DE102013226616A1

DE102013226616A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102013226616A1
Application number: DE102013226616.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Knoop
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das ein Antriebssystem (2) und ein Bremssystem (3) aufweist, mit einer Überwachungseinrichtung (13), die das Antriebssystem (2) auf Fehlfunktionen überwacht. Es ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung (13) dazu ausgebildet ist, das Bremssystem (3) bei einer erfassten Fehlfunktion des Antriebssystems (2) anzusteuern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das ein Antriebssystem und ein Bremssystem aufweist, mit einer Überwachungseinrichtung, die das Antriebssystem auf Fehlfunktionen überwacht.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kraftfahrzeugs sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Vorrichtungen und Verfahren sowie Kraftfahrzeuge der Eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Jedes Kraftfahrzeug weist ein Antriebssystem zum Bereitstellen eines positiven Antriebsdrehmomentes auf, sowie ein Bremssystem, das ein Bremsmoment zum Verzögern des Fahrzeugs bei Bedarf bereitstellt. Darüber hinaus sind Überwachungseinrichtungen bekannt, die das Antriebssystem darauf überprüfen, ob es fehlerfrei arbeitet. Dazu werden beispielsweise Eingangs- und Ausgangssignale eines Steuergeräts des Kraftfahrzeugs auf Plausibilität überwacht. Es sind insbesondere Überwachungseinrichtungen bekannt, die das Antriebssystem darauf überwachen, ob das von dem Antriebssystem bereitgestellte Antriebsdrehmoment beziehungsweise Ist-Drehmoment einem beispielsweise durch einen Fahrer vorgegebenen Soll-Drehmoment entspricht. Insbesondere bei modernen Kraftfahrzeugen, bei denen das Antriebssystem zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor oder alternativ zu einem Verbrennungsmotor eine elektrische Maschine als Antriebsvorrichtung aufweisen, sind Überwachungssysteme bekannt, die sicherstellen sollen, dass das durch die elektrische Maschine bereitgestellte Ist-Drehmoment das angeforderte Soll-Drehmoment nicht oder nicht zu weit überschreitet. Hierzu werden insbesondere Ausgangssignale und Eingangssignale von einer der elektrischen Maschine zugeordneten Leistungselektronik überwacht, um beispielsweise eine Fehlfunktion eines Inverters oder dergleichen zu erkennen. Wird eine derartige Fehlfunktion erkannt, ist bisher vorgesehen, den Betrieb der elektrischen Maschine ganz abzustellen, oder das Ist-Drehmoment derart zu beeinflussen, dass ein sicherer Betrieb des Kraftfahrzeugs auch weiterhin möglich ist, ohne dass das Fahrzeug unkontrolliert beschleunigt.
Nachteilig bei den bekannten Lösungen ist es jedoch, dass wenn der Verbrennungsmotor zum Verzögern der elektrischen Maschine nicht zur Verfügung steht, oder wenn sich die elektrische Maschine eben gerade aufgrund einer derartigen Fehlfunktion nicht abschalten lässt, eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ohne Abschalten des gesamten Kraftfahrzeugs, und damit auch sicherheitsrelevanter Systeme, nicht oder kaum möglich ist.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie auf einfache und kostengünstige Art und Weise ein Verzögern des Kraftfahrzeugs bei Auftreten einer Fehlfunktion im Antriebssystem gewährleistet. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung dazu ausgebildet ist, das Bremssystem bei einer erfassten Fehlfunktion anzusteuern. Die Erfindung sieht also vor, dass die Überwachungseinrichtung mit dem Bremssystem verbindbar oder verbunden ist, um dieses anzusteuern, falls das Antriebssystem eine Fehlfunktion aufweist. Vorzugsweise wird das Bremssystem durch die Überwachungseinrichtung jedoch nur dann angesteuert, wenn eine bestimmte Art und Fehlfunktion vorliegt, insbesondere dann, wenn das Antriebssystem unkontrolliert beschleunigt. Dadurch, dass die Überwachungseinrichtung direkt einen Ansteuerbefehl an das Bremssystem sendet, wird gewährleistet, dass das Kraftfahrzeug verzögert oder zumindest an einer weiteren Beschleunigung gehindert wird, wenn eine Fehlfunktion im Antriebssystem vorliegt. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt auch darin, dass hierzu bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Komponenten genutzt werden können. Die Verbindung der Überwachungseinrichtung mit dem Bremssystem erfolgt vorzugsweise kabelgebunden, beispielsweise über einen Datenbus oder dergleichen, oder per Funk.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung mit einer Drehmomenteingabevorrichtung verbunden ist, und ein durch die Drehmomenteingabevorrichtung erfasstes Soll-Drehmoment mit einem durch das Antriebssystem bereitgestellten Ist-Drehmoment vergleicht, und auf eine Fehlfunktion dann erkennt, wenn das Ist-Drehmoment höher ist als das Soll-Drehmoment. Die Drehmomentabweichung wird also als Indikator für eine unkontrollierte beziehungsweise ungewollte Beschleunigung genutzt. Hieraus ergeben sich die oben bereits erwähnten Vorteile. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass auf die Fehlfunktion dann erkannt wird, wenn der Abstand des Ist-Drehmoments von dem Soll-Drehmoment einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Hierdurch wird vermieden, dass das Bremssystem schon dann eine Bremsfunktion ausübt, wenn das Soll-Drehmoment beispielsweise nur kurzzeitig überschritten wurde, ohne einen tatsächlichen Einfluss auf die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zu haben. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass der Grenzwert in Abhängigkeit von dem jeweils aktuell vorgegebenen Soll-Drehmoment bestimmt wird.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung wenigstens einen Sensor aufweist, der einer elektrischen Maschine des Antriebssystems zugeordnet ist, um eine aktuelle Spannung oder einen aktuellen Strom zu erfassen, wobei die Überwachungseinrichtung in Abhängigkeit der erfassten Spannung und/oder des erfassten Stroms das Ist-Drehmoment der elektrischen Maschine bestimmt. Hierbei ist also vorgesehen, dass das aktuelle Antriebs Ist-Drehmoment des Antriebssystems in Abhängigkeit von dem der elektrischen Maschine zugeführten Strom oder der der elektrischen Maschine bereitgestellten Spannung bestimmt wird. Hierdurch lässt sich hinreichend genau das Ist-Drehmoment bestimmen. Dadurch kann der oben beschriebene Vergleich sowie das Erfassen einer Fehlfunktion auf einfache Art und Weise durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 4 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 zeichnet sich dadurch aus, dass das Antriebssystem durch die Überwachungseinrichtung auf Fehlfunktionen überwacht wird, und dass bei Erfassen einer Fehlfunktion das Bremssystem durch die Überwachungseinrichtung angesteuert wird. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zur Überwachung ein durch einen Fahrer des Fahrzeugs vorgegebenes Soll-Drehmoment mit einem von dem Antriebssystem bereitgestellten Drehmoment verglichen wird. Übersteigt das Ist-Drehmoment das Soll-Drehmoment, wie zuvor beschrieben, so wird das Bremssystem angesteuert, um einen Bremsvorgang einzuleiten oder durchzuführen.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Bremssystem zur Durchführung eines Bremsvorgangs angesteuert wird, wenn das Ist-Drehmoment größer als das Soll-Drehmoment ist, wobei hier – wie zuvor bereits beschrieben – bevorzugt ein Mindestabstand zwischen Soll-Drehmoment und Ist-Drehmoment erreicht werden muss, bevor das Bremssystem angesteuert wird.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigt die einzige
Figur ein Kraftfahrzeug in einer vereinfachten Darstellung.
Die Figur zeigt ein Kraftfahrzeug 1 in einer vereinfachten Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 1 weist ein Antriebssystem 2 sowie ein Bremssystem 3 auf.
Das Antriebssystem 2 weist eine elektrische Maschine 4 auf, die über ein Getriebe 5 mit Antriebsrädern 6 einer Vorderradachse des Kraftfahrzeugs 1 wirkverbindbar ist. Die elektrische Maschine 4 wird durch einen elektrischen Speicher 7 mit Energie versorgt, wobei der elektrische Speicher insbesondere wiederaufladbar ausgebildet ist. Zum Betreiben der elektrischen Maschine 4 ist dieser eine Leistungselektronik 8 vorgeschaltet, die durch ein Steuergerät 9 betrieben wird. Das Steuergerät 9 ist außerdem mit einer Drehmomenteingabevorrichtung 10 verbunden, die vorliegend als Gaspedal ausgebildet ist. In Abhängigkeit von der Stellung des Gaspedals steuert das Steuergerät 9 die Leistungselektronik 8 an, um die elektrische Maschine 4 zu betrieben.
Das Bremssystem 3 weist als Steuereinheit einen Bremskoordinator 11 auf, der insbesondere in Abhängigkeit von der Betätigung eines hier nicht dargestellten Bremspedals mehrere Radbremsen 12 des Kraftfahrzeugs 1 ansteuert. Insbesondere ist vorgesehen, dass jedem Rad des Kraftfahrzeugs 1 jeweils eine Radbremse 12 zugeordnet ist. In Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation kann der Bremskoordinator 11 einen automatischen Bremsvorgang der Radbremsen 12 einleiten, wie beispielsweise in einem ABS- oder ESP-Eingriffsfall.
Vorliegend ist außerdem vorgesehen, dass eine Überwachungseinrichtung 13 vorgesehen ist. Die Überwachungseinrichtung 13 ist mit der Leistungselektronik 8 verbunden, um eine von der Leistungselektronik 8 bereitgestellte Spannung oder einen von der Leistungselektronik 8 bereitgestellten Strom, die zum Antreiben der elektrischen Maschine 4 genutzt werden, zu erfassen. Dazu weist die Überwachungseinrichtung 13 einen Sensor 14 auf, der vorliegend der Leistungselektronik 8 der elektrischen Maschine 4 zugeordnet ist. Weiterhin ist die Überwachungseinrichtung 13 mit dem Steuergerät 9 oder alternativ direkt mit dem Gaspedal beziehungsweise der Drehmomenteingabevorrichtung 10 verbunden. Schließlich ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung 13 mit dem Bremskoordinator 11 verbunden ist.
Im Betrieb überwacht die Überwachungseinrichtung 13 das von der elektrischen Maschine 4 bereitgestellte Drehmoment, indem sie mittels des Sensors 14 den Ausgangsstrom oder die Ausgangsspannung der Leistungselektronik 8 erfasst und aus dieser das aktuelle Ist-Drehmoment der elektrischen Maschine 4 berechnet. Dieses Ist-Drehmoment vergleicht die Überwachungseinrichtung 13 mit dem durch die Drehmomenteingabevorrichtung 10 durch den Fahrer angeforderte Soll-Drehmoment. Überschreitet der Abstand zwischen dem Soll-Drehmoment und dem Ist-Drehmoment einen vorgebbaren Grenzwert, wobei das Ist-Drehmoment höher ist als das Soll-Drehmoment, so gibt die Überwachungseinrichtung 13 einen Steuerbefehl an das Bremssystem 3 über den Bremskoordinator 11 aus. Insbesondere steuert die Überwachungseinrichtung 13 den Bremskoordinator 11 derart an, dass dieser einen Bremsvorgang einleitet, so dass die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 nicht die gewünschte Soll-Beschleunigung, die durch Vorgabe des Soll-Drehmoments erreicht werden sollte, überschreitet. Ebenfalls kann auch vorgesehen sein, dass die Überwachungseinrichtung 13 den Bremskoordinator 11 derart ansteuert, dass dieser einen Bremsvorgang bis zum Stillstand des Kraftfahrzeugs 1 durchführt.
Durch die Vorrichtung mit der mit dem Bremskoordinator 11 verbundenen Überwachungseinrichtung 13 und dem Sensor 14 wird erreicht, dass ein unkontrollierter Beschleunigungsvorgang des Kraftfahrzeugs 1 auf sichere und einfache Art und Weise verhindert wird.
Die Vorrichtung ist auch bei von einem Fahrer eingeleiteten Bremsvorgängen von Vorteil. In Notbremssituationen bremsen viele Fahrer zwar schnell an, treten das Bremspedal aber nicht mit voller Kraft. Es ist bekannt, die Bremsbetätigung zu überwachen und bei erfassen einer Notbremsung den Bremseingriff aktiv zu unterstützen, um beispielsweise die maximal mögliches Verzögerung zu erreichen. Die automatische Druckerhöhung durch einen Bremsassistenten wird ausgelöst, wenn die Druckaufbaugeschwindigkeit einen vorgebbaren Schwellenwert übersteigt, und wenn der Druck einen vorgebbaren Schwellenwert übersteigt. Im Zusammenhang mit der oben beschriebenen Vorrichtung wird erreicht, dass bei einem erkannten Antriebsfehler der Fahrer insbesondere durch ein Absenken der Schwellenwerte schneller und mit höherer Wahrscheinlichkeit in den Genuss des zusätzlichen Druckaufbaus kommt. Hierdurch wird die Fahrsicherheit insgesamt erhöht. Vorzugsweise wird bei einem erkannten Antriebsfehler der Bremsdruck nach Auslösen des Bremssystems durch den Bremskoordinator 11 der Bremsdruck erhöht, so dass außer dem Blockier-Drehmoment der Räder auch das fehlerhafte Antriebsdrehmoment kompensiert wird.

Claims

Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das ein Antriebssystem (2) und ein Bremssystem (3) aufweist, mit einer Überwachungseinrichtung (13), die das Antriebssystem (2) auf Fehlfunktionen überwacht, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (13) dazu ausgebildet ist, das Bremssystem (3) bei einer erfassten Fehlfunktion des Antriebssystems (2) anzusteuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (13) mit einer Drehmomenteingabevorrichtung (10) verbunden ist ein durch die Drehmomenteingabevorrichtung (10) erfasstes Soll-Drehmoment mit einem durch das Antriebssystem (2) bereitgestellten Ist-Drehmoment vergleicht und auf eine Fehlfunktion dann erkennt, wenn das Ist-Drehmoment höher ist als das Soll-Drehmoment.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (13) wenigstens einen Sensor (14) aufweist, der einer elektrischen Maschine (4) des Antriebssystems (2) zugeordnet ist, um eine aktuelle Spannung und/oder einen aktuellen Strom zu erfassen, wobei die Überwachungseinrichtung (13) in Abhängigkeit der erfassten Spannung und/oder des erfassten Stroms das Ist-Drehmoment der elektrischen Maschine (4) bestimmt.
Kraftfahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug, mit einem Antriebssystem (2), das wenigstens eine Antriebsmaschine, insbesondere elektrische Maschine (4) aufweist, mit einem Bremssystem (3), das wenigstens eine betätigbare Bremseinrichtung, insbesondere Radbremse (12), aufweist, und mit einer Vorrichtung zum Betreiben des Kraftfahrzeugs, die eine Überwachungseinrichtung (13), die das Antriebssystem (2) auf Fehlfunktionen überwacht, aufweist, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (2) durch die Überwachungseinrichtung (13) auf Fehlfunktionen überwacht wird, wobei bei Erfassen einer Fehlfunktion das Bremssystem (3) angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung ein durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs (1) vorgegebenes Soll-Drehmoment mit einem von dem Antriebssystem (2) bereitgestellten Ist-Drehmoment verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem (3) zum Durchführen eines Bremsvorgangs angesteuert wird, wenn das Ist-Drehmoment größer als das Soll-Drehmoment ist.