WO2009115358A2 - Verfahren zum regenerativen bremsen eines fahrzeugs - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for regenerative braking of a vehicle according to the preamble of patent claim 1 and to a control device according to the preamble of patent claim 8.
  • recuperation mode the electric machine generates a braking torque that depends on the engine speed, but also on the capacity of the electrical network.
  • An actuation of the brake pedal thus leads to different vehicle delays at the same pedal position.
  • so-called “coordinated recuperative brake systems (CRBS)” are known from the prior art These systems determine the proportion of the driver's braking request that can be converted by the electric machine and actuate the service brake, such as a If the braking torque of the electric machine now sinks because, for example, the vehicle electrical system can no longer absorb any power, automatic compensation is achieved by a higher deceleration torque of the friction brake
  • the braking behavior at a certain pedal position is purchased with increased system costs by the communication effort between the two brake systems and hardware and software changes to components of the friction brake.
  • Figure 1 shows the course of the electric braking torque M e ⁇ on the pedal travel s as a target specification for the electric machine. In addition, the speed n of the electric machine is taken into account.
  • FIG. 2 a shows the course of the deceleration torque during a braking operation on condition that the electrical network can absorb sufficient power.
  • the braking torque M e ⁇ generated by the generator in the free travel L increases linearly and steadily until a maximum M e ⁇ _ ma ⁇ (see above) is reached at the pressure point S 0 .
  • a further actuation of the brake pedal ie from the position S 0 , exceeding the maximum going driver braking request is implemented only by the friction brake.
  • the contribution of the friction brake is designated with the number 8.
  • An essential aspect of the invention is to set the regenerative torque in the free travel of the brake pedal as a function of the capacity of the electrical network and the pedal position so that the moment increases steadily with increasing pedal travel to the end of the empty path.
  • the electric machine is operated such that the regenerative braking torque increases linearly with increasing pedal travel.
  • a maximum of the regenerative torque is preferably reached.
  • the pedal operation is measured during a braking operation and determined in dependence on the pedal position, a maximum regenerative torque that could be generated at a sufficiently susceptible electrical system. This value is weighted by a factor that takes into account the actual, current capacity of the electrical network or energy storage. The result represents a nominal braking torque to which the electric machine is controlled.
  • the value for the maximum regenerative torque is preferably read from a corresponding torque characteristic.
  • the aforementioned weighting factor can be formed, for example, as the ratio between an electrical power that can be fed into the grid maximally in the current operating state and a maximum generator power (with a sufficiently receptive network).
  • the weighting factor z. B. also be formed from corresponding regenerative moments.
  • a maximum regenerative torque is determined, which can be implemented in the current state of charge of the battery. This value is finally weighted by a factor that is a function of the current one Pedal position is. The weighted value again represents a regenerative setpoint braking torque to which the electric machine is controlled.
  • the weighting factor preferably has values between 0 and 1.
  • Fig. 2a, 2b shows the course of the vehicle deceleration during a braking operation, wherein in Fig. 2a, the course in a sufficiently receptive electrical system and
  • FIG. 2b shows the course in a vehicle electrical system with limited power consumption
  • FIG. 3 shows a schematic representation for determining the regenerative SoII braking torque according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 5 is a schematic block diagram of a regenerative braking system.
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram for determining a generator-desired braking torque according to a first embodiment of the invention.
  • M e current brake pedal position
  • n speed of the electric Machine
  • M e current brake pedal position
  • n speed of the electric Machine
  • M e current brake pedal position
  • n speed of the electric Machine
  • M e current brake pedal position
  • n speed of the electric Machine
  • M e current brake pedal position
  • n the speed of the electric Machine
  • M e ⁇ read out of a characteristic curve 12.
  • This value represents a maximum regenerative braking torque under the condition of a sufficiently receptive vehicle electrical system.
  • the value is weighted with a weighting factor g (multiplication node 13).
  • the weighting factor g lies between the values 0 and 1 and takes into account the actual capacity of the electrical electrical system. For example, when the vehicle battery 4 (see FIG. 5) is fully charged, the factor g is about zero. At high absorption capacity of the electrical system
  • Fig. 4a shows the deceleration of a vehicle during a braking operation with high power capacity of the electrical network and Fig. 4b shows the deceleration of the vehicle with low power consumption.
  • Fig. 4b shows the vehicle deceleration in a wiring system with less
  • FIG. 5 shows a schematic block diagram of an on-board electrical system 11 with a controller 3 for controlling an electric machine 2.
  • a controller 3 for controlling an electric machine 2.
  • the pedal operation of the pedal 9 by means of a sensor 10, e.g. an angle or displacement sensor 10, and the corresponding sensor signal is fed to a control unit 1.
  • the control unit 1 also receives the engine speed n and the state of charge (SOC) of a battery 4 at corresponding inputs.
  • SOC state of charge
  • a known state detection device 5 determines the state of charge SOC from the battery current and the battery voltage.
  • An algorithm 6 stored in the control unit 1 determines, depending on the current pedal position s, the engine speed n and the charge state SOC of the battery 4, a desired value for the regenerative power or the regenerative braking torque of the electric machine 2.
  • the controller 3 controls the machine 2 to this value.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum regenerativen Bremsen eines Fahrzeugs mit Hilfe einer elektrischen Maschine (2), die bei Betätigung eines Bremspedals (9) ein bestimmtes Bremsmoment (Mel) bereitstellt, wobei die elektrische Maschine (2) im Leerweg (L) des Bremspedals (9) so angesteuert wird, dass sie ein von der Stellung (s) des Bremspedals (9) abhängiges Bremsmoment (Mel) erzeugt. Eine im Verlauf der Bremsbetätigung stetig zunehmende Fahrzeugverzögerung kann erreicht werden, wenn die Aufnahmefähigkeit des elektrischen Netzes (11) oder eines daran angeschlossenen Energiespeichers (4) bestimmt und die elektrische Maschine (2) in Abhängigkeit von der aktuellen Pedalstellung (s) und der Aufnahmefähigkeit (SOC) so betrieben wird, dass das Bremsmoment stetig zunimmt.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum regenerativen Bremsen eines Fahrzeugs
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum regenerativen Bremsen eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Steuergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
Bei Fahrzeugen, wie z.B. Hybridfahrzeugen, mit einer elektrischen Maschine ist es bekannt, die bei einem Bremsvorgang frei werdende kinetische Energie in elektrische Energie zu wandeln (Rekuperation). Die so gewonnene elektrische Energie wird in das elektrische Netz gespeist und kann in anderen Fahrsituationen zum Antrieb des Fahrzeugs oder zur Versorgung elektrischer Verbraucher genutzt werden. Der Wirkungsgrad des Fahrzeugs kann dadurch erheblich gesteigert werden.
Im Rekuperationsbetrieb erzeugt die elektrische Maschine ein Bremsmoment, das von der Maschinen- Drehzahl, aber auch von der Aufnahmefähigkeit des elektrischen Netzes ab- hängig ist. Eine Betätigung des Bremspedals führt somit zu unterschiedlichen Fahrzeugverzögerungen bei gleicher Pedalstellung. Um solche Schwankungen auszugleichen, sind aus dem Stand der Technik so genannte „koordinierte rekuperative Bremssysteme (CRBS)" bekannt. Diese Systeme ermitteln den Anteil am Fahrer-Bremswunsch, der von der elektrischen Maschine umgesetzt werden kann, und betätigen die Betriebsbremse, wie z.B. eine hydraulische Radbremse derart, dass insgesamt der Fahr-Bremswunsch erfüllt wird. Sinkt nun das Bremsmoment der elektrischen Maschine, weil das Bordnetz z. B. keine Leistung mehr aufnehmen kann, so erfolgt eine automatische Kompensation durch ein höheres Verzögerungsmoment der Reibbremse. Dieser Vorteil einer Reproduzierbarkeit des Bremsverhaltens bei einer bestimmten Pedalstellung wird jedoch mit er- höhten Systemkosten durch den Kommunikationsaufwand zwischen den beiden Bremssystemen sowie Hard- und Softwareänderungen an Komponenten der Reibbremse erkauft. Aus dem Stand der Technik sind auch günstigere Bremssysteme bekannt, bei denen keine Kommunikation zwischen der regenerativen Bremse und der Reibbremse stattfindet. Bei diesen Bremssystemen wird üblicherweise der Leerweg des Bremspedals (also der anfängliche Weg des Bremspedals bis zu einem Druckpunkt, ab dem die Reibbremse anspricht) genutzt, um regenerativ zu bremsen. Ein solches System ist beispielhaft in den Figuren 1 und 2 dargestellt.
Figur 1 zeigt den Verlauf des elektrischen Bremsmoments Meι über dem Pedalweg s als Soll-Vorgabe für die elektrische Maschine. Dabei wird außerdem die Drehzahl n der elektrischen Maschine berücksichtigt.
Fig. 2a zeigt den Verlauf des Verzögerungsmoments bei einem Bremsvorgang unter der Voraussetzung, dass das elektrische Netz ausreichend Leistung aufnehmen kann. Wie zu erkennen ist, nimmt das vom Generator erzeugte Bremsmoment Meι im Leerweg L linear und stetig zu, bis im Druckpunkt S0 ein Maximum Meι_maχ(so) erreicht ist. Bei einer weiteren Betätigung des Bremspedals, d.h. ab der Position S0, wird der über das Maximum hinaus gehende Fahrer-Bremswunsch nur noch durch die Reibbremse umgesetzt. Der Beitrag der Reibbremse ist mit der Nummer 8 bezeichnet.
Fig. 2b zeigt den Verlauf des Verzögerungsmoments eines Fahrzeugs bei geringer Aufnahmefähigkeit des elektrischen Netzes. In diesem Fall erreicht das elektrische Bremsmoment Meι bereits bei einer sehr geringen Betätigung des Bremspedals ein Maximum. Bei weiterer Betätigung bleibt die Verzögerung des Fahrzeugs konstant, bis der Druck- punkt S0 erreicht ist. Das Bremsverhalten ist also abhängig vom Zustand des Bordnetzes und nicht reproduzierbar. Außerdem bewirkt eine Betätigung des Bremspedals im Leerweg nur zu Beginn eine Änderung der Verzögerung.
Offenbarung der Erfindung
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum regenerativen Bremsen eines Fahrzeugs zu schaffen, bei dem das Bremsmoment der elektrischen Maschine im Leerweg des Bremspedals, unabhängig vom Ladezustand des Bordnetzes, stetig zunimmt. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patenanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, das generatorische Moment im Leerweg des Bremspedals in Abhängigkeit von der Aufnahmefähigkeit des elektrischen Netzes und der Pedalstellung so einzustellen, dass das Moment mit zunehmendem Pedalweg bis zum Ende des Leerwegs stetig zunimmt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die elektrische Maschine derart betrieben, dass das generatorische Bremsmoment mit zunehmendem Pedalweg linear zunimmt.
Am Ende des Leerwegs ist vorzugsweise ein Maximum des generatorischen Moments erreicht.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Pedalbetätigung bei einem Bremsvorgang gemessen und in Abhängigkeit von der Pedalstellung ein maximales generatorisches Moment bestimmt, das bei einem ausreichend aufnahmefähigen Bordnetz erzeugt werden könnte. Dieser Wert wird mit einem Faktor gewichtet, der die tatsächliche, aktuelle Aufnahmefähigkeit des elektrischen Netzes oder des Energiespeichers berücksichtigt. Das Ergebnis repräsentiert ein Soll- Bremsmoment, auf das die elektrische Maschine geregelt wird.
Der Wert für das maximale generatorische Moment wird vorzugsweise aus einer entsprechenden Momenten- Kennlinie ausgelesen.
Der vorstehend genannte Gewichtungsfaktor kann beispielsweise als Verhältnis zwischen einer im aktuellen Betriebszustand maximal in das Netz einspeisbaren elektrischen Leis- tung und einer maximalen Generatorleistung (bei ausreichend aufnahmefähigem Netz) gebildet werden. Wahlweise könnte der Gewichtungsfaktor z. B. auch aus entsprechenden generatorischen Momenten gebildet werden.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein maximales generatorisches Moment bestimmt, das im aktuellen Ladezustand der Batterie umgesetzt werden kann. Dieser Wert wird schließlich mit einem Faktor gewichtet, der eine Funktion der aktuellen Pedalstellung ist. Der gewichtete Wert stellt wieder ein generatorisches Soll- Bremsmoment dar, auf das die elektrische Maschine geregelt wird.
Der Gewichtungsfaktor hat vorzugsweise Werte zwischen 0 und 1.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Verlauf des generatorischen Bremsmoments über dem Bremsweg s und der Maschinendrehzahl n;
Fig. 2a, 2b den Verlauf der Fahrzeugverzögerung bei einem Bremsvorgang, wobei in Fig. 2a der Verlauf bei einem ausreichend aufnahmefähigen Bordnetz und
Fig. 2b der Verlauf bei einem Bordnetz mit begrenzter Leistungsaufnahme dargestellt ist;
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Bestimmung des generatorischen SoII- Bremsmoments gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4a, 4b den Verlauf des Verzögerungsmoments M bei einem Bremsvorgang, wobei in Fig. 4a der Verlauf bei einem Bordnetz mit hoher Leistungsaufnahme und Fig. 4b der Verlauf bei einem Bordnetz mit geringer Leistungsaufnah- me darstellt ist; und
Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild eines regenerativen Bremssystems.
Ausführungsformen der Erfindung
Bezüglich der Erläuterungen der Figuren 1 und 2 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild zur Bestimmung eines generatorischen Soll-Bremsmoments gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Dabei wird in Abhängigkeit von der aktuellen Bremspedalstellung s und der Drehzahl n der elektrischen Maschine ein zugehöriger Momentenwert Meι aus einer Kennlinie 12 ausgelesen. Dieser Wert repräsentiert ein maximales generatorisches Bremsmoment unter der Voraussetzung eines ausreichend aufnahmefähigen Bordnetzes. Der Wert wird mit einem Gewichtungsfaktor g gewichtet (Multiplikationsknoten 13). Der Gewichtungsfaktor g liegt zwi- sehen den Werten 0 und 1 und berücksichtigt die tatsächliche Aufnahmefähigkeit des e- lektrischen Bordnetzes. Wenn die Fahrzeugbatterie 4 (siehe Fig. 5) beispielsweise voll aufgeladen ist, ist der Faktor g etwa null. Bei hoher Aufnahmefähigkeit des elektrischen Bordnetzes strebt der Faktor g gegen den Wert 1. Die elektrische Maschine 2 wird mittels eines Reglers 3 auf diesen Wert geregelt.
Fig. 4a zeigt die Verzögerung eines Fahrzeugs während eines Bremsvorgangs bei hoher Leistungs-Aufnahmefähigkeit des elektrischen Netzes und Fig. 4b die Verzögerung des Fahrzeugs bei geringer Leistungs-Aufnahmefähigkeit.
Wie in Fig. 4a zu erkennen ist, erfolgt im Leerweg L des Bremspedals 9 eine rein generatorische Bremsung, bei der das Bremsmoment linear zunimmt. Im Pedal-Druckpunkt S0 ist das Maximum der generatorischen Leistung erreicht. Ab dem Punkt S0 wird die Reibbremse aktiv (siehe Feld 8)..
Fig. 4b zeigt dagegen die Fahrzeugverzögerung bei einem Bordnetz mit geringerer
Leistungs-Aufnahmefähigkeit. Wie zu erkennen ist, steigt das Bremsmoment Meι der elektrischen Maschine 2 im Leerweg L linear an. Im Druckpunkt S0 wird wiederum ein Maximum Meι max erreicht, das allerdings wesentlich kleiner ist als im Fall von Fig. 4a. Dies liegt daran, dass der Gewichtungsfaktor in diesem Fall kleiner ist. Es wird daher ein kleineres generatorisches Moment Meι bzw. eine kleinere Generatorleistung berechnet.
Fig. 5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines elektrischen Bordnetzes 11 mit einem Regler 3 zur Regelung einer elektrischen Maschine 2. Bei einem Bremsvorgang wird die Pedalbetätigung des Pedals 9 mittels eines Sensors 10, z.B. eines Winkel- oder Wegsen- sors 10, aufgenommen und das entsprechende Sensorsignal einem Steuergerät 1 zugeführt. Das Steuergerät 1 erhält außerdem noch die Maschinendrehzahl n und den Ladezustand (SOC) einer Batterie 4 an entsprechenden Eingängen.
Zur Bestimmung des Batterie- Ladezustandes ist eine bekannte Zustands- erkennungseinrichtung 5 vorgesehen, die aus dem Batteriestrom und der Batteriespannung den Ladezustand SOC ermittelt. Ein im Steuergerät 1 hinterlegter Algorithmus 6 ermittelt in Abhängigkeit von der aktuellen Pedalstellung s, der Maschinendrehzahl n und dem Ladezustand SOC der Batterie 4 einen Sollwert für die generatorische Leistung oder das generatorische Bremsmoment der elektrischen Maschine 2. Der Regler 3 regelt die Maschine 2 auf diesen Wert.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum regenerativen Bremsen eines Fahrzeugs mit Hilfe einer elektrischen Maschine (2), die bei Betätigung eines Bremspedals (9) innerhalb eines Leerwegs (L) so angesteuert wird, dass sie ein von der Stellung (s) des Bremspe- dals (9) abhängiges generatorisches Bremsmoment (Meι) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefähigkeit des elektrischen Netzes (11) oder eines angeschlossenen Energiespeichers (4) bestimmt, und die elektrische Maschine (2) in Abhängigkeit von der Pedalstellung (s) und der Aufnahmefähigkeit derart betrieben wird, dass das generatorische Bremsmoment (Meι) innerhalb des Leerwegs (L) mit zunehmendem Pedalweg (s) stetig zunimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (2) so betrieben wird, dass das Bremsmoment (Meι) mit zunehmendem Pedalweg (s) innerhalb des Leerwegs (L) linear zunimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der aktuellen Pedalstellung (s) ein generatorisches Bremsmoment (Meι) bestimmt und dieser Wert mit einem Faktor (g) gewichtet wird, der die aktuelle Aufnahmefähigkeit des elektrischen Netzes (11) oder des Energiespeichers (4) be- rücksichtigt, und dass die elektrische Maschine (2) auf den gewichteten Wert geregelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert aus einer Momenten- Kennlinie (12) ausgelesen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor (g) aus einem Verhältnis zwischen der im aktuellen Betriebszustand in das Netz (11) einspeisbaren elektrischen Leistung und einer maximal einspeisbaren elektrischen Leistung, oder aus davon abhängigen Größen gebildet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, in Abhängigkeit von der aktuellen Aufnahmefähigkeit des elektrischen Netzes (11), ein genera- torisches Bremsmoment (Meι) bestimmt und dieser Wert mit einem Faktor in Abhängigkeit von der Pedalstellung (s) des Bremspedals (9) gewichtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Faktor zwi- sehen 0 und 1 liegt.
8. Steuergerät, umfassend Mittel zum Durchführen eines der vorstehend beschriebenen Verfahren.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010045005B4 (de) * 2010-09-10 2015-04-30 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Vorrichtung zum Bremsen eines Fahrzeuges
DE102010061439A1 (de) 2010-12-21 2012-06-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Bremssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102010061438A1 (de) 2010-12-21 2012-06-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Bremssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102011108446B4 (de) * 2011-07-23 2019-12-12 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Rekuperation für ein Fahrzeug
DE102011121109A1 (de) * 2011-12-14 2013-06-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtungen zur Einstellung eines Bremsmoments mindestens einer Reibbremse eines Rades
DE102012209157B4 (de) * 2012-05-31 2023-05-04 Meritor Electric Vehicles Germany Gmbh Intelligentes Bremssystem in elektrisch betriebenen Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen
DE102019206655A1 (de) * 2019-05-08 2020-11-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und System zur Unterstützung eines Fahrers beim Betrieb eines Fahrzeuges

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005007474A1 (de) * 2003-07-16 2005-01-27 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur steuerung eines bremssystems und bremssystem für ein fahrzeug
WO2005115784A1 (de) * 2004-05-24 2005-12-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum betrieb eines hybridfahrzeugs
DE102006019494A1 (de) * 2006-04-26 2007-10-31 Siemens Ag Bremssystem für ein Fahrzeug mit Elektromotor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005007474A1 (de) * 2003-07-16 2005-01-27 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur steuerung eines bremssystems und bremssystem für ein fahrzeug
WO2005115784A1 (de) * 2004-05-24 2005-12-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum betrieb eines hybridfahrzeugs
DE102006019494A1 (de) * 2006-04-26 2007-10-31 Siemens Ag Bremssystem für ein Fahrzeug mit Elektromotor

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