DE19842450A1 - Bremsregelsystem für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug - Google Patents

Description

Diese Anmeldung beansprucht unter 35 U.S.C. 119 eine Priorität auf die Nr. 9-270412, die am 17. September 1997 in Japan eingereicht worden ist, auf deren gesamten Inhalt hiermit Bezug genommen sei.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bremsregelsystem für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, um einen Regenerativbremsbetrieb und einen Hydraulikbremsbetrieb durchzuführen, und insbesondere auf das Bremsregelsystem, das angepaßt ist, um ein Regenerativbremsmoment zu reduzieren und um eine Hydraulikbremskraft zu addieren, um einen Mangel an einem Regenerativbremsmoment sanft zu kompensieren.

In einem elektrisch betriebenen Fahrzeug, das mit einem Elektromotor als eine Energiequelle versehen ist, fungiert der Elektromotor auch als ein Generator zur Durchführung ges Regenerativbremsbetriebs, um Energie wiederzugewinnen, indem eine Batterie aufgeladen wird, und um die Energie zum Antreiben des Motors zu nutzen. Da die durch den Regenerativbremsbetrieb auf die Fahrzeugräder ausgeübte Kraft begrenzt ist, muß ein Bremskraftmangel beispielsweise kompensiert werden durch den Hydraulikbremsbetrieb. Daher werden sowohl der Regenerativbremsbetrieb als auch der Hydraulikbremsbetrieb durchgeführt, wie in der Japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 5-161210 offenbart ist. Gemäß dem aus dem Stand der Technik bekannten Bremsregelsystem für das elektrisch betriebene Fahrzeug nach der Veröffentlichung Nr. 5-161210, wird das Regenerativbremsmoment gemäß einem vorbestimmten Momentenkennfeld oder einem Hydraulikdruckkoeffizient festgelegt, wobei ein Mangel an einem Regenerativbremsmoment, der beispielsweise in einen relativ geringen Geschwindigkeitsbereich verursacht wird, mittels des Hydraulikbremsbetriebs oder dergleichen kompensiert wird. Da jedoch die zu kompensierende Hydraulikbremskraft variiert wird, kann der zu kompensierende Regenerativbremsmomentbetrag gelegentlich übermäßig sein. In diesem Falle variieren die Bremsempfindungen des Fahrzeuglenkers während des Bremsbetriebs.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bremsregelsystem für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug zu schaffen, das effektive Gegenmaßnahmen gegen eine Variation einer, einen Mangel an einer Regenerativbremskraft kompensierende Hydraulikbremskraft vorsieht, wodurch ein angemessenes Bremsgefühl gewährleistet wird.

Zur Lösung der vorhergehenden Aufgabe wird ein Bremsregelsystem geschaffen zur Regelung einer auf ein Rad eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs ausgeübten Bremskraft. Das Bremsregelsystem hat einen Elektromotor, der mit dem Rad zur Drehung des Rads betriebsfähig verbunden ist. Eine Batterie ist an dem Fahrzeug montiert und elektrisch mit dem Elektromotor zum Antrieb des Elektromotors verbunden. Eine Motorregeleinrichtung ist zur Regelung des Elektromotors vorgesehen, um eine Drehkraft auf das Rad und eine Regenerativbremskraft auf das Rad auszuüben. Ein Radbremszylinder ist zur Ausübung einer Hydraulikbremskraft auf das Rad betriebsfähig an dem Rad montiert. Ein Druckgenerator ist zur Druckbeaufschlagung von Bremsflüssigkeit vorgesehen, um auf einen Betrieb eines manuell betriebenen Bremselements hin einen Hydraulikbremsdruck zu erzeugen. Eine Druckregeleinrichtung ist zur Regelung des Hydraulikbremsdruckes vorgesehen, der mittels des Druckgenerators erzeugt worden ist und zu dem Radbremszylinder geführt worden ist, um die Hydraulikbremskraft auf das Rad auszuüben. Eine Überwachungseinrichtung ist zum Überwachen eines Bremszustands des Fahrzeugs vorgesehen. Eine Bremsmomentreduziervorrichtung ist zum Reduzieren des Regenerativbremsmoments auf den von der Überwachungseinrichtung überwachten Bremszustand hin vorgesehen. Eine Druckdifferenzerfassungseinrichtung ist zum Erfassen einer Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikbremsdruck der von der Druckerzeugungseinrichtung ausgestoßenen Bremsflüssigkeit und des Hydraulikbremsdruckes in dem Radbremszylinder vorgesehen. Überdies ist eine Modifiziereinrichtung zum Modifizieren einer Charakteristik des durch die Bremsmomentreduziereinrichtung reduzierten Regenerativbremsmoments auf die mittels der Druckdifferenzerfassungseinrichtung erfaßten Druckdifferenz vorgesehen.

In dem vorbeschriebenen Bremsregelsystem kann der Druckgenerator einen Hauptzylinder zur Druckbeaufschlagung der in einem Reservoir gespeicherten Bremsflüssigkeit auf einen Betrieb des manuell betriebenen Bremselements hin haben, um einen Statikhydraulikbremsdruck zu erzeugen, wobei die Druckdifferenzerfassungseinrichtung angepaßt ist, um die Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikbremsdruck der aus dem Hauptzylinder ausgestoßenen Bremsflüssigkeit und dem Hydraulikbremsdruck in dem Radbremszylinder zu erfassen.

Vorzugsweise hat die Druckregelvorrichtung einen Hauptzylinder zur Druckbeaufschlagung der in einem Reservoir gespeicherten Bremsflüssigkeit auf einen Betrieb des manuell betriebenen Bremselements hin, um einen Statikhydraulikbremsdruck zu erzeugen, und eine Hilfsenergiequelle zur Druckbeaufschlagung der in dem Reservoir gespeicherten Bremsflüssigkeit, und zwar ungeachtet eines Betriebs ges manuell betriebenen Bremselements, um einen Betriebshydraulikdruck zu erzeugen. Überdies kann die Druckregelvorrichtung angepaßt sein, um den Betriebshydraulikdruck zu dem Radbremszylinder zuzuführen, um die Hydraulikbremskraft auf das Rad auszuüben, wobei die Bremsdruckerfassungseinrichtung angepaßt sein kann, um die Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikbremsdruck der aus dem Hauptzylinder ausgestoßenen Bremsflüssigkeit und dem Hydraulikbremsdruck im Radbremszylinder zu erfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Bremsregelsystems für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Fließbild eines Bremsregelbetriebes gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein Fließbild eines Regenerativ-Bremsregelbetriebs gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein Schaubild einer Beziehung zwischen einem Bremskoeffizienten und einem hydraulischen Bremsdruck gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Fließbild einer Regelung zur Modifizierung des Regenerativ-Bremsmoments gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein Schaubild einer Beziehung zwischen einem Hauptzylinderdruck und einem Radzylinderdruck bezüglich erster und zweiter Entlastungsventile, eines Proportionierventils und eines Elektromagnetventils gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 7 ein Schaubild von Variationen des Hauptzylinderdruckes, des Radzylinderdruckes und des Regenerativbremsmoments gemäß dem obigen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Mit Bezug auf Fig. 1 ist ein Bremsregelsystem für ein elektrisch betätigtes Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht, das einen Elektromotor 11 zur Durchführung eines Regenerativbremsbetriebs und eine Druckregelvorrichtung zur Durchführung eines Hydraulikbremsbetriebs einschließt. Die Hydraulikdruckregelvorrichtung hat einen als ein Statikdruckgenerator dienenden Hauptzylinder 2 und einen als ein Dynamikdruckgenerator dienenden Regulator 3, von denen beide auf ein Eindrücken eines Bremspedals 5 hin betätigt werden. Mit Bezug auf Fig. 1 sind die Radbremszylinder 51, 52, 53, 54 jeweils betriebsfähig an Rädern (FR), (FL), (RR), (RL) montiert, um darauf eine Bremskraft auszuüben. Das Rad (FR) bezeichnet ein Rad an der vorderen rechten Seite von der Position des Fahrersitzes aus betrachtet, das Rad (FL) bezeichnet ein Rad an der vorderen linken Seite, das Rad (RR) bezeichnet ein Rad an der hinteren rechten Seite, wobei das Rad (RL) ein Rad an der hinteren linken Seite bezeichnet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Vorder- und Hinter-Dualkreissystem angewendet worden, um den Kreis in einen Vorder-Druckkreis und einen Hinter-Druckkreis zu teilen.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Vorderantriebssystem angewendet worden, so daß die Vorderräder (FR), (FL) angetrieben werden, wobei die Hinterräder (RR), (RL) nicht angetrieben werden. Die Vorderräder (FR), (FL) sind über ein Getriebe 12 mit dem Elektromotor 11 verbunden. Der Elektromotor 11 wird mittels einer elektrischen Regeleinheit 10 geregelt, die einen als eine Motorregeleinheit dienenden Mikrocomputer 10a zur Regelung des Elektromotors 11 und einen als eine Hydraulikregeleinheit dienenden Mikromotor 10b zur Regelung des Hydraulikbremsdrucks einschließt. Die Grundstruktur von jedem Mikrocomputer gleicht derjenigen, die aus der früheren japanischen offengelegten Veröffentlichung Nr. 7-336806 bekannt ist, so daß weitere Erläuterungen weggelassen sind. Der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Elektromotor 11 ist ein Induktionsmotor mit einem Rotor mit Permanentmagneten zur Schaffung magnetischer Pole und einem Stator mit Dreiphasendrähten, zu denen eine Wechselstromenergie gespeist wird, um ein magnetisches Feld zur Drehung des Rotors zu erzeugen. Daher wird ein (nicht gezeigter) mittels des Mikrocomputers geregelter Antriebskreis mit einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Invertern vorgesehen. Wenn der Rotor des Elektromotors 11 gemäß der Drehung der Räder (FR), (FL) gedreht wird, kann der Elektromotor 11 gebremst werden, indem ein Magnetfeld erzeugt wird, um zu verhindern, daß der Rotor dreht. Die in dem Stator erzeugte elektrische Energie wird wiedergewonnen, um eine Batterie 13 zu laden, wodurch die Räder gebremst werden, das heißt, um den Regenerativbremsbetrieb durchzuführen.

Mit Bezug auf Fig. 1 hat der Hauptzylinder 2 eine Kammer, die mit einem Niederdruckreservoir 4 zur Speicherung von Bremsflüssigkeit verbunden ist. In einer Hauptleitung 8, die die Druckkammer des Hauptzylinders 2 mit den Vorderradbremszylindern 51, 52 in Verbindung bringt, ist eine Druckbegrenzungsumschaltvorrichtung 20 angeordnet, um den hydraulischen Bremsbetrieb dem Regenerativbremsbetrieb hinzuzufügen und um vom erstgenannten auf den letztgenannten zu schalten. In einer Hauptleitung 9, die den Regulator 3 mit den Hinter-Radbremszylindern 53, 54 in Verbindung bringt, ist eine Druckbegrenzungsumschaltvorrichtung 30 angeordnet, die - wie später beschrieben wird - sich etwas von der Druckbegrenzungsumschaltvorrichtung 20 unterscheidet. Der Regulator 3 ist mit einer Hilfsenergiequelle 40 verbunden, wobei beide mit dem Niederdruckreservoir verbunden sind, mit dem der Hauptzylinder 2 verbunden ist. Die Hilfsenergiequelle 40 hat eine Hydraulikpumpe 41 und einen Akkumulator 44. Die Hydraulikpumpe 41 wird mittels eines Elektromotors 42 angetrieben, um die Bremsflüssigkeit in dem Reservoir 4 druckzubeaufschlagen und um diese durch ein Rückschlagventil 43 in den Akkumulator 44 auszustoßen. Der Elektromotor 42 wird aktiviert, wenn der Druck in dem Akkumulator 44 geringer ist als eine vorbestimmte untere Grenze, und gestoppt, wenn der Druck in dem Akkumulator 44 eine vorbestimmte obere Grenze überschreitet. Demgemäß wird der Energiedruck von dem Akkumulator 44 in den Regulator 3 geführt, der den Energiedruck auf einen Steuerdruck der Hauptzylinderdruckausgabe von dem Hauptzylinder 2 hin reguliert, um einen Regulierdruck proportional zu dem Hauptzylinderdruck so zu erzeugen, daß dieser - wie bei einem bekannten Regulator - im wesentlichen der gleiche Druck wie der Hauptzylinderdruck ist. Ein Teil des Regulierdruckes ist vorgesehen zur Unterstützung oder Verstärkung des Betriebes des Hauptzylinders.

In der Druckbegrenzungsumschaltvorrichtung 20 sind ein erstes Entlastungsventil 21, ein Elektromagnetventil 22, ein Proportionierventil 23 und ein zweites Entlastungsventil 26 parallel zueinander angeordnet. Ferner ist ein Elektromagnetventil 27 in Reihe mit dem zweiten Entlastungsventil 26 angeordnet. Das erste Entlastungsventil 21 ist angepaßt, um in einer solchen Weise zu arbeiten, daß es angehalten wird, die Hauptleitung 8 zu schließen, bis der mittels des Hauptzylinderdruckes 2 erzeugte Hydraulikdruck, das heißt der Hauptzylinderdruck, einen vorbestimmten Druck (Pc) erreicht, und betätigt wird, um die Hauptleitung 8 zu öffnen, wenn der Hauptzylinderdruck den vorbestimmten Druck (Pc) überschreitet. Das zweite Entlastungsventil 26 ist angepaßt, um in einer solchen Weise zu arbeiten, daß es angehalten wird, die Hauptleitung 8 zu schließen, bis der Hauptzylinderdruck einen vorbestimmten Druck (Pe) erreicht, der kleiner ist als der vorbestimmte Druck (Pc), und betätigt wird, um die Hauptleitung 8 zu öffnen, wenn der Hauptzylinderdruck den vorbestimmten Druck (Pb) überschreitet.

Das Elektromagnetventil 22 wird mittels der elektronischen Regeleinheit 10 geregelt, um auf eine Maximalregenerativbremskraft hin geöffnet oder geschlossen zu werden. Ebenso wird das Elektromagnetventil 27 durch die elektronische Regeleinheit 10 geregelt, um auf die Maximalregenerativbremskraft hin geöffnet oder geschlossen zu werden, und zwar insbesondere auf eine Maximalfahrzeuggeschwindigkeit oder ein Maximalregenerativbremsmoment hin. Das Proportionierventil 23 hat eine derartige Charakteristik, daß der Hauptzylinderdruck auf ein Eindrücken des Bremspedals 5 hin erhöht wird, um diesen den Radbremszylindern 51, 52 zuzuführen. Das Proportionierventil 23 hat im wesentlichen die gleiche Struktur wie das eines herkömmlichen Proportionierventils zur Anwendung in einer Vorderradbremskraftverteilungsregelung, wobei es jedoch einen Knickpunkt in seiner Eingabe-Ausgabecharakteristik hat, der bei einem geringeren Druck festzulegen ist als es im herkömmlichen Proportionierventils der Fall ist, was später ausführlich erläutert wird. Ein Paar von Drucksensoren 24, 25 ist jeweils stromauf und stromab des ersten Entlastungsventils 21 und des Elektromagnetventils 22 angeschlossen.

Die für den Hinter-Druckkreis vorgesehene Druckbegrenzungsumschaltvorrichtung 30 hat ein Entlastungsventil 31, ein Elektromagnetventil 32 und ein Proportionierventil 33, die parallel zueinander angeordnet sind. Sie schließt nicht jene ein, die dem zweiten Entlastungsventil 26 und dem Elektromagnetventil 27 entsprechen, wobei sie jedoch diese einschließen kann. Das Entlastungsventil 31 wird in derartiger Weise betrieben, daß es angehalten wird, die Hauptleitung 9 zu schließen bis der Hauptzylinderdruck einen vorbestimmten Druck (Pc) erreicht, und wird betätigt, um die Hauptleitung 9 zu öffnen, wenn der Hauptzylinderdruck den vorbestimmten Druck (Pc) überschreitet. Das Elektromagnetventil 32 wird gesteuert, um auf ein Regenerativbremsmoment hin geöffnet oder geschlossen zu werden, und zwar im wesentlichen in der gleichen Weise wie das Elektromagnetventil 22, wobei das Proportionierventil 33 im wesentlichen in gleicher Weise wie das Proportionierventil 23 funktioniert.

Das erste Entlastungsventil 21, das Elektromagnetventil 22 und das Proportionierventil 23 in der Druckbegrenzungsumschaltvorrichtung 20 haben die in Fig. 6 gezeigten Charakteristiken. Das Proportionierventil 23 hat eine derartige Charakteristik, daß der Hauptzylinderdruck auf ein Eindrücken des Bremspedals 5 hin erhöht wird, wenn der Bremsbetrieb gestartet wird, so daß der Hydraulikdruck in dem Radzylinder, das heißt der Radzylinderdruck, proportional zum Anstieg des Hauptzylinderdruckes erhöht wird. Wenn der Radzylinderdruck einen vorbestimmten Druck (Pa) erreicht, wird der Radzylinderdruck angehalten, um im wesentlichen konstant zu sein, wobei dieser anschließend auf die Erhöhung des Hubes des Bremspedals 5 hin um einen kleinen Betrag erhöht wird. Der vorbestimmte Druck (Pa) wird niedrig festgelegt, und zwar auf einen Wert, der es der Bremsflüssigkeit ermöglicht, in dem Radbremszylinder so zu wirken, daß eine (nicht gezeigte) Bremsfläche an einen (nicht gezeigten) Rotor in Anlage kommt. Somit hat das Proportionierventil 23 verschiedenartige Funktionen, wie etwa eine Funktion zur Bereitstellung der Bremsflüssigkeit in dem Bremssystem zum Start eines Bremsbetriebs, eine Funktion zum Blockieren des Druckes, bis das Entlastungsventil 21 betrieben wird, und eine Funktion zur Rückführung der Bremsflüssigkeit von den Radbremszylindern 51 und etc. zu dem Hauptzylinder 2.

Das erste Entlastungsventil 21 wird in derartiger Weise betrieben, daß es geschlossen ist, bis der Hauptzylinderdruck einen vorbestimmten Druck (Pc) erreicht, wie durch einen Doppel- Punktlinie in Fig. 6 gezeigt, und geöffnet wird, wenn der Hauptzylinderdruck den vorbestimmten Druck (Pc) überschreitet, wodurch der Radzylinderdruck proportional zum Anstieg des Hauptzylinderdruckes erhöht wird. Das zweite Entlastungsventil 26 wird in derartiger Weise betrieben, daß es geschlossen ist, bis der Hauptzylinderdruck einen vorbestimmten Druck (Pb) erreicht, der kleiner ist als der vorbestimmte Druck (Pc), wie durch eine durchgezogene Linie in Fig. 6 gezeigt ist, und geöffnet wird, wenn der Hauptzylinderdruck den vorbestimmten Druck (Pb) überschreitet, woraufhin der Radzylinderdruck proportional zum Anstieg des Hauptzylinderdruckes erhöht wird. Das Elektromagnetventil 27 ist zur Regelung des Betriebs des zweiten Entlastungsventils 26 vorgesehen, während das Elektromagnetventil 22 eine solche Charakteristik hat, daß der Radzylinderdruck mit dem Hauptzylinderdruck übereinstimmt, wenn das Elektromagnetventil 22 in seiner offenen Position plaziert ist, wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 6 gezeigt. Mit anderen Worten ist eine in Fig. 6 gezeigte Zone, die durch die die Charakteristik des Elektromagnetenventils 22 andeutende gestrichelte Linie und durch die die Charakteristik des ersten Entlastungsventils 21 oder des zweiten Entlastungsventils 26 und des Proportionierventiles 23 andeutenden festen Linien umgeben ist, eine Drucksenkungszone, in der - anstelle des Hydraulikbremsbetriebs - der Regenerativbremsbetrieb durchzuführen ist.

Die in Fig. 1 gezeigt ist, ist das Bremspedal 5 mit einem Bremsschalter 6 versehen, der eingeschaltet wird, wenn das Bremspedal 5 gedrückt wird, und der mit der elektronischen Regeleinheit 10 verbunden ist, mit der ebenso die Drucksensoren 24, 25 verbunden sind. Eine Schaltposition des Getriebes 12 wird erfaßt, um dessen Ausgabesignal in die elektronische Regeleinheit 10 zu speisen. Ferner sind jeweils Raddrehzahlsensoren 91 bis 94 für die Räder (FR), (FL), (RR) und (RL) vorgesehen und mit der elektronischen Regeleinheit 10 verbunden, um in diese Pulssignale einzuspeisen, die jeweils zu den Drehzahlen der Räder oder zu den Radgeschwindigkeiten proportional sind.

Ferner ist einer Unterzylinder 70 in der Hauptleitung 8 zwischen der Druckbegrenzungsumschaltvorrichtung 20 und den Vorderradbremszylindern 51, 52 angeordnet und mit einer Hilfsleitung 9a verbunden, die von der Hauptleitung 9 separiert ist. Der Unterzylinder 70 hat ein zylindrisches Gehäuse 71 mit einer darin definierten inneren Bohrung und einen Kolben 72, der in der inneren Bohrung des Gehäuses 71 verschiebbar aufgenommen ist, um darin eine erste Druckkammer 74 und eine zweite Druckkammer 75 an der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 72 zu definieren. Eine Feder 73 ist in der zweiten Druckkammer 75 angeordnet, um den Kolben 72 gemäß Fig. 1 nach links zu pressen, um das Volumen der zweiten Druckkammer 75 auf sein Maximalvolumen auszudehnen, so daß das Volumen der ersten Druckkammer 74 minimal ist. Das Elektromagnetventil 61 ist an der mit der ersten Druckkammer 74 verbundenen Hilfsleitung 9a angeordnet. Parallel zu dem Elektromagnetventil 61 ist ein Rückschlagventil 62 angeordnet. Das Elektromagnetventil 61 ist ein normalerweise geschlossenes mit zwei Anschlüssen und zwei Positionen vorgesehenes Elektromagnetventil, das geschlossen ist, wenn es sich im Nichtbetriebszustand befindet, und geöffnet wird, um die erste Druckkammer 74 durch die Hilfsleitung 9a mit dem Regulator 3 zu verbinden, wenn es sich in ihrem betriebsfähigen Zustand befindet. Das Rückschlagventil 62 ist vorgesehen, damit die Bremsflüssigkeit von dem Unterzylinder 70 zu dem Regulator 3 fließen kann und damit der Rückfluß blockiert wird.

Wenn daher gemäß dem Unterzylinder 70 das Elektromagnetventil 61 geöffnet wird, wird der im wesentlichen dem Hauptzylinderdruck gleichende Regulierdruck zu der ersten Druckkammer 74 gespeist und wird der Radzylinderdruck zu der zweiten Druckkammer 75 gespeist, so daß die Regulierdruckausgabe von dem Regulator 3 und der Radzylinderdruck in dem Radbremszylinder flüssigkeitsmäßig separiert sind. Wenn der Regulierdruck und der Radzylinderdruck jeweils nicht zu den ersten und zweiten Druckkammern 74, 75 gespeist werden, ist der Kolben 72 an einer Position plaziert, in der das Volumen der ersten Druckkammer 74 minimal ist, wie in Fig. 1 gezeigt. Wenn der Regulierdruck von dem Regulator 3 durch das sich in seiner offenen Position befindliche Elektromagnetventil 61 zu der ersten Druckkammer 74 gespeist wird, wird der Kolben 72 in einer solchen Richtung gepreßt, daß die zweite Druckkammer 75 gegen die Vorspannkraft der Feder 73 komprimiert wird, so daß die druckbeaufschlagte Bremsflüssigkeit von der zweiten Druckkammer 75 durch die Hauptleitung 8 in die Radbremszylinder 51, 52 ausgestoßen wird, um darin den Druck zu erhöhen. In diesem Falle wird die Bremsflüssigkeit nicht übermäßig in die Radbremszylinder 51, 52 eingespeist, da der in die Radbremszylinder 51, 52 eingespeiste Bremsflüssigkeitsbetrag auf das Maximalvolumen der zweiten Druckkammer 75 begrenzt ist. Erfindungsgemäß kann jedoch der Regulierdruck unmittelbar in die Radbremszylinder 51, 52 gespeist werden, wenn das Elektromagnetventil 61 geöffnet ist, so daß der Unterzylinder 60 weggelassen werden kann.

Wie durch die strichpunktierte Linie aus Fig. 1 gezeigt, ist zwischen dem Unterzylinder 70 und den Radbremszylindern 51, 52 und zwischen der Druckbegrenzungsumschaltvorrichtung 30 und den Radbremszylindern 53, 54 ein Modulator (MD) mit einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Elektromagnetventilen angeordnet. Jedes Elektromagnetventil ist elektrisch mit der elektronischen Regeleinheit 10 verbunden, um damit geregelt zu werden. Gemäß dem Modulator (MD) kann nicht nur eine Antirutschregelung sondern auch eine Traktionsregelung, eine Vorder-Hinter­ bremskraftverteilungsregelung, eine Steuerregelung beim Bremsen und dergleichen durchgeführt werden.

Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Bremsregelsystem wird die Hydraulikpumpe 41 durch den Elektromotor 42 angetrieben, um den Energiedruck im Akkumulator nach Vorbeschreibung zu akkumulieren. Im Falle, daß die Elektromagnetventile in Positionen gemäß Fig. 1 angeordnet sind, wird, wenn das Bremspedal 5 eingedrückt wird, der Hauptzylinderdruck von dem Hauptzylinder 2 ausgegeben und der Regulierdruck von dem Regulator 3 ausgegeben. Anschließend wird der Bremsregelbetrieb durch die elektronische Regeleinheit 10 gestartet, so daß das Programm entsprechend der in den Fig. 2, 3 und 5 gezeigten Fließbilder ausgeführt wird, während sich das Fahrzeug bewegt.

Wenn mit Bezug auf Fig. 2 ein (nicht gezeigter) Zündungsschalter in Schritt 101 eingeschaltet wird, geht das Programm weiter zu Schritt 102, in welchem eine Initialüberprüfung durchgeführt wird. Das heißt, daß anhand der ermittelten Zustände des Elektromotors 11, des Getriebes 12 und der Batterie 13 bestimmt wird, ob der Zustand zum Starten des Regenerativbremsbetriebs erfüllt worden ist oder nicht. Wenn sich beispielsweise das Fahrzeug mit einer sehr geringen Geschwindigkeit bewegt, oder wenn die Batterie 13 vollständig geladen worden ist, oder wenn eine Fehlfunktion auftritt, der wenn das Getriebe 12 in eine Neutralposition verstellt worden ist, wird bestimmt, daß der Zustand zum Starten des Regenerativbremsbetriebs nicht erfüllt worden ist, so daß eine bestimmte Warnung erzeugt wird.

Sofern die Startbedingung zum Regenerativbremsbetrieb erfüllt worden ist, geht das Programm weiter zu Schritt 103, in welchem eine Bedingung zur Durchführung einer Hydraulikdruckregelung, die durchzuführen ist, wenn sich das Fahrzeug bei einer relativ großen Geschwindigkeit bewegt, erfüllt ist oder nicht. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, geht das Programm weiter zu den Schritten 104 bis 106, in denen die Regenerativbremsregelung und die Hydraulikdruckregelung, die durchzuführen ist, wenn sich das Fahrzeug bei großer Geschwindigkeit bewegt, gemäß den jeweiligen (nicht gezeigten) Unterroutinen durchgeführt wird, wobei eine Steuerung zum Modifizieren des Regenerativbremsmoments durchgeführt wird, wie später beschrieben wird. Ansonsten geht das Programm weiter zu Schritt 107, in welchem eine Bedingung zur Durchführung einer Hydraulikdruckregelung erfüllt ist oder nicht, die durchzuführen ist, wenn sich das Fahrzeug bei einer relativ geringen Geschwindigkeit bewegt. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, geht das Programm weiter zu den Schritten 108 bis 110, in welchen die Regenerativbremsregelung und die Hydraulikdruckregelung, die durchzuführen ist, wenn sich das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit bewegt, jeweils gemäß (nicht gezeigter) Unterroutinen durchgeführt wird, wobei die Regelung zur Modifizierung des Regenerativbremsmoments ausgeführt wird. Sofern die Bedingung nicht erfüllt worden ist, geht das Programm weiter zu Schritt 111, in welchem bestimmt wird, ob der (nicht gezeigte) Zündungsschalter eingeschaltet oder ausgeschaltet worden ist. Demgemäß werden Schritte 103 bis 110 wiederholt durchgeführt, bis in Schritt 111 bestimmt worden ist, daß der Zündungsschalter ausgeschaltet worden ist.

Die in den Schritten 104, 108 durchzuführende Regenerativbremsregelung ist nachstehend anhand der Fig. 3 erläutert. Zu Beginn wird in Schritt 201 bestimmt, ob der Bremsschalter 6 ein- oder ausgeschaltet worden ist. Sofern der Bremsschalter 6 eingeschaltet worden ist, geht das Programm weiter zu Schritt 202, in welchem eine Schaltposition des Getriebes 12 bestimmt wird. Sofern die Schaltposition in einem Antriebsbereich (D) oder einem Motorbremsbereich (B) plaziert ist, geht das Programm weiter zu Schritt 203. Sofern das in den Schritten 201, 202 bestimmte Ergebnis negativ ist, kehrt das Programm zur Hauptroutine zurück. Der Motorbremsbereich (B) ist in Bereich, der insbesondere für das elektrisch betriebene Fahrzeug vorgesehen ist, wobei ein Bremszustand, der einer sogenannten Motorbremse gleicht, erhalten wird, ohne das Bremspedal 5 zu manövrieren.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein (nicht gezeigtes) Regenerativbremsmomentkennfeld, das eine Beziehung zwischen einer Drehzahl des Motors und einem Hauptzylinderdruck bereitstellt, in dem Speicher gespeichert, um - auf eine, einer Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Drehzahl des Motors 11 hin - ein Regenerativbremsmoment zu erzeugen. Ebenso gespeichert in dem Speicher ist ein Bremskoeffizient, der ein Regenerativbremsmoment entsprechend einem Hydraulikbremsdruck darstellt, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Beispielsweise ist der Bremskoeffizient für ein Regenerativbremsmoment von 120 Nm auf 1,0 gesetzt, wobei Nm "Newtonmeter" bedeutet.

Anschließend wird in Schritt 203 das Moment, das der Drehzahl des Motors entspricht, die auf den Hauptzylinderdruck hin vorgesehen wird, mit dem Moment der Drehzahl verglichen, die dem Bremskoeffizienten entspricht, der auf den Hauptzylinderdruck hin vorgesehen wird. Sofern das erstgenannte Moment größer ist als das letztgenannte Moment geht das Programm weiter zu Schritt 204, in welchem der Bremskoeffizient selektiert wird, wobei in Schritt 205 ein Kennfeld zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments vorgesehen ist. Das Kennfeld zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments ist vorgesehen für eine zwangsweise Reduzierung des Regenerativbremsmoments bei einer relativ geringen Geschwindigkeit, so daß die Drehzahl des Motors zum Starten, um das Regenerativbremsmoment zu reduzieren, auf den Hauptzylinderdruck hin festgelegt wird. Demgemäß startet in Schritt 206 der Betrieb zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments, wenn sich die Motordrehzahl derjenigen nähert, die gemäß dem Kennfeld zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments festgelegt ist. Wenn im Gegensatz dazu das Moment, das dem Bremskoeffizienten entspricht, der auf den Hauptzylinderdruck hin vorgesehen ist, größer ist das Moment, das mit der Motordrehzahl übereinstimmt, die auf den Hauptzylinderdruck hin vorgesehen wird, geht das Programm weiter zu Schritt 207, in dem das Regenerativbremsmomentkennfeld selektiert wird, und weiter zu Schritt 208, in dem das Kennfeld zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments vorgesehen wird. Anschließend geht das Programm weiter zu Schritt 209, in dem der Betrieb zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments startet, und zwar bei einer Drehzahl des Motors, das heißt der Fahrzeuggeschwindigkeit, die gemäß dem Kennfeld zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments auf den Hauptzylinderdruck hin vorgesehen ist. Wenn somit der Hauptzylinderdruck relativ groß ist, startet der Betrieb zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments von einem relativ hohen Geschwindigkeitsbereich der Motordrehzahl (hohe Fahrzeuggeschwindigkeit), wohingegen der Betrieb zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments von einem relativ geringen Geschwindigkeitsbereich der Motordrehzahl (geringe Fahrzeuggeschwindigkeit) startet, wenn der Hauptzylinderdruck relativ gering ist.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 5 die Regelung zur Modifizierung des in den Schritten 106, 110 durchgeführten Regenerativbremsmoments erläutert. In Schritt 301 wird der durch den Drucksensor 24 ermittelte Hauptzylinderdruck (Pm) in dem Speicher der elektronischen Regeleinheit 10 gespeichert. Gleichermaßen wird in Schritt 302 der durch den Drucksensor 25 ermittelte Radzylinderdruck (Pw) in dem Speicher der elektronischen Regeleinheit 10 gespeichert. Anschließend wird in Schritt 303 das Kennfeld zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments bereitgestellt, die zur zwangsweisen Reduzierung des Regenerativbremsmoments bei einer relativ geringen Geschwindigkeit vorgesehen ist, wie vorhergeheng beschrieben worden ist. Gemäß diesem Kennfeld ist die Drehzahl des Motors, das heißt beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit, zum Starten der Regelung zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments auf den Hauptzylinderdruck (Pm) hin festgelegt, wobei ein erwünschter Wert des zu reduzierenden Regenerativbremsmoments als ein Moment (Tm) in dem Kennfeld festgelegt wird.

Anschließend geht das Programm zuletzt weiter zu Schritt 304, in dem die Druckdifferenz (Pd) zwischen dem Hauptzylinderdruck (Pm) und dem Radzylinderdruck (Pw) berechnet wird (Pd = Pm-Pw), nachdem die Regelung zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments gestartet worden ist. Basierend auf dieser Druckdifferenz (Pd) wird in Schritt 305 ein Korrekturwert (Tc) für die Druckdifferenz berechnet wie folgt:

Tc(Nm) = Pd(Mpa).120(Nm)/2(Mpa)

wobei (Nm) die Einheit für Newtonmeter und (Mpa) die Einheit für Megapascal ist.

Wenn die Druckdifferenz (Pd) gleich oder größer als 2(Mpa) ist, wird die Druckdifferenz (Pd) auf 2 (Mpa) festgelegt. Das heißt, daß die obere Grenze der Druckdifferenz (Pd) 2 (Mpa) ist.

In Schritt 306 wird die Drehzahl (Tm) des Kennfelds mit dem Korrekturwert (Tc) verglichen. Wenn die Drehzahl (Tm) des Kennfelds größer ist als der Korrekturwert (Tc) geht das Programm weiter zu Schritt 307, in dem der kleinere, das heißt der Korrekturwert (Tc), ausgewählt wird. Sofern der Korrekturwert (Tc) größer ist als das Moment (Tm) des Kennfelds, geht das Programm weiter zu Schritt 308, in dem der kleinere, das heißt die Drehzahl (Tm) des Kennfelds selektiert wird. Anschließend geht das Programm zu Schritt 309, in dem die Regenerativbremsmomentregelung einschließlich der Regelung zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments gemäß einer (nicht gezeigten) Unterroutine davon durchgeführt wird.

Fig. 7 zeigen Variationen des Hauptzylinderdruckes, des Radzylinderdruckes und des Regenerativbremsmoments gemäß dem vorliegendem Ausführungsbeispiel. Beispielsweise wird die Drehzahl des Motors auf den Hauptzylinderdruck hin selektiert, und zwar mit Bezug auf das (nicht gezeigte) Kennfeld zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments. Wenn die Drehzahl des Motors gesteigert worden ist, um beispielsweise an einer Stelle "a" aus Fig. 7 die selektierte Drehzahl zu erreichen, startet die Regelung zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments. In Fig. 7 zeigt ein Bereich mit schraffierten Linien ein Gesamtbremsmoment, das das durch den Hydraulikbremsbetrieb erhaltene Bremsmoment und das Bremsmoment kombiniert, das durch den Regenerativbremsbetrieb erhalten wird, der während der Regelung zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments ausgeführt wird. In diesem Fall wird ein übermäßiges Bremsmoment erzeugt, wie in Fig. 7 durch die ausgedehnten Ausschnitte des Bereiches mit den geneigten Linien angedeutet ist, wodurch sich das Bremsgefühl verschlechtert. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird daher der Korrekturwert (Tc) für die Druckdifferenz basierend auf der Druckdifferenz (Pd) zwischen dem Hauptzylinderdruck (Pm) und dem Radzylinderdruck (Pw) berechnet. Auf den Korrekturwert (Tc) für die Druckdifferenz hin wird gemäß dem Unterabschnitt aus Fig. 7 das Regenerativbremsmoment geregelt, um die Charakteristik der Regelung zur Reduzierung des Regenerativbremsmoments zu regeln. Als ein Ergebnis wird eine Variation des durch den Hydraulikbremsbetrieb und den Regenerativbremsbetrieb erhaltenen Gesamtbremsmoments minimiert, so daß eine stabile Bremskraft auf das Fahrzeug ausgeübt werden kann, bis das Fahrzeug stoppt. Das heißt, daß ungeachtet der Variation des Hydraulikbremsbetriebs zum Ausgleich für einen Mangel an einem Regenerativbremsmoment die Bremskraft sanft gesteuert werden kann, um ein angemessenes Bremsgefühl vorzusehen.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel lediglich veranschaulichend ist, wohingegen viele andere bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung möglich sind. Zahllose und verschiedenartige weitere Einrichtungen können ohne weiteres vom Fachmann angewendet werden, ohne vom Geist und Bereich der Erfindung abzuweichen, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Bremsregelsystem für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug gerichtet, das angepaßt ist, um ein Regenerativbremsmoment zu reduzieren und um eine Hydraulikbremskraft zu addieren. Eine Motorregeleinheit 10a ist zur Regelung eines Elektromotors 11 vorgesehen, um eine Drehkraft auf ein Rad FL, FR auszuüben und um das Regenerativbremsmoment auf das Rad FL, FR auszuüben. Eine Druckregelvorrichtung 10b ist zur Regelung eines Hydraulikbremsdruckes vorgesehen, der mittels eines Druckgenerators 2 auf den Betrieb eines manuell betriebenen Bremselements 5 hin erzeugt und zu einem Radbremszylinder 51, 52 zugefügt wird, der zur Ausübung einer Hydraulikbremskraft auf das Rad FL, FR betriebsfähig an dem Rad FL, FR montiert ist. Das Regenerativbremsmoment wird auf einen mittels einer Überwachungseinrichtung überwachten Bremszustand hin reduziert. Eine Druckdifferenz wird zwischen dem Hydraulikbremsdruck der von dem Druckgenerator 2 ausgestoßenen Bremsflüssigkeit und dem Hydraulikbremsdruck in dem Radbremszylinder 51, 52 erfaßt. Überdies wird eine Charakteristik des zu reduzierenden Regenerativbremsmoments auf die Druckdifferenz hin modifiziert, um den Mangel an einem Regenerativbremsmoment mittels der Hydraulikbremskraft glatt auszugleichen.

Claims (5)

1. Bremsregelsystem zur Regelung einer auf ein Rad (FL, FR) eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs ausgeübten Bremskraft, mit
einem zur Drehung des Rads betriebsfähig mit dem Rad (FL, FR) verbundenen Elektromotor (11);
einer zum Antrieb des Elektromotors (11) an dem Fahrzeug montierten und elektrisch mit dem Elektromotor (11) verbundenen Batterie (13);
einer Motorregeleinrichtung (10a) zur Regelung des Elektromotors (11), um eine Drehkraft auf das Rad (FL, FR) auszuüben und um eine Regenerativbremskraft auf das Rad (FL, FR) auszuüben;
einem Radbremszylinder (51, 52), der zur Ausübung einer Hydraulikbremskraft auf das Rad (FL, FR) an dem Rad (FL, FR) betriebsfähig montiert ist;
einer Druckerzeugungseinrichtung (2) zur Druckbeaufschlagung von Bremsflüssigkeit, um auf einen Betrieb eines manuell betriebenen Bremselements (5) hin einen Hydraulikbremsdruck zu erzeugen;
einer Druckregeleinrichtung (10b) zur Regelung des Hydraulikbremsdruckes, der mittels der Druckerzeugungseinrichtung (2) erzeugt worden ist und zu dem Radbremszylinder (51, 52) geführt worden ist, um die Hydraulikbremskraft auf das Rad (FL, FR) auszuüben;
einer Überwachungseinrichtung zum Überwachen eines Bremszustands des Fahrzeugs;
einer Bremsmomentreduziereinrichtung zum Reduzieren des Regenerativbremsmoments auf den von der Überwachungseinrichtung überwachten Bremszustand hin;
einer Druckdifferenzerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikbremsdruck der von der Druckerzeugungseinrichtung (2) ausgestoßenen Bremsflüssigkeit und des Hydraulikbremsdruckes in dem Radbremszylinder (51, 52); und
einer Modifiziereinrichtung zum Modifizieren einer Charakteristik des durch die Bremsmomentreduziereinrichtung reduzierten Regenerativbremsmoments, und zwar auf die mittels der Druckdifferenzerfassungseinrichtung erfaßten Druckdifferenz hin.

2. Bremsregelsystem nach Anspruch 1, wobei die Druckerzeugungseinrichtung (2) einen Hauptzylinder zur Druckbeaufschlagung der in einem Reservoir gespeicherten Bremsflüssigkeit auf einen Betrieb des manuell betriebenen Bremselements (5) hat, um einen Statikhydraulikbremsdruck zu erzeugen, und wobei die Druckdifferenzerfassungseinrichtung angepaßt ist, um die Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikbremsdruck der aus dem Hauptzylinder ausgestoßenen Bremsflüssigkeit und dem Hydraulikbremsdruck in dem Radbremszylinder (51, 52) zu erfassen.

3. Bremsregelsystem nach Anspruch 2, wobei die Modifiziereinrichtung aufweist:
eine Einrichtung zum Festlegen eines erwünschten Wertes des zu reduzierenden Regenerativbremsmoments, wenn die Bremsmomentreduziereinrichtung beginnt, das Regenerativbremsmoment zu reduzieren;
eine Einrichtung zum Bereitstellen eines Korrekturwertes des zu reduzierenden Regenerativbremsmoments auf eine mittels der Druckdifferenzerfassungseinrichtung erfaßte Druckdifferenz hin;
eine Einrichtung zum Vergleichen des erwünschten Wertes mit dem Korrekturwert; und
eine Einrichtung zum Selektieren des unteren Wertes zwischen dem erwünschten Wert und dem Korrekturwert, um mittels der Bremsmomentreduziereinrichtung das Regenerativbremsmoment zu reduzieren.

4. Bremsregelsystem nach Anspruch 3, wobei die Einrichtung zum Festlegen des erwünschten Wertes angepaßt ist, um den erwünschten Wert auf den vom Hauptzylinder erzeugten Hydraulikbremsdruck der Bremsflüssigkeit hin festzulegen.

5. Bremsregelsystem nach Anspruch 1, wobei die Druckerzeugungseinrichtung (2) einen Hauptzylinder zur Druckbeaufschlagung der in dem Reservoir gespeicherten Bremsflüssigkeit auf einen Betrieb des manuell betriebenen Bremselements (5) hin, um einen Statikhydraulikbremsdruck zu erzeugen, und eine Hilfsenergiequelle (40) zur Druckbeaufschlagung - ungeachtet eines Betriebes des manuell betriebenen Bremselements (5) - der in dem Reservoir gespeicherten Bremsflüssigkeit aufweist, um einen Betriebshydraulikdruck zur erzeugen, und wobei die Bremsregeleinrichtung angepaßt ist, um den Betriebshydraulikdruck zu dem Radbremszylinder (51, 52) zu speisen, um die Hydraulikbremskraft auf das Rad (FL, FR) auszuüben, und wobei die Druckdifferenzerfassungseinrichtung angepaßt ist, die Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikbremsdruck der von dem Hauptzylinder ausgestoßenen Bremsflüssigkeit und dem Hydraulikbremsdruck in dem Radbremszylinder (51, 52) zu erfassen.