WO2024042109A1 - Verfahren zum bremsen eines fahrzeugs mit einem elektrischen antriebsmotor und einer mechanischen bremse, recheneinheit und computerprogramm - Google Patents

Verfahren zum bremsen eines fahrzeugs mit einem elektrischen antriebsmotor und einer mechanischen bremse, recheneinheit und computerprogramm Download PDF

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WO2024042109A1
WO2024042109A1 PCT/EP2023/073081 EP2023073081W WO2024042109A1 WO 2024042109 A1 WO2024042109 A1 WO 2024042109A1 EP 2023073081 W EP2023073081 W EP 2023073081W WO 2024042109 A1 WO2024042109 A1 WO 2024042109A1
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WO
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drive motor
standstill
electric drive
braking
mechanical brake
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PCT/EP2023/073081
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Inventor
Thomas Friedrich
Harald Giuliani
Florian Oberwein
Joachim Sick
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24—Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/02—Dynamic electric resistor braking
    • B60L7/08—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24—Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • B60L7/26—Controlling the braking effect

Definitions

  • the present invention relates to a method for braking a vehicle with an electric drive motor and a mechanical brake, as well as a computing unit and a computer program for carrying it out.
  • wheel brakes or electric motors which are either operated as generators so that a braking magnetic field is induced in the coil of the electric motor, or which are specifically energized in such a way that the electric motor with a the vehicle decelerating moment is applied.
  • the control of electric motors in vehicles is usually based on a target torque as a reference variable. Since electric motors can provide both a positive and a negative torque regardless of the direction of rotation, in the low speed range there is the problem of precisely setting a specific position or speed of the electric motor. It must be ensured that at no time is a moment created that causes the vehicle to accelerate against the desired direction of movement. If, for example, it is desired to brake the vehicle to a standstill using the electric motor, it must be ensured that there is no reversing immediately after the standstill, which is initiated by a corresponding torque from the electric motor.
  • the standstill of the vehicle is usually detected based on an evaluation of the vehicle speed; the vehicle speed in turn is derived from a wheel speed.
  • Incremental encoders are usually used for this, so that the vehicle speed signal is only present as a discontinuous function. Due to this measurement uncertainty and the fact that latencies are present in signal processing, the use of the wheel speed as an input variable for controlling the speed of the vehicle in the low speed range, especially at speeds close to zero, is not suitable.
  • DE 10 2019 205 180 A1 presents a method for braking a vehicle that includes an electric drive motor, wherein the vehicle is brought to a standstill using speed control of the electric drive motor.
  • the invention relates specifically to a method for braking a vehicle with an electric drive motor and a mechanical brake to a standstill and then stopping it at a standstill.
  • a braking torque is generated by means of the electric drive motor and in a second braking phase, a braking torque is generated by means of the mechanical brake.
  • the invention relates in particular to the interaction between the electric drive motor and the mechanical brake when stopping and when the vehicle is at a standstill vehicle.
  • the invention makes it possible to reduce unintentional vehicle movements when braking and/or when the vehicle is at a standstill, to reduce or avoid wear and damage to the electric drive motor, and to improve comfort during braking maneuvers near or until the vehicle comes to a standstill.
  • the electric drive motor and an actuator for actuating the mechanical brake are controlled in such a way that a start of the first braking phase is before a start of the second braking phase, an end of the first braking phase is after the start of the second braking phase, and the end of the first braking phase is after reaching standstill.
  • the electric drive motor and the actuator for actuating the mechanical brake are controlled in such a way that the start of the second braking phase occurs before, at or after the standstill is reached, depending on a triggering condition.
  • the brakes can be actuated in order to achieve a comfortable, yet safe stopping and holding process.
  • the invention allows the vehicle to be braked and held safely even in the event of a malfunction or overload of the electric drive motor. For example, if the electric drive motor is unable to provide the torque required to slow or stop the vehicle, the mechanical brake can take over.
  • the invention can be used in any vehicle with an electric drive motor with a separate braking system.
  • a computing unit according to the invention for example a control unit of a vehicle, is set up, in particular in terms of programming, to carry out a method according to the invention.
  • a machine-readable storage medium is provided with a computer program stored thereon as described above.
  • Suitable storage media or data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, such as hard drives, flash memories, EEPROMs, DVDs, etc.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a vehicle that is set up to carry out an exemplary embodiment of the method according to the invention
  • Figures 2 to 4 show different curves of vehicle speed and the operating state of the engine brake and the mechanical brake during exemplary stopping processes according to embodiments of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle 10 that is set up to carry out an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • the vehicle 10 includes a control unit 12, which can in particular be the control unit of a power electronics system.
  • the vehicle 10 further includes an electric drive motor 14, which is designed to drive at least one wheel 11 of the vehicle 10.
  • a sensor device 15 is arranged on the electric drive motor 14 in such a way that the sensor device 15 detects an angular position and/or a speed of the electric drive motor 14 and transmits it to the control unit 12.
  • the control unit 12 is connected to the electric drive motor 14 via a signal line, so that the electric drive motor 14 can be regulated and/or controlled by the control unit 12.
  • the system can also be expanded to include several drive motors, so that in addition to the drive motor, 14 others can be controlled and used for deceleration.
  • the vehicle 10 also includes mechanical brakes 16, 17, here for example in the form of a hydraulic service brake 16 and a mechanical parking brake 17.
  • both have actuators that can be controlled by the control device 12, so that they can be activated without intervention by the driver and, for example, one can provide so-called hill hold or auto hold functions.
  • a braking process can also be initiated by an assistance system.
  • the braking process initially only takes place using the drive motor 14 is carried out, ie using an electric motor brake, as will be described in a coherent and comprehensive manner below with reference to the figures.
  • FIGS. 2 to 4 show exemplary stopping processes in the form of a graph in which vehicle speed v, activation state 201, 301, 401 of the electric engine brake and activation state 202, 302, 402 of the mechanical brake are plotted against time t.
  • the electric motor brake is active, this means that a braking torque is generated by the electric drive motor 14.
  • the mechanical brake is active, this means that a braking torque is generated by the mechanical brake. Both are caused by a corresponding control by the computing unit 12, i.e. the electric drive motor and an actuator for actuating the mechanical brake 16, 17 will be controlled by the computing unit 12 in such a way that the curves shown in Figures 2 to 4 result.
  • the electric motor brake is active in a first braking phase up to time h, and that the mechanical brake is active in a second braking phase from time t2, and that the mutual position of time ti and t2 in the figures 2 to 4 varies.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which the second braking phase begins before standstill (at to) is reached.
  • This variant can be selected in the event that a malfunction of the electric drive motor 12 is detected or it is detected that the required braking torque cannot be provided by the electric drive motor (eg because the deceleration is not as expected in both cases).
  • This variant can also be used to mask the braking torques regardless of whether the drive motor is malfunctioning.
  • This variant can alternatively or additionally be selected depending on the speed, i.e. the second braking phase begins when a speed threshold is reached or falls below, e.g. 1-2 km/h. This allows the approach to standstill, i.e. the range of low speeds, to be better controlled.
  • FIG 3 shows an embodiment in which the second braking phase begins immediately when standstill (at to) is reached. This means that the vehicle can be held in place right from the start using the mechanical brake, which reduces wear and stress on the electric engine brake. This variant can be selected if the vehicle is not electrically held in place, e.g. if the thermal load on the drive motor is too high.
  • 2 and 3 show variants in which the vehicle 10 is held at a standstill by the mechanical brake, so that the electric drive motor does not have to support any (significant) torque and is therefore not or hardly loaded. 4, however, shows an embodiment in which the second braking phase only begins after the standstill has already lasted for a time 403.
  • This variant is chosen if the electric drive motor is initially supposed to keep the vehicle at a standstill before the mechanical brake takes over. This is useful in order to achieve the greatest possible comfort when stopping, since, compared to friction brakes, there is no change from sliding friction to static friction when moving from deceleration to standstill. Electric stopping therefore reduces the change in acceleration, the jerk, until the vehicle comes to a standstill.
  • the duration 403 of the electrical stop can depend on the limitation of the component protection, ie it is ended in particular before thermal overload etc. occurs.
  • the absence of the driver can also cause the electrical stopping to end, since permanent standstill protection with the drive motor is not possible and in the absence of the driver this can only be guaranteed with a mechanical brake. If an error occurs in the drive motor, which impairs electrical stopping or makes it impossible, the mechanical brake can be used as a fallback system and thus ensure a standstill. Malfunction of the drive motor and the primarily controlled mechanical brake can only be countered by the intervention of an additional braking device such as the parking brake or the driver must actively ensure the standstill through his intervention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs (10) mit einem elektrischen Antriebsmotor (14) und einer mechanischen Bremse (16, 17) bis zum Stillstand und anschließender Stillstandssicherung, wobei der elektrische Antriebsmotor (14) und ein Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse (16, 17) so angesteuert werden, dass in einer ersten Bremsphase ein Bremsmoment 10 mittels des elektrischen Antriebsmotors (14) erzeugt wird, in einer zweiten Bremsphase ein Bremsmoment mittels der mechanischen Bremse (16, 17) erzeugt wird, ein Beginn der ersten Bremsphase vor einem Beginn (t2) der zweiten Bremsphase liegt, ein Ende (t1) der ersten Bremsphase nach dem Beginn (t2) der zweiten Bremsphase liegt, das Ende (t1) der ersten Bremsphase nach Erreichen (t0) des Stillstands liegt, und der Beginn (t2) der zweiten Bremsphase in Abhängigkeit von einer Auslösebedingung vor, bei oder nach dem Erreichen (t0) des Stillstands liegt.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer mechanischen Bremse, Recheneinheit und Computerprogramm
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer mechanischen Bremse sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
Hintergrund der Erfindung
Zum Bremsen eines Fahrzeugs stehen verschiedene technische Vorrichtungen zur Verfügung, beispielsweise Radbremsen oder auch Elektromotoren, die entweder generatorisch betrieben werden, so dass in der Spule des Elektromotors ein bremsendes Magnetfeld induziert wird, oder die gezielt so bestromt werden, dass der Elektromotor mit einem das Fahrzeug verzögernden Moment beaufschlagt ist.
Die Regelung von elektrischen Motoren in Fahrzeugen basiert in der Regel auf einem Sollmoment als Führungsgröße. Da elektrische Motoren unabhängig von der Drehrichtung sowohl ein positives als auch ein negatives Moment stellen können, besteht im Bereich niedriger Geschwindigkeiten das Problem, eine bestimmte Position oder Geschwindigkeit des elektrischen Motors genau zu stellen. Hierbei muss sichergestellt werden, dass zu keinem Zeitpunkt ein Moment erzeugt wird, dass das Fahrzeug entgegen einer gewünschten Bewegungsrichtung beschleunigt. Falls beispielsweise gewünscht ist, das Fahrzeug mittels des elektrischen Motors bis zum Stillstand abzubremsen, muss sichergestellt werden, dass unmittelbar auf den Stillstand keine Rückwärtsfahrt erfolgt, die durch ein entsprechendes Moment des elektrischen Motors eingeleitet wird. Der Stillstand des Fahrzeugs wird üblicherweise basierend auf einer Auswertung der Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt, die Fahrzeuggeschwindigkeit wiederum wird aus einer Raddrehzahl abgeleitet. Hierfür werden üblicherweise Inkrementalgeber verwendet, so dass das Geschwindigkeitssignal des Fahrzeugs nur als unstetige Funktion vorliegt. Bedingt durch diese Messungenauigkeit sowie die Tatsache, dass Latenzen bei der Signalverarbeitung vorhanden sind, ist die Verwendung der Raddrehzahl als Eingangsgröße zur Regelung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Bereich niedriger Geschwindigkeiten, insbesondere bei Geschwindigkeiten nahe null, nicht geeignet.
Zur Verbesserung wird in der DE 10 2019 205 180 A1 ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs, das einen elektrischen Antriebsmotor umfasst, vorgestellt, wobei das Fahrzeug unter Verwendung einer Geschwindigkeitsregelung des elektrischen Antriebsmotors zum Stillstand gebracht wird.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer mechanischen Bremse sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung betrifft im Einzelnen ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer mechanischen Bremse bis zum Stillstand und anschließendes halten im Stillstand. Dabei wird in einer ersten Bremsphase ein Bremsmoment mittels des elektrischen Antriebsmotors erzeugt und in einer zweiten Bremsphase ein Bremsmoment mittels der mechanischen Bremse erzeugt.
Die Erfindung betrifft insbesondere das Zusammenspiel zwischen elektrischem Antriebsmotor und mechanischer Bremse beim Anhalten und im Stillstand des Fahrzeugs. Die Erfindung erlaubt, unbeabsichtigte Fahrzeugbewegungen beim Abbremsen und/oder im Stillstand des Fahrzeugs zu verringern, Verschleiß und Schäden am elektrischem Antriebsmotor zu verringern bzw. zu vermeiden sowie den Komfort bei Abbremsmanövern in der Nähe des oder bis zum Stillstand zu verbessern.
Wird ein Fahrzeug durch einen elektrischen Antriebsmotor abgebremst und im Stillstand festgehalten, muss dieser dauerhaft bestromt werden und ein vorhandenes Drehmoment abstützen, z.B. Hangabtrieb. Dies verbraucht Energie und verschleißt die beteiligten Aggregate. Im Rahmen der Erfindung übernimmt dies nun zu einem bestimmten Zeitpunkt während eines Bremsvorgangs eine mechanische Bremse, was den Verschleiß reduziert und eine Beschädigung der Antriebsmotorkomponenten verhindert.
Dazu werden der elektrische Antriebsmotor und ein Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse so angesteuert, dass ein Beginn der ersten Bremsphase vor einem Beginn der zweiten Bremsphase liegt, ein Ende der ersten Bremsphase nach dem Beginn der zweiten Bremsphase liegt, und das Ende der ersten Bremsphase nach Erreichen des Stillstands liegt.
Weiterhin werden der elektrische Antriebsmotor und der Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse so angesteuert, dass der Beginn der zweiten Bremsphase in Abhängigkeit von einer Auslösebedingung vor, bei oder nach dem Erreichen des Stillstands liegt. Mit anderen Worten existieren in Abhängigkeit von der Auslösebedingung drei Varianten, wie die Bremsen betätigt werden können, um einen komfortablen, aber dennoch sicheren Anhalte- und Festhaltevorgang zu bewirken.
Die Erfindung erlaubt dadurch insbesondere, auch im Falle einer Fehlfunktion oder Überlastung des elektrischen Antriebsmotors das Fahrzeug sicher zu bremsen und festzuhalten. Wenn der elektrische Antriebsmotor beispielsweise nicht in der Lage ist, das erforderliche Drehmoment zum Abbremsen oder Halten des Fahrzeugs bereitzustellen, kann die mechanische Bremse dies übernehmen. Die Erfindung kann in jedem Fahrzeug mit elektrischem Antriebsmotor mit einem separaten Bremssystem eingesetzt werden.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Fahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash- Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN- Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung, etc.) erfolgen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist; Figuren 2 bis 4 zeigen unterschiedliche Verläufe von Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Betriebszustand der Motorbremse und der mechanischen Bremse bei beispielhaften Anhaltevorgängen gemäß Ausgestaltungen der Erfindung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10, das zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Steuereinheit 12, bei der es sich insbesondere um die Steuereinheit einer Leistungselektronik handeln kann. Das Fahrzeug 10 umfasst ferner einen elektrische Antriebsmotor 14, der dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Rad 11 des Fahrzeugs 10 anzutreiben. An dem elektrischen Antriebsmotor 14 ist eine Sensorvorrichtung 15 derart angeordnet, dass die Sensorvorrichtung 15 eine Winkelposition und/ oder eine Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors 14 erfasst und an die Steuereinheit 12 übermittelt. Die Steuereinheit 12 steht über eine Signalleitung mit dem elektrischen Antriebsmotor 14 in Verbindung, so dass der elektrische Antriebsmotor 14 durch die Steuereinheit 12 geregelt und/oder gesteuert werden kann. Das System kann auch auf mehrere Antriebsmotoren ausgeweitet werden, sodass neben dem Antriebsmotor 14 weitere angesteuert und zur Verzögerung verwendet werden.
Das Fahrzeug 10 umfasst ferner mechanische Bremsen 16, 17, hier beispielsweise in Form einer hydraulischen Betriebsbremse 16 und einer mechanischen Feststellbremse 17. Im gezeigten Beispiel verfügen beide über von dem Steuergerät 12 ansteuerbare Aktoren, so dass sie ohne Eingriff des Fahrers aktivierbar sind und beispielsweise eine sog. Hill-Hold- oder Auto-Hold-Funktion bereitstellen können.
Möchte beispielsweise ein Fahrer das Fahrzeug zum Stillstand bringen, betätigt er dazu üblicherweise ein Bremspedal. Alternativ kann ein Bremsvorgang auch von einem Assistenzsystem veranlasst werden. Im Rahmen einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Bremsvorgang initial nur unter Einsatz des An- triebsmotors 14 durchgeführt wird, d.h. unter Einsatz einer elektrischen Motorbremse, wie es beispielhaft im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren zusammenhängend und übergreifend beschrieben wird.
In den Figuren 2 bis 4 sind beispielhafte Anhaltevorgänge in Form jeweils eines Graphen dargestellt, in dem Fahrzeuggeschwindigkeit v, Aktivierungszustand 201 , 301 , 401 der elektrischen Motorbremse und Aktivierungszustand 202, 302, 402 der mechanischen Bremse gegen die Zeit t aufgetragen sind. Ist die elektrische Motorbremse aktiv, bedeutet dies, dass ein Bremsmoment durch den elektrischen Antriebsmotor 14 erzeugt wird. Ist die mechanische Bremse aktiv, bedeutet dies, dass ein Bremsmoment durch die mechanische Bremse erzeugt wird. Beides wird durch eine entsprechende Ansteuerung durch die Recheneinheit 12 veranlasst, d.h. der elektrische Antriebsmotor und ein Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse 16, 17 werden von der Recheneinheit 12 so angesteuert werden, dass sich die in den Figuren 2 bis 4 gezeigten Verläufe ergeben.
Es ist erkennbar, dass in einer Verzögerungsphase bis zum Zeitpunkt to gebremst wird, und anschließend die Geschwindigkeit null ist, d.h. das Fahrzeug steht.
Weiterhin ist erkennbar, dass jeweils in einer ersten Bremsphase bis zum Zeitpunkt h die elektrische Motorbremse aktiv ist, und dass jeweils in einer zweiten Bremsphase ab dem Zeitpunkt t2 die mechanische Bremse aktiv ist, und dass die gegenseitige Lage der Zeitpunkt ti und t2 in den Figuren 2 bis 4 variiert.
In allen Figuren ist gezeigt, dass die zweite Bremsphase bereits beginnt (t2), bevor die erste Bremsphase endet (ti). Dadurch kann sichergestellt werden, dass zu jedem Zeitpunkt ein Bremsmoment wirkt und somit das Fahrzeug einerseits sicher verzögert und andererseits auch sicher festgehalten werden kann.
In Figur 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der die zweite Bremsphase bereits beginnt, bevor der Stillstand (bei to) erreicht ist. Diese Variante kann für den Fall gewählt werden, dass eine Fehlfunktion des elektrischen Antriebsmotors 12 erkannt wird oder erkannt wird, dass das erforderliche Bremsmoment vom elektrischen Antriebsmotor nicht bereitgestellt werden kann (z.B. weil in beiden Fällen die Verzögerung nicht wie erwartet ist). Auch kann diese Variante zum Verblenden der Bremsmomente unabhängig von Fehlfunktion des Antriebsmotors verwendet werden.
Diese Variante kann alternativ oder zusätzlich geschwindigkeitsabhängig gewählt werden, d.h. die zweite Bremsphase beginnt bei Erreichen bzw. Unterschreiten einer Geschwindigkeitsschwelle, z.B. 1-2 km/h. Dadurch kann das Annähern an den Stillstand, d.h. der Bereich kleiner Geschwindigkeiten, besser kontrolliert werden.
In Figur 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der die zweite Bremsphase sofort beginnt, wenn der Stillstand (bei to) erreicht ist. Damit kann das Festhalten des Fahrzeugs bereits von Beginn an mit der mechanischen Bremse erfolgen, was Verschleiß und Belastung der elektrischen Motorbremse reduziert. Diese Variante kann gewählt werden, wenn kein elektrisches Festhalten des Fahrzeugs gewünscht ist, z.B. bei zu hoher thermischer Belastung des Antriebsmotors.
In den Figuren 2 und 3 sind Varianten dargestellt, bei denen im Stillstand das Fahrzeug 10 durch die mechanische Bremse gehalten wird, so dass der elektrische Antriebsmotor dort insbesondere kein (wesentliches) Drehmoment abstützen muss und somit auch nicht bzw. kaum belastet wird. In Figur 4 hingegen ist eine Ausführungsform dargestellt, in der die zweite Bremsphase erst beginnt, nachdem der Stillstand bereits eine Zeit 403 andauert. Diese Variante wird gewählt, wenn der elektrische Antriebsmotor zunächst das Fahrzeug auch im Stillstand halten soll, bevor die mechanische Bremse dies übernimmt. Dies ist zweckmäßig, um größtmöglichen Komfort im Anhaltevorgang zu erreichen, da im, Vergleich zu Reibbremsen, beim Übergang von Verzögerung zu Stillstand kein Wechsel von Gleitreibung zu Haftreibung entsteht. Das elektrische Anhalten reduziert somit die Änderung der Beschleunigung, den Ruck, bis zum Stillstand. Die Dauer 403 des elektrischen Halts kann von der Begrenzung des Komponentenschutzes abhängen, d.h. sie wird insbesondere beendet, bevor thermische Überlastung usw. auftritt. Ebenfalls kann die Abwesenheit des Fahrers ein Beenden des elektrischen Haltens bewirken, da eine dauerhafte Stillstandssicherung mit dem Antriebsmotor nicht möglich ist und bei Abwesenheit des Fahrers dies nur mit einer mechanischen Bremse gewährleistet werden kann. Sollte ein Fehler im Antriebsmotor auftreten, welcher das elektrische Halten beeinträchtigt oder unmöglich macht, kann die mechanische Bremse als Rückfallsystem genutzt und somit der Stillstand gesichert werden. Ein Fehlverhalten des Antriebsmotors und der primär angesteuerten mechanischen Bremse kann nur durch den Eingriff einer zusätzlichen Bremseinrichtung wie der Parkbremse abgefangen werden oder der Fahrer muss aktiv den Stillstand durch sein Eingriffen sichern.
Liegt zwischenzeitlich im Stillstand schon wieder eine Drehmomentanforderung durch den Fahrer vor, bevor die zweite Bremsphase begonnen wird, wird diese zweckmäßigerweise nicht mehr begonnen, sondern die Anforderung des Fahrers wird berücksichtigt.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs (10) mit einem elektrischen Antriebsmotor (14) und einer mechanischen Bremse (16, 17) bis zum Stillstand und Halten im Stillstand, wobei der elektrische Antriebsmotor (14) und ein Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse (16, 17) so angesteuert werden, dass in einer ersten Bremsphase ein Bremsmoment mittels des elektrischen Antriebsmotors (14) erzeugt wird, in einer zweiten Bremsphase ein Bremsmoment mittels der mechanischen Bremse (16, 17) erzeugt wird, ein Beginn der ersten Bremsphase vor einem Beginn (t2) der zweiten Bremsphase liegt, ein Ende (h) der ersten Bremsphase nach dem Beginn (t2) der zweiten Bremsphase liegt, das Ende (h) der ersten Bremsphase nach Erreichen (to) des Stillstands liegt, und der Beginn (t2) der zweiten Bremsphase in Abhängigkeit von einer Auslösebedingung vor, bei oder nach dem Erreichen (to) des Stillstands liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der elektrische Antriebsmotor (14) und der Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse (16, 17) so angesteuert werden, dass der Beginn (t2) der zweiten Bremsphase für eine Auslösebedingung, dass der elektrische Antriebsmotor (14) kein ausreichendes Bremsmoment erzeugt, vor dem Erreichen (to) des Stillstands liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der elektrische Antriebsmotor (14) und der Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse (16, 17) so angesteuert werden, dass der Beginn (t2) der zweiten Bremsphase für eine Auslösebedingung, dass das Fahrzeug (10) eine bestimmte Geschwindigkeitsschwelle erreicht, vor dem Erreichen (to) des Stillstands liegt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrische Antriebsmotor (14) und der Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse (16, 17) so angesteuert werden, dass der Beginn (t2) der zweiten Bremsphase für eine Auslösebedingung, dass der elektrische Antriebsmotor (14) ein ausreichendes Bremsmoment erzeugt, bei dem Erreichen (to) des Stillstands liegt.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrische Antriebsmotor (14) und der Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse (16, 17) so angesteuert werden, dass der Beginn (t2) der zweiten Bremsphase für eine Auslösebedingung, dass ein dauerhafter Stillstand zur Vermeidung von thermischer Belastung benötigt wird, nach dem Erreichen (to) des Stillstands liegt.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrische Antriebsmotor (14) und der Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse (16, 17) so angesteuert werden, dass der Beginn (t2) der zweiten Bremsphase für eine Auslösebedingung, dass ein dauerhafter gesicherter Stillstand bei Abwesenheit des Fahrers benötigt wird, nach dem Erreichen (to) des Stillstands liegt.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrische Antriebsmotor (14) und der Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse (16, 17) so angesteuert werden, dass der Beginn (t2) der zweiten Bremsphase für eine Auslösebedingung, dass ein Fehler im Antriebsmotor das elektrische Halten des Fahrzeugs beeinträchtigt oder unmöglich macht, nach dem Erreichen (to) des Stillstands liegt.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der elektrische Antriebsmotor (14) und der Aktor zum Betätigen der mechanischen Bremse (16, 17) so angesteuert werden, dass der Beginn (t2) der zweiten Bremsphase für eine Auslösebedingung, dass ein Fehler des Antriebsmotors und der Bremse den Stillstand nicht sichern können und der Fahrer nicht abwesend ist, nach dem Erreichen (to) des Stillstands liegt.
9. Recheneinheit (12), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines
Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
10. Fahrzeug (10) mit einem elektrischen Antriebsmotor (14), einer mechani- sehen Bremse (16, 17) und einer Recheneinheit (12) nach Anspruch 9.
11. Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, alle Verfah- rensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
12. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Com- puterprogramm nach Anspruch 11 .
PCT/EP2023/073081 2022-08-26 2023-08-23 Verfahren zum bremsen eines fahrzeugs mit einem elektrischen antriebsmotor und einer mechanischen bremse, recheneinheit und computerprogramm WO2024042109A1 (de)

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DE102022208860.3 2022-08-26
DE102022208860.3A DE102022208860A1 (de) 2022-08-26 2022-08-26 Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer mechanischen Bremse, Recheneinheit und Computerprogramm

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