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Beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung richten sich allgemein auf Rekuperationsbremssteuerverfahren. Insbesondere richten sich beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung allgemein auf ein verbessertes Rekuperationsbremssteuerverfahren, das Trends zu einer harten Verzögerung durch den Ausgleich einer Bremskraftverstärkermomentaufbauverzögerung beseitigt oder reduziert.
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Hybridelektrofahrzeuge (HEVs) können zur Verbesserung der Kraftstoffökonomie Rekuperationsbremsung einsetzen, wobei während durch den Fahrer herbeigeführter Reibungsbremsung des Fahrzeugs eine elektrische Maschine Rekuperationsbremsmoment an den Antriebsstrang des Fahrzeugs anlegt. Die elektrische Maschine wandelt die sich ergebende kinetische Energie in speicherbare elektrische Energie um, die anschließend für den Fahrzeugantrieb zur Verfügung gestellt werden kann. Rekuperationsbremsung ist eine der Grundvoraussetzungen, die Hybridfahrzeugtechnologien ermöglichen. Es hat sich herausgestellt, dass unter Verwendung von Rekuperationsbremsung Verbesserungen bei der Kraftstoffökonomie von 15 %~30 % gegenüber Fahrzeugen, die nicht zu Rekuperationsbremsung fähig sind, erreicht werden.
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Während vom Fahrer herbeigeführter Reibungsbremsung eines Fahrzeugs kann die Fahrzeugbremssteuerung einen Bremsmomentbefehl zum Bremskraftverstärker übertragen, der Reibungsbremsmoment an die Bremsen an den Fahrzeugrädern anlegt, um das Fahrzeug zu verzögern oder anzuhalten. Gleichzeitig kann die Fahrzeugsystemsteuerung einen Rekuperationsbremsmomentbefehl zum Hybridantriebsstrang übertragen, um Rekuperationsbremsung einzuleiten. Der Rekuperationsbremsmomentbefehl kann die Höhe des Rekuperationsbremsmoments, das zur Bewirkung von Rekuperationsbremsung an den Hybridantriebsstrang angelegt wird, vorgeben. Der Rekuperationsbremsmomentbefehl kann anschließend der Fahrzeugbremssteuerung gemeldet werden, um den Punkt anzuzeigen, an dem ein stufenloses Verringern ("Ramp-out") oder Reduzieren und Abschwächen des Rekuperationsbremsmoments begonnen hat. Die Fahrzeugbremssteuerung kann wiederum sowohl den Fahrerdrehmomentbefehl als auch den Rekuperationsbremsmomentbefehl verwenden, um den Bremsmomentbefehl zu erhalten, der bewirkt, dass der Bremskraftverstärker Reibungsbremsung an die Bremsen anlegt.
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Zu Beginn der Reibungsbremsung kann es normalerweise eine leichte Verzögerung bei der Ansammlung von Reibungsbremsmoment, das der Bremskraftverstärker an die Bremsen an den Fahrzeugrädern anlegt, geben. Diese Verzögerung beim Aufbau des Bremskraftverstärkermoments kann Trends zu einer harten Fahrzeugverzögerung während der Verzögerungszeit verursachen, wie in 1 dargestellt. Es kann beobachtet werden, dass bei einem Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (ca. 17,4 s), bei dem keine Rekuperationsbremsung gewünscht ist, das Antriebstrangmoment beginnt, sich stufenlos zu verringern, während der Bremsdruck beginnt, sich stufenlos zu erhöhen, um die Reduzierung der Rekuperationsbremsung auszugleichen und den Fahrerbremswunsch zu erfüllen. Aufgrund des zeitlichen Verhaltens des Bremskraftverstärkers beginnt sich der Reibungsbremsdruck mit einer Verzögerung von 120 ms stufenlos zu erhöhen. Diese Verzögerung, an die sich im Allgemeinen ein Überschwingen des Bremskraftverstärkerdrucks anschließt, verursacht Trends zu einer im Verhältnis härteren Verzögerung, wie anhand des Verzögerungsdiagramms verifiziert werden kann. Die Verzögerung ist die zeitliche Änderungsrate der Verzögerung und kann 0,13 g/s erreichen, was sich als Rucken äußern kann, das erfahrene Fahrer spüren können.
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Typische Verzögerungszeiten beim Bremskraftverstärkermomentaufbau liegen in einem Bereich von 100–200 ms bei einem maximalen Überschwingen von 5 bar.
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Die Verzögerung des Herunterrampens des Rekuperationsbremsmoments wäre eine Lösung, das heißt zum Ausgleich der Bremskraftverstärkerverzögerung, aber das Melden des verzögerten Rekuperationsbremsmoments an das Bremsmodul kann die Verzögerung beim Hochrampen des Reibungsbremse weiter vergrößern, da die stufenlose Erhöhung der Reibungsbremse im Bremsmodul durch Subtrahieren des Rekuperationsbremsmoments von dem Gesamtfahrerbremswunsch berechnet wird.
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Deshalb kann es wünschenswert sein, der Fahrzeugbremssteuerung die unverzögerte oder rohe stufenlose Verringerung des Rekuperationsbremsmoments zu Beginn der Reibungsbremsung zu melden. Das Herbeiführen solch einer Verzögerung des Rekuperationsbremsmoments und, statt Melden dieses verzögerten Rekuperationsbremsmoments, Melden des unverzögerten oder rohen Rekuperationsbremsmoments an das Bremsmodul kann synchrones Hochrampen der Reibungsbremsung ergeben, um die Verzögerung beim Bremskraftverstärkermomentaufbau auszugleichen und ihre Auswirkung zu reduzieren, wodurch Trends zu einer harten Verzögerung, zu denen es ansonsten während der Zeit der Verzögerung des Bremskraftverstärkermomentaufbaus kommen würde, eliminiert oder reduziert werden.
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Beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung richten sich allgemein auf ein Rekuperationsbremssteuerverfahren. Eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens umfasst Erhalten einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu Beginn des Übergangs von Rekuperationsbremsung zu Reibungsbremsung eines Fahrzeugs, Vergleichen der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Schwellenwert, Anlegen einer Verzögerung für das Rekuperationsbremsmoment und Melden eines rohen oder unverzögerten Rekuperationsmoment-Ramp-Out-Signals an eine Fahrzeugbremssteuerung zu Beginn der Reibungsbremsung.
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Es werden nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung beispielhaft beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Darstellung, die das zu lösende Problem zeigt, das heißt die Bremskraftverstärkerverzögerung und das durch die Verzögerung verursachte Rucken;
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2 ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes verbessertes Rekuperationsbremssteuerverfahren darstellt;
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3 ein Schaubild, in dem ein Rekuperationsmomentbefehl als eine Funktion von Zeit aufgetragen ist, wobei insbesondere eine Verzögerung des Rekuperationsbremsmoment-Ramp-Out von 100 ms und der rohe oder unverzögerte Rekuperationsbremsmoment-Ramp-Out dargestellt werden, der der Fahrzeugbremssteuerung gemeldet wird, um eine Verzögerung des Bremskraftverstärkermomentaufbaus von 200 ms, die einer Bremspedaleingabe von 25% entspricht, auszugleichen.
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Die folgende ausführliche Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die beschriebenen Ausführungsformen oder die Anwendung und die Verwendungen der beschriebenen Ausführungsformen nicht einschränken. Wie hierin verwendet, bedeutet das Wort „beispielhaft“ oder „veranschaulichend“ „als Beispiel, Fall oder der Veranschaulichung dienend“. Jede hierin als „beispielhaft“ oder „veranschaulichend“ beschriebene Implementierung ist nicht unbedingt als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Implementierungen auszulegen. Alle unten beschriebenen Implementierungen sind beispielhafte Implementierungen, die bereitgestellt werden, um Fachleuten zu ermöglichen, die Offenbarung auszuüben, und sollen nicht den Schutzumfang der Ansprüche einschränken. Darüber hinaus sind die hierin beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen nicht erschöpfend, und Ausführungsformen oder Implementierungen, die sich von den hierin beschriebenen unterscheiden und die in den Schutzumfang der angefügten Ansprüche fallen, sind möglich. Des Weiteren besteht nicht die Absicht, sich auf eine beliebige formulierte oder implizierte Theorie, die in dem vorstehenden technischen Gebiet, dem vorstehenden Hintergrund, der vorstehenden Kurzdarstellung oder der folgenden ausführlichen Beschreibung dargelegt ist, festlegen zu wollen.
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Auf 2 Bezug nehmend, wird ein Blockdiagramm 100 gezeigt, das eine beispielhafte Ausführungsform eines verbesserten Rekuperationsbremssteuerverfahrens darstellt. Zu Beginn der Reibungsbremsung eines Fahrzeugs steuert eine Fahrzeugsystemsteuerung 101 einen Rekuperationsbremsmomentbefehl 102 an. Der Rekuperationsbremsmomentbefehl 102 kann einen Ramp-Out (eine Reduzierung und Beseitigung) des an den Hybridantriebsstrang 105 während des Übergangs von Rekuperationsbremsmoment zu Reibungsbremsung eines Fahrzeugs angelegten Rekuperationsmoments einleiten. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs zu Beginn der Reibungsbremsung kann der Rekuperationsbremsmomentbefehl 102 mit einer Verzögerung (104) beaufschlagt werden, wobei bei 108 ein Algorithmus zum Ausgleich der Verzögerung beim Hochrampen der Reibungsbremsung gezeigt wird.
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In 2 ist Vregen ramp-out ein Kalibrationsparameter, der der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, bei der Rekuperationsmoment-Ramp-Out oder eine Reduzierung und Beseitigung des Rekuperationsbremsmoments am Hybridantriebsstrang 105 eingeleitet werden. Bei einigen Anwendungen kann Vregen ramp-out ca. 8 km/h betragen. Vregen rampout+1 kann ein höherer Schwellenwert als Vregen ramp-out (wie zum Beispiel, und ohne Einschränkung darauf, 9 km/h) sein, während Vregen ramp-out–1 ein niedrigerer Schwellenwert als Vregen ramp-out sein kann (wie zum Beispiel, und ohne Einschränkung darauf, 7 km/h).
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In dem Fall, dass V größer als eine niedrigere Schwellengeschwindigkeit (Vregen ramp-out–1) und kleiner als eine höhere Schwellengeschwindigkeit (Vregen ramp-out+1) ist, kann der Rekuperationsbremsmomentbefehl 102 bezüglich des Algorithmus bei 108 verzögert sein. In diesem Fall kann der verzögerte Rekuperationsbremsmomentbefehl 104 zum Hybridantriebsstrang 105 übertragen werden. Der verzögerte Rekuperationsbremsmomentbefehl 104 kann deshalb einen Ramp-Out des Rekuperationsbremsmoments, das an den Hybridantriebsstrang 105 angelegt ist, verzögern. Die Zeitspanne oder Länge der Verzögerung zwischen dem rohen Rekuperationsbremsmomentbefehl 102 und dem verzögerten Rekuperationsbremsmomentbefehl 104 kann der Reibungsbremsung oder der Bremskraftverstärkermomentaufbauverzögerung des Fahrzeugbremssystems zu Beginn des Übergangs von Rekuperationsbremsung zu Reibungsbremsung entsprechen.
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In dem Fall, dass V größer als Vregen ramp-out+1 oder kleiner als Vregen ramp-out–1 ist, darf es gemäß dem Algorithmus 108 keine Verzögerung beim Rekuperationsbremsmomentbefehl 102 geben, und das geschätzte Rekuperationsbremsmoment in Radebene 103 kann an die Fahrzeugbremssteuerung gesendet werden.
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Wiederum in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (V) kann gemäß dem Algorithmus 109 bestimmt werden, ob der rohe oder unverzögerte Rekuperationsbremsmomentbefehl 102 oder das geschätzte Rekuperationsbremsmoment in Radebene 103 der Fahrzeugbremssteuerung gemeldet wird. Bei Verzögerung des Rekuperationsbremsmomentbefehls, die einer V entspricht, die größer als eine niedrigere Schwellengeschwindigkeit (Vregen ramp-out–1) und kleiner als eine höhere Schwellengeschwindigkeit (Vregen ramp-out+1) ist, kann der rohe oder unverzögerte Rekuperationsbremsmomentbefehl 102 an die Fahrzeugbremssteuerung gesendet werden. Deshalb kann der rohe oder unverzögerte Rekuperationsbremsmomentbefehl 102 zu Beginn der Reibungsbremsung der Bremssteuerung 106 anzeigen, dass ein Ramp-Out des Rekuperationsbremsmoments am Hybridantriebsstrang 105 erfolgt, obgleich das Anlegen des Rekuperationsbremsmoments an den Hybridantriebsstrang 105 tatsächlich beibehalten wird und Ramp-Out nicht eingeleitet worden ist.
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Folglich kann die Fahrzeugbremssteuerung 106 den Bremsmomentbefehl durch Subtrahieren des Rekuperationsbremsmoments 107, das tatsächlich der rohe oder unverzögerte Rekuperationsbremsmomentbefehl 102 ist (unter der Annahme, dass es das eigentliche geschätzte Rekuperationsbremsmoment in Radebene ist), vom Gesamtfahrerbremsmomentbefehl berechnen. Die Fahrzeugbremssteuerung 106 kann den berechneten Bremsmomentbefehl zu dem (nicht gezeigten) Bremskraftverstärker übertragen, der Reibungsbremsung an die (nicht dargestellten) Bremsen des Fahrzeugs anlegt.
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Nach dem Anlegen von Reibungsbremsung an die Bremsen für eine Zeitdauer, die der Bremskraftverstärkermomentaufbauverzögerung entspricht, kann das Rekuperationsbremsmoment stufenlos verringert werden. Dadurch können der Ramp-Out des Rekuperationsbremsmoments und der Ramp-In der Reibungsbremsung synchronisiert werden, und der Trend zu einer harten Verzögerung, zu dem es ansonsten während einer Bremskraftverstärkermomentaufbauverzögerungszeit kommen kann, kann beseitigt oder reduziert werden.
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Bei einer Geschwindigkeit, die niedriger ist als eine niedrigere Schwellengeschwindigkeit (Vregen ramp-out–1), kann das geschätzte Rekuperationsbremsmoment in Radebene 103 wieder an die Fahrzeugbremssteuerung 106 gesendet werden. Die Fahrzeugbremssteuerung 106 kann den Bremsmomentbefehl durch Subtrahieren des geschätzten Rekuperationsbremsmoments in Radebene 103 von dem Gesamtfahrerdrehmomentbefehl berechnen und auf gewöhnliche Weise Reibungsbremsungs-Ramp-In befehlen, um ein Überschwingen des Reibungsbremsungs-Ramp-In zu vermeiden.
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Ein Schaubild, in dem ein Rekuperationsmomentbefehl als eine Funktion von Zeit aufgetragen ist, wird in 3 gezeigt. Das Schaubild stellt eine Verzögerung des Rekuperationsbremsmomentbefehls beim Ramp-Out von 100 ms bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, die kleiner als eine größere Schwellengeschwindigkeit (Vregen ramp-out+1) und größer als eine niedrigere Schwellengeschwindigkeit (Vregen ramp-out–1) ist, dar. Weiterhin zeigt das Schaubild den rohen oder unverzögerten Rekuperationsbremsmomentbefehl, der an die Fahrzeugbremssteuerung gesendet wird, um Rekuperationsbremsungs-Ramp-Out mit Reibungsbremsungs-Ramp-In zu synchronisieren. Zusammen mit der Ansprechzeit des Antriebsstrangs gleicht die Gesamtzeit zwischen dem geschätzten Rekuperationsbremsmoment in Radebene und dem rohen oder unverzögerten Rekuperationsbremsmomentbefehl die Verzögerung beim Bremskraftverstärkermomentaufbau von 200 ms, die einer Bremspedalweglänge von 25% entspricht, aus.
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Obgleich die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bezüglich bestimmter beispielhafter Ausführungsformen beschrieben worden sind, sollte auf der Hand liegen, dass die bestimmten Ausführungsformen der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung dienen, da für den Fachmann andere Variationen ersichtlich werden.
