DE102017204000A1 - Method for anti-lock control of a vehicle and vehicle - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren (B) zur Antiblockierregelung eines Fahrzeugs (1), laufen während eines Bremsvorgangs folgende Schritte aba. wenigstens einer der Elektromotoren (4) baut ein Rekuperationsmoment (R) an wenigstens einem der Räder auf bis ein maximales Rekuperationsmoment (Rmax) erreicht ist,b. ein Bremsmoment (H) der hydraulischen Bremsanlage (2) wird aufgebaut bis ein Sollschlupf an diesem wenigstens einen der Räder erreicht ist,c. der wenigstens eine der Elektromotoren (4) regelt an diesem wenigstens einen der Räder den Sollschlupf ein und der wenigstens eine der Elektromotoren (4) wird um einen Betrag auf ein Rekuperationsmoment (R) zurückgeregelt, welches im Intervall, [1/2 maximales Rekuperationsmoment; maximales Rekuperationsmoment[ liegt und das Bremsmoment (H) der hydraulischen Bremsanlage (2) wird um den gleichen Betrag erhöht, undd. der Sollschlupf an diesem wenigstens einen der Räder wird stationär geregelt mittels des wenigstens einen Elektromotors (4).In a method (B) for anti-lock control of a vehicle (1), during a braking operation, the following steps aba. at least one of the electric motors (4) builds up a recuperation torque (R) on at least one of the wheels until a maximum recuperation torque (Rmax) is reached, b. a braking torque (H) of the hydraulic brake system (2) is built up until a desired slip is reached on this at least one of the wheels, c. the at least one of the electric motors (4) regulates the setpoint slip at this at least one of the wheels and the at least one of the electric motors (4) is adjusted back by an amount to a recuperation moment (R), which in the interval [1/2 maximum recuperation moment; maximum recuperation torque [is and the braking torque (H) of the hydraulic brake system (2) is increased by the same amount, andd. the nominal slip at this at least one of the wheels is stationary controlled by means of the at least one electric motor (4).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Antiblockierregelung eines Fahrzeugs nach Anspruch 1 und Anspruch 6, sowie ein Fahrzeug nach Anspruch 7.The present invention relates to a method for anti-lock control of a vehicle according to
In herkömmlichen Fahrzeugen, z. B. in PKWs oder NKWs, werden Antiblockiersysteme (ABS) eingesetzt, um bei einem Bremsvorgang aus einer hohen Geschwindigkeit heraus dem Fahrer die Möglichkeit zu bieten, noch lenken zu können. Bei hydraulischen ABS-Systemen wird, sobald ein Rad zu blockieren droht, der Druck der hydraulischen Bremsflüssigkeit herabgesenkt und dadurch die Kraft, die auf die Bremse wirkt, verringert.In conventional vehicles, eg. As in cars or trucks, anti-lock braking systems (ABS) are used to provide the driver with the possibility of steering at a high speed out of the way. In hydraulic ABS systems, as soon as a wheel threatens to lock, the pressure of the hydraulic brake fluid is lowered, thereby reducing the force acting on the brake.
In ATZ Elektronik, 6. Jahrgang, 02/2011 wird in einem Artikel eine Simulation eines ABS-Systems in Kombination mit generatorischem Bremsen mittels E-Antrieben vorgestellt. Bei leichten Fahrzeugen mit leistungsstarken Elektromotoren kann das hydraulische Bremssystem laut diesem Artikel vereinfacht werden und die Reibbremsen können entfallen.In ATZ Elektronik, 6th year, 02/2011, an article presents a simulation of an ABS system in combination with regenerative braking by means of electric drives. In light vehicles with powerful electric motors, the hydraulic braking system can be simplified according to this article and the friction brakes can be omitted.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Antiblockierregelung eines Fahrzeugs vorzuschlagen. Die Antiblockierregelung soll hierbei schneller ansprechen als es bei rein hydraulischen ABS-Systemen der Fall ist.The present invention is based on the prior art, the object to propose a method for anti-lock control of a vehicle. The anti-skid control should respond faster than is the case with purely hydraulic ABS systems.
Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Verfahren zur Antiblockierregelung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 und den Merkmalen nach Patentanspruch 6 vor. Zudem schlägt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug nach Patentanspruch 7 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.The present invention proposes, starting from the above object, a method for anti-lock control of a vehicle with the features of
Bei einem Verfahren zur Antiblockierregelung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine hydraulische Bremsanlage, einen Energiespeicher für elektrische Energie und wenigstens zwei radindividuelle Elektromotoren an einer Achse aufweist, baut während eines Bremsvorgangs in einem a. Schritt wenigstens einer der Elektromotoren an wenigstens einem der Räder ein Rekuperationsmoment auf bis ein maximales Rekuperationsmoment (Rmax) erreicht ist. In einem b. Schritt wird ein Bremsmoment der hydraulischen Bremsanlage aufgebaut bis ein Sollschlupf an dem wenigstens einen der Räder erreicht ist. In einem c. Schritt regelt der wenigstens eine der Elektromotoren den Sollschlupf an diesem wenigstens einen der Räder ein und der wenigstens eine der Elektromotoren wird um einen Betrag auf ein Rekuperationsmoment zurückgeregelt, welches im Intervall,
Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein Straßenfahrzeug, z. B. ein PKW oder NKW, mit Hybridantrieb oder Elektroantrieb. Das Fahrzeug kann selbstverständlich mehr als zwei Elektromotoren aufweisen, beispielsweise je einen Elektromotor pro Rad. Das Fahrzeug weist zudem eine fahrzeuginterne Sensorik auf, die dazu dient, einen Radschlupf jedes Rades zu sensieren und auszuwerten. Der elektrische Energiespeicher ist teilgeladen oder nicht geladen. Das Verfahren eignet sich besonders für herkömmliche Bremsvorgänge (Standardbremsvorgänge), d. h. Bremsvorgänge während eines herkömmlichen Fahrbetriebs bei welchem der erhöhte Radschlupf durch einen weniger guten Fahrbahnzustand (z. B. Nässe, Eis, Rollsplit) hervorgerufen wird.The vehicle is preferably a road vehicle, e.g. As a car or commercial vehicle, with hybrid or electric drive. Of course, the vehicle may have more than two electric motors, for example one electric motor per wheel. The vehicle also has an in-vehicle sensor system which serves to sense and evaluate a wheel slip of each wheel. The electrical energy storage is partially charged or not charged. The method is particularly suitable for conventional braking operations (standard braking operations), d. H. Braking during a conventional driving operation in which the increased wheel slip is caused by a less good road condition (eg wet, ice, rolling split).
Wird ein Bremsvorgang eingeleitet, wird zuerst mit wenigstens einem der Elektromotoren gebremst, also ein Rekuperationsmoment aufgebaut, bis das Rmax oder die maximale Rekuperationsleistung erreicht ist (brake blending). Der wenigstens eine Elektromotor wird also regenerativ betrieben. Selbstverständlich kann auch mit beiden der wenigstens zwei Elektromotoren jeweils ein Rekuperationsmoment aufgebaut werden bis das Rmax jedes einzelnen Elektromotors erreicht ist. Weist das Fahrzeug mehr als zwei Elektromotoren auf, kann mit mehr als zwei oder mit allen Elektromotoren jeweils ein Rekuperationsmoment aufgebaut werden bis das Rmax jedes einzelnen Elektromotors erreicht ist. Das Rekuperationsmoment jedes einzelnen Elektromotors entspricht dem Bremsmoment, das jeder einzelne Elektromotor bereitstellen kann. Das Ansteuern und Regeln der wenigstens zwei Elektromotoren und auch der hydraulischen Bremsanlage erfolgt mittels herkömmlicher fahrzeugeigener Systeme. Beispielsweise kann das Fahrzeug wenigstens ein Steuergerät aufweisen, welches ausgehend vom Radschlupf die hydraulische Bremsanlage und die Elektromotoren ansteuert.If a braking process is initiated, it is first braked with at least one of the electric motors, that is, a recuperation torque is built up until the Rmax or the maximum recuperation power is reached (brake blending). The at least one electric motor is thus operated regeneratively. Of course, in each case a Rekuperationsmoment be established with both of the at least two electric motors until the Rmax each individual electric motor is reached. If the vehicle has more than two electric motors, a recuperation torque can be set up with more than two or with all the electric motors until the Rmax of each individual electric motor is reached. The recuperation torque of each individual electric motor corresponds to the braking torque that can be provided by each individual electric motor. The controlling and regulating the at least two electric motors and also the hydraulic brake system by means of conventional on-board systems. For example, the vehicle may have at least one control unit which, starting from the wheel slip, actuates the hydraulic brake system and the electric motors.
Reicht das von dem wenigstens einen Elektromotor bereitgestellte Bremsmoment nicht aus, wird die hydraulische Bremsanlage hinzugeschaltet. Das Bremsmoment der hydraulischen Bremsanlage wird so weit erhöht, bis ein Sollschlupf an wenigstens einem der Räder erreicht ist. Der Schlupf wird vorzugsweise mittels der handelsüblichen fahrzeugeigenen Sensorik für jedes Rad individuell bestimmt und ausgewertet. Der Sollschlupf stellt einen Schwellenwert dar, der beispielsweise in einer Datenbank abgelegt ist und z. B. je nach Fahrzeugart oder Fahrzeugtyp variiert, z. B. kann der Sollschlupf für einen PKW anders sein als für einen NKW. Der Sollschlupf ist beispielsweise ein Schlupf eines Rades in einer Höhe, in der dieser keine negativen Auswirkungen auf das Fahrverhalten und auf die Reaktion des Fahrzeugs hat.If the braking torque provided by the at least one electric motor is insufficient, the hydraulic brake system is added. The braking torque of the hydraulic brake system is increased until a desired slip is achieved on at least one of the wheels. The slip is preferably determined and evaluated individually by means of the commercially available vehicle sensors for each wheel. The nominal slip represents a threshold, which is stored for example in a database and z. B. varies depending on the type of vehicle or vehicle type, z. For example, the nominal slip for a car may be different than for a commercial vehicle. The nominal slip is, for example, a slip of a wheel at a height where it has no negative effects on the driving behavior and on the reaction of the vehicle.
Mittels der fahrzeugeigenen Sensorik wird also der Schlupf der jeweiligen Räder und somit auch des wenigstens einen Rades gemessen und ausgewertet. Ausgehend davon findet das Regeln des Bremsmoments statt. Der Sollschlupf an dem wenigstens einen der Räder wird mittels des wenigstens einen Elektromotors eingeregelt. Dies heißt, dass das von dem Elektromotor bereitgestellte Rekuperationsmoment und das hydraulische Bremsmoment korrespondierend geregelt werden. Um den Sollschlupf anschließend stationär regeln zu können, ist es nötig, dass vorher das von dem wenigstens einen Elektromotor bereitgestellte Rekuperationsmoment um einen Betrag zurückgeregelt wird auf einen Wert, der im Intervall [1/2 Rmax; Rmax[ liegt. Beispielsweise kann das vom wenigstens einen Elektromotor bereitgestellte Rekuperationsmoment 1/2 Rmax, 2/3 Rmax oder einen anderen geeigneten Wert im Intervall [1/2 Rmax; Rmax[ aufweisen. Lediglich der Wert Rmax ist ausgeschlossen. Das bereitgestellte Bremsmoment der hydraulischen Bremsanlage wird im gleichen Schritt um den gleichen Betrag erhöht. Dieses Zurückregeln des wenigstens einen Elektromotors dient dem Zweck, dass der wenigstens einen Elektromotor das von ihm bereitgestellte Bremsmoment, welches dem Rekuperationsmoment entspricht, in positive und negative Richtung um den gewählten Wert regeln kann. Fällt das aufgrund des Radschlupfs benötigte Bremsmoment an dem wenigstens einen der Räder unter eine vorbestimmte Schwelle ab, wird das Bremsmoment der hydraulischen Bremsanlage um einen Betrag abgesenkt und gleichzeitig wird das Rekuperationsmoment des wenigstens einen Elektromotors um denselben Betrag erhöht. Steigt das aufgrund des Radschlupfs benötigte Bremsmoment an dem wenigstens einen der Räder über eine vorbestimmte Schwelle an, wird das Bremsmoment der hydraulischen Bremsanlage um einen Betrag erhöht und gleichzeitig wird das Rekuperationsmoment des wenigstens einen Elektromotors um denselben Betrag abgesenkt. Diese Vorgänge können sich in einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs mehrmals nacheinander abwechseln. Somit bewegt sich das von dem wenigstens einen Elektromotor bereitgestellte Rekuperationsmoment, welches dem Bremsmoment des Elektromotors entspricht, dauerhaft in einem Bereich, indem eine Regelung desselben in positive und auch negative Richtung stets möglich ist.By means of the vehicle's own sensor technology, therefore, the slip of the respective wheels and thus also of the at least one wheel is measured and evaluated. Based on this, the braking torque is controlled. The nominal slip on the at least one of the wheels is adjusted by means of the at least one electric motor. This means that the recuperation torque provided by the electric motor and the hydraulic braking torque are controlled in a corresponding manner. In order to subsequently be able to control the setpoint slip in a stationary manner, it is necessary for the recuperation moment provided by the at least one electric motor to be previously regulated back by an amount to a value that is determined in the interval [1/2 Rmax; Rmax [lies. For example, the recuperation torque provided by the at least one electric motor can be 1/2 Rmax, 2/3 Rmax or another suitable value in the interval [1/2 Rmax; Rmax [exhibit. Only the value Rmax is excluded. The provided braking torque of the hydraulic brake system is increased by the same amount in the same step. This back regulation of the at least one electric motor serves the purpose that the at least one electric motor can regulate the braking torque provided by it, which corresponds to the recuperation torque, in the positive and negative directions by the selected value. If the braking torque required on the at least one of the wheels due to the wheel slippage drops below a predetermined threshold, the braking torque of the hydraulic brake system is lowered by an amount and at the same time the recuperation torque of the at least one electric motor is increased by the same amount. If the braking torque required on the at least one of the wheels due to the wheel slippage increases above a predetermined threshold, the braking torque of the hydraulic brake system is increased by an amount and at the same time the recuperation torque of the at least one electric motor is lowered by the same amount. These processes can alternate several times in succession in a driving operation of the vehicle. Thus, the recuperation torque provided by the at least one electric motor, which corresponds to the braking torque of the electric motor, moves permanently in a range in which a regulation of the same in the positive and negative directions is always possible.
Der Sollschlupf kann von dem wenigstens einen Elektromotor anschließend stationär geregelt werden. Das heißt, dass der tatsächlich auftretende Schlupf an dem wenigstens einen der Räder nur minimale Abweichungen um den Wert des Sollschlupfs herum zeigt. Der wenigstens eine Elektromotor passt sein bereitgestelltes Rekuperationsmoment an, um den Sollschlupf stationär zu regeln. Je nach dem in welcher Höhe der an dem wenigstens einen der Räder tatsächlich auftretende Schlupf auftritt, stellt der wenigstens eine Elektromotor weniger oder mehr Rekuperationsmoment zur Verfügung. Das Bremsmoment der hydraulischen Bremsanlage bleibt während der stationären Regelung hingegen konstant. Ist der tatsächlich auftretende Schlupf an dem wenigstens einen der Räder höher als der Sollschlupf senkt der wenigstens eine Elektromotor sein bereitgestelltes Rekuperationsmoment ab. Ist der tatsächlich auftretende Schlupf an dem wenigstens einen der Räder niedriger als der Sollschlupf hebt der wenigstens eine Elektromotor sein bereitgestelltes Rekuperationsmoment an.The desired slip can then be controlled by the stationary stationary at least one electric motor. That is, the actual slip occurring on the at least one of the wheels shows only minimal deviations around the value of the desired slip. The at least one electric motor adapts its provided recuperation torque in order to fix the nominal slip in a stationary manner. Depending on the amount of slip actually occurring at the at least one of the wheels, the at least one electric motor provides less or more recuperation torque. The braking torque of the hydraulic brake system, however, remains constant during stationary control. If the actually occurring slip on the at least one of the wheels is higher than the setpoint slip, the at least one electric motor reduces its provided recuperation torque. If the actually occurring slip on the at least one of the wheels is lower than the setpoint slip, the at least one electric motor increases its provided recuperation torque.
Vorteilhaft an diesem Verfahren ist, dass durch das Zusammenwirken der hydraulische Bremsanlage und des wenigstens einen Elektromotors zum Abbremsen des wenigstens einen Rades einem Blockieren der hydraulischen Bremsanlage vorgebeugt werden kann. Das vorgestellte Verfahren weist eine kürzere Reaktionszeit auf als herkömmliche Verfahren zur Antiblockierregelung, die sich einem ABS-Block bedienen. Zudem kann durch den Einsatz des wenigstens einen Elektromotors zum Rekuperieren Energie zurückgewonnen werden, wodurch das Fahrzeug energieeffizienter ist als ein herkömmliches Fahrzeug mit Hybrid- oder Elektroantrieb.An advantage of this method is that by the interaction of the hydraulic brake system and the at least one electric motor for braking the at least one wheel blocking of the hydraulic brake system can be prevented. The presented method has a shorter reaction time than conventional anti-skid control methods using an ABS block. In addition, by using the at least one electric motor for recuperation energy can be recovered, whereby the vehicle is more energy efficient than a conventional vehicle with hybrid or electric drive.
Nach einer Ausführungsform laufen bei einem im Vergleich zu einem Startzeitpunkt veränderten Reibkoeffizienten während des Bremsvorgangs die Schritte c und d erneut ab. Der Reibkoeffizient kann sich beispielsweise durch einen geänderten Fahrbahnzustand ändern. Beispielsweise kann die Fahrbahn an einer Stelle rutschig sein, beispielsweise durch einen Nässefilm oder durch Eis, und an einer anderen Stelle nicht. Werden diese beiden Stellen während des Bremsvorgangs passiert, muss der Bremsvorgang angepasst werden. Der Startzeitpunkt ist hierbei derjenige Zeitpunkt zu dem der Bremsvorgang initiiert wird.According to one embodiment, when the coefficient of friction changes in comparison to a starting time during the braking process, steps c and d again take place. The friction coefficient may change, for example, due to a changed road condition. For example, the road may be slippery at one point, such as wet film or ice, and not elsewhere. If these two points happen during the braking process, the braking process must be adjusted. The starting time is in this case the time at which the braking process is initiated.
Der Reibkoeffizient hängt direkt mit dem Radschlupf, der an dem wenigstens einen Rad festgestellt wird, zusammen. Beispielsweise ist der Radschlupf des wenigstens einen Rades bei nasser oder eisglatter Fahrbahn höher als bei trockener Fahrbahn. Der Radschlupf ändert sich während des Bremsvorgangs durch den geänderten Reibkoeffizienten nicht wie gewünscht kontinuierlich über eine Zeitspanne aufgrund des Bremsvorgangs, sondern weist einen Sprung zu dem Zeitpunkt auf, zu dem sich der Reibkoeffizient ändert.The friction coefficient is directly related to the wheel slip detected on the at least one wheel. For example, the wheel slip of the at least one wheel is higher in wet or icy slippery roads than in dry roads. The wheel slip does not change as desired during the braking operation by the changed friction coefficient continuously over a period of time due to the braking operation, but has a jump at the time when the friction coefficient changes.
Bei geändertem Reibkoeffizienten und somit bei geändertem vorliegenden Schlupf regelt der wenigstens eine der Elektromotoren den Sollschlupf an diesem wenigstens einen der Räder ein und der wenigstens eine der Elektromotoren wird um einen Betrag auf ein Rekuperationsmoment zurückgeregelt, welches im Intervall,
[1/2 Rmax; Rmax[
liegt und das Bremsmoment wird um den gleichen Betrag erhöht (Schritt c). In dem d. Schritt wird der Sollschlupf an diesem wenigstens einen der Räder stationär geregelt. Dies erfolgt auf die bereits oben beschriebene Art und Weise.When the coefficient of friction is changed and thus when there is a change in slip, the at least one of the electric motors regulates the nominal slip at this at least one of the wheels and the at least one of the electric motors is regulated back by an amount to a recuperation torque which, in the interval,
[1/2 Rmax; Rmax [
is and the braking torque is increased by the same amount (step c). In the d. Step, the target slip is fixed at this at least one of the wheels stationary. This is done in the manner already described above.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird in Schritt c der wenigstens eine der Elektromotoren um einen Betrag auf ein Rekuperationsmoment zurückgeregelt, welches 1/2 maximalen Rekuperationsmoment entspricht. Das Rekuperationsmoment ist also 1/2 Rmax. Vorteilhaft hierbei ist, dass eine Regelung des Rekuperationsmoments, das dem Bremsmoment des wenigstens einen Elektromotors entspricht, sowohl in positive als auch in negative Richtung gleichmäßig erfolgen kann.According to a further embodiment, in step c, the at least one of the electric motors is regulated back by an amount to a recuperation moment, which corresponds to 1/2 maximum recuperation torque. The recuperation moment is therefore 1/2 Rmax. It is advantageous here that a regulation of the recuperation torque, which corresponds to the braking torque of the at least one electric motor, can take place uniformly in both the positive and negative directions.
Nach einer weiteren Ausführungsform werden die Schritte a, c und d von jedem der Elektromotoren des Fahrzeugs durchgeführt. Weist das Fahrzeug, wie hier beschrieben, an einer Achse für jedes der Räder einen radindividuellen Elektroantrieb auf, führen beide Elektromotoren die Schritte a, c und d durch. Weist das Fahrzeug an zwei Achsen für jedes der Räder einen radindividuellen Elektroantrieb auf, führen alle Elektromotoren die Schritte a, c und d durch. Dies heißt, dass das beschriebene Verfahren an jedem individuell angetriebenen Rad ablaufen kann. Alle Elektromotoren eines Fahrzeugs wirken also zusammen an einem Bremsvorgang mit. Jeder Elektromotor kann ein von den anderen Elektromotoren unterschiedliches Rekuperationsmoment zur Verfügung stellen. Alternativ dazu kann jeder Elektromotor ein gleiches Rekuperationsmoment zur Verfügung stellen.According to another embodiment, steps a, c and d are performed by each of the electric motors of the vehicle. If the vehicle, as described here, has a wheel-individual electric drive on an axle for each of the wheels, then both electric motors carry out the steps a, c and d. If the vehicle has a wheel-specific electric drive on two axles for each of the wheels, all the electric motors carry out the steps a, c and d. This means that the described method can run on any individually driven wheel. All electric motors of a vehicle thus cooperate in a braking process. Each electric motor can provide a different recuperation torque from the other electric motors. Alternatively, each electric motor can provide an equal recuperation moment.
Bei einem Verfahren zur Antiblockierregelung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine hydraulische Bremsanlage, einen Energiespeicher für elektrische Energie und wenigstens zwei radindividuelle Elektromotoren an einer Achse aufweist, baut während eines Bremsvorgangs wenigstens einer der Elektromotoren ein Rekuperationsmoment an wenigstens einem der Räder auf bis ein Wert erreicht ist, welcher im Intervall,
[1/2 maximales Rekuperationsmoment; maximales Rekuperationsmoment[ liegt (Schritt a‘). Gleichzeitig wird ein Bremsmoment der hydraulischen Bremsanlage aufgebaut bis ein Sollschlupf an diesem wenigstens einen der Räder erreicht ist (Schritt b‘). Der wenigstens eine der Elektromotoren regelt ab Erreichen eines vorbestimmten Schlupfschwellenwertes einen Sollschlupf an wenigstens einem der Räder stationär (Schritt d‘).In a method for anti-lock control of a vehicle, wherein the vehicle has a hydraulic brake system, an energy storage device for electrical energy and at least two wheel-individual electric motors on one axis, builds during a braking operation of at least one of the electric motors a Rekuperationsmoment on at least one of the wheels until a value is reached is, which in the interval,
[1/2 maximum recuperation torque; maximum recuperation torque [lies (step a '). At the same time, a braking torque of the hydraulic brake system is built up until a desired slip is reached on this at least one of the wheels (step b '). The at least one of the electric motors controls a target slip at at least one of the wheels stationary from a predetermined slip threshold value (step d ').
Das Fahrzeug ist hierbei dasselbe, das bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde und weist dieselben Systeme auf. Das Verfahren eignet sich besonders für Gefahrbremsvorgänge. Ein Gefahrbremsvorgang ist beispielsweise ein Notbremsvorgang, bei dem so schnell wie möglich eine maximale negative Beschleunigung bzw. ein maximales Bremsmoment aufgebracht werden muss, um beispielsweise eine Kollision zu vermeiden. Aufgrund der hohen nötigen Bremsmomente in einer kurzen Zeitspanne bei einem Gefahrbremsvorgang ist der Radschlupf an dem wenigstens einen Rad besonders hoch, so dass die Antiblockierregelung unumgänglich ist.The vehicle here is the same as that already described in the previous description and has the same systems. The method is particularly suitable for danger braking operations. A danger braking process is, for example, an emergency braking process in which a maximum negative acceleration or a maximum braking torque must be applied as quickly as possible in order to avoid a collision, for example. Due to the high braking moments required in a short period of time in a danger braking process, the wheel slip on the at least one wheel is particularly high, so that the anti-skid control is unavoidable.
Sowohl das Rekuperationsmoment des wenigstens einen Elektromotors als auch das Bremsmoment der hydraulischen Bremsanlage werden gleichzeitig aufgebaut, sobald der Bremsvorgang initiiert ist. Dies wird beispielsweise mittels herkömmlicher fahrzeugeigener Sensorik festgestellt. Das Rekuperationsmoment steigt so lange an, bis dieses einen Wert erreicht, der im Intervall [1/2 Rmax; Rmax[ liegt. Vorzugsweise beträgt der Wert 1/2 Rmax. Selbstverständlich ist auch ein höherer Wert, z. B. 2/3 Rmax oder 4/5 Rmax möglich. Das Bremsmoment der hydraulischen Bremsanlage steigt so lange weiter an, bis der Sollschlupf einen Schlupfschwellenwert erreicht. Der Schlupfschwellenwert ist hierbei ein vorbestimmter Schlupf des wenigstens einen Rades, dessen Wert beispielsweise nahe dem Sollschlupf ist. Dieser Schlupfschwellenwert kann beispielsweise in einem mit einem Speicher ausgerüsteten Steuergerät des Fahrzeugs hinterlegt sein. Ist der Schlupfschwellenwert erreicht, regelt der wenigstens eine Elektromotor den Sollschlupf stationär, während das Bremsmoment der hydraulischen Bremsanlage konstant bleibt. Die stationäre Regelung wurde bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben.Both the recuperation torque of the at least one electric motor and the braking torque of the hydraulic brake system are set up at the same time as soon as the braking process is initiated. This is determined for example by means of conventional on-board sensors. The recuperation torque increases until it reaches a value which in the interval [1/2 Rmax; Rmax [lies. Preferably, the value is 1/2 Rmax. Of course, a higher value, for. B. 2/3 Rmax or 4/5 Rmax possible. The braking torque of the hydraulic brake system continues to increase until the setpoint slip reaches a slip threshold value. The slip threshold is in this case a predetermined slip of the at least one wheel whose value is, for example, close to the nominal slip. This slip threshold may be stored, for example, in a vehicle equipped with a memory controller of the vehicle. Is the Has reached slip threshold, controls the at least one electric motor, the target slip stationary, while the braking torque of the hydraulic brake system remains constant. The stationary control has already been described in the previous description.
Vorteilhaft hierbei ist, dass selbst bei einer Gefahrenbremsung die ABS-Regelung eine kürzere Reaktionszeit aufweist als herkömmliche ABS-Systeme, die sich eines ABS-Blocks bedienen. Das dargestellte Verfahren ist ergänzend zu dem in der vorherigen Beschreibung beschriebenen Verfahren zu sehen, so dass ein Fahrzeug sowohl bei herkömmlichen Bremsvorgängen als auch bei Gefahrbremsvorgängen eine Antiblockierregelung nutzen kann.The advantage here is that even with emergency braking the ABS control has a shorter reaction time than conventional ABS systems that use an ABS block. The illustrated method is complementary to the method described in the previous description, so that a vehicle can utilize anti-skid control in both conventional braking and danger braking operations.
Bei einer Ausführungsform eines Verfahren zur Antiblockierregelung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine hydraulische Bremsanlage, einen Energiespeicher für elektrische Energie und wenigstens zwei radindividuelle Elektromotoren an einer Achse aufweist, wird während eines Bremsvorgangs bei vollständig geladenem Energiespeicher für elektrische Energie ein erster der wenigstens zwei Elektromotoren regenerativ und ein zweiter der wenigstens zwei Elektromotoren aktiv betrieben. Der aktiv betriebene Elektromotor nutzt mehr Energie als der regenerativ betriebene Elektromotor bereitstellt. Das Fahrzeug ist hierbei dasselbe Fahrzeug, das bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde und weist dieselben Systeme auf. Das Verfahren eignet sich besonders für Standardbremsvorgänge.In one embodiment of a method for anti-lock control of a vehicle, wherein the vehicle has a hydraulic brake system, an energy store for electrical energy and at least two wheel-individual electric motors on one axis, a first of the at least two electric motors is regenerative during a braking process with fully charged energy storage for electrical energy and a second of the at least two electric motors actively operated. The actively driven electric motor uses more energy than the regenerative electric motor provides. The vehicle here is the same vehicle already described in the previous description and has the same systems. The method is particularly suitable for standard braking operations.
Zu Beginn des Bremsvorgangs baut der regenerativ betriebene Elektromotor ein Rekuperationsmoment an wenigstens einem der Räder auf bis ein Wert erreicht ist, der im Intervall,
[1/2 maximales Rekuperationsmoment; maximales Rekuperationsmoment[ liegt (Schritt a‘). Beispielsweise kann das Rekuperationsmoment 1/2 Rmax, 2/3 Rmax, 4/5 Rmax oder einen anderen geeigneten Wert im Intervall [1/2 Rmax; Rmax[ aufweisen. Der aktiv betriebene Elektromotor der wenigstens zwei Elektromotoren baut gleichzeitig oder mit einem kurzen Zeitversatz ein Antriebsmoment auf bis ein Antriebsmomentschwellenwert erreicht ist. Gleichzeitig baut die hydraulische Bremsanlage ein Bremsmoment auf bis ein Sollschlupf an diesem wenigstens einen der Räder erreicht ist, wobei das Bremsmoment um einen Betrag höher ist, der dem Betrag des Antriebsmoments entspricht (Schritt b‘). Der regenerativ betriebene Elektromotor regelt anschließend ab Erreichen eines vorbestimmten Schlupfschwellenwertes einen Sollschlupf an wenigstens einem der Räder stationär (Schritt d‘), und gleichzeitig stellt der aktiv betriebene Elektromotor ab Erreichen des vorbestimmten Schlupfschwellenwertes sein Antriebsmoment entsprechend dem Rekuperationsmoment des regenerativ betriebenen Elektromotors bereit.At the beginning of the braking process, the regeneratively operated electric motor builds up a recuperation torque on at least one of the wheels until a value is reached which, in the interval,
[1/2 maximum recuperation torque; maximum recuperation torque [lies (step a '). For example, the recuperation torque can be 1/2 Rmax, 2/3 Rmax, 4/5 Rmax, or another suitable value in the interval [1/2 Rmax; Rmax [exhibit. The actively operated electric motor of the at least two electric motors builds up a drive torque simultaneously or with a short time offset until a drive torque threshold is reached. At the same time, the hydraulic brake system builds up a braking torque until a desired slip is achieved at this at least one of the wheels, wherein the braking torque is higher by an amount corresponding to the amount of the drive torque (step b '). The regeneratively operated electric motor then controls a target slip at at least one of the wheels stationary (step d ') after reaching a predetermined slip threshold value, and at the same time the actively operated electric motor provides its drive torque corresponding to the recuperation torque of the regeneratively operated electric motor when the predetermined slip threshold value is reached.
Dieses Verfahren läuft im selben Fahrzeug ab wie bereits das vorher beschriebene Verfahren, jedoch bei vollständig geladenem elektrischem Energiespeicher. Ist der Energiespeicher vollständig geladen, kann mittels der Elektromotoren keine weitere Energie mehr rekuperiert werden. Um das Verfahren zur Antiblockierregelung trotzdem durchführen zu können, wird dieses Verfahren angepasst. Der erste der wenigstens zwei Elektromotoren wird regenerativ betrieben, d. h. er rekuperiert Energie. Der zweite der wenigstens zwei Elektromotoren wird hingegen aktiv betrieben, d. h. er nutzt Energie um das Fahrzeug anzutreiben. Weist das Fahrzeug mehr als zwei Elektromotoren auf, können mehrere dieser Elektromotoren aktiv betrieben werden und beispielsweise nur einer der Elektromotoren regenerativ.This procedure takes place in the same vehicle as the previously described method, but with fully charged electrical energy storage. If the energy store is completely charged, no further energy can be recuperated by means of the electric motors. In order to be able to carry out the method for anti-skid control nevertheless, this method is adapted. The first of the at least two electric motors is regeneratively operated, i. H. he recuperates energy. The second of the at least two electric motors, however, is actively operated, d. H. he uses energy to power the vehicle. If the vehicle has more than two electric motors, several of these electric motors can be actively operated and, for example, only one of the electric motors regenerative.
Es ist nötig eine positive Energiebilanz zu vermeiden, damit der elektrische Energiespeicher nicht überladen wird und/oder Schäden davon trägt. Das durch den aktiv betriebenen Elektromotor bereitgestellte Antriebsmoment ist so niedrig wie möglich zu wählen, so dass ein Bremsen mit dem regenerativ betriebenen Elektromotor möglich ist. Der Antriebsmomentschwellenwert sollte somit möglichst gering sein und kann für jeden Fahrzeugtyp unterschiedlich gewählt werden. Dies heißt, dass der Antriebsmomentschwellenwert vordefiniert ist und beispielsweise in einer Datenbank abgelegt ist. Es ist notwendig, dass von dem aktiv betriebenen Elektromotor mehr Energie genutzt wird, als der regenerativ betriebene Elektromotor bereitstellt.It is necessary to avoid a positive energy balance, so that the electrical energy storage is not overloaded and / or damages. The drive torque provided by the actively operated electric motor is to be selected as low as possible, so that braking with the regeneratively operated electric motor is possible. The drive torque threshold should thus be as low as possible and can be chosen differently for each vehicle type. This means that the drive torque threshold is predefined and stored, for example, in a database. It is necessary that more energy be used by the actively driven electric motor than provided by the regeneratively driven electric motor.
Die hydraulische Bremsanlage führt den bereits vorher beschriebenen Verfahrensschritt b‘ durch, muss aber aufgrund dessen, dass der aktiv betriebene Elektromotor das Fahrzeug antreibt, ein höheres Bremsmoment zur Verfügung stellen, als bei dem vorher beschriebenen Bremsvorgang bei teilgeladenem oder nicht geladenem elektrischen Energiespeicher. Das durch die hydraulische Bremsanlage bereitgestellte Bremsmoment muss wenigstens einen Betrag aufweisen, der dem von dem aktiv betriebenen Elektromotor bereitgestellten Antriebsmoment entspricht. In anderen Worten bremst die hydraulische Bremsanlage sowohl das Fahrzeug regulär ab als auch das zusätzlich durch den aktiv betriebenen Elektromotor bereitgestellte Antriebsmoment. Die stationäre Regelung des Sollschlupfs läuft genauso ab, wie bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben.The hydraulic brake system performs the previously described method step b ', but due to the fact that the actively driven electric motor drives the vehicle to provide a higher braking torque available, as in the previously described braking operation at partially charged or non-charged electrical energy storage. The braking torque provided by the hydraulic brake system must have at least an amount which corresponds to the drive torque provided by the actively operated electric motor. In other words, the hydraulic brake system brakes both the vehicle regularly and the additionally provided by the actively driven electric motor drive torque. The steady-state control of the setpoint slip proceeds exactly as described in the previous description.
Es ist vorteilhaft, dass das vorgestellte Verfahren zur Antiblockierregelung sowohl bei teilgeladenem oder nicht geladenem elektrischem Energiespeicher als auch bei vollständig geladenem elektrischem Energiespeicher eingesetzt werden kann. It is advantageous that the proposed method for anti-lock control can be used both in partially charged or non-charged electrical energy storage as well as fully charged electrical energy storage.
Ein Fahrzeug weist eine hydraulische Bremsanlage, einen Energiespeicher für elektrische Energie und wenigstens zwei radindividuelle Elektromotoren an einer Achse auf, die die Räder dieser Achse antreiben können. Das Fahrzeug weist zudem eine fahrzeuginterne Sensorik auf, die dazu dient, einen Radschlupf jedes Rades zu sensieren und auszuwerten. Das Ansteuern und Regeln der wenigstens zwei Elektromotoren und auch der hydraulischen Bremsanlage erfolgt mittels herkömmlicher fahrzeugeigener Systeme. Beispielsweise kann das Fahrzeug wenigstens ein Steuergerät aufweisen, welches ausgehend vom Radschlupf die hydraulische Bremsanlage und die Elektromotoren ansteuert. Das Fahrzeug ist dazu ausgebildet, ein Verfahren zur Antiblockierregelung sowohl bei einem herkömmlichen Bremsvorgang als auch bei einem Gefahrbremsvorgang auszuführen, die bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben worden sind.A vehicle has a hydraulic brake system, an energy store for electrical energy and at least two wheel-individual electric motors on an axle that can drive the wheels of this axle. The vehicle also has an in-vehicle sensor system which serves to sense and evaluate a wheel slip of each wheel. The control and regulation of the at least two electric motors and also the hydraulic brake system by means of conventional on-board systems. For example, the vehicle may have at least one control unit which, starting from the wheel slip, actuates the hydraulic brake system and the electric motors. The vehicle is adapted to perform a method for anti-lock control both in a conventional braking operation and in a danger braking operation, which have already been described in the previous description.
Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das ein Verfahren zur Antiblockierregelung ausführen kann, nach einem Ausführungsbeispiel, -
2 einen Graph, der die Momentenverläufe über die Zeit schematisch darstellt nach einem Ausführungsbeispiel, -
3 einen Graph, der die Momentenverläufe über die Zeit schematisch darstellt nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, und -
4 einen Graph, der die Momentenverläufe über die Zeit schematisch darstellt nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
-
1 1 is a schematic representation of a vehicle that can perform a method for anti-skid control, according to an embodiment, -
2 4 is a graph which schematically illustrates the torque curves over time according to an exemplary embodiment, -
3 a graph showing the torque curves over time schematically according to another embodiment, and -
4 a graph showing the torque curves over time schematically according to another embodiment.
Das Steuergerät
Ist bei einem Bremsvorgang der sensierte Radschlupf an den Rädern oder an nur einem der Räder zu hoch, so dass es zu einem Blockieren des jeweiligen Rades oder sämtlicher Räder kommt, ist es nötig ein Verfahren zur Antiblockierregelung einzusetzen. Dieses Verfahren wird in den folgenden Figuren
In einer ersten Phase
In einer dritten Phase
In einer fünften Phase
Ändert sich also während eines Bremsvorgangs die Fahrbahnbeschaffenheit und somit der Reibkoeffizient, wodurch sich auch der Schlupf der Räder ändert, durchlaufen die hydraulische Bremsanlage und der wenigstens eine Elektromotor die Schritte c und d erneut. Kommt es während eines Bremsvorgangs mehrmals zu einer Reibkoeffizientenänderung, werden diese Schritt auch mehrmals durchlaufen.Changes so during a braking process, the road surface and thus the friction coefficient, which also changes the slip of the wheels, the hydraulic brake system and the at least one electric motor through steps c and d again. If a friction coefficient change occurs several times during a braking process, these steps are also run through several times.
Vorteilhaft bei diesem Verfahren
In der ersten Phase
In einer dritten Phase
Das Verfahren
In einer vierten Phase
Vorteilhaft ist hierbei, dass das Verfahren B“ zur Antiblockierregelung selbst dann genutzt werden kann, wenn der elektrische Energiespeicher vollständig geladen ist. Durch die stationäre Regelung des Sollschlupfs mittels des Elektromotors weist die Antiblockierregelung eine kürzere Reaktionszeit auf als eine herkömmliche Antiblockierregelung mit einem ABS-Block.It is advantageous here that the method B "can also be used for anti-skid control when the electrical energy store is completely charged. Due to the stationary control of the nominal slip by means of the electric motor, the anti-skid control has a shorter reaction time than a conventional anti-skid control with an ABS block.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- hydraulische Bremsanlagehydraulic brake system
- 33
- Steuergerätcontrol unit
- 44
- Elektromotorelectric motor
- 55
- Datenaustauschdata exchange
- 66
- elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
- 77
- Leitungmanagement
- AA
- Antriebsmomentdrive torque
- AlimAlim
- AntriebsmomentschwellenwertDriving torque threshold
- BB
- Verfahren zur AntiblockierregelungMethod for anti-skid control
- B‘B '
- Verfahren zur AntiblockierregelungMethod for anti-skid control
- B“B "
- Verfahren zur AntiblockierregelungMethod for anti-skid control
- HH
- hydraulisches Bremsmomenthydraulic braking torque
- RR
- Rekuperationsmomentrecuperation
- RmaxRmax
- maximales Rekuperationsmomentmaximum recuperation moment
- aa
- a. Schritta. step
- bb
- b. Schrittb. step
- cc
- c. Schrittc. step
- dd
- d. Schrittd. step
- II
-
Phase 1
Phase 1 - IIII
-
Phase 2
Phase 2 - IIIIII
-
Phase 3
Phase 3 - IVIV
-
Phase 4
Phase 4 - VV
-
Phase 5
Phase 5 - VIVI
-
Phase 6
Phase 6 - VIIVII
-
Phase 7
Phase 7
Claims (7)
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-
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