DE102021207067A1

DE102021207067A1 - Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102021207067A1
Application number: DE102021207067.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Kunz; Otmar Bussmann; Urs Bauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2023-01-12
Also published as: EP4366970A1; WO2023280876A1; CN117677525A

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Bremssteuerungseinrichtung (10) für ein Fahrzeug (F), umfassend eine Steuereinrichtung (SE), welche mit einer Bremskraftverstärkereinrichtung (BV) und mit einer elektrischen Maschine (EM) des Fahrzeugs verbunden ist; wobei die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, einen Betriebsausfall oder einen Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung (BV) zu erkennen; ein Minimum (minM1) eines ersten Bremsmoments (M1) von der elektrischen Maschine (EM) als generatorisches Bremsmoment zu erkennen, wobei das Minimum (minM1) des ersten Bremsmoments (M1) jenem Bremsmoment entspricht, welches an allen von der elektrischen Maschine (EM) erzeugbaren Geschwindigkeiten am Fahrzeug den kleinsten Absolutwert aufweist; und bei dem erkannten Betriebsausfall oder Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung (BV) und für eine Bremsanforderung die elektrische Maschine (EM) derart anzusteuern, dass zumindest das Minimum (minM1) des ersten Bremsmoments (M1) von der elektrischen Maschine (EM) erzeugt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug.
Stand der Technik
Übliche Antriebskonzepte bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen können auf eine Bremswirkung der elektrischen Maschine zurückgreifen. Bekannt sind dazu Bremskrafterzeuger oder -verstärker, die elektronisch angesteuert werden können, wenn ein Bremsbetrieb angefordert wird.
Bekannterweise können in Fahrzeugen hydraulische Bremssysteme eingesetzt werden, wobei es unterschiedliche Bremssysteme, vor allem in Bezug auf die Bremskraftverstärkung, gibt. Im Fehlerfall des Bremssystems kann die Bremskraftverstärkung entfallen und der Fahrer kann in der mechanischen Rückfallebene über das Bremspedal einen hydraulischen Druck erzeugen, welcher durch die Radbremsen in eine Verzögerung des Fahrzeugs umgesetzt werden kann.
Elektrofahrzeuge beschleunigen durch einen Elektromotor und können beim Bremsen mit dem Elektromotor Energie zurückgewinnen (Rekuperation). Um Energie zurückzugewinnen, erzeugt der Elektromotor ein Widerstandsdrehmoment (entsprechende dessen Leistungshyperbel) welches das Fahrzeug entsprechend verzögern kann. Die Rekuperation wird üblicherweise durch das Bremssystem gesteuert, um die Fahrstabilität sicher zu stellen oder zumindest zu vergrößern und da das Bremsmoment des Elektromotors stark abhängig von der Drehzahl oder der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Da der Fahrer jedoch meist eine konstante Verzögerung erzielen möchte (Verblenden von hydraulischen und elektromotorischem Bremsmoment), kann eine Steuerung der Erzeugung des Bremsmoments nötig werden. Im Fehlerfall des Bremssystems wird daher in der Regel meist auch die Rekuperation deaktiviert.
In der WO 2013/083243 A1 wird ein Antriebsstrang eines allradbetreibbaren Fahrzeugs beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 7.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, eine Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, wobei durch das Erzeugen eines generatorischen Bremsmoments im Falle eines Betriebsausfalls oder eines Betriebsfehlers der Bremskraftverstärkereinrichtung die Verzögerungsleistung des Fahrzeugs verbessert werden kann.
Es kann vorteilhaft eine Verzögerung in der mechanischen Rückfallebene unterstützt werden, um diese im Fehlerfall der Bremskraftverstärkung zu verbessern und dies in der Form, dass mit der gleichen Pedalkraft durch Nutzung eines zusätzlichen generatorischen Bremsmoments eine höhere Verzögerung des Fahrzeugs möglich wird, als ohne ein generatorisches Bremsmoment.
Hierbei ist es vorteilhaft möglich, dass eine Berücksichtigung einer aktuellen Fähigkeit einer elektrischen Maschine als Generators für deren Betriebsfähigkeit erfolgt. Dabei kann ein Verzögerungsanteil (Anteil an Bremsmoment), den der Generator beisteuert, berücksichtigt werden.
Erfindungsgemäß umfasst die Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug, mit welcher eine Bremsaktion des Fahrzeugs steuerbar ist, eine Steuereinrichtung, welche mit einer Bremskraftverstärkereinrichtung und mit einer elektrischen Maschine des Fahrzeugs verbunden oder verbindbar ist; wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, einen Betriebsausfall oder einen Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung zu erkennen; ein Minimum eines ersten Bremsmoments von der elektrischen Maschine als generatorisches Bremsmoment zu erkennen und/oder zu kennen, wobei das Minimum des ersten Bremsmoments jenem Bremsmoment entspricht, welches an allen von der elektrischen Maschine erzeugbaren Geschwindigkeiten am Fahrzeug den kleinsten Absolutwert aufweist; und bei dem erkannten Betriebsausfall oder Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung und für eine Bremsanforderung die elektrische Maschine derart anzusteuern, dass zumindest das Minimum des ersten Bremsmoments von der elektrischen Maschine erzeugt wird.
Bei dem Betriebsausfall kann es sich um einen vollständigen oder teilweisen Ausfall der Funktionen der Bremskraftverstärkereinrichtung handeln. Bei dem Betriebsfehler kann es sich um jeden möglichen Fehler handeln, welcher zu einer Einschränkung der Bremskraftverstärkung führen kann oder um eine andere Art von Fehlfunktion.
Das generatorische Bremsmoment kann mit steigender Geschwindigkeit des Fahrzeugs sinken, wobei über einen am Fahrzeug zulässigen Geschwindigkeitsbereich, etwa nach Straßenverkehrsordnung oder vom Hersteller vorgegeben, ein Minimum über alle Geschwindigkeiten ermittelt oder vorbestimmt sein kann oder werden kann. Die Bremsanforderung kann durch einen Fahrer oder durch eine Steuerung (autonom) erfolgen.
Bei der Bremsaktion kann es sich um einen Bremsvorgang am Fahrzeug handeln, um eine Rotation von Rädern zu verlangsamen, beispielsweise mit einem Reibbremsmoment und/oder einem generatorischen Bremsmoment und/oder irgendeiner anderen Art von Bremskraft auf das Fahrzeug.
Dabei kann eine Verzögerung gemäße einer Vorgabe am Fahrzeug angestrebt werden, wobei die Vorgabe durch den Nutzer auch beliebig niedrig oder hoch (stark) wählbar sein kann.
Der Betriebszustand der elektrischen Maschine als Generator kann dabei ermittelt werden, was einem Grad dafür entsprechen kann, in wieweit die elektrische Maschine im Moment oder generell ein generatorisches Bremsmoment aufbringen kann, etwa über alle an dieser Maschine erzeugbaren Geschwindigkeiten hinweg. So kann bei steigender Geschwindigkeit des Fahrzeugs das erzeugbare erste Bremsmoment geringer sein als bei einer geringeren Geschwindigkeit. Es kann ein Minimum des ersten Bremsmoments ermittelt werden, welches über alle Geschwindigkeiten des Fahrzeugs, und wenn die elektrische Maschine als Generator betrieben wird, zumindest aufbringbar sein kann.
Je nach Kenntnis über die Fähigkeit der elektrischen Maschine als Generator und somit als generatorisches Bremsmoment erzeugende Vorrichtung, kann dann das erste Bremsmoment erhöht und/oder verringert werden, etwa adaptiv anpassbar und dynamisch über die Zeit, um eine Vorgabe an ein erstes Bremsmoment, etwa zumindest das Minimum oder auch als Summe mit einem zweiten Bremsmoment von einer weiteren Bremseinrichtung zu erreichen.
Es kann mit anderen Worten abgeschätzt werden, welcher Anteil der Vorgabe für das Gesamtbremsmoment am Fahrzeug durch den Generator bereitgestellt werden kann, stets oder in einer aktuellen (abzuschätzenden) Situation, und auf welchen Anteil dann das weitere (zweite) Bremsmoment reduziert werden kann, da das Minimum stets aufbringbar sein kann, wenn kein Fehler an der elektrischen Maschine oder an einer anderen Komponente des Antriebs oder eines Bremssystems vorliegt.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um einen PKW mit einem Antrieb handeln, der einen elektrische Maschine umfassen kann.
Es kann also bei Ausfall oder Betriebsfehler der Bremskraftverstärkung und/oder in der mechanischen Rückfallebene die elektrische Maschine (Elektromotor) des Fahrzeugs als eine Art unabhängiger, weiterer Bremskreis betrachtet werden und dessen mögliche Bremswirkung neben der hydraulischen Bremswirkung genutzt werden. Da entsprechend der Leistungshyperbel des Elektromotors bei hohen Drehzahlen das geringste Drehmoment möglich ist, kann das nutzbare Bremsmoment dadurch vorgegeben sein (bzw. je höher die Leistung des Elektromotors, desto höher das Bremsmoment bei hohen Drehzahlen bzw. Fahrzeuggeschwindigkeiten). Es besteht weiters die Möglichkeit vom Elektromotor immer nur die Verzögerung anzufordern, die auch bei hohen Geschwindigkeiten erreichbar ist, insbesondere das Minimum. Dieses vorteilhaft und bei korrekter Funktionsweise der elektrischen Maschine und der zugehörigen Komponenten der Bremssteuereinrichtung stets zur Verfügung stehende Moment kann für die Auslegung der Bremswirkung in der Rückfallebene berücksichtigt werden, es besteht aber auch die Möglichkeit, bei kleineren Geschwindigkeiten ein größeres generatorisches (erstes) Bremsmoment anzufordern, um die für eine Bremswirkung des Fahrzeuges notwendige Pedalkraft und damit den Unterschied in der Bremswirkung zwischen dem Normalzustand (mit Bremskraftverstärkung) und dem Fehlerfall weiter zu verringern. Eine beispielsweise erreichbare Verzögerung in der mechanischen Rückfallebene kann bei 2,44m/s² bei 500N Pedalkraft liegen, etwa nur vom zweiten Bremsmoment oder nur durch das Minimum oder von beiden zusammen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremssteuerungseinrichtung umfasst diese eine Pedalsensoreinrichtung und/oder die Steuereinrichtung ist mit der Pedalsensoreinrichtung verbunden und ist dazu eingerichtet, eine Betätigung eines Bremspedals und/oder Gaspedals im Fahrzeug zu ermitteln, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist von der Betätigung eines Bremspedals und/oder Gaspedals auf eine Bremsanforderung durch einen Fahrer zu schließen.
Die Betätigung kann von einem Fahrer erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremssteuerungseinrichtung ist die Pedalsensoreinrichtung dazu eingerichtet, einen Druck und/oder eine Kraft und/oder eine Stellung des Bremspedals und/oder Gaspedals zu erkennen und die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, von dem Druck und/oder der Kraft und/oder der Stellung des Bremspedals und/oder Gaspedals auf ein Ausmaß einer Bremsanforderung zu schließen und dieses zumindest teilweise an der elektrischen Maschine als erstes Bremsmoment zu erzeugen.
Das Ausmaß kann einem Stellwinkel oder einer Auslenkung des Pedals aus einer Ruhelage entsprechen und die Stärke der geforderten Bremsaktion wiederspiegeln. Das geforderte Bremsmoment kann dann, je nach Ausmaß, und resultierender Stärke der Bremswirkung entweder allein von der elektrischen Maschine erzeugt werden, falls das Minimum bereits ausreicht oder die elektrische Maschine bei einer geringeren Geschwindigkeit als bei der Geschwindigkeit zur Erzeugung des Minimums betrieben wird und demnach ein größeres erstes Bremsmoment erzeugen kann als das Minimum, oder zusammen mit einem zweiten Bremsmoment, etwa von einer hydraulischen Bremsanlage oder einer anderen Bremsanlage erzeugt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremssteuerungseinrichtung ist die Steuereinrichtung weiterhin dazu eingerichtet, ein Loslassen des Gaspedals zu erkennen und ein konstantes erstes Bremsmoment von der elektrischen Maschine anzufordern, welches größer oder gleich dem Minimum ist; und/oder eine Betätigung des Bremspedals über die Pedalsensoreinrichtung zu erkennen und das erste Bremsmoment abhängig vom Ausmaß der Bremsanforderung zu erzeugen; und/oder eine Betätigung des Bremspedals über eine weitere Sensorik zu erkennen und ein konstantes erstes Bremsmoment anzufordern, welches größer oder gleich dem Minimum ist; und/oder eine Betätigung des Bremspedals über eine weitere Sensorik zu erkennen und das erste Bremsmoment gemäß einer vorgegebenen Kennlinie anzufordern.
Das Bremsmoment, welches abhängig vom Ausmaß erzeugt werden kann, kann mit einem Skalierungsfaktor gegenüber der tatsächlich vom Fahrer am Bremspedal erzeugten Kraft umgerechnet und umgesetzt werden, etwa proportional, wobei dieser Skalierungsfaktor je nach elektrischer Maschine und je nach erzielbaren Minimum abhängen kann, adaptiv verändert werden kann, oder vorgegeben sein kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremssteuerungseinrichtung ist die Steuereinrichtung mit einer hydraulischen Bremsanlage und/oder mit einer weiteren Bremseinrichtung verbunden und dazu eingerichtet an der hydraulischen Bremsanlage und/oder an der weiteren Bremseinrichtung bei Bremsanforderung ein zweites Bremsmoment zu erzeugen, welches zusammen mit dem Minimum des ersten Bremsmoments ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug ergibt.
Zur Erzeugung des Gesamtbremsmoments kann dabei zumindest das Minimum von der elektrischen Maschine beigesteuert werden, wenn der aktuelle Betriebszustand der elektrischen Maschine es aber zulässt, kann auch ein größeres erstes Bremsmoment als das Minimum beigesteuert werden um die mechanische Rückfallebene besser zu unterstützen. Dann kann entweder das Gesamtbremsmoment höher sein oder der Anteil des zweiten Bremsmoments verringert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremssteuerungseinrichtung ist die Steuereinrichtung mit einer Batterie des Fahrzeugs verbunden und dazu eingerichtet einen Ladezustand der Batterie zu kennen oder zu ermitteln und/oder einen akzeptablen Überlastbetrieb der elektrischen Maschine zu kennen oder zu ermitteln und für eine vorgegebene Zeit das erste Bremsmoment größer als das Minimum und aus dem akzeptablen Überlastbetrieb der elektrischen Maschine anzufordern und/oder das erste Bremsmoment größer als das Minimum und zu einem akzeptablen Überladungszustand der Batterie anzufordern.
Es kann die elektrische Maschine bei einer derartigen Anforderung vom Bremssystem und/oder der Bremssteuerungseinrichtung in einem temporären Überlastbetrieb betrieben werden, um das aktuell mögliche Gesamtbremsmoment oder das erste Bremsmoment zumindest zeitweise zu erhöhen. Weiter besteht die Möglichkeit, dass der Elektroantrieb zeitweise einen leicht erhöhten Batterieladezustand ermöglicht. Der maximale Ladezustand wird normalerweise so gewählt, dass eine optimale Lebensdauer der Batterie gewährleistet wird. In einer selten auftretenden Fehlersituation kann kurzzeitig darauf verzichtet werden, insbesondere unter einem akzeptablen Überladungszustand, welcher für die Batterie bekannt ist und welcher kurzzeitig zu keinen Schäden an der Batterie führt oder zumindest tolerabel sein kann, ebenso für den Überlastbetrieb. Durch ein Melden des maximal möglichen generatorischen Bremsmomentes an das Bremssystem wird so die maximal mögliche Verzögerung erreichbar.
Die Bremsanlage kann eine Reibebremse oder jede andere Art von nichtgeneratorischer Bremse umfassen.
Es können des Weiteren vorteilhaft neben den Signalen zur Fahrerbremswunschermittlung auch weitere Größen verwendet werden, die Informationen zum dynamischen Fahrzustand enthalten und auf deren Basis die angeforderten Bremsmomente anpasst werden können. Insbesondere bei einer Anforderung eines Bremsmomentes an der Hinterachse kann dadurch situativ die maximale Bremswirkung unter Einhaltung von Fahrzeugstabilität, oder zumindest zur Verbesserung dieser, erreicht werden. Diese Signale können beispielsweise Raddrehzahlsignale und/oder auch der Lenkwinkel und/oder Gierrate und/oder Querbeschleunigung sein. Dementsprechend können das erste und/oder das zweite Bremsmoment zielgerichtet eingesetzt und angepasst werden. Es kann zusätzlich der hydraulische Druckaufbau an einzelnen Rädern verringert werden (Bremskraftverteilung oder ABS Funktion), insbesondere um etwaig vorhandene Beschränkungen in der Stellgenauigkeit von weiteren Steller zum Erzeugen eines Bremsmoments (etwa automatische Parkbremse APB) auszugleichen. Diese Berücksichtigung des fahrdynamischen Zustands kann etwa solange möglich sein, wie die entsprechenden und dafür notwendigen Signale verfügbar sind und die Bremssteuereinrichtung noch in der Lage ist, diese zu verarbeiten, um das generatorische Bremsmoment entsprechend angepasst vorzugeben. Wenn die Bremssteuereinrichtung nicht mehr in der Lage ist diese Signale entsprechend zu verarbeiten, dann kann die Generatorsteuerung ihrerseits auch ein konstantes, geringes regeneratives Drehmoment ähnlich einem Schleppmoment erzeugen, sobald das Gaspedal gelöst wird. Dieses konstante, geringe regenerative Bremsmoment kann dabei so gewählt werden, dass das Fahrzeug in allen Fahrsituationen stabil bleibt und dabei die angetriebene Achse entsprechend berücksichtigt wird.
Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug, um eine Bremsaktion des Fahrzeugs zu steuern, ein Erkennen einer Bremsanforderung und/oder einer Notwendigkeit um eine Bremsaktion mit einer erfindungsgemäßen Bremssteuerungseinrichtung durchzuführen; ein Erkennen eines Betriebsausfalls oder eines Betriebsfehlers der Bremskraftverstärkereinrichtung; ein Ermitteln eines Minimums eines ersten Bremsmoments von der elektrischen Maschine als generatorisches Bremsmoment, wobei das Minimum des ersten Bremsmoments jenem Bremsmoment entspricht, welches an allen von der elektrischen Maschine erzeugbaren Geschwindigkeiten am Fahrzeug den kleinsten Absolutwert aufweist; und ein Erzeugen zumindest des Minimums des ersten Bremsmoments von der elektrischen Maschine beim Betriebsausfall oder Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung und bei einer Bremsanforderung und/oder einer Notwendigkeit zur Bremsaktion.
Es kann die Notwendigkeit bestehen, eine Bremsaktion mit der Bremssteuerungseinrichtung und/oder Bremsanlage zu steuern und durchzuführen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird bei einer Bremsanforderung durch eine Pedalbetätigung an einem Bremspedal und/oder einem Gaspedal mit einer Pedalsensoreinrichtung und/oder mit einer weiteren Sensorik ein Druck und/oder eine Kraft und/oder eine Stellung des Bremspedals und/oder Gaspedals erkannt und von dem Druck und/oder der Kraft und/oder der Stellung des Bremspedals und/oder Gaspedals auf ein Ausmaß einer Bremsanforderung geschlossen und ein konstantes oder ein vom Ausmaß abhängiges erstes Bremsmoment erzeugt.
Bei der weiteren Sensorik kann es sich um gängige Sensoren für Fahrzeuge, Beschleunigungen, Kräfte, Pedalbewegung oder -druck, Navigationssysteme oder jede andere Art von Sensorik handeln. Die weitere Sensorik kann als unabhängige Sensorik bereitgestellt und betrieben werden, etwa unabhängig vom Pedalsensor oder weiterer Komponenten am Fahrzeug und/oder der Bremssteuerungseinrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Loslassen des Gaspedals erkannt und ein konstantes erstes Bremsmoment von der elektrischen Maschine angefordert, welches größer oder gleich dem Minimum ist; und/oder eine Betätigung des Bremspedals über die Pedalsensoreinrichtung erkannt und das erste Bremsmoment abhängig vom Ausmaß der Bremsanforderung erzeugt; und/oder eine Betätigung des Bremspedals über eine weitere Sensorik erkannt und ein konstantes erstes Bremsmoment angefordert, welches größer oder gleich dem Minimum ist; und/oder eine Betätigung des Bremspedals über eine weitere Sensorik erkannt und das erste Bremsmoment gemäß einer vorgegebenen Kennlinie angefordert.
Bei der Kennlinie kann es sich beispielsweise um eine nichtlineare Kennlinie für das erste Bremsmoment oder die elektrische Maschine zu deren Generatorfähigkeit handeln.
So kann im Fehlerfall des Bremssystems und/oder bei Betriebsfehler oder Ausfall der Bremskraftverstärkung nach unterschiedliche Möglichkeiten die elektrische Maschine in die Abbremsung des Fahrzeugs eingebunden werden.
Sobald der Fahrer das Gaspedal vollständig löst, kann die elektrische Maschine derart betrieben werden, dass sie ein konstantes erstes Bremsmoment erzeugt und unabhängig von der Betätigung des Bremspedals. Dieses Bremsmoment wirkt dann ähnlich einem (erhöhten) Schleppmoment eines Verbrennungsmotors.
Des Weiteren kann, sobald der Fahrer das Bremspedal betätigt, über einen Pedalwegsensor (PTS), der im Bremssystem verfügbar ist und von der Bremssteuerungseinrichtung umfasst oder mit dieser verbunden sein kann, der Fahrerbremswunsch erkannt werden und die Steuereinrichtung kann über eine Schnittstelle von der elektrischen Maschine ein entsprechendes erstes Bremsmoment anfordern. Dieses Bremsmoment kann im Bereich bis zum maximal zu nutzenden oder verfügbaren ersten Bremsmoment entsprechend dem Fahrerbremswunsch (über PTS sensiert) variiert werden. Dabei kann eine Voraussetzung sein, dass der PTS Sensors und das ECU (Steuereinrichtung) noch zumindest soweit funktionieren.
Des Weiteren kann, sobald der Fahrer das Bremspedal betätigt, über einen Drucksensor (DS), der im Bremssystem verfügbar ist und von der Bremssteuerungseinrichtung umfasst oder mit dieser verbunden sein kann, der Fahrerbremswunsch erkannt werden und die Steuereinrichtung kann dann über eine Schnittstelle von der elektrischen Maschine ein entsprechendes erstes Bremsmoment anfordern. Dieses erste Bremsmoment kann im Bereich bis zum maximal zu nutzenden oder verfügbaren ersten Bremsmoment entsprechend dem Fahrerbremswunsch (über DS sensiert) variiert werden. Dabei kann eine Voraussetzung sein, dass der PTS Sensors und das ECU (Steuereinrichtung) noch zumindest soweit funktionieren.
Die Merkmale zum Bremssystem können ebenso auch in Verbindung mit der Bremssteuerungseinrichtung gelten und umgekehrt.
Es kann auch eine Sensierung der Bremspedalbetätigung durch eine unabhängige Sensorik (weitere Sensorik) am Bremspedal (beispielsweise BLS) erfolgen. Wenn erkannt wird, dass das Bremspedal betätigt wurde, kann die elektrische Maschine ein konstantes Bremsmoment erzeugen.
Es kann eine Sensierung des Fahrerbremswunsches durch eine unabhängige Sensorik am Bremspedal (beispielsweise Pedalwegsensor) erfolgen. Entsprechend dem Fahrerbremswunsch (Bremspedalweg) kann die elektrische Maschine ein proportionales oder über eine nichtlineare Kennlinie vorgegebenes Bremsmoment erzeugen.
Die elektrische Maschine kann somit ein konstantes, ein der Bremspedalposition proportionales und/oder ein durch eine nichtlineare Kennlinie definiertes Bremsmoment erzeugen. Dieses erste Bremsmoment der kann sich dann dem hydraulischen Bremsmoment, welches der Fahrer bei der Betätigung des Bremspedals erzeugt überlagern und damit kann das Fahrzeug höhere Verzögerungen erreichen, als dies nur mit dem hydraulischen Bremsmoment möglich wäre.
Es kann weiterhin vorteilhaft neben dem generatorischen Bremsmoment auch noch ein zweites Bremsmoment über einen oder mehrere weitere Steller angefordert werden. Dies kann beispielsweise eine elektrische Parkbremse oder das Schleppmoment eines Verbrennungsmotors sein. Dabei kann die Steuereinrichtung diese Bremsmomente koordinieren und so anzufordern, dass für den Fahrer eine bestmögliche Bremswirkung und Dosierbarkeit erreicht werden kann. Dem Bremssystem an dem Fahrzeug und der Bremssteuerungseinrichtung kann dies möglich sein, so lange die gewünschte Verzögerung aus den genannten Signalen der Sensoren und/oder von der elektrischen Maschine ermittelt werden kann.
Des Weiteren kann der Elektroantrieb und/oder die anderen verwendeten Steller über eine Schnittstelle das aktuell mögliche erste und/oder zweite Bremsmoment mitteilen/ermitteln und so kann die mögliche Bremswirkung optimal ausgenutzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird an einer hydraulischen Bremsanlage und/oder an einer weiteren Bremseinrichtung bei Bremsanforderung ein zweites Bremsmoment erzeugt, welches zusammen mit dem Minimum des ersten Bremsmoments ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug ergibt.
Es kann eine Ermittlung eines aktuellen verfügbaren zweiten Bremsmoments erfolgen und/oder auch ein in absehbarer Zukunft verfügbares zweites Bremsmoment abgeschätzt werden und ein erzeugbares Gesamtbremsmoment erkannt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Betriebszustand an der elektrischen Maschine und das daraus erzeugbare erste Bremsmoment an der elektrischen Maschine ständig oder in vorgegebenen Zeitintervallen ermittelt.
Die Bremssteuerungseinrichtung kann sich auch durch die in Verbindung mit dem Verfahren genannten Merkmale und dessen Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Bremssteuerungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Darstellung von Bremsmomenten an einer elektrischen Maschine;
3 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bremssteuerungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Bremssteuerungseinrichtung 10 für ein Fahrzeug F, mit welcher eine Bremsaktion des Fahrzeugs steuerbar ist, umfasst eine Steuereinrichtung SE, welche mit einer Bremskraftverstärkereinrichtung BV und mit einer elektrischen Maschine EM des Fahrzeugs verbunden oder verbindbar ist; wobei die Steuereinrichtung SE dazu eingerichtet ist, einen Betriebsausfall oder einen Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung BV zu erkennen; ein Minimum minM1 eines ersten Bremsmoments M1 von der elektrischen Maschine EM als generatorisches Bremsmoment zu erkennen und/oder zu kennen, wobei das Minimum minM1 des ersten Bremsmoments M1 jenem Bremsmoment entspricht, welches an allen von der elektrischen Maschine EM erzeugbaren Geschwindigkeiten am Fahrzeug den kleinsten Absolutwert aufweist; und bei dem erkannten Betriebsausfall oder Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung BV und für eine Bremsanforderung die elektrische Maschine EM derart anzusteuern, dass zumindest das Minimum minM1 des ersten Bremsmoments M1 von der elektrischen Maschine EM erzeugt wird. Die Bremssteuerungseinrichtung 10 kann eine Pedalsensoreinrichtung PS umfassen und/oder bei welcher die Steuereinrichtung SE mit der Pedalsensoreinrichtung PS verbunden sein kann und welche dazu eingerichtet ist, eine Betätigung eines Bremspedals und/oder Gaspedals im Fahrzeug zu ermitteln, wobei die Steuereinrichtung SE dazu eingerichtet ist von der Betätigung eines Bremspedals und/oder Gaspedals auf eine Bremsanforderung durch einen Fahrer zu schließen.
Des Weiteren kann an einer hydraulischen Bremsanlage HB und/oder an einer weiteren Bremseinrichtung WB in Fahrzeug, und mit welchen die Bremssteuerungseinrichtung 10 und deren Steuereinrichtung SE verbunden sein kann, ein zweites Bremsmoment M2 bei Bremsanforderung erzeugt werden, welches zusammen mit dem Minimum des ersten Bremsmoments minM1 ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug ergeben kann.
2 zeigt eine Darstellung von Bremsmomenten an einer elektrischen Maschine.
In der 2a wird eine Abhängigkeit des ersten Bremsmoments M1 von der Geschwindigkeit am Fahrzeug gezeigt, welche die elektrische Maschine selbst erzeugen kann und unter welcher sich bei Fahrzeugbewegung dann die elektrische Maschine auch mitdrehen kann, umgerechnet in Winkelgeschwindigkeit ω. Dabei kann eine maximale Geschwindigkeit ω_max definiert werden, an welcher das Minimum minM1 für das erste Bremsmoment erzeugbar sein kann.
Bei geringeren Geschwindigkeiten kann dann vorteilhaft gemäß der Leistungshyperbel ein höheres erstes Bremsmoment erzeugt werden, wobei auch ein, etwa für die Systemauslegung am Fahrzeug (elektrische Maschine und/oder Batterieladung), maximales Drehmoment M1_max definiert werden kann. Für einen Überlastbetrieb kann sich die Hyperbel dann zu Po verschieben.
Nach der 2b werden Signale an dem Gaspedal GP und dem Bremspedal BP (von einer jeweiligen Sensorik) über die Zeit t gezeigt. Das Gaspedal GP kann zwischen t1 und tn losgelassen sein. In dieser Zeit kann an der elektrischen Maschine ein konstantes erstes Bremsmoment M1 erzeugt werden. Wird nun das Bremspedal BP zwischen t2 und t3 betätigt, kann nach dem untersten Bild der 2b ein konstantes Zusatzmoment zum ersten Bremsmoment hinzugefügt werden, etwa zusätzlich zum Minimum minM1. Andererseits kann aber auch ein dem Ausmaß der Auslenkung oder des Drucks am Bremspedal BP angepasstes variiertes Zusatzmoment für das erste Bremsmoment erzeugt werden (drittes Bild). Dieses kann an t2 oder zu einer späteren Zeit t4 beginnen und an t3 enden.
3 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug, um eine Bremsaktion des Fahrzeugs zu steuern, erfolgt ein Erkennen S1 einer Bremsanforderung und/oder einer Notwendigkeit um eine Bremsaktion mit einer erfindungsgemäßen Bremssteuerungseinrichtung durchzuführen; ein Erkennen S2 eines Betriebsausfalls oder eines Betriebsfehlers der Bremskraftverstärkereinrichtung; ein Ermitteln S3 eines Minimums eines ersten Bremsmoments von der elektrischen Maschine als generatorisches Bremsmoment, wobei das Minimum des ersten Bremsmoments jenem Bremsmoment entspricht, welches an allen von der elektrischen Maschine erzeugbaren Geschwindigkeiten am Fahrzeug den kleinsten Absolutwert aufweist; und ein Erzeugen S4 zumindest des Minimums des ersten Bremsmoments von der elektrischen Maschine beim Betriebsausfall oder Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung und bei einer Bremsanforderung und/oder einer Notwendigkeit zur Bremsaktion.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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

WO 2013083243 A1 [0005]

Claims

Bremssteuerungseinrichtung (10) für ein Fahrzeug (F), mit welcher eine Bremsaktion des Fahrzeugs steuerbar ist, umfassend: - eine Steuereinrichtung (SE), welche mit einer Bremskraftverstärkereinrichtung (BV) und mit einer elektrischen Maschine (EM) des Fahrzeugs verbunden oder verbindbar ist; wobei die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, - einen Betriebsausfall oder einen Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung (BV) zu erkennen; - ein Minimum (minM1) eines ersten Bremsmoments (M1) von der elektrischen Maschine (EM) als generatorisches Bremsmoment zu erkennen und/oder zu kennen, wobei das Minimum (minM1) des ersten Bremsmoments (M1) jenem Bremsmoment entspricht, welches an allen von der elektrischen Maschine (EM) erzeugbaren Geschwindigkeiten am Fahrzeug den kleinsten Absolutwert aufweist; und - bei dem erkannten Betriebsausfall oder Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung (BV) und für eine Bremsanforderung die elektrische Maschine (EM) derart anzusteuern, dass zumindest das Minimum (minM1) des ersten Bremsmoments (M1) von der elektrischen Maschine (EM) erzeugt wird.
Bremssteuerungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, welche eine Pedalsensoreinrichtung (PS) umfasst und/oder bei welcher die Steuereinrichtung (SE) mit der Pedalsensoreinrichtung (PS) verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, eine Betätigung eines Bremspedals und/oder Gaspedals im Fahrzeug zu ermitteln, wobei die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist von der Betätigung eines Bremspedals und/oder Gaspedals auf eine Bremsanforderung durch einen Fahrer zu schließen.
Bremssteuerungseinrichtung (10) nach Anspruch 2, bei welcher die Pedalsensoreinrichtung (PS) dazu eingerichtet ist, einen Druck und/oder eine Kraft und/oder eine Stellung des Bremspedals und/oder Gaspedals zu erkennen und die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, von dem Druck und/oder der Kraft und/oder der Stellung des Bremspedals und/oder Gaspedals auf ein Ausmaß einer Bremsanforderung zu schließen und dieses zumindest teilweise an der elektrischen Maschine als erstes Bremsmoment (M1) zu erzeugen.
Bremssteuerungseinrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher die Steuereinrichtung (SE) weiterhin dazu eingerichtet ist, - ein Loslassen des Gaspedals zu erkennen und ein konstantes erstes Bremsmoment von der elektrischen Maschine (EM) anzufordern, welches größer oder gleich dem Minimum ist; und/oder - eine Betätigung des Bremspedals über die Pedalsensoreinrichtung (PS) zu erkennen und das erste Bremsmoment abhängig vom Ausmaß der Bremsanforderung zu erzeugen; und/oder - eine Betätigung des Bremspedals über eine weitere Sensorik zu erkennen und ein konstantes erstes Bremsmoment anzufordern, welches größer oder gleich dem Minimum ist; und/oder - eine Betätigung des Bremspedals über eine weitere Sensorik zu erkennen und das erste Bremsmoment gemäß einer vorgegebenen Kennlinie anzufordern.
Bremssteuerungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die Steuereinrichtung (SE) mit einer hydraulischen Bremsanlage und/oder mit einer weiteren Bremseinrichtung verbunden ist und dazu eingerichtet ist an der hydraulischen Bremsanlage (HB) und/oder an der weiteren Bremseinrichtung (WB) bei Bremsanforderung ein zweites Bremsmoment (M2) zu erzeugen, welches zusammen mit dem Minimum des ersten Bremsmoments (minM1) ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug ergibt.
Bremssteuerungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die Steuereinrichtung (SE) mit einer Batterie des Fahrzeugs verbunden ist und dazu eingerichtet ist einen Ladezustand der Batterie zu kennen oder zu ermitteln und/oder einen akzeptablen Überlastbetrieb der elektrischen Maschine (EM) zu kennen oder zu ermitteln und für eine vorgegebene Zeit das erste Bremsmoment (M1) größer als das Minimum und aus dem akzeptablen Überlastbetrieb der elektrischen Maschine (EM) anzufordern und/oder das erste Bremsmoment größer als das Minimum und zu einem akzeptablen Überladungszustand der Batterie anzufordern.
Verfahren zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung (10) für ein Fahrzeug (F), um eine Bremsaktion des Fahrzeugs zu steuern, umfassend die Schritte: - Erkennen (S1) einer Bremsanforderung und/oder einer Notwendigkeit um eine Bremsaktion mit einer Bremssteuerungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen; - Erkennen (S2) eines Betriebsausfalls oder eines Betriebsfehlers der Bremskraftverstärkereinrichtung (BV); - Ermitteln (S3) eines Minimums (minM1) eines ersten Bremsmoments (M1) von der elektrischen Maschine (EM) als generatorisches Bremsmoment, wobei das Minimum (minM1) des ersten Bremsmoments (M1) jenem Bremsmoment entspricht, welches an allen von der elektrischen Maschine (EM) erzeugbaren Geschwindigkeiten am Fahrzeug den kleinsten Absolutwert aufweist; und - Erzeugen (S4) zumindest des Minimums (minM1) des ersten Bremsmoments (M1) von der elektrischen Maschine (EM) beim Betriebsausfall oder Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung (BV) und bei einer Bremsanforderung und/oder einer Notwendigkeit zur Bremsaktion.
Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem bei einer Bremsanforderung durch eine Pedalbetätigung an einem Bremspedal und/oder einem Gaspedal mit einer Pedalsensoreinrichtung (PS) und/oder mit einer weiteren Sensorik ein Druck und/oder eine Kraft und/oder eine Stellung des Bremspedals und/oder Gaspedals erkannt wird und von dem Druck und/oder der Kraft und/oder der Stellung des Bremspedals und/oder Gaspedals auf ein Ausmaß einer Bremsanforderung geschlossen wird und ein konstantes oder ein vom Ausmaß abhängiges erstes Bremsmoment erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei welchem ein Loslassen des Gaspedals erkannt wird und ein konstantes erstes Bremsmoment von der elektrischen Maschine (EM) angefordert wird, welches größer oder gleich dem Minimum ist; und/oder - eine Betätigung des Bremspedals über die Pedalsensoreinrichtung (PS) erkannt wird und das erste Bremsmoment abhängig vom Ausmaß der Bremsanforderung erzeugt wird; und/oder - eine Betätigung des Bremspedals über eine weitere Sensorik erkannt wird und ein konstantes erstes Bremsmoment angefordert wird, welches größer oder gleich dem Minimum ist; und/oder - eine Betätigung des Bremspedals über eine weitere Sensorik erkannt wird und das erste Bremsmoment gemäß einer vorgegebenen Kennlinie angefordert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welchem an einer hydraulischen Bremsanlage (HB) und/oder an einer weiteren Bremseinrichtung (WB) ein zweites Bremsmoment (M2) bei Bremsanforderung erzeugt wird, welches zusammen mit dem Minimum des ersten Bremsmoments (minM1) ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug ergibt.