DE102013219345A1 - Method for controlling a drive unit of a motor vehicle - Google Patents

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DE102013219345A1
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Wolfgang Mueller
Maike Salfeld
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem, einer Einrichtung zum Segeln und einer Einrichtung zur Rekuperation. Darin wird in Abhängigkeit von Größen, die durch das Fahrerassistenzsystem erfasst werden, und die das Fahrzeugumfeld charakterisieren und in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeugs, eine Abfolge der nachfolgenden Fahrzustände und/oder das zeitliche Verhältnis der Fahrzustände festgelegt: Segeln (22), Rekuperation (24), Bremsen und Schubabschaltung (23). Hiermit werden die Unsicherheiten einer herkömmlichen Geschwindigkeitsregelung, die auf Navigationsdaten beruht, beseitigt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs verringert werden.The invention relates to a method for controlling a drive unit of a motor vehicle with a driver assistance system, a device for sailing and a device for recuperation. Therein, depending on variables which are detected by the driver assistance system and which characterize the vehicle environment and depending on an operating state of the electrical system of the motor vehicle, a sequence of subsequent driving conditions and / or the temporal relationship of the driving conditions are defined: Sailing (22) , Recuperation (24), braking and overrun fuel cutoff (23). This eliminates the uncertainties of a conventional cruise control based on navigation data. By the method according to the invention, the fuel consumption of the motor vehicle can be reduced compared to conventional methods.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie einen Datenträger, der dieses Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein Steuergerät, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.The present invention relates to a method for controlling a drive unit of a motor vehicle with a driver assistance system. Moreover, the present invention relates to a computer program that performs all the steps of the method according to the invention when it runs on a computing device, as well as a data carrier that stores this computer program. Finally, the invention relates to a control device which is designed for carrying out the method according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Die Rückgewinnung von Bremsenergie (Rekuperation) und Segeln sind bereits heute in Serienfahrzeugen realisierte Maßnahmen zur Verminderung des Kraftstoffverbrauchs. Eine weitere Entwicklungsrichtung im Automobilbereich besteht in der Vernetzung des Fahrzeugs mit der Umwelt bzw. mit anderen Fahrzeugen. Dies führt zu Fahrerassistenzsystemen mit zunehmender Funktionstiefe.The recovery of braking energy (recuperation) and sailing are already implemented in production vehicles measures to reduce fuel consumption. Another area of development in the automotive sector is the networking of the vehicle with the environment or with other vehicles. This leads to driver assistance systems with increasing functional depth.

Die Weiterentwicklung des konventionellen Tempomats, der eine Fahrgeschwindigkeitsregelung darstellt, führt zu dem Fahrerassistenzsystem „Adaptive Cruise Controll“ (ACC). Die ACC überwacht mit Hilfe von Sensoren die Strecke vor einem Kraftfahrzeug und beeinflusst abhängig vom vorausfahrenden Kraftfahrzeug die Längsdynamik des Kraftfahrzeugs. Falls die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs größer als die des eigenen Kraftfahrzeugs ist, wird bis zu einer Sollgeschwindigkeit beschleunigt, andernfalls wird die Geschwindigkeit durch Verminderung der Motorleistung, Schubbetrieb oder durch einen Bremseingriff verringert. Hierbei wird insbesondere der geschwindigkeitsabhängige Mindestabstand zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug eingehalten. Eine weitere Entwicklung vernetzt ACC mit einer Stopp and Go Funktion für zähflüssigen Verkehr.The further development of conventional cruise control, which represents cruise control, leads to the Adaptive Cruise Control (ACC) driver assistance system. With the aid of sensors, the ACC monitors the distance ahead of a motor vehicle and influences the longitudinal dynamics of the motor vehicle as a function of the vehicle ahead. If the speed of the preceding vehicle is greater than that of one's own motor vehicle, it is accelerated up to a desired speed, otherwise the speed is reduced by reducing the engine power, coasting or by a braking intervention. In this case, in particular the speed-dependent minimum distance to the vehicle in front is maintained. Another development networked ACC with a stop and go function for viscous traffic.

Die Rückgewinnung von Bremsenergie erfolgt heute bereits in vielen Serienfahrzeugen. Während einer Bremsung wird Bremsenergie durch eine elektrische Maschine, beispielsweise eine Synchronmaschine bzw. Klauenpolmaschine, in elektrische Energie umgewandelt und in einer Batterie oder einem andern elektrischen Speicher gespeichert. Die Energie wird zur Versorgung der elektrischen Verbraucher verwendet und dadurch Kraftstoff eingespart. Ist die angeforderte Bremsleistung größer als die Leistungsfähigkeit des Rekuperationssystems, so wird zusätzlich das konventionelle hydraulische Bremssystem zur Bremsung eingesetzt. In diesem Fall kann nicht die gesamte mechanische Bremsenergie in elektrische Energie umgesetzt werden, andernfalls erfolgt die Bremsung nur mit Hilfe des Rekuperationsystems.The recovery of braking energy already takes place today in many production vehicles. During braking, braking energy is converted into electrical energy by an electric machine, such as a claw-pole machine, and stored in a battery or other electrical storage. The energy is used to supply the electrical consumers, thereby saving fuel. If the requested braking power is greater than the efficiency of the recuperation system, then the conventional hydraulic brake system is additionally used for braking. In this case, not all of the mechanical braking energy can be converted into electrical energy, otherwise the braking takes place only with the aid of the recuperation system.

Während des Segelbetriebs wird der Verbrennungsmotor vom restlichen Antriebsstrang abgekoppelt. Durch das Abkoppeln des Verbrennungsmotors wirkt während der Segelphase das Motorschleppmoment des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs nicht mehr auf den restlichen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs. Daher wird eine Ausrollphase des Fahrzeugs wesentlich verlängert. Beim Segeln kann der Verbrennungsmotor abgeschaltet oder im Leerlauf sein. Während des Schubbetriebs erfolgt keine Kraftstoffzufuhr in den Verbrennungsmotor. Im Gegensatz zum Segelbetrieb mit abgeschaltetem Verbrennungsmotor ist hier jedoch der Motor des Kraftfahrzeugs an den restlichen Triebstrang angekoppelt. Auf Grund des dann wirkenden Motorschleppmoments ist die Fahrzeugverzögerung größer als beim Segelbetrieb.During the sailing operation, the internal combustion engine is decoupled from the rest of the drive train. Due to the decoupling of the internal combustion engine, the engine drag torque of the internal combustion engine of the motor vehicle no longer acts on the remaining drive train of the motor vehicle during the sailing phase. Therefore, a coasting phase of the vehicle is significantly extended. When sailing, the engine may be off or idle. During overrun fuel is not supplied to the engine. In contrast to sailing operation with the internal combustion engine switched off, however, the engine of the motor vehicle is coupled to the rest of the drive train here. Due to the then acting engine drag torque, the vehicle deceleration is greater than in sailing operation.

Bekannt sind Ansätze, die mit Hilfe eines Navigationssystems durch Wahl eines geeigneten Routen- bzw. Soll-Geschwindigkeitsverlaufs versuchen, Kraftstoff zu sparen oder andere Zielgrößen zu optimieren. Eine Optimierung der Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs einschließlich der Vorgabe der Sollgeschwindigkeit durch Navigationsdaten ist allerdings mit Unsicherheiten behaftet. Approaches are known which attempt to save fuel or optimize other target variables with the aid of a navigation system by selecting a suitable route or desired speed profile. An optimization of the route of the motor vehicle including the specification of the desired speed by navigation data, however, is fraught with uncertainties.

In der DE 10 2010 042 297 A1 wird ein Verfahren dargestellt, mit dem ein Rekuperationssystem, zur Optimierung der Nutzung eines Energiespeichers, mit Hilfe von Navigationsdaten betrieben werden kann. Schwerpunkt der Offenlegungsschrift ist ein Verfahren, mit dem die Alterung der Batterie mit Hilfe einer geeigneten Betriebsstrategie vermindert werden kann.In the DE 10 2010 042 297 A1 a method is presented, with which a recuperation system, to optimize the use of an energy storage, can be operated using navigation data. The focus of the disclosure is a method by which the aging of the battery can be reduced by means of a suitable operating strategy.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem, einer Einrichtung zum Segeln und einer Einrichtung zur Rekuperation. Darin wird in Abhängigkeit von Größen, die durch das Fahrerassistenzsystem erfasst werden, und die das Fahrzeugumfeld charakterisieren und in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeugs, eine Abfolge der nachfolgenden Fahrzustände und/oder das zeitliche Verhältnis der Fahrzustände festgelegt: Segeln, Rekuperation, Bremsen und Schubabschaltung. Hiermit werden die Unsicherheiten einer herkömmlichen Geschwindigkeitsregelung, die auf Navigationsdaten beruht, beseitigt. Hierbei ist das Fahrerassistenzsystem ein System, das teilautonom oder autonom in den Antrieb oder die Steuerung des Kraftfahrzeugs eingreift und/oder den Fahrzeugführer vor Gefahren oder kritischen Situationen warnt. Ein herkömmliches Navigationssystem wird im Sinne der Erfindung nicht als Fahrerassistenzsystem verstanden. Durch dieses obengenannte Verfahren kann im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs verringert werden. The invention relates to a method for controlling a drive unit of a motor vehicle with a driver assistance system, a device for sailing and a device for recuperation. Therein, depending on variables which are detected by the driver assistance system and which characterize the vehicle environment and depending on an operating state of the electrical system of the motor vehicle, a sequence of the subsequent driving conditions and / or the temporal relationship of the driving conditions determined: sailing, recuperation, Brakes and overrun fuel cutoff. This eliminates the uncertainties of a conventional cruise control based on navigation data. Here, the driver assistance system is a system that partially autonomously or autonomously engages in the drive or the control of the motor vehicle and / or warns the driver of hazards or critical situations. A conventional navigation system is not understood within the meaning of the invention as a driver assistance system. By this method above can be compared to conventional methods of fuel consumption of the motor vehicle can be reduced.

Insbesondere ist das Fahrerassistenzsystem ein adaptives Geschwindigkeitsregelsystem („Adaptive Cruise Controll“, ACC). Hierbei wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug mittels eines Tempomats gesteuert. Das heißt, dass bei einer Geschwindigkeitsregelung die unmittelbare Umgebung des Kraftfahrzeugs mitberücksichtigt wird. In particular, the driver assistance system is an adaptive cruise control system (ACC). Here, the speed of the motor vehicle is controlled by taking into account the distance to the vehicle in front by means of a cruise control. This means that in a cruise control the immediate environment of the motor vehicle is taken into account.

Segeln und die Schubabschaltung werden bevorzugt priorisiert, wenn die Ladung eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs einen oberen Schwellenwert überschreitet, wohingegen die Rekuperation gegenüber Segeln und Schubabschaltung priorisiert wird, wenn die Ladung des elektrischen Energiespeichers einen unteren Schwellenwert unterschreitet. Dies hat den Vorteil, dass die unterschiedlichen Fahrzeugmodi, insbesondere die Rekuperation, optimal eingesetzt werden. Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor kann die Rekuperation wahlweise mit an- oder abgekoppeltem Verbrennungsmotor erfolgen.Sailing and fuel cutoff are preferably prioritized when the charge of an electrical energy store of the motor vehicle exceeds an upper threshold, whereas the recuperation against sailing and overrun fuel cutoff is prioritized when the charge of the electric energy store falls below a lower threshold. This has the advantage that the different vehicle modes, in particular the recuperation, are used optimally. In vehicles with internal combustion engine recuperation can be done either with or disconnected combustion engine.

Insbesondere erfolgt die Durchführung des Bremsens in Abhängigkeit von einer Größe, die die Leistungsfähigkeit der Einrichtung zur Rekuperation charakterisiert. Das Rekuperationssystem kann mit einer hohen oder einer niedrigen Bremsleistung betrieben werden und kann somit optimal an die vorhandenen Umstände angepasst werden.In particular, the performance of braking is dependent on a magnitude that characterizes the performance of the recuperation device. The recuperation system can be operated with a high or a low braking power and can thus be optimally adapted to the existing circumstances.

Insbesondere wird bei Annäherung des Kraftfahrzeugs an ein vorausfahrendes Fahrzeug mit geringerer Geschwindigkeit als das Kraftfahrzeug zuerst ein Segeln, bei weiterer Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug anschließend eine Schubabschaltung und bei noch weiterer Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug schließlich ein Bremsen und/oder eine Rekuperation eingeleitet. Hierbei wird während des Segelns kein Kraftstoff verbraucht, da der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist. Während der Schubabschaltung erfolgt keine Einspritzung und somit wird wieder Kraftstoff gespart. Schließlich kann bei der Rekuperation die Bewegungsenergie des Kraftfahrzeugs in einer Batterie gespeichert werden. Dadurch verbessert sich die Kraftstoffbilanz des Kraftfahrzeugs erneut. Die geschickte Kombination der obengenannten verschiedenen Fahrmodi führt zu einer weiteren Spritersparnis.In particular, when approaching the motor vehicle to a preceding vehicle at a lower speed than the motor vehicle, first a sailing, then, on further approaching the preceding vehicle, a fuel cut and, with still closer approach to the preceding vehicle, braking and / or recuperation. In this case, no fuel is consumed during sailing, since the internal combustion engine is switched off. During fuel cut, there is no injection and fuel is saved again. Finally, during recuperation, the kinetic energy of the motor vehicle can be stored in a battery. As a result, the fuel balance of the motor vehicle improves again. The clever combination of the above-mentioned different driving modes leads to a further fuel savings.

Insbesondere wird, wenn ein großer Teil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt werden soll, bei Annäherung des Kraftfahrzeugs an ein vorausfahrendes Fahrzeug mit geringerer Geschwindigkeit zuerst ein Bremsen mit Rekuperation, bei weiterer Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug anschließend ein Segeln und bei noch weiterer Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug schließlich eine Bremsung mit Rekuperation eingeleitet. Diese Alternative kann ebenfalls dann gewählt werden, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz der Fahrzeuge sehr hoch ist und zunächst eine Reduktion der Geschwindigkeitsdifferenz erfolgen soll. In jedem Fall hat diese Alternative den Vorteil, dass möglichst viel der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie der Batterie umgewandelt wird.In particular, when a large part of the kinetic energy of the motor vehicle is to be converted into electrical energy, when approaching the motor vehicle to a preceding vehicle at a lower speed first braking with recuperation, then further approaching the vehicle ahead sailing and at yet another Approaching the preceding vehicle finally initiated braking with recuperation. This alternative can also be selected if the speed difference of the vehicles is very high and initially a reduction of the speed difference should take place. In any case, this alternative has the advantage that as much of the kinetic energy of the motor vehicle is converted into electrical energy of the battery.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm ermöglicht es, das erfindungsgemäße Verfahren in einem vorhandenen Steuergerät zu implementieren, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen, Hierzu führt es alle Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens aus, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät abläuft. Der erfindungsgemäße Datenträger speichert das erfindungsgemäße Computerprogramm. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein Steuergerät wird das erfindungsgemäße Steuergerät erhalten, das dazu ausgebildet ist, eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu betreiben. Bevorzugt ist in dem Steuergerät das Fahrerassistenzsystem implementiert.The computer program according to the invention makes it possible to implement the method according to the invention in an existing control unit, without having to make any structural changes, for this it performs all the steps of a method according to the invention when it runs on a computing device or control unit. The data carrier according to the invention stores the computer program according to the invention. By applying the computer program according to the invention to a control unit, the control unit according to the invention is obtained, which is designed to operate a drive unit of a motor vehicle by means of the method according to the invention. The driver assistance system is preferably implemented in the control unit.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

1 zeigt ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm eines Kraftfahrzeugs in einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik. 1 shows a speed-time diagram of a motor vehicle in a method according to the prior art.

2 zeigt ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm eines Kraftfahrzeugs in einem Verfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. 2 shows a speed-time diagram of a motor vehicle in a method according to a first embodiment of the invention.

3 zeigt ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm eines Kraftfahrzeugs in einem Verfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. 3 shows a speed-time diagram of a motor vehicle in a method according to a second embodiment of the invention.

4 zeigt ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm eines Kraftfahrzeugs in einem Verfahren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. 4 shows a speed-time diagram of a motor vehicle in a method according to a third embodiment of the invention.

5 zeigt ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm eines Kraftfahrzeugs in einem Verfahren gemäß einem vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung. 5 shows a speed-time diagram of a motor vehicle in a method according to a fourth embodiment of the invention.

6 zeigt ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm eines Kraftfahrzeugs in einem Verfahren gemäß einem fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung. 6 shows a speed-time diagram of a motor vehicle in a method according to a fifth embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines konventionellen Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor beschrieben. Zusätzlich zur ACC-Funktion des elektrischen Bordnetzes ist das Fahrzeug mit Segelfunktion und Bremsenergierückgewinnung durch ein Rekuperationssystem ausgestattet.In the following, embodiments of the method according to the invention for controlling a conventional vehicle with an internal combustion engine will be described. In addition to the ACC function of the electrical system, the vehicle is equipped with a sailing function and braking energy recovery through a recuperation system.

1 stellt ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm eines Kraftfahrzeugs dar, dessen Antriebseinheit in herkömmlicher Weise gesteuert wird. Es wird vereinfacht die aus dem Stand der Technik bekannte Funktion des ACC des Kraftfahrzeugs, das mit einer Geschwindigkeit v1 fährt, bei Annäherung an ein Fahrzeug mit geringerer Geschwindigkeit v2 dargestellt. Zu dem mit dem Bezugszeichen 11 markierten Zeitpunkt erkennt das ACC das langsame vorausfahrende Fahrzeug. Erfolgt keine Reduzierung der Geschwindigkeit durch den Fahrer, so reduziert das ACC selbsttätig die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Reduzierung der Motorleistung oder Schubabschaltung 12 des Verbrennungsmotors. Erfolgt bei weiterer Annäherung keine Reaktion des Fahrers so leitet das ACC eine Bremsung 13 ein bis die Geschwindigkeit v2 des vorausfahrenden Fahrzeugs erreicht ist und ein geschwindigkeitsabängiger Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird. Während der Schubabschaltung 12 und der Bremsung 13 verzögert das ACC das Kraftfahrzeug. Hierbei wird der Zeitraum der Schubabschaltung 12 als Phase 1 und der Zeitraum der Bremsung 13 als Phase 2 bezeichnet. Der gesamte Verzögerungszeitraum wird mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet. 1 illustrates a speed-time diagram of a motor vehicle whose drive unit is controlled in a conventional manner. It is simplified the known from the prior art function of the ACC of the motor vehicle, which runs at a speed v 1 , shown approaching a vehicle at a lower speed v 2 . To the with the reference numeral 11 marked time, the ACC recognizes the slow vehicle ahead. If the driver does not reduce the speed, the ACC automatically reduces the vehicle speed by reducing engine power or fuel cut 12 of the internal combustion engine. If there is no reaction from the driver on further approach, the ACC initiates braking 13 until the speed v 2 of the preceding vehicle is reached and a speed-adjustable distance to the vehicle in front is maintained. During fuel cut 12 and the braking 13 the ACC delays the vehicle. This is the period of the fuel cut 12 as phase 1 and the period of braking 13 referred to as phase 2. The entire delay period is denoted by the reference numeral 14 designated.

2 stellt eine erste Betriebsstrategie eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung dar, die durch Vernetzung von ACC, Rekuperation und Segeln möglich wird. Dies erfolgt in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeugs. Sobald das ACC das vorausfahrende Fahrzeug mit der geringeren Geschwindigkeit v2 erkennt 21, leitet das ACC den Segelbetrieb 22 ein. Der Zeitraum des Segelns 22 wird als Phase 1 bezeichnet. Der Verbrennungsmotor ist jetzt vom Triebstrang entkoppelt und abgeschaltet. Die Fahrzeugverzögerung ist im Vergleich zur Schubabschaltungsphase 23 oder Bremsphase 24 gering. In Phase 1 dieses Ausführungsbeispiels wird kein Kraftstoff verbraucht, da der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist. Bei weiterer Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug wird in Phase 2 dieses Ausführungsbeispiels, welche der Schubabschaltungsphase 23 entspricht, der Verbrennungsmotor an den Triebstrang gekoppelt und die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Schubabschaltung verringert. Während der Schubabschaltung erfolgt keine Einspritzung. Daher wird auch in dieser Phase kein Kraftstoff verbraucht. In Phase 3, welche der Bremsphase mit Rekuperation 24 entspricht, wird eine Bremsung mit Rekuperation eingeleitet und die Fahrzeuggeschwindigkeit an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs angepasst. Wahlweise kann in der Phase 3 der Verbrennungsmotor wieder vom Triebstrang entkoppelt werden. In diesem Fall entfällt die Bremswirkung des Motorschleppmoments. Dies hat den Vorteil, dass eine höhere mechanische Rekuperationsleistung zur Verfügung steht. Durch Veränderung des zeitlichen Ablaufs von Phase 1, Phase 2 und Phase 3 erfolgt eine Anpassung an den Betriebszustand des elektrischen Bordnetzes und die unterschiedlichen Fahr- und Betriebszustände des Kraftfahrzeugs. 2 illustrates a first operating strategy of a first embodiment of the invention, which is made possible by networking of ACC, recuperation and sailing. This is done in dependence on an operating state of the electrical system of the motor vehicle. As soon as the ACC detects the preceding vehicle with the lower speed v 2 21 , the ACC manages the sailing operation 22 one. The period of sailing 22 is referred to as Phase 1. The combustion engine is now decoupled from the driveline and switched off. The vehicle deceleration is compared to the fuel cut-off phase 23 or braking phase 24 low. In phase 1 of this embodiment, no fuel is consumed because the engine is shut down. Upon further approach to the preceding vehicle is in phase 2 of this embodiment, which of the fuel cut-off phase 23 corresponds, the engine coupled to the driveline and the vehicle speed reduced by fuel cut. During fuel cut, no injection occurs. Therefore, even in this phase no fuel is consumed. In phase 3, which is the braking phase with recuperation 24 a braking with recuperation is initiated and the vehicle speed is adapted to the speed of the vehicle ahead. Alternatively, in phase 3, the engine can be decoupled from the driveline again. In this case, the braking effect of the engine drag torque is eliminated. This has the advantage that a higher mechanical recuperation power is available. By changing the timing of phase 1, phase 2 and phase 3, an adaptation to the operating state of the electrical system and the different driving and operating states of the motor vehicle.

3 stellt beispielhaft die Betriebsstrategie eines weiteren Ausführungsbeispiels bei Priorisierung der Batterieaufladung dar. Ist der Ladezustand des elektrischen Speichers nahe an einer vorgegebenen unteren Grenze wird die Rekuperation von Bremsenergie priorisiert. Dazu wird die Bremsphase mit Rekuperation 31 verlängert. Durch diese Maßnahme wird weitgehend verhindert, dass der elektrische Speicher außerhalb von Bremsphasen mit Hilfe des Verbrennungsmotors aufgeladen werden muss. Durch diese Strategie wird daher der anteilige Kraftstoffverbrauch der elektrischen Energieversorgung reduziert. Wie in 3 dargestellt, kann wahlweise die Schubabschaltungsphase entfallen und die Segelphase 32 kann sehr kurz ausfallen. Dadurch wird die für Rekuperation verfügbare Bremsenergie weiter erhöht. Alternativ kann zusätzlich auch die Segelphase 32 entfallen. Dadurch steht die maximale Rekuperationsenergie zur Verfügung. 3 exemplifies the operating strategy of a further embodiment prioritization of the battery charging. If the state of charge of the electrical storage is close to a predetermined lower limit, the recuperation of braking energy is prioritized. This is the braking phase with recuperation 31 extended. By this measure, it is largely prevented that the electrical storage must be charged outside of braking phases with the help of the engine. This strategy therefore reduces the proportional fuel consumption of the electrical energy supply. As in 3 shown, can optionally account for the fuel cut-off phase and the sailing phase 32 can be very short. This further increases the braking energy available for recuperation. Alternatively, in addition, the sailing phase 32 omitted. As a result, the maximum recuperation energy is available.

4 stellt beispielhaft die Betriebsstrategie eines weiteren Ausführungsbeispiels bei vollgeladenem elektrischen Speicher dar. Nähert sich der Ladezustand des elektrischen Speichers einer vorgegebenen oberen Grenze, so kann nur noch wenig Rekuperationsenergie gespeichert werden. In diesem Betriebszustand wird der Segelbetrieb 41 oder der Schubbetrieb 42 priorisiert. Die Bremsung mit Rekuperation 43 erfolgt nur noch in einem sehr kleinen Zeitraum am Ende der Verzögerungsphase des Kraftfahrzeugs. 4 exemplifies the operating strategy of a further embodiment of fully loaded electrical storage. When the state of charge of the electrical accumulator approaches a predetermined upper limit, only a small amount of recuperation energy can be stored. In this operating condition, the sailing operation 41 or the push operation 42 prioritized. The braking with recuperation 43 takes place only in a very small period of time at the end of the deceleration phase of the motor vehicle.

5 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar und zeigt, wie die Bremsleistung an die Leistungsfähigkeit des Rekuperationsystems angepasst werden kann. Abhängig von der Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine und des höchsten zulässigen Ladestroms des elektrischen Speichers ist die maximal mögliche Rekuperationsleistung begrenzt. Bei Bremsleistungen, die höher als die maximale mögliche Rekuperationsleistung sind, kann daher nur ein Teil der mechanischen Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt werden. Vor Nutzung des Rekuperationssystems kann nach Erkennung 51 des langsamen vorausfahrenden Fahrzeugs durch das ACC eine Segelphase 52 erfolgen. Erst danach findet die Rekuperation statt, die entweder mit niedriger Bremsleistung 53 oder mit hoher Bremsleistung 54 je nach der Leistungsfähigkeit des Rekuperationssystems erfolgen kann. Durch die erfindungsgemäße Vernetzung von ACC, Segeln, Schubabschaltung und Rekuperation kann die Bremsleistung so angepasst werden, dass das Rekuperationssystem des Kraftfahrzeugs die verfügbare Bremsenergie bestmöglich nutzt. Dazu wird die Verzögerung des Kraftfahrzeugs betriebspunktabhängig so adaptiert, dass das Rekuperationssystem die gesamte Bremsleistung in elektrische Energie umwandeln kann. 5 represents a further embodiment and shows how the braking power can be adapted to the performance of the recuperation system. Depending on the efficiency of the electrical machine and the highest permissible charging current of the electrical storage, the maximum possible recuperation power is limited. For braking power, which are higher than the maximum possible Rekuperationsleistung, therefore, only a part of the mechanical braking energy is converted into electrical energy. Before using the recuperation system can after detection 51 of the slow vehicle ahead by the ACC a sailing phase 52 respectively. Only then does the recuperation take place, either with low braking power 53 or with high braking power 54 can be done depending on the performance of the recuperation system. The inventive networking of ACC, sailing, overrun fuel cutoff and recuperation, the braking power can be adjusted so that the recuperation of the motor vehicle uses the available braking energy in the best possible way. For this purpose, the deceleration of the motor vehicle is dependent on the operating point so adapted that the recuperation system can convert the entire braking power into electrical energy.

6 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel, das einer Betriebsstrategie mit einer Bremsung mit Rekuperation 61, die in diesem Ausführungsbeispiel Phase 1 darstellt, am Beginn der Verzögerungsphase entspricht. Danach kann eine Segelphase 62 und schließlich eine Abbremsphase 63 mit Rekuperation erfolgen. Diese Betriebstrategie wird beispielweise dann gewählt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v1 nicht hoch ist und dennoch ein großer Anteil der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt werden soll. Alternativ kann sie auch dann gewählt werden, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz der Fahrzeuge sehr hoch ist und daher zunächst eine Reduktion der Geschwindigkeitsdifferenz erfolgen soll. 6 Finally, shows a further embodiment, the operating strategy with a braking with recuperation 61 , which in this embodiment represents phase 1, corresponds to the beginning of the delay phase. After that, a sailing phase 62 and finally a braking phase 63 done with recuperation. This operating strategy is chosen, for example, when the vehicle speed v 1 is not high and yet a large proportion of the kinetic energy of the vehicle is to be converted into electrical energy. Alternatively, it can also be selected if the speed difference of the vehicles is very high and therefore a reduction of the speed difference should initially take place.

Abhängig vom Geschwindigkeitsverlauf des vorausfahrenden Fahrzeugs sowie dem Betriebszustand von Kraftfahrzeug und elektrischem Bordnetz können die dargestellten Betriebsstrategien der oben genannten verschiedenen Ausführungsbeispiele kombiniert werden.Depending on the speed profile of the preceding vehicle and the operating state of the motor vehicle and the electrical system, the illustrated operating strategies of the various embodiments mentioned above can be combined.

Für die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wurde zunächst angenommen, dass es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein konventionelles Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor als alleinigem Antrieb handelt. Allerdings sind obige Ausführungsbeispiele nicht hierauf eingeschränkt: anstatt eines konventionellen Kraftfahrzeugs kann für obige Ausführungsbeispiele auch ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug verwendet werden. Bei einem Elektrofahrzeug ist kein Verbrennungsmotor vorhanden, daher entfällt die Schubabschaltungsphase in den obigen Ausführungsbeispielen. An Stelle des Kraftstoffverbrauchs ist hier die benötigte Elektrische Energie die zu optimierende Größe. Die angezeigten Betriebstrategien der obigen Ausführungsbeispiele sind daher auch bei einem Elektrofahrzeug sinngemäß anwendbar.For the embodiments described above, it was first assumed that the motor vehicle is a conventional motor vehicle with an internal combustion engine as the sole drive. However, the above embodiments are not limited thereto: instead of a conventional motor vehicle, a hybrid vehicle or an electric vehicle may also be used for the above embodiments. In an electric vehicle, no internal combustion engine is present, therefore eliminating the fuel cut-off phase in the above embodiments. Instead of fuel consumption here is the required electrical energy to be optimized size. The indicated operating strategies of the above embodiments are therefore applicable mutatis mutandis to an electric vehicle.

Besitzt das Kraftfahrzeug keine Segelfunktion so sind die Betriebsstrategien der obigen Ausführungsbeispiele sinngemäß anzuwenden. Bei fehlender Segelfunktion entfallen die Segelphasen bei den Betriebsstrategien der obigen Ausführungsbeispiele und können beispielsweise durch Schubabschaltungsphasen ersetzt werden.If the motor vehicle does not have a sailing function, then the operating strategies of the above exemplary embodiments are to be applied mutatis mutandis. In the absence of sail function accounts for the sailing phases in the operating strategies of the above embodiments and can be replaced, for example by fuel cut-off phases.

Die Erfindung kann auch für eine Abbremsung des Fahrzeugs bis zum Stand genutzt werden, beispielsweise wenn das vorausfahrende Fahrzeug vor einer Ampel anhält.The invention can also be used for a deceleration of the vehicle to the stand, for example, when the vehicle in front stops in front of a traffic light.

Die Steuerung der Funktionen Segeln, Rekuperation, Bremsen und Schubabschaltung kann durch das Steuergerät erfolgen, in dem die ACC-Funktionen implementiert sind. Alternativ kann die Steuerung auch in einem anderen Steuergerät implementiert sein.The control of the functions sailing, recuperation, braking and overrun fuel cut can be done by the control unit, in which the ACC functions are implemented. Alternatively, the controller may be implemented in another controller.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010042297 A1 [0007] DE 102010042297 A1 [0007]

Claims (9)

Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem, einer Einrichtung zum Segeln und einer Einrichtung zur Rekuperation, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von das Fahrzeugumfeld charakterisierenden Größen, die durch das Fahrerassistenzsystem erfasst werden, und in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeugs eine Abfolge der nachfolgenden Fahrzustände und/oder das zeitliche Verhältnis der Fahrzustände festgelegt wird: Segeln (22, 32, 41, 52, 62), Rekuperation (24, 31, 43, 53, 54, 61, 63), Bremsen (13), Schubabschaltung (12, 23, 42).A method for controlling a drive unit of a motor vehicle with a driver assistance system, a device for sailing and a device for recuperation, characterized in that depending on the vehicle environment characterizing variables that are detected by the driver assistance system, and in dependence on an operating state of the electrical system of A sequence of subsequent driving conditions and / or the temporal relationship of the driving conditions is determined motor vehicle: Sailing ( 22 . 32 . 41 . 52 . 62 ), Recuperation ( 24 . 31 . 43 . 53 . 54 . 61 . 63 ), Brakes ( 13 ), Fuel cutoff ( 12 . 23 . 42 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem ein adaptives Geschwindigkeitsregelsystem ist.A method according to claim 1, characterized in that the driver assistance system is an adaptive speed control system. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Segeln (22, 32, 41, 52, 62) und Schubabschaltung (12, 23, 42) gegenüber Rekuperation (24, 31, 43, 53, 54, 61, 63) priorisiert werden, wenn die Ladung eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs einen oberen Schwellenwert überschreitet, und dass die Rekuperation (24, 31, 43, 53, 54, 61, 63) gegenüber Segeln (22, 32, 41, 52, 62) und Schubabschaltung (12, 23, 42) priorisiert wird, wenn die Ladung des elektrischen Energiespeichers einen unteren Schwellenwert unterschreitet.Method according to claim 1 or 2, characterized in that sailing ( 22 . 32 . 41 . 52 . 62 ) and fuel cut-off ( 12 . 23 . 42 ) against recuperation ( 24 . 31 . 43 . 53 . 54 . 61 . 63 ) are prioritized when the charge of an electrical energy store of the motor vehicle exceeds an upper threshold, and that the recuperation ( 24 . 31 . 43 . 53 . 54 . 61 . 63 ) against sailing ( 22 . 32 . 41 . 52 . 62 ) and fuel cut-off ( 12 . 23 . 42 ) is prioritized when the charge of the electrical energy store falls below a lower threshold. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung der Rekuperation (24, 31, 43, 53, 54, 61, 63) in Abhängigkeit von einer die Leistungsfähigkeit der Einrichtung zur Rekuperation charakterisierenden Größe erfolgt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the implementation of recuperation ( 24 . 31 . 43 . 53 . 54 . 61 . 63 ) takes place as a function of a variable characterizing the performance of the device for recuperation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Annäherung des Kraftfahrzeugs an ein vorausfahrendes Fahrzeug mit geringerer Geschwindigkeit als das Kraftfahrzeug zuerst ein Segeln (22, 32, 41, 52, 62), bei weiterer Annäherung an das vorausfahrendes Fahrzeug anschließend eine Schubabschaltung (12, 23, 42) und bei noch weiterer Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug schließlich ein Bremsen und/oder eine Rekuperation (24, 31, 43, 53, 54, 61, 63) eingeleitet wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that when approaching the motor vehicle to a preceding vehicle at a lower speed than the motor vehicle first a sailing ( 22 . 32 . 41 . 52 . 62 ), on further approaching the preceding vehicle then a fuel cut-off ( 12 . 23 . 42 ) and with even closer approach to the vehicle ahead, finally braking and / or recuperation ( 24 . 31 . 43 . 53 . 54 . 61 . 63 ) is initiated. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät oder Steuergerät abläuft.A computer program that performs all the steps of a method according to any one of claims 1 to 5 when running on a computing device or controller. Datenträger, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Computerprogramm nach Anspruch 6 speichert.Data carrier, characterized in that it stores a computer program according to claim 6. Steuergerät das dazu ausgebildet ist, eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 zu betreiben.Control unit which is designed to operate a drive unit of a motor vehicle by means of a method according to one of claims 1 to 5. Steuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in ihm das Fahrerassistenzsystem implementiert ist.Control unit according to claim 8, characterized in that it is implemented in the driver assistance system.
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