DE102015102925A1

DE102015102925A1 - Normalisieren einer Verlangsamung eines Fahrzeugs mit einem regenerativen Bremssystem

Info

Publication number: DE102015102925A1
Application number: DE102015102925.1A
Authority: DE
Inventors: Kevin S. Kidston; Eric Krueger; John Haraf
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2015-09-24
Also published as: US20150266383A1; CN104924913A; US9238412B2; CN104924913B

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Reibungsbremssystem und einem regenerativen Bremssystem wird hier dargestellt. Das Verfahren bestimmt eine regenerative Drehmomentkapazität, berechnet eine gewünschte regenerative Drehmomentgröße für das Bremssystem, erfasst, dass die gewünschte regenerative Drehmomentgröße die regenerative Drehmomentkapazität um wenigstens eine Schwellwertgröße überschreitet, und steuert eine Betätigung des Reibungsbremssystems in Reaktion auf das Erfassen. Ein anderes Betriebsverfahren bestimmt eine Nachlauf-Drehmomentfähigkeit des Fahrzeugs, berechnet eine gewünschte Nachlauf-Drehmomentgröße, erfasst, dass die gewünschte Nachlauf-Drehmomentgröße die Nachlauf-Drehmomentfähigkeit um wenigstens eine Schwellwertgröße überschreitet, und steuert die Betätigung des Reibungsbremssystems, in Reaktion auf das Erfassen.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsformen des Gegenstandes, der hierin beschrieben wird, beziehen sich allgemein auf den Betrieb eines Automobils, wenn eine Verlangsamung einer Transmission geringer oder unmöglich ist. Insbesondere beziehen sich Ausführungsformen des Gegenstandes auf Methodiken zum Betreiben von Hybrid- und Elektrofahrzeugen mit regenerativen Bremssystemen, Fahrzeugen mit dualen Trockenkupplungsgetrieben und ähnlichem.
Hintergrund
Automobile Transmissionen verfügen im Allgemeinen über ein gewisses Maß an Verlangsamung, wenn der Fahrer das Gaspedal freigibt. In konventionellen Verbrennungsmotorfahrzeugen mit automatischen oder manuellen Getrieben ist dies eine Funktion des Getriebeganges und der Größe der Motorbremse und ist immer vorhanden. In Hybrid/Elektrofahrzeugen wird dieses durch ein regeneratives Bremsmoment bereitgestellt, das zum Aufladen einer Batterie verwendet wird, welche einem Traktionsmotor Leistung zur Verfügung stellt, um das Fahrzeug anzutreiben. In einigen Fahrzeugen, insbesondere Hybrid/Elektrofahrzeugen und Fahrzeugen mit dualen Trockenkupplungsgetrieben, kann die Größe der Transmissionsverlangsamung in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern reduziert oder nicht verfügbar sein.
Die Popularität von Hybrid-Elektro-, Plug-in-Hybrid- und vollständigen Elektrofahrzeugen wird im Lauf der Zeit weiterhin ansteigen. Folglich ist der Stand der Technik übersättigt mit unterschiedlichen Systemen, Steuerungstechnologien und Prozessen, die sich auf den Betrieb von derartigen Fahrzeugen beziehen. Ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) umfasst ein aufladbares Energiespeichersystem (ESS), das gewöhnlich als eine aufladbare Batterie oder eine Batteriepackung mit einer relativ hohen Energiedichte konfiguriert ist. Ein HEV kann auch einen Benzin-, Diesel- oder alternativen Brennstoffverbrennungsmotor einschließen. Andere Fahrzeugentwürfe können eine Brennstoffzelle und/oder andere Leistungsquellen anstelle oder in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor verwenden, um Fahrzeugemissionen weiter zu reduzieren und den Aktionsradius des Fahrzeugs zu verbessern. Ein vollständiges Elektrofahrzeug (EV) umfasst nur einen elektrischen Antriebsstrang, z.B. einen Elektromotor und ein ESS.
In bestimmten HEV- und EV-Entwürfen verbleibt das Laufrad des Fahrzeugs kontinuierlich mit der Transmission verbunden, um eine regenerative Bremsfähigkeit zu ermöglichen, indem relativ effiziente Mittel zum Erfassen nützlicher und ansonsten vergeudeter Bremsenergie während des Nachlaufs und/oder während des aktiven Bremsens zur Verfügung zu stellen. Wie in der Technik bekannt, kann ein elektrischer Motor/Generator (MOGEN) wahlweise in einer derartigen Weise betrieben werden, um dem Gerät zu ermöglichen, als Generator während des Nachlaufs oder als ein aktives regeneratives Bremsereignis zu wirken. Wenn es als ein Generator wirkt, lädt der elektrische MOGEN das ESS während eines Anwendens eines negativen Drehmoments der Antriebsräder und/oder der Antriebswelle auf, so dass elektronisch das Fahrzeug verlangsamt wird. Der elektrische MOGEN kann in ähnlicher Weise wahlweise als ein Elektromotor betrieben werden, um somit gespeicherte elektrische Energie von dem ESS wie benötigt abzuziehen, um das Fahrzeug anzutreiben.
Eine Regeneration während des Nachlaufs oder dem aktiven Bremsen trägt zu der Verzögerung des Fahrzeugs bei. In dieser Beziehung kann ein negativer Nachlauf ein regeneratives Drehmoment zum Imitieren der Motorcharakteristiken eines traditionellen nicht-elektrischen Fahrzeugs verwendet werden. Darüber hinaus kann ein negatives bremsendes und regeneratives Drehmoment als eine Funktion einer Bremspedalbedienung verwendet werden, um die Charakteristiken eines Vakuum basierenden hydraulischen Standardbremssystems zu imitieren. In der Praxis kann ein bremsendes regeneratives Drehmoment als ein zusätzliches Drehmoment zu dem Reibungsbremsmoment (welches in Reaktion auf eine Fahreraktion des Bremspedals erzeugt wird) angewandt werden, was niedrigere Kosten und eine geringere Komplexität ermöglicht, im Gegensatz zu voll überlagerten regenerativen Bremssystemen.
In bestimmten Situationen kann das Fahrzeug geringe oder keine Kapazität aufweisen, um ein regeneratives Drehmoment zu erzeugen. Wenn zum Beispiel das Hochspannungs-ESS vollständig aufgeladen ist (oder eine ausreichend hohen Zustand der Aufladung aufweist), dann kann ein regeneratives Drehmoment nicht zu Verfügung stehen. In einem anderen Beispiel kann unter Radschlupfbedingungen das regenerative Bremssystem temporär ausgeschaltet sein, um einem automatischen Bremssystem, einem Traktionssteuersystem und/oder anderen Systemen zu ermöglichen, unmittelbar anzufangen und zu arbeiten. Auch in Fällen, in denen Multimodus-Hybridgetriebe zwischen Moden/Gängen schaltet. In anderen Szenarien kann es nicht möglich sein, ein regeneratives Drehmoment durch einen Schaltbetrieb auszuführen (oder es kann erwünscht sein, das regenerative Drehmoment während des Schaltens aus unterschiedlichen Gründen zu verhindern, z.B. um Lärm oder Vibrationen zu reduzieren). Wenn ein regeneratives Drehmoment nicht aus irgendeinem Grund zur Verfügung steht, dann wird die aktuelle Fahrzeugverlangsamung aufgrund des Verlustes der Verlangsamung bei dem regenerativen Drehmoment beim Nachlauf und bei dem regenerativen Drehmoment beim zusätzlichen Bremsen, geringer als erwartet sein. Der wahrgenommene Unterschied in der Verlangsamung ist eine Funktion der normalen Größe des regenerativen Drehmoments. Wenn zum Beispiel die Nachlaufverlangsamung in Bezug auf eine höheren Größe kalibriert ist, um eine Pedalbetätigung zu ermöglichen, wird der Verlust des regenerativen Drehmoments deutlicher spürbar, als wenn es für einen traditionelleren Wert zusammen mit der Motorbremse kalibriert würde.
Ähnlich kann in einigen nicht-hybriden Fahrzeugen wie Fahrzeugen mit dualen Trockenkupplungsgetrieben die Verlangsamung von der Transmission nicht zur Verfügung stehen. In diesem Fall von dualen Trockenkupplungsgetrieben kann die Kupplung überhitzt werden und kann deshalb nicht gezwungen werden zu öffnen. Die Verlangsamung aufgrund der Motorbremse wird dann nicht zu der Antriebsachse übertragen. In diesem Fall wird die Anwendung der Reibungsbremsen das Gefühl einer normalen Nachlaufverlangsamung wieder herstellen.
Demzufolge ist es wünschenswert, ein Fahrzeugsteuersystem zu haben, das die Szenarien, die oben erwähnt wurden, berücksichtigt. Weiterhin werden andere wünschenswerte Merkmale und Charakteristiken durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen deutlicher, die im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen und dem technischen Gebiet und dem Hintergrund berücksichtigt werden.
Kurze Zusammenfassung
Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Reibungsbremssystem und einem regenerativen Bremssystem wird hier vorgestellt. Beispielhafte Ausführungsformen des Verfahrens bestimmen eine regenerative Drehmomentkapazität des Fahrzeugs und berechnen eine gewünschte regenerative Drehmomentgröße für das regenerative Bremssystem. Das Verfahren kann durch Erfassen, dass die berechnete gewünschte regenerative Drehmomentgröße die bestimmte regenerative Drehmomentkapazität um wenigstens eine Schwellwertgröße überschreitet, fortgesetzt werden. In Reaktion auf das Erfassen, steuert das Verfahren die Betätigung des Reibungsbremssystems.
Beispielhafte Ausführungsformen eines Fahrzeugs werden hier auch dargestellt. Das Fahrzeug umfasst ein Laufrad, ein Energiespeichersystem (ESS), einen elektrischen Motor/Generator, der mechanisch mit dem Laufrad gekoppelt ist und elektrisch mit dem ESS gekoppelt ist, ein Reibungsbremssystem für das Laufrad und ein regeneratives Steuersystem für das ESS. Das regenerative Steuersystem ist betreibbar, um ein Verfahren anzuwenden, das eine regenerative Drehmomentkapazität des Fahrzeugs bestimmt, eine gewünschte regenerative Drehmomentgröße für das regenerative Bremssystem berechnet und erfasst, dass die berechnete gewünschte regenerative Drehmomentgröße die bestimmte regenerative Drehmomentkapazität um wenigstens eine Schwellwertgröße überschreitet. In Reaktion auf das Erfassen, steuert das regenerative Steuersystem die Betätigung des Reibungsbremssystems.
Eine andere Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Reibungsbremssystem wird ebenfalls dargestellt. Das Verfahren bestimmt eine Nachlauf-Drehmomentfähigkeit des Fahrzeugs, berechnet eine gewünschte Nachlauf-Drehmomentgröße des Fahrzeugs und erfasst, dass die berechnete gewünschte Nachlauf-Drehmomentgröße die bestimmte Nachlauf-Drehmomentfähigkeit um wenigstens eine Schwellwertgröße überschreitet. In Reaktion auf das Erfassen, steuert das Verfahren die Betätigung des Reibungsbremssystems.
Diese Zusammenfassung wird zum Einführen einer Auswahl von Konzepten in einer vereinfachenden Form bereitgestellt, welche weiterhin unten in der detaillierten Beschreibung beschrieben werden. Diese Zusammenfassung beabsichtigt weder, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes zu identifizieren, noch beabsichtigt sie, als eine Hilfe zum Bestimmen des Umfangs des beanspruchten Gegenstandes verwendet zu werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein vollständigeres Verständnis des Gegenstandes kann durch Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung und die Ansprüche abgeleitet werden, wenn sie in Verbindung mit den nachfolgenden Figuren betrachtet werden, wobei ähnliche Bezugsnummern sich auf ähnliche Elemente für alle Figuren beziehen.
1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einem regenerativen Bremssystem;
2 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugsteuerprozesses darstellt;
3 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugsteuerprozesses darstellt; und
4 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einem dualen Trockenkupplungsgetriebe.
Detaillierte Beschreibung
Die folgende detaillierte Beschreibung ist nur von darstellender Natur und es ist nicht beabsichtigt, die Ausführungen des Gegenstandes oder die Anwendung und den Gebrauch derartiger Ausführungsformen zu begrenzen. Wie hierin verwendet, bedeutet das Wort “beispielhaft” “als ein Beispiel, als eine Gelegenheit oder als Darstellung zu dienen”. Jede Ausführungsform, die hierin als “beispielhaft” beschrieben ist, ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen auszulegen. Weiterhin ist es nicht beabsichtigt, an irgendeine ausdrückliche oder implizit verwendete Theorie, die in dem vorhergehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der kurzen Zusammenfassung oder der nachfolgenden detaillierten Beschreibung dargestellt wird, gebunden zu sein.
Verfahren und Technologien können hierin in Bezug auf funktionale und/oder logische Blockkomponenten und mit Bezug auf symbolische Darstellungen der Operationen, Verarbeitungsaufgaben und Funktionen beschrieben sein, die durch verschiedene Computerkomponenten oder Geräte durchgeführt werden können. Auf derartigen Operationen, Aufgaben und Funktionen wird manchmal als computerdurchführbar, computerisiert, softwareimplementiert oder computerimplementiert Bezug genommen. Es sollte anerkannt werden, dass verschiedene Blockkomponenten, die in den Figuren gezeigt werden, durch irgendeine Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten, die konfiguriert sind, um die spezifischen Funktionen auszuführen, realisiert werden können. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform eines Systems oder einer Komponente verschiedene integrierte Schaltungskomponenten benutzen, z.B. Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder dergleichen, die eine Vielfalt von Funktionen unter der Steuerung von einem oder mehreren Mikroprozessoren oder anderen Steuergeräten ausführen können.
Wenn in Software oder Firmware ausgeführt, sind verschiedene Elemente der Systeme, die hierin beschrieben werden, im Wesentlichen Code-Segmente oder Instruktionen, die verschiedene Aufgaben ausführen. Das Programm oder die Code-Segmente können in einem fühlbaren und nicht-transitorischen prozessorlesbaren Medium in Form von prozessorausführbaren Instruktionen, welche die gewünschte Funktionalität und Prozesse, die hierin beschrieben werden, ausführen, gespeichert sein. Beispiele eines prozessorlesbaren Mediums umfassen eine elektronische Schaltung, ein Halbleiterspeichergerät, einen ROM, einen Flash-Speicher, einen löschbaren ROM (EROM), eine Floppy-Disk, einen CD-ROM, eine optische Disk, eine Festplatte oder dergleichen.
Im Sinne der Kürze, können konventionelle Techniken, die sich auf Fahrzeugentwürfe, Fahrzeugsteuersysteme, regenerative Bremssysteme, elektrische und hybrid-elektrische Antriebsstränge, konventionelle Antriebsstränge, Kupplungssysteme und fahrzeugbasierte elektronische Steuermodule beziehen, hierin nicht im Detail beschrieben werden. Weiterhin beabsichtigen die Verbindungslinien, die in verschiedenen Figuren, die hierin enthalten sind, gezeigt werden, beispielhaft funktionelle Verbindungen und/oder physikalische Kopplungen zwischen den unterschiedlichen Elementen darzustellen. Es sollte angemerkt werden, dass viele alternative und zusätzliche funktionelle Beziehungen oder physikalische Verbindungen in einer Ausführungsform des Gegenstandes dargestellt sein können.
1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Fahrzeugs 100 mit einem regenerativen Bremssystem. Das Fahrzeug 100 kann ein HEV-, ein EV-, ein Plug-in-HEV- oder irgendein geeignet konfiguriertes Fahrzeug sein, das eine regenerative Bremsfähigkeit aufweist. Das Fahrzeug 100 kann ein Frontradantriebsfahrzeug, ein Rückradantriebsfahrzeug, ein Allradantriebsfahrzeug oder dergleichen sein. Die nicht-begrenzende Ausführungsform, die in 1 dargestellt wird, repräsentiert ein Frontradantriebsfahrzeug. Das Fahrzeug 100 kann ohne Begrenzung einschließen:
Laufräder 102; wenigstens eine Antriebsachse 104; ein Antriebssystem 106; einen elektrischen Motor/Generator (MOGEN) 108; ein Energiespeichersystem (ESS) 110 für das Antriebssystem 106; ein computer- oder prozessorbasierendes Steuersystem 112; eine Anzahl von Fahrzeugsensoren 114; ein Reibungsbremssystem 116; ein Gaspedal bzw. Beschleunigungspedal 118; und ein Bremspedal 120. Das regenerative Bremssystem des Fahrzeugs 100 kann als eine Kombination von unterschiedlicher Hardware, Steuerung und computerausführbaren Code-Elementen an Bord des Fahrzeugs 100 implementiert oder realisiert werden. Zum Beispiel kann das regenerative Bremssystem einige bzw. mit einigen oder allen der Folgenden, ohne Begrenzung, einschließen oder kooperieren: eine oder mehrere Antriebsachsen 104, dem Antriebssystem 106; dem elektrischen MOGEN 108; dem Steuersystem 112; einem oder mehreren Sensoren 114 und dem Reibungsbremssystem 116.
1 zeigt das Fahrzeug 100 in einer stark vereinfachten Weise. Es sollte anerkannt werden, dass eine praktische Ausführungsform des Fahrzeugs 100 viele zusätzliche Komponenten, Untersysteme und Elemente einschließen wird, die zusammenarbeiten, um eine Vielfalt von konventionellen und gewöhnlichen Merkmalen und Funktionen bereitzustellen. Im Sinne der Kürze und Klarheit, werden konventionelle Aspekte des Fahrzeugs 100 (welche unwichtig oder für den offenbarten Gegenstand nicht relevant sein können) nicht im Detail hier beschrieben. Diesbezüglich werden regenerative Bremssysteme und Methodiken in dem U.S. Pat. Nr. 5,615,933 (mit dem Titel “Electric Vehicle with Regenerative and Anti-Lock Braking”) und dem U.S. Pat. Nr. 8,190,344 (mit dem Titel “Optimization of Vehicle Stability and Steering During a Regenerative Braking Event”) beschrieben, die beide durch Referenz hierin eingeschlossen sind.
Das Antriebssystem 106 liefert eine Traktionsleistung an die Antriebsachse 104. Das Antriebssystem 106 kann, ohne darauf begrenzt zu sein, einschließen ein Getriebe, einen Drehmomentwandler und einen Verbrennungsmotor (für HEV oder Plug-in-HEV-Fahrzeuge). Zur Vereinfachung der Darstellung werden diese Komponenten in 1 nicht gezeigt. Das Antriebssystem 106 ist geeignet entworfen und gesteuert, um mit dem MOGEN 108 und dem ESS 110 zu kooperieren, so dass die Laufräder 102 (z.B. Frontantriebsräder in diesem Beispiel) durch den MOGEN 108 unter Verwenden elektrischer Energie, die in dem ESS 110 gespeichert ist, angetrieben werden. Der MOGEN 108, das ESS 110 und/oder andere Merkmale und Funktionen des Fahrzeugs 100 werden durch das Steuersystem 112 gesteuert.
Das Steuersystem 112, welches unter Verwenden von einem oder mehreren an Bord befindlichen elektronischen Steuermodulen implementiert sein kann, ist geeignet konfiguriert, um verschiedene Techniken, Verfahren und Prozesse, die in größerem Detail unten beschrieben werden, auszuführen. Diesbezüglich kann das Steuersystem 112 ein oder mehrere Steuermodule zum Zwecke des Betreibens eines regenerativen Steuersystems für das Fahrzeug 100 einschließen oder damit kooperieren. In bestimmten Ausführungsformen ist die Funktionalität des Steuersystems 112 unter einer Vielzahl von physikalisch einzelnen elektronischen Steuermodulen des Fahrzeugs 100 verteilt. Zum Beispiel kann das Steuersystem 112, ohne Begrenzung, einen oder mehrere der Folgenden einschließen oder damit kooperieren:
ein zentrales Steuermodul; ein Motorsteuermodul; ein Getriebesteuermodul; ein Leistungswandlermodul; ein Bremssteuermodul; ein Karosseriesteuermodul; ein Leistungsstrangsteuermodul und ein Batteriesteuermodul. Diese, und möglicherweise andere, Module, schließen die Steuerlogik und funktionelle Möglichen ein, die notwendig sein können, um das Fahrzeug 100 in der gewünschten Weise zu betreiben. Wenn es in dieser Weise konfiguriert ist, kann das Steuersystem 112 eine übergreifende Steuerung und Koordination von einigen oder allen der vorher erwähnten Module bereitstellen. Der Einfachheit halber wird das Steuersystem 112 als ein einzelner Block dargestellt, obwohl separate einzelne Komponenten auch in einer Ausführungsform des Fahrzeugs 100 eingesetzt werden können.
Das Steuersystem 112 (und irgendein individuelles Steuermodul an Bord des Fahrzeugs 100) kann als ein digitaler Allzweckcomputer konfiguriert sein, der im Allgemeinen einen Mikroprozessor oder eine zentrale Prozessoreinheit, einen Nur-Lese-Speicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), eine Hochgeschwindigkeitsuhr, einen Analog-zu-Digital-(A/D) und Digital-zu-Analog-(D/A) Schaltkreis und Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und Geräte (I/O) sowie einen geeigneten signalkonditionierenden und einen Pufferschaltkreis aufweist. Jeder Satz der Algorithmen, die in dem Steuersystem 112 enthalten sind (und irgendwelche individuellen Steuermodule an Bord des Fahrzeugs 100) oder dadurch zugreifbar sind, schließen die Steueralgorithmen, die in größerem Detail unten beschrieben werden, ein und können in dem ROM gespeichert und wie benötigt ausgeführt werden, um die entsprechenden Funktionen auszuführen.
Das ESS 110 kann wie eine oder mehrere Batterien konfiguriert sein, obgleich andere elektrische und/oder elektrochemische Energiespeichergeräte, welche die Fähigkeit zum Speichern elektrischer Leistung und zum Abgeben der elektrischen Leistung aufweisen, hier verwendet werden können. Das ESS 110 kann basierend auf Faktoren ausgelegt sein, die regenerative Bremserfordernisse und Applikationsaspekte einschließen, die sich auf einen typischen Straßenzustand und eine Temperatur und auf Abgaserfordernisse wie Emissionen, Leistungsassistenz und elektrische Reichweite beziehen. Im Allgemeinen ist das ESS 110 ein Gleichstromgerät (DC) mit relativer Hochspannung, das mit einem Übertragungsleistungs-Wandlermodul (nicht gezeigt) über ausreichend konstruierte und verlegte DC-Kabel gekoppelt ist, wie es dem Fachmann der Technik verständlich sein wird.
Der elektrische MOGEN 108 ist mechanisch mit wenigstens einem der Laufräder 102 gekoppelt und ist elektrisch mit dem ESS 110 gekoppelt. Der elektrische MOGEN 108 kann alternierend als ein Leistungsversorger oder als ein Leistungsgenerator betrieben werden. Wenn er als ein elektrischer Motor oder als Leistungsversorger betrieben wird, versorgt der MOGEN 108, der eine Einzeleinheit oder eine Mehrfacheinheit sein kann, abhängig von dem Entwurf des Fahrzeugs 100, das Antriebssystem 106 mit Leistung. Wenn er als ein Generator betrieben wird, wird der MOGEN 108 elektrische Leistung von dem Antriebssystem 106 empfangen. Diesbezüglich ist das Steuersystem 112 angepasst, um elektrische Energie von dem MOGEN 108 zu dem ESS 110 abzuführen oder zu verteilen, um das ESS 110 aufzuladen und/oder die elektrische Energie von dem ESS 110 zu anderen elektrischen Leistungseinheiten (nicht gezeigt) zu verteilen, welche als elektrischer Motor zu dieser Zeit betrieben werden.
Das Fahrzeug 100 umfasst ein konventionelles elektromechanisches oder hydraulisches Reibungsbremssystem 116, welches einen Fluid-aktuierten Bremsbelag und/oder einen trommelartigen Bremsmechanismus, der in der Nähe von jedem Laufrad 102 angeordnet ist, verwendet. Das Reibungsbremssystem 116 stellt ein Reibungsbremsdrehmoment bereit, welches durch ein elektronisches/regeneratives Bremsmoment verstärkt werden kann. Wenn ein Fahrer oder Betreiber des Fahrzeugs 100 ein Bremspedal 120 presst, wodurch eine Kraft und eine Fahrt eingegeben wird, die ein fahrerangewiesenes allgemeines Bremsdrehmoment beschreibt, verlangsamt das Reibungsbremssystem 116 das Fahrzeug 100 über eine Kombination des Reibungsbremsdrehmoments und des regenerativen Bremsmoments (falls verfügbar).
Weiterhin Bezug nehmend auf 1 ist das Fahrzeug 100 mit verschiedenen Sensoren 114 ausgestattet, welche die Informationen, die sich auf den laufenden Betriebszustand oder Bedingungen des Fahrzeugs 100 beziehen, erfassen oder erhalten. Zum Beispiel können die Sensoren 114 Radgeschwindigkeitssensoren einschließen, welche die Radgeschwindigkeit und die Radschlupfdaten messen (eine Fahrzeuggeschwindigkeit kann durch das Steuersystem 112 unter Verwenden der Radgeschwindigkeitsdaten berechnet werden). Die Sensoren 114 können auch Sensoren einschließen, welche die Position und/oder Bewegung des Bremspedals 120 und des Gaspedals 118 erfassen. Die Sensoren 114 können auch Sensoren einschließen, welche den gegenwärtigen Ladezustand des ESS 110 bestimmen. Während des Betriebs des Fahrzeugs 100 empfängt das Steuersystem 112 Eingabesignale, welche den unterschiedlichen Sensoren 114 entsprechen, welche an verschiedenen Stellen an Bord des Fahrzeugs 100 eingesetzt sein können. Die Sensordaten können gesammelt und mit jeder beliebigen Abtastrate verarbeitet werden, z.B. einmal pro 10 Millisekunden.
Die regenerative Bremsfunktion des Fahrzeugs 100 ist üblicherweise als transformierte mechanische Energie wirksam, welche mit der Rad/Achsenrotation in elektrische Energie assoziiert ist, welche zum Aufladen des ESS 110 verwendet wird. Das Steuersystem 112 zeigt ein negatives regeneratives Drehmoment an, das derart auf den MOGEN 108 angewandt werden kann, um Elektrizität für das ESS 110 zu erzeugen. Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann jedoch das regenerative Drehmoment nicht verfügbar sein, was in einer geringeren Verlangsamung als erwartet resultiert. Um den Verlust von regenerativem Nachlauf und Bremsdrehmoment abzuschwächen, steuert das Steuersystem 112 das Reibungsbremssystem 116, um eine Größe des Bremsdruckes ohne eine Fahrereingabe anzuwenden und um die gewünschte Größe der Verlangsamung zu erreichen (welche sonst durch Betrieb des regenerativen Bremssystems verursacht würde). Die Anwendung des Reibungsbremsdrehmoments kann auch in ähnlicher Weise gesteuert werden, um den Verlust des regenerativen Bremsdrehmoments zu kompensieren.
2 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugsteuerprozesses 200 darstellt, und 3 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugsteuerprozesses 300 darstellt. Diese Prozesse stellen beispielhafte Verfahren des Betreibens eines Fahrzeugs mit einem Reibungsbremssystem und einem regenerativen Bremssystem dar. Demgemäß können diese Prozesse während des Betriebs des Fahrzeugs 100 ausgeführt werden, um die Verlangsamung unter Bedingungen, in denen das regenerative Drehmoment nicht zur Verfügung steht, zu normalisieren. Die verschiedenen Aufgaben, die in Verbindung mit einem beschriebenen Prozess ausgeführt werden, können durch Software, Hardware, Firmware oder irgendwelche anderen Kombinationen davon ausgeführt werden. Für darstellende Zwecke kann die nachfolgende Beschreibung sich auf Elemente beziehen, welche in Verbindung mit 1 oben erwähnt werden. In der Praxis können Teile eines beschriebenen Prozesses durch unterschiedliche Elemente des beschriebenen Systems ausgeführt werden, z.B. einem Sensor, einem Steuermodul oder dergleichen. Es ist anzuerkennen, dass ein dargestellter Prozess irgendeine Anzahl von zusätzlichen oder alternativen Aufgaben einschließen kann, wobei die Aufgaben, die in den Figuren gezeigt werden, nicht in der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden müssen, und dass ein beschriebener Prozess in einem komprimierteren Verfahren oder Prozess eingebaut sein kann, der zusätzliche Funktionalitäten, die nicht im Detail hierin beschrieben werden, aufweist. Darüber hinaus könnten eine oder mehrere der Aufgaben, die in den Figuren gezeigt werden, weggelassen werden, solange wie die beabsichtigte Gesamtfunktionalität intakt bleibt.
Bezug nehmend nun auf 2, kann eine Iteration des Prozesses 200 zu jeder beliebigen Abtastzeit beginnen. Der Prozess 200 kann durch Bestimmen der regenerativen Drehmomentkapazität des Fahrzeugs beginnen (Schritt 202). Wie hierin verwendet bezieht sich eine Größe der “regenerativen Drehmomentkapazität” auf ein regeneratives Drehmoment, das sicher für die Zwecke der Aufladung des ESS 100 und/oder für eine gewünschte Größe des regenerativen Drehmoments verwendet wird, das für den gegenwärtigen Betriebszustand des Fahrzeugs gekennzeichnet oder bestimmt ist. Wenn zum Beispiel das ESS 110 vollständig geladen ist, dann wird die regenerative Drehmomentkapazität etwa Null oder extrem begrenzt sein. Wenn im Gegensatz dazu das ESS 110 von elektrischer Energie nahezu entladen ist, dann kann die regenerative Drehmomentkapazität relativ hoch sein. Als ein anderes Beispiel kann die regenerative Drehmomentkapazität ein dynamisch anpassbarer Parameter sein, der durch bestimmte erfassbare Betriebsbedingungen wie Fahrzeugzustand, Betreibereingabe oder dergleichen beeinflusst wird. In diesem Kontext kann es wünschenswert sein, die regenerative Drehmomentkapazität während einer Getriebeschaltung zu reduzieren, um Lärm und Vibration zu vermindern. Der Schritt 202 berechnet die regenerative Drehmomentkapazität des Fahrzeugs basierend auf dem laufenden Betriebszustand des Fahrzeugs. In bestimmten Ausführungsformen berechnet der Schritt 202 die regenerative Drehmomentkapazität als eine Funktion des laufenden Ladezustands des ESS 110. Der Schritt 202 kann auch die regenerative Drehmomentkapazität als eine Funktion von einem oder mehreren anderen Parametern berechnen, wie den Radschlupfdaten, die von einem oder mehreren der Sensoren 114 erhalten werden.
Der Prozess 200 kann durch Berechnen der gewünschten regenerativen Nachlauf-Drehmomentgröße für das regenerative Bremssystem fortgesetzt werden (Schritt 204). Die gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße ist mit einem Nachlaufzustand oder einer Kondition des Fahrzeugs assoziiert, indem eine Größe eines regenerativen Drehmoments normalerweise während des Nachlaufs zum Verlangsamen des Fahrzeugs in einer Weise angewandt wird, die eine Motorbremse eines traditionellen Fahrzeugs, das durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, imitiert. In bestimmten Ausführungsformen berechnet der Schritt 204 die gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße basierend auf dem laufenden Betriebszustand des Fahrzeugs. Zum Beispiel kann die regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße als eine Funktion der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit und der laufenden Position oder der Größe einer Bewegung des Gaspedals berechnet werden, welche von einem oder mehreren der Sensoren 114 empfangen wird. Somit resultiert der Schritt 204 in einer Größe des regenerativen Drehmoments, welche anzuwenden ist, um das Fahrzeug in einer geeigneten Weise zu verlangsamen.
Der Prozess 200 kann einen regenerativen Nachlauf-Drehmoment-Fehlbetrag (SF_C) berechnen, welcher eine Differenz zwischen der gewünschten regenerativen Nachlauf-Drehmomentgröße und der bestimmten regenerativen Drehmomentkapazität darstellt. Obwohl der Fehlbetrag unter Verwenden irgendeiner geeigneten Formel oder einem geeigneten Algorithmus berechnet werden kann, verwendet das direkte Beispiel, das hierin beschrieben wird, eine einfache Differenz. Der Fehlbetrag liefert ein Kennzeichen, ob ein ausreichendes regeneratives Drehmoment zum Zweck der Verlangsamung des Fahrzeugs wie gewünscht verfügbar ist.
Wenn der Prozess 200 erfasst, dass der Fehlbetrag (SF_C) eine Schwellwertdrehmomentgröße übersteigt (der “Ja”-Zweig des Abfrageschrittes 208), dann nimmt der Prozess 200 an, dass das regenerative Bremsen nicht verfügbar oder in anderer Weise begrenzt ist. Wenn nicht (der “Nein”-Zweig des Abfrageschrittes 208), dann nimmt der Prozess 200 an, dass die gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße eingesetzt werden kann und, deshalb, der Prozess 200 existiert (bei der Referenznummer 209) so dass die Regeneration, das Bremsen, das Nachlaufen und andere Fahrzeugprozesse wie gewöhnlich ausgeführt werden können. Die Schwellwertdrehmomentgröße ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert. Zum Beispiel vermindert es die Anzahl der Bremsaktivierungen (welches die Bremslebensdauer vermindert). Als ein anderes Beispiel vermindert ein Schwellwert den Lärm, der mit der Aktivierung von Bremsen assoziiert sein kann. Darüber hinaus hängt das, was “notwendig” ist, von dem, was der Fahrer fühlt, ab. Diesbezüglich kann ein Fahrer üblicherweise Änderungen in der Verlangsamung von mehr 0,02 g nicht fühlen. Der Fahrer hat ein gewisses Gefühl für das, was “normal” in Bezug auf Nachlaufverlangsamung ist, aber es besteht keine Notwendigkeit, die Verlangsamung immer auf das, was die Motor/Regeneration bereitstellen würde, gleichzusetzen. Demzufolge ist eine Verminderung der Verlangsamung von dem Gefühlsstandpunkt aus akzeptabel.
Die Schwellwertdrehmomentgröße kann einen statischen Wert oder einen dynamischen Wert aufweisen, was als eine Funktion des laufenden Fahrzeugzustandes oder der Bedingungen variiert. Zum Beispiel kann der Prozess 200 die Schwellwertdrehmomentgröße als eine Funktion der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit festlegen. Obgleich der besondere Schwellwert von einem Fahrzeugmodell zu einem anderen variieren kann und während des Betriebs eines gegebenen Fahrzeugs variieren kann, wird der Schwellwert typischerweise innerhalb eines Bereichs von etwa 100 bis 300 N·m sein.
Der “Ja”-Zweig des Abfrageschrittes 208 kann zu dem Schritt 210 führen, welcher einen geeigneten Nachlauf-Reibungsbremsdrehmoment-Befehl zum Zwecke eines Steuerns der Betätigung des Reibungsbremssystems erzeugt. In bestimmten Ausführungsformen berechnet der Schritt 210 das Nachlauf-Reibungsbremsdrehmoment-Kommando als eine Funktion der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit und der laufenden Position oder der Größe der Bewegung des Gaspedals, das von einem oder mehreren der Sensoren 114 empfangen wird. In bestimmten Ausführungsformen könnte das Nachlauf-Reibungsbremskommando von der gewünschten regenerativen Nachlauf-Drehmomentgröße (welche bei dem Schritt 204 berechnet wurde) erzeugt werden, weil der Prozess 200 anstrebt, eine ähnliche Verlangsamung zu erreichen, die andererseits von der gewünschten regenerativen Nachlauf-Drehmomentgröße resultieren würde.
Das Nachlauf-Reibungsbremsdrehmoment-Kommando wird an das Bremsbetätigungsmodul übertragen (Schritt 212), welches das Nachlauf-Reibungsbremsdrehmoment-Kommando in einen entsprechenden Bremsbetätigungsdruck umwandelt (Schritt 214). Das Reibungsbremssystem kann dann betätigt werden, um den Bremsbetätigungsdruck während des Nachlaufs anzuwenden (Schritt 216). Somit werden die Bremsen durch eine gesteuerte Größe betätigt, um den Ausfall der regenerativen Bremskapazität oder der Nachlaufverlangsamung zu kompensieren.
Der Prozess 200 bezieht sich auf die Betätigung der Reibungsbremsen während des Nachlaufs. Der Prozess 300 bezieht sich auf eine ähnliche Methodik, welche während des aktiven Bremsens verwendet wird. Praktisch kann der Prozess 300 sequenziell (in einer beliebigen Reihenfolge) mit dem Prozess 200 ausgeführt werden oder parallel zu dem Prozess 200. Zur Klarheit wird der Prozess 300 unabhängig gezeigt und beschrieben.
Bezug nehmend nun auf 3 kann eine Iteration des Prozesses 300 zu jeder gewünschten Abtastzeit initiiert werden. Der Prozess 300 kann durch Bestimmen der regenerativen Drehmomentkapazität des Fahrzeugs (Schritt 302) in der Weise, die oben für Schritt 202 beschrieben wird, beginnen. Der Prozess 300 kann durch Berechnen der gewünschten bremsenden regenerativen Drehmomentgröße für das regenerative Bremssystem berechnet werden (Schritt 304). Die gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße ist mit einem aktiven Bremszustand oder einer Bedingung für das Fahrzeug assoziiert, indem eine Größe des regenerativen Drehmoments normalerweise zum Verlangsamen des Fahrzeugs angewandt wird, wenn der Fahrer das Bremspedal drückt. Für bestimmte Ausführungsformen berechnet der Schritt 304 die gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße basierend auf dem laufenden Betriebszustand des Fahrzeugs. Zum Beispiel kann die gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße als eine Funktion der laufenden Position oder der Größe der Bewegung des Bremspedals berechnet werden, wie es durch einen oder mehrere der Sensoren 114 angezeigt wird. Somit ergibt der Schritt 304 eine Größe des regenerativen Drehmoments, welcher angewandt werden sollte, um das Fahrzeug in einer gewünschten Weise zu verlangsamen.
Der Prozess 300 kann einen bremsenden regenerativen Drehmomentfehlbetrag (SF_B) berechnen, der eine Differenz zwischen der gewünschten bremsenden regenerativen Drehmomentgröße und der bestimmten regenerativen Drehmomentkapazität darstellt. Obgleich der Fehlbetrag unter Verwenden irgendeiner geeigneten Formel oder eines Algorithmus berechnet werden kann, verwendet das hierin beschriebene direkte Beispiel eine einfache Differenz. Der Fehlbetrag gibt ein Zeichen, ob ein ausreichendes regeneratives Drehmoment für Zwecke der Verlangsamung des Fahrzeugs, wie es in Reaktion auf das Betätigen des Bremspedals gewünscht wird, zur Verfügung steht.
Wenn der Prozess 300 erfasst, dass der Fehlbetrag (SF_B) eine Schwellwertgröße überschreitet (der “Ja”-Zweig des Abfrageschrittes 308), dann vermutet der Prozess 300, dass das regenerative Bremsen nicht verfügbar ist oder in anderer Weise begrenzt ist. Wenn nicht (der “Nein”-Zweig des Abfrageschrittes 308), dann vermutet der Prozess 300, dass die gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße angewandt werden kann und, deshalb, der Prozess 300 existiert (bei der Referenznummer 309), so dass eine Regeneration, ein Bremsen, Nachlaufen und andere Fahrzeugprozesse wie gewöhnlich durchgeführt werden können. Siehe die Kommentare über SF_C oben; eine Schwellwertgröße wird hier aus Gründen verwendet, die oben mit Bezug auf den Abfrageschritt 208 beschrieben werden. Hier, wird die Schwellwertgröße derart verwendet, dass eine Variabilität bei der bremsenden Reaktion die Unterschiede in irgendeiner Weise maskiert. Wenn der Schwellwert niedrig genug gesetzt wird, kann der Fahrer es sowieso nicht bemerken.
Die Schwellwertdrehmomentgröße für den Prozess 300 kann ein statischer Wert oder ein dynamischer Wert sein, der als eine Funktion des laufenden Fahrzeugzustands oder der Bedingung variiert, und es kann unterschiedlich zu der Schwellwertdrehmomentgröße sein, die für den Prozess 200 verwendet wird. Zum Beispiel kann der Prozess 300 seine Schwellwertdrehmomentgröße als eine Funktion der laufenden Fahrzeuggeschwindigkeit einsetzen. Obwohl der besondere Schwellwert von einem zum anderen Fahrzeugmodell variieren kann und während des Betriebs eines gegebenen Fahrzeugs variieren kann, wird dieser Schwellwert typischerweise innerhalb eines Bereichs von etwa 20 bis 100 N·m liegen.
Der “Ja”-Zweig des Abfrageschrittes 308 kann zu dem Schritt 310 führen, welcher einen geeigneten bremsenden Reibungsbremsdrehmoment-Befehl zum Zwecke eines Steuerns der Betätigung des Reibungsbremssystems erzeugt. Für bestimmte Ausführungsformen berechnet der Schritt 310 das bremsende Reibungsbremsdrehmoment-Kommando als eine Funktion der laufenden Position oder der Größe der Bewegung des Gaspedals. In bestimmten Ausführungsformen könnte das bremsende Reibungsbremskommando durch die gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße erzeugt werden (welche beim Schritt 304 berechnet wurde), weil der Prozess 300 bemüht ist, die gleiche Verlangsamung zu erreichen, die andererseits von der gewünschten bremsenden regenerativen Drehmomentgröße resultiert.
Das bremsende Reibungsbremsdrehmoment-Kommando wird zu dem Bremsbetätigungsmodul übertragen (Schritt 312), welches das bremsende Reibungsbremsdrehmoment-Kommando in einen entsprechenden Bremsbetätigungsdruck umwandelt (Schritt 314). Das Reibungsbremssystem kann dann betätigt werden, um den Bremsbetätigungsdruck während des Bremsmanövers anzuwenden (Schritt 316). Somit werden die Reibungsbremsen durch eine gesteuerte Größe zum Kompensieren für das Fehlen der regenerativen bremsenden Kapazität betätigt.
Wie oben erwähnt, können der Prozess 200 (welcher mit Nachlaufen verbunden ist) und der Prozess 300 (welcher mit dem aktiven Bremsen verbunden ist) gleichzeitig oder sequenziell durchgeführt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann der Bremsbetätigungsdruck (falls vorhanden), der beim Schritt 214 erhalten wird, zu dem Bremsbetätigungsdruck (falls vorhanden), der beim Schritt 314 erhalten wird, derart addiert werden, dass das Reibungsbremssystem in einer Weise betätigt wird, welche die Anpassungen, die durch beide Prozesse ausgeführt werden, betrachtet. Wenn somit das Fahrzeug nachläuft und der Fahrer nicht das Bremspedal drückt, dann wird nur das Nachlauf-Reibungsbremskommando (vom Schritt 214) zu dem Bremsbetätigungsdruck beitragen. Wenn im Gegensatz dazu der Fahrer aktiv bremst, dann kann der gesamte Bremsbetätigungsdruck von sowohl dem Nachlauf-Reibungsbremskommando (vom Schritt 214) als auch von dem bremsenden Reibungsbremskommando (vom Schritt 314) abgeleitet werden.
Die Methodiken, die oben beschreiben werden, können auch in bestimmten traditionellen (nicht Hybrid-, nicht Elektro-)Fahrzeugen verwendet werden, z.B. bei einem Automobil mit einem Motor und einem Trockenkupplungsgetriebe. In dieser Beziehung ist 4 eine schematische Darstellung als eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugs 400, das einen Motor 402 und ein Antriebssystem 404 aufweist, welches einen Kupplungsgetriebemechanismus wie ein duales Trockenkupplungsgetriebe einschließt. Das Fahrzeug 400 hat viele der Merkmale, Komponenten und Funktionalitäten, die oben im Kontext mit dem Fahrzeug 100 (siehe 1) beschrieben werden, gemeinsam. Aus diesem Grund können viele der Bezugsnummern von 1 auch in 4 verwendet werden, um dieselben oder äquivalenten Elemente anzuzeigen. Derartige gemeinsame Merkmale und Funktionalitäten werden hier nicht redundant mit Bezug auf das Fahrzeug 400 beschrieben.
Das Fahrzeug 400 stellt ein “traditionelles” Automobil dar, das einen Verbrennungsmotor 402 aufweist, der ein Drehmoment für die Antriebsräder erzeugt, wobei das Antriebsdrehmoment in einer gesteuerten Weise über das Antriebssystem 404 angewandt wird. Das Antriebssystem 404 umfasst einen geeignet konfigurierten Kopplungsmechanismus, welcher eine Traktionsleistung auf die Antriebsachse(n) 104 liefert. In bestimmten Ausführungsformen umfasst oder kooperiert das Antriebssystem 404 mit einem Tockenkupplungsmechanismus. In einigen Ausführungsformen umfasst oder kooperiert das Antriebssystem 404 mit einem dualen Trockenkupplungsgetriebe, welches für einen Fachmann, der mit Fahrzeugentwicklungskonzepten vertraut ist, verständlich ist.
Unter einigen Betriebsbedingungen und Szenarien kann die Nachlauf-Fähigkeit des Leistungsstrangs in dem Fahrzeug 400 beeinträchtigt sein. Zum Beispiel können ein Aufheizen der dualen Trockenkupplungen, Getriebegangschaltungen, die Veränderungen des Luft- und Brennstoffverhältnis, die durch Motoremissionsalgorithmen verursacht sind, ein Begrenzen des negativen Motordrehmoments, um einen Transmissionsklopf-Lärm, eine Vibration und eine Rauhigkeit (NVH), oder andere Bedingungen die Nachlauf-Charakteristiken des Fahrzeugs 400 beeinträchtigen zu reduzieren. Insbesondere kann die gewöhnliche Nachlauf-Verlangsamung in Reaktion auf die Kupplungsaufheizung reduziert oder nicht verfügbar sein. In derartigen Situationen kann das Fahrzeug 400 das Reibungsbremssystem in einer gesteuerten Weise derart aktivieren, dass der Fahrer die gewöhnlichen Nachlaufverlangsamungen erfährt.
Der Prozess 200 kann wie benötigt zum Einsetzen in das Fahrzeug 400 modifiziert werden, um Variationen in der Nachlaufverlangsamung anzusprechen. Zum Beispiel kann, anstelle des Bestimmens der regenerativen Drehmomentkapazität (Schritt 202), das Fahrzeug 400 eine Nachlauf-Drehmomentfähigkeit, basierend auf dem laufenden Betrieb oder den Bedingungen des Fahrzeugs 400 bestimmen. Die bestimmte Nachlauffähigkeit kann durch verschiedene Faktoren oder Parameter, ohne darauf begrenzt zu sein, beeinflusst werden, wie: die Getriebetemperatur, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Motortemperatur, Katalysatorumwandlungstemperatur, der Getriebegang, die Gaspedalposition und die Motorgeschwindigkeit. Unter typischen Betriebsbedingungen zeigt das Fahrzeug 400 vorhersagbare Verlangsamungen während des Nachlaufs. Wenn jedoch die laufenden Betriebsbedingungen den Nachlauf der Verlangsamung beeinträchtigen, kann der Steuerprozess die aktuelle Nachlauf-Drehmomentfähigkeit des Fahrzeugs als eine Funktion des laufenden Betriebszustandes bestimmen.
Der Steuerprozess kann dann eine gewünschte Nachlauf-Drehmomentgröße berechnen (ähnlich zu dem, der oben beim Schritt 204 beschrieben wird), den Nachlauf-Drehmomentfehlbetrag berechen (ähnlich zu dem, der oben beim Schritt 206 beschrieben wird) und den Nachlauf-Drehmomentfehlbetrag mit einer Schwellwertdrehmomentgröße vergleichen (ähnlich zu dem, der oben beim Abfrageschritt 208 beschrieben wird). Danach können die verbliebenen Verfahrensschritte des Prozesses 200 ausgeführt werden, wie es oben wie benötigt zum Betätigen des Reibungsbremssystems beschrieben wird. Ein Aktivieren des Reibungsbremssystems in dieser Weise kompensiert den Verlust der erwarteten Nachlaufverlangsamung, so dass der Fahrer wenig oder gar keinen Unterschied in der aktuellen Verlangsamung während des Nachlaufmanövers wahrnimmt.
Wenn der Fahrer das Bremspedal während des Nachlaufs drückt, dann kann das Nachlauf-Reibungsbremsdrehmoment-Kommando mit dem fahrerinitiierten Reibungsbremsdrehmoment-Kommando kombiniert (summiert) werden. In einigen Situationen, wenn der Fahrer das Bremspedal drückt, ist die Größe des Bremsens ausreichend, so dass die Kompensation des Verlustes der Nachlaufverlangsamung vernachlässigt werden kann. Somit erzeugt, je nachdem, ob der Fahrer die Bremsen während des Nachlaufs anwendet oder nicht, der Fahrzeugsteuerprozess für konventionelle (nicht Hybrid- und nicht Elektro-)Fahrzeuge einen Kompensationsreibungsbremsdruck, wie er benötigt wird, um die übliche und erwartete Verlangsamung bereitzustellen.
Die hier dargestellten Techniken können zum Normalisieren der Verlangsamung eines Fahrzeugs verwendet werden, indem ein regeneratives Bremsmoment oder eine Nachlaufverlangsamung verringert oder verloren sein kann. Die Fahrzeugverlangsamung bleibt konsistent und vorbestimmbar, unabhängig von dem laufenden Ladezustand des Hochspannungs-ESS, der Getriebekupplungstemperatur usw. Dies ermöglicht eine volle Aufladung des ESS und eliminiert die Notwendigkeit für einen “Regenerierungspuffer” in dem oberen Ende des Aufladebereichs. Darüber hinaus ermöglichen die hier dargestellten Methodiken höhere Pegel des Nachlauf-Regenerationsdrehmoments, um “einpedalige” Fahrgewohnheiten unterzubringen. Die Normalisierungsverfahren stellen auch bestimmte Vorteile während der Betätigungen des Anti-Blockier-Bremssystems des Fahrzeugs bereit. In diesem Zusammenhang kann ein Reibungsbremsen in Anwesenheit von Radschlupf auf einer Antriebsachse geregelt werden, so dass die Reduktion in dem Nachlauf-Regenerationsdrehmoment kompensiert wird. Eine derartige Regelung stabilisiert das Drehmoment für alle Laufräder (unter Verwenden der Reibungsbremsen), welches wiederum die Fahrzeugdynamiken verbessert.
Beispiele.
Beispiel 1. Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Reibungsbremssystem und einem regenerativen Bremssystem, wobei das Verfahren umfasst:
Bestimmen einer regenerativen Drehmomentkapazität des Fahrzeugs;
Berechnen einer gewünschten regenerativen Drehmomentgröße für das regenerative Bremssystem;
Erfassen, dass die berechnete gewünschte regenerative Drehmomentgröße die bestimmte regenerative Drehmomentkapazität um wenigstens eine Schwellwertgröße überschreitet; und
in Reaktion auf das Erfassen, Steuern der Betätigung des Reibungsbremssystems.
Beispiel 2. Das Verfahren des Beispiels 1, wobei die bestimmte regenerative Drehmomentkapazität auf einem laufenden Zustand es Fahrzeugs basiert.
Beispiel 3. Das Verfahren des Beispiels 1, wobei die berechnete gewünschte regenerative Drehmomentgröße auf einem laufenden Zustand des Fahrzeugs basiert.
Beispiel 4. Das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 3, wobei das Berechnen eine gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße berechnet, die einem Nachlaufzustand des Fahrzeugs entspricht.
Beispiel 5. Das Verfahren des Beispiels 4, wobei das Berechnen die gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspedalbewegung berechnet.
Beispiel 6. Das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 3, wobei das Berechnen eine gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße berechnet, welche einem aktiven Bremszustand des Fahrzeugs entspricht.
Beispiel 7. Das Verfahren des Beispiels 6, wobei das Berechnen die gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße als Funktion einer Bremspedalbewegung berechnet.
Beispiel 8. Das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 7, wobei die Schwellwertgröße ein statischer Wert ist.
Beispiel 9. Das Verfahren nach einem der Beispiele 1 bis 8, weiterhin umfassend:
Einstellen der Schwellwertgröße als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Beispiel 10. Ein Fahrzeug, umfassend:
ein Laufrad;
ein Energiespeichersystem (ESS);
einen elektrischen Motor/Generator, der mechanisch mit dem Laufrad gekoppelt ist und elektrisch mit dem ESS gekoppelt ist;
ein Reibungsbremssystem für das Laufrad; und
ein regeneratives Steuersystem für das ESS, wobei das regenerative Steuersystem betreibbar ist, um ein Verfahren zu implementieren, umfassend:
Bestimmen einer regenerativen Drehmomentkapazität des Fahrzeugs;
Berechnen einer gewünschten regenerativen Drehmomentgröße für das regenerative Bremssystem;
Erfassen, dass die berechnete gewünschte regenerative Drehmomentgröße die bestimmte regenerative Drehmomentkapazität um wenigstens eine Schwellwertgröße überschreitet, und
in Reaktion auf das Erfassen, Steuern der Betätigung des Reibungsbremssystems.
Beispiel 11. Das Fahrzeug des Beispiels 10, wobei das Berechnen eine gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße, die einem Nachlaufzustand des Fahrzeugs entspricht, berechnet.
Beispiel 12. Das Fahrzeug des Beispiels 11, wobei:
das Berechnen die gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße berechnet als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspedalbetätigung; und
ein Steuern der Betätigung des Reibungsbremssystems, umfasst:
Erzeugen eines Reibungsbremsdrehmoment-Kommandos als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalbetätigung; und
Betätigen des Reibungsbremssystems in Reaktion auf das Reibungsbremsdrehmoment-Kommando.
Beispiel 13. Das Fahrzeug des Beispiels 10, wobei das Berechnen eine gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße berechnet, welche einem aktiven Bremszustand des Fahrzeugs entspricht.
Beispiel 14. Das Fahrzeug des Beispiels 13, wobei:
das Berechnen die gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße als eine Funktion der Bremspedalbetätigung berechnet; und
ein Steuern der Betätigung des Reibungsbremssystems umfasst:
Erzeugen eines Reibungsbremsdrehmoment-Kommandos als eine Funktion einer Bremspedalbetätigung; und
Betätigen des Reibungsbremssystems in Reaktion auf das Reibungsbremsdrehmoment-Kommando.
Beispiel 15. Ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Reibungsbremssystem, wobei das Verfahren umfasst:
Bestimmen einer Nachlauf-Drehmomentfähigkeit des Fahrzeugs;
Berechnen einer gewünschten Nachlauf-Drehmomentgröße für das Fahrzeug;
Erfassen, dass die berechnete gewünschte Nachlauf-Drehmomentgröße die bestimmte Nachlauf-Drehmomentfähigkeit um wenigstens eine Schwellwertgröße überschreitet; und
in Reaktion auf das Erfassen, Steuern der Betätigung des Reibungsbremssystems.
Beispiel 16. Das Verfahren des Beispiels 15, wobei die bestimmte Nachlauf-Drehmomentfähigkeit auf einem laufenden Betriebszustand des Fahrzeugs basiert.
Beispiel 17. Das Verfahren nach Beispiel 15 oder Beispiel 16, wobei die berechnete gewünschte Nachlauf-Drehmomentgröße auf einem laufenden Betriebszustand des Fahrzeugs basiert.
Beispiel 18. Das Verfahren nach einem der Beispiele 15 bis 17, wobei das Berechnen der gewünschten Nachlauf-Drehmomentgröße als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalbetätigung berechnet.
Beispiel 19. Das Verfahren nach einem der Beispiele 15 bis 18, wobei die Schwellwertgröße ein statischer Wert ist.
Beispiel 20. Das Verfahren nach einem der Beispiele 15 bis 19, weiterhin umfassend:
Einstellen der Schwellwertgröße als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden detaillierten Beschreibung dargestellt wurde, ist anzumerken, dass eine weite Anzahl von Variationen existiert. Es ist auch anzumerken, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen, die hierin beschrieben werden, nicht beabsichtigen, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration des beanspruchten Gegenstandes in irgendeiner Weise zu begrenzen. Vielmehr wird die vorhergehende detaillierte Beschreibung dem Fachmann der Technik mit einem bequemen Plan zum Ausführen der beschriebenen Ausführungsform oder Ausführungsformen bereitstellen. Es ist verständlich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzrahmen der Erfindung, wie sie in den anhängigen Ansprüchen definiert wird, abzuweichen, welches bekannte Äquivalente und vorhersehbare Äquivalente zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Patentanmeldung einschließt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5615933 [0023]
US 8190344 [0023]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem Reibungsbremssystem und einem regenerativen Bremssystem, wobei das Verfahren umfasst: – Bestimmen einer regenerativen Drehmomentkapazität des Fahrzeugs; – Berechnen einer gewünschten regenerativen Drehmomentgröße für das regenerative Bremssystem; – Erfassen, dass die berechnete gewünschte regenerative Drehmomentgröße die bestimmte regenerative Drehmomentkapazität um wenigstens eine Schwellwertgröße überschreitet; und – in Reaktion auf das Erfassen, Steuern der Betätigung des Reibungsbremssystems.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen eine gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße berechnet, die einem Nachlaufzustand des Fahrzeugs entspricht.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Berechnen die gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalbetätigung berechnet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen eine gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße berechnet, die einem aktiven Bremszustand des Fahrzeugs entspricht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Berechnen die gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße als eine Funktion der Bremspedalbetätigung berechnet.
Fahrzeug, umfassend: – ein Laufrad; – ein Energiespeichersystem (ESS); – einen elektrischen Motor/Generator, der mechanisch mit dem Laufrad gekoppelt ist und elektrisch mit dem ESS gekoppelt ist; – ein Reibungsbremssystem für das Laufrad; und – ein regeneratives Steuersystem für das ESS, wobei das regenerative Steuersystem betreibbar ist, um ein Verfahren zu implementieren, umfassend: – Bestimmen einer regenerativen Drehmomentkapazität des Fahrzeugs; – Berechnen einer gewünschten regenerativen Drehmomentgröße für das regenerative Bremssystem; – Erfassen, dass die berechnete gewünschte regenerative Drehmomentgröße die bestimmte regenerative Drehmomentkapazität um wenigstens eine Schwellwertgröße überschreitet; und – in Reaktion auf das Erfassen, Steuern der Betätigung des Reibungsbremssystems.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Berechnen eine gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße berechnet, welche einem Nachlaufzustand des Fahrzeugs entspricht.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei: – das Berechnen die gewünschte regenerative Nachlauf-Drehmomentgröße als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalbetätigung entspricht; und – ein Steuern der Betätigung des Reibungsbremssystems umfasst: – Erzeugen eines Reibungsbremsdrehmoment-Kommandos als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gaspedalbetätigung; und – Betätigen des Reibungsbremssystems in Reaktion auf das Reibungsbremsdrehmoment-Kommando.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Berechnen eine gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße berechnet, die einem aktiven Bremszustand des Fahrzeugs entspricht.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei: – das Berechnen die gewünschte bremsende regenerative Drehmomentgröße als eine Funktion der Bremspedalbetätigung berechnet; und – ein Steuern der Betätigung des Reibungsbremssystems umfasst: – Erzeugen eines Reibungsbremsdrehmoment-Kommandos als eine Funktion der Bremspedalbetätigung; und – Betätigen des Reibungsbremssystems in Reaktion auf das Reibungsbremsdrehmoment-Kommando.