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DE102011016227A1 - Method for controlling delay performance of vehicle, involves applying recuperative braking performance of electric machine for attaining delay performance predetermined by brake pedal - Google Patents

Method for controlling delay performance of vehicle, involves applying recuperative braking performance of electric machine for attaining delay performance predetermined by brake pedal Download PDF

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DE102011016227A1
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Tilo Koch
Michael Wein
Jürgen Bader
Dr. Meitinger Karl-Heinz
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Abstract

The method involves applying recuperative braking performance of an electric machine (5) for attaining a delay performance predetermined by a brake pedal (12). The electric engine is operated as generator. The braking performance of the engine brake of the combustion engine (1) is activated in regulated manner. A predetermined delay performance is provided during the braking process by a possible high braking performance of the generator by considering operating parameters. An independent claim is included for a vehicle has a drive shaft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Verzögerungsleistung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit Hybridantrieb nach dem Patentanspruch 5.The invention relates to a method for controlling the deceleration performance of a vehicle according to the preamble of patent claim 1 and a vehicle with hybrid drive according to claim 5.

Fahrzeuge mit Hybridantrieb können durch im generatorischen Betrieb verwendete elektrische Maschinen während eines Bremsvorganges Energie zurückzugewinnen. Die als Generator verwendete elektrische Maschine wirkt dabei als rekuperative Bremse. Die Nutzung der rekuperativen Bremse ist nicht immer möglich, da zum Beispiel bei vollgeladener Batterie oder bei thermischer Überlastung der elektrischen Maschine keine rekuperative Bremsung mehr möglich ist. Bei Wegfall der rekuperativen Bremsmöglichkeit hat dies eine Änderung des Verzögerungsverhaltens des Fahrzeugs zur Folge.Hybrid drive vehicles can recover energy during a braking operation by electrical machines used in regenerative operation. The electric machine used as a generator acts as a recuperative brake. The use of the recuperative brake is not always possible because, for example, with fully charged battery or thermal overload of the electrical machine no recuperative braking is possible. In the absence of recuperative braking possibility this has a change in the deceleration behavior of the vehicle result.

In der DE 10 2008 058 669 A1 wird vorgeschlagen, dass in Bremsphasen eine vom Fahrer über die Betätigung des Bremspedals vorgegebene Bremsleistung durch den rekuperativen Generatorbetrieb der elektrischen Maschine in Kombination mit einer zusätzlich von der mechanischen Bremse zur Verfügung gestellten Bremsleistung erzeugt wird.In the DE 10 2008 058 669 A1 It is proposed that in braking phases a predetermined by the driver via the operation of the brake pedal braking power is generated by the recuperative generator operation of the electric machine in combination with an additional provided by the mechanical brake braking power.

Aus der WO 20091109826 A1 ist die Möglichkeit angegeben, dass bei hohem Ladezustand der Batterie eines Hybridfahrzeugs im Schiebebetrieb bei reduzierter Generatorverzögerung die Kupplung zwischen dem Motor-Generator und dem Verbrennungsmotor geschlossen wird, damit eine entsprechend höhere Bremswirkung durch die zusätzlich wirksame Motorbremse im Schiebebetrieb erhalten wird.From the WO 20091109826 A1 the possibility is given that at high battery charge of a hybrid vehicle in coasting with reduced generator delay, the clutch between the motor-generator and the engine is closed, so that a correspondingly higher braking effect is obtained by the additionally effective engine brake in the overrun mode.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein Fahrzeug mit Hybridantrieb anzugeben, mit dem die Auswirkungen auf die Längsverzögerung bei sich ändernder rekuperativer Bremsleistung möglichst einfach ausgeglichen werden können.The object of the invention is to provide a method and a vehicle with hybrid drive, with which the effects on the longitudinal deceleration with changing recuperative braking power can be compensated as easily as possible.

Die Aufgabe ist bzgl. des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und bzgl. des Fahrzeugs mit Hybridantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is achieved with respect to the method by the features of claim 1 and with respect to the vehicle with hybrid drive with the features of claim 5. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der Verzögerungsleistung eines Fahrzeugs die Bremsleistung der Motorbremse des Verbrennungsmotors dosiert aktiviert, sobald eine vorgegebene Verzögerungsleistung von der im Generatorbetrieb befindlichen elektrischen Maschine nicht mehr oder nicht mehr vollständig bereitgestellt werden kann. Dabei ist unter dosierter Aktivierung der Bremsleistung der Motorbremse zu verstehen, dass die Motorbremse nur in dem Umfang der Bremsleistung des Generators überlagert wird, wie dies zur Erreichung der geforderten Gesamtbremsleistung erforderlich ist. Die rekuperative Bremswirkung hat also stets Vorrang, soweit dies sonstige Betriebsparameter zulassen, um eine möglichst hohe Energierückgewinnung beim Bremsvorgang zu erhalten.According to the characterizing part of patent claim 1, in the method according to the invention for controlling the deceleration power of a vehicle, the braking power of the engine brake of the internal combustion engine is dosed activated as soon as a predetermined deceleration power can no longer or no longer be completely provided by the electric machine in generator operation. In this context, metered activation of the braking power of the engine brake should be understood to mean that the engine brake is superimposed only to the extent of the braking power of the generator, as is required to achieve the required overall braking power. The recuperative braking effect has therefore always priority, as far as this allow other operating parameters to obtain the highest possible energy recovery during braking.

Vorzugsweise wird von einer Steuerung beim Bremsvorgang die rekuperative Bremsleistung des Generators auf einen maximalen Wert eingestellt. Jedoch sind dabei weitere Betriebsparameter zu berücksichtigen, beispielsweise ob der Ladezustand der elektrischen Energiespeicher und/oder thermische Belastungen im Generatorbetrieb bereits vorgegebene Grenzwerte erreicht haben. Muss aufgrund von solchen Betriebsparametern eine Reduzierung der regenerativen Bremsleistung vorgenommen werden, kann dies nun erfindungsgemäß durch eine dosierte Aktivierung der Motorbremse ausgeglichen werden.Preferably, the recuperative braking power of the generator is set to a maximum value by a controller during braking. However, further operating parameters are to be taken into account, for example, whether the state of charge of the electrical energy store and / or thermal loads in the generator mode have already reached predetermined limits. If, due to such operating parameters, a reduction of the regenerative braking power has to be carried out, this can now be compensated according to the invention by a metered activation of the engine brake.

Besonders vorteilhaft kann der Anteil der von der Motorbremse ausgeübten Bremsleistung durch eine Steuerung des Kopplungsgrads zwischen Verbrennungsmotor und Generator eingestellt werden. Dabei kann zur Veränderung des Kopplungsgrads eine Steuerung der ohnehin zwischen der elektrischen Maschine und dem Verbrennungsmotor vorhandenen Kupplung erfolgen.Particularly advantageously, the proportion of the brake power exerted by the engine brake can be adjusted by controlling the degree of coupling between the internal combustion engine and the generator. It can be done to change the degree of coupling control of the existing anyway between the electric machine and the engine clutch.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Bremsleistung des Verbrennungsmotors über die Motorsteuerung und somit durch Beeinflussung von Motoreinstellungen, beispielsweise Veränderung der Ventilsteuerung, beeinflusst werden. Dadurch kann ein größerer Bremsleistungsbereich abgedeckt werden.According to one embodiment of the invention can also be provided that the braking power of the engine via the engine control and thus by influencing engine settings, such as change the valve control, are affected. As a result, a larger braking power range can be covered.

Gemäß Patentanspruch 5 wird ein Fahrzeug mit Hybridantrieb vorgeschlagen, bei dem die Antriebswelle des Verbrennungsmotors zur Aktivierung der Motorbremse über eine Koppeleinheit mit variablem Kopplungsgrad mit der Antriebswelle der elektrischen Maschine koppelbar ist. Bevorzugt wird hierbei die ohnehin vorhandene Kupplung zwischen Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine als steuerbare Kupplung verwendet. Um ein reduziertes Motorbremsmoment zu übertragen, wird die Kupplung mehr oder weniger stark angelegt und kann, wenn das maximale Motorbremsmoment übertragen werden soll, vollständig geschlossen werden. Der Kopplungsgrad lässt sich somit auf einfache Weise verändern und an die jeweils erforderliche zusätzliche Bremsleistung anpassen.According to claim 5, a hybrid vehicle is proposed, in which the drive shaft of the internal combustion engine for activating the engine brake via a coupling unit with a variable degree of coupling with the drive shaft of the electric machine can be coupled. Preferably, in this case the already existing coupling between the internal combustion engine and the electric machine is used as a controllable clutch. In order to transmit a reduced engine braking torque, the clutch is applied more or less strongly and, if the maximum engine braking torque is to be transmitted, can be completely closed. The degree of coupling can thus be easily changed and adapted to the required additional braking power.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in 1 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention will be described below with reference to the in 1 explained in more detail the embodiment shown in the drawing.

In 1 ist der Hybridantrieb eines Fahrzeugs schematisch dargestellt, wobei es sich hier um einen Parallel-Hybridantrieb handelt. Ein Verbrennungsmotor 1 ist mit seiner Antriebswelle 2 über eine steuerbare Kupplung 3 mit der Antriebswelle 4 einer elektrischen Maschine 5 koppelbar. Die elektrische Maschine 5 treibt andererseits über ihre Antriebswelle 4 und eine nicht näher dargestellte Getriebeeinheit 6 und ein Differenzialgetriebe 7 Antriebsräder 8, 9 eines Fahrzeugs an. Die Getriebeeinheit 6 kann zum Beispiel ein Schaltgetriebe und auch eine Kupplung umfassen.In 1 the hybrid drive of a vehicle is shown schematically, which is a parallel hybrid drive. An internal combustion engine 1 is with its drive shaft 2 via a controllable clutch 3 with the drive shaft 4 an electric machine 5 coupled. The electric machine 5 drives on the other hand via its drive shaft 4 and a transmission unit, not shown 6 and a differential gear 7 drive wheels 8th . 9 of a vehicle. The gear unit 6 may include, for example, a manual transmission and also a clutch.

Eine Steuerung 10 steuert über mehrere Steuerleitungen den Betrieb der elektrischen Maschine 5, eine elektrische Speichereinrichtung 11, den Verbrennungsmotor 1 und die steuerbare Kupplung 3. Über eine weitere Steuerleitung erhält die Steuerung 10 von einem Bremspedal 12 den Sollwert für eine jeweils gewünschte Verzögerungsleistung. In Abhängigkeit von diesem Sollwert steuert nun die Steuerung 10 den Generatorbetrieb der elektrischen Maschine 5 und gegebenenfalls den Kopplungsgrad der Kupplung 3 während eines Bremsvorganges. Der Kopplungsgrad für die Kupplung 3 wird dabei so gewählt, dass die von der elektrischen Maschine 5 im Generatorbetrieb erzeugte Bremsleistung soweit mit der Bremsleistung des Verbrennungsmotors 1 unterstützt wird, dass die vom Bremspedal 12 als Sollwert gegebene Verzögerungsleistung erreicht wird. Die Steuerung 10 berücksichtigt dabei auch den Ladezustand der in der elektrischen Speichereinrichtung 11 enthaltenen Energiespeicher und gegebenenfalls weitere Betriebsparameter des Hybridantriebs.A controller 10 controls the operation of the electrical machine via several control lines 5 , an electrical storage device 11 , the internal combustion engine 1 and the controllable clutch 3 , The controller receives via another control line 10 from a brake pedal 12 the setpoint for a desired delay power. Depending on this setpoint, the controller now controls 10 the generator operation of the electric machine 5 and optionally the coupling degree of the coupling 3 during a braking process. The degree of coupling for the clutch 3 is chosen so that the of the electric machine 5 generated in generator mode braking power as far as the braking power of the engine 1 that is supported by the brake pedal 12 as a setpoint given delay power is achieved. The control 10 takes into account the state of charge in the electrical storage device 11 contained energy storage and optionally other operating parameters of the hybrid drive.

Über die Steuerung 10, die in einer zentralen Steuerung des Fahrzeugs bzw. in der Motorsteuerung integriert sein kann, können Einstellungen des Verbrennungsmotors 1 derart verändern, dass dieser im Schiebebetrieb eine mehr oder weniger große Bremsleistung hat. Dies kann beispielsweise über eine entsprechende Änderung der Ventilsteuerung erreicht werden.About the controller 10 , which may be integrated in a central control of the vehicle or in the engine control, settings of the internal combustion engine 1 change so that this has a more or less large braking power in the overrun mode. This can be achieved for example via a corresponding change in the valve control.

Der Steuerung 10 können über weitere Steuerleitungen 13 weitere Betriebsparameter des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden, die zur Steuerung der vom Verbrennungsmotor 1 auf die Antriebswelle 4 übertragenen Bremsleistung herangezogen werden können.The controller 10 can over other control lines 13 Further operating parameters of the vehicle are provided, which are used to control the engine 1 on the drive shaft 4 transmitted braking power can be used.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008058669 A1 [0003] DE 102008058669 A1 [0003]
  • WO 20091109826 A1 [0004] WO 20091109826 A1 [0004]

Claims (6)

Verfahren zur Steuerung der Verzögerungsleistung eines Fahrzeugs mit einem eine elektrische Maschine (5) und einen Verbrennungsmotor (1) aufweisenden Hybridantrieb, bei dem zur Erreichung einer über ein Bremspedal (12) vorgegebenen Verzögerungsleistung zunächst die rekuperative Bremsleistung der als Generator betriebenen elektrischen Maschine (5) eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sobald die vorgegebene Verzögerungsleistung vom Generator nicht oder nicht vollständig bereitgestellt werden kann, die Bremsleistung der Motorbremse des Verbrennungsmotors (1) dosiert aktiviert wird.Method for controlling the deceleration performance of a vehicle with an electric machine ( 5 ) and an internal combustion engine ( 1 ) in which, in order to achieve a via a brake pedal ( 12 ) predetermined deceleration power first the recuperative braking power of the electric machine operated as a generator ( 5 ) is used, characterized in that as soon as the predetermined delay power from the generator can not or can not be completely provided, the braking power of the engine brake of the internal combustion engine ( 1 ) is activated in a metered manner. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Bremsvorganges eine vorgegebene Verzögerungsleistung unter Berücksichtigung von weiteren Betriebsparametern durch eine möglichst hohe rekuperative Bremsleistung des Generators bereitgestellt wird.A method according to claim 1, characterized in that during the braking operation, a predetermined deceleration power is provided by taking into account further operating parameters by the highest possible recuperative braking power of the generator. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der von der Motorbremse ausgeübten Bremsleistung durch eine Steuerung des Kopplungsgrads zwischen Verbrennungsmotor (1) und Generator eingestellt wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the proportion of the brake power exerted by the engine brake by controlling the degree of coupling between internal combustion engine ( 1 ) and generator is set. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsleistung des Verbrennungsmotors (1) durch eine Steuerung von Motorparametern beeinflusst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the braking power of the internal combustion engine ( 1 ) is influenced by a control of motor parameters. Fahrzeug mit Hybridantrieb, der einen Verbrennungsmotor (1) und eine elektrische Maschine (5) umfasst, deren Antriebswellen (2, 4) miteinander koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) des Verbrennungsmotors (1) zur Aktivierung der Motorbremse über eine steuerbare Koppeleinheit mit von einer Steuerung (10) eingestelltem variablem Kopplungsgrad mit der Antriebswelle (4) der elektrischen Maschine (5) koppelbar ist.Hybrid vehicle with an internal combustion engine ( 1 ) and an electric machine ( 5 ) whose drive shafts ( 2 . 4 ) are coupled to each other, characterized in that the drive shaft ( 2 ) of the internal combustion engine ( 1 ) for activating the engine brake via a controllable coupling unit with a control ( 10 ) set variable degree of coupling with the drive shaft ( 4 ) of the electric machine ( 5 ) can be coupled. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit eine steuerbare Kupplung (3) ist.Vehicle according to Claim 5, characterized in that the coupling unit has a controllable coupling ( 3 ).
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