular, it is handed over in good time to an alternative holding system. This is preferably coordinated by a software function in the engine control system eDME, which also takes into account, for example, the torque inventory necessary for start-up driving in the determination of the transfer time.
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