EP4366970A1 - Bremssteuerungseinrichtung für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben einer bremssteuerungseinrichtung für ein fahrzeug - Google Patents

Bremssteuerungseinrichtung für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben einer bremssteuerungseinrichtung für ein fahrzeug

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EP4366970A1
EP4366970A1 EP22740388.8A EP22740388A EP4366970A1 EP 4366970 A1 EP4366970 A1 EP 4366970A1 EP 22740388 A EP22740388 A EP 22740388A EP 4366970 A1 EP4366970 A1 EP 4366970A1
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EP
European Patent Office
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braking torque
braking
brake
control device
pedal
Prior art date
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Pending
Application number
EP22740388.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Otmar Bussmann
Michael Kunz
Urs Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B60W2050/0297—Control Giving priority to different actuators or systems

Definitions

  • Brake control device for a vehicle and method for operating a brake control device for a vehicle
  • the present invention relates to a brake control device for a vehicle and a method for operating a brake control device for a vehicle.
  • Customary drive concepts in electrically operated vehicles can fall back on a braking effect of the electric machine.
  • Braking force generators or boosters that can be controlled electronically when braking operation is required are known for this purpose.
  • hydraulic brake systems can be used in vehicles, with different brake systems, especially with regard to the brake booster, being available.
  • the brake booster can be omitted and the driver can use the brake pedal to generate hydraulic pressure in the mechanical fallback level, which can be converted by the wheel brakes into a deceleration of the vehicle.
  • Electric vehicles accelerate with an electric motor and can recover energy when braking with the electric motor (recuperation).
  • the electric motor In order to recover energy, the electric motor generates a resistance torque (corresponding to its power hyperbola) which can decelerate the vehicle accordingly.
  • the recuperation is usually controlled by the braking system in order to ensure or at least increase driving stability and since the braking torque of the electric motor is heavily dependent on the engine speed or the vehicle speed.
  • recuperation is usually also deactivated.
  • WO 2013/083243 A1 describes a drive train of a four-wheel drive vehicle.
  • the present invention provides a brake control device for a vehicle according to claim 1 and a method of operating a brake control device for a vehicle according to claim 7.
  • the idea on which the present invention is based is to specify a brake control device for a vehicle and a method for operating a brake control device for a vehicle, in which case the deceleration performance of the vehicle can be improved by generating a regenerative braking torque in the event of an operating failure or an operating error of the brake booster device.
  • a deceleration in the mechanical fallback level can be supported in order to improve this in the event of a fault in the brake booster and this in such a way that the vehicle can be decelerated more with the same pedal force by using an additional regenerative braking torque than without a regenerative braking torque .
  • the brake control device for a vehicle comprises a control device which is or can be connected to a brake booster device and to an electric machine of the vehicle; wherein the control device is set up to detect an operating failure or an operating error of the brake booster device; recognizing and/or knowing a minimum of a first braking torque from the electrical machine as a regenerative braking torque, the minimum of the first braking torque corresponding to that braking torque which has the smallest absolute value at all speeds on the vehicle that can be generated by the electrical machine; and when the operating failure or operating error of the brake booster device is detected and the electric machine is activated for a braking request in such a way that at least the minimum of the first braking torque is generated by the electric machine.
  • the operational failure can be a complete or partial failure of the functions of the brake booster device.
  • the operating error can be any possible error that can lead to a limitation of the brake booster or any other type of malfunction.
  • the braking torque generated by the generator can decrease as the vehicle speed increases, exceeding a permissible limit on the vehicle Speed range, for example according to road traffic regulations or specified by the manufacturer, a minimum of all speeds can be determined or predetermined or can be.
  • the braking request can be made by a driver or by a controller (autonomously).
  • the braking action may be braking on the vehicle to slow rotation of wheels, for example with friction braking torque and/or regenerative braking torque and/or any other type of braking force on the vehicle.
  • a deceleration according to a specification on the vehicle can be sought, with the specification also being able to be selected by the user as arbitrarily low or high (strong).
  • the operating state of the electrical machine as a generator can be determined, which can correspond to a degree of the extent to which the electrical machine can apply a regenerative braking torque at the moment or in general, for example across all speeds that can be generated on this machine.
  • the first braking torque that can be generated can be lower than at a lower speed.
  • a minimum of the first braking torque can be determined, which can at least be applied over all speeds of the vehicle and when the electric machine is operated as a generator.
  • the first braking torque can then be increased and/or reduced, for example adaptively and dynamically over time, in order to achieve a specification of a first braking torque, for example at least to achieve the minimum or as a total with a second braking torque from another braking device.
  • the vehicle can be a passenger car with a drive that can include an electric machine.
  • the electric machine (electric motor) of the vehicle can be regarded as a type of independent, additional brake circuit and its possible braking effect can be used in addition to the hydraulic braking effect. Since, according to the power hyperbola of the electric motor, the lowest torque is possible at high speeds, the usable braking torque can be predetermined by this (or the higher the power of the electric motor, the higher the braking torque at high speeds or vehicle speeds). There is also the option of requesting only the deceleration that can be achieved even at high speeds, in particular the minimum, from the electric motor.
  • This torque which is always available in an advantageous manner when the electric machine and the associated components of the brake control device are functioning correctly, can be taken into account for the design of the braking effect in the fallback level, but there is also the possibility of requesting a larger regenerative (first) braking torque at lower speeds , in order to further reduce the pedal force required for braking the vehicle and thus the difference in the braking effect between the normal state (with brake booster) and the error case.
  • a deceleration that can be achieved, for example, in the mechanical fallback level can be 2.44 m/s 2 with 500 N pedal force, for example only from the second braking torque or only from the minimum or from both together.
  • this includes a pedal sensor device and/or the control device is connected to the pedal sensor device and is set up to determine an actuation of a brake pedal and/or gas pedal in the vehicle, the Control device is set up to close the actuation of a brake pedal and / or gas pedal to a braking request by a driver.
  • the actuation can be done by a driver.
  • the pedal sensor device is set up to detect a pressure and/or a force and/or a position of the brake pedal and/or gas pedal and the control device is set up to derive information from the pressure and/or the force and/or close the position of the brake pedal and / or accelerator pedal to an extent of a braking request and to generate this at least partially on the electric machine as a first braking torque.
  • the extent can correspond to an adjustment angle or a deflection of the pedal from a rest position and reflect the strength of the required braking action.
  • the required braking torque can either be generated solely by the electrical machine if the minimum is already sufficient or the electrical machine is operated at a lower speed than the speed for generating the minimum and therefore a can generate a larger first braking torque than the minimum, or can be generated together with a second braking torque, for example by a hydraulic brake system or another brake system.
  • the control device is also set up to detect a release of the gas pedal and to request a constant first braking torque from the electric machine, which is greater than or equal to the minimum; and/or to detect an actuation of the brake pedal via the pedal sensor device and to generate the first braking torque as a function of the extent of the braking request; and/or to detect actuation of the brake pedal via a further sensor system and to request a constant first braking torque which is greater than or equal to the minimum; and/or actuation of the brake pedal to be recognized by a further sensor system and to request the first braking torque according to a predetermined characteristic.
  • the braking torque which can be generated depending on the extent, can be converted and implemented with a scaling factor compared to the force actually generated by the driver on the brake pedal, approximately proportionally, with this scaling factor depending on the electric machine and depending on the achievable minimum, can be changed adaptively can, or can be predetermined.
  • the control device is connected to a hydraulic brake system and/or to an additional brake device and set up to generate a second braking torque on the hydraulic brake system and/or on the additional brake device when braking is requested, which brake torque together with the minimum of the first Braking torque results in a predetermined total braking torque on the vehicle.
  • At least the minimum can be contributed by the electrical machine to generate the total braking torque, but if the current operating state of the electrical machine allows it, a larger first braking torque than the minimum can also be contributed in order to better support the mechanical fallback level. Then either the total braking torque can be higher or the proportion of the second braking torque can be reduced.
  • the control device is connected to a battery of the vehicle and is set up to know or to determine a state of charge of the battery and/or to know or to determine an acceptable overload operation of the electric machine and to increase the first braking torque for a predetermined time than the minimum and out of acceptable overload operation of the electric machine and/or request the first braking torque greater than the minimum and to an acceptable overcharged condition of the battery.
  • the electric machine can be operated in a temporary overload mode in order to at least temporarily increase the currently possible total braking torque or the first braking torque.
  • the electric drive temporarily allows a slightly higher battery charge level.
  • the maximum state of charge is usually selected to ensure optimal battery life. In a rarely occurring error situation, this can be dispensed with for a short time, in particular under an acceptable overcharge state, which is known for the battery and which does not cause any damage to the battery for a short time or can at least be tolerable, also for overload operation.
  • an acceptable overcharge state which is known for the battery and which does not cause any damage to the battery for a short time or can at least be tolerable, also for overload operation.
  • the braking system may include a friction brake or any other type of non-regenerative brake.
  • the signals for determining the driver's braking request can also advantageously be used, which contain information about the dynamic driving state and on the basis of which the requested braking torques can be adapted.
  • the maximum braking effect can be achieved depending on the situation while maintaining vehicle stability, or at least to improve it.
  • These signals can be, for example, wheel speed signals and/or the steering angle and/or yaw rate and/or lateral acceleration. Accordingly, the first and/or the second braking torque can be used and adjusted in a targeted manner.
  • the hydraulic pressure build-up on individual wheels can be reduced (brake force distribution or ABS function), in particular to compensate for any limitations in the positioning accuracy of other actuators for generating a braking torque (e.g. automatic parking brake APB).
  • ABS function brake force distribution or ABS function
  • This consideration of the driving dynamics state can be possible for as long as the corresponding and necessary ones Signals are available and the brake control device is still able to process them in order to specify the regenerative braking torque adjusted accordingly. If the brake control device is no longer able to process these signals accordingly, then the generator control for its part can also generate a constant, low regenerative torque similar to a drag torque as soon as the gas pedal is released. This constant, low regenerative braking torque can be selected in such a way that the vehicle remains stable in all driving situations and the driven axle is taken into account accordingly.
  • a braking request and/or a need to carry out a braking action is recognized with a brake control device according to the invention; a detection of an operating failure or an operating error of the brake booster device; determining a minimum of a first braking torque from the electrical machine as a regenerative braking torque, the minimum of the first braking torque corresponding to that braking torque which has the smallest absolute value at all speeds on the vehicle that can be generated by the electrical machine; and generating at least the minimum of the first braking torque from the electric machine in the event of an operating failure or operating error of the brake booster device and in the event of a braking request and/or a need for a braking action.
  • a pressure and/or a force and/or a position of the brake pedal and/or an accelerator pedal is detected when a brake request is made by a pedal actuation on a brake pedal and/or an accelerator pedal with a pedal sensor device and/or with an additional sensor system and from the pressure and/or force and/or position of the brake pedal and/or accelerator pedal to an extent Braking request closed and generates a constant or a first braking torque dependent on the extent.
  • the additional sensors can be common sensors for vehicles, acceleration, forces, pedal movement or pressure, navigation systems or any other type of sensor.
  • the additional sensors can be provided and operated as independent sensors, for example independently of the pedal sensor or other components on the vehicle and/or the brake control device.
  • a release of the gas pedal is detected and a constant first braking torque is requested from the electrical machine, which is greater than or equal to the minimum; and/or an actuation of the brake pedal is detected via the pedal sensor device and the first braking torque is generated as a function of the extent of the braking request; and/or an actuation of the brake pedal is detected via a further sensor system and a constant first braking torque is requested, which is greater than or equal to the minimum; and/or an actuation of the brake pedal is detected by a further sensor system and the first braking torque is requested according to a predetermined characteristic curve.
  • the characteristic curve can be, for example, a non-linear characteristic curve for the first braking torque or for the electrical machine in relation to its generator capability.
  • the electric machine can be integrated into the braking of the vehicle in various ways.
  • the electric machine can be operated in such a way that it generates a constant first braking torque and independently of the actuation of the brake pedal.
  • This braking torque then has a similar effect to an (increased) drag torque of an internal combustion engine.
  • PTS pedal travel sensor
  • the driver's brake request can be detected via a pedal travel sensor (PTS), which is available in the brake system and can be included or connected to the brake control device and the control device can be controlled by the electric machine via an interface request a corresponding first braking torque.
  • PTS pedal travel sensor
  • This braking torque can be varied in the range up to the maximum to be used or available first braking torque according to the driver's braking request (sensed via PTS).
  • a prerequisite can be that the PTS sensor and the ECU (control device) still function at least to an extent.
  • the driver's brake request can be detected via a pressure sensor (DS), which is available in the brake system and can be included or connected to the brake control device and the control device can then be controlled via an interface by the electrical Machine request a corresponding first braking torque.
  • This first braking torque can be varied in the range up to the maximum to be used or available first braking torque according to the driver's braking request (sensed via DS).
  • a prerequisite can be that the PTS sensor and the ECU (control device) still function at least to an extent.
  • the characteristics relating to the brake system can also apply in connection with the brake control device and vice versa.
  • the actuation of the brake pedal can also be sensed by an independent sensor system (additional sensors) on the brake pedal (for example BLS). If it is detected that the brake pedal has been actuated, the electric machine can generate a constant braking torque.
  • an independent sensor system additional sensors on the brake pedal (for example BLS).
  • the driver's braking request can be sensed by an independent sensor system on the brake pedal (for example a pedal travel sensor).
  • the electric machine can generate a braking torque that is proportional or specified via a non-linear characteristic curve.
  • the electric machine can thus generate a constant braking torque that is proportional to the brake pedal position and/or a braking torque that is defined by a non-linear characteristic curve.
  • This first braking torque can then be superimposed on the hydraulic braking torque that the driver generates when he presses the brake pedal, and the vehicle can therefore achieve greater deceleration than would be possible with just the hydraulic braking torque.
  • a second braking torque can also advantageously be requested via one or more other actuators.
  • This can be, for example, an electric parking brake or the drag torque of an internal combustion engine.
  • the control device can coordinate these braking torques and request them in such a way that the best possible braking effect and controllability can be achieved for the driver. This can be possible for the brake system on the vehicle and the brake control device, as long as the desired deceleration can be determined from the signals from the sensors and/or from the electrical machine.
  • the electric drive and/or the other actuators used can communicate/determine the currently possible first and/or second braking torque via an interface and the possible braking effect can thus be optimally utilized.
  • a second braking torque is generated on a hydraulic brake system and/or on another braking device when braking is requested, which together with the minimum of the first braking torque results in a predetermined total braking torque on the vehicle.
  • a currently available second braking torque can be determined and/or a second braking torque available in the foreseeable future can also be estimated and a total braking torque that can be generated can be identified.
  • the operating state of the electric machine and the first braking torque that can be generated therefrom on the electric machine are determined continuously or at predetermined time intervals.
  • the brake control device can also be characterized by the features mentioned in connection with the method and its advantages, and vice versa.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a brake control device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • Fig. 3 is a block diagram of method steps of the method for
  • the brake control device 10 for a vehicle F with which a braking action of the vehicle can be controlled, comprises a control device SE, which is or can be connected to a brake booster device BV and to an electric machine EM of the vehicle; wherein the control device SE is set up to detect an operating failure or an operating error of the brake booster device BV; recognizing and/or knowing a minimum minMl of a first braking torque Ml from the electrical machine EM as a regenerative braking torque, the minimum minMl of the first braking torque Ml corresponding to that braking torque which is the lowest at all speeds that can be generated by the electrical machine EM has absolute value; and to control the electric machine EM in such a way that at least the minimum minMl of the first braking torque Ml is generated by the electric machine EM when the operational failure or operating error of the brake booster device BV is detected and for a braking request.
  • the brake control device 10 can include a pedal sensor device PS and/or in which the control device SE can be connected to the pedal sensor device PS and which is set up to determine an actuation of a brake pedal and/or gas pedal in the vehicle, the control device SE being set up to do so the actuation of a brake pedal and/or gas pedal to indicate a braking request by a driver.
  • a second braking torque M2 can be generated when braking is requested, which together with the minimum of the first braking torque minMl can result in a predetermined total braking torque on the vehicle.
  • 2 shows an illustration of braking torques on an electrical machine.
  • 2a shows a dependency of the first braking torque M1 on the speed on the vehicle, which the electric machine itself can generate and at which the electric machine can also rotate when the vehicle is moving, converted into angular speed co.
  • a maximum speed o max can be defined at which the minimum minMl for the first braking torque can be generated.
  • a higher first braking torque can then advantageously be generated according to the power hyperbola, with a maximum torque M1 max also being able to be defined, for example for the system design on the vehicle (electrical machine and/or battery charging).
  • the hyperbola can then shift to Po for overload operation.
  • signals at the accelerator pedal GP and the brake pedal BP are shown over time t.
  • the accelerator pedal GP can be released between tl and tn.
  • a constant first braking torque M1 can be generated on the electrical machine.
  • a constant additional torque can be added to the first braking torque according to the bottom image in FIG. 2b, for example in addition to the minimum minM1.
  • a varied additional torque adapted to the extent of the deflection or the pressure on the brake pedal BP can also be generated for the first braking torque (third image). This can start at t2 or at a later time t4 and end at t3.
  • FIG. 3 shows a block diagram of method steps of the method for operating a brake control device for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a braking request and/or a need to carry out a braking action with a brake control device is recognized S1; a detection S2 of an operating failure or an operating error brake booster device; determining S3 a minimum of a first braking torque from the electrical machine as regenerative braking torque, the minimum of the first braking torque corresponding to that braking torque which has the smallest absolute value at all speeds on the vehicle that can be generated by the electrical machine; and generating S4 at least the minimum of the first braking torque from the electrical machine in the event of an operating failure or operating error of the brake booster device and in the event of a braking request and/or a need for a braking action.

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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

Beschreibung
Titel
Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung für ein Fahrzeug
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 Al 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, solange 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bremssteuerungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Darstellung von Bremsmomenten an einer elektrischen Maschine;
Fig. 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.
Fig. 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 min Ml eines ersten Bremsmoments Ml von der elektrischen Maschine EM als generatorisches Bremsmoment zu erkennen und/oder zu kennen, wobei das Minimum minMl des ersten Bremsmoments Ml 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 minMl des ersten Bremsmoments Ml 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 minMl ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug ergeben kann.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung von Bremsmomenten an einer elektrischen Maschine. In der Fig. 2a wird eine Abhängigkeit des ersten Bremsmoments Ml 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 co. Dabei kann eine maximale Geschwindigkeit omax definiert werden, an welcher das Minimum minMl 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 Mlmax definiert werden kann. Für einen Überlastbetrieb kann sich die Hyperbel dann zu Po verschieben.
Nach der Fig. 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 tl und tn losgelassen sein. In dieser Zeit kann an der elektrischen Maschine ein konstantes erstes Bremsmoment Ml erzeugt werden. Wird nun das Bremspedal BP zwischen t2 und t3 betätigt, kann nach dem untersten Bild der Fig. 2b ein konstantes Zusatzmoment zum ersten Bremsmoment hinzugefügt werden, etwa zusätzlich zum Minimum minMl. 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.
Fig. 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.

Claims

Ansprüche
1. 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 (minMl) eines ersten Bremsmoments (Ml) von der elektrischen Maschine (EM) als generatorisches Bremsmoment zu erkennen und/oder zu kennen, wobei das Minimum (minMl) des ersten Bremsmoments (Ml) 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 (minMl) des ersten Bremsmoments (Ml) von der elektrischen Maschine (EM) erzeugt wird.
2. 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.
3. 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 (Ml) zu erzeugen.
4. 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.
5. 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 (minMl) ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug ergibt.
6. 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 (Ml) 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.
7. Verfahren zum Betreiben einer Bremssteuerungseinrichtung (10) für ein Fahrzeug (F), um eine Bremsaktion des Fahrzeugs zu steuern, umfassend die Schritte:
Erkennen (Sl) 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 Bremskraftverstärkerein richtu ng ( B V) ;
Ermitteln (S3) eines Minimums (min Ml) eines ersten Bremsmoments (Ml) von der elektrischen Maschine (EM) als generatorisches Bremsmoment, wobei das Minimum (minMl) des ersten Bremsmoments (Ml) 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 (minMl) des ersten Bremsmoments (Ml) von der elektrischen Maschine (EM) beim Betriebsausfall oder Betriebsfehler der Bremskraftverstärkereinrichtung (BV) und bei einer Bremsanforderung und/oder einer Notwendigkeit zur Bremsaktion.
8. 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.
9. 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.
10. 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 (minMl) ein vorgegebenes
Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug ergibt.
EP22740388.8A 2021-07-06 2022-07-05 Bremssteuerungseinrichtung für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben einer bremssteuerungseinrichtung für ein fahrzeug Pending EP4366970A1 (de)

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