DE102015117919B4

DE102015117919B4 - Aktives Einziehen einer Bremse bei Regenerierung

Info

Publication number: DE102015117919B4
Application number: DE102015117919.9A
Authority: DE
Inventors: Goro Tamai; Paul A. Stanowski
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2023-05-04
Anticipated expiration: 2035-10-22
Also published as: CN105564251A; US20160121726A1; DE102015117919A1; CN105564251B; US9308824B1

Abstract

Verfahren (80) zum Betreiben eines Bremseneinziehsystems während eines regenerativen Bremsereignisses, wobei das Verfahren (80) umfasst, dass:ein erreichter Betrag an regenerativem Bremsen (132) überwacht wird;ein Einstellpunkt-Schwellenwert (144) von einem ersten Schwellenwert (136) aus hin zu einer maximalen Regenerierungskapazität (134) rampenförmig linear bewegt wird, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen (132) einen zweiten Schwellenwert (138) überschreitet; wobei der zweite Schwellenwert (138) kleiner als der erste Schwellenwert (136) ist, wobei der erste Schwellenwert (136) kleiner als die maximale Regenerierungskapazität (134) ist, und wobei die maximale Regenerierungskapazität (134) einen maximalen Betrag an regenerativem Bremsen repräsentiert, der erzeugt werden kann;ein Reibungselement (48) eines Bremsmechanismus (42) aus einem ersten, eingezogenen Zustand (Br=1) in einen zweiten, bereiten Zustand (Br=0) überführt wird, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen (132) den Einstellpunkt-Schwellenwert (144) überschreitet; undwobei sich die Reibungselemente (48) in dem zweiten, bereiten Zustand (Br=0) näher bei einem Bremsenrotor (44) befinden als in dem ersten, eingezogenen Zustand (Br=1).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Weise zum Steuern des aktiven Einziehens einer Bremse in einem hybridelektrischen Kraftfahrzeug.
HINTERGRUND
Eine Bremse ist eine Vorrichtung, die in Kraftfahrzeugen enthalten ist, um eine Bewegung zu behindern. Bremsen verwenden für gewöhnlich Reibung, um kinetische Energie in Wärme umzuwandeln, obwohl auch andere Verfahren zur Energieumwandlung verwendet werden können. Beispielsweise wandelt das regenerative Bremsen oder Nutzbremsen einen Großteil der kinetischen Energie in elektrische Energie um, die zur späteren Verwendung gespeichert werden kann.
In Fahrzeugen werden Bremssysteme verwendet, um eine Verlangsamungskraft aufzubringen, typischerweise über Reibungselemente an den Rotationsachsen oder Rädern des Fahrzeugs, um eine Fahrzeugbewegung zu behindern. Reibungsbremsen enthalten oft stationäre Bremsbacken oder Bremsklötze, die mit einem Reibungsmaterial überzogen sind und ausgestaltet sind, um auf eine rotierende Verschleißoberfläche wie etwa einen Rotor oder eine Trommel aufgebracht zu werden. Geläufige Konfigurationen umfassen Bremsbacken, die eine Außenseite einer rotierenden Trommel reibend kontaktieren, was üblicherweise als „Bandbremse“ bezeichnet wird, eine rotierende Trommel mit Bremsbacken, die ausgefahren werden, um an der Innenseite einer Trommel zu reiben, was üblicherweise als „Trommelbremse“ bezeichnet wird und Klötze, die eine rotierende Scheibe einklemmen, was üblicherweise als „Scheibenbremse“ bezeichnet wird.
Eine andere Form des Bremsens umfasst das Aufbringen eines Drehmoments, das der Drehrichtung des Rads entgegenwirkt, unter Verwendung eines Elektromotors. In der Folge treibt die Massenträgheit des Fahrzeugs den Elektromotor rückwärts an. Dies verursacht dann, dass das Trägheitsdrehmoment den Motor wie einen Generator antreibt, der die Fahrzeugbatterien regenerieren kann, während gleichzeitig das Fahrzeug verlangsamt wird. Daher wird diese Form des Bremsens oft als regeneratives Bremsen bzw. Nutzbremsen bezeichnet.
Die Druckschrift US 2014 / 0 324 283 A1 offenbart ein Fehlerdiagnoseverfahren für ein Fahrzeugbremssystem, das einen Fehler im Bremssystem detektiert, wenn sich eine von einem Fahrer angeforderte Beschleunigung/Verzögerung von einer aktuellen Beschleunigung/Verzögerung unterscheidet.
In der Druckschrift US 2013 / 0 162 009 A1 ist ein regeneratives Bremssystem eines Elektrofahrzeugs offenbart, wobei das Bremssystem ein elektronisches Stabilitätsregelsystem und/oder ein Bremsenantiblockiersystem sowie eine regenerative Bremse umfasst. Mit Hilfe eines Drucksensors des elektronischen Stabilitätsregelsystems und/oder des Bremsenantiblockiersystems wird ein Druck in einer Hydraulikleitung erfasst und zum Steuern des regenerativen Bremsmoments verwendet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Energiegewinnung bei einem regenerativen Bremsereignis zu maximieren.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Betreiben eines Bremseneinziehsystems während eines regenerativen Bremsereignisses beginnt damit, dass ein erreichter Betrag an regenerativem Bremsen überwacht wird. Ein Einstellpunkt-Schwellenwert wird von einem ersten Schwellenwert aus bis zu einer maximalen Regenerierungskapazität rampenförmig linear bewegt, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen einen zweiten Schwellenwert überschreitet. Der zweite Schwellenwert ist kleiner als der erste Schwellenwert, und der erste Schwellenwert ist kleiner als die maximale Regenerierungskapazität. Die maximale Regenerierungskapazität stellt einen maximalen Betrag an regenerativem Bremsen dar, der erzeugt werden kann.
Ein Reibungselement wird aus einem ersten, eingezogenen Zustand in einen zweiten, bereiten Zustand überführt, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen den Einstellpunkt-Schwellenwert überschreitet. Die Reibungselemente befinden sich in dem zweiten, bereiten Zustand näher bei einem Bremsrotor als in dem ersten eingezogenen Zustand.
In weiteren Ausführungsformen kann das Verfahren zusätzlich umfassen, dass das Reibungselement aus dem ersten, eingezogenen Zustand in den zweiten, bereiten Zustand überführt wird, wenn eine Bremsanforderung von einem separaten Fahrzeugsystem empfangen wird. Analog kann das Verfahren umfassen, dass das Reibungselement aus dem ersten, eingezogenen Zustand in den zweiten, bereiten Zustand überführt wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen unter den ersten Schwellenwert fällt und sich das Reibungselement in dem zweiten, bereiten Zustand befindet, kann der Einstellpunkt-Schwellenwert rampenförmig linear zu dem ersten Schwellenwert hin bewegt werden. Zudem kann das Reibungselement dann aus dem zweiten, bereiten Zustand in den ersten, eingezogenen Zustand überführt werden.
Das vorliegende Verfahren kann von einem Controller durchgeführt werden, der mit einem Fahrzeug verbunden ist. Das Fahrzeug kann eine Fahrzeugantriebsbatterie, einen Motor/Generator, eine Vielzahl von Rädern und einen Reibungsbremsmechanismus in Verbindung mit jedem der Vielzahl der Fahrzeugräder umfassen. Der Motor/Generator steht in einer Leistungsflussverbindung mit der Vielzahl der Fahrzeugräder und er steht in elektrischer Verbindung mit der Fahrzeugantriebsbatterie. Der Motor/Generator ist ausgestaltet, um ein regeneratives Bremsen derart auszuführen, dass ein Drehmoment von der Vielzahl der Fahrzeugräder empfangen wird und in elektrische Energie umgewandelt wird, die an die Fahrzeugantriebsbatterie geliefert wird.
Jeder Reibungsbremsmechanismus enthält ein bewegliches Reibungselement und einen Rotor. Der Rotor ist ausgestaltet, um zusammen mit dem Rad zu rotieren, und das bewegliche Reibungselement ist ausgestaltet, um selektiv einen Kontaktdruck auf den Rotor aufzubringen. Jedes Reibungselement ist ausgestaltet, um zwischen einem ersten, eingezogenen Zustand und einem zweiten, bereiten Zustand überführt zu werden, wobei sich die Reibungselemente in dem zweiten, bereiten Zustand näher bei einem Bremsrotor als in dem ersten, eingezogenen Zustand befinden.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Erfindung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Zeichnung eines Hybridelektrofahrzeugs.
2 ist eine schematische isometrische Ansicht eines Fahrzeugrads und eines Reibungsbremsmechanismus.
3 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Bremseinziehalgorithmus bei regenerativem Bremsen.
4 ist eine schematische Veranschaulichung einer graphischen Darstellung mit regenerativem Bremsen mit einem Zustand mit eingezogener Bremse.

GENAUE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen verwendet sind, um gleiche oder identische Komponenten in den verschiedenen Ansichten zu beschreiben, veranschaulicht 1 auf schematische Weise ein Fahrzeug 10, etwa ein Kraftfahrzeug, das einen Motor/Generator 12 und ein Energiespeichersystem, etwa eine Antriebsbatterie 14 enthält. Obwohl der Einfachheit halber nur ein Motor/Generator 12 gezeigt ist, können in Abhängigkeit von der Konstruktion mehrere Motoren/Generatoren verwendet werden. Das Fahrzeug 10 kann als Hybridelektrofahrzeug (HEV), Batterieelektrofahrzeug (BEV), Elektrofahrzeug mit vergrößerter Reichweite (EREV) oder dergleichen ausgestaltet sein. Diese Fahrzeuge können Drehmoment unter Verwendung des Motors/Generators 12 mit Niveaus erzeugen, die geeignet sind, um das Fahrzeug in einem rein elektrischen Modus (EV-Modus) voranzutreiben. Alternativ oder zusätzlich kann der Motor/Generator 12 zum Zweck des Vorantreibens des Fahrzeugs 10 in veränderlichem Maß mit einer Brennkraftmaschine 16 zusammenarbeiten. Wie festzustellen ist, kann die Antriebsbatterie 14 (oder einfach die „Batterie 14“) eine oder mehrere Batteriezellen mit einer beliebigen geeigneten Konstruktion und/oder Zusammensetzung enthalten. Die Batterie 14 kann in der Lage sein, elektrische Hochspannungsenergie als Quelle für Bewegungskraft für das Fahrzeug 10 zu entladen, und elektrische Hochspannungsenergie, die von einer äußeren Quelle bereitgestellt wird, zu speichern.
In einer Ausgestaltung kann eine Brennkraftmaschine 16, die in 1 gestrichelt gezeigt ist, verwendet werden, um Drehmoment über eine Kraftmaschinenausgabewelle 18 zu erzeugen. Drehmoment von der Ausgabewelle 18 der Kraftmaschine kann verwendet werden, um das Fahrzeug 10 entweder direkt voranzutreiben, d.h. in einer HEV-Konstruktion, oder um einen Generator 20 zu betreiben, d.h. in einer EREV-Konstruktion. Der Generator 20 kann Elektrizität (Pfeil 22) an die Batterie 14 liefern, um die Batterie 14 aufzuladen. Eine Kupplungs- und/oder Dämpferanordnung 24 kann verwendet werden, um die Kraftmaschine 16 mit einem Getriebe 26 selektiv zu verbinden oder sie selektiv davon zu trennen. Schließlich wird Drehmoment von dem Motor/Generator 12 und/oder von der Kraftmaschine 16 über ein Ausgabeelement 30 des Getriebes 26 an einen Satz von Antriebsrädern 28 übertragen. 1 veranschaulicht zwar nur zwei Antriebsräder 28, jedoch versteht es sich, dass das Fahrzeug beispielsweise zwei oder mehr Antriebsräder und/oder bis zu zwei oder mehr passive Nichtantriebsräder aufweisen kann. Die in 1 veranschaulichte spezielle Leistungsflusskonfiguration ist dazu gedacht, eine Ausführungsform eines Fahrzeugs allgemein zu veranschaulichen, das einen Elektroantrieb verwendet, und sie soll nicht als Einschränkung betrachtet werden.
Der Motor/Generator 12 kann als eine mehrphasige Permanentmagnet/AC-Induktionsmaschine ausgeführt sein, die in Abhängigkeit von der Fahrzeugkonstruktion auf etwa 60 Volt bis auf etwa 300 Volt oder mehr ausgelegt ist. Der Motor/Generator 12 ist über ein Gleichrichter/Wechselrichter-Modul (PIM) 32 und eine Hochspannungs-Stromschiene 34 mit der Batterie 14 elektrisch verbunden. Das PIM 32 ist ausgestaltet, um nach Bedarf Hochspannungs-DC-Leistung in eine dreiphasige AC-Leistung und umgekehrt umzuwandeln. Die Batterie 14 kann über den Motor/Generator 12 selektiv aufgeladen werden, wenn der Motor/Generator aktiv als Generator 20 betrieben wird, z.B. durch Erfassen von Energie bei einem regenerativen Bremsereignis („Regen“-Ereignis).
Eine Kraftmaschinensteuerungseinheit (ECU) 36 kann jeweils in elektrischer Kommunikation mit der Batterie 14, dem PIM 32 und dem Motor/Generator 12 stehen, und sie kann ausgestaltet sein, um deren jeweiliges Verhalten zu überwachen und zu steuern. Die ECU 36 kann als ein oder mehrere digitale Computer oder Datenverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt sein, die eine oder mehrere Mikrocontroller oder zentrale Verarbeitungseinheiten (CPU), Festwertspeicher (ROM), Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), einen Hochgeschwindigkeits-Taktgeber, Analog/Digital-Schaltungen (A/D-Schaltungen), Digital/Analog-Schaltungen (D/A-Schaltungen), Eingabe/Ausgabe-Schaltungen (I/O-Schaltungen) und/oder Signalaufbereitungs- und Pufferelektronik aufweisen. In der Praxis kann die in 1 veranschaulichte ECU 36 ein allgemeiner Controller sein, der verschiedene Teilmodule enthalten kann, etwa ein Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM), ein Hybridsteuerungsmodul (HCM) und/oder ein Getriebesteuerungsmodul (PCM). Die ECU 36 kann ausgestaltet sein, um eine oder mehrere Steuerungs/Verarbeitungsroutinen automatisch auszuführen, die als Software oder Firmware ausgeführt sein können, und die entweder lokal in der ECU 36 gespeichert sein können oder in einer Vorrichtung gespeichert sein können, die für die ECU 36 leicht zugänglich ist.
Wie in 2 gezeigt ist, kann das Fahrzeug 10 ferner ein Fahrzeugbremssystem 40 enthalten, das in mechanischer Verbindung mit zwei oder mehr Rädern des Fahrzeugs steht und das ausgestaltet ist, um das Fahrzeug selektiv zu verlangsamen. Das Fahrzeugbremssystem 40 enthält einen oder mehrere Bremsmechanismen 42, die jeweils an jedem Rad angeordnet sind. Jeder Bremsmechanismus 42 kann entweder als Scheibenbremse (in 2 gezeigt) oder als Trommelbremse (nicht gezeigt, aber für den Fachmann verständlich) ausgestaltet sein. Jeder Reibungsbremsmechanismus 42 enthält einen Rotor 44, der zur synchronen Rotation mit dem jeweiligen Rad 28 ausgestaltet ist, und einen Aktor 46, der ausgestaltet ist, um ein Reibungselement 48, etwa einen Bremsklotz, in Kontakt mit dem Rotor 44 zu verschieben. In einer Ausgestaltung kann der Aktor 46 hydraulisch betätigt werden, so dass ein Volumen eines mit einem positiven oder einem negativen Druck beaufschlagten Fluids als Grundlage für das Verschieben des Reibungselements 48 und/oder für das Erzeugen eines Kontaktdrucks zwischen dem Reibungselement 48 und dem Rotor 44 wirkt. Die Aktorkraft wird allgemein von einem Bediener des Fahrzeugs 10 über eine Anwendung des Bremspedals gesteuert, obwohl sie auch durch einen elektronischen Bremsencontroller gesteuert werden kann.
Das Bremssystem 40 kann ausgestaltet sein, um im Betrieb in einem von drei Zuständen zu arbeiten: Bremse anwenden; Bremse nicht anwenden; und Bremse einziehen. Bremse anwenden ist die Situation, bei der die Reibungselemente 48 einen Druck auf den Rotor 44 erhöhen, um die Reibungskraft zu erhöhen und das Fahrzeug zu verlangsamen. Bremse nicht anwenden hingegen ist die Situation, bei der die Reibungselemente 48 den Druck auf den Rotor 44 verringern, was zu einer abnehmenden Reibungskraft führt. Bremse anwenden wird am häufigsten erfahren, wenn ein Benutzer einen Druck auf ein Bremspedal aufbringt, und Bremse nicht anwenden resultiert daraus, dass der Benutzer den Druck von dem Bremspedal entfernt.
Um die Bremsenansprechzeit zu verringern, während auf eine Bremse-anwenden-Bedingung gewartet wird, auch wenn das Bremspedal von dem Benutzer nicht gedrückt wird, werden die Reibungselemente 48 (d.h. die „Bremsklötze 48“) typischerweise nahe bei und/oder in leichtem Kontakt mit dem Bremsenrotor 44 positioniert. Dieses Positionieren verringert zwar die Bremsenansprechzeit, es kann jedoch auch dazu führen, dass eine zufällige Reibungskraft an dem Rotor 44 erzeugt wird (oft als Widerstand des Endantriebs bezeichnet). Die Bremsklötze 48 sind ausgestaltet, um sich während des Bremseneinziehzustands von dem Rotor 44 weg in eine weiter entfernte Position zu begeben. Anders ausgedrückt werden die Bremsklötze 48 während des Bremseneinziehzustands von einer ersten Position in Kontakt mit dem Bremsrotor 44 in eine zweite Position überführt, die von dem Bremsrotor 44 weiter entfernt ist. Auf diese Weise reduziert das Bremssystem 40 den Rollwiderstand des Fahrzeugs, der auf die Bremsklötze 48 zurückzuführen ist. In einem hydraulisch betätigten System werden die Bremsklötze 48 im Allgemeinen in der ersten Position gehalten (d.h. in den Zuständen Bremsen anwenden und Bremsen nicht anwenden), indem ein mit einem positiven Druck beaufschlagtes Fluid an den Aktor 50 geliefert wird. In einem derartigen System werden die Bremsklötze 48 hingegen in der zweiten Position gehalten, indem ein mit einem negativen Druck beaufschlagtes Fluid an den Aktor 46 geliefert wird.
In einer Ausgestaltung kann der Bremseneinziehzustand unter der Anleitung der ECU 36 während eines regenerativen Bremsens in dem Bemühen eingeleitet werden, die potentielle Energiegewinnung während des regenerativen Bremsereignisses („Regen“-Ereignisses) zu maximieren (d.h. bei dem der Motor/Generator 12 als Generator betrieben wird, um sowohl das Fahrzeug zu verlangsamen als auch die Batterie 14 wiederaufzuladen). Daher ist die ECU 36 ausgestaltet, um während eines regenerativen Bremsens einen entsprechenden Algorithmus 80 zum regenerativen Einziehen der Bremse auszuführen, wie er in 3 gezeigt ist.
Mit Bezug auf 3 beginnt der Algorithmus 80 bei 82, wobei sich die Bremsklötze 48 in einem eingezogenen Zustand befinden (B_r = 1). Der Algorithmus 80 nimmt an, dass das Einziehen der Bremse (B_r) bei den meisten Fahrsituationen wünschenswert ist, um den Widerstand des Endantriebs zu reduzieren, sofern er nichts anderes feststellt und das Einziehen der Bremse bei 84 deaktiviert (B_r = 0).
Das „Deaktivieren“ des Einziehens der Bremse bei 84 umfasst, dass die Bremsklötze 48 aus der eingezogenen, von dem Rotor 44 weiter entfernten Position, zurück in die Position überführt werden, die sich näher bei dem Rotor 44 und/oder in Kontakt damit befindet.
Der Algorithmus 80 kann beginnen, indem bei 86 ermittelt wird, ob bei der Anforderung eines separaten Fahrzeugsystems das Einziehen der Bremse deaktiviert werden soll. Anders ausgedrückt kann die ECU 36, wenn ein anderes Fahrzeugsystem anzeigt, dass es die Verwendung der Reibungsbremsen benötigen kann, verhindern, dass die Bremsen eingezogen werden. Beispiele für Fahrzeugsystemanforderungen (VSR), welche das Einziehen der Bremsen deaktivieren können, umfassen Anforderungen von Bremsenantiblockiersystemen, Fahrzeugstabilitätsregelungssystemen und Kommunikationssystemen (d.h. im Fall eines Fehlercodes). Obwohl diese Ermittlung als diskreter Schritt gezeigt ist, kann sie auch wie eine Unterbrechung arbeiten, bei der ein geeigneter Unterbrechungs-Handler andere Aspekte des Algorithmus übersteuern kann, um das Einziehen der Bremsen zu deaktivieren.
Das Einziehen der Bremsen kann auch bei 88 deaktiviert werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (VS) unter einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert fällt, bei dem die Regenerierung nicht mehr zur Verfügung steht (VS_min). In einem Beispiel kann der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert etwa 3,2 km/h (2,0 mph) betragen. Darüber hinaus kann das Einziehen der Bremsen bei 90 deaktiviert werden, wenn der Ladezustand (SOC) der Batterie 14 über einem speziellen Schwellenwert (SOC_T) liegt, bei dem eine weitere Aufladung die Batterieleistung negativ beeinträchtigen würde. Anders ausgedrückt kann das Einziehen der Bremsen bei 84 deaktiviert werden, wenn der SOC der Batterie 14 innerhalb einer speziellen Toleranz um einen maximalen SOC herum liegt.
Der Algorithmus 80 kann ferner ausgestaltet sein, um bei 92 zu ermitteln, ob das Einziehen der Bremsen in Übereinstimmung mit dem Betrag an regenerativem Bremsen deaktiviert werden soll, der tatsächlich erreicht wurde. Das bei 92 gezeigte Deaktivierungsschema kann mit Bezug auf eine graphische Darstellung 120 des regenerativen Bremsens, die in 4 gezeigt ist, am besten veranschaulicht werden. Diese graphische Darstellung 120 veranschaulicht allgemein ein augenblickliches Regenerierungsereignis mit Bezug auf die Zeit (t) 122 sowie den Bremseneinziehzustand (B_r) 124 mit Bezug auf die Zeit 122. Wie gezeigt, kann das augenblickliche Regenerierungsereignis als Regenerierungsdrehmoment 126 (τ) gemessen werden, das von dem Motor/Generator 12 empfangen wird. Für den Zweck dieser Beschreibung wird das Vorzeichen des Regenerierungsdrehmoments 126 (τ) aus dem Blickwinkel des Motors/Generators 12 betrachtet, bei dem ein positives Regenerierungsdrehmoment 126 ein Drehmoment ist, das von dem Motor/Generator 12 empfangen wird und in gespeicherte Energie umgewandelt wird. Entsprechend würde ein negatives Regenerierungsdrehmoment ein Drehmoment sein, das von dem Motor/Generator 12 (d.h. der als Motor arbeitet) aus der gespeicherten Energie erzeugt wird. In der Praxis kann dieses Drehmoment ein augenblicklicher Messwert (oder berechneter Wert) an der Motorausgabewelle, an einer Ausgabewelle eines mechanisch gekoppelten Getriebes oder an anderen derartigen Stellen entlang des Endantriebs sein.
Wie vorstehend erwähnt wurde, weist der Bremseneinziehzustand 124 zwei Zustände auf: einen ersten Zustand 128 (B_r = 0), bei dem die Bremsklötze 48 nahe bei dem Bremsrotor 44/in Kontakt damit positioniert sind; und einen zweiten Zustand 130 (B_r = 1), bei dem die Bremsklötze 48 eingezogen/von dem Bremsrotor 44 weiter entfernt sind (d.h. B_r = 1 entspricht dem Zustand Einziehen der Bremse aktiviert, und B_r = 0 entspricht dem Zustand Einziehen der Bremse deaktiviert).
In der graphischen Darstellung 120 der Regenerierung veranschaulicht erreichte Regenerierung (R_a) 132 den augenblicklichen Betrag an Regenerierungsdrehmoment 126, der durch den Motor/Generator 12 umgewandelt wird, und Max-Regenerierung (R_max) 134 ist die maximale Kapazität zur Aufnahme von Drehmoment des regenerativen Bremssystems. R_max 134 kann in Übereinstimmung mit verschiedenen Betriebsparametern des Fahrzeugs variieren, stellt aber schließlich den maximalen Betrag an Regenerierungsdrehmoment 126 dar, der zu einem gegebenen Zeitpunkt von dem Motor/Generator 12 aufgenommen/umgewandelt werden kann.
Die graphische Darstellung 120 veranschaulicht ferner einen ersten Schwellenwert (T₁) 136 und einen zweiten Schwellenwert (T₂) 138, wobei (T₁) 136 um einen ersten Versatz 140 kleiner als R_max ist und (T₂) 138 um einen zweiten Versatz 142 kleiner als (T₁) 136 ist. Zudem veranschaulicht die graphische Darstellung 120 einen Controller-Einstellpunkt (CSP) 144, der zwischen (T₁) 136 und (R_max) 134 variieren kann.
Die graphische Darstellung 120 veranschaulicht allgemein ein regeneratives Bremsereignis, bei dem das gesamte oder nahezu das gesamte Bremsdrehmoment des Fahrzeugs von dem Motor/Generator 12 geliefert wird. Die graphische Darstellung 120 veranschaulicht eine erste Zeitspanne 150, bei der eine regenerative Bremskraft des Fahrzeugs zunimmt (d.h. die erreichte Regenerierung (R_a) 132 nimmt zu), und eine zweite Zeitspanne 152, bei der eine regenerative Bremskraft des Fahrzeugs abnimmt (d.h. die erreichte Regenerierung (R_a) 132 nimmt ab). Diese Zeitspannen 150, 152 können beispielsweise dem entsprechen, dass ein Benutzer einen zunehmenden Betrag an Druck auf ein Bremspedal (in der Zeitspanne 150) aufbringt und anschließend den Betrag des Drucks auf das Bremspedal (in der Zeitspanne 152) verringert. In diesem Beispiel ist der Motor/Generator 12, da die erreichte Regenerierung (R_a) 132 immer noch kleiner als R_max 134 ist, vollständig in der Lage, die Gesamtheit des angeforderten Bremsdrehmoments des Fahrzeugs zu liefern, und auch wenn sie bereit sind, brauchen die Reibungsbremsen nicht aktiv in Eingriff gestellt zu werden.
Mit Bezug auf 3 kann das Deaktivierungsschema 92 beginnen, indem bei 94 ermittelt wird, ob das erreichte Regenerierungsdrehmoment (R_a) 132 T₂ 138 überschreitet. Dieser zweite Schwellenwert T₂ 138 kann als Vorwarnung/Warnlinie für ein Bremsereignis dienen, das sich der Kapazität (R_max) 134 des regenerativen Bremssystems nähert. Wenn R_a < T₂ ist, können die Bremsklötze 48 bei 82 in einem eingezogenen Zustand bleiben. Wenn R_a > T₂, etwa bei 154 in 4, kann der Controller-Einstellpunkt (CSP) 144 bei 96 mit dem rampenförmigen linearen Bewegen von T₁ 136 zu R_max 134 hin beginnen (in 4 bei 156 graphisch gezeigt).
Bei 98 kann der Algorithmus 80 ermitteln, ob entweder R_a 132 größer als CSP 144 ist, oder ob das Einziehen der Bremse deaktiviert ist (B_r = 0) (d.h. die Bremsklötze sind benachbart zu den Rotoren positioniert) und R_a 132 größer als T₁ 136 ist. Wenn eine Bedingung die Frage bejaht, dann sollte das Einziehen der Bremsen bei 84 deaktiviert werden. Mit Bezug auf 4 tritt die erste Bedingung (R_a 132 ist größer als CSP 144) in der Zeitspanne auf, die bei 158 gezeigt ist, und die zweite Bedingung (die Bremsen befinden sich in dem ersten Zustand 128 (B_r = 0) und R_a 132 ist größer als T₁ 136) tritt in der Zeitspanne auf, die bei 160 gezeigt ist (d.h., bis T₁ 136 überquert wird).
Wenn bei 98 keine Bedingung die Frage bejaht, dann untersucht der Algorithmus 80 bei 100, ob das Einziehen der Bremse deaktiviert ist (B_r = 0) und ob R_a 132 kleiner als T₁ 136 ist, wie etwa bei 162. Wenn eine Bedingung nicht wahr ist, dann fährt der Algorithmus 80 bei 94 mit dem Überwachen fort, um zu ermitteln, ob R_a 132 immer noch größer als T₂ 138 ist. Wenn dem so ist, fährt der CSP 144 bei 96 mit der rampenförmigen Bewegung fort, etwa bei 164. Wenn das Einziehen der Bremsen jedoch deaktiviert ist und R_a 132 kleiner als T₁ 136 ist (etwa bei 166), dann veranlasst der Algorithmus 80, dass der CSP 144 damit beginnt (bei 102), sich rampenförmig linear in Richtung auf T₁ 136 zu bewegen (etwa bei 168) und er veranlasst, dass die Bremsen bei 84 von den Rotoren 44 weg (B_r=1) eingezogen werden.
Im Betrieb dient der CSP 144 als Auslöser, um zu veranlassen, dass die Bremsen in einen bereiten Zustand an die Rotoren 44 überführt werden. Da es einen bestimmten Zeitbetrag lang dauert, um diese Überführung zu bewirken, sollten die Bremsen bei einer Bedingung mit aggressivem Bremsen mit der Überführung früher beginnen als bei einer Bedingung mit einem sanfteren Bremsen. Anders ausgedrückt kann der CSP 144 von R_max 134 um einen gegebenen Kapazitätspuffer der Regenerierung beabstandet sein. Dieser Puffer kann bei einer bestimmten Größe bleiben, bis R_a 132 den zweiten Schwellenwert T₂ 138, die Warnlinie, überschreitet, wobei an dieser Stelle er mit dem Abnehmen auf Null hin beginnen kann. In einer Bedingung mit aggressivem Bremsen, bei der R_a 132 schnell ansteigt, ist es wahrscheinlicher, dass R_a 132 den CSP 144 überschreiten wird, wenn sich der Puffer bei oder in der Nähe seiner größten Größe befindet. Dies wird den Bremsen einen früheren Hinweis geben, sich zu den Rotoren 44 hin zu bewegen, bevor das regenerative Bremsdrehmoment bei R_max 134 überschritten wird. In einer vergleichsweise weniger aggressiven Bremsbedingung (d.h., bei der R_a 132 mit einer geringeren Steigung zunimmt), ist es wahrscheinlicher, dass R_a 132 den CSP 144 überschreiten wird, wenn sich der Puffer bei einer vergleichsweise kleineren Größe befindet. Dies würde jedoch wahrscheinlich immer noch genügend Zeit zum Überführen der Bremsen bereitstellen, da die Steigung von R_a 132 kleiner ist.
Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, wird der Fachmann auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen erkennen, um die Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche in die Praxis umzusetzen. Es ist beabsichtigt, dass alle Gegenstände, die in der vorstehenden Beschreibung enthalten sind oder in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, nur als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung interpretiert werden sollen.

Claims

Verfahren (80) zum Betreiben eines Bremseneinziehsystems während eines regenerativen Bremsereignisses, wobei das Verfahren (80) umfasst, dass: ein erreichter Betrag an regenerativem Bremsen (132) überwacht wird; ein Einstellpunkt-Schwellenwert (144) von einem ersten Schwellenwert (136) aus hin zu einer maximalen Regenerierungskapazität (134) rampenförmig linear bewegt wird, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen (132) einen zweiten Schwellenwert (138) überschreitet; wobei der zweite Schwellenwert (138) kleiner als der erste Schwellenwert (136) ist, wobei der erste Schwellenwert (136) kleiner als die maximale Regenerierungskapazität (134) ist, und wobei die maximale Regenerierungskapazität (134) einen maximalen Betrag an regenerativem Bremsen repräsentiert, der erzeugt werden kann; ein Reibungselement (48) eines Bremsmechanismus (42) aus einem ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1) in einen zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) überführt wird, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen (132) den Einstellpunkt-Schwellenwert (144) überschreitet; und wobei sich die Reibungselemente (48) in dem zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) näher bei einem Bremsenrotor (44) befinden als in dem ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1).
Verfahren (80) nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass das Reibungselement (48) aus dem ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1) in den zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) überführt wird, wenn eine Bremsanforderung von einem Fahrzeugsystem empfangen wird.
Verfahren (80) nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass das Reibungselement (48) aus dem ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1) in den zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) überführt wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (VS) kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert (VS_min) ist.
Verfahren (80) nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass der Einstellpunkt-Schwellenwert (144) rampenförmig linear zu dem ersten Schwellenwert (136) hin bewegt wird, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen (132) unter den ersten Schwellenwert (136) fällt und sich das Reibungselement (48) in dem zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) befindet.
Verfahren (80) nach Anspruch 4, das ferner umfasst, dass das Reibungselement (48) aus dem zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) in den ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1) überführt wird, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen (132) unter den ersten Schwellenwert (136) fällt und sich das Reibungselement (48) in dem zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) befindet.
Verfahren (80) nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass das Reibungselement (48) aus dem ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1) in den zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) überführt wird, wenn ein Ladezustand (SOC) einer Fahrzeugantriebsbatterie (14) innerhalb einer vordefinierten Toleranz um einen maximalen Ladezustand (SOC_T) liegt.
Verfahren (80) nach Anspruch 1, wobei der Einstellpunkt-Schwellenwert (144), der erste Schwellenwert (136), der zweite Schwellenwert (138) und die maximale Regenerierungskapazität (134) allesamt Drehmomentwerte sind, die von dem Standpunkt eines Motors/Generators (12) aus gemessen werden, der in einer Leistungsflussverbindung mit einer Vielzahl von Rädern (28) eines Fahrzeugs (10) angeordnet ist.
Verfahren (80) zum Betreiben eines Bremseneinziehsystems während eines regenerativen Bremsereignisses, wobei das Verfahren (80) umfasst, dass: ein erreichter Betrag an regenerativem Bremsen (132) überwacht wird; ein Einstellpunkt-Schwellenwert (144) von einem ersten Schwellenwert (136) aus zu einer maximalen Regenerierungskapazität (134) hin rampenförmig linear bewegt wird, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen (132) einen zweiten Schwellenwert (138) überschreitet; wobei der zweite Schwellenwert (138) kleiner als der erste Schwellenwert (136) ist, wobei der erste Schwellenwert (136) kleiner als die maximale Regenerierungskapazität (134) ist und wobei die maximale Regenerierungskapazität (134) einen maximalen Betrag an regenerativem Bremsen repräsentiert, der erzeugt werden kann; ein Reibungselement (48) eines Bremsmechanismus (42) aus einem ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1) in einen zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) überführt wird, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen (132) den Einstellpunkt-Schwellenwert (144) überschreitet; und das Reibungselement (48) aus dem ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1) in den zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) überführt wird, wenn eine Bremsanforderung von einem Fahrzeugsystem empfangen wird; das Reibungselement (48) aus dem ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1) in den zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) überführt wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (VS) kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert (VS_min) ist; wobei sich die Reibungselemente (48) in dem zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) näher bei einem Bremsenrotor (44) befinden als in dem ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1).
Verfahren (80) nach Anspruch 8, das ferner umfasst, dass der Einstellpunkt-Schwellenwert (144) rampenförmig linear zu dem ersten Schwellenwert (136) hin bewegt wird, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen (132) unter den ersten Schwellenwert (136) fällt und sich das Reibungselement (48) in dem zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) befindet.
Verfahren (80) nach Anspruch 9, das ferner umfasst, dass das Reibungselement (48) aus dem zweiten, bereiten Zustand (B_r=0), in den ersten, eingezogenen Zustand (B_r=1) überführt wird, wenn der erreichte Betrag an regenerativem Bremsen (132) unter den ersten Schwellenwert (136) fällt und sich das Reibungselement (48) in dem zweiten, bereiten Zustand (B_r=0) befindet.