DE112016002738T5

DE112016002738T5 - System und Verfahren zur Begrenzung regenerativen Bremsens

Info

Publication number: DE112016002738T5
Application number: DE112016002738.9T
Authority: DE
Inventors: Olle Johansson; Emil GAVLING; Peter STAVERED
Original assignee: eAAM Driveline Systems AB
Current assignee: eAAM Driveline Systems AB
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2018-02-22
Also published as: US20160368384A1; US9637004B2; CN107921937B; WO2016203450A1; CN107921937A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Anwendung eines regenerativen Bremsmoments auf mehrere Räder von mindestens einem von einem Hybridelektrofahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, um eine Bremsinstabilität zu vermeiden. Das Verfahren kann das Erfassen von Variablen, wie zum Beispiel eines Winkels eines Lenkrads des Fahrzeugs, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Bremspedalrate, wenn ein Fahrer ein Bremspedal betätigt, und eines Radschlupfes jedes der Vorder- und Hinterräder aufweisen. Es kann eine verlangte Querbeschleunigung bestimmt werden, die eine stationäre Querbeschleunigung darstellt, die das Fahrzeug bei einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und mit einem gegenwärtig erfassten Lenkradwinkel erreichen würde. Die Anwendung des regenerativen Bremsmoments kann dann basierend auf den erfassten Radschlupf in Bezug auf mindestens eine vorbestimmte Radschlupfgrenze gesteuert werden. Die vorbestimmte Radschlupfgrenze wird mindestens teilweise basierend auf der bestimmten verlangten Querbeschleunigung bestimmt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft regenerative Bremssysteme zur Verwendung mit elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, und insbesondere ein System und ein Verfahren zur Steuerung regenerativen Bremsens in einer Weise, die das Begrenzen des regenerativen Bremsens steuert, um das Fahrzeug während Bremsmanövern stabiler zu halten.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung und stellen möglicherweise keinen Stand der Technik dar.
In einem Fahrzeug, das vollständig oder teilweise von einer elektrischen Maschine angetrieben wird, kann kinetische Energie während des Bremsens in elektrische Energie umgewandelt und in einer Batterie gespeichert werden. Dies wird als „regeneratives Bremsen“ bezeichnet. Ein anderer Begriff für diese Art von Energieumwandlung ist „rekuperatives Bremsen“.
In einem Hybridelektrofahrzeug (HEV) stellt regeneratives Bremsen im Vergleich zu anderen typischen HEV-Techniken (z. B. Stoppen eines Verbrennungsmotors, wenn er nicht verwendet/benötigt, Motorlastpunktverschiebung usw.) bei weitem die größten Kraftstoffeinsparungen bereit. In einem „batterieelektrischen Fahrzeug“ (BEV) erweitert regeneratives Bremsen die Reichweite des Fahrzeugs. Verfügt das Fahrzeug über ein Standardbremssystem (z. B. mit einem Antiblockiersystem (ABS), TCS und ESP), wird regeneratives Bremsen, wie von der durch den Fahrer angewandten Bremshandlung angefordert, und möglicherweise durch das Bremssteuerungssystem des Fahrzeugs moduliert, zusätzlich zu dem Bremsen über das Basisbremssystem hinzugefügt.
Ein wichtiges Ziel bei jedem HEV ist es, das regenerative Bremsen zu maximieren, während das Fahrzeug bei Bremsmanövern stabil bleibt. Die Vermeidung einer hinteren „Überbremsung“, d. h. eines übermäßigen regenerativen Bremsens an den Hinterrädern des Fahrzeugs, ist besonders wichtig. Dies war eine bedeutende Herausforderung für verschiedene Systeme nach dem Stand der Technik.
KURZDARSTELLUNG
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Steuerung einer Anwendung eines regenerativen Bremsmoments auf mehrere Räder von mindestens einem von einem Hybridelektrofahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, um eine Bremsinstabilität zu vermeiden. Das Verfahren kann aufweisen Erfassen eines Winkels eines Lenkrads des Fahrzeugs; Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs; Erfassen einer Bremspedalstellung, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs ein Bremspedal des Fahrzeugs betätigt; Erfassen eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Vorderrädern des Fahrzeugs; und Erfassen eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Hinterrädern des Fahrzeugs. Es kann eine verlangte Querbeschleunigung bestimmt werden, die eine stationäre Querbeschleunigung darstellt, die das Fahrzeug bei einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und mit einem gegenwärtig erfassten Lenkradwinkel erreichen würde. Die Anwendung des regenerativen Bremsmoments kann dann basierend auf den erfassten Radschlupfwerten relativ zu mindestens einer vorbestimmten Radschlupfgrenze gesteuert werden. Mindestens eine vorbestimmte Radschlupfgrenze wird mindestens teilweise basierend auf der bestimmten verlangten Querbeschleunigung bestimmt.
In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Steuerung einer Anwendung eines regenerativen Bremsmoments auf mehrere Räder von mindestens einem von einem Hybridelektrofahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, um eine Bremsinstabilität zu vermeiden. Das Verfahren kann aufweisen Erfassen einer Bremspedalstellung, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs ein Bremspedal des Fahrzeugs betätigt; Bestimmen einer verlangten Querbeschleunigung, die eine stationäre Querbeschleunigung darstellt, die das Fahrzeug bei einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und mit einem gegenwärtig erfassten Lenkradwinkel erreichen würde. Das Verfahren kann auch Erfassen eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Vorderrädern des Fahrzeugs und Bestimmen eines minimalen Vorderradschlupfes für die beiden Vorderräder aufweisen. Ein Radschlupf von jedem eines Paars von Hinterrädern des Fahrzeugs kann ebenfalls erfasst und verwendet werden, um einen maximalen Hinterradschlupf für die zwei Hinterräder zu bestimmen. Die Anwendung des regenerativen Bremsmoments kann derart gesteuert werden, dass das regenerative Bremsmoment in Reaktion auf eine Bremspedalbewegung nicht erhöht werden kann, sondern stattdessen in einer Haltebedingung konstant gehalten wird, wenn eine der folgenden Bedingungen auftritt: der maximale Hinterradschlupf überschreitet eine erste vorbestimmte Grenze; oder der maximale Hinterradschlupf überschreitet den minimalen Schlupf des Vorderrades um eine zweite vorbestimmte Grenze. Die erste und die zweite vorbestimmte Grenze werden mindestens teilweise basierend auf der bestimmten verlangten Querbeschleunigung bestimmt.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es sollte verstanden werden, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zu Zwecken der Veranschaulichung gedacht sind und nicht den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschränken sollen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken.
1A ist ein Blockdiagramm auf hoher Ebene von typischen Hauptkomponenten eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV), in dem das regenerative Bremssystem und -verfahren der vorliegenden Offenbarung implementiert ist;
Die 1B bis 1C sind ein Aktivitätsflussdiagramm, das den Betrieb des vorliegenden Systems und Verfahrens darstellt;
2 ist eine Tabelle, die eine Zusammenfassung von Testfällen und Testbedingungen zeigt, unter denen spezifische Tests unter Verwendung eines Systems und eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wurden;
3A ist ein Diagramm des Drehmoments und der Hinterräder und der Vorderräder bezüglich der Zeit, unter einer Geradeauslaufbedingung ohne die Verwendung des Systems und des Verfahrens der vorliegenden Offenbarung, und wobei das Fahrzeug seinen Halt verloren hat und sich zu drehen beginnt;
3B ist ein Diagramm des Schlupfwinkels des Fahrzeugs in Grad, bezüglich der Zeit, unter den gleichen Bedingungen, wie oben für 3A beschrieben;
3C zeigt Graphen der Vorwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs (VelocityForward) und der Gaspedalstellung (AccelPdPosn) bezüglich der Zeit, wobei sich das Fahrzeug unter den gleichen Bedingungen befindet, wie oben für 3A beschrieben;
Die 4A bis 4C zeigen Diagramme jeweils in Bezug auf die 3A bis 3C, wobei jedoch das System und das Verfahren der vorliegenden Offenbarung angewendet werden, um das regenerative Bremsen zu steuern;
5 zeigt eine Tabelle von Testbedingungen für Tests, die an einem Fahrzeug durchgeführt werden, während es bei der Kurvenfahrt ausläuft;
Die 6A bis 6C veranschaulichen die oben beschriebenen Leistungsparameter entsprechend den 3A–3C, jedoch ohne Verwendung des Systems und des Verfahrens der vorliegenden Offenbarung, und wenn das Fahrzeug seinen Griff verloren hat und sich dreht, während es bei einem Kurvenmanöver ausläuft; und
Die 7A bis 7C veranschaulichen Darstellungen jeweils in Bezug auf die 6A bis 6C, wobei jedoch das System und das Verfahren der vorliegenden Erfindung angewendet werden, um das regenerative Bremsen zu steuern.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung, oder Verwendungen nicht beschränken. Es versteht sich, dass in den Zeichnungen Bezugszeichen, die sich entsprechen, gleiche oder sich entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
Bezugnehmend auf 1A ist ein Blockdiagramm auf hoher Ebene von verschiedenen Komponenten eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) 10 gezeigt, das ein regeneratives Bremssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält. Das HEV 10 in diesem Beispiel kann ein Elektromotorsteuerungsuntersystem 12 mit einem Drehmomentsteuerungsuntersystem 14 und einem Inverter 16 aufweisen. Ein Ausgang des Inverters 16 kann einem Elektromotor 18 zugeführt werden. Ein Geschwindigkeitssensor 20 kann verwendet werden, um die Geschwindigkeit einer Ausgangswelle 22 des elektrischen Motors zu überwachen. Die Ausgangswelle 22 kann ein Eingangsantriebssignal an ein hinteres Differential 24 anlegen. Das hintere Differential 24 weist Achsen 26 und 28 auf, die zum Antreiben des rechten Hinterrads (RRW) 30 bzw. des linken Hinterrads (RLW) 32 verwendet werden. Die Geschwindigkeitssensoren 34 und 36 werden verwendet, um die Geschwindigkeit jedes Rades 30 bzw. 32 zu erfassen.

Die Ausgangssignale der Geschwindigkeitssensoren 34 und 36 werden an ein Bremssteuerungsuntersystem 38 übertragen. Das Bremssteuerungsuntersystem 38 überträgt die von den Sensoren 34 und 36 gemessenen Geschwindigkeitssignale (ωwfl, ωwfr, ωwrl und ωwrr) zusammen mit einem Bremsdrucksignal (PBrk) und einem Bremspedalstellungssignal (αBrkPed) an einen Fahrzeug-CAN-(Controller Area Network)Bus 40. Ein Hochspannungs-(HV)Batterie- und Steuerungs-Untersystem 42 und ein prozessorbasiertes Hybridsteuerungssystem 44 stehen ebenfalls in Verbindung mit dem CAN-Bus 40. Das Hybridsteuerungssystem 44 kann die folgenden Eingaben empfangen: Initiale Eingaben für regeneratives Bremsen

Bremsdruck	P_Brk
Bremspedalstellung	α_BrkPed
Gaspedalstellung	α_Sw
Lenkradwinkel	α_Sw
Radwinkelgeschwindigkeit FL	ω_wfl
Radwinkelgeschwindigkeit FR	ω_wfr
Radwinkelgeschwindigkeit RL	ω_wrl
Radwinkelgeschwindigkeit RR	ω_wrr
Fahrzeuggeschwindigkeit	v_Veh

Das Hybridsteuerungssystem 44 verwendet die oben aufgelisteten Eingaben, um ein Drehmomentanforderungssignal (T_mreq) zu erzeugen, das in das Drehmomentsteuerungsuntersystem eingegeben wird. Das Tmreq-Signal stellt ein internes Signal auf dem CAN-Bus 40 dar. T_mreg ist das Ziel für die Drehmomentsteuerung. Die Drehmomentsteuerung steuert den Dreiphasen-Wechselstrom, um das angezielte Drehmoment an dem Achseneingang des Elektromotors 18 zu dem Differential 24 zu erreichen.
Der CAN-Bus 40 empfängt auch Eingaben von einem inertialen Messsystem 46, einem Lenkungssteuerungsuntersystem 48, und einem Verbrennungsmotor-(ICE)Steuerungsuntersystem 50. Das ICE-Steuerungssystem 50 ist operativ einem Verbrennungsmotor (ICE) 52 des HEVs 10 zugeordnet und in der Lage, Eingaben von Sensoren zu empfangen, die dem ICE 52 zugeordnet sind, sowie Signale an verschiedene elektronische und/oder elektromechanische Komponenten anzuwenden, die dem ICE 52 zugeordnet sind.
Bezugnehmend auf 1A weist der ICE 52 eine Ausgangswelle 54 auf, die ein vorderes Getriebe-/Differentialuntersystem 56 antreibt. Das Getriebe-/Differentialuntersystem 56 wendet seinerseits ein Drehmoment an jede der Antriebsachsen 58 und 60 an, die dem rechten Vorderrad (FRW) 62 und dem linken Vorderrad (FLW) 64 zugeordnet sind. Die Geschwindigkeitssensoren 66 und 68 erfassen die Winkelgeschwindigkeiten des FRW 62 bzw. des FLW 64 und senden elektrische Signale in Übereinstimmung damit an das Bremssteuerungsuntersystem 38.
Regenerativer Bremsalgorithmus
Die vorliegende Offenbarung konzentriert sich nicht nur auf die Definition eines regenerativen Bremsmoments basierend auf einer Fahreranforderung (d. h., von der Gaspedal- und Bremspedalstellung), sondern vielmehr auf eine effektivere Begrenzung einer Anforderung nach regenerativem Bremsmoment, um Instabilität beim Bremsen des Fahrzeugs besser zu vermeiden. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner, wie das regenerative Bremsen möglicherweise in dem Fall abgebrochen wird, in dem der Spielraum für Bremsinstabilität als zu niedrig bestimmt wird. In einem Aspekt macht die regenerative Bremssteuerungsmethodik der vorliegenden Offenbarung effektiv Gebrauch von der verlangten Querbeschleunigung, um dazu beizutragen, das regenerative Bremsen zu begrenzen. Bezugnehmend auf die 1B bis 1C wird ein Aktivitätsdiagramm 100 gezeigt, das einen Algorithmus (d. h. eine Methodik) darstellt, mit dem das System 10 arbeitet. Zusammenfassend und unter Bezugnahme auf das Aktivitätsdiagramm 100 enthält die vorliegende Offenbarung die Überwachung und/oder Steuerung von:
der verlangten Querbeschleunigung, d. h. der stationären Querbeschleunigung, die das Fahrzeug bei der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkradwinkel erreichen würde, wird überwacht (101);
des maximal zulässigen regenerativen Bremsmoments (102), das eine Funktion der verlangten Querbeschleunigung ist, um die Bremsstabilität während der Kurvenfahrt zu verbessern;
ist auf individuelle Kalibrierungen für zunehmende (103a) und abnehmende (103b) regenerative Bremsszenarien begrenzt, um das endgültige maximal zulässige regenerative Bremsmoment (103c) bereitzustellen. Dieses maximal zulässige Drehmoment ist die Grenze, wenn keine Instabilität der Hinterradbremse festgestellt wurde. Typischerweise wird ermöglicht, dass eine schnelle Verringerungsrate eine Bremsinstabilität vermeidet, und eine langsame Anstiegsrate wird verwendet, um die Fahrbarkeit zu verbessern;
Die Stabilität der hinteren Bremse wird durch die Überwachung des Hinterradschlupfes (max. von Links/Rechts) (105a) und des Vorderradschlupfes (min. von Links/Rechts) (105b) geschätzt;
Das vom Fahrer angeforderte regenerative Bremsmoment (113) darf nicht ansteigen (z. B. als Funktion des Bremspedals), um ein begrenztes vom Fahrer angefordertes regeneratives Bremsmoment (106a) bereitzustellen, wenn der Hinterradschlupf eine Grenze (R_RrBrkSlipHoldLim, 106b) überschreitet oder wenn ein Hinterradschlupf den Vorderradschlupf um eine andere Grenze (R_RrFrtBrkSlipDiffHoldLim) (106c) überschreitet.
Somit kann jede Bedingung, dass der hintere Schlupf R_RrBrkSlipHoldLim überschreitet, oder eine Hinten/Vorne-Differenz R_RrFrtBrkSlipDiffHoldLim überschreitet, zu einer „Haltebedingung“ führen (d. h., wenn das regenerative Bremsmoment nicht erhöht werden darf);
Die Haltebedingung (109a) wird verriegelt, bis der Fahrer das Bremspedal loslässt und einen gewissen Grad Gaspedaleingabe anwendet.
Die potenziell eingeschränkte Fahreranforderung aufgrund der Haltebedingung wird dann mit dem finalen maximalen zulässigen regenerativen Bremsmoment (111) begrenzt.
Die maximale positive Änderungsrate (104) der begrenzten Regenerationsanforderung (114) ist eine Funktion der Bremspedalrate. Die Rate wird von der Bremspedalstellung über Zeitableitung und Tiefpassfilterung erhalten;
Eine niedrige Bremspedalrate => Niedrige Änderungsrate des regenerativen Bremsmoments. Dadurch kann ein erhöhtes maximales zulässiges regeneratives Bremsmoment gleichmäßig zur Verfügung gestellt werden, wenn der Fahrer das Bremspedal stillhält. Wenn andererseits eine Änderung der Bremspedalrate erfasst wird, folgt der Anforderung eine höhere Reaktion und somit eine verbesserte Steuerbarkeit;
Das regenerative Bremsen wird deaktiviert (108a), wenn der Hinterradschlupf (max. Links/Rechts) eine Grenze (R_RrBrkSlipAlwdLim) (112a) überschreitet oder wenn der maximale Schlupf des Hinterrades den Vorderradschlupf (min. Links/Rechts) um eine andere Grenze überschreitet (R_RrFrtBrkSlipDiffAlwdLim) (112b) => Regeneration Deaktivieren (108b);
Die Deaktivierungsbedingungen (109b) werden verriegelt, bis der Fahrer das Bremspedal loslässt und ein gewisses Maß an Gaspedaleingabe anwendet;
Die Rate der Deaktivierung des regenerativen Bremsmoments (110b) ist eine Funktion davon, wie gravierend die Bremsinstabilität ist. Das Maß für die Bremsinstabilität ist der Schlupffehler (110a) (d. h., wie viel sich der hintere Schlupf oder die Hinten/Vorne-Schlupfdifferenz nach der Regenerationshaltebedingung (110a) geändert hat. Wenn das regenerative Drehmoment nicht deaktiviert wird, ist eine hohe negative Rate (110c) zulässig;
Zulässiges regeneratives Bremsmoment wird mit dem Anstieg des Basisbremsmoments (107b), das nach der Haltebedingung (109a) auftritt, verringert (107a);
Die Grenzen R_RrBrkSlipHoldLim, R_RrFrtBrkSlipDiffHoldLim, R_RrBrkSlipAlwdLim und R_RrFrtBrkSlipDiffAlwdLim sind alle eine Funktion der verlangten Querbeschleunigung (in den 1B bis 1C nicht gezeigt), um die Bremsstabilität während der Kurvenfahrt zu verbessern.
Auflistung der Eingaben, Ausgaben, und internen Zustände

Das Folgende ist eine ausführliche Auflistung von Eingaben, Ausgaben, und internen Zuständen, die von einem regenerativen Bremsalgorithmus (d. h. einer Methodik) verwendet werden, der durch die vorliegende Offenbarung implementiert wird:

Transformationen zu initialen Eingaben zur Erzeugung von Eingaben für das Aktivitätsflussdiagramm aus Figur 1A

M_DrvRegReq = f(α_Sw, v_Veh)

r_RrBrkSlip = f(ω_wrl, ω_wrr, v_Veh,)

r_FrtBrkSlip = f(ω_wfl, ω_wfr, v_Veh, α_Sw)

a_LatCmd = f(v_Veh, α_Sw)

Eingaben

M_DrvRegReq	vom Fahrer verlangtes regeneratives Bremsmoment
r_RrBrkSlip	hinterer Bremsschlupf (Maximum des linken und rechten hinteren Bremsschlupfes)
r_FrtBrkSlip	vorderer Bremsschlupf (Minimum des linken und rechten vorderen Bremsschlupfes)
a_LatCmd	verlangte laterale Beschleunigung. Die stationäre Querbeschleunigung würde das Fahrzeug bei der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkradwinkel erreichen.
r_BrkPed	Bremspedalstellung
r_AccPed	Gaspedalstellung
P_Brk_Press	Hauptzylinderbremsdruck

Ausgabe

M_Req Req

Anfrage nach dem finalen regenerativen Bremsmoment

AAM Interne Zustände des regenerativen Bremsmomentalgorithmus

Interne Variablen

r_RrBrkSlipHoldLim	Grenze des hinteren Bremslängsschlupfes. Dies ist als eine Basiskalibrierung multipliziert mit einem oder mehreren Faktoren definiert, die Funktionen von beispielsweise a_LatCmd sind
r_RrFrtBrkSlipDiffHoldL	Hinten/Vorne-Bremsschlupf- im Differenzhaltegrenze. Ist definiert als Basiskalibrierung multipliziert mit einem oder mehreren Faktoren, die Funktionen von z. B. a_LatCmd sind
r_RrBrkSlipAlwdLim	zulässiger Hinterrad-Längsschlupf. Ist definiert als eine Basiskalibrierung multipliziert mit einem oder mehreren Faktoren, die Funktionen von beispielsweise a_LatCmd sind
r_RrFrtBrkSlipDiffAlwdL	zulässige Hinten/Vorne- im Längsschlupfdifferenz. Ist definiert als eine Basiskalibrierung multipliziert mit einem oder mehreren Faktoren, die Funktionen von beispielsweise a_LatCmd sind
r_RrBrkSlipErr	hinterer Bremsschlupffehler
b_RegHold	logischer Zustand, dass r_RrBrkSlip oder r_RrBrkSlip – r_FrtBrkSlip einen Haltegrad (nach unten) überschreitet
b_RegDsbl	logischer Zustand, dass r_RrBrkSlip oder r_RrBrkSlip – r_FrtBrkSlip einen zulässigen Grad (nach unten) überschreitet
M_RegMaxAlldw	maximales zulässiges regeneratives Drehmoment. Eine Funktion der verlangten Querbeschleunigung
M_DrvRegLim	aufgrund der Haltebedingung begrenzte M_DrvRegReq
M_RegRegLim	finale begrenzte Regenerationsanforderung vor Verringerung, mit Erhöhung des mechanischen Bremsens nach der Haltebedingung
M_DrvRegReqHold	M_DrvRegReq, abgetastet und in der b_RegHold-Bedingung gespeichert
M_RrMechBrk	mechanisches Hinterradbremsmoment = K*Bremsdruck, wobei K von dem Hinterradbremszylinderdurchmess er, dem effektiven Hinterradbremsradius, und dem Reibungskoeffizienten des Hinterradbremsbelags abhängt
M_RrMechBrkHold	M_RrMechBrk, abgetastet bei der b_RegHold-Bedingung
M_RrMechBrkInc	maximale Erhöhung des mechanischen hinteren Bremsmoments seit der b_RegHold-Bedingung

In der folgenden Beschreibung des regenerativen Bremsalgorithmus der vorliegenden Offenbarung sind der Bremsschlupf und das regenerative Bremsmoment beim Bremsen positiv. Dies muss bei der tatsächlichen Implementierung nicht der Fall sein und sollte diese Anwendung nicht beschränken.
Das maximal zulässige regenerative Drehmoment (M_RegMaxAlldw, 102) wird als eine Funktion der angeforderten lateralen Beschleunigung (a_latCmd, 101) eingestellt. Die Änderungsrate wird zum Erhöhen (103a) und Verringern (103b) (Kalibrieren) separat begrenzt, um das endgültige M_RegMaxAlldw (103c) bereitzustellen. Dieses maximal zulässige Drehmoment ist die Grenze, wenn keine Instabilität der Hinterradbremse festgestellt wurde.
Der Bremsschlupf der Vorder- und Hinterräder wird kontinuierlich überwacht, um das Maximum (d. h. den größeren Wert) des linken und rechten vorderen Bremsschlupfes (r_FrtBrkSlip, 105a) und das Maximum des linken und rechten hinteren Bremsschlupfes (r_RrBrkSlip, 105b) zu bestimmen.
Wenn r_RrBrkSlip höher als r_RrBrkSlipHoldLim (106b) ist oder r_RrBrkSlip – r_FrtBrkSlip höher als RfrtrBrkSlipDiffHoldLim (106c) ist, dann wird b_RegHold = wahr eingestellt, b_RegHold wird für den aktiven Bremszyklus verriegelt (109a), d. h. bis das Bremspedal losgelassen wird und ein Gaspedal betätigt wird (Entfernen der Auslauf-Bremsanforderung).
Das vom Fahrer angeforderte regenerative Drehmoment (113) darf nicht erhöht werden, wenn b_RegHold wahr ist, was ein begrenztes vom Fahrer angefordertes regeneratives Bremsmoment (M_Drv_RegLim, 106a) bereitstellt.
M_Drv_RegLim wird weiterhin durch M_RegMaxAlldw (111) begrenzt.
Wenn die Regeneration nicht durch b_RegDsbl (109b), wie unten beschrieben, deaktiviert wird, wird M_Drv_RegLim dann in der Rate begrenzt, wobei M_RegReqLim (114) bereitgestellt wird.
Die zulässige Änderungsrate für das zunehmende Drehmoment (104) ist eine Funktion der Bremspedalrate. Eine niedrige Pedalrate => Niedrige Änderungsrate des regenerativen Bremsmoments.
Wenn die Regeneration nicht deaktiviert ist, ist die zulässige abnehmende Drehmomentrate eine konstant hohe negative Rate (Kalibrierung).
Das mechanische Drehmoment des hinteren Bremsmoments (M_RrMechBrk, 107d) wird kontinuierlich aus dem Bremsdruck (P_Brk_Press) berechnet.
Wenn die Haltebedingung b_RegHold wahr wird, wird M_RrMechBrk in M_RrMechBrkHold (107c) abgetastet.
Wenn nun der Fahrer härter bremst, erhöht sich M_RrMechBrk nach b_RegHold. Der Anstieg der mechanischen Bremsung M_RrMechBrklnc (107b) wird verfolgt gemäß: ((n) wird verwendet, um die Abtastzahl n) M_RrMechBrklnc (n) = max (M_RrMechBrkInc (n – 1), M_RrMechBrk (n) – M_RrMechBrkHold) anzuzeigen.
Um einen noch höheren hinteren Bremsschlupf zu vermeiden, wird dann das regenerative Bremsmoment M_ReqReqLim mit der Erhöhung von M_RrMechBrk verringert (kann aber nicht negativ werden), was die endgültige begrenzte Regenerationsanforderung M_RegReq (115) bereitstellt: M_ReqReq = max (0, M_DrvRegReqLim – M_RrMechBrkInc).
Normalerweise wird dadurch der hintere Bremsschlupf gut begrenzt, aber wenn r_RfBrkSlip r_RrBrkSlipAlwdLim oder wenn r_RrBrkSlip – r_FrtBrkSlip r_RFrtrBrkSlipDiffAlwd überschreitet, wird eine Regenerationsdiabelbedingung b_RegDsbl (108a) eingestellt, wird B_RegDsbl für den aktiven Bremszyklus verriegelt, d. h. bis das Bremspedal freigegeben wird und einiges Gas angewendet wird (Entfernen der Auslauf-Bremsanforderung) (109b).
Bei b_RegDsbl wird die regenerative Bremsung aufgehoben, indem die M_RegReqLim (114) mit einer durch die Kalibrierung definierten Rate und mit einem Skalierungsfaktor, der eine Funktion des hinteren Bremsschlupffehlers (r_RrBrkSlipErr, 110a) ist, ausgegeben wird:
r_RrBrkSlipErr = max (r_RrBrkSlip – r_RrBrkSlipHold, r_RrBrkSlip – r_FrtBrkSlip – r_RFrtrBrkSlipDiffHold). Ein hoher r_RrBrkSlipErr bedeutet, dass r_RrBrkSlip oder r_RrBrkSlip – r_FrtBrkSlip seinen Haltegrad um einen signifikanten Abstand überschreitet. Ein niedriger r_RrBrkSlipErr bedeutet, dass M_RegReq für besseren Komfort langsam angehoben werden kann. Ein hoher r_RrBrkSlipErr wird für einen schnellen Anstieg zugunsten der Stabilität der Bremse verlangt.
2 zeigt eine zusammenfassende Tabelle von Testergebnissen unter Verwendung des Systems und des Algorithmus der vorliegenden Offenbarung zum regenerativen Bremsen während einer System-Geradeausrollbedingung, und wobei Rblim ausgeschaltet ist. In der folgenden Diskussion stellt das Akronym „Rblim“ die Verwendung des Algorithmus (d. h. Methodik) der vorliegenden Offenbarung zum Begrenzen des Bremsmoments dar. Die 3A bis 3C stellen Graphen dar, die das vordere und hintere Drehmoment (3A), den Schlupfwinkel (3B), und die Vorwärtsgeschwindigkeit in Bezug auf die Gaspedalstellung (AccelPdlPosn) (3C) veranschaulichen, wenn ein Hybridfahrzeug, das sich geradeaus auf einer Fläche mit niedrigem µ bewegt, mit einem elektrischen Leerlaufdrehmoment von 750 Nm, mit Rblim aus, bremst. Der Fahrzeugschlupfwinkel zeigt an, ob sich das Fahrzeug in diesem Test dreht. Die 4A bis 4C veranschaulichen Graphen der gleichen Leistungsparameter, jedoch mit Rblim ein, und einem maximalen Körperschlupfwinkel von weniger als 1 Grad und mit dem Fahrzeug auf einer Fläche mit niedrigem µ (0,4). In diesem Beispiel bleibt das Fahrzeug stabil. Es ist zu beachten, dass der Körperschlupfwinkel als der Winkel zwischen dem Fahrzeuggeschwindigkeitsvektor und der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugkörpers definiert ist. Für eine Geradeausfahrt muss die Fahrzeuggeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung zeigen (d. h., der Schlupfwinkel ist nahe bei 0).
5 zeigt eine Tabelle von Testergebnissen für die regenerative Leerlaufbremsung während der Kurvenfahrt. Die 6A bzw. 6C zeigen das hintere Drehmoment und das vordere Drehmoment, jeweils aufgetragen gegen die Zeit (6A), wobei der Schlupfwinkel und StW_Angl jeweils gegen die Zeit aufgetragen sind (6B) und VelocityForward und AccelPdPosn beide gegen die Zeit aufgetragen sind (6C), mit einem elektrischen Leerlaufdrehmoment von 750 Nm in einer Kurve ab 40 km/h, mit Rblim aus. Der Körperschlupfwinkel zeigt an, dass sich das Fahrzeug in diesem Test dreht.
Die 7A bis 7C veranschaulichen die Leistungsänderung aus den Graphen der 6A bis 6C, wenn Rblim angeschaltet ist. Das Fahrzeug bleibt mit einem Körperschlupfwinkel von weniger als 5 Grad stabil.
Während verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet Modifizierungen oder Variationen erkennen, die vorgenommen werden könnten, ohne von der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die Beispiele veranschaulichen die verschiedenen Ausführungsformen und sollen die vorliegende Offenbarung nicht beschränken. Daher sollten die Beschreibung und die Ansprüche großzügig interpretiert werden, nur mit der Einschränkung, die im Hinblick auf den einschlägigen Stand der Technik notwendig ist.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Anwendung eines regenerativen Bremsmoments auf mehrere Räder von mindestens einem von einem Hybridelektrofahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, um eine Bremsinstabilität zu vermeiden, wobei das Verfahren aufweist: Erfassen eines Winkels eines Lenkrads des Fahrzeugs; Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs; Erfassen einer Bremspedalstellung, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs ein Bremspedal des Fahrzeugs betätigt; Erfassen eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Vorderrädern des Fahrzeugs; Erfassen eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Hinterrädern des Fahrzeugs; Bestimmen einer verlangten Querbeschleunigung, die eine stationäre Querbeschleunigung darstellt, die das Fahrzeug bei einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und mit einem gegenwärtig erfassten Lenkradwinkel erreichen würde; Steuern der Anwendung des regenerativen Bremsmoments basierend auf dem erfassten Radschlupf relativ zu mindestens einer vorbestimmten Radschlupfgrenze; und wobei die mindestens eine vorbestimmte Radschlupfgrenze mindestens teilweise basierend auf der bestimmten verlangten Querbeschleunigung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Erfassen eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Vorderrädern des Fahrzeugs ein Bestimmen daraus eines minimalen Vorderradschlupfes für die zwei Vorderräder (r_FrtBrkSlip) aufweist; und das Erfassen eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Hinterrädern des Fahrzeugs ein Bestimmen daraus eines maximalen Hinterradschlupfes für die zwei Hinterräder (r_RrBrkSlip) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Steuern der Anwendung des regenerativen Bremsmoments Steuern des regenerativen Bremsmoments derart aufweist, dass das regenerative Bremsmoment in Reaktion auf eine Bremspedalbewegung nicht erhöht werden darf, sondern stattdessen in einer Haltebedingung konstant gehalten wird, wenn eine der folgenden Bedingungen auftritt: der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet eine erste vorbestimmte Grenze (R_RrBrkSlipHoldLim); oder der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet den Vorderradminimalschlupf (r_FrtBrkSlip) um eine zweite vorbestimmte Grenze (R_RrFrtBrkSlipDiffHoldLim).
Verfahren nach Anspruch 3, ferner aufweisend ein Deaktivieren der Anwendung von regenerativem Bremsen, wenn eine der folgenden Bedingungen vorliegt: der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet eine dritte vorbestimmte Grenze (R_RrBrkSlipAlwdLim); oder der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet den minimalen Vorderradschlupf (r_FrtBrkSlip) um eine vierte vorbestimmte Grenze (R_RrFrtBrkSlipDiffAlwdLim).
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste und die zweite vorbestimmte Grenze (R_RrBrkSlipHoldLim und R_RrFrtBrkSlipDiffHoldLim) jeweils eine Funktion der verlangten Querbeschleunigung sind und mit einem Ziel eingestellt werden, die Bremsstabilität des Fahrzeugs zu verbessern, während das Fahrzeug in Kurven fährt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die dritte und die vierte vorbestimmte Grenze (r_RrBrkSlipAlwdLim und r_RrFrtBrkSlipDiffAlwdLim) jeweils eine Funktion der verlangten Querbeschleunigung sind und mit einem Ziel eingestellt werden, die Bremsstabilität während der Kurvenfahrt zu verbessern.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Haltebedingung verriegelt wird, bis der Fahrer des Fahrzeugs Druck von dem Bremspedal nimmt und Druck auf ein Gaspedal des Fahrzeugs anwendet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Deaktivieren der Anwendung von regenerativem Bremsen aufrechterhalten wird, bis der Fahrer des Fahrzeugs Druck von dem Bremspedal nimmt und Druck auf ein Gaspedal des Fahrzeugs anwendet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Änderungsrate eines maximal zulässigen regenerativen Bremsmoments während Zuständen des Verringerns und Erhöhens des regenerativen Bremsmoments derart individuell gesteuert wird, dass: eine erste Änderungsrate zulässig ist, wenn das regenerative Bremsmoment abnimmt, um somit zu helfen, eine Bremsinstabilität zu vermeiden; und eine zweite Änderungsrate, die kleiner als die erste Änderungsrate ist, zulässig ist, wenn das regenerative Bremsmoment zunimmt, um so die Fahrbarkeit des Fahrzeugs zu verbessern.
Verfahren zum Steuern einer Anwendung eines regenerativen Bremsmoments auf mehrere Räder von mindestens einem von einem Hybridelektrofahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, um eine Bremsinstabilität zu vermeiden, wobei das Verfahren aufweist: Erfassen einer Bremspedalstellung, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs ein Bremspedal des Fahrzeugs betätigt; Bestimmen einer verlangten Querbeschleunigung, die eine stationäre Querbeschleunigung darstellt, die das Fahrzeug bei einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und mit einem gegenwärtig erfassten Lenkradwinkel erreichen würde; Erfassen eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Vorderrädern des Fahrzeugs und Bestimmen daraus eines minimalen Vorderradschlupfes für die zwei Vorderräder (r_FrtBrkSlip); Erfassen eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Hinterrädern des Fahrzeugs und Bestimmen daraus eines maximalen Hinterradschlupfes für die zwei Hinterräder (r_RrBrkSlip); Steuern der Anwendung des regenerativen Bremsmoments derart, dass das regenerative Bremsmoment als Reaktion auf die Bremspedalbewegung nicht erhöht werden kann, sondern stattdessen in einer Haltebedingung konstant gehalten wird, wenn eine der folgenden Bedingungen auftritt: der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet eine erste vorbestimmte Grenze (R_RrBrkSlipHoldLim); oder der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet den Vorderradminimalschlupf (r_FrtBrkSlip) um eine zweite vorbestimmte Grenze (R_RrFrtBrkSlipDiffHoldLim); und wobei die erste und die zweite vorbestimmte Grenze mindestens teilweise basierend auf der bestimmten verlangten Querbeschleunigung bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner aufweisend, dass die Anwendung von regenerativem Bremsen deaktiviert wird, wenn eine der folgenden Bedingungen vorliegt: der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet eine dritte vorbestimmte Grenze (R_RrBrkSlipAlwdLim); oder der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet den minimalen Vorderradschlupf (r_FrtBrkSlip) um eine vierte vorbestimmte Grenze (R_RrFrtBrkSlipDiffAlwdLim).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei, wenn das regenerative Bremsmoment in der Haltebedingung konstant gehalten wird, ferner das regenerative Bremsmoment konstant gehalten wird, bis ein Zustand erfasst wird, in dem der Bediener das Bremspedal losgelassen hat und damit begonnen hat, ein Gaspedal des Fahrzeugs zu modulieren.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei, wenn die Anwendung eines regenerativen Bremsmoments deaktiviert wurde, die Anwendung eines regenerativen Bremsmoments deaktiviert bleibt, bis ein Zustand erfasst wird, in dem der Bediener das Bremspedal losgelassen hat und begonnen hat, ein Gaspedal des Fahrzeugs zu modulieren.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die dritte vorbestimmte Grenze (R_RrBrkSlipAlwdLim) und die vierte vorbestimmte Grenze (R_RrFrtBrkSlipDiffAlwdLim) jeweils eine Funktion der verlangten Querbeschleunigung sind, um die Bremsenstabilität während einer Kurvenfahrt zu verbessern.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine Rate, bei der das regenerative Bremsen deaktiviert wird, eine Funktion eines bestimmten Grads der Bremsinstabilität ist.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner aufweisend ein Steuern der Anwendung des regenerativen Bremsmoments derart, dass ein zulässiger Grad des regenerativen Bremsmoments mit einer Erhöhung des durch das Fahrzeug bereitgestellten mechanischen Bremsmoments, das nach der Haltebedingung auftritt, verringert wird.
System zur Steuerung einer Anwendung eines regenerativen Bremsmoments auf mehrere Räder von mindestens einem von einer Mehrzahl von einem Hybridelektrofahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, um eine Bremsinstabilität zu vermeiden, wobei das System aufweist: einen Lenksteuerungssensor, der angepasst ist, einen Winkel eines Lenkrads des Fahrzeugs zu erfassen; ein Sensor zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs; eine Bremssteuerung, die angepasst ist, eine Bremspedalrate zu erfassen, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs ein Bremspedal des Fahrzeugs betätigt; ein inertiales Messsystem, das angepasst ist, einen Radschlupf von jedem von einem Paar von Vorderrädern des Fahrzeugs zu erfassen und einen Radschlupf von jedem von einem Paar von Hinterrädern des Fahrzeugs zu erfassen; ein prozessorbasiertes Hybridsteuerungssystem, das angepasst ist zum: Bestimmen einer verlangten Querbeschleunigung, die eine stationäre Querbeschleunigung darstellt, die das Fahrzeug bei einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und mit einem gegenwärtig erfassten Lenkradwinkel erreichen würde; Steuern der Anwendung des regenerativen Bremsmoments basierend auf den erfassten Radschlupfen relativ zu mindestens einer vorbestimmten Radschlupfgrenze; und wobei die mindestens eine vorbestimmte Radschlupfgrenze mindestens teilweise basierend auf der bestimmten verlangten Querbeschleunigung bestimmt wird.
System nach Anspruch 17, wobei das prozessorbasierte Hybridsteuerungssystem ferner konfiguriert ist, einen Radschlupf zu erfassen durch: Analysieren eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Vorderrädern des Fahrzeugs und Bestimmen daraus eines minimalen Vorderradschlupfes für die zwei Vorderräder (r_FrtBrkSlip); und Analysieren eines Radschlupfes von jedem eines Paars von Hinterrädern des Fahrzeugs weist ein Bestimmen eines maximalen Hinterradschlupfes für die beiden Hinterräder daraus (r_RrBrkSlip) auf.
System nach Anspruch 18, wobei das Hybridsteuerungssystem ferner konfiguriert ist, die Anwendung eines regenerativen Bremsmoments derart zu steuern, dass das regenerative Bremsmoment nicht als Reaktion auf eine Bremspedalbewegung erhöht werden kann, sondern stattdessen in einer Haltebedingung konstant gehalten wird, wenn eine der folgenden Bedingungen auftritt: der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet eine erste vorbestimmte Grenze (R_RrBrkSlipHoldLim); oder der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet den Vorderradminimalschlupf (r_FrtBrkSlip) um eine zweite vorbestimmte Grenze (R_RrFrtBrkSlipDiffHoldLim); und wobei die erste und die zweite vorbestimmte Grenze beide mindestens teilweise basierend auf der bestimmten verlangten Querbeschleunigung bestimmt werden.
System nach Anspruch 18, wobei das Hybridsteuerungssystem ferner konfiguriert ist, ein regeneratives Bremsen zu deaktivieren, wenn eine der folgenden Bedingungen vorliegt: der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet eine dritte vorbestimmte Grenze (R_RrBrkSlipAlwdLim); oder der maximale Hinterradschlupf (r_RrBrkSlip) überschreitet den minimalen Vorradschlupf (r_FrtBrkSlip) um eine vierte vorbestimmte Grenze (R_RrFrtBrkSlipDiffAlwdLim); und wobei die dritte und vierte vorbestimmte Grenze beide mindestens teilweise basierend auf der bestimmten verlangten Querbeschleunigung bestimmt werden.