DE102020006348A1 - Fahrzeug - Google Patents

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DE102020006348A1
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Germany
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Oliver Pöllny
Albert Held
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler AG
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/356—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having fluid or electric motor, for driving one or more wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0038—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor moving together with the wheel axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/18—Propelling the vehicle
    • B60Y2300/18175—Preventing, or responsive to skidding of wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/303—Speed sensors
    • B60Y2400/3032—Wheel speed sensors

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (10) mit mehreren Rädern (7), wobei mindestens einem der Räder jeweils ein elektrischer Radnabenmotor (1) zugeordnet ist, umfassend ein Motorgehäuse (2) und einen im Motorgehäuse (2) angeordneten Rotor (3), wobei im Motorgehäuse (2) ein Sensor (4) zum Zählen von Umläufen des Rotors (3) angeordnet ist, wobei im Fahrzeug (10) eine Steuereinheit (5) für eine Fahrdynamikregelung und/oder andere Fahrer- und Fahrassistenzsysteme abhängig von einer Raddrehzahl vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit (5) mit dem Sensor (4) verbunden ist, um von diesem bereitgestellte Signale für die Ermittlung der Raddrehzahl zu nutzen, wobei für das Rad (7), dem der elektrische Radnabenmotor (1) zugeordnet ist, kein weiterer Raddrehzahlsensor vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 2.
  • Radumlaufsensoren für Kraftfahrzeuge nutzen meist sehr preisgünstige ASICs (Raddrehzahlfühler oder -messer), welche jedoch häufig durch Umwelteinflüsse beschädigt werden. Ferner haben diese den Nachteil, dass sie durch äußere Magnetfelder (z.B. induktives Laden oder Induktionsschleifen für Ampeln) kurzzeitig fehlerhaft messen können. Ferner existieren Konzepte zur optischen Messung der Raddrehzahl.
  • Bei Elektroradnabenmotoren wird direkt im Motorgehäuse der Umlauf des Rotors gezählt. Ein Radtick, also ein Anteil eines Radumlaufs der beispielsweise über einen Zahn oder magnetische Ringe erhalten wird, entspricht dabei je nach Motorauslegung den einzelnen Magneten und Rotorelemente oder wird über kleine Drähte und/oder Spulen im Motorgehäuse realisiert, in denen jeweils eine sehr geringe Induktion infolge des Rotorumlaufs erfolgt. Die Anzahl dieser Messbereiche kann dabei beliebig granular ausgelegt werden. Existierende Motoren mit diesem Aufbau sind aus Hybridfahrzeugen bekannt.
  • Die EP 1 910 780 B1 offenbart eine Anordnung zur eigensicheren Erfassung von linearen und/oder rotatorischen Bewegungen eines Körpers, bestehend aus einem magnetischen Encoder und einem Sensor, wobei der magnetische Encoder sich mit dem Körper bewegt und über einen magnetischen Luftspalt mit mindestens zwei Sensorelementen des Sensors magnetisch gekoppelt ist, wobei der Sensor mindestens zwei voneinander getrennte Signalpfade aufweist, die jeweils mindestens eines der Sensorelemente und jeweils eine Signalaufbereitungsstufe umfassen, wobei mindestens ein primär messender Signalpfad so aufgebaut ist, dass sein Ausgangssignal im Normalbetrieb die einfache Frequenz der Encoderbewegung wiedergibt und wobei mindestens ein beobachtender Signalpfad so aufgebaut ist, dass sein Ausgangssignal die doppelte Frequenz der Encoderbewegung wiedergibt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Fahrzeug sowie ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 2.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug mit mehreren Rädern ist mindestens einem der Räder jeweils ein elektrischer Radnabenmotor zugeordnet, umfassend ein Motorgehäuse und einen im Motorgehäuse angeordneten Rotor, wobei im Motorgehäuse ein Sensor zum Zählen von Umläufen des Rotors angeordnet ist, wobei im Fahrzeug eine Steuereinheit für eine Fahrdynamikregelung und/oder andere Fahrer- und Fahrassistenzsysteme abhängig von einer Raddrehzahl vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit mit dem Sensor verbunden, um von diesem bereitgestellte Signale für die Ermittlung der Raddrehzahl zu nutzen, wobei für das Rad, dem der elektrische Radnabenmotor zugeordnet ist, kein weiterer Raddrehzahlsensor vorgesehen ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht manipulationserschwerte, langlebige und kostengünstige Radumlaufmessungen bei Radnabenmotoren für die Nutzung durch eine Fahrdynamikregelung, beispielsweise ESP, und andere Fahrer- und Fahrassistenzsysteme.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist einfacher und kostengünstiger, da pro Rad ein Bauteil weniger benötigt wird, nämlich der im Stand der Technik zusätzlich vorgesehene Raddrehzahlsensor, da dieser durch das vom Sensor bereitgestellte Rotor-Drehzahl-Signal ersetzt wird. Die Menge externer Störungen sowohl durch elektronische Einflüsse als auch durch Umwelteinflüsse ist geringer, da die Messung im Motorgehäuse erfolgt. Außerdem ist die Messung präziser, da weniger Abstand zwischen den Magnetaufnehmern für die Messung und dem Sensor vorliegt. Der Einfluss von unebenen Straßen auf die Messqualität nimmt auch ab.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Radnabenmotor.
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 10 mit mehreren Rädern 7 wobei mindestens einem der Räder 7 jeweils ein elektrischer Radnabenmotor 1 zugeordnet ist, umfassend ein Motorgehäuse 2 und einen im Motorgehäuse 2 angeordneten Rotor 3.
  • Im Motorgehäuse 2 ist ein Sensor 4 zum Zählen des Umlaufs des Rotors 3 angeordnet. Bei einem Radnabenmotor 1 hat der Umlauf des Rotors 3 einen direkten Bezug zum Radumlauf eines zugeordneten Einzelrads. Durch das den Rotor 3 und den Sensor 4 umgebende Motorgehäuse 2, das insbesondere aus einem Metall gebildet ist oder ein Metall umfasst, ist die Messung vor äußeren Einflüssen besser abgeschirmt.
  • Ein Radtick, also ein Anteil des Radumlaufs, der vom Sensor 4 über einen Zahn oder magnetische Ringe ermittelt werden kann, entspricht dabei je nach Motorauslegung einzelnen Magneten und Rotorelementen. Alternativ kann der Sensor 4 Drähte und/oder Spulen im Motorgehäuse 2 umfassen, in denen jeweils eine sehr geringe Induktion beim Rotorumlauf erfolgt. Die Anzahl der Messbereiche kann dabei beliebig granular ausgelegt werden.
  • Dem Radnabenmotor 1 kann eine Motorsteuereinheit 6 zugeordnet sein, die mit dem Sensor 4 verbunden ist, um den Radnabenmotor 1 zu steuern und/oder zu regeln. Die Motorsteuereinheit 6 kann im Motorgehäuse 2 angeordnet sein.
  • Ferner ist im Fahrzeug 10 eine Steuereinheit 5 vorgesehen, die mit dem im Radnabenmotor 1 angeordneten Sensor 4 verbunden ist, um eine Drehzahl des Radnabenmotors 1 zu ermitteln und für eine Fahrdynamikregelung, beispielsweise ESP, und/oder andere Fahrer- und Fahrassistenzsysteme zu nutzen. Somit entfällt der im Stand der Technik zusätzlich vorgesehene Raddrehzahlsensor, da dieser durch das vom Sensor 4 bereitgestellte Rotor-Drehzahl-Signal ersetzt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Radnabenmotor
    2
    Motorgehäuse
    3
    Rotor
    4
    Sensor
    5
    Steuereinheit
    6
    Motorsteuereinheit
    7
    Rad
    10
    Fahrzeug
  • 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
    • EP 1910780 B1 [0004]

Claims (2)

  1. Fahrzeug (10) mit mehreren Rädern (7), wobei mindestens einem der Räder jeweils ein elektrischer Radnabenmotor (1) zugeordnet ist, umfassend ein Motorgehäuse (2) und einen im Motorgehäuse (2) angeordneten Rotor (3), wobei im Motorgehäuse (2) ein Sensor (4) zum Zählen von Umläufen des Rotors (3) angeordnet ist, wobei im Fahrzeug (10) eine Steuereinheit (5) für eine Fahrdynamikregelung und/oder andere Fahrer- und Fahrassistenzsysteme abhängig von einer Raddrehzahl vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) mit dem Sensor (4) verbunden ist, um von diesem bereitgestellte Signale für die Ermittlung der Raddrehzahl zu nutzen, wobei für das Rad (7), dem der elektrische Radnabenmotor (1) zugeordnet ist, kein weiterer Raddrehzahlsensor vorgesehen ist.
  2. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (10) mit mehreren Rädern (7), wobei mindestens einem der Räder jeweils ein elektrischer Radnabenmotor (1) zugeordnet ist, umfassend ein Motorgehäuse (2) und einen im Motorgehäuse (2) angeordneten Rotor (3), wobei mittels eines im Motorgehäuse (2) angeordneten Sensors (4) Umläufe des Rotors (3) gezählt werden, wobei mittels einer im Fahrzeug (10) vorgesehenen Steuereinheit (5) eine Fahrdynamikregelung abhängig von einer Raddrehzahl erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) vom Sensor (4) bereitgestellte Signale für die Ermittlung der Raddrehzahl des zugeordneten Rades (7) nutzt, wobei für das Rad (7), dem der elektrische Radnabenmotor (1) zugeordnet ist, kein weiterer Raddrehzahlsensor verwendet wird.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1910780B1 (de) 2005-08-01 2009-06-17 Continental Teves AG & Co. oHG Anordnung zur raddrehzahlerfassung mit erhöhter eigensicherheit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1910780B1 (de) 2005-08-01 2009-06-17 Continental Teves AG & Co. oHG Anordnung zur raddrehzahlerfassung mit erhöhter eigensicherheit

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