DE102010054620A1 - Verfahren zur Bestimmung von Bremsmomenten eines Fahrzeugs mit Traktionsbatterie - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Bremsmomenten eines Fahrzeuges mit Traktionsbatterie, mindestens einer rekuperativen Bremse und mindestens einer Reibbremse an einer Antriebsachse unter Einbeziehung eines querdynamischen Fahrzustandes des Fahrzeugs. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, das eine Bremsmomentenverteilung an einer Antriebsachse eines Fahrzeugs unter Berücksichtigung des Gesamtbremsmomentes und eines Fahrzustandes des Fahrzeugs bestimmt und die Rekuperation zugunsten einer Fahrstabilität anpasst. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren zur Bestimmung von Bremsmomenten an einer Antriebsachse eines Fahrzeuges für eine rekuperative Bremse und einer Reibbremse unter Einbeziehung eines querdynamischen Fahrzustandes des Fahrzeugs, mit den Schritten: Ermitteln mindestens einer Bremsanforderung und Bestimmen des Gesamtbremsmomentes für das Fahrzeug. – Ermitteln eines ersten Bremsmomentes der Antriebsachse aus dem Gesamtbremsmoment des Fahrzeugs und – Ermitteln eines zweiten Bremsmomentes der Antriebsachse aus dem Gesamtbremsmoment des Fahrzeugs und – Ermitteln eines querdynamischen Fahrzustandes des Fahrzeugs und – Ermitteln eines dritten Bremsmomentes der Antriebsachse in Abhängigkeit des ersten und des zweiten Bremsmomentes und des querdynamischen Fahrzustandes, und – Ermitteln eines vierten Bremsmomentes der Antriebsachse durch die mindestens eine rekuperative Bremse und/oder der Traktionsbatterie, und – Ermitteln eines fünften Bremsmomentes der Antriebsachse durch Begrenzung des dritten Bremsmomentes der Antriebsachse durch das vierte Bremsmoment der Antriebsachse und – Aufteilung des Gesamtbremsmomentes des Fahrzeugs – in ein Bremsmoment für die mindestens eine rekuperative Bremse der Antriebsachse, und – in ein Bremsmoment für die mindestens eine Reibbremse der Antriebsachse.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Bremsmomenten eines Fahrzeuges mit Traktionsbatterie, mit mindestens einer rekuperativen Bremse und mindestens einer Reibbremse an mindestens einer Antriebsachse unter Einbeziehung eines querdynamischen Fahrzustandes des Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Rückgewinnung von Energie gewinnt in heutigen Fahrzeugen immer mehr an Bedeutung. Die Rekuperation mittels einer regenerativen Bremse ist eine effiziente Möglichkeit, mit der elektrische Energie beim Abbremsen eines Fahrzeugs mittels eines Generators erzeugt und dann einem Energiespeicher zugeführt wird. Derartige Energierückgewinnungsverfahren werden hauptsächlich in Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen genutzt, in denen ein Elektromotor vorhanden ist, der als Generator genutzt werden kann.
  • Generatoren oder Energiespeicher sind in Fahrzeugen meistens so dimensioniert, dass die gesamte Bremsleistung nicht durch eine regenerative Bremse erfolgen kann, sondern eine Reibbremse mitbetätigt werden muss. Wenn die Rekuperation nur an einer Achse eines Fahrzeugs erfolgt, kann eine Bremsung zu fahrdynamischen Ungleichgewichten führen. Dieser Effekt wird unterstützt, wenn die folgenden Fahrbedingungen vorliegen:
    • • Starke Abbremsung
    • • Hohe Querbeschleunigung
    • • Niedriger Fahrbahnreibwert
    • • Dynamische Lenkmanöver.
  • Aus der DE 10 2006 046 093 A1 ist ein Bremssystem für ein Hybridfahrzeug mit einer regenerativen Bremse an mindestens einem Rad und einer Fahrstabilitätssteuerung bekannt die derart ausgebildet ist, bei einem Erreichen, überschreiten und/oder unterschreiten eines Schwellenwertes oder eine Schwellenwertkombination anhand von ermittelten Zustandsgrößen eine vorgegebene maximale regenerative Bremskraft zu bestimmen und die regenerative Bremse so zu steuern, dass eine auf das mindestens eine Rad ausgeübte regenerative Bremskraft die bestimmte vorgegebene maximale regenerative Bremskraft nicht überschreitet.
  • Ein weiteres Verfahren zur Steuerung eines Bremssystems eines Kraftfahrzeugs ist aus der DE 10 2007 056 359 A1 bekannt, das eine elektrisch-regenerative Bremse, insbesondere einen Generator, und eine Anzahl von Reibbremsen aufweist, wobei sich die Gesamtverzögerung aus Verzögerungsanteilen der Reibbremse und der elektrisch-regenerativen Bremse zusammensetzt, und wobei das von der elektrisch-regenerativen Bremse aufgebrachte Bremsmoment oder das Bremsmoment der Reibbremse reduziert wird, wenn ein stabilitätskritischer Zustand des Fahrzeugs erkannt oder eine zukünftiger stabilitätskritischer Zustand des Fahrzeugs vermutet wird, wobei nach dem Ende des Erkennens eines vermuteten zukünftigen stabilitätskritischen Zustandes die Reduzierung des von der elektrisch-regenerativen Bremse oder von der Reibbremse aufgebrachten Bremsmoments nicht unmittelbar aufgehoben wird.
  • Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, ist die Einbeziehung des gesamten Bremsmomentes für ein Fahrzeug unter Berücksichtigung eines Fahrzustandes und der für den Fahrzustand optimalen Energierückgewinnung nicht möglich.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, das eine Bremsmomentenverteilung an einer Antriebsachse eines Fahrzeugs unter Berücksichtigung des Gesamtbremsmomentes und eines Fahrzustandes des Fahrzeugs bestimmt und die Rekuperation zugunsten der Fahrstabilität anpasst.
  • Die Lösung der Aufgabe wird durch den unabhängigen Patentansprüche 1 erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
  • Es wird ein erfinderisches Verfahren zur Bestimmung von Bremsmomenten eines Fahrzeugs mit Traktionsbatterie mit mindestens einer rekuperativen Bremse und mindestens eine Reibbremse an einer Antriebsachse mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:
    • – Ermitteln mindestens einer Bremsanforderung und Bestimmen des Gesamtbremsmomentes (MSoll.Fzg) für das Fahrzeug.
    • – Ermitteln eines ersten Bremsmomentes der Antriebsachse (MFahrdyn) aus dem Gesamtbremsmoment (MSollFzg.) des Fahrzeugs und
    • – Ermitteln eines zweiten Bremsmomentes der Antriebsachse (MRekup) aus dem Gesamtbremsmoment (MSoll.Fzg) des Fahrzeugs und
    • – Ermitteln eines querdynamischen Fahrzustandes (F) des Fahrzeugs und
    • – Ermitteln eines dritten Bremsmomentes (MUn) der Antriebsachse in Abhängigkeit des ersten und des zweiten Bremsmomentes (MFahrdyn. MRekup) und des querdynamischen Fahrzustandes (F), und
    • – Ermitteln eines vierten Bremsmomentes der Antriebsachse durch die mindestens eine rekuperative Bremse und/oder der Traktionsbatterie, und
    • – Ermitteln eines fünften Bremsmomentes der Antriebsachse durch Begrenzung des dritten Bremsmomentes der Antriebsachse durch das vierte Bremsmoment der Antriebsachse und
    • – Aufteilung des Gesamtbremsmomentes des Fahrzeugs in ein Bremsmoment MSoll,AA,Rekup für die mindestens eine rekuperative Bremse der Antriebsachse, und
    • – in ein Bremsmoment MSoll,AA,Brems für die mindestens eine Reibbremse der Antriebsachse
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsachse eines Fahrzeugs. Im Fall eines allradgetriebenen Fahrzeugs, bezieht sich die Erfindung auf eine der Antriebsachsen. Eine weitere Achse ist dann die zweite Antriebsachse. Bei einem Fahrzeug, das nur eine Antriebsachse hat, ist in der Regel eine zweite Achse mit mindestens einer rekuperativen Bremse und/oder mindestens einer Reibbremse ausgestattet. Natürlich gibt es auch Fahrzeuge, die keine Bremse an einer weiteren Achse aufweisen. Eine weitere Achse, die nicht die Antriebsachse ist, wird auch Schleppachse genannt.
  • Beim Abbremsen eines Fahrzeugs nimmt die Belastung der Vorderachse zu und die der Hinterachse ab (dynamische Achslastverteilung). Aus diesem Grund ist es besonders erfinderisch, zur Ermittlung des rekuperativen Bremsmomentes ein achsspezifisches Bremsmoment für die Antriebsachse zu ermitteln. Dies wird mittels eines fahrdynamischen Bremsmomentes erreicht. Die weiteren Details dazu werden in einem Ausführungsbeispiel erläutert.
  • Es ist im Sinne der Erfindung, dass das Bremsmoment an einer weiteren Achse, die eine Schleppachse sein kann, aus der Differenz des Gesamtbremsmomentes und der ermittelten Bremsmomente für die mindestens eine rekuperative Bremse und dem Bremsmoment für die mindestens eine Reibbremse ermittelt wird, wenn an dieser Achse auch gebremst wird. Das Gesamtbremsmoment des Fahrzeugs wird erfinderisch dann wie folgt aufgeteilt:
    • – in ein Bremsmoment MSoll,AA,Rekup für die mindestens eine rekuperative Bremse der Antriebsachse,
    • – in ein Bremsmoment MSoll,AA,Brems für die mindestens eine Reibbremse der Antriebsachse
    • – in ein Bremsmoment MSoll,RA für die mindestens eine Bremse (Reibbremse und/oder rekuperative Bremse) der Schleppachse
  • Anders ausgedrückt ergibt die Summe des Bremsmomentes an der Schleppachse und des Bremsmomentes an der Antriebsachse das Gesamtbremsmoment des Fahrzeugs. Das Bremsmoment an mindestens einer Bremse der Schleppachse MSoll,RA wird als Differenz des Gesamtbremsmomentes MSoll,Fzg. und des erfinderisch dritten Bremsmomentes MUn bestimmt.
  • Der querdynamische Fahrzustand des Fahrzeugs wird aus einem Lenkradwinkel und/oder einer Lenkradwinkelgeschwindigkeit und/oder einer Längsbeschleunigung und/oder einer Querbeschleunigung und/oder einer Gierrate und/oder einem Fahrbahnreibwert ermittelt. Dies geschieht erfinderisch mittels einer Fahrdynamikregelung, die beispielsweise ein ESP-System sein kann (Elektronisches Stabilitäts-Programm). Der querdynamische Zustand wird rechnerisch in der Fahrdynamikregelung ermittelt und zu einem Faktor F zusammengefasst. Der Faktor F repräsentiert somit den querdynamischen Fahrzustand. Der Faktor ist nicht konstant, sondern eine Funktion des jeweiligen Fahrzustandes und wird kontinuierlich berechnet. Die rechnerische Ermittlung kann alternativ oder ergänzend auch in einem Rechner im Fahrzeug erfolgen. Vorzugsweise wird der querdynamische Zustand für einen Zeitabschnitt bestimmt.
  • Mit dem ermittelten querdynamischen Fahrzustand F wird das dritte Bremsmoment MUn durch Interpolation mit dem ersten Bremsmoment MFahrdyn und dem zweiten Bremsmoment MRekup gebildet. Besonders vorteilhaft ist die Interpolation mit der folgenden Formel: MUn = F·MFahrdyn + (1 – F)·MRekup
  • Das vierte Bremsmoment wird erfinderisch über das Moment bestimmt, welches von mindestens einer rekuperativen Bremse an der Antriebsachse aufgebracht wird und ergänzend oder alternativ über das Moment, welches durch den von der Traktionsbatterie maximal aufnehmbaren Strom möglich ist. Die Bestimmung der entsprechenden Momente wird in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Es ist vorteilhaft, nur rekuperativ zu verzögern und das gesamte Bremsmoment für die mindestens eine rekuperative Bremse an der mindestens einen Antriebsachse zu verwenden, damit ein Maximum an Energie rekuperiert wird. Das Bremsmoment an der Antriebsachse besteht somit aus dem fünften erfinderisch ermittelten Bremsmoment und erfordert kein zusätzliches Reibbremsmoment.
  • Stellt sich jedoch heraus, dass ein Bremsmoment an der Antriebsachse nicht mit der rekuperativen Bremse umgesetzt werden kann, muss die Reibbremse das restliche Moment aufbringen. Das Bremsmoment der Reibbremse an der mindestens einen Antriebsachse wird in diesem Fall aus der Differenz zwischen dem dritten und fünften Bremsmoment ermittelt.
  • Es ist im Sinne der Erfindung, dass eine Bremsanforderung von einem Fahrzeugführer über ein Pedal erfolgt. Dies kann ein Bremspedal sein, das vom Fahrzeugführer betätigt wird, oder ein Fahrpedal, welches vom Fahrzeugführer entlastet wird. Eine Bremsanforderung wird aber auch von Fahrerassistenzsystemen gefordert, wie beispielsweise von einem Adaptive Cruise Control System (ACC), das eine Geschwindigkeitsregelanlage ist, die einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug unter Sicherheitsaspekten und einer vom Fahrzeugführer eingestellten Geschwindigkeit einhält. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug verzögert, stellt das eigene Fahrzeug eine Bremsanforderung, um den Sicherheitsabstand zum vorderen Fahrzeug zu gewährleisten. Die Ermittlung des Abstandes erfolgt beispielsweise mittels eines Radarsensors am eigenen Fahrzeug.
  • Zur Lösung der technischen Aufgabe wird weiterhin eine Vorrichtung zur Bestimmung von Bremsmomenten einer rekuperativen Bremse und einer Reibbremse an einer Antriebsachse vorgeschlagen mit mindestens einer Einrichtung zur Ermittlung einer Bremsmomentanforderung, die beispielsweise ein Sensor ist, mit dem über einen Bremspedalweg die gewünschte Bremsanforderung ermittelbar ist bzw. ermittelt wird. Erfinderisch ist eine Einrichtung zur Ermittlung einer Querdynamik des Fahrzeugs vorgesehen. Eine ESP-Vorrichtung (Elektronisches Stabilitäts-Programm) ist beispielsweise eine Einrichtung (Fahrdynamikregelung) mit der die Querdynamik ermittelt wird bzw. werden kann. Die erfinderische Vorrichtung besteht weiterhin aus einer Einrichtung zur Ermittlung des maximal aufnehmbaren Energieinhaltes einer Traktionsbatterie. Der aufnehmbare Energieinhalt wird beispielsweise über den Ladezustand SOC (State of Charge) ermittelt, was über die Ermittlung des Stromes, der Spannung und der Temperatur im einfachsten Fall geschieht. Eine Bestimmung des maximal aufnehmbaren Energieinhaltes der Traktionsbatterie ist auch über eine Einrichtung zur Bestimmung des maximal aufnehmbaren Stroms durch die Traktionsbatterie möglich. Die Vorrichtung besteht weiterhin aus einer Verarbeitungseinrichtung der die ermittelten Informationen der Einrichtungen zugeführt werden und die derart ausgebildet ist, dass sie die Schritte des erfinderischen Verfahrens ausführt. Die Traktionsbatterie ist vorteilhaft eine Hochvoltbatterie, mit der ein Elektromotor angetrieben wird bzw. werden kann. Mit Traktionsbatterie ist aber auch jeder andere Energiespeicher gemeint, mit dem Energie aufgenommen und abgegeben wird, bzw. werden kann.
  • Es ist im Sinne der Erfindung, dass die regenerative Bremse ein Elektromotor in einem Fahrzeug ist, der sowohl als Antriebsmotor als auch als Generator zur Rückgewinnung von elektrischer Energie genutzt wird, bzw. werden kann.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.
  • 1: Schematisches Blockschaltbild zur Erläuterung der Bestimmung von Bremsmomenten einer rekuperativen Bremse und einer Reibbremse an einer Antriebsachse.
  • 2: Schematische Darstellung zur Erläuterung der Bestimmung von Bremsmomenten an einer hinteren Achse als Antriebsachse.
  • 3: Schematische Darstellung zur Erläuterung der Bestimmung von Bremsmomenten an einer vorderen Achse als Antriebsachse.
  • In 1 ist ein Blockschaltbild schematisch dargestellt wie mittels einer Bremsanforderung 2, 15 ein Bremsmoment an einer Antriebsachse für eine rekuperative Bremse MSoll,AA,Rekup und eine Reibbremse MSoll,AA,Brems ermittelt wird, sowie ein Bremsmoment einer Schleppachse MSoll,RA.
  • Eine Bremsanforderung 15 wird von einem Fahrzeugführer über ein Pedal 15, insbesondere ein Bremspedal 15 ausgelöst. Es ist auch möglich, dass eine Bremsanforderung 2 von einem System gestellt wird, das den Fahrzeugführer bei der Längsführung des Fahrzeugs unterstützt. Ein ACC-System 2 (Adaptive Cruice Control – System) ist beispielsweise ein derartiges System, welches eine Bremsanforderung 2 stellt, wenn der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einen Grenzwert unterschreitet. In einem ersten Funktionsblock 1 wird die Bremsanforderung 2, 15 ermittelt und ein Gesamtbremsmoment MSoll,Fzg für das Fahrzeug bestimmt. Im Sinne der Erfindung wird ausgehend von dem Gesamtbremsmoment MSoll,Fzg ein fahrdynamisches Bremsmoment MFahrdyn für die Antriebsachse ermittelt. Im einfachsten Fall erfolgt die Ermittlung über eine mathematische Gleichung. Im Funktionsblock 3 wird dies fahrdynamische Bremsmomentverteilung bestimmt. Diese entspricht bevorzugt der bekannten idealen Bremskraftverteilung, bei der die Verteilung der Bremskräfte auf Vorder- und Hinterachse der Radlastverteilung entspricht. Damit wird ein möglichst kurzer Bremsweg erreicht, ohne dass die Hinterachse vor der Vorderachse blockiert und damit das Fahrzeug schleudert. Das ermittelte fahrdynamische Bremsmoment MFahrdyn aus dem Gesamtbremsmoment MSoll,Fzg wird erfinderisch erstes Bremsmoment genannt.
  • In einem weiteren Funktionsblock 4 wird die Bremsmomentverteilung zur Erzielung maximaler Rekuperation MRekup errechnet. Hierbei wird davon ausgegangen, dass das gesamte Bremsmoment ausschließlich durch Rekuperation erzeugt wird. Inwieweit die elektrisch regenerative Bremse dieses Moment tatsächlich erzeugen kann, und inwieweit die Hochvoltbatterie diese Energie auch aufnehmen kann, ist hier noch nicht berücksichtigt. Für ein an einer Achse angetriebenes Fahrzeug bedeutet das, dass das gesamte Bremsmoment an der Antriebsachse erzeugt wird. Das ermittelte rekuperative Bremsmoment MRekup aus dem Gesamtbremsmoment MSoll,Fzg wird erfinderisch zweites Bremsmoment genannt.
  • Erfinderisch wird ein querdynamischer Zustand aus den Informationen eines ESP Systems wie z. B. Längsbeschleunigung, Querbeschleunigung, Fahrbahnreibwert, Lenkradwinkel und der Fahrgeschwindigkeit im Funktionsblock 5 ermittelt und in einem weiteren Funktionsblock 6 dieser Zustand in einen repräsentativen Faktor F umgerechnet. Dieser Faktor F befindet sich im Bereich von 0 bis 1. Je querdynamisch kritischer der Fahrzustand wird, desto größer ist der Faktor F. Aus diesen Informationen wird in einem Funktionsblock 7, der eine Recheneinrichtung oder ein Steuergerät ist, ein drittes fahrdynamisches Bremsmoment MUn bestimmt, das sich mathematisch wie folgt errechnet: MUn = F·MFahrdyn + (1 – F)·MRekup
  • Das so ermittelte Bremsmoment MUn an der Antriebsachse muss noch erfinderisch reduziert werden um sicherzustellen, dass der elektrisch regenerative Antrieb das Moment liefert, und die Traktionsbatterie den daraus resultierenden Strom aufnimmt.
  • Das vierte Bremsmoment setzt sich aus 2 Komponenten zusammen:
    • • Dem Moment, das der bzw. die Generatoren 11 im Bremsbetrieb maximal bereitstellen können Mmax,An. Diese Begrenzung resultiert aus der zulässigen Erwärmung der Elektromotoren (Generatoren) und deren Ansteuerung. Zudem muss eine Entmagnetisierung der Permanentmagnete verhindert werden. Dieses Bremsmoment wird typischerweise über Tabellen/Kennfelder im Steuergerät des bzw. der Elektromotoren 11 ermittelt.
    • • Dem Moment, das in Abhängigkeit vom aktuellen Zustand der Traktionsbatterie 10 (Energieinhalt, Temperatur usw.) von dieser aufgenommen werden kann. Der maximal aufnehmbare Strom Imax,Batt der Traktionsbatterie 10 wird über den SOC (State of Charge) ermittelt und über ein Modell 9 wird das diesem Zustand entsprechende Moment Mmax,Batt bestimmt. Diese Umrechnung ist dem Fachmann bekannt und erfolgt mittels eines sogenannten Motormodells mit bekannten Programmen wie MATLAB/Simulink, FreeMat oder GNU Octave in denen das Motormodell zur Berechnung von Mmax,Batt bereits teilweise angeboten wird. Dabei wird der maximal aufnehmbare Strom der Traktionsbatterie Imax,Batt in ein maximal stellbares Moment Mmax,Batt umgerechnet.
    • • Bevorzugt wird das vierte Bremsmoment aus dem Minimum der zwei genannten Komponenten berechnet.
  • Im Block 8 wird das fünfte Bremsmoment errechnet, indem das dritte Bremsmoment auf den Wert des vierten Bremsmoments begrenzt wird. Damit wird von dem mindestens einen Generator nur ein Bremsmoment MSoll,AA,Rekup in der Höhe angefordert, welches von dem mindestens einen Generator geliefert, und dessen Strom von der Traktionsbatterie aufgenommen werden kann. Die in einem Umrechner 19 (z. B. ein Rechner oder Steuergerät) errechnete Differenz aus dem drittem Bremsmoment und MSoll,AA,Rekup wird als Sollmoment für die Reibbremse an der Antriebsachse MSoll,AA,Brems vorgegeben. Zur Beibehaltung eines konstanten Gesamtbremsmoments MSoll,Fzg wird das Moment der Schleppachse MSoll,RA aus der Differenz zwischen dem Gesamtbremsmoment des Fahrzeugs MSoll,Fzg und dem dritten Bremsmoment errechnet.
  • Für den Fall der maximalen Rekuperation ergibt sich durch das erläuterte Verfahren der in 2 und 3 dargestellte gestrichelte Kurvenverlauf MMaxRekup 14. Mit steigender Bremsanforderung 2, 15 wird zunächst ausschließlich durch Rekuperation gebremst, bis im Punkt A die maximale Rekuperation, gegeben durch die Grenzen von Generator und Traktionsbatterie, erreicht wird. Diese Linie verläuft bei Frontantrieb auf der Abszisse und bei Heckantrieb auf der Ordinate des Koordinatensystems vom Koordinatenursprung bis zum Punkt A. Wird die Fahrzeugverzögerung 2, 15 weiter erhöht, dann kann ab Punkt A diese nicht mehr durch Rekuperation alleine dargestellt werden. Es muss zusätzlich die Reibbremse betätigt werden, bevorzugt an der Schleppachse. Die Fahrzeugverzögerung wird bis zum Punkt B, wo die ideale Bremskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse vorliegt, gesteigert. Bei noch weiter gewünschter Fahrzeugverzögerung 2, 15 muss zusätzlich an der Antriebsachse die Reibbremse mitbremsen.
  • In 4 ist der Verlauf des ermittelten Faktors F für den querdynamischen Fahrzustand beispielhaft in Abhängigkeit einer Querbeschleunigung dargestellt. Der Faktor F repräsentiert die querdynamische Kritikalität und wird beispielsweise bei hohen Lenkradwinkelgeschwindigkeiten groß. Die Lenkradwinkelgeschwindigkeit wird als Ableitung des Lenkradwinkels über die Zeit bestimmt. Bevorzugt wird bei querdynamisch kritischen Fahrzuständen, bei denen also eine hohe Querbeschleunigung und/oder eine hohe Lenkradwinkelgeschwindigkeit und/oder eine hohe Fahrgeschwindigkeit und/oder ein niedriger Fahrbahnreibwert vorliegt, der Faktor F schnell ansteigen. Wenn alle Kriterien für einen querdynamischen Fahrzustand unkritisch sind, wird der Faktor F auf 0 zurück genommen. Es ist im Sinne der Erfindung, dass der Faktor F langsamer zurückgenommen wird, als dass er ansteigt.
  • Das erfinderische Verfahren und die erfinderische Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens sind besonders für Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge geeignet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Funktionsblock: Ermittlung eines Gesamtbremsmomentes für ein Fahrzeug
    2
    Funktionsblock: Bremsanforderung (z. B. ein ACC-System)
    3
    Funktionsblock: Fahrdynamische Bremsmomentverteilung
    4
    Funktionsblock: Bremsmomentverteilung für maximale Rekuperation
    5
    Funktionsblock: Fahrdynamikregelung zur Ermittlung eines querdynamischen Fahrzustandes (z. B. ESP-System)
    6
    Funktionsblock: Ermittlung eines Faktors der den querdynamischen Fahrzustand repräsentiert
    7
    Funktionsblock: Ermittlung eines fahrdynamischen Bremsmomentes
    8
    Funktionsblock: Ermittlung eines Begrenzungsmomentes und Begrenzung des Bremsmomentes
    9
    Funktionsblock: Ermittlung eines Moments in Abhängigkeit eines maximal aufnehmbaren Energieinhaltes einer Traktionsbatterie
    10
    Funktionsblock: Ermittlung des maximal aufnehmbaren Energieinhaltes einer Traktionsbatterie
    11
    Funktionsblock: Ermittlung eines maximal möglichen rekuperativen Bremsmomentes
    12
    Fahrdynamische Bremsmomentverteilung
    13
    Rekuperative Bremsmomentverteilung
    14
    Maximal rekuperative Bremsmomentverteilung
    15
    Funktionsblock: Bremsanforderung (z. B. Fahrpedal, Bremspedal)
    16
    Ermitteltes Bremsmoment an einer Schleppachse
    17
    Ermitteltes Bremsmoment für eine Reibbremse an einer Antriebsachse
    18
    Ermitteltes Bremsmoment für eine rekuperative Bremse an einer Antriebsachse
    19
    Funktionsblock: Umrechner
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006046093 A1 [0004]
    • DE 102007056359 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Bestimmung von Bremsmomenten eines Fahrzeuges mit Traktionsbatterie, mit mindestens einer rekuperativen Bremse und mindestens einer Reibbremse an mindestens einer Antriebsachse unter Einbeziehung eines querdynamischen Fahrzustandes des Fahrzeugs, mit den Schritten: – Ermitteln mindestens einer Bremsanforderung und Bestimmen des Gesamtbremsmomentes (MSoll,Fzg.) für das Fahrzeug, – Ermitteln eines ersten Bremsmomentes der Antriebsachse (MFahrdyn) aus dem Gesamtbremsmoment (MSoll,Fzg.) des Fahrzeugs und – Ermitteln eines zweiten Bremsmomentes der Antriebsachse (MRekup) aus dem Gesamtbremsmoment (MSoll,Fzg.) des Fahrzeugs und – Ermitteln eines querdynamischen Fahrzustandes (F) des Fahrzeugs und – Ermitteln eines dritten Bremsmomentes (MUn) der Antriebsachse in Abhängigkeit des ersten und des zweiten Bremsmomentes (MFahrdyn. MRekup) und des querdynamischen Fahrzustandes (F), und – Ermitteln eines vierten Bremsmomentes der Antriebsachse durch die mindestens eine rekuperative Bremse und/oder der Traktionsbatterie, und – Ermitteln eines fünften Bremsmomentes der Antriebsachse durch Begrenzung des dritten Bremsmomentes der Antriebsachse durch das vierte Bremsmoment der Antriebsachse und – Aufteilung des Gesamtbremsmomentes (MSoll,Fzg.) des Fahrzeugs – in ein Bremsmoment für die mindestens eine rekuperative Bremse der Antriebsachse (MSoll,AA,Rekup), und – in ein Bremsmoment für die mindestens eine Reibbremse der Antriebsachse (MSoll,AA,Brems)
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment an einer weiteren Achse (MSoll,RA) mit mindestens einer rekuperativen und/oder mindestens einer Reibbremse aus dem Gesamtbremsmoment des Fahrzeugs (MSoll,Fzg.) abzüglich dem Bremsmoment (MSoll,AA,Rekup) für die mindestens eine rekuperative Bremse und abzüglich dem Bremsmoment (MSoll,AA,Brems) für die mindestens eine Reibbremse ermittelt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der querdynamische Fahrzustand (F) des Fahrzeugs aus einem Lenkradwinkel und/oder einer Lenkradwinkelgeschwindigkeit und/oder einer Längsbeschleunigung und/oder einer Querbeschleunigung und/oder einer Gierrate und/oder einem Fahrbahnreibwert ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus dem Bremsmoment der mindestens einen rekuperativen Bremse der Antriebsachse (MSoll,AA,Rekup) dem Bremsmoment der mindestens einen Reibbremse der Antriebsachse (MSoll,AA,Brems) und dem Bremsmoment der mindestens einen Reibbremse der weiteren Achse (MSoll,RA) unabhängig vom querdynamischen Fahrzustand (F) und der Verteilung der Bremsmomente auf die mindestens eine rekuperative Bremse und Reibbremse ist.
  5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Bremsmoment (MUn) durch Interpolation in Abhängigkeit des querdynamischen Fahrzustandes (F) zwischen dem ersten (MFahrdyn) und dem zweiten (MRekup) Bremsmoment gebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vierte Bremsmoment aus – dem maximal von der mindestens einen rekuperativen Bremse der Antriebsachse erzeugbare Moment (Mmax,An) und/oder – dem maximal von der Traktionsbatterie aufnehmbaren Strom (Imax,Batt) gebildet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment der mindestens einen rekuperativen Bremse der Antriebsachse (MSoll,AA,Rekup) das fünfte Bremsmoment ist
  8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment der mindestens einen Reibbremse der Antriebsachse (MSoll,AA,Brems) aus der Differenz zwischen dem dritten und fünften Bremsmoment gebildet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment an der weiteren Achse (MSoll,RA) mit mindestens einer rekuperativen und/oder mindestens einer Reibbremse aus der Differenz zwischen dem Gesamtbremsmoment des Fahrzeugs (MSoll,Fzg.) und dem dritten Bremsmoment gebildet wird.
  10. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsanforderung von einem Fahrerassistenzsystem, insbesondere einem Geschwindigkeitsregelsystem, und/oder über die Position eines Pedals ausgelöst wird.
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