SE537162C2 - Återställningsfunktion för regenerativt bromssystem och adaptiv kalibrering för hybridfordon och elektriska fordon - Google Patents

Abstract

537 162 Titel: ATERSTALLNINGSFUNKTION FOR REGENERATIVT BROMSSYSTEM OCH ADAPTIV KALIBRERING FOR HYBRIDFORDON OCH ELEKTRISKA FORDON Sammandrag: I ett fordon utrustat ffir regenerativ och icke-regenerativ bromsning appliceras regenerativ bromsning endast pa forutbestamda hjul beroende pa bromsningsbehov nar foraren forsaker sakta in fordonet vid en forsta frekvens (< Di ft/sec2), ingen hjullasning pa nagot bromsande hjul sasom anges av en styrenhet far lasningsfritt bromsningssystems och hastigheten overstiger en minimitroskel. Om bromsning appliceras i en svang, appliceras lamplig mangd fard/fardbromsmoment pa icke-drivhjul for uppratthallande av fordonets stabilitet. Den lampliga mangd fardbromsning som skall appliceras bestams av grad av fordonsgir, rattinput och fordonshastighet med hjalp av en uppslagstabell. Allteftersom bromsningsbehovet akar laggs fardbromsning till, forst pa eventuella hjul som inte mojliggor regenerativ bromsning och senare pa hjul med regenerativ bromsning.

Description

537 162 Titel: ATERSTALLNINGSFUNKTION FOR REGENERATIVT BROMSSYSTEM OCH ADAPTIV KALIBRERING FOR HYBRIDFORDON OCH ELEKTRISKA FORDON Sammandrag: I ett fordon utrustat ffir regenerativ och icke-regenerativ bromsning appliceras regenerativ bromsning endast pa forutbestamda hjul beroende pa bromsningsbehov nar foraren forsaker sakta in fordonet vid en forsta frekvens (< Di ft/sec2), ingen hjullasning pa nagot bromsande hjul sasom anges av en styrenhet far lasningsfritt bromsningssystems och hastigheten overstiger en minimitroskel. Om bromsning appliceras i en svang, appliceras lamplig mangd fard/fardbromsmoment pa icke-drivhjul for uppratthallande av fordonets stabilitet. Den lampliga mangd fardbromsning som skall appliceras bestams av grad av fordonsgir, rattinput och fordonshastighet med hjalp av en uppslagstabell. Allteftersom bromsningsbehovet akar laggs fardbromsning till, forst pa eventuella hjul som inte mojliggor regenerativ bromsning och senare pa hjul med regenerativ bromsning. 537 162 ATERSTALLNINGSFUNKTION FOR REGENERATIVT BROMS SYSTEM OCH ADAPTIV KALIBRERING FOR HYBRIDFORDON OCH ELEKTRISKA FORDON Bakgrund Tekniskt Det tekniska omfadet hanfor sig generellt till fordon som mojliggor atervinning av fordonets kinetiska energi under bromsning och, narmare bestamt, kontroll Over blandning av regenerativ och icke-regenerativ bromsning pa ett fordon i syfte att oka proportionen regenerativ bromsning som bidrar till total bromsning, samtidigt som riktningskontrollen Over fordonet lamnas vasentligen opaverkad.

Beskrivning av problemet: M'anga fordon, daribland fordon vilka mojliggor atervinning av fordonets kinetiska energi under bromsning (regenerativ bromsning) astadkommer sadan regenerativ bromsning med hjalp av fordonets drivhjul. I manga fall Or detta det mojligt for komponenter i fordonsdrivlinan att fungera som en mekanism for energiatervinning Till exempel kan en forbranningsmotor koras bakat frau drivhjulen for att arbeta som en luftkompressor. Nar den fungerar som en kompressor drar forbranningsmotorn in insugsluft i sina cylindrar och komprimerar luften for leverans till en tryckluftsforvaringsbehallare. En annan mojlighet är en hydraulisk hybrid som atervinner kinetisk energi genom att anvanda en hydraulmotor ansluten till drivlinan som en pump under bromsning och lagra fluidet i ett trycksatt karl. Alternativt kan en elektrisk traktionsmotor koras bakat sâ att den fungerar som en elektrisk generator for att ladda ett lagringsbatteri. Ytterligare andra alternativ innefattar att bringa svanghjul att rotera i syfte att lagra energi. Ofta har dessa fordon inte allhjulsdrivning, vilket betyder att fordonsdrivlinan for sadana fordon är ansluten till antingen bakhjulen, eller framhjulen, men inte bade och. Som en foljd dray är ofta endast fordonets bak- eller framhjul tillgangliga for regenerativ bromsning. Pa fordon med drivning pa mindre an alla hjul kompletterar de icke-regenerativa fardbromsarna pa vart och ett av hjulen ofta fordonsbromsningen, aven om detta sker framst med hjalp av icke-drivhjulen.

Att komplettera regenerativ bromsning med icke-regenerativ fardbromssanvandning pa ett fordon med drivning pa mindre an alla hjul tjanar till ett antal funktioner, daribland att tillhandahafta forutsagbar kontroll Over fordonet, i synnerhet om fordonet befinner sig i en svang, genom att balansera bromsverkan mellan hjulen. Balanserad bromsning syftar vanligen till att tillhandahalla bromsmoment pa vane axel vilket ar proportionellt 1 537 162 mot den vikt som bars av axeln. Detta ger kontroll over fordonets gir. Ju stone det tillhandahallna icke-regenerativa bromsmomentet är, desto mindre är emellertid mangden energi som atervinns fOr lagring. Balanserad bromsning kan reducera energiatervinningen.

Under Vat eller minimal bromsning minskas de svarigheter som vallas av obalanserad bromsning. Som en foljd ddrav är det vanligt att ha en bromspedal-"dodzon" over en del av bromspedalens rorelse fran ett helt onedtrampat ldge till ett delvis nedtrampat ldge. I detta dodzonsomrilde am/ands endast regenerativ bromsning. Fardbromsarna anyands for att komplettera den regenerativa bromsningen allteftersom bromspedalrorelsen okar. Forandringar i fordonets vikt och forandringar i fordonets beskaffenhet kan komplicera tillampningen av detta angreppssatt.

Regenerativ bromsning forknippas mest med hybrid-elektriska och elektriska fordon.

Den foreligger ocksa i fordon som mojliggor lagring av energi som hydrauliskt/pneumatiskt tryck och i ett snurrande svdnghjul, bland andra metoder. Aven om det forutses att foreliggande principer oftast kommer att finna tillampning i fordon med drivning pa mindre an alla hjul och att i typfallet regenerativ bromsning kommer att astadkommas via drivhjulen pd sadana fordon är detta inte nadvandigtvis begransat pa detta sail.

Sammanfattning: I fordon som tillhandahaller bade regenerativ och icke-regenerativ bromsning, och i synnerhet sadana som mojliggor regenerativ bromsning fran mindre an samtliga hjul, appliceras regenerativ bromsning endast som svar pd bromsningsbehovet ndr foraren forsoker att sakta in fordonet vid mindre an en maximal troskeldeceleration (d) Vi ft/s). Om bromsning appliceras i en svang anger en girsensor och rattldgessensor att fordonet är i en svang och bromsstyrningen applicerar en lamplig mangd icke-drivhjulsbromsmoment for att uppratthalla fordonets stabilitet. Den ldmpliga mangden fardbromsning som skall tillampas bestams av mangden fordonsgir, rattinput och fordonshastighet med hjalp av en uppslagstabell. Allteftersom bromsningsbehovet okar laggs fardbromsning till pa bade icke-drivhjulen och drivhjulen sa att korrekt fordonsgirstyrning uppratthalls, sasom faststalls av en fordonsgirstyrningsalgoritm. 2 537 162 Att betona regenerativ bromsning pa drivhjulen kan leda till fordrojd satinering (burnishing) av fardbromsarna nar fordonet är nytt, eller efter det att bromsbelaggiklossar har bytts. (1 standarderna Federal Motor Vehicle Safety Standard FMVSS 105, 121 och 135 ges detaljer om bromssatineringsforfaranden). När fordonet är nytt eller efter det att bromsbeldggen har utbytts innefattar bromsningsmanovern en "aterstallningsfunktion eller -Page" i vilket regenerativ bromsning reduceras eller elimineras. När aterstallningsldget for regenerativ bromsning har initierats anvander fordonet minimal regenerativ bromsning under en fardbromsinkorningsperiod. InkOmingsperioden kan miitas i avstandsenheter, med hjälp av antalet bromsappliceringar, i termer av svept bromsyta ganger bromsapplikationstryck, eller nagon kombination som skulle ange att fardbromsbelaggen har satinerats. Den specifika kalibreringen bar bestammas genom fordonsprovning pa en given fordonstyp. När val bromsarna anges som korrekt satinerade kommer fordonet att aterga till normal regenerativ bromsningsfunktion. Alternativt kan, i stallet f6r aft ga fran en enda minimal regenerativ bromsningsappliceringspunkt till normal regenerativ applicering ndr de angivna villkoren har uppfyllts, den regenerativa bromsningsnivan iikas under denna bromsbelaggssatineringsperiod pa en successiv basis.

Del är mojligt att bygga ett fordon som tillhandahaller regenerativ bromsning for en dast cke-drivhjulen (eller ett system for regenerativ bromsning som inte är in forl i vat i drivlinan utan som arbetar pa drivhjulen eller utanfor drivlinan). Det är ocksa mojligt att anvanda en blandning av regenerativ och icke-regenerativ bromsning pa ett icke-motordrivet fordon sasom ett sldp. Olika aspekter av foreliggande principer har tillampning ndr det galler fordon med allhjulsdrift. Aterstallningsfunktionen skulle ocksa galla for fordon som atervinner energi fran flera driv- och icke-drivaxlar. Fordon som inte har regenerativ bromsning, men som anvander en funktion sasom Jacobs kompressionsbroms ("Jake brake", "Jake-broms") skulle ocksa kunna dra nytta av aterstallningsfunktionen, eftersom anvandning av en Jake-broms i stor utstrackning kan reducera mangden fardbromsning som kravs for att sakta in eller stanna fordonet.

Kort beskrivning av ritningarna Figur 1 dr ett hognivaschema Over ett fordonstraktions- och bromsystem.

Figur 2 ar ett blockschema Over ett fordons traktions- och bromssystem och ddrmed forknippade styrningar for ett hybrid-elektriskt fordon.

Figur 3 dr ett blockschema Over ett fordonstraktions- och bromssystem och tillhorande styrningar for ett hydraulhybridfordon. 3 537 162 Figur 4 är ett hognivaflodesschema for bromsningsstyrning pd fordonet i figur 1.

Figur 5 är en subrutin for hognivaflodesschemat for bromsningsstyrning for fordonet i figur 2.

Figur 6 är en alternativ subrutin till subrutinen i figur 4.

Figur 7 är en graf.

Figur 8 är en graf.

Detaljerad beskrivning I foljande detaljerade beskrivning kan samma hanvisningssiffror och beteckningar anvandas fcir aft beteckna identiskt lika, mot varandra svarande eller liknande komponenter i olika ritningsfigurer. Vidare kan exemplifierande storlekar, modeller, varden eller intervall ges med avseende pd specifika utforingsformer men de skall inte anses generellt begransande. De principer som tas upp hdr kan utstrackas till en mangd olika fordon som am/ander regenerativ bromsning i allmanhet, och vissa specifika aspekter kan tillampas pd fordon i vilka fardbromsning kompletteras med hjalp av anordningar sasom drivlineretardrar, liknande dem som tillverkas av Telma, eller motorkompressionsbromsar, liknande dem som tillverkas av Jacobs.

I figurerna och sarskilt figur 1 askadliggars ett generaliserat fordon 10 som ger mojlighet till blandad regenerativ (med hjdlp av regenerativ bromsningsgivare och regenerativa bromsar 46) och icke-regenerativ bromsning (med hjdlp av fardbromsarna 24). De regenerativa bromsarna 46 är kopplade till ett hjulpar 104 via en drivaxel 17 och drivaxeldifferential 18, och appliceras pa farre an samtliga fordonshjul 104. Alternativt kan de regenerativa bromsarna 46 vara direkt anslutna till hjulen 104.

Fardbromsarna 24 kan anvandas tillsammans med upp till alla hjul 104. Fdrdbromsarna 24 star under styrning av en styrenhet 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem. De regenerativa bromsarna 46 star under styrning av en drivlinstyrenhet 44. Bromsning sker som svar pd en bromsningsbehovsignal genererad medelst en bromspedalldges- / -kraftsensor 34. En girsensor 32 och en valbar rattldgessensor 36 (om fordonet är rattutrustat, alternativt skulle en sensor kunna ersatta sasom en femte hjul-rotationssensor) am/ands for att avgora om fordonet 10 är i en svang. Ett fordonsgrdnssnitt 40 kan anordnas i syfte att placera fordonet 10 i 4 537 162 aterstallningslage for regenerativ bromsning och en forardisplay 42 kan anordnas som indikerar for en operator att fordonet 10 är i aterstallningslage.

Fordonet 10 kan vara ett motordrivet fordon i vilket fall en primal- drivkalla 48, visad 5 under styrning av en drivlinestyrenhet 44, kan vara anordnad. Den primara drivkallan 48 kan vara kopplad via en drivaxel 17 till en drivaxeldifferential 18 i syfte att driva nagra hjul 104 i kombination. Alternativt kan den primara drivkallan 48 vara lankad medelst en auto-koppling 21 via de regenerativ bromsarna 46 till drivaxeldifferentialen 18. I nagra utforingsformer kan den primara drivkallan 48 och de regenerativa 10 bromsarna 46 vara samma anordning som arbetar i olika driftlagen. Till exempel kan en elektrisk traktionsmotor arbeta som en elektrisk generator, eller ett svanghjul kan tappas pa energi, sâ att det saktas ned, eller ocksâ kan det bringas att rotera far att absorbera energi. Som ett ytterligare alternativ kan en forbranningsmotor arbeta som en luftpump i syfte att tillhandahalla icke-fardbromsbromsmoment, sasom Ors i en Jacobs-kompressionsbroms, eller i ett system vid vilket motorn anvands for att pumpa luft till en behallare. Att anvanda en avgasturbin som en effektkalla kan ocksa fungera for mildhybrid system.

I figur 2 tillampas de allmanna principerna for fordonet i figur 1 pa ett parallellhybridelektriskt fordon 11. Det parallellhybridelektriska fordonet 11 innefattar en drivlina 15 innefattande en varmemotor 12 (i typfallet en forbranningsmotor), en elektrisk traktionsmotor / generator 14, en vaxellada 16, en drivaxel 17, en drivaxeldifferential 18 och ett drivhjulspar 20. En auto-koppling 21 kan vara belagen mellan den elektriska traktionsmotorn / generatorn 14 och varmemotorn 12.

Varmemotorn 12 eller den elektriska traktionsmotorn / generatorn 14 kan anvandas som fordonets den primara drivkalla via vaxelladan 16. Vaxelladan 16 är ansluten till en drivaxeldifferential 18 via en drivaxel 17. Kraft overfors fran drivaxeldifferentialen 18 till drivhjulen 20. I huvudsak kan samma konfiguration anvandas for ett elektriskt fordon helt enkelt genom borttagning av varmemotorn 12, auto-kopplingen 21 och motorstyrenheten 30. En valbar koppling 19 kan vara placerad mellan vaxelladan 16 och den elektriska traktionsmotorn / generatorn 14 om en manuell vaxellada anvands.

Auto-kopplingen 21 mojliggor bortkoppling av varmemotorn 12 fran resten av drivlinan 15 nar varmemotorn 12 inte anvands for drivkraft. Auto-kopplingen 21 kan vara i ingrepp och kopplingen 19 inte vara i ingrepp for anvandning av varmemotorn 12 for drivning av den elektriska traktionsmotorn / generatorn 14 i syfte att aterladda fordonets batterier (ej visade). Alternativt kan vaxelladan 16 helt enkelt laggas ur vaxellage. Vaxelladan 16 anvands i sin tur for att tillfora kraft fran den elektriska 537 162 traktionsmotom / generatom 14 till drivhjulen 20. Vaxelladan 16 är dubbelriktad och kan anvandas for att overfora energi fran drivhjulen 20 tillbaka till den elektriska traktionsmotom / generatom 14. Den elektriska traktionsmotom / generatom 14 kan anyandas for tillhandahalla drivenergi (antingen ensam eller i samverkan med varmemotorn 12) till vaxelladan 16.

Drivlinan 15 mojliggor atervinning av kinetisk energi (regenerativ bromsning) som svar pa art den elektriska traktionsmotom generatorn 14 kors bakldnges av fordonets kinetiska energi. Den elektriska traktionsmotom / generatom 14 genererar, under bromsning, elektricitet som appliceras pa lagringsbatterier (ej visade) via en inverterare (ej visad). Utover regenerativ bromsning mojliggor parallellhybridelektriska fordon 11 fardbromsning med hjdlp av fardbromsama 24 pa drivhjulen 20 och icke-drivhjulen 22.

Ett forenklat styrsystem 25 fOr parallellhybridelektriska fordon 11 askadliggors med hanvisning till de styrningsaspekter som am/ands med drivlinan 15 och fordonsbromsning och f6r anpassning av fordonet for traktion medelst varmemotorn 12, traktion medelst den elektriska traktionsmotorn / generatom 14 och regenerativa bromsning med hjalp av den elektriska traktionsmotom / generatom 14 i dess generatorldge eller regenerativa ldge. Fardbromsarna 24 star under direkt styrning av en styrenhet 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem vilken, for icke-generativ anvandning, reagerar pd en bromspedallages- / -kraftsensor 34 och pa aterkoppling fran hjulrorelsesensorer (ej visade) for styrning av bromsmoment. Driften av styrenheten 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem modifieras av signaler fran hybridstyrenheten 26. En traktionsstyrenhet 38 kan ocksa foreligga, som reagerar for detektering av sliming hos hjulen 20 ndr ingen forflyttning av bromspedalen pavisas av bromspedallages- / -kraftsensom 34.

Det forenklade styrsystemet 25 innefattar en hybridstyrenhet 26 kopplad for kommunikation och styrning av den elektriska traktionsmotom generatom 14 och auto-kopplingen 21. Overgangarna mellan positivt och negativt bidrag till momentet fran den elektriska traktionsmotom / generatom 14 pdvisas och hanteras av en hybridstyrenhet 26 som mojliggor vdxlande drift. Hybridstyrenheten 26 utbyter data med en styrenhet 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem for att avgora om regenerativ bromsning skulle Oka eller forbdttra ett hjulslimingsforhallande om regenerativ bromsning skulle initieras. Vaxelladestyrenheten 27 oversatter dessa data som styrsignaler for applicering pa hybridstyrenheten 26. Hybridstyrenheten 26 arbetar i samverkan med styrenheten 28 for bromssystem och ldsningsfritt bromssystem for 6 537 162 blandning av regenerativ bromsning och icke-regenerativ bromsning. Eftersom bromsblandningen beror pa fordonets driftsforhallanden är hybridstyrenheten 26 ansluten till en girsensor 32 och en rattlagessensor 36, varvid data fran dessa kan variera balansen mellan regenerativ och icke-regenerativ bromsning.

Fordonshastigheten kan hamtas fran en konventionell drivaxelvarvraknare eller fran styrenheten 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem.

Det forenklade styrsystemet 25 innefattar ocksa en motorstyrenhet 30 som är ansluten for styrning och overvakning av varmemotom 12 och som arbetar som en konventionell motorstyrenhet i ett hybridsystem genom mojliggorande av avstangning av varmemotorn 12 under perioder nar det parallellhybridelektriska fordonet 11 arbetar pa batterieffekt. Motorstyrenheten 30 overvakar ocksa en tandningsomkopplares (IGN) lage och cykler mellan av och Bromsningsstyrning for det parallellhybridelektriska fordonet 11 mojliggor justering av bromsappliceringssvaret med utgangspunkt i bromsforhallanden. Narmare bestamt astadkommes nar ett fordon är nytt eller bromsbelagg och -klossar nyligen är utbytta en satineringsperiod under vilken regenerativ bromsning reduceras. Ett fordonsgranssnitt 40 som är kopplat till hybridstyrenheten är anordnat for servicepersonal, vilket gör det mojligt for dem att aterstalla / initi era satineringsperioden. Fordonsgranssnittet 40 är en aterstallningsfunktion som inte skall vara enkel att initiera av misstag. Aterstallningsfunktionen for regenerativ bromsning kan initieras genom nedhallande av tva i ovrigt till varandra orelaterade styrknappar samtidigt under en specifik tid, med hjalp av en insticksdel hos fordondiagnos- eller serviceutrustningen, eller ocksa nagon annan godtycklig inmatningskalla.

I figur 3, ett funktionsblockschema for ett parallellhydrauliskt hybridfordon 211, innefattar det parallellhydrauliska hybridfordonet 211 en drivlina 215 innefattande en varmemotor 12 (i typfallet en forbranningsmotor), en vaxellada 154, en drivaxel 164, en fordelningslada och koppling 156, en andra drivaxel 17 som leder till en drivaxeldifferential 18. Fordelningsladan och kopplingen 156 är mekaniskt kopplade till en hydraulpump motor 158. Hydraulpumpen / motom 158 kan selektivt anslutas mellanenlagtryckshydraulfluidumbehallare162ochen hogtryckshydraulfluidumackumulator 166 medelst ett system av ventiler 160.

Fordelningsladan och kopplingen 156 majliggar bortkoppling av varmemotorn 12 fran drivaxeldifferentialen 18 och gar det vidare mojligt for fordelningsladan och kopplingen 156 att koras bakat for att manovrera hydraulpumpen / motom 158 i syfte 7 537 162 att overfora hydraulfluidum fran 14tryckshydraulfluidumbehallaren 162 till hogtryckshydraulfluidumackumulatom 166 under bromsning. Altemativt kan fordelningsladan och kopplingen 156 ansluta varmemotorn 12 (via vaxelladan 154) till drivaxeldifferentialen 18 for att tillfora drivkraft till drivaxeln. Systemet av ventiler 5 160 kan stallas in sâ att det tillater hydraulfluidum att passera fran hOgtryckshydraulfluidumackumulatorn 166 genom hydraulpumpen / motom 158 till lagtryckshydraulfluidumbehallaren 162 i syfte att lagga till vridmoment till drivaxeln 17 for drivning av det parallellhydrauliska hybridfordonet 211. Det är ocksa mojligt for det parallellhydrauliska hybridfordonet 211 att drivas uteslutande med hydraulfluidum 10 fran hogtryckshydraulfluidumackumulatorn 166 utan stod fran varmemotom 12.

Drivlinan 215 mojliggor atervinning av kinetisk energi (regenerativ bromsning) som gensvar pa att hydraulpumpen / motom 158 kors baldt av fordonets kinetiska energi. Hydraulpumpen / motom 158 forflyttar, under bromsning, hydraulfluidum fran lagtryckshydraulfluidumbehallaren 162 till hogtryckshydraulfluidumackumulatorn 166. Fardbromsning med hjalp av fardbromsarna 24 pa drivhjulen 20 och icke-drivhjulen 22 är ocksa tillganglig.

Ett forenklat styrsystem 216 for parallellhydrauliskt hybridfordon 211 askadliggors.

Stomm en i fordon sstyrnin gen är en fordons-CAN-buss 148 via vi I ken olika styrenh eter kommunicerar med varandra. Fordonsintegrering hanteras medelst en karossdator 152, som i denna utforingsform direkt stodjer forardisplayen 42 och fordonsgranssnittet 40 som har att Ora med aterstallningslaget for regenerativ bromsning. Dessutom är girsensom 32 och rattlagessensom 36 anslutna till karossdatom 152. Fardbromsarna 24 star under direkt styrning av en styrenhet 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem vilken, for icke-generativ anvandning, reagerar pa en bromspedallages- / -kraftsensor 34 och pa aterkoppling fran hjulrorelsesensorer (ej visade) for styrning av bromsmoment som genererats medelst fardbromsarna 24. Driften av styrenheten 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem modifieras medelst signaler fran hydraulhybridstyrenheten 150 via fordons-CAN-bussen 148. En traktionsstyrenhet 38 kan ocksa foreligga som reagerar pa detektering av sladdning hos hjulen 20 nar ingen forflyttning av bromspedalen pavisas av bromspedallages- / -kraftsensom 34.

Det forenklade styrsystemet 216 innefattar en hydraulisk hybridstyrenhet 150 kopplad for kommunikation och styrning av fordelningsladan och kopplingen 156 och for oppning och stangning av systemet av ventiler 160. Hydraulpump ens / motoms 158 overgangar mellan positiva och negativa vridmomentbidrag pavisas och hanteras medelst hydraulhybridstyrenheten 150 som aterstaller systemet av ventiler 160 som 8 537 162 svar darpa och bringar kopplingen i fordelningsladan och kopplingen 156 i och ur ingrepp. Hydraulhybridstyrenheten 150 utbyter data med en styrenhet 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem via fordons-CAN-bussen 148 i syfte att avgara om regenerativ kinetisk bromsning skulle oka eller forbdttra ett hjulslirningstillstand om regenerativ bromsning skulle initieras. Vaxelladestyrenheten 27 valjer kugghjul for vaxelladan 154 som svar pa dessa signaler. Hydraulhybridstyrenheten 150 arbetar i samverkan med styrenheten 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem for blandning av regenerativ bromsning och icke-regenerativ bromsning. Eftersom bromsblandning beror pa fordonets arbetsforhAllanden är hydraulhybridstyrenheten 150 ansluten till en girsensor 32 och en rattlagessensor 36, varvid data fran dessa kan variera balansen mellan regenerativ och icke-regenerativ bromsning. Fordonshastigheten kan hamtas fran en konventionell drivaxelvarvraknare eller fran styrenheten 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem.

Det forenklade styrsystemet 216 innefattar ocksa. en motorstyrenhet 30 som är ansluten for styrning och overvakning av varmemotorn 12 och som arbetar som en konventionell motorstyrenhet i ett hybridsystem genom att majliggara avstangning av varmemotorn 12 under perioder av regenerativ bromsning eller ndr det paral 1 ellhydrauli ska hybri dfordon et 211 är under hydraulisk effekt. Motorstyren h eten overvakar ocksa en tdndningsomkopplares (IGN) ldge och cykler mellan av och I figur 4 askadliggors ett hiignivaflodesschema drift av foreliggande fordonsbromsningssystem. Det bor inses att ett antal inmatnings- och utmatningssteg avseende insamling av sensordata sasom matningar av fordonshastighet, bestamning av bromspedallage och justering av bromsappliceringstryck har uteslutits for enkelheten i framstallningen. Processen inleds i steg 50 i typfallet efter det att tandningen (IGN) stallts till pa. Processen gar vidare till ett villkorssteg 52 vilket avgar huruvida fordonet 10 är i sitt aterstallningslage for regenerativ bromsning eller inte.

Aterstallningslaget for regenerativ bromsning är det ldge som anvands for ett nytt fordon eller ett fordon pA vilket nya bromsklossar och -beldgg precis har monterats och under vilket den regenerativa bromsningen minimeras eller inte anvands alls tills fordonet har anvants tillräckligt lange for att bromssatinering skall sakerstallas. Om fordonet 10 är i aterstallningslaget for regenerativ bromsning, tas JA-vagen fran villkorssteget 52 till bearbetningssteget 54, vilket indikerar att fordonet arbetar i aterstallningslaget for regenerativ bromsning vilket betyder, i huvudsak, att bromsarna 9 537 162 anvands som pa ett icke-hybridfordon med ringa eller ingen regenerativ bromsningsanvandning.

Om fordonet inte är i aterstdllningslaget for regenerativ bromsning fa ljs NEJ-vdgen fran villkorssteget 52 till villkorssteget 56 dar fordonshastigheten jamfors med en minimitroskelhastighet Si. Om fordonets hastighet är mindre an minimitrOskeln fOljs NEJ-vagen till villkorssteget 58 ddr det fasts-tails om bromspedalen har anbragts (genom erhallande av en matning av antingen dess forflyttning eller det tryck som appliceras pa den). Om bromspedalen inte har anbragts fOljs NEJ-vagen fran villkorssteget 58 tillbaka till villkorssteget 56. Om bromspedalen har anbragts utfors inmatnings- / utmatnings-(I/0)-steget 60 for att ange att fardbromsarna 24 appliceras till en grad som motsvarar den grad med vilken bromspedalen har forflyttats. Efter applicering av fardbromsarna 24 atergar processen till villkorssteget 56.

Fran villkorssteget 56 foljs JA-vagen ndrhelst fordonshastigheten overstiger minimitroskelhastigheten Si. Utmed JA-vdgen fortsatter bearbetningen till villkorssteget 62 ddr det fasts-tails huruvida bromspedalen har varit anbragt (eller om en begaran fran bromsmomentet har tagits emot, till exempel fran en hastighetsstyrenhet). Om inte atergar bearbetningen utmed NEJ-vagen till villkorssteget 56 i en slinga som exekveras tills bromspedalen trycks ned. Utmed JA-vagen reflekterar bearbetningssteget 64 exekveringen av en algoritm for maximering av regenerativ bromsning som svar pa bromspedalforflyttning eller -kraft. Efter bearbetningssteget 64 utfors ett villkorssteg 66 i beroende av huruvida bromspedalens forflyttning / kraft okar. Om inte fOljs NEJ-vagen tillbaka till villkorssteget 56 i syfte att avgara om hastigheten har sjunkit till minimitroskeln Si.

Stegen 56, 62, 64 och 66 kan utforas i slinga tills fordonshastigheten inte ldngre overstiger minimitroskeln, bromspedalen frigors eller tills bromstrycket minskas.

JA-vagen fran villkorssteget 66 for bearbetningen ut ur rutinens forsta slinga till dess andra skede i bearbetningssteget 68. Bearbetningssteget 68 representerar installning av regenerativ bromsning som svar pa forandringar i anbragt bromspedalkraft och/eller -forflyttning. Darefter kontrolleras i bearbetningssteget 70 fordonsstabilitetskriterierna. Dessa innefattar jamforelse av rattldge och fordonsgir mot fordonets uppmatta hastighet. Stabilitetsalgoritmens utsignal jamfors med ett index. Pa bakhjulsdrivna hybridfordon eller elektriska fordon appliceras regenerativ bromsning pa bakhjulen (drivhjulen) nar foraren trampar ned bromspedalen bara precis tillrackligt for att sakta in fordonet vid en troskelhastighet (< Di ft/s2 utan hjullasning pa nagot bromsningshjul sasom faststdllts av styrenheten 28 for bromssystem och lasningsfritt bromssystem och 537 162 fordonshastighet over minimitroskeln S1). Regenerativ bromsning skulle ocksd kunna forekomma pd kommando av en hastighetsstyranordning (som svar pa fordonshastighet och lutningssensorer) i syfte att retardera fordonets acceleration nedfor en backe. Om regenerativ bromsning tillampas i en kurva kommer en girsensor och rattldgessensor att indikera att fordonet svanger och kommer att samtidigt anbringa en lämplig mangd fdrdbromsning pa icke-drivhjul 22 (i typfallet fram) i syfte att uppratthalla god fordonsstabilitet. Mangden anbragt fardbromsning pd icke-drivhjul 22 bestams av mangden fordonsgir, rattinput och fordonshastighet med hjdlp av en uppslagstabell. Om bromsningsbehovet Overstiger vad som kan utovas genom regenerativ bromsning ldggs fardbromsning till pd bade driv- och icke-drivaxlar.

Efter bearbetningssteget 70 är ett villkorssteg 72 anordnat vilket avgor om stabilitetskriteriema uppfylls. Om inte foljs NEJ-vagen till bearbetningssteget 84 dar en algoritm exekveras vilken reducerar mangden regenerativ bromsning och proportionellt akar fardbromsning i syfte att kompensera for forlusten av regenerativ bromsning. Detta sker forst pa. de icke-regenerativa hjulen 22 men kan innefatta fdrdbromsarna 24 for de regenerativa hjulen 20. Darefter utfors villkorssteget 86 i syfte att avgora om bromspedalen fortfarande är anbragt. Urn inte avbryts processen utmed utgangs- / slutvdgen 88. Om bromspedalen fortfarande är forflyttad atergar bearbetningen till bearbetningssteget 68.

Vid atergang till villkorssteget 72 foljs JA-vagen ndr stabilitetskriteriema uppfylls. Utmed denna bana anvands ett villkorssteg 74 for att avgora om fordonet fortfarande overskrider minimitroskelhastigheten S1. Om inte anvands inte regenerativ bromsning och processen foljer NEJ-vagen till I/O-steget 76 ddr fardbromsarna 24 uteslutande anvands for att retardera fordonets 10 rorelse. Darefter fortsatter styrningen till villkorssteget 78 dar det faststalls om fordonet har stannat. Om JA ldmnas processen via programavslutningsrutan 80. Om inte leder NEJ-vagen styrningen tillbaka till villkorssteget 74 for en annan jamforelse som innefattar fordonshastigheten och minimitroskelhastigheten S1 for regenerativ bromsning. Utmed JA-vagen frail villkorssteget 74 fortsatter styrningen till villkorssteget 82 ddr det faststalls om bromspedalen fortfarande är anbragt. Om inte avslutas processen och om ja aterfor processen styrningen till bearbetningssteget 68.

I figur 5 askadliggors ett forfarande for hantering av varaktigheten av bromssatineringsperioden, eller 'kers-tanning av regenerativt bromsningsldge. Processema borjar med att tandningsnyckeln fors fran AV till PA i I/O-steget 90 foljt av ett villkorssteg 92 ddr det faststalls om fordonet 10 är i aterstallningslage for 11 537 162 regenerativ bromsning. Om inte tas NEJ-vagen till bearbetningssteget 94 for det normala laget "maximera regenerativ bromsning". Utmed JA-vagen fran villkorssteget 92 är ett bearbetningssteg 96 anordnat vilket indikerar drift med minimal regenerativ bromsning. Detta innefattar anvandning av ingen regenerativ bromsning. Darefter passerar styrningen till en algoritm som mater de varden som anvands for att avgora varaktigheten av aterstallningslaget sasom bromscykler, tillryggalagd stracka, etc., vilka tjanar som surrogat for fardbromsens 24 kloss- / belaggsatineringstillstand. Darefter faststalls i villkorssteget 100 om surrogatarbetsvariabeln som uppmatts som en tillstandsindikator ffir bromskloss- / -belaggssatineringstillstandet har uppfyllts. Om ja gar bearbetningsstyrningen till bearbetningssteget 94. Om inte exekveras en slinga innefattande villkorssteget 100 och bearbetningssteget 102, vilka mojliggor uppdatering av surrogatarbetsvariabelmatningen.

I figur 6 visas ett altemativt forfarande till figur 5. Pro cessen i figur 6 ger en gradvis overg'ang fran aterstallningslaget for regenerativ bromsning till normal drift. Sasom anges av I/O-steget 110 borjar aterigen processema med att tandningsnyckeln fors frail OFF till ON foljt av ett villkorssteg 112 dar det faststalls om fordonet 10 är i aterstallningslaget for regenerativ bromsning. Om inte tas NEJ-vagen till bearbetningssteget 114 for det normala laget "maximera regenerativ bromsning".

Utmed JA-vagen fran villkorssteget 112 är ett bearbetningssteg 116 anordnat som indikerar drift med minimal regenerativ bromsning vid den sista kanda regenerativa bromsningsnivan, som inledningsvis kan vara no 11. Darefter passerar styrningen till en algoritm som mater de varden som anvands for att avgora varaktigheten av aterstallningslaget sasom bromscykler, tillryggalagd stracka, etc., vilka tjanar som surrogat for fardbromsens 24 kloss- / belaggsarineringstillstand. Darefter faststalls vid villkorssteget 120 om surrogatarbetsvariabeln som uppmatts som en tillstandsindikator for bromskloss- / -belaggssatineringstillstandet har uppfyllts. Om ja gar bearbetningsstyrningen till bearbetningssteget 114. Om inte exekveras en slinga innefattande villkorssteget 120 och bearbetningssteget 122 och bearbetningssteget 124, vilka mojliggor uppdatering av surrogatarbetsvariabelmatningen och for okning av den regenerativa bromsningskomponenten av den totala bromsningen.

I figurema 7 och 8 ges en jamforelse mellan ett konventionellt hybridfordon som anvander regenerativ bromsning och fordonet 10 som arbetar for att Oka den totala kinetiska energiatervinningen. Den vertikala skalan är fordonets deceleration i enheten fot per sekundkvadrat (pa ton, jamn vagbelaggning) och den horisontella skalan är procentandelen av total majlig bromsforflyttning. Total deceleration, det viii saga den bromsning som tillhandahalls av bade fardbromsarna och regenerativ bromsning, är 12 537 162 samma som anges av kurvorna 132 och 142. Kurvorna 130 och 140 är kurvor for konventionell fordonsdeceleration for jamforelsesyften. Kurvorna 134 och 144 askadliggOr det regenerativa bromsningsbidraget mellan tidigare hybridfordon och fordonet 10. Den utplattade delen av kurvoma 134 och 144 Aterspeglar granser i drivlinans 15 formaga att absorbera fordonets kinetiska energi. Kurvorna 136 och 146 askadliggOr fardbromsens bidrag i de tva respektive systemen. Fardbromsens bidrag i foreliggande fordon 10 reduceras, vilket innebar mer energiatervinning for pedalrorelsen mellan cirka 20 % och cirka 50 % av mojlig f6rflyttning, f6rutsatt att fordonets 10 hastighet overstiger SI. Den specifika procentandelen pedalrOelse och fordonsdecelerationstakt är endast exemplifierande och jute avsedd att vara begransande. Varje fordonsfamilj kommer att medfora specifik kalibrering eller fininstallning i syfte att Oka mangden regenerativ bromsning som erhalls under decelerationshandelser. 13

Claims (12)

537 162 PATENTKRAV

1. Bromssystem for ett fordon (10, 11, 211) med stod av ett flertal hjul (104), varvid bromssystemet innefattar: regenerativa bromsar (46) kopplade till en delmangd av namnda flertal hjul (104) for applicering av bromsmoment darpa; icke-regenerativa bromsar (24) for applicering av bromsmoment pA namnda flertal hjul (104); organ (44, 26, 150) for styrning av bromsmoment som genererats medelst de regenerativa bromsarna (46); varvid organen (44, 26, 150) for styrning av bromsmoment reagerar for ett behov av bromsmoment vid mindre an en minimitroskeldeceleration for applicering av de regenerativa bromsarna (46) i syfte att retardera forflyttning av fordonet (10, 11, 211); och varvid organen (44, 26, 150) for styrning av bromsmoment lagger till bromsmoment frail bade de regenerativa bromsarna (46) och de icke-regenerativa bromsarna (24) som svar pa behov av bromsmoment for retardering av fordonets (10, 11, 211) forflyttning vid deceleration storre an minimitroskeln; organ (32) for detektering av en svang utford av fordonet (10, 11, 211); varvid organen (44, 26, 150) for styrning av bromsmoment reagerar for detektering av svangning genom minskning av regenerativ bromsning eller okning av icke-regenerativ bromsning nar fordonet (10, 11, 211) svanger; och varvid organen (44, 26, 150) for styrning av bromsmoment har ett lage for 25 begransad regenerativ bromsning som kan initieras manuellt.

2. Bromssystem enligt krav 1, vidare innefattande: att de regenerativa bromsarna (46) är en elektriskt traktionsmotor (14) med ett regenereringsdriftlage.

3. Bromssystem enligt krav 1, vidare innefattande: att de regenerativa 30 bromsarna (46) är en hydraulisk pump (158).

4. Fordon (10, 11, 211), innefattande: en fordonsdrivlina (15) innefattande en traktionsmotor (14, 158), minst ett drivhjul (104) och organ (16) for mekanisk koppling av traktionsmotorn (14, 158) till namnda drivhjul (104); varvid traktionsmotorn (14, 158) har ett traktionslage i vilket traktionsmotorn (14, 158) arbetar som en primar fordonsdrivkalla via namnda drivhjul (104) och ett 'age for regenerativ bromsning i vilket traktionsmotorn (14, 158) absorberar fordonets (10, 11, 211) kinetiska energi via namnda drivhjul (104) for lagring; 14 537 162 en fordonshastighetssensor; atminstone ett icke-drivhjul (104); och bromssystemet enligt nagot av krav 1 till 3, vidare innefattande: att de icke.regenerativa bromsarna är fardbromsar (24) anslutna till namnda drivhjul (104) och till namnda icke-drivhjul (104); organ (34) for begaran om berdknat bromsmoment; organ (28) som reagerar pa organen (34) for begaran om berdknat bromsmoment och som har formaga att allokera det beraknade bromsmomentet mellan fardbromsarna (24) och traktionsmotorn (14, 158) som arbetar i ldget for regenerativ bromsning, varvid organen (28) som reagerar for organen (34) for begaran om berdknat bromsmoment och som har formaga att allokera bromsmoment vidare reagerar pa att fordonshastigheten faller under en minimihastighetstroskel genom att allokera allt bromsmoment till fardbromsarna (24) och vidare ocksa reagerar pa att fordonshastigheten overskrider minimihast ighetstro skein genom att blanda bromsmomentet mellan traktionsmotorn (14, 158) och fardbromsarna (24) som en funktion av det begarda bromsmomentet; att organet for att detektera en svang utford av fordonet (10, 11, 211) är en girsensor (32); en rattldgessensor (36); och organ (44, 26, 150) som reagerar pa girsensorn (32) och rattldgessensorn (36) for balansering av bromsmoment mellan namnda drivhjul (104) och ndmnda ickedrivhjul (104) i syfte att astadkomma stabilitetsstyrning.

5. Fordon (10, 11, 211) enligt krav 4, varvid organen (44, 26, 150) som reagerar pa girsensorn (32) och rattldgessensorn (36) reagerar pa fordonshastighet som overskrider minimihastighetstroskeln genom att allokera vasentligen allt bromsmoment till regenerativ bromsning ndr fordonet (10, 11, 211) ror sig rdtlinjigt, enligt faststallande fran girsensorn (32) och rattldgessensorn (36), ddr det begarda bromsmoment är mindre an en minimibromsmomenttroskel.

6. Fordon (10, 11, 211) enligt krav 5, varvid organen (28) som reagerar pa organen (34) for begaran om berdknat bromsmoment och som har formaga att allokera bromsmoment alltmer omallokerar relativt bromsmoment fran regenerativ bromsning till icke-regenerativ bromsning med okande bromsmomentbehov eller icke-rdtlinjig deceleration.

7. Fordon (10, 11, 211) enligt krav 6, varvid organen (28) som reagerar pa organen (34) for begaran om berdknat bromsmoment och som har formaga att allokera bromsmoment vidare innefattar: 537 162 en traktionsmotorstyrenhet (26, 150) for omkoppling av traktionsmotom (26, 158) mellan ett lage for regenerativ bromsning och ett traktionslage; en bromsstyrenhet (28) for styrning av applicering av fardbromsarna (24) som är anslutna till namnda drivhjul (104) och fardbromsarna (24) som är anslutna till namnda icke-drivhjul (104); och organ for kommunikation av data mellan bromsstyrenheten (28) och traktionsmotorstyrenheten (26, 150).

8. Fordon (10, 11, 211) enligt krav 7, varvid fordonet (10, 11, 211) är ett hybridelektriskt fordon och fordonsdrivlinan (15) vidare innefattar en forbranningsmotor (12) som selektivt kan kopplas mekaniskt till traktionsmotom och varvid traktionsmotom är en elektrisk traktionsmotor (14) och varvid forbranningsmotom (12) eller den elektriska traktionsmotom (14) selektivt arbetar som fordonets primara drivkalla.

9. Fordon (10, 11, 211) enligt krav 8, varvid bromsstyrenheten (28) och 15 traktionsmotorstyrenheten (26) reagerar for okande behov av bromsmoment genom att justera bromsmomentet fran den elektriska traktionsmotom (14).

10. Fordon (10, 11,211) enligt krav 9, vidare innefattande: manuella organ for upphavning av blandning av regenerativ och icke-regenerativ bromsning till forman for icke-regenerativ bromsning under en tid som uppmatts genom drift av fordonet (10, 11,211).

11. Fordon (10, 11, 211) enligt krav 7, varvid traktionsmotorn är en hydraulpump (158). 16 FORARDISPLAY FOR INDIKERING AV ATERSTALLNINGSLAGE FOR REGENERATIV BROMSNING FORDONSGRANSSNITT FOR ATERSTALLNINGSFUNKTION FOR REGENEFtATIV BROMSNING (36 ji34 42-) PEDALLAGE BROMS- RATTSENSOR 32- -28 STYRNING BROM SYSTEM & ABS TANDN 104-)(24 — HAIL j*"1 F-B DRIVLINESTYRENHET (STYR OCKSA REGEN BIRDLIMING) c4e-104 LF-B 48- 18--? DRIVAXEL 218 DIFFERENTIAL REGEN BROMSAR PRIMAR DRIVKALLA 21 104 ( 4 HJUL GIRSENSOR FIG. FoRARDISPLAY FOR INDIKERING AV ATERSTALLNINGSLAGE FOR REGENERATIV BROMSNING r FORDONSGRANSSNITT FOR ATERSTALLNINGSFUNKTION FOR REGENERATIV ,...13_Fi7OAL_Ml TRAKTIONSSTYRNING 36 BROMS- PEDALLAGE 42 GIRSENSOR RATTSENSOR 32— 26..2 STYRNING BRoms- TAN D N SYSTEM & ABS MOTORSTYRNINGS- MODUL 22 c HYBRIDSTYRENHET (STYR AVEN REGEN (27 TRANStilISSIONS- TYRENHET

12. - FoRBRANNING - MOTOR DRIVAXEL- DIFFERENTIAL 22- 242 14 HAL