DE102013221535A1

DE102013221535A1 - E-Maschinen-Schleppmomentenkompensation

Info

Publication number: DE102013221535A1
Application number: DE201310221535
Authority: DE
Inventors: Tobias Eberhardt; Guido Klose
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-04-23
Also published as: CN104553822B; CN104553822A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Verbesserung des Bremsverhaltens eines Hybridfahrzeuges. Es wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug umfasst eine Elektromaschine, die eingerichtet ist, ein Schleppmoment an einer ersten Radachse von einer Vielzahl von Radachsen des Fahrzeugs zu bewirken. Das Fahrzeug umfasst weiter eine Reibbremse, die eingerichtet ist, ein Reibmoment an einer reibbremsbaren Radachse der Vielzahl von Radachsen zu bewirken. Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine Reduzierung des von der Elektromaschine an der ersten Radachse bewirkten Schleppmoments zu erkennen. Desweiteren ist die Steuereinheit eingerichtet, die Reibbremse zu veranlassen, die Reduzierung des von der Elektromaschine bewirkten Schleppmoments durch Erzeugung eines zusätzlichen Reibmoments an der reibbremsbaren Radachse zumindest teilweise zu kompensieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Verbesserung des Bremsverhaltens eines Fahrzeuges mit Elektroantrieb, insbesondere eines Hybridfahrzeugs.
Hybridfahrzeuge umfassen einen Verbrennungsmotor und eine Elektromaschine. Die Elektromaschine kann sowohl zum Antrieb des Fahrzeugs (als Motor) als auch zur Erzeugung von elektrischer Energie (als Generator) betrieben werden. Im Generatorbetrieb erfolgt die sogenannte Rekuperation, d. h. die Umwandlung von kinetischer Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie. Die Rekuperation führt zu einer Verzögerung bzw. Bremsung des Fahrzeugs.
Somit verfügt ein Hybridfahrzeug über eine Vielzahl von Komponenten, die zu einer Verzögerung des Fahrzeugs beitragen können. Diese umfassen ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, das Schleppmoment der Elektromaschine des Fahrzeugs, die Verzögerungswirkung einer Rekuperation, und/oder die Verzögerung aufgrund einer oder mehrerer Radbremsen (auch als Reibbremsen bezeichnet) des Fahrzeugs.
In diesem Fahrzeug werden ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung beschrieben, die dem Fahrer eines Fahrzeugs eine präzise Kontrolle über die Verzögerung des Fahrzeugs anhand der Vielzahl von Verzögerungskomponenten ermöglichen. Insbesondere wird ein stetiges Bremsverhalten von Fahrzeugen mit Elektromaschine ermöglicht.
Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug kann ein zweispuriges (z. B. einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen) oder ein einspuriges Fahrzeug (z. B. ein Motorrad) umfassen. Das Fahrzeug kann eine Elektromaschine umfassen, die eingerichtet ist, eine erste Radachse von einer Vielzahl von Radachsen des Fahrzeugs anzutreiben und/oder zu verzögern (d. h. mit einem Antriebsmoment und/oder einem Verzögerungsmoment zu belegen). Typischerweise umfasst das Fahrzeug eine Vorderachse und eine Hinterachse, und zumindest eine der Achsen kann von der Elektromaschine angetrieben und/oder verzögert werden. Das Fahrzeug umfasst weiter zumindest eine Reibbremse, die eingerichtet ist, ein Reibmoment an einer reibbremsbaren Radachse der Vielzahl von Radachsen zu bewirken. Die Reibbremsen können hydraulische Bremsen umfassen. Desweiteren können die Reibbremsen an Rädern des Fahrzeugs angebracht sein. Die reibbremsbare Radachse kann mit der ersten Radachse übereinstimmen, d. h. ein Schleppmoment (d. h. ein Verzögerungs- oder Bremsmoment) der Elektromaschine und ein Reibmoment der Reibbremse können auf die gleiche Radachse einwirken.
Das Fahrzeug kann weiter einen Verbrennungsmotor umfassen, der eingerichtet ist, ein Verbrennungsmotor-Schleppmoment an einer der Vielzahl von Radachsen zu bewirken. Somit kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Hybridfahrzeug handeln. Die Verzögerung des Fahrzeugs kann somit durch ein durch die Reibbremse bewirktes Reibmoment, durch ein von der Elektromaschine bewirktes Schleppmoment und/oder durch das Verbrennungsmotor-Schleppmoment bewirkt werden.
Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine Reduzierung und/oder einen Wegfall eines von der Elektromaschine an der ersten Radachse bewirkten Schleppmoments zu erkennen. Insbesondere kann festgestellt werden, dass alle von der Elektromaschine bewirkten Schleppmomente weggefallen sind. Desweiteren kann festgestellt werden, dass es zu einer Reduzierung bzw. zu einem Wegfall des, von der Elektromaschine an der ersten Radachse bewirkten, Schleppmoments kommt, und dabei eine Fahrzeugzustand (insbesondere eine Auslenkung des Bremspedals des Fahrzeugs und/oder eine Einstellung eines Getriebes des Fahrzeugs und/oder eine Betätigung eines Gaspedals des Fahrzeugs) unverändert bleibt. Die Reduzierung bzw. der Wegfall des, von der Elektromaschine an der ersten Radachse bewirkten, Schleppmoments könnte zu einer ungewünschten „Entbremsung” des Fahrzeugs führen. Mit anderen Worten, die Reduzierung eines von der Elektromaschine an der ersten Radachse bewirkten Schleppmoments kann zu einer Reduzierung der Verzögerung des Fahrzeugs führen. Eine derartige Reduzierung der Verzögerung des Fahrzeugs wird typischerweise von einem Fahrer des Fahrzeugs als unangenehm empfunden.
Das Fahrzeug kann beispielsweise eine Kupplung umfassen, um die Elektromaschine mit der ersten Radachse zu koppeln oder von der ersten Radachse zu entkoppeln. Die Steuereinheit kann dann eingerichtet sein, zu bestimmen, dass die Kupplung geöffnet ist, und dadurch eine Reduzierung bzw. den Wegfall eines von der Elektromaschine an der ersten Radachse bewirkten Schleppmoments zu erkennen.
Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug eine Batterie zur Bereitstellung von elektrischer Energie zum Antrieb der Elektromaschine und/oder zur Speicherung von, durch die Elektromaschine erzeugter, elektrischer Energie umfassen. Bei der Batterie kann es sich um eine Hochvolt-Batterie (z. B. im Bereich von 300 V) handeln. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, zu erkennen, dass die Batterie einen vordefinierten Ladezustand erreicht oder überschritten hat, um die Reduzierung bzw. den Wegfall eines von der Elektromaschine an der ersten Radachse bewirkten Schleppmoments zu erkennen. Insbesondere kann festgestellt werden, dass die Batterie keine weitere elektrische Energie mehr aufnehmen kann, und somit eine Rekuperation durch die Elektromaschine entfällt. Durch den Entfall der Rekuperation entfällt typischerweise auch das mit der Rekuperation verbundene Rekuperation-Schleppmoment.
Die Steuereinheit ist eingerichtet, die Reibbremse zu veranlassen, die Reduzierung des von der Elektromaschine bewirkten Schleppmoments durch Erzeugung eines zusätzlichen Reibmoments an der reibbremsbaren Radachse zumindest teilweise (ggf. auch voll) zu kompensieren. Insbesondere kann ein Wegfall des von der Elektromaschine bewirkten Schleppmoments durch Erzeugung eines zusätzlichen Reibmoments an der reibbremsbaren Radachse zumindest teilweise (ggf. auch voll) kompensiert werden. Es kann eine Kompensation von 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder mehr des weggefallenen, von der Elektromaschine bewirkten, Schleppmoments erfolgen.
Ein von der Elektromaschine an der ersten Radachse bewirktes Schleppmoment kann eine erste Verzögerung des Fahrzeugs verursachen. Mit anderen Worten, ein von der Elektromaschine an der ersten Radachse bewirktes Schleppmoment kann einen ersten Anteil einer Verzögerung des Fahrzeugs bewirken. Das zusätzlich von der Reibbremse erzeugte Reibmoment kann eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt, die zumindest teilweise der ersten Verzögerung entspricht. Mit anderen Worten, das zusätzlich von der Reibbremse erzeugte Reibmoment kann einen Anteil der Verzögerung des Fahrzeugs bewirken, der zumindest teilweise (z. B. zu 90% oder mehr) dem ersten Anteil der Verzögerung entspricht.
Somit kann ein reduzierter oder weggefallener Verzögerungsanteil der Elektromaschine durch einen entsprechenden Verzögerungsanteil der Reibbremse kompensiert werden. Dadurch kann ein unerwünschtes „Entbremsen” des Fahrzeugs vermieden werden.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine Auslenkung eines Bremspedals des Fahrzeugs zu erfassen. Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, neben dem zusätzlich von der Reibbremse erzeugten Reibmoment, die Reibbremse zu veranlassen, in Abhängigkeit von der Auslenkung des Bremspedals ein Standard-Reibmoment an der reibbremsbaren Radachse zu bewirken. Mit anderen Worten, das zusätzlich von der Reibbremse erzeugte Reibmoment (zur Kompensation des Wegfalls des Elektromaschinen-Schleppmoments) kann unabhängig sein von dem Standard-Reibmoment der Reibbremse, welches in Abhängigkeit von der Auslenkung des Bremspedals erzeugt wird. Insbesondere kann das zusätzlich von der Reibbremse erzeugte Reibmoment auch dann veranlasst werden, wenn keine Betätigung des Bremspedals erfolgt (also wenn keine Auslenkung des Bremspedals vorliegt).
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, einen Fahrzeugzustand zu ermitteln. Der Fahrzeugzustand kann z. B. eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder eine Auslenkung des Bremspedals umfassen. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, auf Basis von vordefinierten Kenndaten, ein Referenz-Schleppmoment für den ermittelten Fahrzeugzustand zu ermitteln. Mit anderen Worten, anhand der vordefinierten Kenndaten und anhand des ermittelten Fahrzeugzustands kann ein Referenz-Schleppmoment ermittelt werden. Die vordefinierten Kenndaten können auf einer Speichereinheit des Fahrzeugs gespeichert sein. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, auf die Speichereinheit zuzugreifen.
Die vordefinierten Kenndaten können Referenz-Schleppmomente für verschiedene Fahrzeugzustände anzeigen. Dabei zeigt das Referenz-Schleppmoment für einen bestimmten Fahrzeugzustand das von der Elektromaschine bewirkte Schleppmoment für den bestimmten Fahrzeugzustand an. Mit anderen Worten, die vordefinierten Kenndaten können für verschiedene Fahrzeugzustände das von der Elektromaschine bewirkte Schleppmoment anzeigen. Das von der Elektromaschine bewirkte Schleppmoment kann insbesondere von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder von der Auslenkung des Bremspedals des Fahrzeugs abhängen. Somit können die Kenndaten Referenz-Schleppmomente für unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten und/oder für unterschiedliche Auslenkungen des Bremspedals umfassen Die vordefinierten Kenndaten können experimentell ermittelt werden.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, das zusätzliche Reibmoment an der reibbremsbaren Radachse auf Basis des ermittelten Referenz-Schleppmoments für den ermittelten Fahrzeugzustand zu bestimmen. Insbesondere kann das durch ein oder mehrere Reibbremsen erzeugte zusätzliche Reibmoment dem ermittelten Referenz-Schleppmoment entsprechen, um so die Reduzierung oder den Wegfall des von der Elektromaschine bewirkten Schleppmoments zu kompensieren.
Das von der Elektromaschine bewirkte Schleppmoment kann einen Schlepprekuperations-Anteil umfassen, der durch den Elektromotor (im Generatorbetrieb) auch ohne Betätigung des Bremspedals erzeugt wird. Desweiteren kann das von der Elektromaschine bewirkte Schleppmoment einen Bremsrekuperations-Anteil umfassen, der von der Auslenkung des Bremspedals abhängig ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Verzögerung eines Fahrzeugs beschrieben. Das Fahrzeug umfasst eine Elektromaschine zum Antrieb und/oder zur Verzögerung bzw. Bremsung einer ersten Radachse von einer Vielzahl von Radachsen des Fahrzeugs. Desweiteren umfasst das Fahrzeug eine Reibbremse, die eingerichtet ist, ein Reibmoment an einer reibbremsbaren Radachse der Vielzahl von Radachsen zu bewirken. Das Verfahren kann z. B. von einer Steuereinheit (z. B. von einem Motorsteuergerät) des Fahrzeugs ausgeführt werden. Das Verfahren umfasst, das Erkennen einer Reduzierung eines, von der Elektromaschine an der ersten Radachse bewirkten, Schleppmoments. Desweiteren umfasst das Verfahren das Veranlassen der Reibbremse, die Reduzierung des von der Elektromaschine bewirkten Schleppmoments durch Erzeugung eines zusätzlichen Reibmoments an der reibbremsbaren Radachse zumindest teilweise zu kompensieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt
1 ein Blockdiagram eines beispielhaften Fahrzeugs;
2a, 2b, 2c und 2d beispielhafte Zusammensetzungen eines negativen Radmoments; und
3 ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens zur Verzögerung eines Fahrzeugs mit Elektromaschine.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Verzögerung von Fahrzeugen mit Elektroantrieb, insbesondere von Hybridfahrzeugen. Hybridfahrzeuge verfügen über eine Vielzahl von Komponenten, die dazu verwendet werden können, um das Fahrzeug zu verzögern bzw. zu bremsen. 1 zeigt ein Blockdiagram eines beispielhaften Fahrzeugs 100 (z. B. eines Personenkraftwagens, eines Lastkrftwagens oder eines Motorrads). Das Fahrzeug 100 umfasst eine Fahrerposition 106, die von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 eingenommen werden kann, um das Fahrzeug 100 zu steuern. Von der Fahrerposition 106 aus kann beispielsweise ein Bremspedal 103 und/oder Gaspedal (nicht eingezeichnet) betätigt werden, um das Fahrzeug 100 zu verzögern respektive zu beschleunigen. Die Betätigung des Bremspedals 103 führt typischerweise zu einer Betätigung von Radbremsen (auch als Reibbremsen bezeichnet) 110, die eine Reibung an den Rädern 109 des Fahrzeugs 100 verursachen, und dadurch eine Verzögerung des Fahrzeugs 100 bewirken.
Desweiteren umfasst das Fahrzeug 100 typischerweise einen Verbrennungsmotor 102, der über ein Getriebe 101 eine Radachse 107 des Fahrzeugs 100 und damit die Räder 109 des Fahrzeugs 100 antreiben kann. Im umgekehrten Fall kann der Verbrennungsmotor 102 über das Getriebe 101 durch die Radachse 107 des Fahrzeugs 100 angetrieben werden (insbesondere wenn das Gaspedal des Fahrzeugs 100 nicht betätigt wird, und weiterhin ein Gang eingelegt ist). Der Verbrennungsmotor 102 erzeugt dann ein Schleppmoment, durch das das Fahrzeug 100 verzögert wird. Das von dem Verbrennungsmotor 102 verursachte Schleppmoment kann von dem Fahrer über einen Gangwahlhebel 104 des Fahrzeugs 100 eingestellt werden. Insbesondere kann über den Gangwahlhebel 104 ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes 101 und damit ein Größe des Schleppmoments des Verbrennungsmotors 102 verändert werden.
Desweiteren umfasst das Fahrzeug 100 eine Elektromaschine 108. In dem dargestellten Beispiel ist die Elektromaschine 108 eingerichtet, die Radachse 107 des Fahrzeugs 100 anzutreiben. Beispielsweise kann bei Betätigung des Gaspedals die Elektromaschine 108 als Elektromotor betrieben werden, um die Radachse 107 anzutreiben. Andererseits kann bei Betätigung des Bremspedals 103, die Elektromaschine 108 als Generator betrieben werden, um kinetische Energie des Fahrzeugs 100 in elektrische Energie umzuwandeln (Rekuperation). Die gewonnene elektrische Energie wird typischerweise in einer Batterie 111 (z. B. einer Hochvolt-Batterie bei ca. 300 V oder mehr) gespeichert. Durch den Betrieb der Elektromaschine 108 als Generator wird ein Bremsrekuperationsmoment auf der Radachse 107 bewirkt, durch das das Fahrzeug 100 verzögert wird. Desweiteren verursacht auch ohne Rekuperation der Antrieb der Elektromaschine 108 durch die Radachse 107 ein Schlepprekuperationsmoment der Elektromaschine, durch das das Fahrzeug 100 verzögert wird. Das Bremsrekuperationsmoment und/oder das Schlepprekuperationsmoments der Elektromaschine 108 werden in diesem Dokument auch als, von der Elektromaschine 108 bewirkte, Schleppmomente bezeichnet.
Wie in 1 dargestellt, kann die Elektromaschine 108 durch eine Kupplung 112 von der Radachse 107 getrennt oder mit der Radachse 107 gekoppelt werden. Durch die Kupplung 112 können je nach Bedarf das Bremsrekuperationsmoment und das Schlepprekuperationsmoment der Elektromaschine 108 abgeschaltet werden (z. B. um eine Belastung des Verbrennungsmotors 102 bei niedrigen Drehzahlen zu reduzieren).
Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 105 (z. B. als Teil eines Motorsteuergeräts). Die Steuereinheit 105 ist eingerichtet, ein oder mehrere Steuersignale, z. B. in Bezug auf Steuereingaben durch den Fahrer, zu empfangen. Die ein oder mehreren Steuersignale umfassen z. B. die Betätigung des Bremspedals 103, die Betätigung des Gaspedals, und/oder die Betätigung des Gangwahlhebels 104. Desweiteren ist die Steuereinheit 105 eingerichtet, den Verbrennungsmotor 102, das Getriebe 101, die Kupplung 112 und/oder die Elektromaschine 108 in Abhängigkeit von den ein oder mehreren Steuersignalen zu steuern. Insbesondere kann bei Betätigung des Gaspedals die Drehzahl des Verbrennungsmotors 102 und/oder des Elektromotors 108 erhöht werden. Andererseits kann bei Betätigung des Bremspedals 103 ein Rekuperationsbetrieb der Elektromaschine 108 und/oder eine Betätigung der Reibbremsen 110 veranlasst werden.
Im vorliegenden Dokument wird ein Verfahren beschrieben, durch das das Bremsverhalten eines Fahrzeugs 100 mit Elektromaschine 108 verbessert werden kann. 2a zeigt die beispielhafte Zusammensetzung des Verzögerungsmoments 210 auf die Radachse 107, in einer Situation bei der kein Reibmoment (durch die Reibbremsen 110) und keine Bremsrekuperation (durch die Elektromaschine 108) erfolgt. Das zusammengesetzte Verzögerungsmoment 210 wird als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit 201 dargestellt. Die Situation aus 2a liegt typischerweise vor, wenn der Fahrer des Fahrzeugs 100 weder das Bremspedal 103 noch das Gaspedal betätigt, aber ein Gang eingelegt ist (d. h. eine Verbindung zwischen Verbrennungsmotor 102 und Radachse 107 vorliegt). In dieser Situation setzt sich das gesamte Verzögerungsmoment 210 typischerweise aus einem Schleppmoment 211 des Verbrennungsmotors 102 und aus einem Schleppmoment 212 (d. h. dem Schlepprekuperationsmoment) der Elektromaschine 108 zusammen.
Erfolgt nun zusätzlich eine Betätigung des Bremspedals 103, so wird das gesamte Verzögerungsmoment 210 durch weitere Komponenten bzw. Anteile erhöht. Dies ist in 2b dargestellt. Das gesamte Verzögerungsmoment 210 wird durch ein Bremsrekuperationsmoment 213 (welches durch die Elektromaschine 108 bewirkt wird) und/oder durch ein Reibmoment 214 (welches durch ein oder mehrere Reibbremsen 110 verursacht wird) erhöht. Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, die Höhe des Bremsrekuperationsmoments 213 und/oder die Höhe des Reibmoments 214 in Abhängigkeit von den bereits vorliegenden Schleppmomenten 211, 212 der Antriebe 102, 108 zu bestimmen, so dass sich ein gesamtes Verzögerungsmoment 210 ergibt, dass einer Auslenkung des Bremspedals 103 entspricht. Mit anderen Worten, die Höhe des Rekuperationsmoments 213 und/oder die Höhe des Reibmoments 214 können von der Steuereinheit 105 in Abhängigkeit von den ein oder mehreren erfassten Steuersignalen und in Abhängigkeit von den bereits vorliegenden Schleppmomenten 211, 212 der Antriebe 102, 108 bestimmt werden.
Wie in den 2a und 2b dargestellt, setzt sich die Längsverzögerung des Fahrzeugs 100 im Schleppfall der Antriebe 102, 108 bei Hybridfahrzeugen aus dem Reibmoment 211 des Verbrennungsmotors 102 und aus dem zusätzlichem Schlepprekuperationsmoment 212 der, als Generator betriebenen, Elektromaschine 108 zusammen (2a). Im Bremsfall setzt sich die Längsverzögerung aus dem Reibmoment 211 des Verbrennungsmotors 102, dem Schlepprekuperationsmoment 212 der Elektromaschine 108, dem Bremsrekuperationsmoment 213 der Elektromaschine 108 und dem Bremsreibmoment 214 zusammen.
Aufgrund von unterschiedlichen Ursachen, kann es, insbesondere im Bremsfall, zu einem Wegfall der Schlepprekuperation 212 und der Bremsrekuperation 213 durch die Elektromaschine 108 kommen. Beispielweise können aufgrund einer Antriebsdegradation (E-Maschinendegradation) oder aufgrund eines zu vollen Hochvoltspeichers 111 die, durch die Elektromaschine 108 verursachten, Schleppmomente 212, 213 wegfallen. Beispielsweise kann bei relativ niedrigen Fahrgeschwindigkeiten 201 (in der Nähe des Stillstands) die Schlepprekuperationsleistung reduziert bzw. ausgeblendet werden (z. B. durch Entkopplung der Elektromaschine 108 anhand der Kupplung 112), um eine Belastung für den Verbrennungsmotor 102 zu reduzieren (und damit ein „Abwürgen” des Verbrennungsmotors 102 zu vermeiden).
Das Ausblenden bzw. der Wegfall der durch die Elektromaschine 108 verursachten Schleppmomente 212, 213 ist in 2c durch die schraffierte Fläche 215 dargestellt. Wie in 2c gezeigt, führt der Wegfall der Schleppmomente 212, 213 zu einer Reduzierung des gesamten Verzögerungsmoments 210 des Fahrzeugs 100, was dazu führt, dass das Fahrzeug 100 subjektiv „entbremst” wird. Mit anderen Worten, die Reduzierung des gesamten Verzögerungsmoments 210 durch den Wegfall der, durch die Elektromaschine 108 verursachten, Schleppmomente 212, 213 führt zu einer Reduzierung der Verzögerung des Fahrzeugs 100, die von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 typischerweise als unangenehm empfunden wird.
In diesem Dokument wird vorgeschlagen, die weggefallenen Anteile 212, 213 der Verzögerung 210 durch einen zusätzlichen Reibbremsanteil 216 zu kompensieren, so dass sich eine gesamte Verzögerung 210 ergibt, die einer Situation ohne Wegfall der Anteile 212, 213 entspricht. Dies ist in 2d durch den zusätzlichen Reibbremsanteil 216 (karierte Fläche) dargestellt. Das durch die ein oder mehreren Reibbremsen 109 zusätzlich aufzubringende Reibbremsmoment 216 kann auf Basis von vordefinierten Momenten-Kennlinien 212, 213 (d. h. auf Basis von vordefinierten Kenndaten) ermittelt werden. Die Momenten-Kennlinien 212, 213 können ein (für das Fahrzeug 100) typisches Schlepprekuperationsmoment 212 und Bremsrekuperationsmoments 213 für verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten 201 wiedergeben. Die Momenten-Kennlinien 212, 213 können experimentell ermittelt werden und auf einer Speichereinheit im Fahrzeug 100 hinterlegt werden. Die Steuereinheit 105 kann somit eingerichtet sein, das von der Reibbremse 109 zusätzlich aufzubringende Reibbremsmoment 216 in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit 201 zu ermitteln, wenn erkannt wird, dass die durch die Elektromaschine 108 verursachten Schleppmomente 212, 213 weggefallen sind.
Durch die Kompensation der weggefallenden, durch die Elektromaschine 108 verursachten, Schleppmomente 212, 213 wird das Bremsverhalten des Fahrzeugs 100 (insbesondere im Bremsfall) verbessert, da kein unangenehmes „Entbremsen” des Fahrzeugs 100 erfolgt. Insbesondere bleibt ein Wegfall der, durch die Elektromaschine 108 verursachten, Schleppmomente 212, 213 für den Fahrer unbemerkt. Dadurch kann auch die Sicherheit des Fahrzeugs 100 erhöht werden, da unbedachte Handlungen des Fahrers in Reaktion auf ein gefühltes „Entbremsen” des Fahrzeugs 100 vermieden werden können. Desweiteren bewirkt die in diesem Dokument vorgeschlagene Kompensation eines Wegfalls der, durch die Elektromaschine 108 verursachten, Schleppmomente 212, 213 eine Annäherung des Bremssystems eines Hybridfahrzeugs 100 an das Bremssystem eines konventionellen Fahrzeugs ohne Elektroantrieb.
3 zeigt ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Verzögerung eines Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Elektromaschine 108 zum Antrieb bzw. zur Bremsung einer ersten Radachse 107. Bei der ersten Radachse 107 kann es sich um eine Radachse aus einer Vielzahl von Radachsen (z. B. einer Hinterachse und einer Vorderachse) des Fahrzeugs 100 handeln. Das Fahrzeug 100 umfasst weiter eine Reibbremse, die eingerichtet ist, ein Reibmoment 214, 216 an einer reibbremsbaren Radachse 107 der Vielzahl von Radachsen zu bewirken. Bei der reibbremsbaren Radachse kann es sich um die erste Radachse (z. B. die Hinter- und/oder die Vorderachse des Fahrzeugs 100) handeln. Mit anderen Worten, die, von der Elektromaschine 108 bewirkten, Schleppmomente können auf der gleichen Radachse wirken, wie die von der Reibbremse bewirkten Reibmomente.
Das Verfahren 300 umfasst, das Erkennen 301 eines Wegfalls oder einer Reduzierung eines von der Elektromaschine 108 an der ersten Radachse 107 bewirkten Schleppmoments 212, 213. Der Wegfall und/oder die Reduzierung kann z. B. durch das Abkoppeln der Elektromaschine 108 von der ersten Radachse 107 und/oder durch eine aufgeladene Batterie 111 hervorgerufen werden. Das Verfahren 300 umfasst weiter, das Veranlassen 302 der Reibbremse 110, den Wegfall bzw. die Reduzierung des, von der Elektromaschine 208 bewirkten, Schleppmoments 212, 213 durch Erzeugung eines zusätzlichen Reibmoments 216 an der reibbremsbaren Radachse 107 zumindest teilweise zu kompensieren. Dadurch wird gewährleistet, dass auch bei Wegfall bzw. Reduzierung der Schleppmomente 212, 213 ein homogener und stetiger Bremsverlauf des Fahrzeugs 100 erfolgt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Steuereinheit (105) für ein Fahrzeug (100), wobei das Fahrzeug (100) eine Elektromaschine (108) umfasst, die eingerichtet ist, ein Schleppmoment (212, 213) an einer ersten Radachse (107) von einer Vielzahl von Radachsen des Fahrzeugs (100) zu bewirken, wobei das Fahrzeug (100) eine Reibbremse (110) umfasst, die eingerichtet ist, ein Reibmoment (214, 216) an einer reibbremsbaren Radachse (107) der Vielzahl von Radachsen zu bewirken, wobei die Steuereinheit (105) eingerichtet ist, – eine Reduzierung des, von der Elektromaschine (108) an der ersten Radachse (107) bewirkten, Schleppmoments (212, 213) zu erkennen; und – die Reibbremse (110) zu veranlassen, die Reduzierung des, von der Elektromaschine (208) bewirkten, Schleppmoments (212, 213) durch Erzeugung eines zusätzlichen Reibmoments (216) an der reibbremsbaren Radachse (107) zumindest teilweise zu kompensieren.
Steuereinheit (105) gemäß Anspruch 1, wobei – die Steuereinheit (105) eingerichtet ist, einen Wegfall des, von der Elektromaschine (108) an der ersten Radachse (107) bewirkten, Schleppmoments (212, 213) zu erkennen; – ein, von der Elektromaschine (108) an der ersten Radachse (107) bewirktes, Schleppmoment (212, 213) eine erste Verzögerung des Fahrzeugs (100) verursacht; und – das zusätzlich von der Reibbremse (109) erzeugte Reibmoment (216) eine Verzögerung des Fahrzeugs (100) bewirkt, die zumindest teilweise der ersten Verzögerung entspricht.
Steuereinheit (105) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (105) eingerichtet ist, – eine Auslenkung eines Bremspedals (103) des Fahrzeugs (100) zu erfassen; und – neben dem zusätzlich von der Reibbremse (109) erzeugten Reibmoment (216), die Reibbremse (110) zu veranlassen, in Abhängigkeit von der Auslenkung des Bremspedals (103) ein Standard-Reibmoment (214) an der reibbremsbaren Radachse (107) zu bewirken.
Steuereinheit (105) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (105) eingerichtet ist, – einen Fahrzeugzustand zu ermitteln; – auf Basis von vordefinierten Kenndaten, ein Referenz-Schleppmoment für den ermittelten Fahrzeugzustand zu ermitteln; wobei die vordefinierten Kenndaten Referenz-Schleppmomente für verschiedene Fahrzeugzustände anzeigen; wobei das Referenz-Schleppmoment für einen bestimmten Fahrzeugzustand das, von der Elektromaschine (108) bewirkte, Schleppmoment (212, 213) für den bestimmten Fahrzeugzustand anzeigt; und – auf Basis des ermittelten Referenz-Schleppmoments für den ermittelten Fahrzeugzustand, das zusätzliche Reibmoment (216) an der reibbremsbaren Radachse (107) zu bestimmen.
Steuereinheit (105) gemäß Anspruch 4, wobei – der Fahrzeugzustand eine Fahrgeschwindigkeit (201) des Fahrzeugs (100) umfasst; und – die Kenndaten Referenz-Schleppmomente für unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten (201) umfassen.
Steuereinheit (105) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei – der Fahrzeugzustand eine Auslenkung eines Bremspedals (103) des Fahrzeugs (100) umfasst; und – das, von der Elektromaschine (108) bewirkte, Schleppmoment (212, 213) einen Bremsrekuperations-Anteil (213) umfasst, der von der Auslenkung des Bremspedals (103) abhängig ist.
Steuereinheit (105) gemäß einem vorherigen Anspruch, wobei – das Fahrzeug (100) eine Kupplung (112) umfasst, um die Elektromaschine (108) mit der ersten Radachse (107) zu koppeln oder von der ersten Radachse (107) zu entkoppeln; und – die Steuereinheit (105) eingerichtet ist, zu erkennen, dass die Kupplung (112) geöffnet ist, um die Reduzierung des, von der Elektromaschine (108) an der ersten Radachse (107) bewirkten, Schleppmoments (212, 213) zu erkennen.
Steuereinheit (105) gemäß einem vorherigen Anspruch, wobei – das Fahrzeug (100) eine Batterie (111) zur Bereitstellung von elektrischer Energie zum Antrieb der Elektromaschine (108) und zur Speicherung von, durch die Elektromaschine (108) erzeugter, elektrischer Energie umfasst; und – die Steuereinheit (105) eingerichtet ist, zu erkennen, dass die Batterie (111) einen vordefinierten Ladezustand erreicht oder überschritten hat, um die Reduzierung des, von der Elektromaschine (108) an der ersten Radachse (107) bewirkten, Schleppmoments (212, 213) zu erkennen.
Steuereinheit (105) gemäß einem vorherigen Anspruch, wobei das Fahrzeug (100) weiter einen Verbrennungsmotor (102) umfasst, der eingerichtet ist, ein Verbrennungsmotor-Schleppmoment (211) an einer der Vielzahl von Radachsen zu bewirken.
Verfahren (300) zur Verzögerung eines Fahrzeugs (100), wobei das Fahrzeug (100) eine Elektromaschine (108) umfasst, die eingerichtet ist, ein Schleppmoment (212, 213) an einer ersten Radachse (107) von einer Vielzahl von Radachsen des Fahrzeugs (100) zu bewirken, wobei das Fahrzeug (100) eine Reibbremse (110) umfasst, die eingerichtet ist, ein Reibmoment (214, 216) an einer reibbremsbaren Radachse (107) der Vielzahl von Radachsen zu bewirken, wobei das Verfahren (300) umfasst, – Erkennen (301) einer Reduzierung des, von der Elektromaschine (108) an der ersten Radachse (107) bewirkten, Schleppmoments (212, 213); und – Veranlassen (302) der Reibbremse (110), die Reduzierung des, von der Elektromaschine (208) bewirkten, Schleppmoments (212, 213) durch Erzeugung eines zusätzlichen Reibmoments (216) an der reibbremsbaren Radachse (107) zumindest teilweise zu kompensieren.