DE102020121635A1 - Method for operating a braking system of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeuges,• wobei das Fahrzeug eine Reibbremse zum Abbremsen zumindest eines Fahrzeugrads umfasst;• wobei das Fahrzeug zumindest eine zur generatorischen Verzögerung des Fahrzeuges einsetzbare elektrische Maschine umfasst und wobei• das Fahrzeug ein Traktionsregelungssystem zur Stabilisierung des Fahrzeuges umfasst, wobei eine Traktionsregelung erfolgt, wenn die Raddrehzahl des zumindest einen Fahrzeugrads einen berechneten Raddrehzahlgrenzbereich mit einer unteren Raddrehzahlgrenze und einer oberen Raddrehzahlgrenze unter- oder überschreitet und wobei eine generatorische Verzögerung während einer Traktionsregelung unterbunden wird, wobei das Verfahren folgende weitere Schritte umfasst:• Erfassen eines aktivierten Antiblockiersystems an dem zumindest einen Fahrzeugrad;• Erfassen einer stabilen Fahrsituation des Fahrzeuges;• Situationsabhängiges Ändern des berechneten Raddrehzahlgrenzbereichs des Traktionsregelungssystems durch Aufweiten der unteren Raddrehzahlgrenze derart, dass eine generatorische Verzögerung erfolgt.The invention relates to a method for operating a braking system of a vehicle,• wherein the vehicle comprises a friction brake for braking at least one vehicle wheel;• wherein the vehicle comprises at least one electric machine that can be used to generate deceleration of the vehicle and wherein• the vehicle has a traction control system for stabilizing the vehicle includes, wherein a traction control takes place when the wheel speed of the at least one vehicle wheel falls below or exceeds a calculated wheel speed limit range with a lower wheel speed limit and an upper wheel speed limit, and wherein a regenerative deceleration during traction control is prevented, the method comprising the following further steps:• detecting an activated anti-lock braking system on the at least one vehicle wheel;• detecting a stable driving situation of the vehicle;• changing the calculated wheel speed limit range of the traction control depending on the situation system by widening the lower wheel speed limit in such a way that a regenerative deceleration takes place.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeuges nach dem Anspruch 1. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
Insbesondere bei Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen, also Fahrzeugen mit einer elektrischen Antriebseinheit (auch als Elektromotor bezeichnet) ist die sogenannte Rekuperation bekannt. Bei der Rekuperation wird kinetische Energie der Antriebsräder durch die elektrische Antriebseinheit, insbesondere durch den Elektromotor in elektrische Energie umgewandelt. Die elektrische Antriebseinheit wird dabei generatorisch betrieben. So kann ein Teil der Energie, die beim Bremsen normalerweise als Reibungswärme verloren geht, in Form von elektrischer Energie in einen elektrischen Energiespeicher, wie beispielsweise in eine Batterie oder einen Kondensator, eingespeist und anschließend genutzt werden. Gleichzeitig wird durch den generatorischen Betrieb der E-Maschine eine das Fahrzeug abbremsende Wirkung erzielt, die sogenannte Rekuperationsbremsung. Diese wird auch als regeneratives bzw. rekuperatives Bremsen bezeichnet.So-called recuperation is known in particular in the case of electric vehicles and hybrid vehicles, ie vehicles with an electric drive unit (also referred to as an electric motor). During recuperation, the kinetic energy of the drive wheels is converted into electrical energy by the electric drive unit, in particular by the electric motor. The electric drive unit is operated as a generator. In this way, part of the energy that is normally lost as frictional heat when braking can be fed in the form of electrical energy into an electrical energy store, such as a battery or a capacitor, and then used. At the same time, the regenerative operation of the e-machine achieves a braking effect on the vehicle, so-called regenerative braking. This is also referred to as regenerative or recuperative braking.
Um eine Rekuperationsbremsung zu realisieren, wird an der elektrischen Antriebeinheit ein Rekuperationsmoment eingestellt, welches ein Bremsmoment darstellt und das Fahrzeug dadurch verzögert.In order to implement regenerative braking, a regenerative torque is set on the electric drive unit, which represents a braking torque and thereby decelerates the vehicle.
Insbesondere bei Elektrofahrzeugen ist es dabei bekannt, die genannte Rekuperation zu nutzen, indem bei Erfassen eines Bremswunsches, beispielsweise durch Betätigung des Bremspedals durch einen Fahrzeuginsassen, ein Rekuperationsmoment (i.d.R. in Abhängigkeit eines durch Betätigung des Bremspedals durch den Fahrzeuginsassen zurückgelegten Bremspedalwegs des Bremspedals) eingestellt und das Fahrzeug damit gezielt mit der gewünschten Bremsleistung abgebremst wird.In electric vehicles in particular, it is known to use the recuperation mentioned by setting and setting a recuperation torque (usually dependent on the brake pedal travel of the brake pedal covered by the vehicle occupant by actuating the brake pedal) when a braking request is detected, for example by a vehicle occupant actuating the brake pedal the vehicle is braked in a targeted manner with the desired braking power.
Es ist ferner bekannt, dass die genannte Rekuperation auch im Schubbetrieb bzw. im Schleppbetrieb einer Antriebseinheit zur Verzögerung des Fahrzeuges genutzt werden kann. Dabei wird i.d.R. bei Beendigung oder bei Nachlassen der Betätigung des Fahrpedals durch einen Fahrzeuginsassen, wenn also beispielsweise der Fahrzeuginsasse die Fahrpedalbetätigung verringert oder ganz vom Fahrpedal geht, ein sogenanntes Schubrekuperationsmoment (auch als Schlepprekuperationsmoment bekannt) an der Antriebseinheit eingestellt. Das Fahrzeug wird dadurch abgebremst. Üblicherweise erreicht das Schubbremsmoment bei Beendigung der Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrzeuginsassen seinen maximalen Wert (das sog. Soll-Schubrekuperationsmoment).It is also known that said recuperation can also be used to decelerate the vehicle when a drive unit is coasting or towing. As a rule, a so-called overrun recuperation torque (also known as drag recuperation torque) is set on the drive unit when the vehicle occupant stops or relaxes the actuation of the accelerator pedal, for example if the vehicle occupant reduces the accelerator pedal actuation or completely releases the accelerator pedal. The vehicle is braked as a result. The overrun braking torque usually reaches its maximum value (the so-called target overrun recuperation torque) when the vehicle occupants stop actuating the accelerator pedal.
Die Rekuperationsbremsung und die genannte Schubbremsung können dabei zusammengefasst als generatorische Verzögerung bezeichnet werden.The recuperation braking and said overrun braking can be collectively referred to as regenerative deceleration.
Bei hohen Verzögerungen, beispielsweise bei Notbremsungen, können bereits, infolge des hohen Reibbremsmoments, ein oder mehrere Räder blockieren, sodass die sogenannte ABS-Regelung durch ein Antiblockiersystem eingreift. In diesen Fällen und auch in anderen kritischen Fahrsituationen, in denen durch ein Eingriff der Bremssteuerung radselektiv das Bremsmoment geregelt wird, um die Fahrzeugstabilität wieder herzustellen, kann derzeit kein weiteres Bremsmoment in Form des generatorischen Moments zugelassen werden.In the case of severe deceleration, for example emergency braking, one or more wheels can lock as a result of the high friction braking torque, so that the so-called ABS control intervenes through an anti-lock braking system. In these cases and also in other critical driving situations in which the braking torque is controlled wheel-selectively by an intervention by the brake control system in order to restore vehicle stability, no further braking torque in the form of generator torque can currently be permitted.
Die
Ferner wird vorgeschlagen, dass die erzeugte Gesamtbremskraft in Verbindung mit einem Fahrzeugassistenzsystem zur Stabilisierung eines Fahrverhaltens des Fahrzeuges verwendet wird. Als Vorteil wird dabei genannt dass diese Assistenzsysteme entsprechend kleiner und kostengünstiger dimensioniert werden können und unter Umständen vollständig entfallen können. Ein Wegfall oder eine kleinere Dimensionierung solcher Assistenzsysteme kann jedoch in einigen fahrdynamisch kritischen Situationen nachteilig sein.It is also proposed that the total braking force generated be used in conjunction with a vehicle assistance system to stabilize the driving behavior of the vehicle. The advantage mentioned is that these assistance systems can be dimensioned correspondingly smaller and more cost-effectively and, under certain circumstances, can be dispensed with entirely. However, the omission or smaller dimensioning of such assistance systems can be disadvantageous in some driving dynamics-critical situations.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie ein Bremssystem aufzuzeigen, welches zu jeder Situation einen bestmöglichen Kompromiss zwischen Energieeffizienz und dennoch möglichst Sicherheit bietet.It is therefore the object of the invention to show a method and a braking system which offers the best possible compromise between energy efficiency and yet the greatest possible safety in every situation.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeug Bremssystems sowie eines Fahrzeug Bremssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und Anspruchs 6. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.The solution to the problem results from a method for operating a vehicle brake system tems and a vehicle braking system with the features of claim 1 and claim 6. Advantageous training and developments are the content of the dependent claims.
Hierzu wird ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeuges vorgeschlagen.To this end, a method for operating a braking system of a vehicle is proposed.
Das Fahrzeug, insbesondere das zweispurige Kraftfahrzeug, umfasst dabei eine Reibbremse zum Abbremsen zumindest eines Fahrzeugrades. Eine solche Radbremse ist aus dem Stand der Technik vielfach bekannt und kann beispielsweise elektrisch, elektrohydraulisch oder dergleichen ausgebildet sein. The vehicle, in particular the dual-track motor vehicle, includes a friction brake for braking at least one vehicle wheel. Such a wheel brake is widely known from the prior art and can be designed, for example, electrically, electro-hydraulically or the like.
Ferner umfasst das Fahrzeug zumindest eine zu einer generatorischen Verzögerung des Fahrzeuges einsetzbaren elektrischen Maschine. Eine solche elektrische Maschine ist insbesondere als Elektromotor ausgeführt.Furthermore, the vehicle comprises at least one electrical machine that can be used for regenerative deceleration of the vehicle. Such an electrical machine is designed in particular as an electric motor.
Wie bereits im Stand der Technik erläutert, ist unter einer generatorischen Verzögerung im Sinne dieser Erfindung eine Kombination aus einer Schubbremsung sowie einer Rekuperationsbremsung zu verstehen. Je nach erforderlicher Bremskraft bzw. Bremsstärke, erfolgt entweder nur eine Schubbremsung oder dieser Schubbremsung wird eine Rekuperationsbremsung überlagert.As already explained in the prior art, a regenerative deceleration within the meaning of this invention is to be understood as a combination of overrun braking and regenerative braking. Depending on the required braking force or braking intensity, either only overrun braking takes place or this overrun braking is superimposed on recuperation braking.
Es ist ferner vorgesehen dass das Fahrzeug ein sogenanntes Traktionsregelungssystem umfasst welches zur Stabilisierung des Fahrzeuges dient. Ein solches Traktionsregelungssystem umfasst dabei insbesondere eine sogenannte Antriebsschlupfregelung sowie eine Motorschleppmoment-Regelung. Bei einer solchen Antriebsschlupfregelung handelt es sich bevorzugt um eine sogenannte aktornahe Radschlupfbegrenzung (kurz ARB). Eine solche ARB unterscheidet sich von einer klassischen Schlupfregelung dadurch, dass die Schlupfregelung nicht alleine über das zentrale Bremsregelsystem (auch bekannt als DSC) erfolgt, sondern über eine Schnittstelle (also eine Vorgabegenerierung im DSC), nämlich über Raddrehzahlgrenzen bzw. eine Schlupfgrenzbefüllung und eine Regelung des Sollschlupfes am Aktor selbst. Der Schlupf wird also direkt in den Aktor eingeregelt. Dabei ist der Regler also auf zwei Komponenten aufgeteilt: DSC und der Aktor selbst. Der Aktor stellt dabei die Antriebsmaschine dar.It is also provided that the vehicle includes what is known as a traction control system, which is used to stabilize the vehicle. Such a traction control system includes in particular a so-called traction control and an engine drag torque control. Such a drive slip control is preferably a so-called actuator-close wheel slip limitation (ARB for short). Such an ARB differs from a classic slip control in that the slip control does not only take place via the central brake control system (also known as DSC), but via an interface (i.e. a specification generation in the DSC), namely via wheel speed limits or a slip limit filling and a control of the target slip on the actuator itself. The slip is therefore regulated directly in the actuator. The controller is divided into two components: DSC and the actuator itself. The actuator represents the drive machine.
Eine Traktionsregelung erfolgt, wenn die Raddrehzahl des zumindest einen Fahrzeugrad des Fahrzeuges einen berechneten Raddrehzahlgrenzbereich unter- bzw. überschreitet. Der Raddrehzahlgrenzbereich ist dabei durch eine untere und eine obere Raddrehzahlgrenze definiert. Wird also die untere Raddrehzahlgrenze unterschritten oder die obere Raddrehzahlgrenze überschritten, so greift die Traktionsregelung und das Fahrzeug wird stabilisiert. Bei einem Bremsvorgang ist insbesondere die untere Raddrehzahlgrenze relevant, während bei Beschleunigungsvorgängen die obere Raddrehzahlgrenze relevant ist. Werden also die definierten Raddrehzahlgrenzen und damit ein vorgegebener Radschlupf über- oder unterschritten so kann durch einen Eingriff in das Motormanagement das Fahrzeug wieder stabilisiert werden.Traction control takes place when the wheel speed of the at least one vehicle wheel of the vehicle falls below or exceeds a calculated wheel speed limit range. The wheel speed limit range is defined by a lower and an upper wheel speed limit. If the wheel speed falls below the lower limit or the upper wheel speed limit is exceeded, the traction control takes effect and the vehicle is stabilized. When braking, the lower wheel speed limit is particularly relevant, while when accelerating, the upper wheel speed limit is relevant. If the defined wheel speed limits and thus a specified wheel slip are exceeded or not reached, the vehicle can be stabilized again by intervening in the engine management system.
Es ist ferner vorgesehen, dass während einer solchen aktivenTraktionsregelung, insbesondere während einer Antriebsschlupfregelung, eine generatorische Verzögerung unterbunden bzw. reduziert bzw. stark eingeschränkt wird. Erfolgt eine Traktionsregelung - befindet sich also die aktuelle Raddrehzahl außerhalb des Raddrehzahlgrenzbereichs bzw. wird die untere Raddrehzahlgrenze unterschritten, so ist es vorgesehen, dass der Bremseingriff an den Fahrzeugrädern bzw. an dem zumindest einem Fahrzeugrad im Wesentlichen durch die herkömmliche Radbremse erfolgt. Eine generatorische Verzögerung, d.h. eine Schubbremsung bzw. eine Rekuperationsbremsung erfolgt dann nicht bzw. nur eingeschränkt.
Die generatorische Verzögerung ist dabei insbesondere aus einer oben genannten Schubbremsung sowie einer dieser ggf. aufaddierten Bremsrekuperation gebildet. Im Bremsfall wird die Bremsrekuperation je nach Bedarf an Bremskraft der Schubbremsung überlagert.It is also provided that during such an active traction control, in particular during a drive slip control, a regenerative deceleration is suppressed or reduced or severely restricted. If traction control takes place - i.e. if the current wheel speed is outside the wheel speed limit range or if the lower wheel speed limit is not reached, it is provided that the braking intervention on the vehicle wheels or on the at least one vehicle wheel is essentially carried out by the conventional wheel brake. Regenerative deceleration, ie overrun braking or recuperation braking, then does not occur or occurs only to a limited extent.
The regenerative deceleration is formed in particular from an above-mentioned overrun braking and a brake recuperation that may be added to this. In the case of braking, the brake recuperation is superimposed on the overrun braking depending on the braking force required.
Dabei ist es weiterhin vorgesehen, dass bei einem aktivien ABS-System und in einer stabilen Fahrsituation, der berechnete Raddrehzahlgrenzbereich des Traktionsregelsystems aufgeweitet wird. Unter einer solchen „Aufweitung“ ist im Sinne dieser Erfindung zu verstehen, dass der Raddrehzahlgrenzbereich derart verändert wird, dass die untere Raddrehzahlgrenze weiter nach unten verschoben wird, dass eine generatorische Verzögerung erfolgt. Die o ere Raddrehzahlgrenze wird bei Verzögerungsvorgängen im Wesentlichen nicht beeinflusst. Die genannte Aufweitung ermöglicht dadurch dass eine Traktionsregelung nur in extremen Radschlupfbereichen tatsächlich erfolgt, sodass während einer ABS-Bremsung, die in einer stabilen Fahrsituation stattfindet, weiterhin eine generatorische Verzögerung stattfinden kann.It is also provided that when the ABS system is active and the driving situation is stable, the calculated wheel speed limit range of the traction control system is widened. Such a “widening” is to be understood within the meaning of this invention that the wheel speed limit range is changed in such a way that the lower wheel speed limit is shifted further down so that a regenerative deceleration takes place. The upper wheel speed limit is essentially unaffected during deceleration processes. The widening mentioned makes it possible for traction control to actually take place only in extreme wheel slip ranges, so that regenerative deceleration can continue to take place during ABS braking, which takes place in a stable driving situation.
Hierzu wird in einem Schritt erfasst, dass ein Antiblockiersystem (kurz ABS-System) aktiv ist. Das ABS-System ist aus dem Stand der Technik bekannt. ABS wirkt beim Bremsen des Kraftfahrzeugs einem möglichen Blockieren der Räder durch Reduzierung des Bremsdrucks entgegen.For this purpose, it is detected in one step that an anti-lock braking system (ABS system for short) is active. The ABS system is known from the prior art. When braking the motor vehicle, ABS counteracts a possible locking of the wheels by reducing the brake pressure.
Ferner wird eine stabile Fahrsituation des Fahrzeuges erfasst.
Eine solche stabile Fahrsituation liegt vor, wenn eine minimale Längsverzögerung bzw. ein minimaler Reibwert zwischen der Fahrbahn und dem Fahrzeugreifen bzw. ein minimaler Bremsdruck der Betriebsbremse des Rads bzw. eine maximale Querbeschleunigung des Fahrzeuges überschritten werden.
Eine solche stabile Fahrsituation wird insbesondere anhand der aktuellen Längs- und Querdynamik bzw. der aktuellen Verzögerung bzw. des Bremsdrucks des Fahrzeuges bzw. des Fahrzeugrads festgestellt bzw. definiert. Die Quer- und Längsdynamik des Fahrzeuges kann insbesondere anhand einer Längsbeschleunigung bzw. Längsverzögerung des Fahrzeuges bzw. einer aktuellen Querbeschleunigung des Fahrzeuges bzw. eines aktuell bestehenden Reibwertes zwischen der Straße und dem Fahrzeugreifen des zumindest einen Fahrzeuggrades erfasst bzw. bewertet werden.
Eine stabile Fahrsituation ist beispielsweise bei einem Hochreibwert zwischen dem Reifen und der Fahrbahn von ca. 0,7 bis 1 und einer niedrigen Querbeschleunigung von max. 2 m/s2, insbesondere bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges gegeben. Zudem kann auch die aktuelle Längsverzögerung des Fahrzeuges bzw. der aktuell herrschende Bremsdruck mit in die Bewertung einer stabilen Fahrsituation miteingebzogen werden.
Wird also während einer ABS-Bremsung des Fahrzeuges eine stabile Fahrsituation, also beispielsweise ein Hochreibwert zwischen 0,7 und 1, sowie eine geringe Querdynamik, insbesondere bis maximal 2 m/s2, so erfolgt die genannte Aufweitung der unteren Raddrehzahlgrenz.Furthermore, a stable driving situation of the vehicle is detected.
Such a stable driving situation occurs when a minimum longitudinal deceleration or a minimum coefficient of friction between the roadway and the vehicle tire or a minimum brake pressure of the service brake of the wheel or a maximum lateral acceleration of the vehicle are exceeded.
Such a stable driving situation is determined or defined in particular on the basis of the current longitudinal and lateral dynamics or the current deceleration or the brake pressure of the vehicle or the vehicle wheel. The lateral and longitudinal dynamics of the vehicle can be recorded or evaluated in particular using a longitudinal acceleration or longitudinal deceleration of the vehicle or a current lateral acceleration of the vehicle or a current coefficient of friction between the road and the vehicle tire of at least one vehicle degree.
A stable driving situation is given, for example, with a high coefficient of friction between the tire and the roadway of approximately 0.7 to 1 and a low transverse acceleration of max. 2 m/s 2 , particularly when the vehicle is driving straight ahead. In addition, the current longitudinal deceleration of the vehicle or the current brake pressure can also be included in the assessment of a stable driving situation.
If a stable driving situation occurs during ABS braking of the vehicle, for example a high friction value between 0.7 and 1, and low lateral dynamics, in particular up to a maximum of 2 m/s 2 , the lower wheel speed limit is widened.
Die genannte Aufweitung erfolgt demnach nur unter der Bedingung, dass ein ABS-System aktiviert ist und greift und dass sich das Fahrzeug in einer oben beschriebenen stabilen Fahrsituation befindet.
Die genannte Aufweitung erfolgt also unter den genannten Bedingungen situationsabhängig und derart, dass eine generatorische Verzögerung während der ABS-Bremsung erfolgen kann.The widening mentioned therefore only takes place under the condition that an ABS system is activated and takes effect and that the vehicle is in a stable driving situation as described above.
The widening mentioned thus takes place depending on the situation under the conditions mentioned and in such a way that a regenerative deceleration can take place during ABS braking.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass ein ständiger Abgleich erfolgt, sodass zu jederzeit während einer ABS-Bremsung festgestellt werden kann, ob weiterhin eine stabile Fahrsituation besteht oder nicht. Sind die Bedingungen für eine stabile Fahrsituation nicht mehr gegeben, so fällt die Raddrehzahlgrenze wieder zurück bzw. der Raddrehzahlgrenzbereich wird wieder derart eingeengt, dass die Traktionsregelung wieder sensibler reagiert und ggf. früher regelt und mehr Moment aus dem System nimmt.
Wird festgestellt, dass die ABS-Bremsung beendet ist, so wird die untere Raddrehzahlgrenze ebenfalls wieder eingeengt und auf ihren ursprünglichen Wert gesetzt und das genannte Verfahren beendet.
Die genannten Verfahrensschritte werden demnach bevorzugt in bestimmten Zeitintervallen wiederholt ausgeführt, sodass bei Erfassung einer instabilen Fahrsituation bzw. bei deaktiviertem ABS-System, die Aufweitung der Raddrehzahlgrenze wieder zurückgenommen wird und die Raddrehzahlgrenze wieder zu einem „normalen“ bzw. herkömmlichen Bereichen eingeengt wird.It is preferably provided that a constant comparison takes place, so that it can be determined at any time during ABS braking whether a stable driving situation still exists or not. If the conditions for a stable driving situation are no longer given, the wheel speed limit falls back or the wheel speed limit range is narrowed again in such a way that the traction control reacts more sensitively and, if necessary, regulates earlier and takes more torque from the system.
If it is determined that the ABS braking has ended, the lower wheel speed limit is also narrowed again and set to its original value, and the method mentioned is ended.
The method steps mentioned are therefore preferably repeated at certain time intervals, so that when an unstable driving situation is detected or the ABS system is deactivated, the widening of the wheel speed limit is reversed and the wheel speed limit is narrowed back to a "normal" or conventional range.
Je nachdem, um was für ein Fahrzeug es sich bei der Durchführung des Verfahrens handelt, also beispielsweise ein reines Elektrofahrzeug, welches mit der genannten elektrischen Maschine angetrieben wird oder ein Hybridfahrzeug, welches sowohl eine elektrische Maschine als auch ein Verbrennungsmotor umfasst, kann das Verfahren an den Fahrzeugrädern der Vorderachse bzw. der Hinterachse des Fahrzeuges durchgeführt werden. Somit ist es beispielsweise möglich, dass das Bremsverhalten und die Bremsquelle (also ob eine Reibbremsung oder eine generatorische Verzögerung stattfindet) während einer ABS-Bremsung an den Vorderrädern unterschiedlich eingestellt werden kann, als an den Hinterrädern, je nachdem welche Achse bzw. welches Rad durch den Elektromotor antreibbar ist.The method can the vehicle wheels on the front axle or the rear axle of the vehicle. It is therefore possible, for example, that the braking behavior and the braking source (i.e. whether friction braking or regenerative braking takes place) can be set differently on the front wheels than on the rear wheels during ABS braking, depending on which axle or which wheel is being used the electric motor can be driven.
Das Verfahren hat ggü. dem Stand der Technik insbesondere den Vorteil, dass das Rekuperationsmoment während einer ABS-Bremsung nicht vollkommen abgeschaltet wird, sondern deren Aktivierungsgrenzen derart situativ verändert werden, dass nur in ganz bestimmten Fahrsituationen eine generatorische Verzögerung des Fahrzeuges während einer ABS-Bremsung von der Traktionsregelung toleriert wird. Falls jedoch plötzlich instabile Fahrsituation während einer ABS-Bremsung auftreten, wird die Aufweitung sofort zurückgenommen und eine Traktionsregelung erfolgt um das Fahrzeug stabil zu halten bzw. zu stabilisieren. Somit wird im Unterschied zu bisherigen Ansätzen in dieser Erfindung zwei parallel arbeitende Schlupfregler (also die ABS-Regelung sowie die Traktionsregelung) verwendet. Die Steuerung des Fahrzeugverhaltens erfolgt dann durch die Schlupfschwellen der zwei parallel arbeitenden Regler.The procedure has The prior art has the particular advantage that the recuperation torque is not completely switched off during ABS braking, but rather its activation limits are changed according to the situation in such a way that a regenerative deceleration of the vehicle during ABS braking is only tolerated by the traction control in very specific driving situations . However, if an unstable driving situation suddenly occurs during ABS braking, the widening is withdrawn immediately and traction control takes place in order to keep or stabilize the vehicle. Thus, in contrast to previous approaches, two slip controllers working in parallel (that is, the ABS controller and the traction controller) are used in this invention. The vehicle behavior is then controlled by the slip thresholds of the two controllers working in parallel.
Somit ermöglicht das Verfahren eine Rekuperation trotz eines aktiven ABS-Regelung, wobei zu jederzeit eine stabile Fahrsituation während der ABS-Bremsung ermöglicht wird, da die Traktionsregelung weiterhin den Schlupf überwacht.
Die beiden Regelsysteme (ABS-Regelung und Traktionsregelung) beeinflussen sich nicht negativ, weshalb eine parallele Regelung problemlos erfolgen kann.The method thus enables recuperation despite an active ABS control, with a stable driving situation being enabled at all times during ABS braking, since the traction control continues to monitor the slip.
The two control systems (ABS control and traction control) do not affect each other negatively, which is why parallel control can take place without any problems.
Dieses Verfahren ermöglicht eine thermische Entlastung der Reibbremsen während einer ABS-Bremsung, weshalb das Fahrzeug mit kleineren und damit kosten- und gewichtssparenderen Reibbremsen ausgestattet werden kann. This process enables the friction brakes to be thermally relieved during ABS braking, which is why the vehicle can be equipped with smaller and therefore more cost- and weight-saving friction brakes.
Durch das genannte Verfahren kann somit aufgrund der Rekuperationsmöglichkeit während einer ABS-Bremsung außerdem ein zusätzlicher Reichweitengewinn erzielt werden. Dies ist insbesondere auf einer Rennstrecke bzw. bei dynamischen Fahrten, bei welcher die ABS-Regelung oft greift, relevant.Due to the possibility of recuperation during ABS braking, an additional gain in range can be achieved with the method mentioned. This is particularly relevant on a racetrack or during dynamic driving, where the ABS control often takes effect.
Neben dem genannten Verfahren wird außerdem ein Bremssystem nach dem nebengeordneten Anspruch 7 vorgeschlagen, wobei das Bremssystem ausgebildet ist das genannte Verfahren auszuführen.In addition to the method mentioned, a braking system according to the independent claim 7 is also proposed, the braking system being designed to carry out the method mentioned.
Das Bremssystem umfasst dabei zumindest eine elektrische Maschine, welche derart ausgebildet ist, dass diese eine generatorische Verzögerung des Fahrzeuges durchführen kann. Wie bereits erwähnt, ist unter einer generatorischen Verzögerung insbesondere eine Schubbremsung der elektrischen Maschine sowie ggf. eine Bremsrekuperation bzw. eine Rekuperationsbremsung über die elektrische Maschine zu verstehen.The braking system includes at least one electric machine, which is designed in such a way that it can perform a regenerative deceleration of the vehicle. As already mentioned, a regenerative deceleration is to be understood in particular as an overrun braking of the electric machine and, if necessary, a brake recuperation or a recuperation braking via the electric machine.
Ferner umfasst das Bremssystem zumindest eine Reibbremse zum Abbremsen zumindest eines Fahrzeugrads. Die Reibbremse kann dabei insbesondere als Scheibenbremse oder als Trommelbremse ausgebildet sein und beispielsweise hydraulisch, elektrohydraulisch oder elektrisch betätigt werden.Furthermore, the braking system comprises at least one friction brake for braking at least one vehicle wheel. The friction brake can be designed in particular as a disc brake or as a drum brake and can be actuated, for example, hydraulically, electrohydraulically or electrically.
Ferner umfasst das Bremssystem zumindest ein situationsabhängig aktivierbares Anti-Blockier-System (kurz ABS-System), wobei die Reibbremse während eines aktvierten Anti-Blockier-System im Betrieb ist.
Ferner ist zumindest eine Steuereinheit und/oder zumindest eine Sensoreinheit vorgesehen, welche derart eingerichtet ist, ein Anti-Blockier-System des Fahrzeuges situationsabhängig zu aktivieren.The braking system also includes at least one anti-lock braking system (ABS system for short) that can be activated as a function of the situation, with the friction brake being in operation when the anti-lock braking system is activated.
Furthermore, at least one control unit and/or at least one sensor unit is provided, which is set up to activate an anti-lock braking system of the vehicle depending on the situation.
Das Bremssystem umfasst ferner zumindest ein Traktionsregelsystem zur Stabilisierung des Fahrzeuges. Das Traktionsregelsystem ist dabei insbesondere als Antriebsschlupfregelsystem und besonders bevorzugt als sogenannte aktornahe Radschlupfbegrenzung (kurz ARB) ausgebildet.The braking system also includes at least one traction control system for stabilizing the vehicle. The traction control system is designed in particular as a traction control system and particularly preferably as a so-called wheel slip limiter close to the actuator (ARB for short).
Zumindest eine (weitere oder die gleiche) Steuereinheit und/oder zumindest eine Sensoreinheit ist vorgesehen, welche derart eingerichtet ist, ein aktiviertes Anti-Blockier-System zu erfassen und situationsabhängig einen Raddrehzahlgrenzbereich mit einer unteren Raddrehzahlgrenze und einer oberen Raddrehzahlgrenze zu berechnen und vorzugeben, sodass eine Traktionsregelung des Fahrzeuges ab Unter- oder Überschreitung der Raddrehzahlgrenzen zu regeln beginnt.
Die Steuereinheit ist dabei derart ausgebildet, dass bei aktivem Anti-Blockier-system sowie bei Erfassung einer stabilen Fahrsituation des Fahrzeuges, die untere Raddrehzahlgrenze derart aufgeweitet wird, dass eine generatorische Verzögerung durch die elektrische Maschine erfolgt. Diese Aufweitung bewirkt demnach, dass die untere Raddrehzahlgrenze, deren Unterschreitung als Bedingungen zur aktiven Regelung der Traktionsregelung, situativ angepasst wird, sodass in dieser Situation während einer ABS-Bremsung keine aktive Traktionsregelung erfolgt (da die Raddrehzahl innerhalb dem „aufgeweiteten“ Radgrenzdrehzahlbereich bzw. oberhalb der unteren Raddrehzahlgrenze ist) und damit eine generatorische Verzögerung stattfindet.At least one (additional or the same) control unit and/or at least one sensor unit is provided, which is set up in such a way to detect an activated anti-lock braking system and, depending on the situation, to calculate and specify a wheel speed limit range with a lower wheel speed limit and an upper wheel speed limit, so that traction control of the vehicle begins when the wheel speed falls below or exceeds the limits.
The control unit is designed in such a way that when the anti-lock braking system is active and when a stable driving situation of the vehicle is detected, the lower wheel speed limit is expanded in such a way that the electric machine causes a regenerative deceleration. This widening means that the lower wheel speed limit, below which the conditions for active control of the traction control are not reached, is adapted to the situation, so that in this situation no active traction control takes place during ABS braking (since the wheel speed is within the "expanded" wheel limit speed range or above the lower wheel speed limit) and thus a regenerative deceleration takes place.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features emerge not only from the claims and from the description but also from the drawings, with the individual features being implemented individually or in combination in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and representing advantageous and individually protectable versions for which protection is claimed here.
Ferner wird ein Elektrofahrzeug nach dem nebengeordneten Anspruch 9 und ein Hybridfahrzeug nach dem nebengeordneten Anspruch 10 vorgeschlagen. Furthermore, an electric vehicle according to the independent claim 9 and a hybrid vehicle according to the independent claim 10 are proposed.
Sowohl das vorgeschlagene Elektrofahrzeug, als auch das vorgeschlagene Hybridfahrzeug umfassen dabei ein genanntes Bremssystem.Both the proposed electric vehicle and the proposed hybrid vehicle include a braking system.
Ein Hybridfahrzeug umfasst dabei einen herkömmlichen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine, welche in diesem Falle zum Antreiben und zum Verzögern des Fahrzeuges dienen.A hybrid vehicle includes a conventional internal combustion engine and an electric machine, which in this case are used to drive and decelerate the vehicle.
In beiden Fahrzeugen (sowohl dem reinen Elektrofahrzeug, als auch dem Hybridfahrzeug) kann über die elektrische Maschine einen Rekuperationsbetrieb erfolgen, wobei eine Rekuperationsbremsung bzw. eine generatorische Bremsung durchführbar ist. Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass die elektrische Maschine einen Schubbetrieb umfasst, in welchem eine Schubbremsung erfolgt und einen Rekuperationsbetrieb, in welchem eine Bremsrekuperation erfolgt. Je nach Fahrsituation und Bedarf an Bremskraft, wird dabei der Schubbremsung die Bremsrekuperation überlagert.
Alternativ oder zusätzlich kann bei dem Hybridfahrzeug auch der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb zu der Schubbremsung beitragen oder diese übernehmen.In both vehicles (both the purely electric vehicle and the hybrid vehicle), recuperation operation can take place via the electric machine, with recuperation braking or regenerative braking being able to be carried out. Furthermore, it is preferably provided that the electric machine includes an overrun mode, in which overrun braking takes place, and a recuperation mode, in which brake recuperation takes place. Depending on the driving situation and the need for braking force, the overrun braking is superimposed on the brake recuperation.
Alternatively or additionally, in the hybrid vehicle, the internal combustion engine can also contribute to or take over the overrun braking in overrun mode.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel weiter erläutert.
In den
In the
In
Durch das Aussetzen der Rekuperation, also der generatorischen Verzögerung während einer ABS-Bremsung wird die Radbremse, also insbesondere die Reibbremse, stärker beansprucht und muss daher mit mehr Leistung ausgelegt werden. Dies führt zu erhöhtem Bauraum-, Energie- und damit auch Kostenbedarf.In
The suspension of recuperation, i.e. the regenerative deceleration during ABS braking, places greater demands on the wheel brake, i.e. in particular the friction brake, and must therefore be designed with more power. This leads to increased installation space, energy and thus also cost requirements.
In
Die Raddrehzahlgrenzen Roben und Runten bzw. der Raddrehzahlgrenzbereich sind, wie in
The wheel speed limits R above and below or the wheel speed limit range are as in
Wird nämlich zum Zeitpunkt des Eintritts der ABS-Bremsung t1 durch eine Steuer- oder Sensoreinheit oder ähnliches, eine stabile Fahrsituation des Fahrzeuges erfasst, so ist es vorgesehen, dass das Fahrzeug weiterhin mittels des Elektromotors generatorisch verzögert wird. Dabei wird das generatorische Gesamtmoment Msoll auf einen bestimmten Wert vorgegeben.
If a stable driving situation of the vehicle is detected by a control or sensor unit or the like at the time when ABS braking occurs t 1 , provision is made for the vehicle to continue to be regeneratively decelerated by means of the electric motor. The total torque M set as a generator is set to a specific value.
Die stabile Fahrsituation wird anhand von unterschiedlichen Kennwerten und Messgrößen sowie Fahrzeugdaten ermittelt bzw. erkannt. Beispielsweise kann ein hoher Reibwert (bzw. eine minimaler Reibwert) zwischen der Fahrbahn und der Fahrzeugreifen, insbesondere zwischen 0,7 und 1, erfasst werden. Ferner könnte eine geringe Querbeschleunigung des Fahrzeuges, beispielsweise eine Geradeausfahrt, als Indiz für eine stabile Fahrsituation erkannt werden. Ferner kann ein bestehender Bremsdruck bzw. eine derzeitige Längsbeschleunigung bzw. -Verzögerung mit in die Ermittlung einer stabilen Fahrsituation einbezogen werden.
Wie insbesondere in
As in particular in
Durch diese situationsabhängige Änderung der unteren Raddrehzahlgrenze der Traktionsregelung, kann eine generatorische Verzögerung in einer stabilen Fahrsituation trotz aktiviertem ABS-System erfolgen.Due to this situation-dependent change in the lower wheel speed limit of the traction control, a regenerative deceleration can take place in a stable driving situation despite the activated ABS system.
Damit sind für die vorliegende Erfindung mehrere Zustände während einer ABS-Bremsung möglich. In einem ersten Zustand, wie er in
In einem anderen Zustand, wie er in
Daneben ist es während einer ABS-Bremsung immer möglich innerhalb der jeweiligen Zustände zu wechseln.In addition, it is always possible to change within the respective states during ABS braking.
Dies ermöglicht eine Rekuperation bzw. eine generatorische Verzögerung auch während einer ABS-Bremsung, wobei zu jeder Zeit eine stabile Fahrsituation gewährleistet werden kann.This enables recuperation or regenerative deceleration even during ABS braking, with a stable driving situation being able to be guaranteed at all times.
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102013201691 A1 [0001, 0008]DE 102013201691 A1 [0001, 0008]
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Legal Events
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