DE102010002799A1 - Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer elektromechanisch betätigbaren Bremse, zugehöriges Betriebsverfahren und Kraftfahrzeug - Google Patents

Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer elektromechanisch betätigbaren Bremse, zugehöriges Betriebsverfahren und Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Eine Anordnung (2) für ein Kraftfahrzeug (60) mit mindestens einer elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB) (24), einem Bordnetz (6), insbesondere mit einer Batterie (10), wobei die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) als Verbraucher mit dem Bordnetz (6) elektrisch verbunden ist, und Bordnetz (15) soll eine besonders zuverlässige Bestimmung eines Zustandes einer Batterie eines Fahrzeugbordnetzes und/oder Diagnose einer strommessenden Vorrichtung in einem Fahrzeugbordnetz ermöglichen. Dazu umfasst die Anordnung (2) ein Steuergerät (28), welches die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) derart ansteuert, dass durch die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) gezielt ein vorgebbarer Wert des Stroms oder ein vorgebbarer Stromverlauf, insbesondere eine Stromspitze, in dem Bordnetz (6) erzeugt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB), einem Bordnetz, insbesondere mit einer Batterie, wobei die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) als Verbraucher mit dem Bordnetz elektrisch verbunden ist, und einer Vorrichtung zur Messung eines Stromes in dem Bordnetz. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Anordnung. Sie betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Anordnung.
  • Moderne Fahrzeuge verfügen zunehmend über so genannte Bordnetzmanagementsysteme zur Überwachung des Batteriestatus/-ladezustands. (SOC) sowie über Mittel, gewisse Klassen elektrischer Verbraucher zugunsten der Regeneration abzuschalten. Bestandteil dieser Bordnetzmanagementsysteme ist meist ein integrierter Intelligenter Batteriesensor (IBS), welcher eine Messung von Strom, Spannung und Batterietemperatur durchführt und anhand der gewonnenen Größen unter Anwendung verschiedener Algorithmen verschiedene Batterie- und Bordnetzzustände errechnet.
  • Während die IBS-basierte Messung von Strom, Spannung und Batterietemperatur einfach zu bewerkstelligen ist, da es sich um quasi-direkt messbare Größen handelt, sind die Bestimmung des Ladezustandes (State of Charge, SOC) und der Alterung/des Gesundheitszustandes (State of Health, SOB) der Batterie nur indirekt möglich, so dass sie gewöhnlich aus den direkt messbaren Größen hergeleitet werden müssen. Bevorzugt wird der SOC und/oder SOH mittels eines, z. B. parallel in Software ausgeführten, Batteriemodells hergeleitet.
  • Um aussagekräftige Ergebnisse über SOC und SOH zu erhalten, müssen die Elemente der Ersatzschaltung des Batteriemodells, basierend auf den messtechnisch ermittelten Werten der direkt messbaren Größen (Strom, Spannung, Temperatur, ...), akkurat berechnet werden, was aufgrund der Vielzahl von Elementen nicht trivial ist (typischerweise umfasst die Ersatzschaltung mehr als 20 bis 30 Ersatzwiderstände und -kondensatoren).
  • Anhand von im elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs erzeugten Stromspitzen (Hochstrom-Spikes) können der SOC sowie der SOH ermittelt werden. Hierzu muss aus den Hochstrom-Spikes auf Basis der steilen Flanke (z. B. mind. 50 A..100 A pro 10..5 ms) eine genügende spektrale Abdeckung erzielt werden, um daraus wiederum auf die Zustände der zeit-/frequenzabhängigen Elemente der Ersatzschaltung (Batteriemodell) schließen zu können, um dann den SOC sowie den SOH ermitteln zu können.
  • Typische Verbraucher in Fahrzeugbordnetzen (z. B. Heckscheibenheizung 10..20 A, Sitzheizung –20..25 A, ...) sind aber gewöhnlich gezielt auf minimalen Stromverbrauch und flache Flanken ausgelegt, so dass durch sie selten geeignete Stromspitzen verursacht werden.
  • In Ausprägung und Kürze geeignete Stromspitzen treten dagegen beispielsweise gelegentlich bei Motor-Startvorgängen (der Starter zieht typischerweise ca. 500..1200 A/10 ms) auf, jedoch dann zumeist nach längerer „Schlafphase” oder Standby-Phase des entsprechenden Steuergeräts. Dies bedeutet, dass die auftretende Stromspitze nicht während eines kontinuierlich anhaltenden Messvorgangs beobachtet werden kann, da das erfassende Steuergerät und/oder Auswertegerät bis kurz vorher noch im Standby- oder gar Schlafmodus arbeitete und erst in den normalen, für Messungen geeigneten, Betriebszustand überführt werden muss.
  • Die zur zuverlässigen Bestimmung der Elemente des Batterie-Ersatzschaltbildes benötigten/geeigneten Stromspitzen müssen zudem in ausreichender Anzahl gegeben sein. Für eine Kontrolle der strommessenden Vorrichtungen in einem Fahrzeugbordnetz sind zufällig bzw. unkontrolliert auftretende Ströme, deren Wert oder Verlauf nicht vorgebbar sind, nicht geeignet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu einer besonders zuverlässigen Bestimmung eines Zustandes einer Batterie eines Fahrzeugbordnetzes und/oder zur Diagnose einer strommessenden Vorrichtung in einem Fahrzeugbordnetz bereitzustellen.
  • In Bezug auf die Anordnung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Anordnung ein Steuergerät umfasst, welches die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) derart ansteuert, dass durch die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) gezielt ein vorgebbarer Wert des Stroms oder ein vorgebbarer Stromverlauf, insbesondere eine Stromspitze, in dem Bordnetz erzeugt wird.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand einer Zeichnung.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine zuverlässige, quantitativ und qualitativ hochwertige Simulation des Batteriezustandes schwierig bis nicht möglich ist, wenn Stromspitzen mit unvorhersehbaren Charakteristika gewissermaßen zufällig und damit unkorreliert zum Zustand der Messgeräte auftreten. Um eine ausreichende Genauigkeit/Qualität der Bestimmung des SOC und/oder des SOH sicherzustellen, sollten vielmehr bei Bedarf verwertbare Stromspitzen anforderbar sein. Ein Bedarf liegt beispielsweise dann vor, wenn der Algorithmus des Batteriemodells zu driften droht bzw. nicht mehr konvergiert. Dazu sollten Verbraucher vorhanden sein, die als steuerbare Last fungieren können.
  • Bei Kraftfahrzeugen mit elektromechanischen Bremsen (oder elektromechanisch betätigbaren Bremsen (EMB), diese Ausdrücke werden im Rahmen der Anmeldung synonym benutzt) lassen sich nun diese Bremsen als Verbraucher auch dazu verwenden, bedarfsweise auf Anforderung Stromspitzen (oder allgemeinere Stromverläufe) im Bordnetz zu erzeugen. Eine EMB stellt einen steuerbaren elektrischen Hochleistungsaktuator dar (~50 A, für einen einzigen Aktuator).
  • Wie nunmehr erkannt wurde, kann eine gezielte Anforderung von Stromverläufen durch ein Steuergerät erreicht werden, das die elektromechanischen Bremsen zur Erzeugung der gewünschten Stromverläufe ansteuert. Brems-Spannkräfte (und damit einhergehende elektrische Ströme) können vom übergeordneten Steuergerät (z. B. einem Bremsensteuergerät eines elektronischen Bremssystems) angefordert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Messung des Stromes eine Auswerteeinheit oder ist mit einer solchen verbunden, in welcher anhand des vermessenen, von der elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) erzeugten Stroms und/oder Stromverlaufs, insbesondere der Stromspitze, ein Zustand der Batterie, insbesondere der Ladezustand (SOC) und/oder der Gesundheitszustand (SOH) der Batterie, bestimmt wird und/oder die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Messung des Stromes geprüft wird.
  • Vorteilhafterweise wird die Bestimmung des Zustandes der Batterie in der Auswerteeinheit anhand eines Batteriemodells durchgeführt. Batteriemodelle sind in besonderem Maße dazu geeignet, die chemischen und physikalischen Vorgänge und Zustände in einer realen Batterie abzubilden.
  • Zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Messung des Stromes durch mindestens eine elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) wird vorzugsweise eine Folge von zumindest teilweise unterschiedlichen Stromwerten erzeugt. Beispielsweise kann ein vorgegebener Stromwert im Laufe der Folge verdoppelt, verdreifacht, werden. Die gleiche Folge kann auch von mehreren EMB hintereinander erzeugt werden, wodurch sich automatisch ein Konsistenzcheck für die von verschiedenen EMB erzeugten Ströme ergibt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein mit der Auswerteeinheit verbundenes oder in sie integriertes und mit dem Steuergerät verbundenes Bordnetzmanagementmodul vorgesehen, wobei das Steuergerät derart konfiguriert ist, dass es im regulären Betrieb des Kraftfahrzeuges eine auftretende Bremsanforderung an das Bordnetzmanagementmodul übermittelt, wobei dann das Bordnetzmanagementmodul der Auswerteeinheit das Auftreten der Bremsanforderung signalisiert. Das Bordnetzmanagementsystem kann beispielsweise als Mikrocontroller und/oder Mikroprozessor ausgestaltet sein.
  • Vorzugsweise wird der Zustand der Batterie, insbesondere der Ladezustand (SOC) und/oder der Gesundheitszustand (SOH) der Batterie, mit Hilfe eines Algorithmus bestimmt, wobei die Auswerteeinheit den Zustand des Algorithmus, wenn sie von dem Bordnetzmanagementmodul eine auftretende Bremsanforderung signalisiert bekommt, auf diese Bremsanforderung einstellt. Auf diese Weise wird erreicht, dass im regulären Betrieb des Kraftfahrzeugs die bei Bremsanforderungen entstehenden Stromverläufe (z. B. Stromspitzen) in optimierter Weise für die Berechnung des oder der Zustände der Batterie durch den dafür vorgesehenen Algorithmus berücksichtigt werden können. Das heißt, der Stromverlauf kann vollständig von seinem Anfang bis zu seinem Ende in optimierter Weise verwertet werden. Der Algorithmus kann hard- und/oder softwaremäßig in der Auswerteeinheit implementiert sein.
  • Vorteilhafterweise wird durch die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) eine Stromspitze mit einer vorgebbaren Amplitude, insbesondere mit einer Amplitude von etwa 50 A bis 100 A, erzeugt. Neben der Amplitude ist auch eine vorgebbare Flankensteigung vorteilhaft. Durch die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) wird daher vorteilhafterweise eine Stromspitze mit einer vorgebbaren Flankensteigung, insbesondere mit einer Flankensteigung von etwa 50 A bis 100 A pro 10 ms bis 5 ms, erzeugt.
  • In Bezug auf das Kraftfahrzeug wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einer oben beschriebenen Anordnung.
  • In Bezug auf das Verfahren wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) derart ansteuert wird, dass durch die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) gezielt ein vorgebbarer Wert des Stroms oder ein vorgebbarer Stromverlauf, insbesondere eine Stromspitze, in dem Bordnetz erzeugt wird.
  • Vorteilhafterweise wird der von der elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB) erzeugte Strom und/oder Stromverlauf, insbesondere die Stromspitze, durch die Vorrichtung zur Messung eines Stromes vermessen und anhand der Messwerte ein Zustand der Batterie, insbesondere der Ladezustand (SOC) und/oder der Gesundheitszustand (SOH) der Batterie, bestimmt und/oder die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Messung des Stromes geprüft. Dabei wird vorzugsweise die Bestimmung des Zustandes der Batterie anhand eines Batteriemodells durchgeführt.
  • Zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Messung des Stromes wird vorteilhafterweise durch mindestens eine elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) eine Folge von zumindest teilweise unterschiedlichen Stromwerten erzeugt.
  • Die elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB) wird vorteilhafterweise durch ein Bremsensteuergerät angesteuert.
  • In einer bevorzugten Version des Verfahrens ist die elektromechanisch betätigbare Bremse derart ausgestaltet, dass sie Strom zieht (50 A ... 100 A, 5 ms ... 10 ms Gradienten), ohne wirksame Arbeitskraft oder Druck mal Weg zu verrichten. Dies kann durch die interne technische Ausführung über Kupplung, Verregelung oder Motorprinzip implizit gestattet sein.
  • Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass durch ein Steuergerät, das die jeweilige elektromechanische Bremse ansteuert, auf Anforderung im Bordnetz ein Strom mit vorgebbaren bzw. vorgegebenen Wert oder Verlauf erzeugt werden kann. Durch eine Auswerteeinheit, in welcher anhand der so generierten Stromverläufe ein Zustand der Batterie bestimmt wird, kann die Bestimmung des Batteriezustandes aufgrund der Ansteuerungsmöglichkeit der Bremse im Wesentlichen bei Bedarf erfolgen.
  • Mit einem Bordnetzmanagementmodul, über das Bremsanforderungen im regulären Fahrbetrieb des Fahrzeuges an die Auswerteeinheit übermittelt werden, können diese regulären Bremsanforderungen gezielt und im Wesentlichen vollständig zur Bestimmung des Batteriezustandes verwendet werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden gleichzeitig die Diagnostizierbarkeit des elektrischen Fahrzeugbordnetzes, die Ladezustandsbestimmung der versorgenden Fahrzeugbatterie sowie die Diagnostizierbarkeit von Strom-messenden Steuergeräten verbessert.
  • Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:
  • 1 eine Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie, mit zwei elektromechanisch betätigbaren Bremsen, einem zentralen Steuergerät zur Ansteuerung der Bremsen, einem Intelligenten Batteriesensor(IBS)und einem Bordnetzmanagementmodul, und
  • 2 ein Kraftfahrzeug mit der Anordnung aus 1.
  • Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Anordnung 2 für ein Kraftfahrzeug gemäß 1 umfasst ein Bordnetz 6 mit einer Batterie 10. Sie umfasst weiterhin einen intelligenten Batteriesensor (IBS) 14. Der IBS 14 umfasst eine Strommessungsvorrichtung 15 (bzw. Vorrichtung zur Messung eines Stroms) zur Messung des Stromes in dem Bordnetz 6 bzw. in der Batterie 10 und eine damit signalseitig verbundene Auswerteeinheit 16, in welcher anhand des vermessenen Stroms bzw. Stromverlaufs, insbesondere einer Stromspitze, der Ladezustand (State of Charge, SOC) und/oder der Gesundheitszustand (State of Health, SOH) der Batterie anhand eines Batteriemodells mittels eines Algorithmus berechnet wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Anordnung auch eine (weitere) Vorrichtung zur Messung eines Stromes in dem Bordnetz (strommessendes Steuergeräte) umfassen (nicht dargestellt). Der IBS 14 ist signalseitig mit einem Bordnetzmanagementmodul 18 verbunden, diese beiden Komponenten bilden das Bordmanagementsystem 20.
  • Die Anordnung 2 umfasst zwei elektromechanisch betätigbare Bremsen (EMB) 24, welche, ebenso wie der IBS 14, mit dem Bordnetz 6 verbunden sind. Die Anordnung 2 kann auch weitere elektromechanische Bremsen 24 umfassen, dies ist durch die Punkte 25 angedeutet.
  • Die Bremsen 24 werden durch ein Steuergerät 28 angesteuert. Im Gegenzug melden die EMB 24 dem Steuergerät 28 den Wert und/oder Verlauf des erzeugten Stroms. Diese gegenseitige signalmäßige Kommunikation ist durch die Doppelpfeile 32 als Wirkzusammenhang veranschaulicht.
  • Im vorliegenden, in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 28 als zentrales Steuergerät bzw. Bremsensteuergerät ausgestaltet, in welchem Routinen für ein Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) implementiert sind. Das Steuergerät 28 steuert die Bremsen 24 getrennt voneinander oder gemeinsam zum Zuspannen an, wenn vom Fahrer eine Bremsanforderung über eine Bremsbetätigungseinrichtung (beispielsweise ein Bremspedal, nicht dargestellt) geäußert wird. Gleichermaßen kann es ein Zuspannen der Bremsen 24 bewirken, wenn diese als Parkbremse fungieren sollen. In alternativer Ausgestaltung kann ein separates Steuergerät vorgesehen sein, durch das die EMB 24 nur zur Erzeugung von Strömen oder Stromspitzen angesteuert werden, während z. B. ESP Routinen von einem zweiten Steuergerät übernommen werden.
  • Das Steuergerät 28 steuert die Bremsen 26 erfindungsgemäß derart an, dass durch Betätigung bzw. Zuspannen der jeweiligen Bremse 24 ein vorgebbarer Wert des Stromes oder ein vorgebbarer Stromverlauf, beispielsweise eine Stromspitze, im Bordnetz 6 erzeugt wird. Auf diese Weise können gezielt und bei Bedarf Stromverläufe erzeugt werden, die zur Berechnung eines oder mehrerer Batteriezustände im IBS 14 hinzugezogen werden können.
  • Die jeweilige elektromechanische Bremse (EMB) 24 wird demnach als steuerbare Last im Fahrzeugbordnetz bzw. Bordnetz 6 zur bedarfsgerechten Erzeugung von (Hoch-)Stromspitzen herangezogen. Hierdurch wird eine verbesserte Bestimmbarkeit des Batteriezustandes erreicht. Dem Bordnetzmanagementsystem 20 steht mit der EMB 24 somit eine Möglichkeit zu Verfügung (eine gesicherte Fahr-/Steh-Situation des Fahrzeugs vorausgesetzt) zeitgenau relative hohe Stromspitzen anzufordern und damit Messwerte zu generieren, um den Algorithmus des Batteriemodells zu stützen bzw. zu füttern. Beispielsweise fordert das Bordnetzmanagementsystem 20 über das Steuergerät 28 die EMB 24 zur Erzeugung eines vorgebbarer Wertes des Stroms oder eines vorgebbaren Stromverlaufs, insbesondere einer Stromspitze, auf.
  • Vorzugsweise kommen in den EMB Elektromotoren des Typs „Bürstenloser Gleichstrommotor” (brushless direct current, BLDC) zum Einsatz, welche – anders als gewöhnliche DC Motoren – elektrisch kommutiert werden müssen. Ein Vorteil beim Einsatz als steuerbare Last besteht darin, nahezu beliebig hohe Ströme durch den Motor leiten zu können, ohne dabei zu kommutieren. Der Anker ändert dabei seine Lage quasi nicht. Es wird somit keine mechanische Arbeit verrichtet und keine Spannkraft aufgebaut. Diese Art der Belastung kann folglich auch im Fahrbetrieb erfolgen.
  • Zusätzlich oder alternativ dazu wird die EMB 24 benutzt, um strommessende Steuergeräte (insbesondere den Intelligenten Batteriesensor 14) in Hinsicht auf seine Strommessfähigkeit zu prüfen. Auf Anforderung (durch das Bordmanagementmodul 18, siehe unten) wird dabei zunächst von einer der beiden EMB 24 ein spezifizierter Strom eingeregelt, dieser dann verdoppelt, ver-x-facht, etc., und dieselbe oder eine ähnliche Sequenz ggf. dann von der zweiten EMB 24 (oder auch noch von ggf. vorhandenen weiteren EMB 24) wiederholt. Die Messwerte des strommessenden Steuergerätes sollten dabei qualitativ (und möglichst quantitativ) denen der von der EMB 24 geforderten bzw. erzeugten Werte entsprechen. Die Anordnung 2 bietet somit eine verbesserte Möglichkeit der Diagnosti zierbarkeit strommessender Steuergeräte.
  • Die Anordnung 2 umfasst weiterhin ein Bordnetzmanagementmodul (BMM) 18, welches signalseitig (signalein- und signalausgangsseitig) sowohl mit dem Steuergerät 28 (Doppelpfeil 36) als auch mit dem IBS 14 (Doppelpfeil 38) in Verbindung steht. Die Funktionsweise des Bordnetzmanagementmoduls 18 und sein Zusammenwirken mit dem IBS 14 und dem Steuergerät 28 wird im Folgenden erläutert.
  • Der IBS 14 meldet dem BMM 18 bei Bedarf, auf Anfrage oder in regelmäßigen zeitlichen Abständen, Informationen über den Zustand des Algorithmus. Beispielsweise kann der Algorithmus zu driften drohen, so dass neue Informationen (Messwerte) zum Zustand des Bordnetzes 6, insbesondere der Batterie 10, benötigt werden, um wieder Konvergenz des Algorithmus herbeizuführen. Das BMM 38 fordert in diesem Fall (oder in anderen, vergleichbaren Situationen), die Erzeugung eines Stromverlaufs, beispielsweise einer Stromspitze, von dem Steuergerät 28 an. Das Steuergerät 28 steuert daraufhin, wie oben dargelegt, eine (oder bedarfsgemäß auch beide) EMB 24 an, um den gewünschten Stromverlauf zu erzeugen. Das BMM 18 signalisiert parallel dazu oder kurz vorher ggf. dem IBS 14, dass eine Stromspitze erzeugt wird, so dass die Auswerteeinheit 16 den Algorithmus in optimierter Weise auf den bevorstehenden Stromverlauf einstellen kann.
  • Zur Erreichung bestmöglicher und schnellstmöglicher Konvergenz der Batterie-Algorithmen von dem IBS, übergeordneten Steuergeräten, oder beidem, kann vor Ansteuerung der EMB, und damit auch ausreichend vor der Belastung der Batterie, in Abhängigkeit von dem dann folgenden Stromprofil, ein im IBS implementierter Filter-Algorithmus umgestellt werden.
  • Spezifische Größen des Batterie-Ersatzschaltbildes können damit präziser und schneller nachgelernt werden.
  • Zusätzlich zu der beschriebenen Verwendung von den durch die EMB 24 im regulären Betrieb des Kraftfahrzeugs (Halten, Parken, Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge sowie im Wesentlichen unbeschleunigte Bewegung) erzeugten Stromspitzen können auch die von anderen, mit dem Bordnetz 6 elektrisch verbundenen, Verbrauchern generierten Stromspitzen zur Fütterung des Algorithmus und damit zur Diagnose des Batteriezustandes verwendet werden.
  • Informationen über im regulären Betrieb auftretende Bremsanforderungen (insbesondere auch durch eine Parkbremse) werden von dem Steuergerät 38 an das Bordnetzmanagementsystem 20 bzw. das BMM 18 (und von dem BMM 18 weiter an den IBS 14) übermittelt, um bereits vor Auftreten der durch die EMB 24 verursachte Stromspitze den die Batteriezustände berechnenden Algorithmus in den am besten geeigneten Betriebsmodus zu versetzen.
  • Die Batterie 10 versorgt alle dargestellten Komponenten 14, 18, 28, 24 mit Strom.
  • Das in 2 dargestellte Kraftfahrzeug 60 umfasst die in 1 dargestellte Anordnung 2 mit zwei elektromechanisch betätigbaren Bremsen 24 (dargestellt ist im Wesentlichen der Bremssattel). Der Übersichtlichkeit halber sind nicht alle der zur Anordnung 2 gehörigen Komponenten dargestellt. Die Bremsen 24 sind jeweils an den Hinterrädern 64 des Kraftfahrzeugs 60 angebracht. An den Vorderrädern 68 können gleichermaßen elektromechanische Bremsen 24, die Teile der Anordnung 2 sind, angebracht sein. Alternativ dazu können die Bremsen 72 an den Vorderrädern 68 als elektrohydraulische Bremsen ausgestaltet sein. Auch in diesem Fall können sie mit dem Steuergerät 28 zur Realisierung des ESP signalseitig verbunden sein.
  • 2
    Anordnung
    6
    Bordnetz
    10
    Batterie
    14
    Intelligenter Batteriesensor (IBS)
    15
    Strommessungsvorrichtung
    16
    Auswerteeinheit
    18
    Bordnetzmanagementmodul (BMM)
    20
    Bordnetzmanagementsystem
    24
    elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB)
    25
    Punkte
    28
    Steuergerät
    32, 36, 38
    Doppelpfeil
    60
    Kraftfahrzeug
    64
    Hinterrad
    68
    Vorderrad
    72
    Bremse

Claims (15)

  1. Anordnung (2) für ein Kraftfahrzeug (60) mit mindestens einer elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB) (24), einem Bordnetz (6), insbesondere mit einer Batterie (10), wobei die elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB) (24) als Verbraucher mit dem Bordnetz (6) elektrisch verbunden ist, und einer Vorrichtung zur Messung eines Stromes in dem Bordnetz (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (2) ein Steuergerät (28) umfasst, welches die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) derart ansteuert, dass durch die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) gezielt ein vorgebbarer Wert des Stroms oder ein vorgebbarer Stromverlauf, insbesondere eine Stromspitze, in dem Bordnetz (6) erzeugt wird.
  2. Anordnung (2) nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur Messung des Stromes (15) eine Auswerteeinheit (14) umfasst oder mit einer solchen verbunden ist, in welcher anhand des vermessenen, von der elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) erzeugten Stroms und/oder Stromverlaufs, insbesondere der Stromspitze, ein Zustand der Batterie (10), insbesondere der Ladezustand (SOC) und/oder der Gesundheitszustand (SOH) der Batterie, bestimmt wird und/oder die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Messung des Stromes (15) geprüft wird.
  3. Anordnung (2) nach Anspruch 2, wobei die Bestimmung des Zustandes der Batterie (10) in der Auswerteeinheit (14) anhand eines Batteriemodells geschieht.
  4. Anordnung (2) nach Anspruch 2 oder 3, die derart konfiguriert ist, dass zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Messung des Stromes (15) durch mindestens eine elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) eine Folge von zumindest teilweise unterschiedlichen Stromwerten erzeugt wird.
  5. Anordnung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei ein mit der Auswerteeinheit (16) verbundenes oder in sie integriertes und mit dem Steuergerät (28) verbundenes Bordnetzmanagementmodul (18) vorgesehen ist, und wobei das Steuergerät (28) derart konfiguriert ist, dass es im regulären Betrieb des Kraftfahrzeuges (60) eine auftretende Bremsanforderung an das Bordnetzmanagementmodul (18) übermittelt, wobei dann das Bordnetzmanagementmodul (18) der Auswerteeinheit (16) das Auftreten der Bremsanforderung signalisiert.
  6. Anordnung (2) nach Anspruch 5, wobei der Zustand der Batterie (10), insbesondere der Ladezustand (SOC) und/oder der Gesundheitszustand (SOH) der Batterie (10), mit Hilfe eines Algorithmus bestimmt wird, und wobei die Auswerteeinheit (16) den Zustand des Algorithmus, wenn sie von dem Bordnetzmanagementmodul (18) eine auftretende Bremsanforderung signalisiert bekommt, auf diese Bremsanforderung einstellt.
  7. Anordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die derart konfiguriert ist, dass durch die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) eine Stromspitze mit einer vorgebbaren Amplitude, insbesondere mit einer Amplitude von etwa 50 A bis 100 A, erzeugt wird.
  8. Anordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die derart konfiguriert ist, dass durch die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) eine Stromspitze mit einer vorgebbaren Flankensteigung, insbesondere mit einer Flankensteigung von etwa 50 A bis 100 A pro 10 ms bis 5 ms, erzeugt wird.
  9. Kraftfahrzeug (60) mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Verfahren zur Prüfung einer Anordnung (2) für ein Kraftfahrzeug (60) mit mindestens einer elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB) (24), einem Bordnetz (6), insbesondere mit einer Batterie (10), wobei die elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB) (24) als Verbraucher mit dem Bordnetz (6) elektrisch verbunden ist, und einer Vorrichtung zur Messung eines Stromes in dem Bordnetz (15), dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB) (24) derart ansteuert wird, dass durch die elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) gezielt ein vorgebbarer Wert des Stroms oder ein vorgebbarer Stromverlauf, insbesondere eine Stromspitze, in dem Bordnetz (6) erzeugt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der von der elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB) (24) erzeugte Strom und/oder Stromverlauf, insbesondere die Stromspitze, durch die Vorrichtung zur Messung eines Stromes (15) vermessen wird und anhand der Messwerte ein Zustand der Batterie (10), insbesondere der Ladezustand. (SOC) und/oder der Gesundheitszustand (SOH) der Batterie (10), bestimmt wird und/oder die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Messung des Stromes (15) geprüft wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Bestimmung des Zustandes der Batterie (10) anhand eines Batteriemodells durchgeführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Messung des Stromes (15) durch mindestens eine elektromechanisch betätigbare Bremse (EMB) (24) eine Folge von zumindest teilweise unterschiedlichen Stromwerten erzeugt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die elektromechanisch betätigbaren Bremse (EMB) (24) durch ein Bremsensteuergerät angesteuert wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die elektromechanisch betätigbare Bremse derart ausgestaltet ist, dass sie Strom zieht (50 A ... 100 A, 5 ms ... 10 ms Gradienten), ohne wirksame Arbeitskraft oder Druck mal Weg zu verrichten.
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