AT502237B1 - Feststellbremseinrichtung - Google Patents

Description

2 AT 502 237 B1

Die Erfindung betrifft eine Feststellbremseinrichtung, insbesondere Handbremseinrichtung, für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Maschine in einem Antriebsstrang und zumindest einem elektrischen Energiespeicher, mit einem Betätigungshebel, welcher über ein vorzugsweise durch ein Seil oder eine Stange gebildetes Übertragungsmittel mit zumindest einer Feststellbremse verbunden ist. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Rückgewinnung der Bremsenergie bei einem Bremsvorgang eines Fahrzeuges.

Die Feststellbremsen eines Fahrzeuges müssen bei Ausfall der Betriebsbremse als abgestuft bedienbare Hilfsbremsen ein Fahrzeug zum Stehen bringen können. Regional verschieden wird diese Funktion auch standardmäßig zum Bremsen benutzt, vorzugsweise um aus geringen Geschwindigkeiten vor einer Ampel oder in Stausituationen das Fahrzeug zum Stillstand zu bringen.

Systeme zur Rückgewinnung von Bremsenergie reagieren üblicherweise auf eine Betätigung der Betriebsbremse und können dann einen Anteil der Bremsenergie in einen Speicher leiten. Derartige Systeme sind beispielsweise aus der WO 00/58121 A1 oder der JP 2002-283986 A1 bekannt.

Wird das Fahrzeug mit einer Feststellbremse zum Stillstand gebracht, so können derzeitige Systeme zur Rückgewinnung der Bremsenergie nicht darauf reagieren, wodurch Energie verloren geht.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Rückgewinnung der Bremsenergie bei Betätigung der Feststellbremse zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass zumindest ein mit einer elektrischen Steuereinheit verbundener Weg- oder Drehwinkel-Sensor zum Erfassen des Weges oder Drehwinkels des Betätigungshebels vorgesehen ist, wobei über die Steuereinheit die elektrische Maschine als Generator betreibbar und ein elektrisches Bremsmoment auf den Antriebsstrang aufbringbar ist, und wobei vorzugsweise die Steuereinheit mit zumindest einem Sensor zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit verbunden ist.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit mit zumindest einer Messeinrichtung zur Erfassung des Ladezustandes des elektrischen Speichers verbunden ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Rückgewinnung der Bremsenergie bei Betätigen der Feststellbremse sieht vor, dass ab einem definierten ersten Weg oder Winkel des Betätigungshebels der Feststellbremseinrichtung die elektrische Maschine generatorisch betrieben wird und durch die elektrische Maschine ein elektrisches Bremsmoment im Antriebsstrang erzeugt wird, wobei vorzugsweise eine mechanische, hydraulische oder pneumatische Feststellbremse ab einem definierten zweiten Weg oder Winkel des Betätigungshebels aktivierbar ist, und wobei vorzugsweise der zweite Weg oder Winkel größer ist als der erste Weg bzw. Winkel.

Im Rahmen der Erfindung kann weiters vorgesehen sein, dass das elektrische Bremsmoment nur dann erzeugt wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen definierten Schwellwert überschreitet.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das elektrische Bremsmoment nur dann erzeugt wird, wenn der Ladezustand des elektrischen Speichers einen definierten Schwellwert unterschreitet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemäße Feststellbremseinrichtung einer schematischen Darstellung, Fig. 2 ein Verfahren zur Bestimmung des Drehwinkels der Handbremse, Fig. 3 den

Claims (9)

1. 3 AT 502 237 B1 Ablauf der Berechnung der durch die elektrische Maschine aufzubringenden Bremsleistung und die Fig. 4 bis 7 verschiedene Parameter als Funktion des Drehwinkels der Handbremse. In Fig. 1 ist schematisch der Betätigungshebel 1 einer als Handbremseinrichtung ausgebildeten Feststellbremseinrichtung 30 dargestellt. Der Betätigungshebel 1 ist um eine Drehachse 2 drehbar gelagert, an der ein Sensor 3 angebracht ist, der den Drehwinkel α des Betätigungshebels 1 feststellen kann. Dieser Sensor 3 wird von einem Steuergerät 4 ausgelesen, in dem das Programm zur Steuerung der Bremsenergierückgewinnung abgelegt ist. Das Steuergerät 4 wirkt über einen Umrichter 5 auf eine elektrische Maschine 6, die mit den Rädern des Fahrzeuges 7 über einen Antriebsstrang 10 mechanisch gekoppelt ist. Die Einrichtung der Feststellbremse 8 ist über ein Übertragungsmittel 9, beispielsweise ein Seil oder eine Stange, mit dem Betätigungshebel 1 der Handbremseinrichtung verbunden. Der Betätigungshebel 1 hat - ausgehend von seiner Ruhelage - einen definierbaren Leerwinkel a2 - eh, innerhalb dem die mechanische Feststellbremse keine Wirkung hat. Dabei ist der erste Winkel di derjenige Winkel, bei dem das elektrische Bremsmoment aktiviert wird. Dieser erste Winkel ai kann auch null sein. Beim zweiten Winkel a2 spricht die mechanische Feststellbremse 8 an. Im gesamten Winkelbereich wird die genaue Stellung des Betätigungshebels 1 vom Sensor 3 vermessen und diese Größe an das Steuergerät 4 weitergeleitet. In Abhängigkeit des Drehwinkels a, der Spannung UBat des elektrischen Speichers 11 und der Fahrzeuggeschwindigkeit wird ein Sollwert für ein durch die elektrische Maschine 6 aufzubringendes Bremsmoment errechnet. In Fig. 2 ist der Ablauf des Verfahrens zur Bestimmung des Drehwinkels α schematisch dargestellt. Nach Einschalten der Zündung 20 wird in Schritten 21, 22 der aktuelle Rohwert cIraw des Winkels α, sowie der bisher aufgetretene Winkel eingelesen. Dabei wird stetig überprüft, ob der aktuelle eingelesene Rohwert kleiner ist als der bisher aufgetretene minimale Winkelwert aM|N. Ist der Rohwert OrAw kleiner als der minimale Winkelwert aM|N (Fall "Y"), so wird der minimale Winkelwert oMin auf den neu eingelesenen Wert gesetzt. Der aktuelle Winkelwert ergibt sich als Differenz zwischen dem eingelesenen und dem minimalen Winkelwert. Die Fig. 3 beschreibt die Berechnung der durch die elektrische Maschine 6 aufzubringenden Bremsleistung. Der Algorithmus wird für einen Winkelwert α aktiviert, der größer ist, als ein applizierbarer Wert Ostart- Die Bremsleistung P errechnet sich als Produkt der Parameter Pt, P2, P3, P4, die ihrerseits Funktionen sind und qualitativ so wie in den Fig. 4 bis 7 dargestellt ist, aufgebaut sind. Die Funktionen sind als programmierbare und kalibrierbare Kennlinien abgelegt. Dabei ist der Parameter eine Funktion des Winkels α, der Parameter P2 eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit vFZG. Der Parameter P3 stellt die Abhängigkeit von der Batteriespannung UBat dar. Diese Kennlinie ist so einzustellen, dass die Bremsleistung der elektrischen Maschine 6 spätestens bei maximal erlaubtem Ladungsinhalt SOCMAX abgeregelt ist, um eine Schädigung des elektrischen Speichers 11 zu vermeiden. Der Parameter P4 erlaubt einen rampenförmigen Einsatz der Bremskraft in Abhängigkeit der Zeit t zu Optimierung der Fahrbarkeit. Die errechnete Bremskraft bzw. Bremsleistung P wird danach über einen kalibrierbaren Wert Pmax begrenzt. Patentansprüche: 1. Feststellbremseinrichtung (30), insbesondere Handbremseinrichtung, für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Maschine (6) in einem Antriebsstrang (10) und zumindest einem elektrischen Energiespeicher (11), mit einem Betätigungshebel (1), welcher über ein vorzugsweise durch ein Seil oder eine Stange gebildetes Übertragungsmittel (9) mit 4 AT 502 237 B1 zumindest einer Feststellbremse (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein mit einer elektrischen Steuereinheit verbundener Weg- oder Drehwinkel-Sensor (3) zum Erfassen des Weges oder Drehwinkels (a) des Betätigungshebels (1) vorgesehen ist, wobei über die Steuereinheit (4) die elektrische Maschine (6) als Generator betreibbar und ein elektrisches Bremsmoment auf den Antriebsstrang (10) aufbringbar ist.
2. 2. Feststellbremseinrichtung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) mit zumindest einem Sensor (12) zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit verbunden ist.
3. 3. Feststellbremseinrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit mit zumindest einer Messeinrichtung (13) zur Erfassung des Ladezustandes des elektrischen Speichers (11) verbunden ist.
4. 4. Feststellbremseinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bremsmoment bei Überschreiten eines definierten ersten Weges oder Winkels (ai) des Betätigungshebels (1) aktivierbar ist.
5. 5. Feststellbremseinrichtung (30) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische, hydraulische oder pneumatische Feststellbremse (8) ab einem definierten zweiten Weg oder Winkel (a2) des Betätigungshebels (1) aktivierbar ist, wobei vorzugsweise der zweite Weg oder Winkel (a2) größer ist als der erste Weg oder Winkel (ch).
6. 6. Verfahren zur Rückgewinnung der Bremsenergie bei einem Bremsvorgang eines Fahrzeuges, mit einer Feststellbremseinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ab einem definierten ersten Weg oder Winkel (ch) des Betätigungshebels (1) der Feststellbremseinrichtung (30) die elektrische Maschine (6) generatorisch betrieben wird und durch die elektrische Maschine (6) ein elektrisches Bremsmoment im Antriebsstrang (10) erzeugt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ab einem definierten zweiten Weg oder Winkel (a2) des Betätigungshebels (1) eine mechanische, hydraulische oder pneumatische Feststellbremse (8) aktiviert wird, wobei vorzugsweise der zweite Weg oder Winkel (a2) größer ist als der erste Weg oder Winkel (α^.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bremsmoment nur dann erzeugt wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen definierten Schwellwert überschreitet.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bremsmoment nur dann erzeugt wird, wenn der Ladezustand des elektrischen Speichers (11) einen definierten Schwellwert unterschreitet. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen