DE102011010203A1 - Vehicle i.e. electrically propelled vehicle, has sensor device to detect failure or off-condition of electromotor, and operating unit to operate driver assistance device in case of failure or off-condition of electromotor - Google Patents

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Abstract

The vehicle has an electromotor (2) for driving the vehicle, and a driver assistance device i.e. brake booster (3), for supporting a driver when driving the vehicle. A sensor device detects a failure or off-condition of the electromotor, and an operating unit i.e. safety coupler (5), operates the driver assistance device in the event of detection of failure or the off-condition of the electromotor. The safety coupler mechanically connects the driver assistance device with the electromotor in the event of detection of failure or off-condition of the electromotor. An independent claim is also included for a method for operating a vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Elektromotor zum Antreiben des Fahrzeugs, einer Fahrerassistenzeinrichtung zum Unterstützen eines Fahrers beim Führen des Fahrzeugs und einer Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Ausfalls oder Ausschaltzustands des Elektromotors. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs durch Antreiben des Fahrzeugs mit einem Elektromotor, Unterstützen eines Fahrers beim Führen des Fahrzeugs durch eine Fahrerassistenzeinrichtung und Erfassen eines Ausfalls oder Ausschaltzustands des Elektromotors.The present invention relates to a vehicle having an electric motor for driving the vehicle, a driver assistance device for assisting a driver in guiding the vehicle, and a sensor device for detecting a failure or disconnection state of the electric motor. Moreover, the present invention relates to a method of operating a vehicle by driving the vehicle with an electric motor, assisting a driver in guiding the vehicle by a driver assistance means, and detecting a failure or a power-off state of the electric motor.

Wenn ein Elektromotor eines rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugs während der Fahrt aus Versehen ausgeschaltet wird oder wegen eines Fehlers ausgefallen ist, verliert das Fahrzeug neben der Antriebskraft auch andere assistive Wirkungen, wenn es mit entsprechenden Fahrerassistenzsystemen ausgestattet ist. So geht beispielsweise die hohe Bremswirkung eines Bremskraftverstärkers oder die Wirkung eines ESP verloren, wenn der Elektromotor ausgeschaltet wird. Dies bedeutet, dass die Fahrsicherheit nicht mehr in gewohnt hohem Maße gewährleistet ist.If an electric motor of a purely electrically driven vehicle is accidentally switched off during the drive or has failed due to a fault, the vehicle loses other assistive effects in addition to the driving force, if it is equipped with appropriate driver assistance systems. For example, the high braking effect of a brake booster or the effect of an ESP is lost when the electric motor is switched off. This means that driving safety is no longer guaranteed to the usual high degree.

Darüber hinaus kann der Elektromotor trotz des Ausschaltens unter anderem durch die gekoppelte Räderbewegung Hochspannung induzieren. Dies kann Komponentenschäden z. B. durch Überhitzen bis hin zu Gefährdungen der Insassen verursachen.In addition, the electric motor can induce high voltage despite switching off, inter alia, by the coupled wheel movement. This can damage components z. B. cause overheating to endangerment of the occupants.

Aus der Druckschrift US 2009/0224705 A1 ist ein Sicherheitsbremssystem für elektrisch betriebene Fahrzeuge bekannt. Bei Ausfall eines Motors wird dieser als Generator verwendet. Eine Widerstandsbremse vom dissipativen Typ produziert das entsprechende Bremsdrehmoment.From the publication US 2009/0224705 A1 is a safety brake system for electric vehicles known. If a motor fails, it will be used as a generator. A dissipative-type resistance brake produces the corresponding brake torque.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, auch bei Ausfall oder beim Abschalten eines Elektromotors eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs ausreichende Unterstützung für den Fahrer gewährleisten zu können.The object of the present invention is therefore to be able to ensure sufficient support for the driver even in case of failure or when switching off an electric motor of an electrically powered vehicle.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeug nach Anspruch 1. Darüber hinaus wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 6. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention this object is achieved by a vehicle according to claim 1. In addition, the above object is achieved by a method according to claim 6. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen ein Fahrzeug mit

  • – einem Elektromotor zum Antreiben des Fahrzeugs,
  • – einer Fahrerassistenzeinrichtung zum Unterstützen eines Fahrers beim Führen des Fahrzeugs und
  • – einer Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Ausfalls oder Ausschaltzustands des Elektromotors, sowie mit
  • – einem Mittel zum Betreiben der Fahrerassistenzeinrichtung ausschließlich für den Fall, dass mit der Sensoreinrichtung ein Ausfall oder Ausschaltzustand des Elektromotors erfasst ist.
According to the invention therefore provided with a vehicle
  • An electric motor for driving the vehicle,
  • A driver assistance device for assisting a driver in driving the vehicle and
  • - A sensor device for detecting a failure or OFF state of the electric motor, as well as with
  • A means for operating the driver assistance device exclusively in the event that a failure or switch-off state of the electric motor is detected with the sensor device.

Darüber hinaus wird bereitgestellt ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs durch

  • – Antreiben des Fahrzeugs mit einem Elektromotor,
  • – Unterstützen eines Fahrers beim Führen des Fahrzeugs durch eine Fahrerassistenzeinrichtung und
  • – Erfassen eines Ausfalls oder Ausschaltzustands des Elektromotors, sowie
  • – Betreiben der Fahrerassistenzeinrichtung mit einem Mittel ausschließlich für den Fall, dass ein Ausfall oder Ausschaltzustand des Elektromotors erfasst ist.
In addition, there is provided a method of operating a vehicle
  • Driving the vehicle with an electric motor,
  • Assisting a driver in guiding the vehicle through a driver assistance device and
  • - Detecting a failure or OFF state of the electric motor, as well
  • - Operating the Fahrerassistzeinrichtung with a means exclusively in the event that a failure or off state of the electric motor is detected.

In vorteilhafter Weise ist es somit möglich, dass ein Fahrerassistenzsystem auch nach dem Abschalten eines Elektromotors oder nach dem Ausfall des Elektromotors, der zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt wird, weiter betreiben zu können. Auf diese Weise ist auch in solchen Fahrsituationen weiterhin eine hohe Fahrsicherheit gewährleistet.In an advantageous manner, it is thus possible that a driver assistance system can continue to operate even after switching off an electric motor or after the failure of the electric motor, which is used to drive the vehicle. In this way, a high driving safety is guaranteed even in such driving situations continue.

Vorzugsweise umfasst das Mittel zum Betreiben der Fahrerassistenzeinrichtung nach dem Ausfall oder Ausschalten des Elektromotors eine Sicherheitskopplung, mit der die Fahrerassistenzeinrichtung mechanisch mit dem Elektromotor ausschließlich beim Ausfall oder im Ausschaltzustand koppelbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Mittel auch eine Sicherheitsbatterie umfassen, mit der die Fahrerassistenzeinrichtung ausschließlich bei Ausfall oder im Ausschaltzustand des Elektromotors elektrisch betreibbar ist. Ferner kann das Mittel auch eine Steuereinrichtung umfassen, mit der eine Antriebsbatterie des Elektromotors und/oder ein Antriebsschaltkreis des Elektromotors durch Software so steuerbar ist, dass sie auch bei Ausfall oder im Ausschaltzustand des Elektromotors für die Fahrerassistenzeinrichtung nutzbar sind.Preferably, the means for operating the Fahrerassistzeinrichtung after failure or switching off the electric motor comprises a safety coupling with which the Fahrerassistzeinrichtung is mechanically coupled to the electric motor exclusively in case of failure or in the off state. Alternatively or additionally, the means may also comprise a safety battery with which the driver assistance device can be operated electrically only in the event of failure or in the switch-off state of the electric motor. Furthermore, the means may also comprise a control device with which a drive battery of the electric motor and / or a drive circuit of the electric motor can be controlled by software so that they can be used even in the event of failure or in the off state of the electric motor for the driver assistance device.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Fahrerassistenzeinrichtung einen Bremskraftverstärker aufweist, deren Unterdruckpumpe beispielsweise durch die Sicherheitskopplung oder die Sicherheitsbatterie beziehungsweise die Steuereinrichtung (z. B. die Steuersoftware) betrieben werden kann. Auch andere Fahrerassistenzsysteme wie ein ESP können durch den erfindungsgemäßen Notfallbetrieb ihre Funktion aufrechterhalten, auch wenn der Elektromotor des Fahrzeugs außer Betrieb ist. Auf diese Weise kann die Sicherheit des Fahrzeugs insgesamt deutlich erhöht werden.It is particularly advantageous if the driver assistance device has a brake booster whose vacuum pump can be operated, for example, by the safety coupling or the safety battery or the control device (eg the control software). Other driver assistance systems such as an ESP can maintain their function by the emergency operation according to the invention, even if the electric motor of the vehicle is out of operation. In this way, the safety of the vehicle as a whole can be significantly increased.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs und mehrerer Fahrerassistenzsysteme eines Fahrzeugs wiedergibt.The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows a schematic view of a drive train and a plurality of driver assistance systems of a vehicle.

Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.The embodiments described in more detail below represent preferred embodiments of the present invention.

Ein Fahrzeug besitzt entsprechend der rein schematischen Figur Räder 1, die von einem Elektromotor 2 angetrieben werden. Außerdem besitzt das Fahrzeug hier einen Bremskraftverstärker 3 und ein elektronisches Stabilitätsprogramm 4. Es können auch andere Fahrerassistenzsysteme oder zusätzliche Fahrerassistenzsysteme vorgesehen sein. Ebenso genügt es, wenn nur ein einziges Fahrerassistenzsystem im Fahrzeug vorhanden ist. Die beiden Fahrerassistenzsysteme 3 und 4 stehen hier nur stellvertretend.A vehicle has according to the purely schematic figure wheels 1 that by an electric motor 2 are driven. In addition, the vehicle has here a brake booster 3 and an electronic stability program 4 , Other driver assistance systems or additional driver assistance systems may also be provided. It is also sufficient if only a single driver assistance system is present in the vehicle. The two driver assistance systems 3 and 4 are only representative here.

Während des Normalbetriebs werden die Fahrerassistenzsysteme entweder mechanisch vom Motor 2 oder beispielsweise von der Antriebsbatterie (in der Figur nicht dargestellt) des Motors 2 angetrieben beziehungsweise gespeist. Dies erfolgt unabhängig davon, ob das Fahrzeug fährt oder nicht. Die Assistenzwirkung aller Fahrerassistenzsysteme steht also jederzeit zur Verfügung.During normal operation, the driver assistance systems either mechanically from the engine 2 or, for example, from the drive battery (not shown in the figure) of the engine 2 driven or fed. This is done regardless of whether the vehicle is driving or not. The assistance effect of all driver assistance systems is thus available at all times.

Wird nun der Elektromotor 2 versehentlich oder absichtlich ausgeschaltet oder liegt ein Fehler im Hochvoltsystem des Fahrzeugs vor, so werden in der Regel auch sämtliche Fahrerassistenzsysteme des Fahrzeugs mit üblichen Techniken nicht mehr angetrieben beziehungsweise gespeist. Ein solcher Antrieb von Fahrerassistenzsystemen wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch folgende Lösungen dennoch gewährleistet, wenn der Motor ausgeschaltet oder ausgefallen ist und das Fahrzeug noch fährt.Will now be the electric motor 2 accidentally or deliberately switched off, or if there is a fault in the high-voltage system of the vehicle, then all the driver assistance systems of the vehicle are usually no longer powered or powered by conventional techniques. Such a drive of driver assistance systems is still ensured according to the present invention by the following solutions when the engine is off or failed and the vehicle is still running.

Gemäß einer mechanischen Lösung ist in dem Fahrzeug eine Sicherheitskopplung 5 vorgesehen. Diese Sicherheitskopplung umfasst beispielsweise Zahnräder 6, 7, die nur bei ausgefallenem Motor und sich bewegendem Fahrzeug ineinander gerückt werden. Damit treibt der sich noch weiter (mit-)drehende Motor 2 direkt beispielsweise die Unterdruckpumpe des Bremskraftverstärkers 3 an, sodass weiterhin eine erhöhte Bremskraft zur Verfügung gestellt werden kann. Diese mechanische Lösung funktioniert auch, wenn die elektrischen Systeme vollständig ausgefallen sind. Anstelle der Zahnradkopplung kann auch eine andere mechanische Kupplung eingesetzt werden. Ebenso können auch andere Fahrerassistenzsysteme, die mechanisch angetrieben werden, mit der Sicherheitskopplung an den Motor 2 beziehungsweise an die Räder 1 gekoppelt werden.According to a mechanical solution in the vehicle is a safety coupling 5 intended. This safety coupling includes, for example, gears 6 . 7 , which are moved together only with failed engine and moving vehicle. This drives the still further (co-) rotating engine 2 directly, for example, the vacuum pump of the brake booster 3 on, so that an increased braking force can continue to be provided. This mechanical solution also works when the electrical systems have completely failed. Instead of the gear coupling, another mechanical coupling can be used. Likewise, other driver assistance systems that are mechanically driven, with the safety coupling to the engine 2 or to the wheels 1 be coupled.

Entsprechend einer elektrischen Lösung ist zusätzlich in dem Fahrzeug eine Sicherheitsbatterie 8 vorgesehen. Diese wird nur bei ausgefallenem Motor 2 und sich bewegendem Fahrzeug beispielsweise durch ein Relais zugeschaltet. Der ausgefallene Elektromotor 2 wird dann gegebenenfalls im Generatormodus betrieben, wobei die kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Die gewonnene Energie wird in der Sicherheitsbatterie 8 gespeichert. Die gespeicherte Energie kann dann wieder zur Versorgung der Unterdruckpumpe des Bremskraftverstärkers (hier elektrische Versorgung) verwendet werden. Außerdem können auch weitere Systeme wie das ESP 4 oder andere Fahrerassistenzsysteme von der Sicherheitsbatterie 8 bei Ausfall des Motors gespeist werden. Diese elektrische Lösung funktioniert unabhängig davon, ob der Elektromotor 2 mit den Rädern 1 gekoppelt ist oder nicht. Die Lösung setzt auch nicht einen funktionierenden Antriebs-Hochvolt-Schaltkreis voraus.According to an electrical solution is additionally in the vehicle a safety battery 8th intended. This is only with failed engine 2 and switched to a moving vehicle, for example by a relay. The failed electric motor 2 is then optionally operated in the generator mode, wherein the kinetic energy is converted into electrical energy. The energy gained is stored in the safety battery 8th saved. The stored energy can then be used again to supply the vacuum pump of the brake booster (here electrical supply). In addition, other systems such as the ESP 4 or other driver assistance systems from the safety battery 8th be fed in case of failure of the engine. This electrical solution works regardless of whether the electric motor 2 with the wheels 1 coupled or not. The solution does not require a functioning drive high-voltage circuit.

Entsprechend einer Software-Lösung kann mittels Software eine Anpassung des bisherigen Hochvolt-Sicherheitskonzepts erfolgen. Dabei können dann eine bereits vorhandene Batterie und ein vorhandener Hochvolt-Schaltkreis nach dem Motorausfall weiterbenutzt werden. Das oder die Fahrerassistenzsysteme können dann wie bei der elektrischen Lösung weiterbetrieben werden. Diese Software-Lösung setzt allerdings einen funktionierenden Antriebs-Hochvolt-Schaltkreis voraus, der bei ausgefallenem Motor nicht immer vorhanden ist.According to a software solution, software can be used to adapt the previous high-voltage safety concept. In this case, an existing battery and an existing high-voltage circuit can then continue to be used after the engine failure. The driver assistance system (s) may then continue to operate as in the electrical solution. However, this software solution requires a functioning drive high-voltage circuit, which is not always available when the engine has failed.

Folgende Fahrsicherheitsanforderungen können damit erstmals erfüllt werden: zum einen ein wirksames Bremsen bei ausgefallenem Antriebs-Elektromotor und zum anderen die Vermeidung der Gefahr von ungewollt erzeugter Hochspannung bei ausgefallenem Antriebsmotor. Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Prinzips ist die Möglichkeit der Energierückgewinnung und die Möglichkeit eines Komponentenschutzes anzusehen. Insbesondere kann beispielsweise ein Motorschaden wegen Überhitzung vermieden werden. Als besonderer Vorteil gilt jedoch der zusätzliche Gewinn an Fahrsicherheit.The following driving safety requirements can thus be met for the first time: on the one hand, effective braking in the event of a failed drive electric motor and, on the other hand, the avoidance of the risk of unintentionally generated high voltage in the event of a failed drive motor. Another advantage of the principle according to the invention is the possibility of energy recovery and the possibility of component protection. In particular, for example, engine damage due to overheating can be avoided. A special advantage, however, is the additional gain in driving safety.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Räderbikes
22
Elektromotorelectric motor
33
BremskraftverstärkerBrake booster
44
Stabilitätsprogrammstability program
5 5
Sicherheitskopplungsafety coupling
66
Zahnrädergears
77
Zahnrädergears
88th
Sicherheitsbatteriesecurity battery

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2009/0224705 A1 [0004] US 2009/0224705 A1 [0004]

Claims (6)

Fahrzeug mit – einem Elektromotor (2) zum Antreiben des Fahrzeugs, – einer Fahrerassistenzeinrichtung (3, 4) zum Unterstützen eines Fahrers beim Führen des Fahrzeugs und – einer Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Ausfalls oder Ausschaltzustands des Elektromotors (2), gekennzeichnet durch – ein Mittel (5) zum Betreiben der Fahrerassistenzeinrichtung (3, 4) ausschließlich für den Fall, dass mit der Sensoreinrichtung ein Ausfall oder Ausschaltzustand des Elektromotors (2) erfasst ist.Vehicle with - an electric motor ( 2 ) for driving the vehicle, - a driver assistance device ( 3 . 4 ) for assisting a driver in guiding the vehicle, and - a sensor device for detecting a failure or switch-off state of the electric motor ( 2 ), characterized by - a means ( 5 ) for operating the driver assistance device ( 3 . 4 ) exclusively in the event that with the sensor device a failure or switch-off state of the electric motor ( 2 ) is detected. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (5) eine Sicherheitskopplung umfasst, mit der die Fahrerassistenzeinrichtung mechanisch mit dem Elektromotor (2) ausschließlich beim Ausfall oder im Ausschaltungszustand koppelbar ist.Vehicle according to claim 1, characterized in that the means ( 5 ) comprises a safety coupling with which the driver assistance device is mechanically connected to the electric motor ( 2 ) can be coupled only in case of failure or in the off state. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel eine Sicherheitsbatterie (8) umfasst, mit der die Fahrerassistenzeinrichtung (3, 4) ausschließlich bei Ausfall oder im Ausschaltzustand des Elektromotors (2) elektrisch betreibbar ist.Vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the means a safety battery ( 8th ) with which the driver assistance device ( 3 . 4 ) only in case of failure or in the off state of the electric motor ( 2 ) is electrically operable. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel eine Steuereinrichtung umfasst, mit der eine Antriebsbatterie des Elektromotors (2) und/oder ein Antriebsschaltkreis des Elektromotors (2) so steuerbar ist, dass sie auch bei Ausfall oder im Ausschaltzustand des Elektromotors für die Fahrerassistenzeinrichtung nutzbar sind.Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the means comprises a control device, with which a drive battery of the electric motor ( 2 ) and / or a drive circuit of the electric motor ( 2 ) is controllable so that they can be used even in case of failure or in the off state of the electric motor for the driver assistance device. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzeinrichtung (3, 4) einen Bremskraftverstärker aufweist.Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the driver assistance device ( 3 . 4 ) has a brake booster. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs durch – Antreiben des Fahrzeugs mit einem Elektromotor (2), – Unterstützen eines Fahrers beim Führen des Fahrzeugs durch eine Fahrerassistenzeinrichtung (3, 4) und – Erfassen eines Ausfalls oder Ausschaltzustands des Elektromotors (2), gekennzeichnet durch – Betreiben der Fahrerassistenzeinrichtung (3, 4) mit einem Mittel (5, 8) ausschließlich für den Fall, dass ein Ausfall oder Ausschaltzustand des Elektromotors (2) erfasst ist.Method for operating a vehicle by - driving the vehicle with an electric motor ( 2 ), - assisting a driver in driving the vehicle by a driver assistance device ( 3 . 4 ) and - detecting a failure or switch-off state of the electric motor ( 2 ), characterized by - operating the driver assistance device ( 3 . 4 ) with a means ( 5 . 8th ) exclusively in the event that a failure or switch-off state of the electric motor ( 2 ) is detected.
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