DE102021123158A1

DE102021123158A1 - Steuerung einer abbremsung durch anheben eines gaspedals in einem elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102021123158A1
Application number: DE102021123158.2A
Authority: DE
Inventors: Bryan Michael Bolger; Sergey Gennadievich Semenov
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-09-08
Filing date: 2021-09-07
Publication date: 2022-03-10
Also published as: US20220072961A1; CN114148180A; US11964568B2

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine Steuerung einer Abbremsung durch Anheben eines Gaspedals in einem Elektrofahrzeug bereit. Ein Fahrzeug beinhaltet eine Steuerung, die programmiert ist, um einen Befehl an eine elektrische Maschine zu generieren, eine Drehmomentausgaberate auf Grundlage eines Fahrzeuggeschwindigkeitswertes und eines Radbeschleunigungsdrehmomentwertes zu reduzieren, nachdem ein Gaspedal freigegeben wurde. Die Drehmomentausgaberate wird anfänglich mit einer ersten Rate reduziert und wird dann mit einer zweiten Rate reduziert, die langsamer als die erste Rate ist, wenn der Radbeschleunigungsdrehmomentwert größer als 0 Nm ist.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Diese Offenbarung betrifft ein Fahrzeug, ein Verfahren und ein Steuersystem zum Begrenzen der Abbremsrate in einem Elektrofahrzeug, das eine elektrische Maschine zum Antreiben des Fahrzeugs aufweist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge, die eine elektrische Maschine zum Antreiben des Fahrzeugs beinhalten, schliel en Hybridelektrofahrzeuge, Teilhybridelektrofahrzeuge (einschließlich Leistungsverzweigungs- und Plugin-Hybridarten) und Batterieelektrofahrzeuge ein, die hierin alle als Elektrofahrzeug oder EV bezeichnet werden. Elektrofahrzeuge können eine elektrische Maschine beinhalten, die konfiguriert ist, um Traktion bereitzustellen, um das Fahrzeug anzutreiben, und die außerdem konfiguriert ist, um die kinetische Energie des sich bewegenden Fahrzeugs umzuwandeln, um die Batterie des Fahrzeugs aufzuladen.
„Motorbremsung“ bezieht sich auf eine Bremskraft, die durch eine Brennkraftmaschine durch das Getriebe aufgebracht wird und die das Fahrzeug abbremst, wenn ein Fahrer ein Gaspedal freigibt. Elektrische Maschinen, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden, können eine schnelle Abbremsung bereitstellen, wenn der Fahrer das Gaspedal anhebt. Wenn die Abbremsrate des Fahrzeugs übermäßig ist, kann dies dazu führen, dass das Fahrzeug ruckelt (schnelle Änderungsrate der Fahrzeugabbremsung).
Diese Offenbarung ist auf das Lösen der vorangehenden Probleme und anderer Probleme ausgerichtet, wie nachfolgend zusammengefasst.
KURZDARSTELLUNG
Wenn ein Fahrer sich teilweise oder vollständig von dem Gaspedal wegbewegt und die Bremse nicht betätigt, nimmt die Rate des Antriebsstrangdrehmoments ab, die von der aktuellen Antriebsstrangdrehmomentausgabe und der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist. Die Bremsrate kann schnell sein, wenn das Antriebsstrangdrehmoment relativ großist, wenn der Fahrer das Gaspedal freigibt oder sich von diesem wegbewegt. Die Abbremsung kann mäßig schnell sein, wenn das Antriebsstrangdrehmoment positiv ist und das Drehmoment reduziert ist. Die Abbremsung ist langsam, wenn das Antriebsstrangdrehmoment unter null liegt (z. B. beim Laden der Batterie). Im Allgemeinen ist die Abbremsung bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten etwas langsamer und bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten schneller.
Folgendes sind Beispiele für eine akzeptable Abbremsung im Zeitverlauf:

- eine Freigabe von einer hohen positiven Beschleunigung zu einer niedrigen positiven Beschleunigung macht eine schnelle und reaktive Abbremsrate erforderlich.
- eine Freigabe von einer hohen positiven Beschleunigung zum Anheben des Pedals macht ein schnelles Entfernen der Beschleunigung und ein bequemes Einleiten einer Abbremsung erforderlich.
- eine Freigabe von einer Beschleunigung nahe null zum Anheben des Pedals macht eine allmähliche Einführung der Abbremsung erforderlich.

Gemäl einem Merkmal dieser Offenbarung wird eine dreidimensionale Kalibrierungstabelle, die mit einem Datensatz programmiert ist, verwendet, um eine positive Beschleunigung schnell zu entfernen und eine Abbremsung bequem einzuführen. Eine Grundtabelle kann für normales Fahren bereitgestellt sein. Unterschiedliche Tabellen können verwendet werden, um eine aggressivere Abbremsung in einem Sportfahrmodus oder eine weniger aggressive Abbremsung in einem Komfortmodus bereitzustellen. Ein Fahrzeug kann mit der Option bereitgestellt sein, selektiv zwischen Modi zu wechseln.
Wenn ein Fahrer das Bremspedal betätigt und das angeforderte Bremspedaldrehmoment über einem kalibrierbaren Betrag liegt, begrenzt die Systemsteuerung die negative Drehmomentrate nicht. Die Rate wird stattdessen durch den Bremspedaldrehmomentbegrenzer geregelt, um eine schnellere Bremsreaktion zu ermöglichen.
Gemäl einem Aspekt dieser Offenbarung ist ein Fahrzeug offenbart, das eine Steuerung umfasst, die programmiert ist, um einen Befehl an eine elektrische Maschine zu generieren, eine Drehmomentausgaberate auf Grundlage eines Fahrzeuggeschwindigkeitswertes und eines Radbeschleunigungsdrehmomentwertes zu reduzieren, nachdem ein Gaspedal freigegeben wurde. Die Drehmomentausgaberate wird anfänglich mit einer ersten Rate reduziert und wird im Wesentlichen mit einer zweiten Rate reduziert, die geringer als die erste Rate ist, wenn der Radbeschleunigungsdrehmomentwert größer als 0 Nm ist. Die Steuerung ist in der Lage, das Reduzieren der Drehmomentausgaberate zu wiederholen, wobei die zweite Drehmomentausgaberate in einer anschliel enden Reduzierung zur ersten Ausgaberate wird. Der Befehl zum Reduzieren der Drehmomentausgabe kann nach Bedarf während der gesamten Abbremsphase wiederholt werden, wenn positive und negative Drehmomentwerte vorliegen.
Die Bremsrate kann kontinuierlich oder wiederholt von einer hohen Rate, wenn das Raddrehmoment von hohen positiven Werten ausgeht, zu einer niedrigeren Rate geändert werden. Die Raddrehmomentausgaberate wird von einer hohen Ausgaberate auf eine niedrigere Ausgaberate verringert, wenn sich die Rate null nähert und in negative Werte übergeht.
In einem Beispiel kann das Fahrzeug die Drehmomentausgaberate mit der zweiten Rate reduzieren, wenn der Radbeschleunigungsdrehmomentwert zwischen 1.000 Nm und 0 Nm liegt. Die Drehmomentausgaberate kann auf andere Radbeschleunigungsdrehmomentwerte eingestellt werden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kann durch die Steuerung mit dem Radbeschleunigungsdrehmomentwert korreliert werden, um die Drehmomentausgaberate zu modulieren. Die Steuerung kann eine Lookup-Tabelle oder eine gespeicherte dreidimensionale Kalibrierungstabelle referenzieren, um den Fahrzeuggeschwindigkeitswert mit dem Radbeschleunigungsdrehmomentwert zu korrelieren, um die Abbremsrate festzulegen. Ein Bremspedaleingriffsschalter kann der Steuerung ein Signal bereitstellen, um den Befehl an die elektrische Maschine aul er Kraft zu setzen, wenn ein Bremspedal in Eingriff genommen wird, nachdem das Gaspedal freigegeben wurde.
Gemäl einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern einer Abbremsung eines Elektrofahrzeugs offenbart. Das Verfahren beinhaltet Verwenden einer Steuerung, die mit einer Datentabelle programmiert ist, um eine elektrische Maschine zu befehlen. Die Steuerung ist mit Positionsdaten bereitgestellt, die Folgendes angeben: dass sich ein Gaspedal in einer Freigabeposition befindet, einen Fahrzeuggeschwindigkeitswert, wenn sich das Gaspedal in der Freigabeposition befindet, und einen Radbeschleunigungsdrehmomentwert, wenn sich das Gaspedal in der Freigabeposition befindet. Der elektrischen Maschine wird befohlen, eine Drehmomentausgaberate anfänglich mit einer ersten Rate auf Grundlage der Datentabelle zu reduzieren, und wobei die Drehmomentausgaberate mit einer zweiten Rate auf Grundlage der Datentabelle reduziert wird, die geringer als die erste Rate ist. Zusätzliche Reduzierungen der Drehmomentausgaberate können durch Wiederholen des Prozesses erreicht werden.
Ein zusätzlicher Aspekt dieser Offenbarung betrifft ein System zum Steuern einer Bremsrate eines Fahrzeugs. Das System beinhaltet eine Steuerung, die mit einer Datentabelle programmiert ist, die eine Vielzahl von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und eine Vielzahl von Radbeschleunigungsdrehmomentdaten beinhaltet. Die Drehmomentausgaberate einer elektrischen Maschine wird in Abhängigkeit von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und den Radbeschleunigungsdrehmomentdaten gesteuert. Eingaben in das System umfassen einen Fahrzeuggeschwindigkeitsindikator, welcher der Steuerung einen Geschwindigkeitswert bereitstellt, einen Radbeschleunigungsdrehmomentindikator, welcher der Steuerung einen Radbeschleunigungsdrehmomentwert bereitstellt, und einen Gaspedalpositionsindikator, welcher der Steuerung ein Signal bereitstellt, wenn sich ein Gaspedal in einer Freigabeposition befindet. Die Steuerung stellt der elektrischen Maschine einen Befehl bereit, die das Fahrzeug antreibt, um die Drehmomentausgaberate der elektrischen Maschine festzulegen, wenn sich das Gaspedal in der Freigabeposition befindet.
Die erwähnten Aspekte dieser Offenbarung und weitere Aspekte werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung eines Elektrofahrzeugs, die typische Antriebsstrang- und Energiespeicherkomponenten veranschaulicht.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Raddrehmoments im Zeitverlauf, wenn ein Gaspedalfreigabeereignis auftritt, das eine schnelle Drehmomentratenreduzierung, eine langsame Drehmomentratenreduzierung und die zweistufige Drehmomentratenreduzierung gemäl einem Beispiel dieser Offenbarung vergleicht. Eine geschätzte Kurve der tatsächlichen Drehmomentreaktion auf die zweistufige Drehmomentratenreduzierung ist ebenfalls bereitgestellt.
3 und 4 sind zwei Graphen einer langsamen Ratenbegrenzung, die bei einer Freigabe von der Stral enlast angewendet wird, wobei 3 zeigt, wenn das Gaspedal freigegeben wird. 4 zeigt die ungefilterte Fahrerbedarfsanforderung als Reaktion auf die Freigabe aus 3 und die graduelle Begrenzung der Drehmomentrate zum Erreichen des Fahrerbedarfs.
5 und 6 sind zwei Graphen einer schnellen Ratenbegrenzung, die bei einer Freigabe von einer weit offenen Beschleunigung angewendet wird, wobei 5 zeigt, wenn das Gaspedal freigegeben wird. 6 zeigt die ungefilterte Fahrerbedarfsanforderung als Reaktion auf die Freigabe aus 3 und die schnelle Drehmomentratenbegrenzung zum Erreichen des Fahrerbedarfs.
7 und 8 sind zwei Graphen einer schnellen Ratenbegrenzung, die bei einer Freigabe angewendet wird, wenn das Bremspedal berührt wird, wobei 7 zeigt, wenn das Gaspedal freigegeben und die Bremse betätigt wird. 8 zeigt die ungefilterte Fahrerbedarfsanforderung als Reaktion auf die Freigabe aus 7 und eine schnelle Drehmomentratenbegrenzung zum Erreichen des Fahrerbedarfs, wenn die Bremse betätigt wird.
9 ist eine dreidimensionale Darstellung des Raddrehmomentbefehls in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Beschleunigungsdrehmoment an den Rädern des Fahrzeugs.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das die Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeits-, Gaspedaldrehmoment- und Bremsdrehmomentanforderungseingabe für den zweistufigen Ratenbegrenzungs- und Filterungsverarbeitungsschritt zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die veranschaulichten Ausführungsformen sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich als Beispiele vorgesehen sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise mal stabsgetreu und einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten darzustellen. Die offenbarten spezifischen strukturellen und funktionellen Details sind nicht als einschränkend auszulegen, sondern als repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die offenbarten Konzepte ausgeübt werden sollten.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind lediglich Beispiele und andere Ausführungsformen können verschiedene und alternative Formen annehmen. Die Figuren sind nicht notwendigerweise mal stabsgetreu; einige Merkmale könnten stark vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind die hierin offenbarten spezifischen strukturellen und funktionellen Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten in bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen eingeschlossen werden.
1 stellt ein Beispiel für ein Elektrofahrzeug (electric vehicle - EV) 112 dar, bei dem es sich um ein Plugin-Hybridelektrofahrzeug (Plug-in Hybrid-Electric Vehicle - PHEV) handelt. Alternativ kann es sich bei dem EV um ein Teilhybridfahrzeug oder ein Plugin-Elektrofahrzeug, ein Batterieelektrofahrzeug oder andere Fahrzeuge handeln, die eine elektrische Maschine 114 zum Antrieb verwenden. Ein Plugin-Hybridelektrofahrzeug 112 kann eine oder mehrere elektrische Maschinen 114 umfassen, die mechanisch an ein Getriebe oder ein Hybridgetriebe 116 gekoppelt sind. Die elektrischen Maschinen 114 können dazu in der Lage sein, als Elektromotor und als Generator betrieben zu werden. Des Weiteren ist das Hybridgetriebe 116 mechanisch an einen Motor 118 gekoppelt. Das Hybridgetriebe 116 ist außerdem mechanisch an eine Antriebswelle 120 gekoppelt, die mechanisch an die Räder 122 gekoppelt ist. Die elektrischen Maschinen 114 können Antriebs- und Nutzbremsfähigkeit bereitstellen, wenn der Motor 118 ein- oder ausgeschaltet ist. Die elektrischen Maschinen 114 können außerdem als Generatoren fungieren und können Kraftstoffeffizienzvorteile durch das Zurückgewinnen von Energie bereitstellen, die normalerweise in einem Reibungsbremssystem als Wärme verloren gehen würde. Die elektrischen Maschinen 114 können außerdem Fahrzeugemissionen reduzieren, indem sie ermöglichen, dass der Motor 118 bei effizienteren Drehzahlen betrieben wird, und ermöglichen, dass das Hybridelektrofahrzeug 112 im Elektromodus betrieben wird, wobei der Motor 118 bei bestimmten Bedingungen ausgeschaltet ist. Das Elektrofahrzeug 112 kann außerdem ein Batterieelektrofahrzeug (battery electric vehicle - BEV) sein. In einer BEV-Konfiguration ist der Motor 118 unter Umständen nicht vorhanden. In weiteren Konfigurationen kann es sich bei dem Elektrofahrzeug 112 um ein Vollhybridelektrofahrzeug (full hybrid-electric vehicle - FHEV) ohne Plugin-Fähigkeit handeln.
Ein Batteriepack oder eine Traktionsbatterie 124 speichert Energie, die von den elektrischen Maschinen 114 verwendet werden kann. Die Antriebsbatterie 124 kann eine Hochspannungsgleichstromausgabe (high voltage direct current output - Hochspannungs-DC-Ausgabe) bereitstellen. Ein Schützmodul 142 kann ein oder mehrere Schütze beinhalten, die konfiguriert sind, um die Traktionsbatterie 124 von einem Hochspannungsbus 152 zu trennen, wenn dieser geöffnet ist, und die Traktionsbatterie 124 mit dem Hochspannungsbus 152 zu verbinden, wenn dieser geschlossen ist. Der Hochspannungsbus 152 kann Leistungs- und Rückleiter zum Transportieren von Strom über den Hochspannungsbus 152 beinhalten. Das Schützmodul 142 kann sich in der Traktionsbatterie 124 befinden. Ein oder mehrere Leistungselektronikmodule 126 (auch als Wechselrichter bekannt) können elektrisch an den Hochspannungsbus 152 gekoppelt sein. Die Leistungselektronikmodule 126 sind außerdem elektrisch an die elektrischen Maschinen 114 gekoppelt und stellen die Fähigkeit bereit, Energie bidirektional zwischen der Traktionsbatterie 124 und den elektrischen Maschinen 114 zu übertragen. Eine Traktionsbatterie 124 kann zum Beispiel eine DC-Spannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 114 mit einem Dreiphasen-Wechselstrom (three-phase alternating current - Dreiphasen-AC) arbeiten können, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 126 kann die DC-Spannung in einen Dreiphasen-AC-Strom zum Betreiben der elektrischen Maschinen 114 umwandeln. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 126 den Dreiphasen-AC-Strom von den elektrischen Maschinen 114, die als Generatoren fungieren, in die DC-Spannung umwandeln, die mit der Traktionsbatterie 124 kompatibel ist.
Zusätzlich zu dem Bereitstellen von Antriebsenergie kann die Traktionsbatterie 124 Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Das Fahrzeug 112 kann ein DC/DC-Wandlermodul 128 beinhalten, das die Hochspannungs-DC-Ausgabe von dem Hochspannungsbus 152 in einen Niederspannungs-DC-Pegel eines Niederspannungsbusses 154 umwandelt, der mit Niederspannungsverbrauchern 156 kompatibel ist. Ein Ausgang des DC/DC-Wandlermoduls 128 kann elektrisch an eine Hilfsbatterie 130 (z. B. eine 12-V-Batterie) gekoppelt sein, um die Hilfsbatterie 130 zu laden. Die Niederspannungsverbraucher 156 können über den Niederspannungsbus 154 elektrisch an die Hilfsbatterie 130 gekoppelt sein. Ein oder mehrere elektrische Hochspannungsverbraucher 146 können an den Hochspannungsbus 152 gekoppelt sein. Die elektrischen Hochspannungsverbraucher 146 können eine zugeordnete Steuerung aufweisen, welche die elektrischen Hochspannungsverbraucher 146 gegebenenfalls betreibt und steuert. Beispiele für elektrische Hochspannungsverbraucher 146 können ein Gebläse, ein elektrisches Heizelement und/oder ein Klimakompressor sein.
Das Elektrofahrzeug 112 kann konfiguriert sein, um die Traktionsbatterie 124 anhand einer externen Leistungsquelle 136 aufzuladen. Bei der externen Leistungsquelle 136 kann es sich um eine Verbindung zu einer Steckdose handeln. Die externe Leistungsquelle 136 kann elektrisch an eine Ladestation oder ein Elektrofahrzeugversorgungsgerät (electric vehicle supply equipment - EVSE) 138 gekoppelt sein. Die externe Leistungsquelle 136 kann ein elektrisches Leistungsverteilungsnetz oder ein Stromnetz sein, wie es von einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen bereitgestellt wird. Die EVSE 138 kann eine Schaltung und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von Energie zwischen der Leistungsquelle 136 und dem Fahrzeug 112 zu regulieren und zu verwalten. Die externe Leistungsquelle 136 kann elektrische DC- oder AC-Leistung an dem EVSE 138 bereitstellen. Das EVSE 138 kann einen Ladestecker 140 zum Koppeln an einen Ladeanschluss 134 des Fahrzeugs 112 aufweisen. Der Ladeanschluss 134 kann eine beliebige Art von Anschluss sein, der konfiguriert ist, um Leistung von dem EVSE 138 an das Fahrzeug 112 zu übertragen. Der Ladeanschluss 134 kann elektrisch an ein bordeigenes Leistungsumwandlungsmodul oder Ladegerät gekoppelt sein. Das Ladegerät 132 kann die Leistung konditionieren, die von dem EVSE 138 zugeführt wird, um die richtigen Spannungs- und Strompegel an der Traktionsbatterie 124 und dem Hochspannungsbus 152 bereitzustellen. Das Ladegerät 132 kann elektrisch an das Schützmodul 142 gekoppelt sein. Das Ladegerät 132 kann eine Schnittstelle mit dem EVSE 138 bilden, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 112 zu koordinieren. Der EVSE-Stecker 140 kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen des Ladeanschlusses 134 zusammenpassen. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch gekoppelt oder verbunden beschrieben sind, Leistung unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung übertragen.
Es können Radbremsen 144 bereitgestellt sein, um das Fahrzeug 112 abzubremsen und eine Bewegung des Fahrzeugs 112 zu verhindern. Die Radbremsen 144 können hydraulisch betätigt, elektrisch betätigt oder eine Kombination davon sein. Die Radbremsen 144 können Teil eines Bremssystems 150 sein. Das Bremssystem 150 kann andere Komponenten beinhalten, um die Radbremsen 144 zu betreiben. Der Einfachheit halber stellt die Figur eine einzige Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und einer der Radbremsen 144 dar. Eine Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und den anderen Radbremsen 144 ist impliziert. Das Bremssystem 150 kann eine Steuerung beinhalten, um das Bremssystem 150 zu überwachen und zu koordinieren. Das Bremssystem 150 kann die Bremskomponenten überwachen und die Radbremsen 144 steuern. Das Bremssystem 150 kann auf Fahrerbefehle von einem Bremspedal 151 reagieren oder kann außerdem autonom betrieben werden, um Merkmale, wie etwa Stabilitätskontrolle, umzusetzen. Die Steuerung des Bremssystems 150 kann ein Verfahren zum Aufbringen einer angeforderten Bremskraft umsetzen, wenn dies durch eine andere Steuerung oder Unterfunktion angefordert wird.
Das Elektrofahrzeug 112 kann ferner eine Benutzerschnittstelle 160 beinhalten. Die Benutzerschnittstelle 160 kann eine Vielfalt von Anzeigeelementen zum Kommunizieren von Informationen an den Fahrzeugführer bereitstellen. Die Benutzerschnittstelle 160 kann eine Vielfalt von Eingabeelementen zum Empfangen von Informationen von dem Fahrzeugführer bereitstellen. Die Benutzerschnittstelle 160 beinhaltet eine oder mehrere Anzeigen. Die Anzeigen können Touchscreen-Anzeigen sein. Die Benutzerschnittstelle 160 kann getrennte Lampen/Leuchten beinhalten. Beispielsweise können die Lampen Leuchtdioden (lightemitting diodes - LED) einschließen. Die Benutzerschnittstelle 160 kann Schalter, Drehknöpfe und Tasten beinhalten, um es dem Fahrzeugführer zu ermöglichen, verschiedene Einstellungen zu ändern. Die Benutzerschnittstelle 160 kann ein Steuermodul beinhalten, das über das Fahrzeugnetzwerk kommuniziert. Die Benutzerschnittstelle 160 kann ein oder mehrere Anzeigeelemente bereitstellen, die konfiguriert sind, um Diagnosebedingungen zu identifizieren. Die Anzeigeelemente können getrennte Lampen und/oder Nachrichten in einem Nachrichtenanzeigebereich beinhalten.
Elektronische Module in dem Fahrzeug 112 können über ein oder mehrere Fahrzeugnetzwerke kommunizieren. Das Fahrzeugnetzwerk kann eine Vielzahl von Kommunikationskanälen beinhalten. Ein Kanal des Fahrzeugnetzwerks kann ein serieller Bus, wie etwa ein Controller Area Network (CAN), sein. Einer der Kanäle des Fahrzeugnetzwerks kann ein Ethernet-Netzwerk laut der Definition durch die Normengruppe 802 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) beinhalten. Zusätzliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks können diskrete Verbindungen zwischen Modulen beinhalten und können Energiesignale von der Hilfsbatterie 130 beinhalten. Unterschiedliche Signale können über unterschiedliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks übertragen werden. Beispielsweise können Videosignale über einen Hochgeschwindigkeitskanal (z. B. Ethernet) übertragen werden, während Steuersignale über ein CAN oder diskrete Signale übertragen werden können. Das Fahrzeugnetzwerk kann beliebige Hardware- und Softwarekomponenten beinhalten, die das Übertragen von Signalen und Daten zwischen Modulen unterstützen. Das Fahrzeugnetzwerk ist in 1 nicht gezeigt, aber es kann impliziert sein, dass sich das Fahrzeugnetzwerk mit jedem elektronischen Modul verbinden kann, das in dem Fahrzeug 112 vorhanden ist. Es kann eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC) 148 vorhanden sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren. Die VSC 148 empfängt Drehmomentpegelanforderungen von einem Fahrer über ein Gaspedal 149.
Das Elektrofahrzeug kann eine Anzahl von Steuerungen beinhalten, die über einen Kommunikationsbus kommunizieren. Die Kommunikation kann durch ein Kommunikationsprotokoll definiert sein. Das Kommunikationsprotokoll kann den Nachrichteninhalt und die Zeitsteuerung definieren. Ferner kann das Kommunikationsprotokoll mögliche Reaktionen auf verschiedene Nachrichten oder Nachrichteninhalte definieren. Das Kommunikationsprotokoll kann eine Nachrichtenadressierung zwischen Absendern und Empfängern definieren. Beispielsweise kann jeder Steuerung, die über den Bus kommuniziert, eine eindeutige Kennung zugewiesen werden, sodass Nachrichten einzeln an jede Steuerung gesendet werden können. In weiteren Beispielen können Nachrichten eine Kennung zugewiesen werden und können diese auf dem Kommunikationsbus übermittelt werden, damit sie von allen Steuerungen empfangen werden können.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Graph bereitgestellt, der den Raddrehmomentbefehl im Zeitverlauf durch Linie 200 mit einer schnellen Abbremsrate, durch Linie 202 mit einer langsamen Abbremsrate und durch Linie 204 mit einem Beispiel einer zweistufigen Abbremsrate gemäl dieser Offenbarung vergleicht. Mit einer schnellen Bremsrate (< -4 m/s/s) ist ein Fahrzeug einem Ruckeln ausgesetzt, wenn sich das Fahrzeug einem befohlenen negativen Raddrehmomentpegel nähert. Die Freigabe aus einem positiven Raddrehmoment von 5.000 Nm wird schnell reduziert, bis ein Raddrehmoment von -1.800 Nm erhalten wird. Mit einer langsamen Abbremsrate (0 bis -2 m/s/s) geht ein Fahrzeug reibungsloser zum befohlenen negativen Raddrehmoment über. Die Freigabe aus einem positiven Raddrehmoment von 5.000 Nm wird im Vergleich zu der schnellen Abbremsrate langsamer reduziert, bis ein Raddrehmoment von -1.800 Nm erhalten wird. Eine langsamere Abbremsung führt zu einer reduzierten Energieeffizienz, die durch eine reduzierte Bremsregeneration verursacht wird.
Beispielsweise befiehlt eine in dem veranschaulichten Beispiel gezeigte zweistufige Bremsrate anfänglich eine schnelle Abbremsung mit einer Rate von < -4 Nm/s/s. Während das Raddrehmoment größer als 0 Nm ist, wird der Abbremsrate befohlen, sich zu einer langsameren Abbremsrate von 0 bis -2 Nm/s/s zu ändern. Die Freigabe aus einem positiven Raddrehmoment von 5.000 Nm wird schneller reduziert, bis ein Raddrehmoment von 400 Nm erhalten wird, wonach eine langsamere Abbremsrate befohlen wird, bis ein Raddrehmoment von -1.800 Nm erhalten wird. Während die Veranschaulichung die zweistufige Abbremsrate darstellt, können zusätzliche Ausführungsformen der Erfindung ein drei- oder mehrstufiges System oder ein System beinhalten, bei dem die Abbremsrate kontinuierlich auf allmählich langsamere Raten eingestellt wird. In dem veranschaulichten Beispiel kann die erste Rate anfänglich festgelegt und dann auf eine zweite und niedrigere Bremsrate geändert werden.
Die Drehmomentrate, die erforderlich ist, um eine gegebene Abbremsrate abzugeben, hängt vom Fahrzeuggewicht und den Straßenlasten (Zuglast, Stral enneigung und dergleichen) ab.
2 veranschaulicht außerdem ein geschätztes tatsächliches Raddrehmoment durch die Linie 206, wenn das Fahrzeug das veranschaulichte Beispiel der zweistufigen Abbremsrate verwendet. Mehrere Abbremsratenänderungen können durch das System vorgenommen werden, um den Abbremsungsprozess weiter zu glätten. Das tatsächliche Raddrehmoment liegt hinter der befohlenen zweistufigen Abbremslinie 204. Mit diesem Ansatz kann eine schnelle Abbremsung erreicht werden, welche die Energieeffizienz verbessert und gleichzeitig eine ruckartige Bewegung durch Reduzieren der Bremsraten minimiert.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 ist ein Beispiel für eine langsame Ratenbegrenzung, die bei der Freigabe von der Stral enlast angewendet wird, veranschaulicht, wobei 3 die prozentuale Gaspedalposition durch Linie 208 zeigt. 4 zeigt die ungefilterte Fahrerbedarfsanforderung durch Linie 210 und die resultierende graduelle Drehmomentratengrenze durch Linie 212, die erforderlich ist, um den Fahrerdrehmomentbedarf zu erfüllen. Bei Punkt 214 (Freigabe) ist gezeigt, dass die tatsächliche Drehmomentrate der ungefilterten Fahrerbedarfsanforderung folgt. Die Gaspedaldrehmomentanforderung fällt sofort ab, wenn der Fahrer das Gaspedal freigibt; die Rate ist jedoch auf eine langsame Rate beschränkt.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 ist ein Beispiel für eine schnelle Ratenbegrenzung, die bei der Freigabe aus der weit geöffneten Gaspedalposition angewendet wird, veranschaulicht, wobei 5 die prozentuale Pedalposition durch Linie 216 zeigt und 6 die ungefilterte Fahreranforderung durch Linie 218 und die resultierende graduelle Drehmomentratenbegrenzung durch Linie 220 zeigt, die erforderlich ist, um den Fahrerdrehmomentbedarf zu erfüllen. Bei Punkt 222 ist gezeigt, dass die tatsächliche Drehmomentrate der ungefilterten Fahrerbedarfsanforderung folgt. Die Gaspedaldrehmomentanforderung fällt sofort ab, wenn der Fahrer das Gaspedal freigibt; die Rate ist jedoch auf eine schnelle Rate beschränkt.
Unter Bezugnahme auf 7 und 8 ist ein Beispiel für ein zweistufiges Abbremsratensystem veranschaulicht, wenn das Gaspedal freigegeben ist und das Bremspedal berührt wird. In 7 ist die Gaspedalposition durch Linie 224 gezeigt und ist die Linie des betätigten Bremspedals mit 226 gekennzeichnet. Wenn das Bremspedal berührt wird, wird das zweistufige Abbremsungssystem außer Kraft gesetzt und wird die schnellere Drehmomentratenbegrenzung, die in 8 durch Linie 228 gezeigt ist, angewendet. Die ungefilterte Fahrerbedarfsanforderung ist in 8 ebenfalls durch Linie 230 gezeigt. Das zweistufige System maximiert die Energieeffizienz und maximiert die Bremskraft sowohl von den Reibungsbremsen als auch der Bremswirkung des Regenerierungssystems.
Unter Bezugnahme auf 9 ist eine dreidimensionale Kalibrierungstabelle bereitgestellt, die mit einem Datensatz programmiert ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit gegenüber dem Beschleunigungsdrehmoment an den Rädern zu zeigen, die zum Festlegen eines Abbremsratenbefehls verwendet wird. Linie 232 veranschaulicht ein Beispiel für Werte des Beschleunigungsdrehmoments an den Rädern und der Bremsraten bei einer ausgewählten Fahrzeuggeschwindigkeit. Beispielsweise weist das Fahrzeug bei Punkt 234 eine Geschwindigkeit von etwa 21 km/h mit einem Beschleunigungsdrehmoment an den Rädern von 3.000 Nm auf, wobei der Raddrehmomentbefehl -25.000 Nm/s/s beträgt. Da das Drehmoment an den Rädern etwa 2.000 Nm beträgt, wird durch den Drehmomentbefehl auf - 7.000 Nm/s/ s weiter auf den Punkt bei 235 reduziert. Der Prozess kann wiederholt werden, um mehrere Stufen von Abbremsraten entlang der Linie 236 hinzuzufügen. Die dreidimensionale Kalibrierungstabelle, die mit einem Datensatz aus 9 programmiert ist, ist ein Beispiel für eine Kalibrierung. Die Kalibrierung kann auf einen ausgewählten Fahrmodus (z. B. normal, Sport oder Sparmodus) festgelegt werden. Andere Kalibrierungen können verwendet werden oder eine Lookup-Tabelle mit gespeicherten Werten für Geschwindigkeit und Beschleunigungsdrehmoment an den Rädern kann verwendet werden, um einen Raddrehmomentbefehl zu erhalten.
Unter Bezugnahme auf 10 ist bei 236 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm des offenbarten Abbremsratenbegrenzungssystems veranschaulicht. Das Ratenbegrenzungssystem 238 empfängt Eingaben von dem Gaspedal 240, der Fahrzeuggeschwindigkeit 242 und einem Bremspedal 244. Das Ratenbegrenzungssystem greift auf eine dreidimensionale Kalibrierungstabelle zu, die mit einem Datensatz (z. B. 9) oder einer Lookup-Tabelle gespeicherter Werte programmiert ist, um ein Abbremsratenbegrenzungssignal 246 zu generieren, das dann bei 248 gefiltert wird, bevor das gefilterte und ratenbegrenzte Gaspedaldrehmomentsignal 250 der elektrischen Maschine 114 bereitgestellt wird. Im Wesentlichen eine kontinuierliche Einstellung des Gaspedaldrehmomentsignals kann durch Senden des Gaspedaldrehmomentsignals zurück an das Ratenbegrenzungssystem an Linie 252 erhalten werden und führt zu einer Neuberechnung des Abbremsdrehmomentbefehls.
Die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen sind spezifische Beispiele, die nicht alle möglichen Formen der Offenbarung beschreiben. Die Merkmale der veranschaulichten Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der offenbarten Konzepte zu bilden. Die in der Patentschrift verwendeten Wörter dienen der Beschreibung und nicht der Einschränkung. Der Umfang der folgenden Ansprüche ist breiter als die konkret offenbarten Ausführungsformen und schliel t Modifikationen der veranschaulichten Ausführungsformen ein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Steuerung, die programmiert ist, um einen Befehl an eine elektrische Maschine zu generieren, eine Drehmomentausgaberate auf Grundlage eines Fahrzeuggeschwindigkeitswertes und eines Radbeschleunigungsdrehmomentwertes zu reduzieren, nachdem ein Gaspedal freigegeben wurde, wobei die Drehmomentausgaberate anfänglich mit einer ersten Rate reduziert wird und wobei die Drehmomentausgaberate auf eine zweite Rate reduziert wird, die geringer als die erste Rate ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeuggeschwindigkeitswert durch die Steuerung mit dem Radbeschleunigungsdrehmomentwert korreliert wird, um die Drehmomentausgaberate zu modulieren.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuerung eine dreidimensionale Kalibrierungstabelle, die mit einem Datensatz programmiert ist, referenziert, um den Fahrzeuggeschwindigkeitswert mit dem Radbeschleunigungsdrehmomentwert zu korrelieren.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die zweite Rate auf eine dritte Drehmomentrate reduziert wird, die geringer als die zweite Rate ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bereitstellen eines Signals durch einen Bremspedaleingriffsschalter an die Steuerung, um den Befehl an die elektrische Maschine außer Kraft zu setzen, wenn ein Bremspedal in Eingriff genommen wird, nachdem das Gaspedal freigegeben wurde.
Verfahren zum Steuern einer Abbremsung eines Elektrofahrzeugs, umfassend: Bereitstellen einer Steuerung, die mit einer Datentabelle programmiert ist, um eine elektrische Maschine zu befehlen; Bereitstellen von Positionsdaten an die Steuerung, die angeben, dass sich ein Gaspedal in einer Freigabeposition befindet; Bereitstellen eines Fahrzeuggeschwindigkeitswertes an die Steuerung, wenn sich das Gaspedal in der Freigabeposition befindet; Bereitstellen eines Radbeschleunigungsdrehzahlwertes an die Steuerung, wenn sich das Gaspedal in der Freigabeposition befindet; Befehlen der elektrischen Maschine, eine erste Drehmomentausgaberate auf Grundlage der Datentabelle auf eine zweite Rate zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Datentabelle Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Radbeschleunigungsdrehmomentdaten beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Korrelieren des Fahrzeuggeschwindigkeitswertes mit dem Radbeschleunigungsdrehmomentwert durch die Steuerung, um die erste Drehmomentausgaberate zu modulieren.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Bereitstellen eines Bremspedaleingriffssignals an die Steuerung, um den Schritt des Befehlens der elektrischen Maschine, die erste Drehmomentausgaberate zu reduzieren, außer Kraft zu setzen, wenn sich das Gaspedal in einer Freigabeposition befindet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Drehmomentausgaberate von dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert und dem Radbeschleunigungsdrehmomentwert abhängig ist.
System zum Steuern einer Abbremsrate eines Fahrzeugs, umfassend: eine Steuerung, die mit einer Datentabelle programmiert ist, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Radbeschleunigungsdrehmomentdaten beinhaltet, wobei eine Drehmomentausgaberate einer elektrischen Maschine von den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und den Radbeschleunigungsdrehmomentdaten abhängig ist; einen Fahrzeuggeschwindigkeitsindikator, welcher der Steuerung einen Geschwindigkeitswert bereitstellt; einen Radbeschleunigungsdrehmomentindikator, welcher der Steuerung einen Radbeschleunigungsdrehmomentwert bereitstellt; und ein Gaspedal, das der Steuerung ein Signal bereitstellt, wenn sich ein Gaspedal in einer Ausrückposition befindet, wobei die Steuerung einen Befehl an die elektrische Maschine bereitstellt, die das Fahrzeug antreibt, um die Drehmomentausgaberate der elektrischen Maschine festzulegen, wenn sich das Gaspedal in der Ausrückposition befindet.
System nach Anspruch 11, wobei die Drehmomentausgaberate anfänglich mit einer ersten Rate reduziert wird und wobei die Drehmomentausgaberate mit einer zweiten Rate reduziert wird, die geringer als die erste Rate ist, wenn der Radbeschleunigungsdrehmomentwert größer als 0 Nm ist.
System nach Anspruch 11, wobei der Geschwindigkeitswert durch die Steuerung mit dem Radbeschleunigungsdrehmomentwert korreliert wird, um die Drehmomentausgaberate zu modulieren.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung eine Lookup-Tabelle referenziert, um den Geschwindigkeitswert mit dem Radbeschleunigungsdrehmomentwert zu korrelieren.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend: Bereitstellen eines Signals durch einen Bremspedaleingriffsschalter an die Steuerung, um den Befehl an die elektrische Maschine außer Kraft zu setzen, wenn ein Bremspedal in Eingriff genommen wird, nachdem das Gaspedal freigegeben wurde.