DE102015104425A1

DE102015104425A1 - Rekuperationsbremssteuersystem und -Verfahren

Info

Publication number: DE102015104425A1
Application number: DE102015104425.0A
Authority: DE
Inventors: Dale Scott Crombez; Kerem Bayar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2015-10-01
Also published as: US20150274018A1; US9493075B2; CN104960512A; CN104960512B

Abstract

Ein System zum Steuern von Rekuperationsbremsen in einem elektrifizierten Fahrzeug zum Verhindern oder Minimieren der Reduzierung von Gesamtbremsmoment während Radschlupfereignissen umfasst ein Antiblockiersystem, das dazu ausgeführt ist, ein Antiblockiersystem-Aktivitätssignal zu übertragen, sowie einen regenerativen Antriebsstrang, der mit dem Antiblockiersystem zusammenwirkt. Der regenerative Antriebsstrang ist dazu ausgeführt, eine Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment in Reaktion auf den Empfang des Antiblockiersystem-Aktivitätssignals während eines Bremsereignisses mit starker Verlangsamung zu unterbinden. Ein Verfahren zum Steuern von Rekuperationsbremsen in einem elektrifizierten Fahrzeug zum Verhindern oder Minimieren von Reduzierung von Gesamtbremsmoment während Radschlupfereignissen wird ebenfalls offenbart.

Description

GEBIET
Beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf Rekuperationsbremsen. Insbesondere beziehen sich beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung auf ein System und ein Verfahren zum Steuern von Rekuperationsbremsen zum Verhindern oder Minimieren der Reduzierung des Gesamtbremsmoments während Radschlupfereignissen.
HINTERGRUND
Zur Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit können Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs) Rekuperationsbremsen verwenden, wobei kinetische Energie beim Bremsen durch eine elektrische Maschine in speicherbare Energie umgewandelt und dann für den Antrieb des Fahrzeugs nutzbar gemacht wird. Während eines Radschlupfereignisses (z. B. eines ABS-Ereignisses) kann das Rekuperationsbremsen aufgehoben werden. Der Übergang vom Rekuperationsbremsen zum Reibungsbremsen kann abrupt sein und zu einer vorübergehenden Reduzierung des Gesamtbremsmoments führen, wenn das Rekuperationsbremsen aufgehoben und das Reibungsbremsen angewendet wird. Wenn das ABS-Ereignis auf einer Oberfläche mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten geschieht, kann eine schnellere Rate bei der Reduzierung des Rekuperationsbremsens vorteilhaft sein, da dies das Blockieren der Räder minimieren kann. Wenn allerdings das Schlupfereignis auf einer Oberfläche mit einem hohen Reibungskoeffizienten stattfindet, muss die schnelle Reduzierung des Rekuperationsbremsens nicht notwendigerweise vorteilhaft sein. Wenn beispielsweise ein Radschlupfereignis während eines CMbB-Ereignisses (Collision Mitigation by Brakes, Kollisionsabschwächung durch Bremsen) stattfindet, insbesondere bei stärkeren Verlangsamungen, ist es möglicherweise nicht erforderlich, das Rekuperationsbremsen schnell oder überhaupt zu reduzieren, da eine solche Reduzierung zu einer Verzögerung von 100–200 ms bei der Erzeugung des Gesamtbremsmoments führen kann.
Entsprechend wird ein System und ein Verfahren zum Steuern von Rekuperationsbremsen benötigt, um die Reduzierung des Gesamtbremsmoments während Radschlupfereignissen zu verhindern oder zu minimieren.
KURZDARSTELLUNG
Beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung sind im Allgemeinen auf ein System zum Steuern von Rekuperationsbremsen in einem elektrifizierten Fahrzeug zum Verhindern oder Minimieren der Reduzierung des Gesamtbremsmoments während Radschlupfereignissen gerichtet. Eine beispielhafte Ausführungsform des Systems umfasst ein Antiblockiersystem, das dazu ausgeführt ist, ein Antiblockiersystem-Aktivitätssignal zu übertragen, und einen regenerativen Antriebsstrang, der mit dem Antiblockiersystem zusammenwirkt. Der regenerative Antriebsstrang ist dazu ausgeführt, eine Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment in Reaktion auf den Empfang eines Antiblockiersystem-Aktivitätssignals während eines Bremsereignisses mit starker Verlangsamung zu unterbinden.
Beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung sind des Weiteren im Allgemeinen auf ein Verfahren zum Steuern von Rekuperationsbremsen in einem elektrifizierten Fahrzeug zum Verhindern oder Minimieren einer Reduzierung des Gesamtbremsmoments während Radschlupfereignissen gerichtet. Eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens umfasst Bestimmen, ob ein Antiblockiersystem aktiv ist, Bestimmen, ob ein Bremsereignis mit starker Verlangsamung eintritt und Unterbinden einer Reduzierung des Rekuperationsbremsmoments, wenn das Bremsereignis mit starker Verlangsamung eintritt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung werden jetzt, mittels eines Beispiels, mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine schematische Blockdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform des Systems zum Steuern von Rekuperationsbremsen zum Verhindern oder Minimieren einer Reduzierung des Gesamtbremsmoments während Radschlupfereignissen ist;
2 eine Blockdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern von Rekuperationsbremsen zum Verhindern oder Minimieren einer Reduzierung des Gesamtbremsmoments während Radschlupfereignissen ist; und
3 eine Blockdarstellung einer alternativen beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern von Rekuperationsbremsen zum Verhindern oder Minimieren einer Reduzierung des Gesamtbremsmoments während Radschlupfereignissen ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung ist ihrem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll nicht die beschriebenen Ausführungsformen oder die Anwendung und die Verwendungen der beschriebenen Ausführungsformen begrenzen. Hier hat das Wort „beispielhaft” die Bedeutung „dient als Beispiel oder Beispielfall”. Jede hier als „beispielhaft” beschriebene Umsetzung ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Umsetzungen aufzufassen. Alle nachfolgend beschriebenen Umsetzungen sind beispielhafte Umsetzungen, die einen Fachmann in die Lage versetzen sollen, die Offenbarung einzusetzen, und sie sollen nicht den Umfang der Ansprüche begrenzen. Darüber hinaus sind die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nicht umfassend, und es sind Ausführungsformen oder Umsetzungen möglich, die sich von den hier beschriebenen unterscheiden und in den Umfang der beiliegenden Ansprüche fallen. Des Weiteren besteht keine Absicht einer Bindung an eine ausdrückliche oder implizite Theorie, die im vorstehenden technischen Gebiet, im Hintergrund, in der Kurzdarstellung oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung vorgestellt wird.
Anfänglich Bezug nehmend auf 1 wird eine beispielhafte Ausführungsform des Systems zum Steuern von Rekuperationsbremsen zum Verhindern oder Minimieren der Reduzierung des Gesamtbremsmoments während Radschlupfereignissen, nachfolgend System genannt, in der Umsetzung eines elektrifizierten Fahrzeugs 100, im Allgemeinen durch die Referenznummer 110 angezeigt. Das Fahrzeug 100 kann ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) oder ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) sein, beispielhaft und ohne Einschränkung. Das Fahrzeug 100 kann eine Vorderachse 101 mit einem Paar Vorderräder 102 und eine Hinterachse 104 mit einem Paar Hinterräder 105 haben.
Das System 110 kann einen regenerativen Antriebsstrang 112 umfassen, der mit der Vorderachse 101 und/oder der Hinterachse 104 des Fahrzeugs 100 zusammenwirkt. In einigen Ausführungsformen kann der regenerative Antriebsstrang 112 mit einem oder mehreren Vorderrädern 102 und/oder einem oder mehreren Hinterrädern 105 des Fahrzeugs 100 zusammenwirken. Der regenerative Antriebsstrang 112 kann dazu ausgeführt sein, während des Bremsens des Fahrzeugs 100 ein Rekuperationsmoment auf die Vorderachse 101 und/oder die Hinterachse 104 anzuwenden, typischerweise in der herkömmlichen Art und Weise. Der regenerative Antriebsstrang 112 kann dazu ausgeführt sein, mechanische Leistung von der sich drehenden Vorderachse 101 und/oder Hinterachse 104 in elektrische Leistung umzuwandeln. Die elektrische Leistung kann in einer Batterie oder einer anderen geeigneten elektrischen Speichereinrichtung 113 gespeichert werden, die elektrisch mit dem regenerativen Antriebsstrang 112 zusammenwirkt. Die elektrische Leistung, die in der elektrischen Speichereinrichtung 113 gespeichert wird, kann beim Antreiben des Fahrzeugs 100 verwendet werden, wie in der herkömmlichen Art und Weise.
Mindestens ein Sensor 116 kann mit dem regenerativen Antriebsstrang 108 zusammenwirken. Der Sensor 116 kann einen Antriebswellen-Stellungssensor 118 umfassen, beispielhaft und nicht beschränkend, der an einer Antriebswelle (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 100 angeordnet ist. Während des Betriebs des Fahrzeugs 100 kann der Antriebswellen-Positionssensor 118 dazu ausgeführt werden, dass er Radschlupfereignisse an den Vorderrädern 102 und/oder den Hinterrädern 105 des Fahrzeugs 100 unter Verwendung eines Detektionsalgorithmus für begrenzte Schlupfsteuerung detektiert, wie in der herkömmlichen Art und Weise. Der Antriebswellen-Positionssensor 118 kann des Weiteren dazu ausgeführt werden, dass er ein Antriebswellen-Positionssensorsignal 119 überträgt, das die Radschlupfereignisse gegenüber dem regenerativen Antriebsstrang 112 anzeigt.
In einigen Ausführungsformen können die Sensoren 116 mindestens einen Fahrzeugbewegungssensor 120 umfassen, der mit dem regenerativen Antriebsstrang 112 zusammenwirkt. Der Fahrzeugbewegungssensor 120 kann mindestens einen Raddrehzahlsensor und/oder mindestens einen Beschleunigungssensor (wie einen Längsbeschleunigungssensor, einen Querbeschleunigungssensor usw.) umfassen, beispielhaft und ohne Beschränkung. Der Fahrzeugbewegungssensor 120 kann dazu ausgeführt werden, dass er ein Bewegungssensorsignal 121 überträgt, das Radschlupfereignisse gegenüber dem regenerativen Antriebsstrang 112 anzeigt.
Ein ABS-System (Antiblockiersystem) 114 des Fahrzeugs 100 kann mit dem regenerativen Antriebsstrang 112 zusammenwirken. Das ABS-System 114 kann dazu ausgeführt werden, dass es während des Bremsens des Fahrzeugs 100 ein ABS-Aktivitätssignal 115 an den regenerativen Antriebsstrang 112 überträgt. Ein ABS-Aktivitätssignal 115 kann vom ABS-System 114 über einen CAN-Datenbus (Controller Area Network, nicht gezeigt) an den regenerativen Antriebsstrang 112 übertragen werden.
Bei einer beispielhaften Anwendung des Systems 110 wendet der regenerative Antriebsstrang 112 zu Beginn des Bremsens Drehmoment auf die Vorderachse 101 und/oder die Hinterachse 104 während des Bremsens des Fahrzeugs 100 an. Der regenerative Antriebsstrang 112 erzeugt elektrische Leistung, die in der elektrischen Speichereinrichtung 113 gespeichert werden kann und die zum Antreiben des Fahrzeugs 100 verwendet werden kann. In Abhängigkeit vom Typ der Oberfläche (z. B. Reibungskoeffizient), auf der das Fahrzeug 100 fährt, kann das ABS-System 114 während des Bremsens des Fahrzeugs 100 aktiviert werden, um ein optimales Bremsen des Fahrzeugs 102 auf der Oberfläche sicherzustellen und Radschlupf zu verhindern oder zu beseitigen. Bei der Aktivierung überträgt das ABS-System 114 das ABS-Aktivitätssignal 115 zum regenerativen Antriebsstrang 112. Entsprechend kann der regenerative Antriebsstrang 112 in Reaktion auf das ABS-Aktivitätssignal 115 das Rekuperationsbremsmoment normal reduzieren, das auf die Vorderachse 101, die Vorderräder 102, die Hinterachse 104 und/oder die Hinterräder 105 angewendet wird, um das Reibungsbremsmoment zu erhöhen.
Für den Fall, dass ein Radschlupf während eines Bremsereignisses mit starker Verlangsamung auftritt, wie bei einem CMbB-Ereignis (Collision Mitigation by Brakes, Kollisionsabschwächung durch Bremsen), kann der regenerative Antriebsstrang 112 Eingaben vom ABS-System 114 über das ABS-Aktivitätssignal 115 empfangen. Der regenerative Antriebsstrang 112 kann die Reduzierung des Rekuperationsbremsmoments unterbinden oder verhindern, das auf die Vorderachse 101, die Vorderräder 102, die Hinterachse 104 und/oder die Hinterräder 105 angewendet wird. Reibungsbremsmoment kann dann auf die Vorderachse 101, die Vorderräder 102, die Hinterachse 104 und/oder die Hinterräder 105 angewendet werden. Daher kann der Übergang zwischen der Anwendung des Rekuperationsbremsmoments und der Anwendung des Reibungsbremsmoments im Wesentlichen kontinuierlich oder nahtlos sein, und er kann die Reduzierung des Gesamtbremsmoments, das während des CMbB-Ereignisses auf das Fahrzeug 100 angewendet wird, im Wesentlichen reduzieren oder beseitigen.
In einigen Ausführungsformen kann der regenerative Antriebsstrang 112 die Reduzierung des Rekuperationsbremsmoments, das auf die Vorderachse 101, die Vorderräder 102, die Hinterachse 104 und/oder die Hinterräder 105 angewendet wird, unterbinden oder verhindern, wenn das Reibungsbremsmoment/der Druck ausreichend ist, um das ABS-System 114 zu modulieren, ohne dass dabei das Rekuperationsbremsmoment während des Bremsereignisses mit starker Verlangsamung reduziert werden muss. Dies kann allein oder in Kombination mit dem Unterbinden oder Verhindern der Reduzierung des Rekuperationsbremsmoments während eines CMbB-Ereignisses ausgeführt werden.
Jetzt Bezug nehmend auf 2 wird eine Blockdarstellung 200 einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern von Rekuperationsbremsen zum Verhindern oder Minimieren der Reduzierung des Gesamtbremsmoments während Radschlupfereignissen während eines Bremsereignisses mit starker Verlangsamung gezeigt. Das Verfahren 200 kann bei Block 202 beim Beginn des Bremsens beginnen. In einigen Ausführungsformen kann eine Bestimmung dahingehend durchgeführt werden, ob das ABS-System bei Block 204 aktiv ist. Wenn das nicht der Fall ist, kann Rekuperationsbremsen bei Block 206 angewendet werden, und Reibungsbremsen kann bei Block 208 angewendet werden. Das Verfahren kann bei Block 210 enden.
Wenn das ABS-System bei Block 204 aktiv ist, kann eine Bestimmung dahingehend erfolgen, ob bei Block 212 ein CMbB-Ereignis (Collision Mitigation by Brakes, Kollisionsabschwächung durch Bremsen) stattfindet. Wenn ein CMbB-Ereignis stattfindet, kann bei Block 214 die Reduzierung des ABS-Rekuperationsmoments unterbunden oder verhindert werden, und bei Block 208 kann Reibungsbremsen angewendet werden. Das Verfahren kann bei Block 212 enden.
Wenn ein CMbB-Ereignis nicht bei Block 212 stattfindet, kann die Reduzierung des ABS-Rekuperationsbremsmoments bei Block 216 nicht unterbunden werden. Reibungsbremsen kann bei Block 208 angewendet werden, und das Verfahren kann bei Block 210 enden.
Jetzt Bezug nehmend auf 3 wird eine alternative beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern von Rekuperationsbremsen zum Verhindern oder Minimieren der Reduzierung des Bremsmoments während Radschlupfereignissen während eines Bremsereignisses mit starker Verlangsamung gezeigt. Das Verfahren 300 kann bei Block 302 beim Beginn des Bremsens beginnen. In einigen Ausführungsformen kann eine Bestimmung dahingehend durchgeführt werden, ob das ABS-System bei Block 304 aktiv ist. Wenn das nicht der Fall ist, kann Rekuperationsbremsen bei Block 306 angewendet werden, und Reibungsbremsen kann bei Block 308 angewendet werden. Das Verfahren kann bei Block 310 enden.
Wenn das ABS-System bei Block 304 aktiv ist, kann eine Bestimmung dahingehend erfolgen, ob das Reibungsbremsmoment (Druck), das auf das Fahrzeug angewendet wird, ausreichend groß ist, um die ABS-Steuerung zu modulieren, ohne dass die Anwendung des Rekuperationsbremsmoments reduziert wird. Wenn das der Fall ist, kann bei Block 314 die Reduzierung des ABS-Rekuperationsmoments unterbunden oder verhindert werden, und bei Block 308 kann Reibungsbremsen angewendet werden. Das Verfahren kann bei Block 310 enden.
Wenn das Reibungsbremsmoment (Druck), das auf das Fahrzeug angewendet wird, nicht ausreichend groß ist, um die ABS-Steuerung zu modulieren, ohne die Anwendung des Rekuperationsbremsmoments bei Block 312 zu reduzieren, kann die Reduzierung des ABS-Rekuperationsbremsmoments bei Block 316 möglicherweise nicht unterbunden werden. Reibungsbremsen kann bei Block 308 angewendet werden, und das Verfahren kann bei Block 310 enden.
Obwohl die Ausführungsformen dieser Offenbarung im Hinblick auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, versteht sich, dass die spezifischen Ausführungsformen dem Zwecke der Darstellung dienen und nicht der Einschränkung, da Fachleute auch andere Varianten umsetzen können.

Claims

System zum Steuern von Rekuperationsbremsen in einem elektrifizierten Fahrzeug zum Verhindern oder Minimieren der Reduzierung von Gesamtbremsmoment während Radschlupfereignissen, das Folgendes umfasst: ein Antiblockiersystem, das dazu ausgeführt ist, ein Antiblockiersystem-Aktivitätssignal zu übertragen; und einen regenerativen Antriebsstrang, der mit dem Antiblockiersystem zusammenwirkt, wobei der regenerative Antriebsstrang dazu ausgeführt ist, eine Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment in Reaktion auf den Empfang des Antiblockiersystem-Aktivitätssignals während eines Bremsereignisses mit starker Verlangsamung zu unterbinden.
System nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein Hybrid-Elektrofahrzeug umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug umfasst.
System nach Anspruch 1, das des Weiteren eine elektrische Speichereinrichtung umfasst, die dazu ausgeführt ist, die elektrische Leistung vom Rekuperationsbremssystem zu speichern.
System nach Anspruch 1, wobei der regenerative Antriebsstrang dazu ausgeführt ist, Rekuperationsmoment auf eine Vorderachse und/oder eine Hinterachse des Fahrzeugs anzuwenden.
System nach Anspruch 1, wobei der regenerative Antriebsstrang dazu ausgeführt ist, Rekuperationsmoment gezielt auf die Vorderräder und/oder die Hinterräder des Fahrzeugs anzuwenden.
System nach Anspruch 1, wobei der regenerative Antriebsstrang dazu ausgeführt ist, eine Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment in Reaktion auf den Empfang des Antiblockiersystem-Aktivitätssignals während eines Ereignisses mit Kollisionsabschwächung durch Bremsen zu unterbinden.
System nach Anspruch 1, wobei der regenerative Antriebsstrang dazu ausgeführt ist, die Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment in Reaktion auf den Empfang des Antiblockiersystem-Aktivitätssignals zu unterbinden, wenn das Reibungsbremsmoment/der Druck nicht ausreichend groß ist, um das Antiblockiersystem zu modulieren, ohne Rekuperationsbremsen zu reduzieren.
System nach Anspruch 1, wobei der regenerative Antriebsstrang dazu ausgeführt ist, Rekuperationsbremsmoment anzuwenden, wenn der regenerative Antriebsstrang das Antiblockiersystem-Aktivitätssignal vom Antiblockiersystem nicht empfängt.
System nach Anspruch 1, wobei der regenerative Antriebsstrang dazu ausgeführt ist, die Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment nicht zu unterbinden, wenn das Bremsereignis mit starker Verlangsamung nicht stattfindet.
Verfahren zum Steuern von Rekuperationsbremsen in einem elektrifizierten Fahrzeug zum Verhindern oder Minimieren von Reduzierung von Gesamtbremsmoment während Radschlupfereignissen, das Folgendes umfasst: Unterbinden der Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment, wenn ein Bremsereignis mit starker Verlangsamung stattfindet, wenn ein Antiblockiersystem aktiv ist.
Verfahren nach Anspruch 11, das des Weiteren Anwenden von Rekuperationsbremsmoment umfasst, wenn das Antiblockiersystem nicht aktiv ist.
Verfahren nach Anspruch 12, das des Weiteren Anwenden von Reibungsbremsen umfasst, wenn das Antiblockiersystem nicht aktiv ist.
Verfahren nach Anspruch 11, das des Weiteren Nicht-Unterbinden von Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment umfasst, wenn das Ereignis mit starker Verlangsamung nicht stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 11, das des Weiteren Bestimmen umfasst, ob ein Bremsereignis mit starker Verlangsamung stattfindet, indem bestimmt wird, ob ein Ereignis mit Kollisionsabschwächung durch Bremsen stattfindet.
Verfahren zum Steuern von Rekuperationsbremsen in einem elektrifizierten Fahrzeug zum Verhindern oder Minimieren von Reduzierung von Gesamtbremsmoment während Radschlupfereignissen, das Folgendes umfasst: Unterbinden von Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment, wenn das Reibungsbremsmoment/der Druck ausreichend groß ist, um ein Antiblockiersystem zu modulieren, ohne das Rekuperationsbremsen zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 16, das des Weiteren Anwenden von Rekuperationsbremsmoment umfasst, wenn das Antiblockiersystem nicht aktiv ist.
Verfahren nach Anspruch 17, das des Weiteren Anwenden von Reibungsbremsen umfasst, wenn das Antiblockiersystem nicht aktiv ist.
Verfahren nach Anspruch 16, das des Weiteren Nicht-Unterbinden von Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment umfasst, wenn das Reibungsbremsmoment/der Druck nicht ausreichend groß ist, um das Antiblockiersystem zu modulieren, ohne Rekuperationsbremsen zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 16, das des Weiteren Bestimmen umfasst, ob ein Ereignis mit Kollisionsabschwächung durch Bremsen stattfindet, und Unterbinden von Reduzierung von Rekuperationsbremsmoment, wenn das Ereignis mit Kollisionsabschwächung durch Bremsen stattfindet.