DE102010064252A1

DE102010064252A1 - Elektroangetriebenes Kraftfahrzeug mit zwei elektrischen Maschinen

Info

Publication number: DE102010064252A1
Application number: DE102010064252A
Authority: DE
Inventors: Vicente Garcia Alvarez
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-01-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zusätzliches Bremssystem für ein zumindest elektroangetriebenes Kraftfahrzeug. Die erste elektrische Maschine, die als Elektromotor und als Gegenstrombremse ausgeführt ist, wird dazu verwendet, um zusätzliche Bremskraft in dem Fahrzeug zu erzeugen. Die dafür benötigte elektrische Energie wird durch eine zweite elektrische Maschine bereitgestellt, die als Generatorbremse an einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges angekoppelt ist. Dabei ist die zweite elektrische Maschine an einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges gekoppelt. Damit kann ein schnelleres und verschleißfreieres Bremssystem in einem Elektroantrieb bereitgestellt werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Bremssysteme in Elektroantrieben für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung ein elektroangetriebenes Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Bremsung eines elektroangetriebenen Kraftfahrzeugs.
Stand der Technik
Bei Hybridfahrzeugen mit zwei elektrischen Maschinen werden diese als Motoren bzw. als Generatoren eingesetzt. Damit soll die Antriebsenergie gesteigert werden oder der Bordakkumulator aufgeladen werden, je nach der gewählten Strategie des Fahrzeugcontrollers. Dabei kann jedoch die Bremsleistung des Kraftfahrzeuges im Fall einer Notbremsung unzureichend sein, um einen potentiellen Unfall zu vermeiden.
Offenbarung der Erfindung
Es kann als Aufgabe der Erfindung angesehen werden, ein besseres Bremsverhalten für ein elektroangetriebenes Fahrzeug bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Vorteile und Ausführungsbeispiele werden durch die Unteransprüche realisiert.
Es ist ein elektroangetriebenes Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Bremsung eines zumindest elektroangetriebenen Kraftfahrzeuges gemäß den unabhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein elektroangetriebenes Kraftfahrzeug angegeben, welches eine erste elektrische Maschine und eine zweite elektrische Maschine aufweist. Dabei ist die erste elektrische Maschine zur Erhöhung und ebenso zur Erniedrigung eines elektrischen Antriebes des Kraftfahrzeuges ausgeführt. Die zweite elektrische Maschine ist als Generatorbremse ausgeführt.
Dabei ist im Kontext der vorliegenden Erfindung der Begriff „Erniedrigung eines elektrischen Antriebes” als Bremsung beziehungsweise als Bremsvorgang mittels der ersten elektrischen Maschine zu verstehen.
Weiterhin ist im Kontext der Erfindung der Begriff „Kraftfahrzeug” als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug zu verstehen. Ein Hybridfahrzeug ist dabei ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem elektrischen Motor, der die erste elektrische Maschine darstellt.
Mit anderen Worten ist im Kontext der Erfindung unter „Erhöhung des elektrischen Antriebs” ein Beschleunigungsvorgang mittels der ersten elektrischen Maschine und unter „Erniedrigung des elektrischen Antriebs” eine Verzögerung bzw. ein Bremsvorgang mittels der ersten elektrischen Maschine zu verstehen.
Mit der Erfindung werden die Bremseigenschaften des Fahrzeugs erheblich verbessert. Einerseits wird die Reaktionszeit verkürzt, was eine relevante Sicherheitssteigerung bedeutet. Andererseits wird der Verschleiß der zusätzlich vorhandenen Betriebsbremse, die beispielsweise als Scheibenbremse ausgeführt sein kann, verringert bzw. umgangen. Dies kann einen erheblichen ökonomischen Vorteil durch Verlängerung des Wartungsintervalls bedeuten.
Dabei kann erste elektrische Maschine Gegenstrombremse oder als Wirbelstrombremse ausgeführt sein. Diese kann mit einem dreiphasigen Stromsystem bestromt werden. Wenn die erste elektrische Maschine mit einem dreiphasigen Stromsystem bestromt wird, wird von dem Stator ein drehendes Magnetfeld erzeugt, welches das Drehmoment im Rotor erzeugt. Die Umkehrung oder Veränderung dieses drehenden Magnetfelds reicht aus, um die elektrische Maschine in Gegenstrombremsung oder rekuperative Generatorbremsung zu versetzen. Diese Umkehrung oder Veränderung dieses Magnetfeld ist schneller als der notwendige Aufbau des Drucks eines traditionalen hydraulischen Bremssystems, als die Verdichtung des hydraulischen Mittels. Dies verursacht die verkürzte Reaktionszeit eines elektroangetriebenen Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung.
Mit anderen Worten wird bei einem Bremsvorgang falls gewünscht zumindest die erste elektrische Maschine als Gegenstrombremse benutzt. Die erste elektrische Maschine ist also von einem ersten Modus, in dem sie als Elektromotor den Antrieb erhöhen kann, in einen zweiten Modus, in dem sie als Gegenstrombremse den Antrieb erniedrigen kann, schaltbar.
Diese erste elektrische Maschine kann mit dem Strom versorgt werden, den die zweite elektrische Maschine erzeugt, wenn sie als elektrische Generatorbremse betrieben wird. Diese Energierückgewinnung mittels der zweiten elektrischen Maschine wird im Kontext der Erfindung auch als Rekuperation bezeichnet. Dabei kann die zweite elektrische Maschine an einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges gekoppelt sein.
Mit anderen Worten vermeidet die vorliegende Erfindung, dass ein im Fahrzeug vorhandener Akkumulator oder eine Energiespeichervorrichtung sehr schnell entleert wird, wenn davon Energie für die Gegenstrombremse verwendet wird. Dies könnte der Fall sein, wenn lediglich die erste elektrische Maschine für die Bremsung des Fahrzeuges mittels Gegenstrombremsung eingesetzt werden würde. Die Erfindung gibt jedoch weiter an, dass gleichzeitig die zweite elektrische Maschine aufgrund ihrer Funktion als Generatorbremse elektrische Energie erzeugt, die für die Gegenstrombremsung verwendet wird. Dabei kann die identische von der der zweiten Maschine gewonnen Energie direkt der ersten Maschine zur Erzeugung der Gegenstrombremsung bereitgestellt werde. Aber auch eine indirekte Energiezufuhr für die zweite elektrische Maschine ist möglich. Diese Vorrichtung kann also sicherstellen, dass der Akkumulator auf einem verlässlichen und brauchbaren Energielevel bleibt.
Mit anderen Worten kann aufgrund der Mitführung zweier elektrischer Maschinen gleichzeitig Energie durch die Generatorbremse rekuperativ erzeugt werden, und diese Energie kann in einer elektrischen Gegenstrombremsung mittels der ersten elektrischen Maschine vernichtet werden, ohne dass dabei die Batterie oder der Akkumulator geleert wird.
Dabei kann das Kraftfahrzeug in diesem und in jedem anderen Ausführungsbeispiel eine Speichervorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie und/oder eine Steuervorrichtung zur Steuerung zumindest einer der elektrischen Maschinen aufweisen.
Dabei wird der Speichervorrichtung die Energie von der zweiten elektrischen Maschine zugeführt und die erste elektrische Maschine erhält elektrische Energie von der Speichervorrichtung zumindest zur Erniedrigung des elektrischen Antriebes des Kraftfahrzeuges. Die Speichervorrichtung kann von der Steuervorrichtung derart gesteuert werden, dass diese nur soviel Energie an die erste elektrische Maschine zur Gegenstrombremsung abgibt, wie die zweite elektrische Maschine erzeugt.
Mit anderen Worten ist die erste elektrische Maschine ausgeführt, um einerseits als Elektromotor eine Beschleunigung und andererseits eine Gegenstrombremse zur Bremsung zu bewirken.
Dieses Ausführungsbeispiel betrifft daher ein zusätzliches Bremssystem für ein zumindest elektroangetriebenes Kraftfahrzeug. Die erste elektrische Maschine, die als Elektromotor und als Gegenstrombremse ausgeführt ist, wird dazu verwendet, um zusätzliche Bremskraft in dem Fahrzeug zu erzeugen. Die dafür benötigte elektrische Energie kann durch eine zweite elektrische Maschine bereitgestellt werden, die als Generatorbremse an einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges angekoppelt ist. Damit kann ein schnelleres und verschleißfreieres Bremssystem in einem Elektroantrieb bereitgestellt werden.
Ebenso funktioniert das Bremssystem des elektroangetriebenen Kraftfahrzeuges der vorliegenden Erfindung wenn kein Verbrennungsmotor vorhanden ist und die Generatorbremse direkt von der Antriebsachse angetrieben wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die erste elektrische Maschine eine Wirbelstrombremse auf.
Mit anderen Worten erzeugt die erste elektrische Maschine mittels elektrischer Energie, die von der Speichervorrichtung bereitgestellt werden kann, ein inhomogenes Magnetfeld in einem Rotationselement, welches mechanisch mit einer der Achsen des Fahrzeuges verbunden ist. Aufgrund der in dem Rotationselement erzeugten Wirbelströme wird wiederum ein zweites Magnetfeld erzeugt, das zu einer Bremsung, Verzögerung und/oder Erniedrigung des elektrischen Antriebes des Fahrzeuges führt. Mit anderen Worten wird die erste elektrische Maschine derart mit Strom versorgt, dass durch sie ein solches inhomogenes Magnetfeld erzeugt wird, dass die gewünschte Bremswirkung an dem Fahrzeug erzeugt wird.
Die Wirbelstrombremse kann dabei zu der üblichen Betriebsbremse wahlweise hinzugeschaltet werden. Dadurch können Bremswege verkürzt und allgemein die Sicherheit erhöht werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste elektrische Maschine als Gegenstrombremse ausgeführt. Mit anderen Worten kann gemäß der Erfindung die erste elektrische Maschine in einem ersten Modus als elektrischer Motor zum Antrieb bzw. zur Erhöhung des Antriebes des Fahrzeuges verwendet werden. In einem zweiten Modus kann durch Änderung der Stromrichtung die erste elektrische Maschine als Gegenstrombremse verwendet werden. Dadurch wird die Sicherheit erhöht und die ökonomischen Vorteile ausgenutzt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das elektroangetriebene Kraftfahrzeug eine Speichervorrichtung und eine Steuervorrichtung auf. Die Speichervorrichtung ist zur Speicherung elektrischer Energie ausgeführt und die Steuervorrichtung ist zur Steuerung der ersten elektrischen Maschine ausgeführt. Weiterhin steuert die Steuervorrichtung die erste elektrische Maschine zur Erniedrigung des Antriebes in Abhängigkeit von einem Energiestand der Speichervorrichtung.
Mit anderen Worten gewährleistet dieses Ausführungsbeispiel der Erfinddung, dass während eines Normalbetriebes bzw. während einer normalen Bremssituation nur soviel elektrische Energie mittels der ersten elektrischen Maschine zur Erniedrigung des Antriebes, also zur Bremsung verwendet wird, dass ein vorgegebener Schwellwert des Energiestandes der Speichervorrichtung nicht unterschritten wird. Damit kann gewährleistet werden, dass die genügend elektrische Energie in der Speichervorrichtung für zukünftige, Energie absorbierende Vorhaben in dem Fahrzeug bereitgestellt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung braucht die erste elektrische Maschine Energie der Menge E1 zur Erniedrigung des Antriebes, und die zweite elektrische Maschine generiert Energie der Menge E2 durch die Generatorfunktion. Dabei steuert die Steuervorrichtung die zweite elektrische Maschine derart, dass E1 und E2 in einem fest vorgegebenen Verhältnis zueinander stehen.
Mit anderen Worten ist die Steuervorrichtung derart ausgeführt, dass sie hinsichtlich ihrer Abgabe der Energie an die erste elektrische Maschine zur Bremsung bzw. Erniedrigung des Antriebes des Fahrzeuges darauf achtet, mit wie viel Energie sie zu diesem Zeitpunkt von der zweiten elektrischen Maschine versorgt wird. Mit anderen Worten, beachtet die Steuervorrichtung in vorgegebener Weise die Energiebilanz zwischen der Energie verbrauchenden ersten elektrischen Maschine und der Energie erzeugenden zweiten elektrischen Maschine während eines Bremsvorgangs.
Dabei kann ausschließlich die Energie für die Gegenstrombremse bzw. die erste elektrische Maschine verwendet werden, die von der zweiten elektrischen Maschine im Generatorbremsbetrieb erzeugt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das elektroangetriebene Kraftfahrzeug eine Messvorrichtung auf, wobei die Messvorrichtung zur Ermittlung eines Wertes eines Pedalwertgradienten ausgeführt ist. Weiterhin ist die Steuerung zu einem Vergleich zwischen einem ermittelten Wert des Pedalwertgradienten und einem vorgegebenen Schwellwert ausgeführt. Weiterhin steuert die Steuervorrichtung bei Überschreitung des Schwellwertes durch den ermittelten Wert die zweite elektrische Maschine unabhängig vom Verhältnis zwischen E1 und E2.
Der Gradient des Pedalwertes kann dabei zum Beispiel über den Bremsdruck oder über eine andere Methode ermittelt werden. Möglich ist auch eine elektrische Sensorik am Bremspedal. Eine elektrische Erkennung könnte unter Umständen viel schneller und/oder einfacher und/oder billiger sein als eine Ermittlung des Pedalwertgradienten über den Aufbau des Bremsdrucks.
Mittels dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung kann von der oben beschriebenen Berücksichtigung der Energiebilanz des Energiespeichers umgeschaltet werden auf einen Modus für die Notfallbremsung. Die Messvorrichtung kann also eine Notbremsung mittels beispielsweise eines vordefinierten Schwellwerts für den Bremsdruckgradienten automatisch erkennen. Mit anderen Worten kann es vorteilhaft sein, kurzzeitig Energie von der Batterie zu entnehmen, um die Bremswirkung der ersten elektrischen Maschine, also der Gegenstrombremse, zu erhöhen. Damit kann ein maximales Bremsmoment erzeugt werden. Dies erfolgt unabhängig von dem zur Verfügung stehenden Strom, der durch die zweite elektrische Maschine bereitgestellt wird. Damit kann beispielsweise eine sehr kurzzeitige Bremsung ermöglicht werden, weil die langsamere Betriebsbremse noch nicht in der Lage ist, das gewünschte Bremsmoment bereitzustellen. In diesem Fall einer Notbremsung ist der verkürzte Bremsweg viel wichtiger als der Ladezustand der Batterie. Mit anderen Worten wird damit die Benutzung anderer oder aller elektrischer Maschinen des Fahrzeuges als Gegenstrombremse verwendet, um die Sicherheit zu erhöhen und die ökonomischen Vorteile davon auszunutzen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung steuert die Steuervorrichtung die zweite elektrische Maschine in Abhängigkeit von einer Kombination aus einem Neigungswinkel eines befahrenen Straßenabschnitts und einer Länge des Straßenabschnitts zur Erniedrigung des Antriebes.
Mit anderen Worten ist dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Lage, bei einer gewissen Länge von Bergabfahrten dies zu erkennen und den Verbrauch von elektrischer Energie für die Verwendung der Gegenstrombremse daraufhin abzustimmen und zu steuern.
Bei langen Bergabfahrten mit Bremswunsch (gleichbleibend, nahezu gleichbleibend oder stärk veränderbar) kann die rekuperative Bremsung eingesetzt werden bis die Batterie voll geladen ist und keine Energie mehr aufnehmen kann. Dabei kann die rekuperative Bremsung in einer oder in beiden elektrischen Maschinen eingesetzt werden. Falls beide Maschinen rekuperativ betrieben werden kann dann fliesend und ohne dass der Fahrer einen Bremsmomentunterschied merkt auf die Gegenstrombremsung in einer elektrischen Maschine mit dem übrigen Strom von der anderen elektrischen Maschine umgeschaltet werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, die folgenden Schritte in einem elektroangetriebenen Kraftfahrzeug veranlasst: Messung eines zum Zeitpunkt t1 durch eine zweite elektrische Maschine erzeugte Menge an elektrischen Strom, Steuerung einer Energiespeichereinheit zur Abgabe der festgestellten Menge an Strom an eine erste elektrische Maschine zum Zeitpunkt t2, Steuerung der zweiten elektrischen Maschine zur Erzeugung einer Gegenstrombremsung des Fahrzeuges mittels des bereitgestellten Stroms. Dabei können t1 und t2 unterschiedlich oder gleich sein.
Mit anderen Worten, die Bremsstrategie gemäß der vorliegenden Erfindung wird so gewählt, dass das Bremsmoment fliesend an den Bremswunsch angepasst wird auch bei Änderungen des Ladezustandes der Batterie oder bei Änderungen des Energiebedarfs des Fahrzeugs. Beispielsweise kann die Gegenstrombremsung auf rekuperative Generatorbremsung zurückgeschaltet werden wenn große Stromverbraucher (wie z. B. Klimakompressor) dazu geschaltet werden. Dies kann an der ersten und an der zweiten elektrischen Maschine stattfinden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
1 zeigt eine schematische, zweidimensionale Darstellung eines elektroangetriebenen Kraftfahrzeuges gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine schematische, zweidimensionale Darstellung einer Wirbelstrombremse, die in einem Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
3 zeigt Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
In den folgenden Figurenbeschreibungen werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
Detaillierte Beschreibung der Figuren
1 zeigt ein elektroangetriebenes Kraftfahrzeug 100, das als Hybridfahrzeug ausgeführt ist. Das Kraftfahrzeug weist eine erste elektrische Maschine 101 und eine zweite elektrische Maschine 102 auf. Dabei ist das Kraftfahrzeug mit seiner vorderen Achse 111 und seiner hinteren Achse 110 dargestellt, woraus sich ergibt, dass die Vorwärtsbewegungsrichtung 114 von rechts nach links zeigt. Das Kraftfahrzeug weist eine erste elektrische Maschine 101 und eine zweite elektrische Maschine 102 auf. Da es ein Hybridfahrzeug ist, ist ebenso der Verbrennungsmotor 121 dargestellt. Die erste elektrische Maschine 101, welche an der Hinterachse 110 angeordnet ist, kann als Elektromotor verwendet werden, und den elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeuges erhöhen. Diese Erhöhung ist symbolisch mittels des Pfeils 103 dargestellt. Jedoch kann mit der ersten elektrischen Maschine auch ein Bremsvorgang erzeugt werden. Dies entspricht einer Erniedrigung des elektrischen Antriebes des Kraftfahrzeuges, was symbolisch mit dem entgegen der Fahrtrichtung gezeigten Pfeil 104 dargestellt ist.
Beispielsweise ist es möglich, dass in der ersten elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einem Bremssignal eines Benutzers die interne Stromrichtung umgestellt wird, so dass die erste elektrische Maschine als Gegenstrombremse in dieser Bremssituation verwendet wird. Weiterhin ist gezeigt, dass die erste elektrische Maschine eine Wirbelstrombremse 112 aufweist. Auf diese wird genauer in der nachfolgenden 2 eingegangen. 1 zeigt weiterhin die Betriebsbremsen 115, welche zusätzlich durch die Gegenstrombremse 106 der ersten elektrischen Maschine 101 unterstützt werden. Weiterhin werden sie durch die Generatorbremse 105 der zweiten elektrischen Maschine unterstützt. Mittels der Wirbelstrombremse 112 kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ebenso Strom, der an der zweiten elektrischen Maschine als Generatorbremse bereitgestellt wird, zusätzlich für eine Bremsung verwenden.
Mit anderen Worten kann das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug mittels der beiden bereitgestellten elektrischen Maschinen 101 und 102 eine Gegenstrombremse bereitstellen, die mit dem Strom versorgt wird, den die zweite elektrische Maschine erzeugt, wenn diese als elektrische Generatorbremse funktioniert und zur Rekuperation verwendet wird.
Weiterhin zeigt das Kraftfahrzeug 100 der 1 eine erste Speichervorrichtung 107 und eine Steuervorrichtung 108. Dabei ist die erste Speichervorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie ausgeführt und die Steuervorrichtung ist zur Steuerung der ersten elektrischen Maschine ausgeführt. Weiterhin steuert die Steuervorrichtung die erste elektrische Maschine 101 zur Erniedrigung 104 des Antriebes in Abhängigkeit von einem Energiestand der Speichervorrichtung. Weiterhin zeigt 1 eine zweite Speichervorrichtung 113. Die erste Speichervorrichtung 107 kann dabei beispielsweise als Hochspannungsbatterie und die zweite Speichervorrichtung 113 als Niedrigspannungsenergie ausgeführt sein.
Zusätzlich ist die Kupplung 116 gezeigt, die für den Antrieb auf der vorderen Achse 111 verwendet wird. Ebenso ist das Getriebe 117 dargestellt. Bezüglich der hinteren Achse 110 sind ebenso eine Kupplung 118 und ein Getriebe 119 gezeigt. Ebenso sind die Räder 120 des Kraftfahrzeuges gezeigt.
Weiterhin weist das Kraftfahrzeug eine Messvorrichtung 109 auf, die symbolisch an der Steuervorrichtung angeordnet ist. Auch eine Anordnung an anderer Stelle ist möglich. Im Falle einer Notbremsung kann damit die Notwendigkeit durch das Kraftfahrzeug erkannt werden, dass nicht nur so viel elektrische Energie an die Gegenstrombremse 106 von der Speichervorrichtung 107 bereitgestellt wird, wie von der Generatorbremse 105 erzeugt wird. Für diesen Fall der Notbremsung steuert die Steuervorrichtung 108 Stromzufuhr der ersten elektrischen Maschine unabhängig vom Verhältnis der beiden oben näher definierten Werte E1 und E2. Lediglich die Umsetzung eines maximalen Bremsmoments hat nun Priorität für die Steuervorrichtung. Dabei ist die Messvorrichtung in der Lage, einen Bremsdruckgradienten, der von dem Benutzer ausgeübt wird, zu ermitteln. Die Steuervorrichtung vergleicht danach den ermittelten Bremsdruckgradienten mit einem zuvor gespeicherten Schwellwert und zieht auf Basis des ermittelten Ergebnisses in zuvor beschriebener Weise entsprechende Schlüsse für die Energiezufuhr der ersten elektrischen Maschine
Mit dem in 1 gezeigten Hybridfahrzeug werden die Bremseigenschaften des Fahrzeuges erheblich verbessert. Einerseits wird die Reaktionszeit verkürzt, was eine relevante Sicherheitssteigerung bedeutet, und andererseits wird der Verschleiß der Betriebsbremse 115 umgangen, was einen erheblichen. ökonomischen Vorteil durch Verlängerung des Wartungsintervalls bedeutet.
Mit anderen Worten wird damit ein sowohl schnelleres als auch verschleißfreieres Bremssystem für einen Elektroantrieb in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt. Sollte die normal verfügbare Betriebsbremse noch nicht zur Realisierung des gewünschten Bremsmoments in der Lage sein, so kann zumindest die erste elektrische Maschine durch Gegenstrombremsung und/oder durch Wirbelstrombremsung verschleißfrei das bereits vorhandene Betriebsbremsensystem unterstützen.
Die Kombination aus dem Betriebsbremsensystem und den zusätzlichen Bremse der ersten elektrischen Maschine, beispielsweise die Gegenstrombremse oder die Wirbelstrombremse, und der zweiten elektrischen Maschine als Generatorbremse, wird ein kombiniertes Bremssystem für einen Elektroantrieb bereitgestellt. Dieses erzeugt eine erhöhte Bremskraft und ist schneller als ein Betriebsbremsensystem.
2 zeigt eine Wirbelstrombremse 112, welche ein Rotationselement 200 und einen Elektromagneten 201 aufweist. Die Rotation des Rotationselements 200 ist mit dem Pfeil 205 angedeutet. Die elektrische Speichervorrichtung 202 versorgt. dabei den Elektromagneten 201 mit elektrischer Energie, so dass ein inhomogenes Magnetfeld 204 bereitgestellt werden kann. Dabei können elektrische Spulen 203 zum Einsatz kommen, die hier lediglich symbolisch dargestellt sind. Mit anderen Worten ist mit der Wirbelstrombremse 112 eine verschleißfreie Bremse für das Kraftfahrzeug, bereitgestellt, die Wirbelstromverluste des im Magnetfeld bewegten Rotationselements 200 zur Bremsung nutzt. Dabei kann die elektrische Leitfähigkeit des Rotationselements 200 gemäß der Erfindung auf die gewünschte Bremswirkung hin optimiert sein.
3 zeigt vier Verfahrensschritte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem ersten Schritt wird eine erste elektrische Maschine in einem elektroangetriebenen Kraftfahrzeug bereitgestellt. Dieser Schritt ist mit S1 bezeichnet. Der Schritt S2 beschreibt die Bereitstellung einer zweiten elektrischen Maschine in diesem Kraftfahrzeug. Das Verwenden der zweiten elektrischen Maschine zum Erzeugen von elektrischer Energie in dem Kraftfahrzeug ist mit dem Schritt S3 bezeichnet. Weiterhin ist der Schritt S4 gezeigt, der das Verwenden der ersten elektrischen Maschine zum Erzeugen einer Bremswirkung mittels der durch die zweite elektrische Maschine gewonnenen Energie darstellt.

Claims

Elektroangetriebenes Kraftfahrzeug (100), das Kraftfahrzeug aufweisend; eine erste elektrische Maschine (101), eine zweite elektrische Maschine (102), wobei die erste elektrische Maschine zur Erhöhung (103) und zur Erniedrigung (104) eines elektrischen Antriebes des Kraftfahrzeuges ausgeführt ist, und wobei die zweite elektrische Maschine als Generatorbremse (105) ausgeführt ist.
Elektroangetriebenes Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die erste elektrische Maschine eine Wirbelstrombremse (112) aufweist.
Elektroangetriebenes Kraftfahrzeuggemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erste elektrische Maschine als Gegenstrombremse (106) ausgeführt ist.
Elektroangetriebenes Kraftfahrzeug gemäß einem der vorherigen Ansprüche, das Fahrzeug weiterhin aufweisend: eine Speichervorrichtung (107), eine Steuervorrichtung (108), wobei die Speichervorrichtung zur Speicherung elektrischer Energie ausgeführt ist, wobei die Steuervorrichtung zur Steuerung der ersten elektrischen Maschine ausgeführt ist, und wobei die Steuervorrichtung die erste elektrische Maschine zur Erniedrigung des Antriebes in Abhängigkeit von einem Energiestand der Speichervorrichtung steuert.
Elektroangetriebenes Kraftfahrzeug gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste elektrische Maschine Energie der Menge E1 zur Erniedrigung des Antriebes verbraucht, wobei die zweite elektrische Maschine Energie der Menge E2 durch eine Generatorfunktion generiert, und wobei die Steuervorrichtung die zweite elektrische Maschine derart steuert, dass E1 und E2 in einem fest vorgegebenen Verhältnis zueinander stehen.
Elektroangetriebenes Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei das Verhältnis ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: E1 < E2, und E1 ≤ E2.
Elektroangetriebenes Kraftfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, das Kraftfahrzeug weiterhin aufweisend: eine Messvorrichtung (109), wobei die Messvorrichtung zur Ermittlung eines Wertes eines Pedalwertgradienten ausgeführt ist, wobei die Steuervorrichtung zu einem Vergleich zwischen einem ermittelten Wert des Pedalwertgradienten und einem vorgegebenen Schwellwert ausgeführt ist, und wobei die Steuervorrichtung bei Überschreitung des Schwellwertes durch den ermittelten Wert die zweite elektrische Maschine unabhängig vom Verhältnis zwischen E1 und E2 steuert.
Elektroangetriebenes Kraftfahrzeug gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste elektrische Maschine an einer ersten Achse (110) des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, und wobei die zweite elektrische Maschine an einer zweiten Achse (111) des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Elektroangetriebenes Kraftfahrzeug gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung die zweite elektrische Maschine in Abhängigkeit von einer Kombination aus einem Neigungswinkel eines befahrenen Straßenabschnitts und einer Länge des Straßenabschnitts zur Erniedrigung des Antriebes steuert.
Verfahren zur Bremsung eines zumindest elektroangetriebenen Kraftfahrzeuges, das Verfahren aufweisend die Schritte: Bereitstellung einer ersten elektrischen Maschine in dem Kraftfahrzeug (S1), Bereitstellung einer zweiten elektrischen Maschine in dem Kraftfahrzeug (S2), Verwenden der zweiten elektrischen Maschine zum Erzeugen von elektrischer Energie in dem Kraftfahrzeug (S3), und Verwenden der zweiten elektrischen Maschine zum Erzeugen einer Bremswirkung mittels elektrischer Energie (S4).