DE102010008934A1 - Motor vehicle has vehicle brake system and electric motor for recovery of braking energy, and actuating element is provided which generates signal for controlling vehicle braking system - Google Patents
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- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/24—Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
- B60L7/26—Controlling the braking effect
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugbremsanlage und einem Elektromotor zur Rückgewinnung von Bremsenergie mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a motor vehicle having a vehicle brake system and an electric motor for recovering braking energy with the features of the preamble of claim 1.
Kraftfahrzeuge mit einem Elektromotor zur Rückgewinnung von Bremsenergie (Rekuperation) gewinnen aus ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten zunehmend an Bedeutung, da durch die zurück gewonnene Bremsenergie einerseits Kraftstoff gespart und andererseits die Abgase der Brennkraftmaschine indirekt reduziert werden können. Der Elektromotor wird dazu beim Bremsen in einen Generatorbetrieb umgeschaltet, indem die Bremsenergie in elektrischen Strom umgewandelt wird und z. B. in Energiespeichern zur weiteren Verwendung gespeichert wird. Ein Nachteil bei dieser Rückgewinnung der Bremsenergie ist, dass das beim Bremsen von dem im Generatorbetrieb arbeitenden Elektromotor ausgeübte Rekuperationsmoment dem durch die Fahrzeugbremsanlage ausgeübten Bremsmoment überlagert wird. Diese Überlagerung kann zu einem Überbremsen des Kraftfahrzeuges führen, was wiederum zu instabilen Fahrzuständen führen kann. Ferner ist die Charakteristik der Bremskraft im Allgemeinen nicht mehr bekannt, da das Rekuperationsmoment als solches nicht erfasst wird und deshalb auch bei der Aufbringung der Bremskraft durch die Fahrzeugbremsanlage nicht berücksichtigt werden kann.Motor vehicles with an electric motor for the recovery of braking energy (recuperation) are becoming increasingly important from an ecological and economic point of view, since on the one hand fuel can be saved by the recovered braking energy and on the other hand the exhaust gases of the internal combustion engine can be indirectly reduced. The electric motor is switched during braking in a generator mode by the braking energy is converted into electricity and z. B. is stored in energy storage for further use. A disadvantage with this recovery of the braking energy is that the recuperation torque exerted during braking by the electric motor operating in generator mode is superimposed on the braking torque exerted by the vehicle brake system. This superposition can lead to overbraking of the motor vehicle, which in turn can lead to unstable driving conditions. Furthermore, the characteristic of the braking force is generally no longer known, since the recuperation torque is not detected as such and therefore can not be taken into account in the application of the braking force by the vehicle brake system.
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugbremsanlage und einem Elektromotor zur Rückgewinnung von Bremsenergie zu schaffen, bei dem ein Überbremsen mit möglichst einfachen Mitteln verhindert wird.The object of the invention is therefore to provide a motor vehicle with a vehicle brake system and an electric motor for the recovery of braking energy, in which overbraking is prevented with the simplest possible means.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugbremsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen.The object is achieved by a motor vehicle with a vehicle brake system with the features of claim 1. Preferred developments of the invention can be taken from the subclaims, the figures and the associated description.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass eine erste Einrichtung vorgesehen ist, mit der ein zweites Signal bildbar ist, welches das während der Rückgewinnung der Bremsenergie zwischen dem Elektromotor und dem Kraftfahrzeug wirkende Reaktionsmoment repräsentiert, und eine zweite dem Betätigungselement zugeordnete Einrichtung vorgesehen ist, der das zweite Signal zuführbar ist, und in der aus dem ersten und dem zweiten Signal ein drittes Signal bildbar ist, durch das die Fahrzeugbremsanlage angesteuert wird, und die von der Fahrzeugbremsanlage durch die Ansteuerung durch das dritte Signal auf das Kraftfahrzeug ausgeübte Bremskraft kleiner ist, als die Bremskraft bei einer Ansteuerung der Fahrzeugbremsanlage durch das erste Signal. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird das Reaktionsmoment zwischen dem Elektromotor und dem Kraftfahrzeug, welches aus Gründen des Momentengleichgewichts in der Größe dem Rekuperationsmoment entspricht, bereits unmittelbar bei der Ansteuerung der Fahrzeugbremsanlage mit berücksichtigt, indem das Signal zur Ansteuerung der Fahrzeugbremsanlage eben aus dem ersten Signal, welches aus der Betätigung des Betätigungselementes resultiert, und dem zweiten Signal zu einem neuen dritten Signal verarbeitet wird. Die durch die Ansteuerung der Fahrzeugbremsanlage aufgrund des dritten Signals bewirkte Bremskraft ist dann erfindungsgemäß kleiner als die Bremskraft der Fahrzeugbremsanlage, wenn sie nur durch das erste Signal angesteuert wäre, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Insgesamt kann dadurch ein Überbremsen des Kraftfahrzeuges verhindert werden, wobei der besondere Vorteil der Erfindung dann zu sehen ist, dass das wirkende Rekuperationsmoment bereits bei der Ansteuerung der Fahrzeugbremsanlage berücksichtigt wird, und dadurch Zeitverluste durch Regelzeiten auf ein Minimum reduziert werden können.The object is achieved according to the invention in that a first device is provided, with which a second signal can be formed, which represents the reaction torque acting during the recovery of the braking energy between the electric motor and the motor vehicle, and a second device associated with the actuating element is provided, the second signal can be supplied, and in which a third signal can be formed from the first and the second signal, by which the vehicle brake system is actuated, and the braking force exerted by the vehicle brake system by the control by the third signal is smaller on the motor vehicle, as the braking force in a control of the vehicle brake system by the first signal. By means of the solution according to the invention, the reaction torque between the electric motor and the motor vehicle, which corresponds to the recuperation moment for reasons of moment equilibrium, is already taken into account directly in the activation of the vehicle brake system, by the signal for controlling the vehicle brake system being just the first signal resulting from the actuation of the actuator, and the second signal is processed to a new third signal. The braking force caused by the activation of the vehicle brake system on the basis of the third signal is then smaller than the braking force of the vehicle brake system if it were driven only by the first signal, as is the case in the prior art. Overall, overbraking of the motor vehicle can thereby be prevented, with the particular advantage of the invention then being that the acting recuperation torque is already taken into account when activating the vehicle brake system, and time losses due to control times can thus be reduced to a minimum.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das erste und das zweite Signal aus einer identischen physikalischen Kenngröße gebildet sind. Dadurch können beide Signale ideal miteinander verarbeitet werden, ohne dass Nachteile durch eine Umwandlung hinsichtlich der Reaktionszeit des Systems oder der Genauigkeit der Signalbildung entstehen.It is further proposed that the first and the second signal are formed from an identical physical characteristic. As a result, both signals can be ideally processed with each other, without incurring disadvantages due to a conversion in terms of the reaction time of the system or the accuracy of the signal formation.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Elektromotor an einem Schwenklager schwenkbar an dem Kraftfahrzeug gelagert ist, und die erste Einrichtung durch ein druck- oder zugkraftsensitives Gegenlager gebildet ist, an dem der Elektromotor über eine Trägereinrichtung anliegt Die vorgeschlagene Lösung stellt eine konstruktiv besonders einfache Lösung dar, das Reaktionsmoment direkt und möglichst verlustfrei durch das druck- oder zugkraftsensitive Gegenlager in eine physikalische Kenngröße umzuwandeln, welche dann das zweite Signal bildet. Furthermore, it is proposed that the electric motor is pivotally mounted on the motor vehicle at a pivot bearing, and the first device is formed by a pressure- or tension-sensitive counter-bearing, against which the electric motor rests via a carrier device. The proposed solution represents a structurally particularly simple solution. to convert the reaction torque directly and as lossless as possible by the pressure or tension-sensitive counter bearing in a physical characteristic, which then forms the second signal.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kann darin gesehen werden, indem die zweite Einrichtung durch einen Hydraulikzylinder gebildet ist, und das erste und das zweite Signal jeweils durch einen dem Hydraulikzylinder zugeführten Druckmittelstrom oder durch die Stellung eines in dem Hydraulikzylinder geführten Kolbens gebildet ist. Die durch die Druckmittelströme und die Stellung des Kolbens verwirklichten Signale wirken dadurch unmittelbar aufeinander ein, wobei sich das dritte Signal dann unmittelbar durch den Druck in einer Arbeitskammer oder durch die Stellung eines Kolbens ohne eine weitere Verarbeitung erzeugen lässt. Dadurch können beide Signale mit rein mechanischen Mitteln miteinander verarbeitet werden und es ist keinerlei besondere Elektronik zur Signalbildung erforderlich. Die Erfindung kann dadurch mit möglichst geringen Veränderungen auch auf herkömmliche druckmittelbetriebene Fahrzeugbremsanlagen angewendet werden.A further preferred embodiment of the invention can be seen in that the second device is formed by a hydraulic cylinder, and the first and the second signal is formed in each case by a pressure medium flow supplied to the hydraulic cylinder or by the position of a guided in the hydraulic cylinder piston. The signals realized by the pressure medium flows and the position of the piston thus act directly on one another, whereby the third signal can then be generated directly by the pressure in a working chamber or by the position of a piston without further processing. As a result, both signals can be processed together with purely mechanical means and no special electronics for signal formation is required. The invention can thus be applied to conventional pressure-medium-operated vehicle brake systems with the least possible changes.
In diesem Fall wird vorgeschlagen, dass das Betätigungselement durch einen schwenkbaren Hebel gebildet ist, und in dem Hydraulikzylinder ein Kolben vorgesehen ist, der mit dem schwenkbaren Hebel verbunden ist und den Hydraulikzylinder in zwei oder mehrere Arbeitskammern unterteilt, und an die Arbeitskammern Druckmittelleitungen angeschlossen sind, durch die der Druckmittelstrom zuführbar ist. Der Hebel kann z. B. ein herkömmliches Bremspedal sein, dessen Betätigung dann zu einem Verschieben des Kolbens und dadurch zu einer Veränderung des Druckes des Druckmittels in einer der Arbeitskammern führt. Die Verschiebung des Kolbens bzw. die dadurch in einer der Arbeitskammern bewirkte Veränderung des Druckes bildet dann das erste Signal oder wird zu dem ersten Signal umgewandelt. Das zweite Signal wird dann durch einen durch eine Druckmittelleitung zugeführten Druckmittelstrom zugeführt und führt dadurch ebenfalls zu einer Druckveränderung in einer der Arbeitskammern. Das dritte Signal kann dann konstruktiv einfach durch den sich in einer der Arbeitskammern einstellenden Druck gebildet sein, der aus einer der Arbeitskammern durch eine Druckmittelleitung dem Steuergerät zugeführt wird, wobei er selbstverständlich auf diesem Wege zu einer erleichterten Verarbeitung auch z. B. in ein elektrisches Signal umgewandelt werden kann.In this case, it is proposed that the actuating element is formed by a pivotable lever, and in the hydraulic cylinder, a piston is provided which is connected to the pivotable lever and the hydraulic cylinder divided into two or more working chambers, and are connected to the working chambers pressure medium lines, by which the pressure medium flow can be supplied. The lever can z. B. be a conventional brake pedal, the operation then leads to a displacement of the piston and thereby to a change in the pressure of the pressure medium in one of the working chambers. The displacement of the piston or the change in the pressure caused thereby in one of the working chambers then forms the first signal or is converted to the first signal. The second signal is then supplied by a supplied through a pressure medium line pressure medium flow and thereby also leads to a pressure change in one of the working chambers. The third signal can then be structurally simple formed by the pressure setting in one of the working chambers, which is fed from one of the working chambers through a pressure medium line to the control unit, wherein it of course in this way to facilitate processing also z. B. can be converted into an electrical signal.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Kraftfahrzeug eine zentrale Steuereinheit zur automatischen Ansteuerung der Fahrzeugbremsanlage in kritischen Fahrsituationen aufweist, und das zweite Signal der zentralen Steuereinheit zuführbar ist. Solche zentralen Steuereinheiten sind z. B. unter den Begriffen ABS, ESP oder ASR bekannt und umfassen einen asymmetrischen Bremseneingriff zur Stabilisierung des Kraftfahrzeuges bei einer Schleudergefahr, einer Reduzierung des auf die Räder wirkenden Momentes bei einem Schlupf der Räder oder einem bewussten kurzzeitigen Lösen der Bremsen bei einer Vollbremsung. In allen diesen Regelsystemen ist der Bremseneingriff von besonderer Bedeutung, so dass auch in diesem Fall die Berücksichtigung des Reaktionsmomentes und damit des Rekuperationsmomentes Vorteile für das Fahrverhalten des Kraftfahrzeuges bietet.Furthermore, it is proposed that the motor vehicle has a central control unit for the automatic actuation of the vehicle brake system in critical driving situations, and the second signal can be fed to the central control unit. Such central control units are z. B. under the terms ABS, ESP or ASR and include an asymmetric braking intervention to stabilize the motor vehicle in a risk of skidding, a reduction of the moment acting on the wheels with a slip of the wheels or a deliberate short-term release of the brakes in a full braking. In all these control systems, the brake intervention is of particular importance, so that even in this case the consideration of the reaction torque and thus of the recuperation torque offers advantages for the driving behavior of the motor vehicle.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment. Show it:
In der
Der Elektromotor ist, wie auch in
Ferner ist ein Betätigungselement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- Elektromotorelectric motor
- 33
- Radwheel
- 44
- Radwheel
- 55
- Radwheel
- 66
- Radwheel
- 77
- Bremsebrake
- 88th
- Bremsebrake
- 99
- Bremsebrake
- 1010
- Bremsebrake
- 1111
- Steuergerätcontrol unit
- 1212
- Schwenklagerpivot bearing
- 1313
- Steuerleitungcontrol line
- 1414
- Steuerleitungcontrol line
- 1515
- Steuerleitungcontrol line
- 1616
- Steuerleitungcontrol line
- 1717
- Signalleitungsignal line
- 1818
- DruckaufnehmerPressure transducer
- 1919
- Signalleitungsignal line
- 2020
- Signalleitungsignal line
- 2121
- Trägereinrichtungsupport means
- 2222
- Gegenlagerthrust bearing
- 2323
- Gegenlagerthrust bearing
- 2424
- Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
- 2525
- Arbeitskammerworking chamber
- 2626
- Arbeitskammerworking chamber
- 2727
- Betätigungselementactuator
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008017478 A1 [0003] DE 102008017478 A1 [0003]
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DE102008017478A1 (en) | 2007-04-05 | 2008-10-09 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Method for operating a vehicle brake system and vehicle brake system |
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2010
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DE102008017478A1 (en) | 2007-04-05 | 2008-10-09 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Method for operating a vehicle brake system and vehicle brake system |
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Legal Events
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 |
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140218 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140218 |
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|
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