DE102017221986A1 - Method and control device for operating an electric vehicle or a hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs mit einem eine elektrische Maschine umfassenden Antriebsaggregat, wobei dann, wenn keine Fahrpedalbetätigung vorliegt, über eine Kriech- und Berganfahrfunktion über die elektrische Maschine ein Ist-Moment am Abtrieb bereitgestellt wird, welches von einem steuerungsseitig von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderten Soll-Moment (2) abhängig ist. Erfindungsgemäß wird hierbei eine sich abhängig vom Ist-Moment am Abtrieb ausbildende Änderung der Beschleunigung (5) ermittelt. Abhängig von der Beschleunigungsänderung wird ein maximal zulässiges Kriech- und Berganfahrmoment (3) ermittelt. Dann, wenn das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment (2) kleiner als das maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment (3) ist, wird das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderten Soll-Moment (2) unverändert gelassen. Dann, wenn das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment (2) größer als das maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment (3) ist, wird das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment (2) auf Null oder in etwa Null reduziert. Method and control device for operating an electric vehicle or a hybrid vehicle with an electric machine comprising a drive unit, wherein when there is no accelerator operation, via a creep and hill start function on the electric machine, an actual torque is provided on the output, which from a control side of the creep and hill start function requested target torque (2) is dependent. In accordance with the invention, a change in the acceleration (5) that is formed depending on the actual torque at the output is determined. Depending on the acceleration change, a maximum permissible creep and hill-start torque (3) is determined. Then, when requested by the creep and hill start function target torque (2) is smaller than the maximum allowable creep and hill start torque (3), the requested by the creep and hill start function target torque (2) is left unchanged. Then, when requested by the creep and hill start function target torque (2) is greater than the maximum allowable creep and hill start torque (3), requested by the creep and hill start function target torque (2) to zero or in reduced to about zero.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs.The invention relates to a method for operating an electric vehicle or a hybrid vehicle. Furthermore, the invention relates to a control device for operating an electric vehicle or a hybrid vehicle.
Dann, wenn ein Fahrer eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs fahrerseitig das Fahrpedal, welches auch als Gaspedal bezeichnet wird, betätigt, wird abhängig von der Fahrerpedalbetätigung und demnach abhängig von einem Fahrerwunsch über eine elektrische Maschine des Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs am Abtrieb ein Ist-Moment bereitgestellt. Das abhängig von einem Fahrerwunsch bereitgestellte Ist-Moment lässt sich bereits durch eine einfache Sicherheitsfunktion überwachen.Then, when a driver of an electric vehicle or hybrid vehicle on the driver side, the accelerator pedal, which is also called the accelerator pedal, an actual torque is provided depending on the driver's pedal operation and thus depending on a driver's request via an electric machine of the electric vehicle or hybrid vehicle. The actual torque provided as a function of a driver request can already be monitored by a simple safety function.
Es sind Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge bekannt, die eine Kriech- und Berganfahrfunktion nutzen. Über eine Kriech- und Berganfahrfunktion wird dann, wenn fahrerseitig keine Fahrpedalbetätigung vorliegt, ein Ist-Moment am Abtrieb bereitgestellt, welches von einem steuerungsseitig von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderten Soll-Moment abhängig ist. Hierdurch soll dann, wenn das Fahrzeug in der Ebene betrieben wird, ein Ankriechen des Fahrzeugs ermöglicht werden. Dann, wenn das Fahrzeug bergauf in einem Hang betrieben wird, soll hierdurch ein Zurückrollen des Fahrzeugs im Hang vermieden und vorzugsweise auch ein Ankriechen des Fahrzeugs im Hang ermöglicht werden.There are electric vehicles and hybrid vehicles known that use a creep and hill start function. About a creep and hill start function when the driver side is no accelerator pedal operation, an actual torque on the output provided, which is dependent on a control side requested by the creep and hill start function target torque. This should then, when the vehicle is operated in the plane, a Ankriechen the vehicle are made possible. Then, when the vehicle is operated uphill on a slope, this is to prevent rolling back of the vehicle in the slope and preferably also a Ankriechen of the vehicle in the slope are made possible.
Dann, wenn ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug eine derartige Kriech- und Berganfahrfunktion nutzt, kann über die elektrische Maschine ein hohes Ist-Moment am Abtrieb bereitgestellt werden. Bislang bereitet es Schwierigkeiten, das über eine Kriech- und Berganfahrfunktion am Abtrieb bereitgestellte Ist-Moment steuerungsseitig zu überwachen, da typischerweise in Kraftfahrzeugen kein Neigungssensor verbaut ist, über den messtechnisch erfassen werden könnte, ob das Fahrzeug in einer Ebene oder bergauf in einem Hang betrieben wird.Then, when an electric vehicle or hybrid vehicle uses such a creep and hill start function, a high actual torque can be provided at the output via the electric machine. So far, it is difficult to monitor the control unit provided via a creep and hill start function on the output torque, since typically in vehicles no tilt sensor is installed, could be detected by the metrology, whether the vehicle operated in a plane or uphill in a slope becomes.
Abhängig davon, ob ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug in einer Ebene oder bergauf in einem Hang betrieben wird, hat jedoch ein und dasselbe Ist-Moment unterschiedliche Auswirkungen im Hinblick auf die Beschleunigung des Fahrzeugs. So kann zum Beispiel dann, wenn das Fahrzeug in einer Ebene betrieben wird und ein zu hohes Moment über eine zu lange Zeitdauer bereitgestellt wird, eine unerwünschte, unkontrollierte Beschleunigung des Fahrzeugs verursacht werden. Dies ist von Nachteil. Es besteht daher Bedarf daran, dass über eine Kriech- und Berganfahrfunktion an einem Abtrieb bereitgestellte Ist-Moment im Hinblick auf seine Zulässigkeit bzw. Sicherheit zu überwachen.However, depending on whether an electric vehicle or hybrid vehicle is operating in a plane or uphill on a hillside, one and the same actual moment has different effects with respect to the acceleration of the vehicle. For example, if the vehicle is operated in a plane and too high a torque is provided for too long a time, undesirable uncontrolled acceleration of the vehicle may be caused. This is a disadvantage. There is therefore a need to monitor the actual torque provided at a power take-off via a creeping and hill-start function with regard to its admissibility or safety.
Aus der
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren und ein Steuergerät zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs zu schaffen.On this basis, the invention is based on the object to provide a novel method and a control device for operating an electric vehicle or a hybrid vehicle.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Steuergerät gemäß den Hauptansprüchen gelöst. Erfindungsgemäß wird eine sich abhängig vom Ist-Moment am Abtrieb ausbildende Beschleunigungsänderung ermittelt. Abhängig von der Beschleunigungsänderung wird ein maximal zulässiges Kriech- und Berganfahrmoment ermittelt. Dann, wenn das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment kleiner als das maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment ist, wird das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment unverändert gelassen. Dann, wenn das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment größer als das maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment ist, wird das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment auf Null oder in etwa Null reduziert. Das Steuergerät ist zur Ausführung der einzelnen Schritte des Verfahrens ausgebildet.This object is achieved by a method and a control device according to the main claims. According to the invention, a change in acceleration that forms as a function of the actual torque at the output is determined. Depending on the acceleration change, a maximum permissible creep and hill-start torque is determined. Then, if the requested by the creep and hill start function torque is less than the maximum allowable creep and hill start torque, the requested by the creep and hill start function target torque is left unchanged. Then, when requested by the creep and hill start function target torque is greater than the maximum allowable creep and hill start torque, the requested by the creep and hill start function target torque is reduced to zero or about zero. The control unit is designed to carry out the individual steps of the method.
Das erfindungsgemäße Verfahren und Steuergerät erlauben eine einfache und zuverlässige, sicherheitsseitige Überwachung eines über eine Kriech- und Berganfahrfunktion mithilfe einer elektrischen Maschine (beispielsweise eine Synchron- oder Asynchronmaschine) am Abtrieb eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs bereitgestellten Ist-Moments. Hierdurch kann eine unkontrollierte Beschleunigung des Hybridfahrzeugs oder Elektrofahrzeugs vermieden werden. Es wird die sich abhängig vom Ist-Moment am Abtrieb ausbildende Beschleunigungsänderung ermittelt. Abhängig von dieser Beschleunigungsänderung wird ein maximal zulässiges Kriech- und Berganfahrmoment bestimmt, wobei das steuerungsseitig angeforderte Soll-Moment mit dem maximal zulässigen Kriech- und Berganfahrmoment verglichen wird, um zu entscheiden, ob das Soll-Moment unverändert gelassen oder auf Null oder in etwa Null reduziert wird.The method and control device according to the invention allow a simple and reliable safety-side monitoring of an actual torque provided via a creeping and hill-start function with the aid of an electric machine (for example a synchronous or asynchronous machine) at the output of an electric vehicle or hybrid vehicle. As a result, an uncontrolled acceleration of the hybrid vehicle or electric vehicle can be avoided. It is determined depending on the actual moment at the output forming acceleration change. Depending on this change in acceleration, a maximum permissible creep and hill-start torque is determined, wherein the control-requested desired torque is compared with the maximum permissible creep and hill-start torque to decide whether the target torque left unchanged or to zero or about zero is reduced.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird dann, wenn das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment größer als das maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment ist, das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment stufenartig oder rampenartig auf Null oder in etwa Null reduziert. So kann eine unkontrollierte Beschleunigung des Kraftfahrzeugs sicher und zuverlässig vermieden werden.With the present invention, if the requested by the creep and hill start function target torque is greater than the maximum allowable creep and hill start torque, that of the creep and hill start function Requested desired torque step-like or ramp-like reduced to zero or approximately zero. Thus, an uncontrolled acceleration of the motor vehicle can be safely and reliably avoided.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird das maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment derart ermittelt, dass dasselbe umso kleiner ist, je größer die sich am Abtrieb ausbildende Beschleunigungsänderung ist. Hiermit kann eine unkontrollierte Beschleunigung des Kraftfahrzeugs vermieden werden.According to an advantageous development, the maximum permissible creep and hill-start torque is determined such that the same is the smaller, the greater the acceleration change that forms on the output. This can be an uncontrolled acceleration of the motor vehicle can be avoided.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment mit einer ersten Zykluszeit erfasst. Die sich abhängig vom Ist-Moment am Abtrieb ausbildende Beschleunigungsänderung und das maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment werden in einer zweiten Zykluszeit ermittelt, die um ein einstellbares Vielfaches größer als die erste Zykluszeit ist, wobei der Vergleich zwischen dem maximal zulässigen Kriech- und Berganfahrmoment und dem von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderten Soll-Moment vorzugsweise in der zweiten Zykluszeit erfolgt. Hiermit kann eine unkontrollierte Beschleunigung des Kraftfahrzeugs vermieden werden.According to an advantageous development, the requested by the creep and hill start function target torque is detected with a first cycle time. The depending on the actual moment at the output forming acceleration change and the maximum permissible creep and hill start torque are determined in a second cycle time, which is an adjustable multiple greater than the first cycle time, the comparison between the maximum allowable creep and Hill start torque and the requested by the creep and hill start function target torque is preferably carried out in the second cycle time. This can be an uncontrolled acceleration of the motor vehicle can be avoided.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird das maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment mit Hilfe einer steuerungsseitig hinterlegten Kennlinie ermittelt. Hiermit kann das maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment besonders zuverlässig und einfach ermittelt werden.According to an advantageous development, the maximum permissible creep and hill-start torque is determined by means of a characteristic stored on the control side. Hereby, the maximum allowable creep and hill start torque can be determined particularly reliable and easy.
Die Erfindung erlaubt eine einfache und robuste, sicherheitsseitige Überprüfung des abhängig von einer Kriech- und Berganfahrfunktion über eine elektrische Maschine an einem Abtrieb bereitgestellten Ist-Moments, das vom angeforderten Soll-Moment abhängig ist. Die Erfindung benötigt keine Sensorik einer Neigung des Kraftfahrzeugs.The invention allows a simple and robust, safety-side verification of the actual torque provided by an electric machine at an output depending on a creep and hill-start function, which torque is dependent on the requested desired torque. The invention does not require a sensor of an inclination of the motor vehicle.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 eine Kennlinie zur Durchführung der Erfindung; -
2 ein erstes Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Erfindung; -
3 ein zweites Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Erfindung; und -
4 ein drittes Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Erfindung.
-
1 a characteristic for carrying out the invention; -
2 a first timing diagram to illustrate the invention; -
3 a second time chart to illustrate the invention; and -
4 a third time chart to illustrate the invention.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs mit einem eine elektrische Maschine umfassenden Antriebsaggregat. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for operating an electric vehicle or a hybrid vehicle with a drive unit comprising an electric machine. Furthermore, the invention relates to a control device for carrying out the method.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft Details einer Kriech- und Berganfahrfunktion eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, bei welcher über die elektrische Maschine ein Moment am Abtrieb bereitgestellt wird.The present invention relates to details of a creep and hill start function of an electric vehicle or hybrid vehicle in which a torque is provided on the output via the electric machine.
Dann, wenn fahrerseitig keine Fahrpedalbetätigung vorliegt und wenn vorzugsweise darüber hinaus fahrerseitig auch keine Bremspedalbetätigung vorliegt, wird über eine Kriech- und Berganfahrfunktion über die elektrische Maschine des Antriebsaggregats ein Ist-Moment am Abtrieb des Fahrzeugs bereitgestellt. Dieses am Abtrieb bereitgestellte Ist-Moment ist von einem steuerungsseitig von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderten Soll-Moment abhängig.Then, when the driver side is no accelerator pedal operation and preferably also on the driver side there is no brake pedal operation, an actual torque at the output of the vehicle is provided via a creeper and hill start function on the electric machine of the drive unit. This actual torque provided at the output is dependent on a desired torque requested by the creep and hill-start function on the control side.
Steuerungsseitig kann von der Kriech- und Berganfahrfunktion das angeforderte Soll-Moment auch dann berechnet bzw. steuerungsseitig ausgegeben werden, wenn zwar keine Fahrpedalbetätigung aber eine Bremspedalbetätigung vorliegt. Erst dann, wenn auch keine Bremspedalbetätigung mehr vorliegt oder die Bremspedalbetätigung abnimmt, wird das von der Kriech- und Berganfahrfunktion steuerungsseitig angeforderte Soll-Moment in ein Ist-Moment am Abtrieb umgesetzt.On the control side of the creep and hill start function, the requested target torque can also be calculated or output control side, although there is no accelerator operation but a brake pedal operation. Only then, when no more brake pedal operation is present or the brake pedal operation decreases, the requested by the creep and Berganfahrfunktion control side target torque is converted into an actual torque on the output.
Um die Sicherheit einer Kriech- und Berganfahrfunktion eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs, bei welcher über eine elektrische Maschine am Abtrieb ein Ist-Moment bereitgestellt wird, zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine sich abhängig vom Ist-Moment am Abtrieb ausbildende Beschleunigungsänderung zu ermitteln.In order to increase the safety of a creep and hill start function of an electric vehicle or a hybrid vehicle in which an actual torque is provided via an electric machine at the output, it is proposed according to the invention to determine a change in acceleration which is dependent on the actual torque at the output.
Eine Beschleunigung des Fahrzeugs kann aus einer gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt werden, wobei es sich bei der Beschleunigung um die erste zeitliche Ableitung der Geschwindigkeit handelt. Bei der Beschleunigungsänderung handelt es sich um die erste zeitliche Ableitung der Beschleunigung bzw. um die zweite zeitliche Ableitung der Geschwindigkeit.An acceleration of the vehicle can be determined from a measured speed of the vehicle, wherein the acceleration is the first time derivative of the speed. The acceleration change is the first time derivative of the acceleration or the second time derivative of the velocity.
Abhängig von der ermittelten Beschleunigungsänderung wird ein maximal zulässiges Kriech- und Berganfahrmoment ermittelt. Dies erfolgt vorzugsweise über ein steuerungsseitig hinterlegtes Kennfeld bzw. eine steuerungsseitig hinterlegte Kennlinie. So zeigt
Dann, wenn das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment kleiner als das abhängig von der Beschleunigungsänderung ermittelte maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment ist, wird das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment unverändert gelassen und auf Basis desselben am Abtrieb ein Ist-Moment bereitgestellt.Then, when the requested by the creep and hill start function target torque is smaller than the dependent on the acceleration change determined maximum allowable creep and hill start torque, requested by the creep and hill start function target torque is left unchanged and based on the same at the output an actual moment provided.
Dann hingegen, wenn das von der Kriech- und Berganfahrfunktion steuerungsseitig angeforderte Soll-Moment größer als das abhängig von der Beschleunigungsänderung ermittelte, maximal zulässige Kriech- und Berganfahrmoment ist, wird das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment auf Null oder in etwa auf Null reduziert. Der Antrieb über die elektrische Maschine des Antriebsaggregats wird demnach dann abgeschaltet.On the other hand, if the desired torque required by the creep and hill-start function on the control side is greater than the maximum permissible creep and hill-start torque determined by the acceleration change, the desired torque requested by the creep and hill-start function is set to zero or approximately reduced to zero. The drive via the electric machine of the drive unit is then switched off.
Mit der Erfindung ist eine einfache und robuste Sicherheitsfunktion für die Kriech- und Berganfahrfunktion möglich. Die Funktion kommt ohne Sensorik aus, mit der die Neigung, in der ein Kraftfahrzeug betrieben wird, ermittelt werden müsste. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert demnach keine Kenntnis über eine Neigung bzw. Steigung, in der sich das Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug befindet.With the invention, a simple and robust safety function for the crawl and hill start function is possible. The function does not require any sensors, with which the inclination, in which a motor vehicle is operated, would have to be determined. Accordingly, the method according to the invention requires no knowledge of a gradient or slope in which the hybrid vehicle or electric vehicle is located.
Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Signalflussdiagramme der
In
In
In
Es ist jedoch auch möglich, das Soll-Moment
Aus der steuerungsseitig hinterlegten Kennlinie
In einer besonders bevorzugten Ausprägung der Erfindung wird das von der Kriech- und Berganfahrfunktion angeforderte Soll-Moment
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, wobei das Steuergerät der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient.The invention further relates to a control device for operating an electric vehicle or hybrid vehicle, wherein the control device is used to carry out the method according to the invention.
Das Steuergerät ermittelt dann, wenn keine Fahrpedalbetätigung vorliegt, ein Soll-Moment über eine Kriech- und Berganfahrfunktion. Liegt ferner auch keine Bremspedalbetätigung vor, so wird dieses angeforderte Soll-Moment
Beim Steuergerät handelt es sich vorzugsweise um ein elektronisches Motorsteuergerät für die elektrische Maschine. Dieses Steuergerät umfasst Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel. Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, um mit den an der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen, Daten auszutauschen, so zum Beispiel mit der elektrischen Maschine. Ferner zählen zu den hardwareseitigen Mitteln ein Prozessor zur Datenverarbeitung und ein Speicher zur Datenspeicherung. Zu den softwareseitigen Mitteln zählen Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The control unit is preferably an electronic engine control unit for the electric machine. This control device comprises means for carrying out the method according to the invention, namely hardware-side means and software-side means. The hardware-side means include data interfaces in order to exchange data with the modules involved in the execution of the method according to the invention, for example with the electric machine. Furthermore, the hardware resources include a processor for data processing and a memory for data storage. The software resources include program modules for carrying out the method according to the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kennliniecurve
- 22
- Verlauf des angeforderten SollmomentsCourse of the requested setpoint torque
- 33
- Verlauf des maximal zulässigen Kriech- und BerganfahrmomentsCourse of the maximum permissible creep and hill-start torque
- 44
- Verlauf der GeschwindigkeitCourse of the speed
- 55
- Verlauf der BeschleunigungCourse of the acceleration
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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