WO2022253527A1 - Bremseinrichtung für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben einer bremseinrichtung für ein fahrzeug - Google Patents

Bremseinrichtung für ein fahrzeug und verfahren zum betreiben einer bremseinrichtung für ein fahrzeug Download PDF

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WO2022253527A1
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braking torque
vehicle
brake actuator
actuator device
braking
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PCT/EP2022/062565
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Nikolas Loeffelmann
Florian Haag
Martin Marquart
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60T13/741—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
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    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/60—Regenerative braking
    • B60T2270/604—Merging friction therewith; Adjusting their repartition

Definitions

  • the present invention relates to a braking device for a vehicle and a method for operating a braking 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. It may be possible that in special situations, such as increased temperature or increased or reduced voltage, these devices can be degraded. The degradation can be a restriction of the operability.
  • a brake actuator In its operating states, a brake actuator can either be fully functional, degraded with a certain and specified minimum operation, or be completely switched off.
  • the present invention provides a braking device for a vehicle according to claim 1 and a method of operating a braking device for a vehicle according to claim 5.
  • the idea on which the present invention is based is to specify a braking device for a vehicle and a method for operating a braking device for a vehicle, with the availability of a brake actuator device being able to be increased.
  • the operating state of the brake actuator device can be better taken into account and a regenerative braking torque can be used and operation of the brake device can be adapted in such a way that the service life of the brake actuator device can be extended.
  • a current capability of an electrical machine as a generator to be taken into account under its operability. This can be taken into account when selecting the degradation of the operation of the brake actuator device.
  • the wording "degradation” here can refer to any recognizable type of throttling or reduction in the operation or functionality of the brake actuator device and/or other components in the vehicle.
  • a deceleration portion (portion of braking torque) that the generator contributes can be taken into account and the brake actuator can also be degraded.
  • the braking device for a vehicle with which a braking action of the vehicle can be controlled, comprises a brake actuator device; a control device which is connected to the brake actuator device and/or is included in it, wherein the control device can also be connected to an electric machine of the vehicle and is set up to indicate an operating state of the electric machine in generator mode and one of the to determine the second braking torque that can be generated by the electric machine and to operate the brake actuator device as a function of the operating state of the electric machine in generator mode, with at least one predefined total braking torque being able to be generated on the vehicle as the sum of the second braking torque of the electric machine and a first braking torque of the brake actuator device, and the control device also is set up to determine and vary at least one operating parameter for operation of the brake actuator device in order to thereby reduce or increase the generated first braking torque of the brake actuator device in order to maintain a predefined value range of the operating parameter and/or in order to, together with the second braking torque, at least provide predetermined total braking torque
  • 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.
  • the brake actuator device can be a friction brake of any type, or any other type of conventional or other non-generator brake.
  • 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 for a specified speed range, at a specific mileage, at a specific temperature, with an estimable available battery charge/power as well as other operation-specific parameters for an electric vehicle.
  • the first braking torque can then be increased and/or reduced, for example adaptively and dynamically over time, by a specification to a minimum braking torque, such as which can always be called up for the vehicle, and which can be a sum of the first and second braking torque or one of these individually, at least to some extent.
  • An operating parameter to be determined and varied for this purpose for operation of the brake actuator device can be any type of parameter that can be relevant for this respective brake actuator device for its mode of operation. In order to at least partially achieve a specification of a braking effect, this operating parameter or several of them can then be assigned a respective corresponding value range or value, which can be necessary to achieve the specification with approximately a certain tolerance.
  • the consideration of the generator capabilities for the degradation of a brake actuator can be used.
  • it can be estimated what proportion of the specification for the total braking torque on the vehicle can be provided by the generator, always or in a current (to be estimated) situation, and to what proportion the first braking torque can then be reduced.
  • Such a reduction in the first braking torque can then result in one or more operating parameters of the brake actuator device being able to be varied, for example in order to reduce the first braking torque and to reduce an operating load on the brake actuator device.
  • This can advantageously be done in such a way that a specification for the total braking torque can still be met, at least to some extent.
  • This specification can be specified as a standard, by a manufacturer and/or by a current user of the vehicle. It can be used with all brake actuators that can actively degrade.
  • the available generator capability can be limited by various parameters. This is, for example, the charge level of the battery or the speed of the vehicle. Because of this, the degradation must be continuously adjusted to match the generator's current ability, taking into account the generator's ability. For example, a so-called “Service Brake Performance” can be specified, ie a deceleration of 6.43 m/s 2 with 500 N pedal force. The more you can degrade, the more availability increases.
  • the brake actuator By taking the generator component into account in this way, a requirement for the minimum operating mode of the brake actuator can be reduced. In this case, it may be necessary for the brake actuator to know the current capability of the generator. If the brake actuator is not responsible for controlling the generator and a control device is not directly assigned to it or is not present in it, the generator capability can be communicated to the brake actuator, for example via an existing communication network (CAN, FlexRay). If the "Service Brake Performance" specification is used as minimum operation, the brake actuator can, for example, with generator capability, decelerate from 3 m/s 2 instead of 6.43 m/s 2 to 3.43 m/s 2 (at 500 N pedal force) are degraded.
  • CAN existing communication network
  • the vehicle can be a passenger car with a drive that can include an electric machine.
  • the brake actuator device includes a brake booster device and/or a brake system.
  • the braking system may include a friction brake or any other type of non-regenerative brake.
  • the control device can be connected to an on-board network of a vehicle and is set up to determine an on-board network voltage and to compare it with a default value and to reduce the first braking torque, with an activation voltage and/or an activation current of the brake actuator device in the vehicle being reduced to reduce the first braking torque when the vehicle electrical system voltage falls below a first threshold value. If the voltage falls below a first threshold value, the current consumption of the brake actuator can be limited. This prevents even further voltage degradation caused by the current flow. If the voltage continues to fall below a second threshold value, the brake actuator can be switched off completely.
  • the default value can correspond to the full voltage for an operating mode of the vehicle electrical system or to a minimum value, for example 12 V or 6 V or to the first or second threshold value.
  • the first and/or second threshold value can serve as the default value.
  • the first threshold value can be 6 volts, for example, it being possible for the first braking torque to be reduced to a predetermined magnitude if a specification for the total braking torque can nevertheless be achieved.
  • the control voltage and/or the control current of a brake actuator device can be the variables with which the first braking torque is generated. If such a voltage or current is used to a lesser extent, the current or the voltage for the vehicle electrical system can then be loaded to a lesser extent. As a result, the necessary (to be provided) operating current for the operation of the brake actuator can be reduced. This reduces the on-board network load caused by a degraded brake actuator.
  • a second threshold value can also be selected to be even lower, since the required power consumption can be lower in the degraded state. The operating range increases here up to lower voltages.
  • the brake actuator device includes a temperature sensor by which an operating temperature of the brake actuator device can be determined, wherein the control device is connected to the temperature sensor and is set up to compare the operating temperature with a default value for the temperature and to activate the brake actuator device as a function of the to operate at operating temperature. If the temperature sensor detects an excess temperature, the degradation can prevent further heating (+ the brake actuator possibly being switched off if a switch-off temperature is exceeded) of the brake actuator.
  • the default value for the temperature can then be a defined temperature that is still tolerable, or it can already correspond to a switch-off temperature.
  • the brake actuator device can then be regulated, for example the first braking torque being able to be reduced if the default value for the temperature and/or a tolerance range is exceeded.
  • Reducing the minimum power can reduce the temperature stress at the time of degradation. As a result, the usable temperature range can be increased without degradation. As an alternative or in addition, the operability can increase up to continuous operability in the degraded area.
  • the minimum output determines how much the power consumption of the device can be restricted.
  • the power consumption can be responsible for an increase in temperature. If you degrade to a lower power consumption, the temperature increase in the degraded state is also reduced. For example, if there is a specific (final) switch-off threshold and if the aim of the design is to reach this threshold only after a certain time, the device can switch to a degraded state at an earlier threshold. With the current being lower in the degraded state as a result of the invention, the temperature increase in the degraded state can also be slower, so the degradation threshold can be selected to be higher.
  • a need to carry out a braking action with the braking device according to the invention is recognized; a determination of an operating state of the electric machine and from this a producible second braking torque on the electric machine in generator mode and comparing this producible second braking torque with a predetermined total braking torque on a vehicle; generating a first braking torque by the brake actuator device and the second braking torque by the electric machine together as a total braking torque on the vehicle, with an operating parameter being adapted for operation of the brake actuator device and thereby reducing or increasing the first braking torque of the brake actuator device in order to do so together with the second Braking torque provide at least the predetermined total braking torque on the vehicle.
  • the necessity can be recognized from a pedal actuation by the driver or by a sensor system on the vehicle, with the sensor system being able to record a command from the driver and/or the traffic conditions.
  • the predefined total braking torque can be a braking torque that is at least to be achieved or a braking torque that is necessary for a current situation.
  • At least one operating parameter for operation of the brake actuator device is determined and varied, thereby reducing the first braking torque of the brake actuator device in order to maintain a predefined value range of the operating parameter.
  • a currently generable maximum second braking torque is determined and the first Braking torque reduced to the extent that the specified total braking torque is still achieved 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.
  • a voltage and/or a current in an on-board network of the vehicle is determined and the first braking torque is reduced, with a control voltage and/or a control current of the brake actuator device in the vehicle being reduced in order to reduce the first braking torque.
  • a general adjustment to the control voltage and/or the control current can take place.
  • the voltage in the vehicle electrical system is determined and if the voltage in the vehicle electrical system falls below a first threshold value, the activation voltage and/or an activation current of the brake actuator device is limited and if the voltage in the vehicle electrical system falls below a second threshold value, the brake actuator device is then switched off be when the second braking torque reaches the predetermined total braking torque on the vehicle itself.
  • an operating temperature of the brake actuator device is determined by a temperature sensor and the first braking torque is reduced when the operating temperature exceeds a predetermined value.
  • the operating state of the electric machine and the second braking torque that can be generated therefrom on the electric machine are determined continuously or at predetermined time intervals.
  • the braking 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 representation of a braking device for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a braking device according to an exemplary embodiment of the present invention in a vehicle
  • FIG. 3 shows a block diagram of method steps of the method for operating a braking device for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the same reference symbols denote the same elements or elements with the same function.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a braking device for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the braking device 10 for a vehicle F comprises a brake actuator device BA; a control device SE, which is connected to the brake actuator device BA and/or is included in it, wherein the control device SE can also be connected to an electric machine EM of the vehicle F, and is set up to indicate an operating state of the electric machine EM in generator mode and a to determine the second braking torque that can be generated by the electrical machine EM and to operate the brake actuator device BA in generator mode depending on the operating state of the electrical machine EM, with at least one predefined total braking torque on the vehicle F being the sum of the second braking torque of the electrical machine and a first braking torque of the brake actuator device BA can be generated and the control device SE is also set up to determine and vary at least one operating parameter for operation of the brake actuator device BA in order to thereby reduce the first braking torque generated by the brake actuator device BA or the like to increase in order to comply with a predefined value range of the operating parameter and/or to provide at least the predefined
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a braking device according to an exemplary embodiment of the present invention in a vehicle.
  • FIG. 2 shows further components and mutual connections between the components, as these can be additionally or alternatively present in the embodiment of FIG. 1 .
  • the braking device 10 can be designed in such a way that the control device SE can be connected to an on-board network BN of the vehicle and is set up to determine a vehicle electrical system voltage and to compare it with a default value and to reduce the first braking torque, with an activation voltage and/or an activation current of a brake actuator device BA in the vehicle being reduced in order to reduce the first braking torque if the vehicle electrical system voltage falls below a first threshold value sinks.
  • the brake actuator device BA can include a temperature sensor TS and/or the control device SE can be connected to the temperature sensor TS, by means of which an operating temperature of the brake actuator device BA can be determined, with the control device SE being set up to compare the operating temperature with a default value for the temperature and to operate the brake actuator device as a function of the operating temperature.
  • the brake actuator device BA can include a pedal sensor PS and/or the control device SE can be connected to the pedal sensor PS, through which braking request can be identified.
  • FIG. 3 shows a block diagram of method steps of the method for operating a braking device for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a need to perform a braking action with the braking device according to the invention is recognized S1; determining S2 an operating state of the electrical machine and from this a second braking torque that can be generated at the electrical machine in generator mode and comparing this second braking torque that can be generated with a predefined total braking torque at a vehicle; generation S3 of a first braking torque by the brake actuator device and the second braking torque by the electric machine together as a total braking torque on the vehicle, with an operating parameter being adapted for operation of the brake actuator device and the first braking torque of the brake actuator device thereby being reduced or increased in order to, together with the second braking torque to provide at least the predetermined total braking torque on the vehicle.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Bremseinrichtung (10) für ein Fahrzeug (F), umfassend eine Steuereinrichtung (SE), welche mit eine Bremsaktoreinrichtung (BA) verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, einen Betriebszustand einer elektrischen Maschine (EM) im Generatorbetrieb und ein von der elektrischen Maschine (EM) erzeugbares zweites Bremsmoment zu ermitteln und die Bremsaktoreinrichtung (BA) in Abhängigkeit des Betriebszustands der elektrischen Maschine (EM) im Generatorbetrieb zu betreiben, wobei zumindest ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug (F) als Summe des zweiten Bremsmoments der elektrischen Maschine und eines ersten Bremsmoments der Bremsaktoreinrichtung (BA) erzeugbar ist und die Steuereinrichtung (SE) weiterhin dazu eingerichtet ist, das erzeugte erste Bremsmoment der Bremsaktoreinrichtung (BA) zu verringern oder zu vergrößern um dabei einen vorgegebenen Wertebereich eines Betriebsparameters der Bremsaktoreinrichtung (BA) einzuhalten und/oder um dabei zusammen mit dem zweiten Bremsmoment zumindest das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug (F) bereitzustellen.

Description

Beschreibung
Titel
Bremseinrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer
Bremseinrichtung für ein Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung 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. Dabei kann es möglich sein, dass bei besonderen Situationen, etwa bei erhöhter Temperatur oder erhöhter oder verringerter Spannung, diese Geräte degradiert werden können. Bei der Degradierung kann es sich dabei um eine Einschränkung der Betriebsfähigkeit handeln.
Trotz Degradierung eine Nutzung möglich sein, wenn eine Vorgabe an einen Bremsbetrieb zumindest teilweise erreicht werden kann.
In seinen Betriebszuständen kann ein Bremsaktor entweder voll funktionsfähig sein, degradiert mit einem gewissen und vorgegebenen Mindestbetrieb, oder komplett abgeschaltet sein.
In der DE 102016201 348 Al wird ein Verfahren zum Bedienen eines Kriechmodus in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 5.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, wobei eine Verfügbarkeit einer Bremsaktoreinrichtung erhöht werden kann. Dabei kann verbessert auf einen Betriebszustand der Bremsaktoreinrichtung Rücksicht genommen werden und ein generatorisches Bremsmoment genutzt werden und ein Betrieb der Bremseinrichtung derart angepasst werden, dass eine Lebenszeit der Bremsaktoreinrichtung verlängert werden kann.
Hierbei ist es vorteilhaft möglich, dass eine Berücksichtigung einer aktuellen Fähigkeit einer elektrischen Maschine als Generators unter deren Betriebsfähigkeit erfolgt. Dies kann bei einer Wahl der Degradierung des Betriebs der Bremsaktoreinrichtung berücksichtigt werden. Der Wortlaut „Degradierung“ kann hierbei jede mögliche erkennbare Art der Drosselung oder Verringerung des Betriebs oder der Funktionsweise der Bremsaktoreinrichtung und/oder anderer Komponenten im Fahrzeug betreffen. Dabei kann ein Verzögerungsanteil (Anteil an Bremsmoment), den der Generator beisteuert, berücksichtigt werden und der Bremsaktor kann zusätzlich degradiert werden.
Erfindungsgemäß umfasst die Bremseinrichtung für ein Fahrzeug, mit welcher eine Bremsaktion des Fahrzeugs steuerbar ist, eine Bremsaktoreinrichtung; eine Steuereinrichtung, welche mit der Bremsaktoreinrichtung verbunden ist und/oder in dieser umfasst ist, wobei die Steuereinrichtung weiterhin mit einer elektrischen Maschine des Fahrzeugs verbindbar ist, und dazu eingerichtet ist, einen Betriebszustand der elektrischen Maschine im Generatorbetrieb und ein von der elektrischen Maschine erzeugbares zweites Bremsmoment zu ermitteln und die Bremsaktoreinrichtung in Abhängigkeit des Betriebszustands der elektrischen Maschine im Generatorbetrieb zu betreiben, wobei zumindest ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug als Summe des zweiten Bremsmoments der elektrischen Maschine und eines ersten Bremsmoments der Bremsaktoreinrichtung erzeugbar ist und die Steuereinrichtung weiterhin dazu eingerichtet ist, zumindest einen Betriebsparameter für einen Betrieb der Bremsaktoreinrichtung zu ermitteln und zu variieren um dadurch das erzeugte erste Bremsmoment der Bremsaktoreinrichtung zu verringern oder zu vergrößern um dabei einen vorgegebenen Wertebereich des Betriebsparameters einzuhalten und/oder um dabei zusammen mit dem zweiten Bremsmoment zumindest das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug bereitzustellen.
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 gemäß einer Vorgabe am Fahrzeug erzielt oder angestrebt werden, wobei die Vorgabe durch den Nutzer auch beliebig niedrig oder hoch (stark) wählbar sein kann. Bei der Bremsaktoreinrichtung kann es sich um eine Reibbremse jeder Art, oder um irgendeine andere Art von konventioneller oder anderer nichtgeneratorischen Bremse handeln.
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 für einen vorgesehenen Geschwindigkeitsbereich, bei einer bestimmten Fahrleistung, bei einer bestimmten Temperatur, bei einer abschätzbaren zur Verfügung stehenden Batterieladung/-Ieistung sowie weiterer betriebsspezifischer Parameter für ein Elektrofahrzeug. 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 Mindestbremsmoment, etwa welches für das Fahrzeug stets abrufbar sein kann, und welches eine Summe aus erstem und zweitem Bremsmoment sein kann oder eines dieser einzeln, zumindest ansatzweise zu erreichen.
Bei einem dazu zu ermittelnden und zu variierenden Betriebsparameter für einen Betrieb der Bremsaktoreinrichtung kann es sich um jede Art von Parameter handeln, welche für diese jeweilige Bremsaktoreinrichtung für deren Wirkweise relevant sein kann. Um zumindest ansatzweise eine Vorgabe einer Bremswirkung zu erzielen, kann diesem Betriebsparameter oder mehreren davon dann ein jeweiliger entsprechender Wertebereich oder Wert zugeordnet werden, welcher zum Erreichen der Vorgabe mit etwa einer bestimmten Toleranz nötig sein kann.
Dabei kann vorteilhaft die Berücksichtigung der Generatorfähigkeiten für die Degradierung eines Bremsaktors genutzt werden. 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 erste Bremsmoment reduziert werden kann. Eine solche Reduzierung des ersten Bremsmoments kann dann dazu führen, dass ein bestimmter oder mehrere Betriebsparameter der Bremsaktoreinrichtung variiert werden können, etwa um das erste Bremsmoment zu verringern und um eine Betriebsbelastung der Bremsaktoreinrichtung zu verringern. Dies kann vorteilhaft derart geschehen, dass zumindest ansatzweise noch eine Vorgabe an das Gesamtbremsmoment erfüllt werden kann. Diese Vorgabe kann als Standard, von einem Hersteller und/oder von einem aktuellen Nutzer des Fahrzeugs vorgegeben werden. Es besteht ein möglicher Einsatz bei allen Bremsaktoren die eine aktive Degradierung vornehmen können.
Die zur Verfügung stehende Generatorfähigkeit kann durch verschiedene Parameter eingeschränkt sein. Dies ist beispielsweise der Ladestand der Batterie oder auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Aus diesem Grund muss die Degradierung unter Berücksichtigung der Generatorfähigkeit kontinuierlich angepasst werden, so dass sie jeweils zur aktuellen Fähigkeit des Generators passt. Beispielsweise kann ein sogenanntes „Service Brake Performance“ vorgegeben sein, also eine Verzögerung von 6.43 m/s2 mit 500 N Pedalkraft. Je stärker degradiert werden kann, desto mehr erhöht sich die Verfügbarkeit.
Durch eine derartige Berücksichtigung des Generatoranteils kann eine Anforderung an die Mindestbetriebsweise des Bremsaktors verringert werden. Es kann hierbei notwendig sein, dass der Bremsaktor die aktuelle Fähigkeit des Generators kennt. Falls der Bremsaktor nicht für die Ansteuerung des Generators verantwortlich ist und eine Steuereinrichtung diesem nicht direkt zugeordnet oder in diesem vorhanden ist, kann eine Kommunikation der Generatorfähigkeit an den Bremsaktor erfolgen, etwa über ein vorhandenes Kommunikationsnetzwerk (CAN, FlexRay...). Falls die Vorgabe der „Service Brake Performance“ als Mindestbetrieb genutzt wird, kann der Bremsaktor beispielsweise bei einer Generatorfähigkeit von einer Verzögerung von 3 m/s2 statt auf 6,43 m/s2 bis auf 3,43 m/s2 (bei 500 N Pedalkraft) degradiert werden.
Bei dem Fahrzeug kann es sich um einen PKW mit einem Antrieb handeln, der einen elektrische Maschine umfassen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremseinrichtung umfasst die Bremsaktoreinrichtung eine Bremskraftverstärkereinrichtung und/oder eine Bremsanlage.
Die Bremsanlage kann eine Reibebremse oder jede andere Art von nichtgeneratorischer Bremse umfassen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremseinrichtung ist die Steuereinrichtung mit einem Bordnetz eines Fahrzeugs verbindbar und dazu eingerichtet, eine Bordnetzspannung zu ermitteln und mit einem Vorgabewert zu vergleichen und das erste Bremsmoment zu verringern, wobei eine Ansteuerungsspannung und/oder ein Ansteuerungsstrom der Bremsaktoreinrichtung im Fahrzeug verringert wird um das erste Bremsmoment zu verringern, wenn die Bordnetzspannung unter einen ersten Schwellenwert sinkt. Sinkt die Spannung unter einen ersten Schwellwert kann die Stromaufnahme des Bremsaktors limitiert werden. Hierdurch wird einer noch weiteren Spannungsdegradation durch den Stromfluss vorgebeugt. Sinkt die Spannung dennoch weiter unter einen zweiten Schwellwert, so kann der Bremsaktor komplett abgeschaltet werden. Der Vorgabewert kann dazu der vollen Spannung für eine Betriebsweise des Bordnetzes oder einem Mindestwert entsprechen, etwa 12 V oder 6 V oder dem ersten oder zweiten Schwellenwert entsprechen.
Der erste und/oder zweite Schwellenwert kann dabei als der Vorgabewert dienen.
Der erste Schwellenwert kann beispielsweise 6 Volt sein, wobei das erste Bremsmoment auf eine vorbestimmte Größe verringerbar sein kann, wenn dann dennoch eine Vorgabe an das Gesamtbremsmoment erreichbar ist. Die Ansteuerungsspannung und/oder der Ansteuerungsstrom einer Bremsaktoreinrichtung können dabei jene Größen sein, mit welchen das erste Bremsmoment erzeugt wird. Bei einer geringeren Nutzung einer solchen Spannung oder Stroms kann dann eine geringere Belastung des Stroms oder der Spannung für das Bordnetz erfolgen. Es kann sich dadurch der nötige (bereitzustellende) Betriebsstrom für den Betrieb des Bremsaktors verringern. Hierdurch verringert sich für einen degradierten Bremsaktor die verursachte Bordnetzbelastung. Zusätzlich kann auch ein zweiter Schwellwert noch geringer gewählt werden, da die nötige Leistungsaufnahme im degradierten Zustand kleiner sein kann. Der Betriebsbereich vergrößert sich hier bis hin zu geringeren Spannungen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremseinrichtung umfasst die Bremsaktoreinrichtung einen Temperatursensor durch welchen eine Betriebstemperatur der Bremsaktoreinrichtung ermittelbar ist, wobei die Steuereinrichtung mit dem Temperatursensor verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Betriebstemperatur mit einem Vorgabewert für die Temperatur zu vergleichen und die Bremsaktoreinrichtung in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur zu betreiben. Bei einer durch den Temperatursensor feststellbaren Übertemperatur kann durch die Degradierung ein weiteres Erhitzen (+ evtl. Abschaltung des Bremsaktors beim Überschreiten einer Abschalttemperatur) des Bremsaktors vorgebeugt werden. Der Vorgabewert der Temperatur kann dann eine definierte noch zu tolerierende Temperatur sein, oder bereits einer Abschalttemperatur entsprechen. In dessen Abhängigkeit kann dann eine Regelung der Bremsaktoreinrichtung erfolgen, wobei beispielsweise das erste Bremsmoment verringert werden kann wenn der Vorgabewert für die Temperatur und/oder ein Toleranzbereich überschritten wird.
Durch eine Verringerung der Mindestleistung kann sich die Temperaturbelastung zum Zeitpunkt der Degradierung verringern. Als Folge kann der nutzbare Temperaturbereich ohne Degradierung vergrößert werden. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Betriebsfähigkeit bis hin zur Dauerbetriebsfähigkeit im degradierten Bereich erhöhen.
Die Mindestleistung legt fest wie stark der Stromverbrauch des Geräts eingeschränkt werden kann. Der Stromverbrauch wiederum kann für eine Temperaturerhöhung verantwortlich sein. Degradiert man auf einen geringeren Stromverbrauch, so ist auch die Temperaturerhöhung im degradierten Zustand verringert. Gibt es bspw. eine bestimmte (finale) Abschaltschwelle und wenn es das Ziel ist eine Auslegung diese Schwelle erst nach einer gewissen Zeit zu erreichen, so kann das Gerät bei einer früheren Schwelle auf einen degradierten Zustand wechseln. Mit dem durch die Erfindung niedrigeren Strom im degradierten Zustand kann auch die Temperaturerhöhung im degradierten Zustand langsamer sein, die Degradierungsschwelle kann also höher gewählt werden.
Ähnlich verhält es sich bezüglich Dauerbetriebsfähigkeit. Dauerbetriebsfähigkeit liegt dann vor, wenn die Abschaltschwelle gar nicht erreicht werden kann. Dies ist dann der Fall, wenn die spezifizierte maximale Umgebungstemperatur und die Temperaturerhöhung durch Betrieb im degradierten Zustand in Summe unter der Abschaltschwelle liegen. Ist die Temperaturerhöhung im degradierten Zustand kleiner, so ist eine höhere Temperatur als maximale Umgebungstemperatur möglich, bzw. bei konstanter Spezifikation kann es passieren, dass sich der Zustand so verbessert, dass ein System, bei dem keine Dauerbetriebsfähigkeit vorliegt plötzlich dauerbetriebsfähig wird.
Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahrens zum Betreiben einer Bremseinrichtung für ein Fahrzeug, um eine Bremsaktion des Fahrzeugs zu steuern, ein Erkennen einer Notwendigkeit um eine Bremsaktion mit der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung durchzuführen; ein Ermitteln eines Betriebszustands an der elektrischen Maschine und daraus eines erzeugbaren zweiten Bremsmoments an der elektrischen Maschine im Generatorbetrieb und Vergleichen dieses erzeugbaren zweiten Bremsmoments mit einem vorgegebenen Gesamtbremsmoment an einem Fahrzeug; ein Erzeugen eines ersten Bremsmoments durch die Bremsaktoreinrichtung und des zweiten Bremsmoments durch die elektrische Maschine zusammen als Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug, wobei ein Betriebsparameter für einen Betrieb der Bremsaktoreinrichtung angepasst wird und dadurch das erste Bremsmoment der Bremsaktoreinrichtung verringert oder erhöht wird um dabei zusammen mit dem zweiten Bremsmoment zumindest das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug bereitzustellen.
Die Notwendigkeit kann aus einer Pedalbetätigung des Fahrers oder durch eine Sensorik am Fahrzeug erkannt werden, wobei die Sensorik einen Befehl des Fahrers und/oder die Verkehrsbedingungen erfassen kann.
Bei dem vorgegebenen Gesamtbremsmoment kann es sich um ein zumindest zu erzielendes Bremsmoment handeln oder um ein Bremsmoment, welches für eine aktuelle Situation nötig ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest ein Betriebsparameter für einen Betrieb der Bremsaktoreinrichtung ermittelt und variiert und dadurch das erste Bremsmoment der Bremsaktoreinrichtung verringert um dabei einen vorgegebenen Wertebereich des Betriebsparameters einzuhalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein aktuell erzeugbares maximales zweites Bremsmoment ermittelt und das erste Bremsmoment soweit verringert, dass das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug noch erzielt wird.
Es kann eine Ermittlung eines aktuellen verfügbaren zweiten Bremsmoments erfolgen und/oder auch ein in absehbarer Zukunft verfügbares zweites Bremsmoment abgeschätzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Spannung und/oder ein Strom an einem Bordnetz des Fahrzeugs ermittelt und das erste Bremsmoment verringert, wobei eine Ansteuerungsspannung und/oder ein Ansteuerungsstrom der Bremsaktoreinrichtung im Fahrzeug verringert wird um das erste Bremsmoment zu verringern.
Es kann eine generelle Anpassung an die Ansteuerungsspannung und/oder den Ansteuerungsstrom erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Spannung am Bordnetz ermittelt und wenn die Spannung am Bordnetz unter einen ersten Schwellenwert sinkt, die Ansteuerungsspannung und/oder ein Ansteuerungsstrom der Bremsaktoreinrichtung begrenzt und wenn die Spannung am Bordnetz unter einen zweiten Schwellenwert sinkt, dann die Bremsaktoreinrichtung abgeschaltet sein, wenn das zweite Bremsmoment das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug selbst erreicht.
Sinkt die Spannung unter einen ersten Schwellwert wird die Stromaufnahme des Bremsaktors limitiert. Hierdurch wird einer noch weiteren Spannungsdegradation durch den Stromfluss vorgebeugt. Sinkt die Spannung dennoch weiter unter einen zweiten Schwellwert, so kann der Bremsaktor komplett abgeschaltet werden. Dadurch kann sich der nötige Betriebsstrom für den Betrieb des Bremsaktors verringern. Hierdurch verringert sich für einen degradierten Bremsaktor die verursachte Bordnetzbelastung. Zusätzlich kann auch der zweite Schwellwert geringer gewählt werden, da die nötige Leistungsaufnahme im degradierten Zustand kleiner ist. Der Betriebsbereich vergrößert sich hier bis hin zu geringeren Spannungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Betriebstemperatur der Bremsaktoreinrichtung durch einen Temperatursensor ermittelt und das erste Bremsmoment verringert, wenn die Betriebstemperatur einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Betriebszustand an der elektrischen Maschine und das daraus erzeugbare zweite Bremsmoment an der elektrischen Maschine ständig oder in vorgegebenen Zeitintervallen ermittelt.
Die Bremseinrichtung 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 Bremseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Bremseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im einem Fahrzeug;
Fig. 3 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer Bremseinrichtung 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 Bremseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Bremseinrichtung 10 für ein Fahrzeug F, mit welcher eine Bremsaktion des Fahrzeugs steuerbar ist, umfasst eine Bremsaktoreinrichtung BA; eine Steuereinrichtung SE, welche mit der Bremsaktoreinrichtung BA verbunden ist und/oder in dieser umfasst ist, wobei die Steuereinrichtung SE weiterhin mit einer elektrischen Maschine EM des Fahrzeugs F verbindbar ist, und dazu eingerichtet ist, einen Betriebszustand der elektrischen Maschine EM im Generatorbetrieb und ein von der elektrischen Maschine EM erzeugbares zweites Bremsmoment zu ermitteln und die Bremsaktoreinrichtung BA in Abhängigkeit des Betriebszustands der elektrischen Maschine EM im Generatorbetrieb zu betreiben, wobei zumindest ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug F als Summe des zweiten Bremsmoments der elektrischen Maschine und eines ersten Bremsmoments der Bremsaktoreinrichtung BA erzeugbar ist und die Steuereinrichtung SE weiterhin dazu eingerichtet ist, zumindest einen Betriebsparameter für einen Betrieb der Bremsaktoreinrichtung BA zu ermitteln und zu variieren um dadurch das erzeugte erste Bremsmoment der Bremsaktoreinrichtung BA zu verringern oder zu vergrößern um dabei einen vorgegebenen Wertebereich des Betriebsparameters einzuhalten und/oder um dabei zusammen mit dem zweiten Bremsmoment zumindest das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug F bereitzustellen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Bremseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im einem Fahrzeug.
Die Fig. 2 zeigt weitere Komponenten und gegenseitige Verbindungen zwischen den Komponenten, wie diese in der Ausführung der Fig. 1 zusätzlich oder alternativ dazu vorhanden sein können.
Dazu kann die Bremseinrichtung 10 derart ausgeführt sein, dass die Steuereinrichtung SE mit einem Bordnetz BN des Fahrzeugs verbindbar ist und dazu eingerichtet ist, eine Bordnetzspannung zu ermitteln und mit einem Vorgabewert zu vergleichen und das erste Bremsmoment zu verringern, wobei eine Ansteuerungsspannung und/oder ein Ansteuerungsstrom einer Bremsaktoreinrichtung BA im Fahrzeug verringert wird um das erste Bremsmoment zu verringern, wenn die Bordnetzspannung unter einen ersten Schwellenwert sinkt. Die Bremsaktoreinrichtung BA kann einen Temperatursensor TS umfassen und/oder die Steuereinrichtung SE kann mit dem Temperatursensor TS verbunden sein, durch welchen eine Betriebstemperatur der Bremsaktoreinrichtung BA ermittelbar ist, wobei die Steuereinrichtung SE dazu eingerichtet ist, die Betriebstemperatur mit einem Vorgabewert für die Temperatur zu vergleichen und die Bremsaktoreinrichtung in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur zu betreiben.
Die Bremsaktoreinrichtung BA kann einen Pedalsensor PS umfassen und/oder die Steuereinrichtung SE kann mit dem Pedalsensor PS verbunden sein, durch welchen Bremsanforderung erkennbar sein kann.
Fig. 3 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer Bremseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung für ein Fahrzeug erfolgt ein Erkennen S1 einer Notwendigkeit um eine Bremsaktion mit der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung durchzuführen; ein Ermitteln S2 eines Betriebszustands an der elektrischen Maschine und daraus eines erzeugbaren zweiten Bremsmoments an der elektrischen Maschine im Generatorbetrieb und Vergleichen dieses erzeugbaren zweiten Bremsmoments mit einem vorgegebenen Gesamtbremsmoment an einem Fahrzeug; ein Erzeugen S3 eines ersten Bremsmoments durch die Bremsaktoreinrichtung und des zweiten Bremsmoments durch die elektrische Maschine zusammen als Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug, wobei ein Betriebsparameter für einen Betrieb der Bremsaktoreinrichtung angepasst wird und dadurch das erste Bremsmoment der Bremsaktoreinrichtung verringert oder erhöht wird um dabei zusammen mit dem zweiten Bremsmoment zumindest das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug bereitzustellen. 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. Bremseinrichtung (10) für ein Fahrzeug (F), mit welcher eine Bremsaktion des Fahrzeugs steuerbar ist, umfassend: eine Bremsaktoreinrichtung (BA); eine Steuereinrichtung (SE), welche mit der Bremsaktoreinrichtung (BA) verbunden ist und/oder in dieser umfasst ist, wobei die Steuereinrichtung (SE) weiterhin mit einer elektrischen Maschine (EM) des Fahrzeugs (F) verbindbar ist, und dazu eingerichtet ist, einen Betriebszustand der elektrischen Maschine (EM) im Generatorbetrieb und ein von der elektrischen Maschine (EM) erzeugbares zweites Bremsmoment zu ermitteln und die Bremsaktoreinrichtung (BA) in Abhängigkeit des Betriebszustands der elektrischen Maschine (EM) im Generatorbetrieb zu betreiben, wobei zumindest ein vorgegebenes Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug (F) als Summe des zweiten Bremsmoments der elektrischen Maschine und eines ersten Bremsmoments der Bremsaktoreinrichtung (BA) erzeugbar ist und die Steuereinrichtung (SE) weiterhin dazu eingerichtet ist, zumindest einen Betriebsparameter für einen Betrieb der Bremsaktoreinrichtung (BA) zu ermitteln und zu variieren um dadurch das erzeugte erste Bremsmoment der Bremsaktoreinrichtung (BA) zu verringern oder zu vergrößern um dabei einen vorgegebenen Wertebereich des Betriebsparameters einzuhalten und/oder um dabei zusammen mit dem zweiten Bremsmoment zumindest das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug (F) bereitzustellen.
2. Bremseinrichtung (10) nach Anspruch 1, bei welcher die Bremsaktoreinrichtung (BA) eine Bremskraftverstärkereinrichtung (BV) und/oder eine Bremsanlage umfasst.
3. Bremseinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Steuereinrichtung (SE) mit einem Bordnetz eines Fahrzeugs verbindbar ist und dazu eingerichtet ist, eine Bordnetzspannung zu ermitteln und mit einem Vorgabewert zu vergleichen und das erste Bremsmoment zu verringern, wobei eine Ansteuerungsspannung und/oder ein Ansteuerungsstrom der Bremsaktoreinrichtung (BA) im Fahrzeug verringert wird um das erste Bremsmoment zu verringern, wenn die Bordnetzspannung unter einen ersten Schwellenwert sinkt.
4. Bremseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Bremsaktoreinrichtung (BA) einen Temperatursensor umfasst durch welchen eine Betriebstemperatur der Bremsaktoreinrichtung (BA) ermittelbar ist, wobei die Steuereinrichtung (SE) mit dem Temperatursensor verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Betriebstemperatur mit einem Vorgabewert für die Temperatur zu vergleichen und die Bremsaktoreinrichtung in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur zu betreiben.
5. Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung (10) für ein Fahrzeug (F), um eine Bremsaktion des Fahrzeugs zu steuern, umfassend die Schritte:
Erkennen (Sl) einer Notwendigkeit um eine Bremsaktion mit einer Bremseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchzuführen;
Ermitteln (S2) eines Betriebszustands an der elektrischen Maschine (EM) und daraus eines erzeugbaren zweiten Bremsmoments an der elektrischen Maschine (EM) im Generatorbetrieb und Vergleichen dieses erzeugbaren zweiten Bremsmoments mit einem vorgegebenen Gesamtbremsmoment an einem Fahrzeug (F);
Erzeugen (S3) eines ersten Bremsmoments durch die Bremsaktoreinrichtung (BA) und des zweiten Bremsmoments durch die elektrische Maschine (EM) zusammen als Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug (F), wobei ein Betriebsparameter für einen Betrieb der Bremsaktoreinrichtung (BA) angepasst wird und dadurch das erste Bremsmoment der Bremsaktoreinrichtung (BA) verringert oder erhöht wird um dabei zusammen mit dem zweiten Bremsmoment zumindest das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug (F) bereitzustellen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem zumindest ein Betriebsparameter für einen Betrieb der Bremsaktoreinrichtung (BA) ermittelt und variiert wird und dadurch das erste Bremsmoment der Bremsaktoreinrichtung (BA) verringert wird um dabei einen vorgegebenen Wertebereich des Betriebsparameters einzuhalten.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem ein aktuell erzeugbares maximales zweites Bremsmoment ermittelt wird und das erste Bremsmoment soweit verringert wird, dass das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug (F) noch erzielt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welchem eine Spannung und/oder ein Strom an einem Bordnetz des Fahrzeugs (F) ermittelt wird und das erste Bremsmoment verringert wird, wobei eine Ansteuerungsspannung und/oder ein Ansteuerungsstrom der Bremsaktoreinrichtung (BA) im Fahrzeug verringert wird um das erste Bremsmoment zu verringern.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem die Spannung am Bordnetz ermittelt wird und wenn die Spannung am Bordnetz unter einen ersten Schwellenwert sinkt, die Ansteuerungsspannung und/oder ein Ansteuerungsstrom der Bremsaktoreinrichtung (BA) begrenzt wird und wenn die Spannung am Bordnetz unter einen zweiten Schwellenwert sinkt, dann die Bremsaktoreinrichtung (BA) abgeschaltet wird, wenn das zweite Bremsmoment das vorgegebene Gesamtbremsmoment an dem Fahrzeug (F) selbst erreicht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei welchem eine Betriebstemperatur der Bremsaktoreinrichtung (BA) durch einen Temperatursensor ermittelt wird und das erste Bremsmoment verringert wird, wenn die Betriebstemperatur einen vorbestimmten Wert übersteigt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei welchem der Betriebszustand an der elektrischen Maschine (EM) und das daraus erzeugbare zweite Bremsmoment an der elektrischen Maschine (EM) ständig oder in vorgegebenen Zeitintervallen ermittelt wird.
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