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Dokumentenidentifikation DE102004054592B4 22.02.2007
Titel Verfahren und System zum Steuern regenerativen Bremsens eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb
Anmelder Hyundai Motor Co. Ltd., Seoul/Soul, KR
Erfinder Choi, Yong Kak, Hwaseong, Gyunggi, KR
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München
DE-Anmeldedatum 11.11.2004
DE-Aktenzeichen 102004054592
Offenlegungstag 30.06.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.02.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.02.2007
IPC-Hauptklasse B60L 7/18(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]
BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Elektrofahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das Steuern des Bremsens eines Elektrofahrzeugs (DE 197 18 378 A1).

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die DE 197 18 378 A1 beschreibt ein Hybridfahrzeug mit zwei Elektromotorgeneratoren, die über ein Getriebe einschließlich einem Handschaltgetriebe mit den Vorderrädern und Hinterrädern des Hybridfahrzeugs gekoppelt sind. Die beiden Elektromotorgeneratoren dienen zum regenerativen Bremsen und können so gesteuert werden, dass die Vorderräder und Hinterräder ein niedriges Schlupfverhältnis aufweisen.

Die DE 100 12 221 A1 zeigt ein Allradkraftfahrzeug mit einer Hybridantriebseinrichtung, deren Antriebsstrang ein Handschaltgetriebe und eine Kupplung aufweist.

Wie es im Stand der Technik bekannt ist, verwendet ein Elektrofahrzeug in einer Batterie gespeicherte elektrische Energie als Leistungsquelle. Zur Steigerung von Energiewirkungsgrad und Fahrleistung eines solchen Elektrofahrzeugs, wird das Bremsen des Elektrofahrzeugs üblicherweise durch ein regeneratives bzw. generatorisches Bremssystem dergestalt gesteuert, dass beim Bremsen etwas an Energie zu elektrischer Energie zurückgewonnen werden kann.

Ein Elektrofahrzeug ist gewöhnlich mit einem automatischen Getriebe oder mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe (CVT) ausgerüstet.

Wenn ein Handschaltgetriebe in einem Elektrofahrzeug installiert ist, wird ein Fahrer eine Kupplung von Hand bedienen, und der Fahrer wird für Änderungen im Verhalten des Fahrzeugs empfindlicher, die durch Aktivierung von regenerativem Bremsen verursacht werden. Deshalb sollte ein mit einem Handschaltgetriebe ausgerüstetes Elektrofahrzeug bei regenerativem Bremsen exakter gesteuert werden.

Ein Antriebszug bzw. eine Kraftübertragung eines Allradantriebssystems, der dazu geeignet ist, eine Antriebskraft auf beide Vorderräder und Hinterräder aufzubringen, weist viele wesentliche Vorzüge auf. Ein Elektrofahrzeug wird auch solche Vorzüge aufweisen, wenn ein Antriebszug des Elektrofahrzeugs in einem Allradantriebssystem vorgesehen ist.

Wenn ein Handschaltgetriebe in einem Elektrofahrzeug zusammen mit einem Antriebszug eines Allradantriebssystems vorgesehen ist, ist eine Verwendungsmöglichkeit von regenerativem Bremsen bei Vorder- und Hinterrädern im Wesentlichen abhängig davon, ob ein Fahrer die Kupplung bedient.

Die zu diesem Abschnitt des Hintergrunds der Erfindung offenbarten Informationen dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und sind nicht als ein Anerkenntnis oder als irgendeine Form von Andeutung zu verstehen, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der in diesem Land einem Fachmann schon bekannt ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein System zum Steuern von regenerativem Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb zu schaffen, welches mit einem Front- und Heckmotor und mit einem Handschaltgetriebe ausgerüstet ist, wobei nicht einschränkende Vorteile von erhöhter Stabilität beim Steuern vorhanden sind.

Ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern von regenerativem Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist folgende Verfahrensschritte auf: Feststellen, ob das Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gebremst wird; Feststellen des eingekuppelten/ausgekuppelten Zustands der Kupplung, wenn das Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gebremst wird; und Steuern von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors auf der Grundlage des eingekuppelten/ausgekuppelten Zustands der Kupplung.

In einer weiteren Ausführungsform führt das Steuern von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors im Fall des eingekuppelten Zustands der Kupplung ein regeneratives Bremsen sowohl des Front- als auch des Heckmotors aus.

In einer anderen weiteren Ausführungsform führt das Steuern von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors im Fall des nicht eingekuppelten Zustands der Kupplung unter dem Front- und Heckmotor nur ein regeneratives Bremsen des Heckmotors aus.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine auf den Heckmotor wirkende regenerative Bremskraft im Fall des nicht eingekuppelten Zustands der Kupplung so gesteuert, dass sie geringer ist als eine auf den Heckmotor wirkende regenerative Bremskraft im Fall des eingekuppelten Zustands der Kupplung.

In einer anderen weiteren Ausführungsform weist das Steuern von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors Folgendes auf: Berechnen eines Schlupfverhältnisses des Hinterrads im Fall des nicht eingekuppelten Zustands der Kupplung; Feststellen, ob das Schlupfverhältnis des Hinterrads geringer ist als ein Referenz-Schlupfverhältnis; und Beenden von regenerativem Bremsen des Heckmotors in dem Fall, dass das Schlupfverhältnis des Hinterrads nicht geringer ist als das Referenz-Schlupfverhältnis.

In einer anderen weiteren Ausführungsform weist das Steuern von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors ein Feststellen auf, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Bremsvorgang des Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb den Wert 0 (Null) annimmt, wobei das regenerative Bremsen des Heckmotors, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb den Wert 0 annimmt, verhindert wird, bis dass die Kupplung eingekuppelt und das Handschaltgetriebe in einen Vorwärtsgang geschaltet ist.

Ein beispielhaftes System zur Steuerung von regenerativem Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Steuersystem für regeneratives Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb, das mit Vorder- und Hinterrädern und einer Bremsenanordnung zum Aufbringen einer mechanischen Bremskraft auf die Vorder- und Hinterräder ausgerüstet ist.

Ein solches beispielhaftes Steuersystem für regeneratives Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb weist Folgendes auf: einen Frontmotor zum Aufbringen sowohl einer Antriebskraft als auch einer regenerativen Bremskraft auf das Vorderrad; einen Heckmotor zum Aufbringen sowohl einer Antriebskraft als auch einer regenerativen Bremskraft auf das Hinterrad; ein Handschaltgetriebe und eine Kupplung, die zwischen dem Frontmotor und dem Vorrderrad zwischengeschaltet sind; einen Kupplungseingriffabtaster zur Abtastung des Eingriffs bzw. des eingekuppelten Zustands der Kupplung; einen Bremsbetätigungsabtaster zur Abtastung der Betätigung der Bremsvorrichtung bzw. -anlage; und eine Steuereinrichtung zur Steuerung von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors auf Grundlage der Abtaster, wobei die Steuereinrichtung Anweisungen für ein Verfahren zum Steuern von regenerativem Bremsen ausführt, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: Feststellen, ob das Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gebremst wird; Feststellen des eingekuppelten/ausgekuppelten Zustands der Kupplung, wenn das Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gebremst wird; und Steuern von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors auf der Grundlage des eingekuppelten/ausgekuppelten Zustands der Kupplung.

In einer weiteren Ausführungsform führt die Steuerung von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors im Fall des eingekuppelten Zustands der Kupplung eine Bremsung sowohl des Front- als auch des Heckmotors aus.

In einer anderen weiteren Ausführungsform führt die Steuerung von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors im Fall des nicht eingekuppelten Zustands der Kupplung unter dem Front- und Heckmotor nur eine Bremsung des Heckmotors aus.

In einer weiteren Ausführungsform ist eine regenerative Bremskraft auf den Heckmotor im Fall des nicht eingekuppelten Zustands der Kupplung dergestalt, dass sie geringer ist als eine regenerative Bremskraft auf den Heckmotor im Fall des eingekuppelten Zustands der Kupplung.

In einer weiteren Ausführungsform sind weiterhin ein Vorderraddrehzahlabtaster zur Abtastung der Raddrehzahl des Vorderrads und ein Hinterraddrehzahlabtaster zur Abtastung der Raddrehzahl des Hinterrads vorgesehen, wobei die Steuerung von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors Folgendes aufweist: Berechnen eines Schlupfverhältnisses des Hinterrads im Fall des nicht eingekuppelten Zustands der Kupplung; Feststellen, ob das Schlupfverhältnis des Hinterrads geringer ist als ein Referenz-Schlupfverhältnis; und Beenden von regenerativem Bremsen des Heckmotors in dem Fall, dass das Schlupfverhältnis des Hinterrads nicht geringer ist als das Referenz-Schlupfverhältnis.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Schaltstufen- bzw. Gangabtaster des Handschaltgetriebes vorgesehen, wobei die Steuerung von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors eine Feststellung aufweist, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Bremsvorgang des Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb den Wert 0 (Null) annimmt, wobei das regenerative Bremsen des Heckmotors, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb den Wert 0 annimmt, verhindert wird, bis dass die Kupplung eingekuppelt und das Handschaltgetriebe in einen Vorwärtsgang geschaltet ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beigefügten Zeichnungen, welche in der Patentbeschreibung aufgenommen sind und einen Bestandteil derselben bilden, stellen eine Ausführungsform der Erfindung dar, und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.

1 ist eine schematische Ansicht eines Steuersystems für regeneratives Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems für regeneratives Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; and

3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern von regenerativem Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.

1 ist eine schematische Ansicht eines Steuersystems für regeneratives Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems für regeneratives Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist ein Elektrofahrzeug 100 mit Allradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Vorder- und Hinterräder 102 und 104 und eine Bremsanlage 180 bzw. -vorrichtung zum Aufbringen einer mechanischen Bremskraft auf die Vorder- und Hinterräder 102 und 104 auf.

1 stellt ein Elektrofahrzeug einer speziellen Ausführung dar, das heißt, ein allradgetriebenes Hybrid-Elektrofahrzeug (wird hiernach als ein 4WD-HEV [= 4 Wheel Drive – Hybrid Electric Vehicle] bezeichnet). Der Bereich der vorliegenden Erfindung sollte jedoch nicht als darauf beschränkt verstanden werden. Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls bei einem reinen Elektrofahrzeug angewandt werden, das anders als ein Hybrid-Elektrofahrzeug ist. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung bei beiden Typen von Hybrid-Elektrofahrzeugen angewandt werden, nämlich beim Parallel-Typ und beim Reihen/Serien-Typ.

Ein Steuersystem zum regenerativen Bremsen eines solchen 4WD-HEV 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: einen Frontmotor 112 zum Aufbringen einer Antriebskraft und einer regenerativen Bremskraft auf das Vorderrad 102 bzw. die Vorderräder; einen Heckmotor 114 zum Aufbringen einer Antriebskraft und einer regenerativen Bremskraft auf das Hinterrad 104 bzw. die Hinterräder; ein Handschaltgetriebe 140 und eine Kupplung 142, die zwischen dem Frontmotor 112 und dem Vorrderrad 102 zwischengeschaltet sind; einen Kupplungseingriffabtaster 210 zur Abtastung des Eingriffs bzw. des eingekuppelten Zustands der Kupplung 142; einen Bremsbetätigungsabtaster 220 zur Abtastung der Betätigung der Bremsanlage 180; einen Vorderraddrehzahlabtaster 132 zur Abtastung der Raddrehzahl des Vorderrads 102; einen Hinterraddrehzahlabtaster 134 zur Abtastung der Raddrehzahl des Hinterrads 104; einen Schaltstufen- bzw. Gangabtaster 230 zur Abtastung der Schaltstufe des Handschaltgetriebes 140; und eine Steuereinrichtung 150 zur Steuerung von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors 112 und 114 auf Grundlage der Abtaster 210, 220, 230, 132 und 134.

Der Kupplungseingriffabtaster 210 kann zum Beispiel als ein Ein-/Aus-Abtaster ausgeführt sein, welcher an einem Kupplungspedal (nicht dargestellt) zur Abtastung einer Betätigung des Kupplungspedals (nicht dargestellt) angeordnet ist.

Der Bremsbetätigungsabtaster 220 kann zum Beispiel als ein Ein-/Aus-Abtaster ausgeführt sein, welcher an einem Bremspedal 175 zur Abtastung einer Betätigung des Bremspedals 175 angeordnet ist.

Die Vorder- und Hinterraddrehzahlabtaster 132 und 134 können zum Beispiel aus verzahnten Ringen und magnetischen Abtastern ausgebildet sein.

Der Schaltstufen- bzw. Gangabtaster 230 kann zum Beispiel als ein Abtaster zur Abtastung der Hebelstellung eines Schalthebels (nicht dargestellt) zur manuellen Schaltung des Handschaltgetriebes 140 ausgeführt sein.

Die Steuereinrichtung 150 kann mit einem Prozessor oder mit mehreren ausgeführt sein, welche durch ein vorher festgelegtes Programm aktiviert sind, und das vorher festgelegte Programm kann zur Durchführung eines jeden Verfahrensschritts eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung programmiert sein.

Detaillierter weist die Bremsanlage 180 Folgendes auf: eine Vorderradbremsvorrichtung 122 zum Aufbringen einer hydraulischen Bremskraft auf das Vorderrad 102 bzw. die Vorderräder gemäß einer Betätigung des Bremspedals 175, eine Hinterradbremsvorrichtung 124 zum Aufbringen einer hydraulischen Bremskraft auf das Hinterrad 104 bzw. die Hinterräder gemäß einer Betätigung des Bremspedals 175, und ein Hydraulikmodul (HM) 170 zur Verteilung der hydraulischen Bremskraft gemäß einer Betätigung des Bremspedals 175 auf die Vorder- und Hinterradbremsvorrichtungen 122 und 124.

Die Steuereinrichtung 150 weist Folgendes auf: einen Frontmotorsteuerbaustein (MCU_F) 152 zur Steuerung des Frontmotors 112; einen Heckmotorsteuerbaustein (MCU_R) 154 zur Steuerung des Heckmotors 114; ein Batteriemanagementsystem (BMS) 153 zur Steuerung einer Batterie 160; eine Verbrennungsmotorsteuereinheit (ECU) 156 zur Steuerung eines Verbrennungsmotors 144 des 4WD-HEV 100; eine Bremssteuereinheit (BCU) 157 zur Steuerung einer hydraulischen Bremskraft; und eine Hybridsteuereinheit (HCU) 158 zur übergreifenden bzw. umfassenden Steuerung des 4WD-HEV 100. Die Steuerbausteine 152 und 154, Managementsystem 153 und Steuereinheiten 156, 157 und 158 kommunizieren miteinander über ein Kommunikationssystem in einem lokalen Steuernetzwerk (CAN).

Ein Verfahren zum Steuern von regenerativem Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden im Detail beschrieben.

3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern von regenerativem Bremsen eines Elektrofahrzeugs mit Allradantrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Zuerst tastet die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S305 ab, ob die Bremse des 4WD-HEV 100 betätigt wird.

Wenn die Bremse des 4WD-HEV 100 betätigt wird, tastet die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S310 darauffolgend einen Eingriffs-/Nichteingriffszustand der Kupplung ab.

Darin steuert die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S320 regeneratives Bremsen des Front- und Heckmotors 112 und 114 auf der Grundlage des Eingriffs-/Nichteingriffszustands der Kupplung.

Genauer gesagt, führt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S320 ein regeneratives Bremsen des Front- und Heckmotors 112 und 114 in dem Fall durch, in dem sich die Kupplung im Eingriffszustand befindet bzw. eingekuppelt ist, und ein regeneratives Bremsen nur des Heckmotors 114 in dem Fall, in dem sich die Kupplung im Nichteingriffszustand befindet bzw. ausgekuppelt ist.

Die Steuereinrichtung 150 steuert eine regenerative Bremskraft FR1 des Heckmotors 114 in dem Fall, in dem die Kupplung ausgekuppelt ist, so dass diese geringer ausfällt als die regenerative Bremskraft FR2 des Heckmotors 114 in dem Fall, in dem die Kupplung eingekuppelt ist.

Ein solches Steuern von regenerativem Bremsen im Verfahrensschritt S320 wird hiernach weiter detailliert beschrieben.

Wenn die Kupplung 142 nicht in Eingriff ist bzw. ausgekuppelt ist (S310 – nein), das heißt, wenn eine Kraftübertragung zwischen dem Frontmotor 112 und den Vorderrädern 102 unterbrochen ist, berechnet die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S322 eine regenerative Zielbremskraft FR1 des Heckmotors 114. Im Verfahrensschritt S322 wird eine regenerative Zielbremskraft des Frontmotors 112 nicht berechnet.

Die regenerative Zielbremskraft FR1 des Heckmotors 114 wird so berechnet, dass sie geringer ist als eine regenerative Zielbremskraft des Heckmotors 114 im Fall, in dem die Kupplung eingekuppelt ist. Die regenerative Zielbremskraft FR1 des Heckmotors 114 im Fall der eingekuppelten Kupplung wird später beschrieben.

Fahrzeugverhalten kann sich beim Bremsen in dem Fall verschlechtern, in dem die Vorderräder 102 nur mit einer mechanischen Bremskraft, aber die Hinterräder 104 zusätzlich zu einer mechanischen Bremskraft mit einer übermäßigen regenerativen Bremskraft beaufschlagt werden. Deshalb wird eine solche Verschlechterung im Fahrzeugverhalten durch Aufbringen einer geringeren regenerativen Bremskraft in dem Fall verhindert, in dem sich die Kupplung 142 im nicht eingekuppelten Zustand befindet, als in dem Fall, in dem die Kupplung 142 eingekuppelt ist.

Dann steuert die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S325 regeneratives Bremsen des Heckmotors 114 auf der Grundlage der berechneten regenerativen Zielbremskraft FR1.

Darauffolgend tastet die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S330 die Drehzahl von jedem der Vorder- und Hinterräder 102 und 104 durch die Vorder- und Hinterraddrehzahlabtaster 132 und 134 ab und berechnet darauf basierend eine Fahrzeuggeschwindigkeit.

Anschließend berechnet die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S332 ein Schlupfverhältnis S_cal der Hinterräder 104 aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Drehzahl der Räder 102 und 104.

Berechnen der Fahrzeuggeschwindigkeit aus den Drehzahlen der Räder 102 und 104 und Berechnen des Schlupfverhältnisses der Hinterräder 104 sind einem Fachmann bekannt.

Nach dem Berechnen des Schlupfverhältnisses S_cal der Hinterräder 104 vergleicht die Steuereinrichtung das berechnete Schlupfverhältnis S_cal mit einem Referenz-Schlupfverhältnis S_limit im Verfahrensschritt S334, um festzustellen, ob das berechnete Schlupfverhältnis geringer ist als das Referenz-Schlupfverhältnis.

In dem Fall, in dem das berechnete Schlupfverhältnis S_cal geringer als das Referenz-Schlupfverhältnis S_limit ist, setzt die Steuereinrichtung 150 ein regeneratives Bremsen im Verfahrensschritt S336 für die Hinterräder 104 fort.

In dem Fall jedoch, in dem das berechnete Schlupfverhältnis S_cal nicht geringer als das Referenz-Schlupfverhältnis S_limit ist, beendet die Steuereinrichtung 150 ein regeneratives Bremsen im Verfahrensschritt S338 für die Hinterräder 104. Daher wird das 4WD-HEV 100 in diesem Fall nur durch eine mechanische Bremskraft verzögert bzw. gebremst, die von einer hydraulischen Bremskraft herrührt.

Wie oben beschrieben kann ein Fortsetzen von regenerativem Bremsen auf dem Schlupfverhältnis S_cal der Hinterräder 104 basierend unterbrochen werden. Deshalb kann es eine Verschlechterung des Fahrzeugverhaltens des 4WD-HEV 100 verhindern, welches durch übermäßiges Aufbringen von regenerativer Bremskraft auf die Hinterräder 104 verursacht wird, während nur der Heckmotor 114 regenerativ gebremst wird.

Danach stellt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S340 fest, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 (Null) angenommen hat.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 angenommen hat, führt die Steuereinrichtung 150 einen Post-Stop-Steuer-Verfahrensschritt S370 aus. Bei dem Post-Stop-Steuer-Verfahrensschritt S370 verhindert die Steuereinrichtung 150 regeneratives Bremsen des Heckmotors 114, bis dass die Kupplung 142 eingekuppelt wird und das Handschaltgetriebe in einen Vorwärtsgang geschaltet ist. Der Post-Stop-Steuer-Verfahrensschritt S370 wird später detaillierter beschrieben.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 (Null) nicht angenommen hat, stellt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S345 fest, ob eine Bremsbetätigung eines Fahrers beendet ist. Ein Beenden der Bremsbetätigung eines Fahrers kann auf der Grundlage eines Ausgabesignals von dem Bremsbetätigungsabtaster 220 festgestellt werden.

In dem Fall, dass die Bremsbetätigung eines Fahrers noch nicht beendet ist, kehrt die Steuereinrichtung 150 wieder zu dem Verfahrensschritt S322 zum Berechnen der regenerativen Zielbremskraft FR1 des Heckmotors 114 zurück. Deshalb kann, sogar während die Kupplung 142 ausgekuppelt ist, regeneratives Bremsen des Heckmotors 114 fortwährend in Übereinstimmung mit der Bremsbetätigung eines Fahrers beibehalten werden.

In dem Fall, dass die Bremsbetätigung eines Fahrers beendet ist, kehrt die Steuereinrichtung 150 wieder zu dem Verfahrensschritt S305 zurück, so dass Steuern von regenerativem Bremsen für eine nächste Bremsbetätigung betriebsbereit ist.

Die obige Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf den Fall, dass die Kupplung 142 in dem Verfahrensschritt S310 nicht eingekuppelt ist.

Die folgende Beschreibung bezieht sich in der Hauptsache auf einen Steuervorgang, den die Steuereinrichtung 150 für den Fall ausführt, in dem die Kupplung 142 eingekuppelt ist, das heißt, in dem Fall, in dem eine Kraft zwischen dem Frontmotor 112 und den Vorderrädern 102 übertragen wird.

In dem Fall, in dem die Kupplung 142 eingekuppelt ist (S310 – ja), berechnet die Steuereinrichtung 150 zuerst im Verfahrensschritt S352 eine regenerative Zielbremskraft FF2 des Frontmotors 112 und eine regenerative Zielbremskraft FR2 des Heckmotors 114 korrespondierend zu der Bremspedalbetätigung eines Fahrers.

Dann führt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S355 ein regeneratives Bremsen des Front- und Heckmotors 112 und 114 auf der Grundlage der berechneten regenerativen Zielbremskraft FF2 des Frontmotors 112 und der regenerativen Zielbremskraft FR2 des Heckmotors 114 aus.

Anschließend tastet die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S360 die Drehzahl eines jeden der Vorder- und Hinterräder 102 und 104 durch die Vorder- und Hinterraddrehzahlabtaster 132 und 134 ab und berechnet darauf basierend eine Fahrzeuggeschwindigkeit.

Darauf stellt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S362 fest, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 angenommen hat.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 angenommen hat, führt die Steuereinrichtung 150 einen Post-Stop-Steuer-Verfahrensschritt S370 aus. Wie oben beschrieben worden ist, verhindert die Steuereinrichtung 150 bei dem Post-Stop-Steuer-Verfahrensschritt S370 regeneratives Bremsen des Heckmotors 114, bis dass die Kupplung 142 eingekuppelt wird und das Handschaltgetriebe in einen Vorwärtsgang geschaltet ist. Der Post-Stop-Steuer-Verfahrensschritt S370 wird später detaillierter beschrieben.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 (Null) nicht angenommen hat, stellt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S365 fest, ob eine Bremsbetätigung eines Fahrers beendet ist. Ein Beenden der Bremsbetätigung eines Fahrers kann auf der Grundlage eines Ausgabesignals von dem Bremsbetätigungsabtaster 220 festgestellt werden.

In dem Fall, dass die Bremsbetätigung eines Fahrers noch nicht beendet ist, kehrt die Steuereinrichtung 150 wieder zu dem Verfahrensschritt S352 zum Berechnen der regenerativen Zielbremskräfte FF2 und FR2 des Front- und Heckmotors 112 und 114 zurück. Deshalb kann, während die Kupplung 142 eingekuppelt ist, regeneratives Bremsen des Front- und Heckmotors 112 und 114 fortwährend in Übereinstimmung mit der Bremsbetätigung eines Fahrers beibehalten werden.

In dem Fall, dass die Bremsbetätigung eines Fahrers beendet ist, kehrt die Steuereinrichtung 150 wieder zu dem Verfahrensschritt S305 zurück, so dass Steuern von regenerativem Bremsen für eine nächste Bremsbetätigung betriebsbereit ist.

Der Post-Stop-Steuer-Verfahrensschritt S370 der Steuereinrichtung 150, der ausgeführt wird, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 (Null) beim Bremsen des 4WD-HEV 100 angenommen hat, wird im Folgenden detailliert erläutert.

Zuerst stellt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S372 fest, ob die Kupplung eingekuppelt ist.

In dem Fall, dass die Kupplung 142 eingekuppelt ist, stellt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S374 fest, ob eine aktuelle Schaltstufe entweder im Leerlauf bzw. auf Neutral N oder im Rückwärtsgang R steht.

In dem Fall, in dem die aktuelle Schaltstufe weder der Leerlauf N noch der Rückwärtsgang R ist, das heißt, dass die aktuelle Schaltstufe ein Vorwärtsgang ist, wie beispielsweise erster, zweiter, dritter oder vierter Gang, kehrt die Steuereinrichtung 150 zum Verfahrensschritt S305 zurück, so dass Steuern von regenerativem Bremsen für eine nächste Bremsbetätigung betriebsbereit werden kann.

In dem Fall, in dem die aktuelle Schaltstufe entweder der Leerlauf N oder der Rückwärtsgang R ist, stellt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S376 fest, ob die aktuelle Schaltstufe der Leerlauf N ist.

In dem Fall, dass die aktuelle Schaltstufe im Verfahrensschritt S376 als der Leerlauf N identifiziert wird, oder in dem Fall, dass die Kupplung 142 im Verfahrensschritt S372 als ausgekuppelt abgetastet wird, stellt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S380 fest, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit auf dem Wert 0 (Null) verbleibt.

In dem Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit auf dem Wert 0 (Null) verbleibt, kehrt die Steuereinrichtung 150 zum Verfahrensschritt S372 zum Feststellen eines eingekuppelten/ausgekuppelten Zustands der Kupplung zurück.

In dem Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit im Verfahrensschritt S380 nicht den Wert 0 (Null) aufweist, oder in dem Fall, dass im Verfahrensschritt S376 die aktuelle Schaltstufe nicht der Leerlauf N ist (wobei dieses bedeutet, dass die aktuelle Schaltstufe der Rückwärtsgang R ist), verzögert bzw. bremst die Steuereinrichtung 150 das 4WD-HEV 100 rein durch die mechanische Bremskraft in Abhängigkeit von der Bremsbetätigung eines Fahrers im Verfahrensschritt S390.

Der Verfahrensschritt S390 wird hiernach weiter im Detail erläutert.

In dem Fall, dass sich die Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 verändert hat (S380 – nein), oder in dem Fall, dass die aktuelle Schaltstufe ein Rückwärtsgang R ist (S376 – nein), stellt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S392 fest, ob die Bremse beim 4WD-HEV 100 betätigt wird.

In dem Fall, dass die Bremse beim 4WD-HEV 100 nicht betätigt wird, kehrt die Steuereinrichtung 150 zum Verfahrensschritt S372 zum Feststellen eines eingekuppelten/ausgekuppelten Zustands der Kupplung zurück.

In dem Fall, dass die Bremse beim 4WD-HEV 100 betätigt wird, behält die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S394 ein Stoppen von regenerativem Bremsen des Front- und Heckmotors 112 und 114 bei. Daher werden in diesem Fall die Vorder- und Hinterräder 102 und 104 rein mit einer mechanischen Bremskraft beaufschlagt, da das regenerative Bremsen des Front- und Heckmotors 112 und 114 beendet worden ist.

Anschließend tastet die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S396 erneut die Fahrzeuggeschwindigkeit ab. Dann stellt die Steuereinrichtung 150 im Verfahrensschritt S398 fest, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich 0 ist, oder ob eine Bremsbetätigung des 4WD-HEV 100 beendet worden ist.

In dem Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht den Wert 0 angenommen hat und die Bremsbetätigung beibehalten wird, kehrt die Steuereinrichtung zum Verfahrensschritt S394 zurück, so dass das mechanische Bremsen beibehalten werden kann.

In dem Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 angenommen hat, oder in dem Fall, dass die Bremsbetätigung beendet worden ist, kehrt die Steuereinrichtung 150 zum Verfahrensschritt S372 zurück, so dass der Post-Stop-Steuer-Verfahrensschritt S370 erneut ausgeführt werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein regeneratives Bremsen von Front- und Heckmotor unterschiedlich in Abhängigkeit von einem eingekuppelten/ausgekuppelten Kupplungszustand gesteuert werden.

In dem Fall, in dem die Kupplung eingekuppelt ist, wird eine regenerative Bremskraft auf die Vorder- und Hinterräder so aufgebracht, dass eine Energierückgewinnungsrate erhöht werden kann.

In dem Fall, in dem die Kupplung ausgekuppelt ist, wird noch auf den Heckmotor eine regenerative Bremskraft aufgebracht, und deshalb kann auch in diesem Fall eine Energierückgewinnung ermöglicht werden.

In dem Fall, in dem die Kupplung ausgekuppelt ist, wird auf den Heckmotor eine kleinere regenerative Bremskraft aufgebracht als in dem Fall, in dem die Kupplung eingekuppelt ist. Deshalb kann die Fahrzeugdynamik eines allradgetriebenen Elektrofahrzeugs unter Bremsbedingungen stabiler werden.

Während des regenerativen Bremsens wird in dem Fall, dass die Kupplung nicht eingekuppelt ist, das Schlupfverhältnis der Hinterräder gesteuert, um kleiner als ein Referenz-Schlupfverhältnis zu bleiben. Deshalb kann die Fahrzeugdynamik eines allradgetriebenen Elektrofahrzeugs unter Bremsbedingungen weiter stabil werden.

Der Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Bremsen eines Elektrofahrzeugs den Wert 0 annimmt, wird für regeneratives Bremsen gesondert betrachtet. Deshalb kann regeneratives Bremsen eines Elektrofahrzeugs ungeachtet der normalen Vorwärtsfahrbedindungen und Fahrbedingungen im Rückwärtsgang und/oder Leerlauf optimiert werden.


Anspruch[de]
Verfahren zum Steuern des regenerativem Bremsens eines Elektrofahrzeugs (100) mit Allradantrieb, welches mit Front- und Heckmotor (112, 114) ausgerüstet ist, wobei der Frontmotor (112) mit Vorderrädern (102) über ein dazwischen geschaltetes Handschaltgetriebe (140) mit einer Kupplung gekoppelt (142) ist, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:

Feststellen, ob das Elektrofahrzeug (100) mit Allradantrieb gebremst wird;

Feststellen eines eingekuppelten/ausgekuppelten Kupplungszustands, wenn das Elektrofahrzeug (100) mit Allradantrieb gebremst wird; und

Steuern des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors (112, 114) auf der Grundlage des eingekuppelten/ausgekuppelten Kupplungszustands.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors (112, 114) im Fall des eingekuppelten Kupplungszustands ein regeneratives Bremsen sowohl des Front- als auch des Heckmotors (112, 114) ausführt. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Steuern des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors (112, 114) im Fall des ausgekuppelten Kupplungszustands zwischen dem Front- und Heckmotor (112, 114) nur ein regeneratives Bremsen des Heckmotors ausführt. Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine auf den Heckmotor wirkende regenerative Bremskraft im Fall des ausgekuppelten Kupplungszustands geringer als eine auf den Heckmotor (114) wirkende regenerative Bremskraft im Fall des eingekuppelten Kupplungszustands ist. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Steuern des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors Folgendes aufweist:

Berechnen eines Schlupfverhältnisses des Hinterrads (104) im Fall des ausgekuppelten Kupplungszustands;

Feststellen, ob das Schlupfverhältnis des Hinterrads (104) geringer ist als ein Referenz-Schlupfverhältnis; und

Beenden des regenerativem Bremsens des Heckmotors (114) in dem Fall, dass das Schlupfverhältnis des Hinterrads (104) nicht geringer ist als das Referenz-Schlupfverhältnis.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Steuern des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors (112, 114) ein Feststellen aufweist, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Bremsvorgang des Elektrofahrzeugs (100) mit Allradantrieb den Wert 0 (Null) annimmt oder ein Rückwärtsgang eingelegt ist, wobei, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs (100) mit Allradantrieb den Wert 0 annimmt oder ein Rückwärtsgang eingelegt ist, das regenerative Bremsen des Heckmotors (114) solange verhindert wird, bis die Kupplung (142) eingekuppelt und das Handschaltgetriebe (140) in einen Vorwärtsgang geschaltet ist. Steuersystem für regeneratives Bremsen eines Elektrofahrzeugs (100) mit Allradantrieb, welches mit Vorder- und Hinterrädern (102, 104) und einer Bremsanlage (180) zum Aufbringen von mechanischer Bremskraft auf die Vorder- und Hinterräder (102, 104) ausgerüstet ist, wobei das System Folgendes aufweist:

einen Frontmotor (112) zum Aufbringen sowohl einer Antriebskraft als auch einer regenerativen Bremskraft auf das Vorderrad (102);

einen Heckmotor (114) zum Aufbringen sowohl einer Antriebskraft als auch einer regenerativen Bremskraft auf das Hinterrad (104);

ein Handschaltgetriebe (140) und eine Kupplung (142), die zwischen dem Frontmotor (112) und dem Vorrderrad (102) zwischengeschaltet sind;

einen Kupplungseingriffabtaster (210) zur Abtastung des Eingriffs bzw. des eingekuppelten Zustands der Kupplung (142);

einen Bremsbetätigungsabtaster (220) zur Abtastung der Betätigung der Bremsanlage (180); und

eine Steuereinrichtung (150) zur Steuerung des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors (112, 114) auf Grundlage der Abtaster (210, 220),

wobei die Steuereinrichtung (150) Anweisungen für ein Verfahren zum Steuern des regenerativem Bremsens ausführt, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:

Feststellen, ob das Elektrofahrzeug (100) mit Allradantrieb gebremst wird;

Feststellen des eingekuppelten/ausgekuppelten Kupplungszustands, wenn das Elektrofahrzeug (100) mit Allradantrieb gebremst wird; und

Steuern des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors (112, 114) auf der Grundlage des eingekuppelten/ausgekuppelten Kupplungszustands.
Steuersystem nach Anspruch 7, wobei die Steuerung des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors (112, 114) im Fall des eingekuppelten Kupplungszustands eine Bremsung des Front- und Heckmotors (112, 114) ausführt. Steuersystem nach Anspruch 7, wobei die Steuerung des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors (112, 114) im Fall des nicht eingekuppelten Zustands (142) der Kupplung zwischen dem Front- und Heckmotor (112, 114) nur eine Bremsung des Heckmotors (114) ausführt. Steuersystem nach Anspruch 9, wobei die auf den Heckmotor (114) im Fall des nicht eingekuppelten Zustands der Kupplung (142) wirkende regenerative Bremskraft dergestalt ist, dass sie geringer ist als die auf den Heckmotor (114) im Fall des eingekuppelten Zustands der Kupplung (142) wirkende regenerative Bremskraft. Steuersystem nach Anspruch 9, welches weiterhin einen Vorderraddrehzahlabtaster (132) zur Abtastung der Raddrehzahl des Vorderrads (102) und ein Hinterraddrehzahlabtaster (134) zur Abtastung der Raddrehzahl des Hinterrads (104) aufweist,

wobei die Steuerung (150) des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors Folgendes aufweist:

Berechnen eines Schlupfverhältnisses des Hinterrads (104) im Fall des nicht eingekuppelten Zustands der Kupplung;

Feststellen, ob das Schlupfverhältnis des Hinterrads (104) geringer ist als ein Referenz-Schlupfverhältnis; und

Beenden des regenerativem Bremsens des Heckmotors (114) in dem Fall, dass das Schlupfverhältnis des Hinterrads (104) nicht geringer ist als das Referenz-Schlupfverhältnis.
Steuersystem nach Anspruch 9, welches weiterhin einen Gangabtaster (230) des Handschaltgetriebes (140) aufweist,

wobei die Steuerung (150) des regenerativem Bremsens des Front- und Heckmotors (122, 114) ein Feststellen aufweist, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Bremsvorgang des Elektrofahrzeugs (100) mit Allradantrieb den Wert 0 (Null) annimmt oder ein Rückwärtsgang eingelegt ist,

wobei, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs (100) mit Allradantrieb den Wert 0 annimmt oder ein Rückwärtsgang eingelegt ist, das regenerative Bremsen des Heckmotors (114) solange verhindert wird, bis die Kupplung eingekuppelt und das Handschaltgetriebe (140) in einen Vorwärtsgang geschaltet ist.






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