DE4446485C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Abbremsen eines Kraftfahrzeuges mit Hybridantrieb - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Abbremsen eines Kraftfahrzeuges mit HybridantriebInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abbremsen eines
Kraftfahrzeuges mit Hybridantrieb nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1 sowie auf eine zu dessen Durchführung geeignete Vor
richtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
Es ist bekannt, daß der Bremsvorgang für Kraftfahrzeuge mit Hyb
ridantrieb nicht nur mittels üblicher Betriebs-Reibungsbremsen,
sondern auch mittels einer sogenannten Rekuperationsbremsung
durchgeführt werden kann, bei welcher der Antriebselektromotor
als Generator arbeitet um die kinetische Energie des Fahrzeugs
in elektrische Energie umwandelt, die dann zum Laden der Trakti
onsbatterie des Hybridantriebs verwendet wird. Wird der Brems
vorgang von einem Radschlupfregelsystem ausgelöst, beispielsweise
einem Antiblockiersystem (ABS) oder einer Antriebsschlupfrege
lung, wird zweckmäßigerweise der Rekuperationsbremsbetrieb nicht
aktiviert. Eine auf diese Weise arbeitende Bremsanlage ist in
der Offenlegungsschrift DE 41 24 496 A1 beschrieben. Bei dieser
Bremsanlage sind je ein hydraulischer Bremskreis mit Reibungs
bremsen für eine angetriebene und eine nicht angetriebene Achse
sowie für die Antriebsräder zusätzlich ein elektro-regeneratives
Bremssystem vorgesehen. Je nach der am Bremspedal sensierten
Bremsanforderung wird zusätzlich zur Reibungsbremsung der nicht
angetriebenen Räder eine elektro-regenerative Bremsung der An
triebsräder durchgeführt. Es wird hierbei ermittelt, ob die mo
mentan maximal einsetzbare elektro-regenerative Bremskraft, die
anhand erfaßter Momentanwerte für die Fahrzeuggeschwindigkeit
und das Ladungsaufnahmevermögen der Batterie ermittelt wird, für
die Bereitstellung des erforderlichen Bremskraftanteils für die
Antriebsachse ausreicht. Wenn dies nicht der Fall ist, werden
zusätzlich die Reibungsbremsen der Antriebsräder aktiviert.
Es ist andererseits z. B. aus der Patentschrift DE 559 147 be
kannt, bei Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antriebsmotor, der
im normalen Betrieb von einer Verbrennungsmaschine über einen
Generator mit der erforderlichen Antriebsleistung versorgt wird,
eine Bremswirkung dadurch zu erzielen, daß der Antriebsmotor
fremderregt wird und in Generatorfunktion den mechanisch mit der
Verbrennungsmaschine gekoppelten Generator mit elektrischer E
nergie speist. Der Generator arbeitet dann als Motor auf die
Verbrennungsmaschine, die ihrerseits in einer Motorbremswirkung
die zugeführte Energie durch Kompressionsarbeit abbaut.
In der Offenlegungsschrift JP 4-322105 (A) sind ein gattungsge
mäßes Verfahren und ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug beschrie
ben. Der Bremsvorgang wird bei dem dort gezeigten Kraftfahrzeug
mit Hybridantrieb dergestalt durchgeführt, daß ein Rekuperati
onsbremsbetrieb erfolgt, solange die überwachte Spannung der
Traktionsbatterie unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes
liegt. Wenn die Batteriespannung den Grenzwert überschreitet,
wird die Krafstoffzufuhr für den Verbrennungsmotor unterbrochen,
und ein Hybridantriebssteuergerät steuert den an den Generator
angeschlossenen Wechselrichter derart an, daß dieser mit der vom
Antriebsmotor im Generatorbetrieb erzeugten elektrischen Energie
nunmehr als Motor arbeitend die Brennkraftmaschine als Last zum
Absorbieren der rückgespeisten elektrischen Energie antreibt.
Mit der Umschaltung auf den Motorbremsbetrieb, wenn die Batte
riespannung den vorgegebenen Grenzwert erreicht hat, wird ver
hindert, daß das System weiterhin das Aufladen der Batterie ver
sucht, obwohl diese bereits weitestgehend vollgeladen ist und
aus diesem Grund keine merkliche Rekuperationsleistung mehr auf
nehmen kann.
Es gibt nun jedoch auch andere Betriebszustände, in denen eine
Batterie nicht weiter geladen werden sollte, und zwar wenn die
Batterie zu heiß geworden ist und deshalb keine hohen Ladeströme
mehr zugeführt bekommen sollte, weil der Temperaturknickpunkt
bei einer Volladung auf die Nennkapazität erreicht wurde oder
weil die Batterie bei hoher Umgebungstemperatur stark belastet
wurde, oder wenn durch den Bremsvorgang eine so hohe elektrische
Leistung vom Antriebsmotor bereitgestellt wird, daß die für die
normale Vortriebsleistung ausgelegte Traktionsbatterie den zuge
hörigen Ladestrom nicht schadlos verkraften kann. Dabei ist zu
beachten, daß der Antriebselektromotor selbst bei vorgegebenem
Maximalstrom im Generatorbetrieb eine wesentlich höhere Leistung
abzugeben vermag als im Motorbetrieb, da im Generatorbetrieb die
Spannung, d. h. die Ladespannung, höher liegt.
Aus der Patentschrift DE 31 44 858 C2 ist es bekannt, einer auf
ladbaren Batterie eine Unterbrechungseinrichtung zuzuordnen, die
einen Lade- und Entladestromkreis der Batterie unterbricht, wenn
die Batterietemperatur zu stark ansteigt oder wenn der Lade-
oder der Entladestrom einen jeweils vorgebbaren Schwellwert
übersteigt. Die Offenlegungsschrift DE 42 23 913 A1 offenbart
ein Batterieladegerät mit Temperatursensor und Ladeschlusssen
sor, wobei es einen Ladevorgang bei zu hoher Batterietemperatur
unterbricht und bei vom Ladeschlusssensor festgestellter voller
Batterieaufladung beendet.
Aus der Auslegeschrift DE 19 05 641 B2 ist eine kombinierte ge
neratorische und mechanische Bremseinrichtung für ein von einer
Akkumulatorenbatterie gespeistes, elektrisch angetriebenes Fahr
zeug bekannt, bei dem durch Bewegung eines Hebels zunächst nur
die generatorische Bremsung durch Rückspeisung der elektrischen
Energie auf die Batterie eingeleitet wird und dann, nach deren
voller Aussteuerung, bei weiterer Bewegung des Bremshebels die
mechanische Bremse betätigt wird. Dabei ist ein Regler vorgese
hen, der bei Erreichung eines kritischen Ladezustandes der Bat
terie, genauer in Abhängigkeit von der Ladespannung und der Tem
peratur der Batterie, die Aussteuerung der generatorischen Brem
se entsprechend zurücksteuert und einen diese Rücksteuerung er
setzenden Anteil der mechanischen Bremse ansteuert.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung
eines Verfahrens der eingangs genannten Art, durch das Bremsvor
gänge vom Hybridantriebssystem unter Umkehrung seiner normalen
Leistungübertragungrichtung alleine oder unterstützend und ohne
Gefahr einer Batterieschädigung durchgeführt werden können, so
wie einer zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Vorrich
tung zugrunde.
Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 2 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Motorbremsbetrieb, bei
dem die vom Antriebssystem des Hybridantriebs erzeugte elektri
sche Leistung durch die Motorbremswirkung der Brennkraftmaschine
absorbiert wird, nicht nur aktiviert wird, wenn die Traktions
batterie voll aufgeladen ist, sondern auch, wenn ihre Temperatur
außerhalb eines vorgegebenen Ladetemperaturbereiches liegt oder
wenn die Ladestromstärke, die sich bei der vom Antriebselektro
motor jeweils bereitgestellten elektrischen Leistung ergeben
würde, einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wozu diese
Batterieparameter beim Auslösen eines Bremsvorgangs durch geeig
nete Einrichtungen erfaßt und ausgewertet werden. Dieses Verfah
ren verhindert Schädigungen der Traktionsbatterie während Reku
perationsbremsungen durch Batterieüberhitzung oder zu hohe Lade
stromstärken, wie sie bei höherer Fahrgeschwindigkeit schon bei
durchschnittlichem Bremskraftbedarf anfallen können.
Dieses Bremsverfahren läßt sich in einem Kraftfahrzeug mit Hyb
ridantrieb verwenden, bei dem eine Batterieüberwachungseinheit
zur Erfassung der erforderlichen Batteriezustandsdaten und ein
Hybridantriebssteuergerät vorgesehen sind, dem die Batteriedaten
von der Überwachungseinheit zugeführt werden können und das so
ausgelegt ist, daß es abhängig von einer vorliegenden Bremsan
forderung und dem Zustand der Traktionsbatterie, genauer von de
ren Ladezustand, Temperatur und Ladestromstärke, die Absorption
der vom Antriebselektromotor erzeugten elektrischen Energie
durch Laden der Traktionsbatterie oder Antreiben der Brennkraft
maschine im Motorbremsbetrieb steuert.
Durch das Verfahren läßt sich die jeweils erforderliche Brems
kraft in optimierter Weise durch Rückspeisung von Energie in den
Hybridantrieb aufbringen, wobei diese Energie soweit möglich als
elektrische Energie in die Traktionsbatterie rückgespeichert
wird. Immer dann, wenn diese Rückspeicherung für die Traktions
batterie ungünstig ist, wird der Motorbremsbetrieb aktiviert.
Dies erspart beispielsweise bei Anwendung in einem Kraftfahrzeug
in solchen Fällen einen entsprechenden Bremskraftanteil der Be
triebs-Reibungsbremse. Das Bremspedalgefühl läßt sich dadurch in
Relation zur Bremswirkung konstant halten, die Reibungsbremsbe
läge unterliegen keinem so hohem Verschleiß und können zudem
selbst beim Befahren längerer Gefällestrecken vor sicherheitsbe
einträchtigender Überhitzung geschützt werden.
Durch geeignete Steuerung des Drosselklappenöffnungswinkels mit
tels des Hybridantriebssteuergerätes lässt sich die Bremswirkung
der als Motorbremse angetriebenen Brennkraftmaschine situations
angepaßt einstellen. Die Zuordnung von Drosselklappenöffungswin
kel und Motordrehzahl der Brennkraftmaschine im Motorbremsbe
trieb hängt außer von der Höhe der an sich gewünschten Motor
leistung auch von der eingeschalteten Betriebsart, z. B. emissi
onsfreier Betrieb, Intervalladebetrieb oder Autobahnfahrt-Dauer
ladebetrieb, den Dynamikanforderungen an die aufzubringende
Bremsleistung und dem zugehörigen Pedalgefühl bei Umverteilung
von Bremsleistungen auf die einzelnen Bremsanteile sowie von
eventuellen Vorgaben ab. Eine solche Vorgabe kann beispielsweise
darin bestehen, daß der Schleppbetrieb der Brennkraftmaschine im
emissionsfreien Betrieb nicht oder nur eingeschränkt, z. B. als
Notbremse, erlaubt sein soll. Zur Durchführung dieser Maßnahme
ist eine Steuerleitungsverbindung zwischen dem Hybridantriebs
steuergerät und einem Drosselklappenstellglied vorgesehen.
Beim Aktivieren eines Motorbremsbetriebs wird die Brennkraftma
schine zunächst auf eine für die jeweilige Situation geeignete
Drehzahl gebracht, mit der dann der eigentliche Motorbremsbe
trieb eingeleitet wird. Damit steht in kurzer Zeit die für die
jeweils momentane Situation gewünschte Motorbremswirkung zur
Verfügung. Bei zuvor stehender Brennkraftmaschine wird diese zunächst
bei geöffneter Drosselklappe und unterbrochener Kraft
stoffzufuhr auf die für den anschließenden Motorbremsbetrieb ge
eignete Drehzahl gebracht. Diese beispielsweise vom Hybridan
triebssteuergerät ermittelte Bremsdrehzahl wird abhängig vom Zu
stand der Traktionsbatterie und/oder von der Fahrzeuggeschwin
digkeit und/oder vom Bremspedalweg gewählt, so daß sich genau
der Bremskraftanteil durch die Motorbremse einstellen läßt, der
für den momentanen Bremsvorgang alleine oder zusammen mit der
Bremswirkung durch Aufladen der Traktionsbatterie und/oder der
Bremswirkung von Kraftfahrzeug-Reibungsbremsen aufzubringen ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeich
nung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Die einzige Figur zeigt ein Blockdiagramm eines Hybridantriebs
systems für ein Kraftfahrzeug.
Das in der Figur dargestellte Hybridantriebssystem besitzt fol
genden Aufbau. An einen Achsantrieb 1 des Kraftfahrzeuges ist
über eine Welle ein Antriebselektromotor 2 mechanisch angekop
pelt. Die Wechselstromanschlüsse des Elektromotors 2 sind über
eine Drehstromleitung mit der Wechselstromseite eines ersten
Wechselrichters 3 verbunden. An die Gleichstromseite dieses
Wechselrichter 3 sind zum einen eine Traktionsbatterie 4 und
zum anderen die Gleichstromseite eines zweiten Wechselrichters
5 angeschlossen. Die Wechselstromseite des zweiten Wechsel
stromrichters 5 ist über eine weitere Drehstromleitung mit den
Drehstromanschlüssen eines Generators 6 verbunden, der über
eine Welle mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 7 gekuppelt
ist. Dem Verbrennungsmotor 7 ist eine Drosselklappe 8 mit
zugehörigem, über ein elektrisches Gaspedal ansteuerbarem Stell
glied 9 zugeordnet.
Die oben beschriebene Kette miteinander verbundener Komponenten
bildet in herkömmlicher Weise den eigentlichen seriellen Hybri
dantrieb. Zu dessen Steuerung ist ein Hybridantriebssteuergerät
10 vorgesehen, das eingangsseitig die erforderlichen Sensorsi
gnale 18 empfängt, z. B. vom elektronischen Gaspedal, von einer
Raddrehzahlsensorik, von einem ABS-Steuergerät usw.. Um außerdem
das weiter unten erläuterte Bremsverfahren durchzuführen, ist
dem Hybridantriebssteuergerät 10 das Signal eines Potentiome
ters 17 zugeführt, der einem Bremspedal 16 zur Erfassung des
Pedalweges zugeordnet ist. Des weiteren empfängt es Batterie
zustandsdaten von einer Batterieüberwachungseinheit 11, welche
an die Traktionsbatterie 4 zur Überwachung von deren Ladezu
stand, Temperatur und Ladestromstärke angeschlossen ist. Unter
Auswertung der empfangenen Eingangssignale steuert das Hybridan
triebssteuergerät 10 die beiden Wechselrichter 3, 5 sowie
das Drosselklappeneinstellglied 9 in jeweils passender Weise,
wozu jeweils eine Steuerleitung vom Steuergerät 10 zu diesen
Einheiten 3, 5, 9 führt.
Mit der Traktionsbatterie 4 ist ein Netzladegerät 12 verbun
den, um die Batterie 4 im Bedarfsfall am Stromnetz aufladen zu
können. Dem Netzladegerät 12 sind ebenfalls Batteriezu
standsdaten von der Batterieüberwachungseinheit 11 zuführbar.
An die Traktionsbatterie 4 ist außerdem ein DC/DC-Wandler
13 angeschlossen, der mit seiner anderen Anschlußseite mit ei
ner 12 V-Lichtbatterie 15 des Fahrzeugs in Verbindung steht.
Eine Lichtbatterieüberwachungseinheit 14 erfaßt den Zustand
der Lichtbatterie 15 und steuert den DC/DC-Wandler 13 je
weils passend an, um die Lichtbatterie über den Gleichstromzwi
schenkreis, an den die Traktionsbatterie angeschlossen ist, auf
zuladen. Über einen Startschalter 19, dessen Signalausgang zum
Hybridantriebssteuergerät 10 geführt ist, wird letzterem je
weils die Information zum Starten des Fahrzeugs eingegeben.
Das gezeigte Hybridantriebssystem dient zum einen in herkömmli
cher und daher hier nicht näher beschriebener Weise zum Antrei
ben des Kraftfahrzeuges wahlweise durch die vom Verbrennungsmo
tor 7 erzeugte Energie oder durch die in der Traktionsbatterie
4 eingespeicherte Energie. Zum anderen eignet sich das Hybri
dantriebssystem zur Erfüllung einer Bremsfunktion für das Fahr
zeug zusätzlich zu einer üblichen Bremsanlage mit Reibungsbrem
sen an den einzelnen Fahrzeugrädern, die hier keiner näheren Be
schreibung bedarf. Nachfolgend wird diese vom System
durchführbare Bremsregelung näher beschrieben.
Eine Bremsanforderung wird durch Betätigen des Bremspedals 16
signalisiert, was das Hybridantriebssteuergerät 10 über das
zugeordnete Potentiometer 17 erkennt. Abhängig von den weite
ren zugeführten Eingangssignalen entscheidet das Steuergerät
10 über den Einsatz der verschiedenen Bremsmöglichkeiten. Zum
einen kann vorgesehen sein, jeglichen Motorbremsbetrieb in einer
bestimmten Fahrsituation zu unterdrücken und die Bremsung allei
ne mit der Reibungsbremsanlage und gegebenenfalls durch Zuschal
ten einer Rekuperationsbremsung durchzuführen, bei welcher die
Traktionsbatterie über den als Generator arbeitenden Antriebs
elektromotor 2 und den passend angesteuerten ersten Wech
selrichter 3 aufgeladen wird. Die allgemeine Bremsphilosophie
liegt darin, zunächst die Rekuperationsbremsung mit Aufladung
der Traktionsbatterie 4 zu aktivieren. Wenn diese Batterieauf
ladung aufgrund des gegebenen Batteriezustandes ungünstig ist
oder mit ihr die erforderliche Bremsleistung nicht erzielbar
ist, schaltet das System die Motorbremsfunktion zu. Bei stärke
ren Bremskraftanforderungen wird zusätzlich die Reibungs
bremsanlage aktiv. Außerdem schaltet das Hybridantriebssteuerge
rät 10 jegliche Bremsfunktion des Hybridantriebs ab, wenn es
ein Signal über eine aktivierte Radschlupfregelung vom ABS oder
einer Antriebsschlupfrelegung empfängt, da die Radschlupfrege
lung über die Betätigung der Reibungsbremsen erfolgt.
Betriebszustände, in denen das Aufladen der Traktionsbatterie
4 zwecks Abbremsen des Fahrzeugs ungünstig ist, liegen vor,
wenn die Batterie 4 voll aufgeladen ist und nicht nur eine
kurzzeitige, geringe Bremsleistung gefordert ist, z. B. beim Be
fahren einer längeren Gefällestrecke, oder wenn die Batterietem
peratur über einem vorgegebenen Grenzwert liegt und keine hohen
Ladeströme mehr fließen sollten oder wenn im Fall einr höheren
Fahrgeschwindigkeit bei der Bremsanforderung vom Antriebselek
tromotor 2 eine so hohe elektrische Leistung erzeugt wird, daß
die für normale Fahrbetriebsleistungen ausgelegte Traktionsbat
terie 4 diesen Ladestrom nicht ohne Gefahr einer Schädigung
aufnehmen kann. In solchen Situationen steuert das Hybridan
triebssteuergerät 10 die beiden Wechselrichter 3, 5 und das
Drosselklappenstellglied 9 passend derart an, daß der Genera
tor 6 den Verbrennungsmotor 7 auf eine geeignete Motor
bremsdrehzahl bringt und des weiteren die gewünschte Motorbrems
leistung gewährleistet wird. Die Abstimmung der Motorbremsdreh
zahl und des Drosselklappenöffnungswinkels zueinander hängt
sowohl von der gewünschten Motorbremsleistung als auch von der
momentanen Antriebsart, d. h. emissionsfreier Betrieb, Interval
ladebetrieb oder Dauerladebetrieb wie im Fall einer Autobahn
fahrt, den Dynamikanforderungen an die resultierende Bremslei
stung mit entsprechendem Pedalgefühl bei Umverteilung der Brems
leistung auf die verschiedenen Bremsanteile sowie gegebenenfalls
von externen Vorgaben ab, z. B. in welchem. Umfang der Schleppbetrieb
des Verbrennungsmotors im emissionsfreien Betrieb erlaubt
werden soll.
Wenn das System erkannt hat, daß bei der vorliegenden Bremsan
forderung die Aktivierung des Motorbremsbetriebs günstig ist,
sind die erforderlichen Steuerungsmaßnahmen danach zu unter
scheiden, ob der Verbrennungsmotor 7 momentan steht oder sich
in Antriebsfunktion befindet. Bei stehendem Verbrennungsmotor
7, z. B. in einer entsprechenden Phase des Intervalladebe
triebs, in welchem der Verbrennungsmotor 7 in gewissen Zeitab
ständen läuft, um die Traktionsbatterie 4 wieder aufzuladen,
erfolgt die Steuerung durch das Hybridantriebssteuergerät 10
derart, daß der Verbrennungsmotor 7 bei geöffneter Drossel
klappe 8 und unterbrochener Kraftstoffzufuhr von dem dann im
Motorbetrieb arbeitenden Generator 6 auf die vom Steuergerät
10 bestimmte Motorbremsdrehzahl gebracht wird, um danach
Bremsleistung aufnehmen zu können. Bei diesem Hochbeschleunigen
des Verbrennungsmotors 7 fließen zwar höhere Stromstärken im
Generator 6, nicht jedoch große Leistungen, weil bei niedrigen
Drehzahlen der Strom zwischen den Statorspulen des Generators
6 und Zwischenkreiskondensatoren des Wechselrichters 5 ohne
größere äußere Leistungsaufnahme pendelt. Anschließend wird auf
den Motorbremsbetrieb umgesteuert, in welchem die Kraftstoffzu
fuhr abgesperrt bleibt und die Drosselklappe 8 in die vom
Steuergerät 10 ermittelte, geeignete Stellung gebracht wird.
Wenn der Verbrennungsmotor 7 beim Auslösen eines Bremsvorgangs
läuft, besitzt der Verbrennungmotor 7 bereits eine Ausgangs
drehzahl. Dies ist z. B. in einer entsprechenden Phase eines In
tervalladebetriebs oder im kontinuierlichen Ladebetrieb der
Fall, wie bei fest eingestellten Betriebspunkten im Best
punktbetrieb oder wie im Betrieb auf der Bestverbrauchskurve bei
unterschiedlichen Leistungen, um die Ladungswechsel der Trakti
onsbatterie 4 gering zu halten und die Fahrleistung des Fahr
zeugs näherungsweise zeitgleich zu erbringen. Mittels passender
Systemsteuerung durch das Hybridantriebssteuergerät 10 wird
der Verbrennungsmotor 7 beim Auslösen eines Motorbremseingriffs
von dieser Ausgangsdrehzahl in die ermittelte, gün
stige Motorbremsdrehzahl gefahren, aus der er dann bei unter
brochener Kraftstoffzufuhr in den Motorbremsbetrieb übergeht.
Zur Bestimmung der geeigneten Motordrehzahl wertet das Hybridan
triebssteuergerät 10 den Batteriebetriebszustand, die Fahr
zeuggeschwindigkeit und den Bremspedalweg aus.
Je nach Betriebszustand der Batterie und Auslegungsphilosophie
der Bremsanlage kann die Bremswirkung des Verbrennungsmotors 7
jeweils schon so früh zugeschaltet werden, daß auf die Reibungs
bremsanlage keine Unterschiedslast aufgebracht werden muß, wenn
die Bremswirkung durch Aufladen der Traktionsbatterie 4 nicht
mehr ausreicht. Alternativ kann vorgesehen werden, eine bestimm
te Bremsleistung der Reibungsbremsanlage über eine gewisse Dauer
zuzulassen und währenddessen allmählich die Bremsleistung der
Motorbremse zu steigern, ohne daß der Fahrer durch das Einsetzen
einer stärkeren Bremswirkung irritiert wird. In jedem Fall ist
es möglich, einen eventuell erforderlich werdenden Übergang von
der rein elektrischen Bremsung mittels des Hybridantriebs auf
eine Bremsung mit den Reibungsbremsen bezüglich der Auswirkungen
auf den Bremspedalweg und auf das Bremspedalgefühl weich zu ge
stalten. Bei einer nur sehr kurzzeitigen Bremsanforderung kann
die von der elektrischen Bremskomponente bereitzustellende
Bremsleistung gegebenenfalls durch Aufladen der Traktionsbatte
rie 4 selbst dann, wenn diese voll geladen ist oder eine hohe
Temperatur besitzt, erzeugt werden, da die Batterie 4 auch in
diesem Zustand noch eine geringe Menge an Ladeenergie gefahrlos
aufzunehmen vermag.
Das oben beschriebene System ermöglicht eine vorteilhafte Durch
führung von Bremsvorgängen bei einem Kraftfahrzeug mit Hybridan
trieb unter möglichst weitgehender Schonung der Reibungsbremsen
des Fahrzeugs sowie der Traktionsbatterie des Hybridantriebs,
indem in entsprechenden Situationen zusätzlich eine Motorbrems
wirkung durch die Brennkraftmaschine unter Umkehrung des Lei
stungsübertragungweges beim Antreiben des Fahrzeugs durch den
Hybridantrieb bereitgestellt wird, wobei über das Hybridantriebssteuergerät
die Motorbremse aktiviert und die Motor
bremsleistung geeignet dosiert werden kann.
Claims (2)
1. Verfahren zum Abbremsen eines Kraftfahrzeuges mit einem Hy
bridantrieb, der eine Brennkraftmaschine (7), einen mechanisch
mit der Brennkraftmaschine gekoppelten Generator (6) und einen
elektrisch mit dem Generator (6) und einer Traktionsbatterie (4)
koppelbaren Antriebs-Elektromotor (2) beinhaltet, bei dem
während eines Bremsvorgangs vom Antriebs-Elektromotor im Gene ratorbetrieb kinetische Energie in elektrische Energie umgewan delt wird, die wahlweise durch Aufladen der Traktionsbatterie und/oder Antreiben der Brennkraftmaschine in einem Motorbremsbe trieb absorbiert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
sowohl der Ladezustand der Traktionsbatterie als auch deren Temperatur und die Ladestromstärke für dieselbe überwacht werden und
der Motorbremsbetrieb jeweils bei Auftreten eines der drei folgenden Fälle aktiviert wird:
und wobei anschließend in den Motorbremsbetrieb gesteuert wird, wobei zur Einstellung der Motorbremswirkung der Öffnungs winkel einer der Brennkraftmaschine (7) zugeordneten Drossel klappe (8) im Bremsbetrieb abhängig von der angeforderten Motor bremsleistung und/oder der momentanen Betriebsart des Hybridan triebs und/oder der geforderten Bremsleistungsdynamik gewählt wird.
während eines Bremsvorgangs vom Antriebs-Elektromotor im Gene ratorbetrieb kinetische Energie in elektrische Energie umgewan delt wird, die wahlweise durch Aufladen der Traktionsbatterie und/oder Antreiben der Brennkraftmaschine in einem Motorbremsbe trieb absorbiert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
sowohl der Ladezustand der Traktionsbatterie als auch deren Temperatur und die Ladestromstärke für dieselbe überwacht werden und
der Motorbremsbetrieb jeweils bei Auftreten eines der drei folgenden Fälle aktiviert wird:
- a) wenn die Traktionsbatterie voll aufgeladen ist,
- b) wenn die Temperatur der Traktionsbatterie außerhalb eines vorgegebenen Ladetemperaturbereiches liegt,
- c) wenn die zu der vom Antriebs-Elektromotor (2) bereitge stellten elektrischen Leistung gehörige Ladestromstärke für die Traktionsbatterie einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet,
und wobei anschließend in den Motorbremsbetrieb gesteuert wird, wobei zur Einstellung der Motorbremswirkung der Öffnungs winkel einer der Brennkraftmaschine (7) zugeordneten Drossel klappe (8) im Bremsbetrieb abhängig von der angeforderten Motor bremsleistung und/oder der momentanen Betriebsart des Hybridan triebs und/oder der geforderten Bremsleistungsdynamik gewählt wird.
2. Vorrichtung zum Abbremsen eines Kraftfahrzeuges mit einem
Hybridantrieb, der eine Brennkraftmaschine (7), einen mechanisch
mit der Bremskraftmaschine gekoppelten Generator (6) und einen
elektrisch mit dem Generator und mit einer Traktionsbatterie (4)
gekoppelten Antriebs-Elektromotor (2) sowie ein Steuergerät (10)
beinhaltet, wobei
der Antriebs-Elektromotor (2) zur Erfüllung einer Antriebs funktion für die Brennkraftmaschine (7) und
die Brennkraftmaschine zur Erfüllung einer Motorbremsfunktion ausgelegt sind und
das Hybridantriebssteuergerät (10) mit einer Bremspedalsen sorik (17) und einer Traktionsbatterieüberwachungseinheit (11) verbunden ist und die zugeführten Eingangsdaten auswertet und zur Wechselrichteransteuerung (3, 5) zwecks Durchführung eines Batterieladungs-Bremsbetriebes und eines Motorbremsbetriebes eingerichtet ist, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
die dem Hybridantriebssteuergerät (10) von der Traktions batterieüberwachungseinheit (11) zuführbaren Eingangsdaten eine Information über den Batteriezustand, die Batterietemperatur und über die Ladestromstärke beinhalten und
das Steuergerät bei einer Bremsanforderung den Motorbremsbe trieb jeweils bei Auftreten eines der drei folgenden Fälle akti viert:
der Antriebs-Elektromotor (2) zur Erfüllung einer Antriebs funktion für die Brennkraftmaschine (7) und
die Brennkraftmaschine zur Erfüllung einer Motorbremsfunktion ausgelegt sind und
das Hybridantriebssteuergerät (10) mit einer Bremspedalsen sorik (17) und einer Traktionsbatterieüberwachungseinheit (11) verbunden ist und die zugeführten Eingangsdaten auswertet und zur Wechselrichteransteuerung (3, 5) zwecks Durchführung eines Batterieladungs-Bremsbetriebes und eines Motorbremsbetriebes eingerichtet ist, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
die dem Hybridantriebssteuergerät (10) von der Traktions batterieüberwachungseinheit (11) zuführbaren Eingangsdaten eine Information über den Batteriezustand, die Batterietemperatur und über die Ladestromstärke beinhalten und
das Steuergerät bei einer Bremsanforderung den Motorbremsbe trieb jeweils bei Auftreten eines der drei folgenden Fälle akti viert:
- a) wenn der erfaßte Batterieladezustand einen vorgegebenen Volladungs-Grenzwert erreicht hat,
- b) wenn die Batterietemperatur außerhalb eines vorgegebenen Ladetemperaturbereiches liegt,
- c) wenn die erfaßte Ladestromstärke einen vorgegebenen Lade stromgrenzwert überschreitet,
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US08/575,950 US5788597A (en) | 1994-12-23 | 1995-12-22 | Process and apparatus for braking a hybrid-drive motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4446485A DE4446485C2 (de) | 1994-12-23 | 1994-12-23 | Verfahren und Vorrichtung zum Abbremsen eines Kraftfahrzeuges mit Hybridantrieb |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4446485A1 DE4446485A1 (de) | 1996-06-27 |
DE4446485C2 true DE4446485C2 (de) | 2003-06-26 |
Family
ID=6537038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4446485A Expired - Fee Related DE4446485C2 (de) | 1994-12-23 | 1994-12-23 | Verfahren und Vorrichtung zum Abbremsen eines Kraftfahrzeuges mit Hybridantrieb |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5788597A (de) |
DE (1) | DE4446485C2 (de) |
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