EP4479267A1 - Verfahren zum betreiben eines fahrzeuges - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines fahrzeuges

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EP4479267A1
EP4479267A1 EP23706553.7A EP23706553A EP4479267A1 EP 4479267 A1 EP4479267 A1 EP 4479267A1 EP 23706553 A EP23706553 A EP 23706553A EP 4479267 A1 EP4479267 A1 EP 4479267A1
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EP
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vehicle
electric motor
brake
aks
braking
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Pending
Application number
EP23706553.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Arne Bartels
Frank Bärecke
Hauke Schlimme
Kilian Förster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Volkswagen AG
Original Assignee
Audi AG
Volkswagen AG
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    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/32—Auto pilot mode

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a vehicle when stopping the vehicle and/or when holding the vehicle at a standstill, for example after a failure in a brake system, in particular a brake-by-wire system, of the vehicle. Furthermore, the invention relates to a corresponding use of an electric motor of a vehicle. Furthermore, the invention relates to a corresponding computer program product. Furthermore, the invention relates to a corresponding control unit for carrying out a corresponding method. In addition, the invention relates to a corresponding vehicle.
  • Brake-by-wire systems are known in principle. Brake-by-wire systems can provide several advantages for both conventional vehicles and automated (level 4 according to SAE definition) to autonomously driving vehicles (level 5 according to SAE definition).
  • brake-by-wire systems can enable the pedal mechanism to be folded away and/or retracted. This creates more space for activities for the driver, who becomes a passenger during the fully automated journey, e.g. B. sleeping, reading the newspaper, surfing the Internet, etc.
  • the mechanical decoupling between the brake pedal and brake actuator avoids unintentional incorrect operation during fully automated driving: Even if the brake pedal were not retracted, accidental contact with the brake pedal during fully automated driving ( driver is asleep, e.g.) does not lead to an unwanted vehicle reaction. Autonomous vehicles do not have a driver, so a brake-by-wire system is mandatory.
  • brake-by-wire systems can make it easier to get in and out by folding away and/or retracting the pedals.
  • the braking behavior can be individually adapted and personalized to the driver.
  • Electronic adjustment of the braking characteristic (braking torque as a function of pedal travel and/or pedal force) can be changed in such a way that the driver perceives the braking behavior as softer or harder, sporty or comfortable, direct or dampened.
  • Residual braking torques can be reduced by increasing the clearance between the brake disc and the brake pad. This enables a reduction in CO2 and brake dust emissions as well as an increase in the battery-electric range.
  • the vehicles can easily be designed for people with disabilities.
  • people with a physical disability that makes it difficult or impossible to operate the pedals alternative operating concepts can be offered without complex vehicle conversions if by-wire brake systems are installed as standard.
  • DE 102009 047612 A1 discloses a method for braking a vehicle with an electric drive motor.
  • the electric drive motor is switched to generator operation if there is a malfunction in the mechanical braking system for braking the vehicle.
  • DE 102018 217 740 A1 discloses a method for holding a motor vehicle during a holding phase. In order to hold the motor vehicle in the holding position during a holding phase, the stator winding is kept short-circuited completely or at least in sections by means of a short circuit. Furthermore, DE 10 2017209 655 A1 discloses a method in which, when a malfunction occurs in the braking device, the drive motor is used at least temporarily to hold the motor vehicle in its position.
  • the present method can provide for the vehicle to be automatically decelerated as a generator, if possible to a standstill.
  • Regenerative deceleration can also be referred to as recuperation.
  • Regenerative deceleration to a standstill can also be understood to mean regenerative motor deceleration to a standstill.
  • the vehicle is first decelerated as a generator down to the low speed range and then as a motor from the low speed range down to a standstill.
  • the electronic parking brake is also activated via the primary and secondary braking system.
  • both brake systems have failed and, in particular, regenerative deceleration to a standstill has been carried out, it is no longer possible to secure the vehicle against rolling using the electronic parking brake.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved method for operating a vehicle when stopping the vehicle and/or when holding the vehicle at a standstill, for example after a failure in a braking system, in particular a brake-by-wire system, of the vehicle .
  • the object of the invention is to provide a method for operating a vehicle which enables increased safety when operating the vehicle and which creates improved customer comfort.
  • it is the object of the invention to provide an advantageous use of an electric motor of a vehicle.
  • it is the object of the invention to provide a corresponding computer program product.
  • it is the object of the invention to provide a corresponding control unit.
  • the object according to the invention is achieved by: a method for operating a vehicle when stopping the vehicle and/or when holding the vehicle in a Standstill, for example after a failure in a braking system, in particular a brake-by-wire system, of the vehicle with the features of the independent method claim. Furthermore, the invention relates to a corresponding use of an electric motor of a vehicle with the features of the independent use claim. The object according to the invention is also achieved by: a method for operating a vehicle when stopping the vehicle and/or when holding the vehicle at a standstill, for example after a failure in a brake system, in particular a brake-by-wire system, of the vehicle with the features of the subordinate independent method claim, which represents a real alternative to the solution according to the independent method claim.
  • the invention relates to a corresponding use of an electric motor of a vehicle with the features of the independent use claim. Furthermore, the invention relates to a corresponding computer program product with the features of the independent product claim. Furthermore, the invention relates to a corresponding control unit with the features of the independent device claim. In addition, the invention relates to a corresponding vehicle with the features of the independent device claim.
  • the invention provides: a method for operating a vehicle when stopping the vehicle and/or when holding the vehicle at a standstill, for example after a failure in a brake system, in particular a brake-by-wire system, of the vehicle.
  • the vehicle can have an electric motor, for example a synchronous motor, in particular a permanently excited, preferably permanent-magnet synchronous motor, or an asynchronous motor, and at least one battery, for example a high-voltage battery, in particular a traction battery.
  • the method comprising:
  • Deceleration, in particular regenerative deceleration, of the vehicle which is preferably initiated automatically if, for example, a critical second error in a braking system, such as. B. a brake-by-wire system, the vehicle was detected and / or if a non-critical error in the brake system was not resolved, switching the electric motor in an active short circuit, preferably after a regenerative deceleration of the vehicle to provide anti-roll protection of the vehicle .
  • the vehicle in which the method according to the invention can be used can, for example, have a traction battery, e.g. B. a high-voltage battery that can be operated with DC voltages from about 60 V to about 1.5 kV.
  • the vehicle can also have an electric motor.
  • the vehicle can have at least one central control unit.
  • the vehicle can have a driver-vehicle interface, e.g. in the form of an interactive input and output unit, e.g. B. comprising a display, an acoustic output device, etc.
  • the vehicle in which the method according to the invention can be used can preferably be designed as a fully automated vehicle (level 4 according to the SAE definition) or an autonomous vehicle (level 5 according to the SAE definition).
  • the brake request can come from the driver, for example by actuating an electronic brake pedal. If the vehicle is in control, then the brake request comes from the vehicle.
  • a driver-vehicle interface can be provided in a fully automated vehicle.
  • a driver is not intended for an autonomously driving vehicle (Level 5 according to SAE definition). Only users are intended there.
  • a user-vehicle interface may be provided in an autonomously driving vehicle.
  • the vehicle in which the method according to the invention can be used can have a braking system, a so-called brake-by-wire system, in which detection devices and implementation devices for a braking request (which can come, for example, from the driver or from the vehicle) can be mechanically decoupled from each other.
  • the brake-by-wire system can have the following subsystems: a first (or primary) braking system (so-called autonomous braking system) for providing a braking function, which is designed autonomously and/or via a first (or primary) energy supply with electrical Energy is supplied, a second (or secondary) braking system (so-called autonomous braking system) for providing a first fallback level for the braking function, which is designed to be autonomous and/or is supplied with electrical energy via a second (or secondary) energy supply, and a third braking system (at least partially indirect and/or functionally implemented braking system) for providing a second fallback level for the braking function, in particular via an electromechanical drive system of the vehicle, e.g. B. by a regenerative deceleration.
  • a first (or primary) braking system for providing a braking function, which is designed autonomously and/or via a first (or primary) energy supply with electrical Energy is supplied
  • a second (or secondary) braking system for providing a first fallback
  • two redundantly maintained autonomous braking systems are provided, which are designed to be self-sufficient or independent and which can function independently of one another and of other functional systems of the vehicle.
  • Each of these two braking systems can also have several subsystems such.
  • the braking request can be transmitted from the respective detection to the respective implementation via a corresponding transmission system, such as e.g. B. a bus system or a data bus, z. B. with a CAN or SENT protocol.
  • the respective braking request detection can be implemented as an electronic brake pedal.
  • the actuation of the brake pedal by the driver can be detected, for example, using force and/or displacement sensors or the like.
  • An electronic control system for detecting the brake request including, for example, appropriate electronics and/or software, can passively receive the sensor data, actively query it and, if necessary, evaluate it.
  • the control electronics of the respective braking request detection can transmit the sensor data and/or the results of the evaluation via an associated transmission system to the corresponding braking request conversion.
  • the respective brake request implementation can also have control electronics, including, for example, appropriate electronics and/or software.
  • the evaluation of sensor data of the respective braking request detection can be carried out in the control electronics of the braking request detection and/or in the control electronics of the braking request conversion.
  • the control electronics for detecting the brake request and the control electronics for converting the brake request can be provided as separate control electronics or as common control electronics.
  • At least one or each braking request implementation can be implemented as a so-called “wet” by-wire braking system.
  • the respective braking request implementation can have an electric motor, various sensors and hydraulic valves.
  • In the brake calipers of the wheels are brake pads, which are pressed against the brake discs by hydraulic pressure.
  • Control electronics for the brake request conversion and the brake calipers are connected to one another via hydraulic lines (for hydraulic valves).
  • the electronic control system controls the electric motor in order to generate a specific hydraulic pressure and thus a specific braking torque, which corresponds to the detected braking request.
  • the pressure on the four wheels can be set, adjusted and/or modulated via the hydraulic valves.
  • At least one or each braking request implementation can be implemented as a so-called “dry” by-wire braking system.
  • the respective brake request implementation can include an electric motor, various sensors and mechanical actuators.
  • the brake calipers on the wheels contain brake pads, which are pressed onto the brake discs by electric motors and mechanical actuators.
  • the control electronics and the brake calipers are connected to one another via power lines (for the electric motors) and data lines (for the sensors).
  • the control electronics activate the electric motors in the brake calipers in order to generate a specific braking torque that corresponds to the braking request.
  • the braking torque on the four wheels can be modulated by suitably controlling the electric motors.
  • a short-term energy supply can also be provided.
  • the third braking system uses the regenerative electric motor and the electric motor control unit.
  • the electric motor is connected directly to the high-voltage battery, especially the traction battery.
  • the high-voltage battery, in particular the traction battery feeds the first energy supply and the second energy supply.
  • the control unit of the electric motor is connected to the first power supply and to the short-term power supply.
  • the short-term power supply can be part of the third braking system.
  • the respective long-term energy supply can, for. B. via a DC / DC converter, which can be connected to a corresponding high-voltage battery.
  • the short-term power supply can, for. B. via a low-voltage battery and / or a supercapacitor, so-called. Ultra-Cap, or the like.
  • the operating voltage of the low-voltage battery can range between 12 V and 14 V.
  • this brake system which is equipped with hydraulic valves, can advantageously be connected to the short-term energy supply. Even if the primary and secondary long-term energy supply fails at the same time, basic braking functions such as B. that Braking the vehicle to a standstill, as well as safety-related brake control functions, such as B. ABS and ESC, at least for a short time, maintained.
  • basic braking functions such as B. that Braking the vehicle to a standstill, as well as safety-related brake control functions, such as B. ABS and ESC, at least for a short time, maintained.
  • the third braking system can be provided at least in part as an indirect or dependent and/or functionally implemented or indirect braking system (or deceleration system) to provide a second fallback level for the braking function, e.g. B. an electromechanical drive system, for example.
  • an electric motor of the electromechanical drive system which is operated in a generator mode for regenerative deceleration, acts as a third braking request conversion (or conversion device for converting the braking request).
  • the third braking system may advantageously include third braking request detection.
  • the braking request detection can, for. B. via a button of an electronic parking brake.
  • the button can be connected directly to the electronics of the primary and secondary brake request conversion via a signal line (ie no data bus).
  • the third braking request detection can provide the results of the detection to the first and/or the second autonomous braking system.
  • the brake system can have its own control unit, which can be in communication with a central control unit of the vehicle.
  • the brake system can have a control unit that can be integrated in terms of software and/or hardware in the central control unit of the vehicle.
  • the failure of the primary or secondary brake request detection z. B. a failure of electronics, a sensor, or software.
  • a failure of the primary or secondary braking request conversion can, for. B. a failure of electronics, a sensor, software or an electric motor.
  • the failure of a data bus can also lead to the failure of the primary or secondary braking system, e.g. the failure of the data bus between the detection of the brake request and the implementation of the brake request. If at least one brake system fails, one can speak of a failure in the brake system or brake-by-wire system, after which the method according to the invention can be initiated in an advantageous manner.
  • the control unit can receive diagnostic messages, "alive" signals and/or error states both from the first and the second autonomous braking system and from the third indirect braking system and from the first and the second energy supply and from the third energy supply, e.g a suitable transmission system, e.g. B. a bus system or a data bus, z. B. with a CAN or SENT protocol, z. B. via CAN bus, and / or wireless transmission, such as. B. a radio transmission. From the high-voltage battery, in particular the traction battery, the control unit can read the operating parameters such. B. the state of charge and the temperature obtained, for example. Via a suitable transmission system, such. B. a bus system or a data bus, z. B. with a CAN or SENT protocol, z. B. via CAN bus, and / or wireless transmission, such as. B. a radio transmission.
  • a suitable transmission system such. B. a bus system or a data bus
  • the control unit can decide whether regenerative deceleration is possible at all, to what extent and/or to a standstill. In addition, the control unit can decide whether it is possible to continue driving after a first or second fault in the respective brake systems and/or in the energy supplies. In addition, the control unit can decide whether automatic braking and/or emergency braking must be requested, and/or whether the automatic braking and/or emergency braking should be generated using the electric motor and/or via the first brake request conversion and/or via the second brake request conversion using the brake calipers should take place.
  • the control unit can request a control unit of the electric motor to perform regenerative deceleration.
  • the control unit may request deceleration using the brake calipers from the first brake request converter and/or from the second brake request converter.
  • the control unit can control the driver-vehicle interface in order to inform and/or warn the driver about the error and/or to issue a suggestion for further operation of the vehicle, e.g. B. Visiting a workshop.
  • the control unit can inform the driver about the remaining driving distance and/or about the remaining driving time.
  • the control unit of the brake-by-wire system and the control unit of the electric motor can be provided as a common unit (e.g. integrated in the central control unit of the vehicle) or as two separate control units.
  • the first error can be evaluated with regard to whether it is critical or non-critical for the vehicle to continue driving as safely as possible.
  • a first error in a brake-by-wire system is critical if, after a subsequent second error, the vehicle cannot be decelerated to a standstill either by the driver (detection or implementation of the braking request is no longer possible) or automatically. It is then no longer possible to continue your journey.
  • a first error in a brake-by-wire system is not critical if, after a subsequent second error, the vehicle can be decelerated to a standstill either by the driver (detection and implementation of the braking request is still possible) or automatically. A further journey is then at least possible to a limited extent.
  • the braking request After a subsequent failure of the secondary detection device for a braking request, the braking request would be able to be detected via the third detection device (eg a button on the electronic parking brake). Consequently, a failure of the primary detection device for a braking request is not critical as a first error.
  • the third detection device eg a button on the electronic parking brake
  • Implementation device for a braking request can be rated as non-critical or as critical with the same logic.
  • a second error in a brake-by-wire system is critical if, after a subsequent third error, the vehicle can either be automatically decelerated to a standstill by the driver (detection or implementation of the brake request is no longer possible). It is then no longer possible to continue your journey.
  • a second error in a brake-by-wire system is not critical if, after a subsequent third error, the vehicle can be decelerated to a standstill either by the driver (detection or implementation of the braking request possible) or automatically. A further journey is then possible to a limited extent.
  • Brake request detection or implementation, or the primary long-term power supply also fails the secondary braking system (failure of the secondary brake request detection or implementation, or the secondary long-term power supply). If a third error in another system now prevented the regenerative deceleration to a standstill, the vehicle would not be able to decelerate to a standstill either with the help of the driver or automatically. Consequently, a failure of the secondary braking system as a secondary failure with a preceding failure of the primary braking system as a primary failure is critical.
  • the primary brake request implementation After a failure of the primary brake request detection, the primary brake request implementation also fails. If the secondary braking system were to fail as a result of a third error (e.g. failure of the secondary brake request detection or implementation, or the secondary long-term energy supply), then it could the vehicle can be further automatically decelerated to a standstill by generator power. On the other hand, if regenerative braking were to be prevented by a third fault in another system, the driver could continue to decelerate the vehicle to a standstill via the secondary braking system. Consequently, a failure of the primary braking request implementation as a second error with a preceding failure of the primary braking request detection as a first error is not critical.
  • a third error e.g. failure of the secondary brake request detection or implementation, or the secondary long-term energy supply
  • At least one operating parameter of a high-voltage battery, in particular a traction battery, of the vehicle including in particular the state of charge, temperature, etc.
  • At least one of the following actions can be carried out when operating the vehicle, in particular in the specified order:
  • a timer (approx. 1 min) to implement the request by the user of the vehicle according to the second warning, automatic deceleration (in particular moderate deceleration, preferably via a regenerative deceleration of the vehicle, e.g. with an acceleration of approx. 1 to 2 m /s 2 ) and/or braking the vehicle, in particular to a standstill, if the request according to the second warning has not been implemented by the user of the vehicle after the timer has expired.
  • automatic deceleration in particular moderate deceleration, preferably via a regenerative deceleration of the vehicle, e.g. with an acceleration of approx. 1 to 2 m /s 2
  • braking the vehicle in particular to a standstill
  • At least one of the following actions can be carried out when operating the vehicle, in particular in the specified order:
  • a second warning issuing a second warning to a user of the vehicle with a request to take action, in particular to stop the vehicle, setting a timer for the user of the vehicle to implement the request in accordance with the second warning, and/or automatic deceleration (in particular moderate deceleration, preferably via a generator Decelerating the vehicle F, e.g. with an acceleration of approximately 1 to 2 m/s 2 ) and/or braking the vehicle, in particular to a standstill, if after the limited time and/or the limited distance the detected first error has not been remedied.
  • automatic deceleration in particular moderate deceleration, preferably via a generator Decelerating the vehicle F, e.g. with an acceleration of approximately 1 to 2 m/s 2
  • braking the vehicle in particular to a standstill, if after the limited time and/or the limited distance the detected first error has not been remedied.
  • At least one of the following actions can be carried out when operating the vehicle, in particular in the specified order:
  • a timer (approx. 1 min) to implement the request by the user of the vehicle according to the second warning, automatic deceleration (in particular moderate deceleration, preferably via a regenerative deceleration of the vehicle, e.g. with an acceleration of approx. 1 to 2 m /s 2 ) and/or braking the vehicle, in particular to a standstill, if the request according to the second warning has not been implemented by the user of the vehicle after the timer has expired.
  • automatic deceleration in particular moderate deceleration, preferably via a regenerative deceleration of the vehicle, e.g. with an acceleration of approx. 1 to 2 m /s 2
  • braking the vehicle in particular to a standstill
  • At least one of the following actions can be carried out when operating the vehicle, in particular in the specified order: re-issuing a first warning to a user of the vehicle with a recommendation for action , in particular for visiting a workshop, operating the vehicle in a limited operating mode, in particular at a limited speed, e.g. 130 km/h, preferably for a limited time, e.g. 40 min, and/or a limited distance, e.g. 25 km , preferably measured since the non-critical first error was detected, and/or automatic deceleration (in particular moderate deceleration, preferably via regenerative deceleration of the vehicle, e.g. with an acceleration of around 1 to 2 m/s 2 ) and/or braking of the Vehicle, especially until it comes to a standstill, if after the limited time and/or the limited distance the detected first error and the second error have not been remedied.
  • a limited speed e.g. 130 km/h
  • a limited time e.g. 40 min
  • the invention provides two solutions for stopping the vehicle or for holding the vehicle at a standstill, in particular after the "regenerative deceleration" function has been activated, for example as a second fallback level in a brake-by-wire system.
  • This function can be activated, for example, when the primary braking system and the secondary braking system have failed.
  • the electronic parking brake is also activated via the primary and secondary braking system.
  • the "regenerative deceleration" function can also be activated if, after an initial error, the driver does not heed the request to seek out a workshop or rectify the error.
  • a failure in a brake system, in particular a brake-by-wire system, of the vehicle can at least be spoken of within the scope of the invention if a critical second fault is detected in the brake system or in the brake-by-wire system of the vehicle or if a non-critical fault in the brake system has not been rectified.
  • the invention proposes that the electric motor of the vehicle takes over the anti-roll device.
  • the electric motor in particular in the design as a permanently excited or permanently excited synchronous motor, can be switched to an active short circuit, so-called ACS. Switching over to the active short circuit can advantageously take place below a certain speed limit, the so-called AKS speed limit. The AKS moment then prevents the vehicle from rolling.
  • Active short-circuit or ACS means The stator windings of the synchronous motor are short-circuited at the connection lines, e.g. by a switch, e.g. B. an electronic switch (eg. A field effect transistor, such as. A MOSFET transistor) which can be provided, for example, in the power electronics.
  • a switch e.g. B. an electronic switch (eg. A field effect transistor, such as. A MOSFET transistor) which can be provided, for example, in the power electronics.
  • the ACS torque means When the vehicle rolls forwards or backwards, the movement of the permanent magnets in the rotor of the synchronous motor induces a voltage in the stator windings. A current now flows in the short-circuited windings of the stator, which leads to an AKS torque which counteracts the direction of rotation of the synchronous motor and thus causes the vehicle to brake.
  • the speed limit or the AKS speed limit means The AKS torque increases steeply with the speed of the electric motor, then reaches a maximum and then falls steadily. Below the AKS limit speed, the AKS torque is then so low that it is no longer sufficient to secure the vehicle against rolling.
  • the advantage here is that if the vehicle rolls from a standstill after being decelerated by the generator, the maximum speed of the vehicle when rolling is then reached is limited by the active short circuit to a few km/h, preferably below walking speed, preferably below 1 km/h.
  • the vehicle is not actively held at a standstill after the regenerative deceleration into the still sand, i.e. that little or no electricity is consumed.
  • regenerative deceleration is carried out, which is preferably initiated automatically, in particular when a critical second error has been detected in a braking system, preferably a brake-by-wire system, of the vehicle, or when a non-critical one Initial fault in a braking system, preferably a brake-by-wire system, of the vehicle has not been rectified.
  • a critical second error has been detected in a braking system, preferably a brake-by-wire system
  • the electric motor can be switched to the active short circuit after the vehicle has been decelerated as a generator. In this way, the advantages of the anti-roll device can be made possible using the electric motor if an electronic parking brake of the vehicle is not available or cannot be implemented using the braking system and the secondary braking system.
  • the electric motor can be switched to the active short circuit below a certain speed limit of the electric motor, in particular a so-called AKS speed limit.
  • the speed limit of the electric motor for switching to the active short circuit can advantageously be determined as a function of a weight, in particular a load weight, of the vehicle and/or a topology, in particular an incline, of a roadway on which the vehicle is brought to a halt. In this way, the anti-roll device can keep the vehicle at a rolling speed with the help of the electric motor.
  • the stator windings of the electric motor on connection lines can be short-circuited, in particular by a switch, preferably an electronic switch, preferably a field-effect transistor.
  • a rolling speed of the vehicle can be limited to a few km/h, in particular below walking speed, preferably below 1 km/h.
  • the vehicle itself can, due to the low rolling speed, despite a failure of the braking system be operated safely.
  • Other road users can safely avoid the vehicle so that the vehicle can almost be perceived as a stationary obstacle.
  • the vehicle can be secured against rolling by switching the electric motor to the active short circuit passively, in particular without energizing the stator windings of the electric motor.
  • the active short circuit of the electric motor is interrupted while the accelerator pedal is being actuated.
  • the driver can be allowed to actuate the accelerator pedal, at least in unusual situations, for example backwards “rolling uphill”, in order not to confuse the driver and to make these unusual situations easier or more intuitive to control.
  • the accelerator pedal actuation can be switched off or permitted depending on a topology, in particular an incline, of a roadway on which the vehicle is brought to a halt.
  • a topology in particular an incline
  • the accelerator pedal actuation can be permitted on a sloping roadway, and that the accelerator pedal actuation is not permitted on a rather flat or uphill roadway.
  • the invention further provides: using an electric motor of a vehicle in an active short circuit to provide anti-roll protection of the vehicle.
  • the electric motor of the vehicle can be used in an advantageous manner to provide a passive anti-roll device. This can be particularly advantageous when an electronic parking brake of the vehicle is not available or cannot be implemented using the braking system and the secondary braking system.
  • the invention also provides: a method for operating a vehicle when the vehicle is stopped and/or when the vehicle is held at a standstill, e.g. after a failure in a braking system, in particular a brake-by-wire system, of the vehicle.
  • the vehicle can have an electric motor, for example a synchronous motor, in particular a permanently excited, preferably permanent-magnet synchronous motor, or an asynchronous motor, and at least one battery, for example a high-voltage battery, in particular a traction battery.
  • the method comprising:
  • Deceleration, in particular regenerative deceleration, of the vehicle which is preferably initiated automatically if, for example, a critical second error in a braking system, such as. B. a brake-by-wire system, the vehicle was detected and / or if a non-critical error in the brake system was not corrected, energizing a stator winding of the electric motor, possibly with a phase switch of the stator windings of the electric motor to provide anti-roll protection of the vehicle .
  • a critical second error in a braking system such as. B. a brake-by-wire system
  • the invention also provides: using an electric motor of a vehicle by energizing a stator winding of the electric motor, possibly with a phase switch of the stator windings of the electric motor, in order to provide anti-roll protection for the vehicle.
  • the electric motor of the vehicle can be used to provide an active anti-roll device.
  • an electronic parking brake of the vehicle is not available or cannot be implemented using the braking system and the secondary braking system and if sufficient energy is available, e.g. B. the at least one battery, such as. B. the high-voltage battery or the traction battery is fully charged.
  • the invention further provides: a computer program product, comprising instructions which, when the computer program product is executed by a computer, cause the latter to carry out one of the methods described above.
  • a computer program product comprising instructions which, when the computer program product is executed by a computer, cause the latter to carry out one of the methods described above.
  • the invention further provides: a control unit, having an arithmetic unit and a memory unit, in which a code is stored which, when executed at least partially by the arithmetic unit, carries out one of the methods described above.
  • the same advantages that were described above in connection with the respective method according to the invention can be achieved with the aid of the control unit according to the invention. Reference is made in full to these advantages here.
  • the control unit for carrying out the respective method according to the invention can be designed as a separate control unit or integrated in terms of software and/or hardware in a central control unit of the vehicle and/or in a control unit for an electric motor of the vehicle.
  • the control unit for carrying out the respective method according to the invention can also include a control unit for the brake system.
  • the invention also provides: a vehicle having a corresponding control unit.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a braking system
  • Fig. 2 Vehicle behavior after a non-critical initial error and when a distance or time limit is reached
  • Figures 1 through 4 are used to describe a method within the scope of the present disclosure.
  • the method is used to operate a vehicle F when stopping Vehicle F and/or when vehicle F is stopped, e.g. after a failure in a brake system 100, in particular a brake-by-wire system, of vehicle F.
  • the method is therefore used to provide anti-roll protection for vehicle F.
  • the vehicle F can have an electric motor 103, e.g. a synchronous motor, in particular a permanently excited, preferably permanent-magnet synchronous motor, or an asynchronous motor, and at least one battery 104, e.g. a high-voltage battery, in particular a traction battery , exhibit.
  • an electric motor 103 e.g. a synchronous motor, in particular a permanently excited, preferably permanent-magnet synchronous motor, or an asynchronous motor
  • at least one battery 104 e.g. a high-voltage battery, in particular a traction battery , exhibit.
  • the procedure includes the following procedural steps/actions:
  • Deceleration, in particular regenerative deceleration, of the vehicle F which is preferably initiated automatically if, for example, a critical second error was detected in a braking system 100 or a brake-by-wire system of the vehicle F and/or if a non-critical first error in the brake system 100 has not been remedied, switching the electric motor 103 into an active short circuit AKS, preferably after a regenerative deceleration of the vehicle F, in order to provide anti-roll protection for the vehicle F.
  • the vehicle F in which the method according to the invention can be used, can have a braking system 100, a so-called brake-by-wire system, in which detection devices and implementation devices for a braking request (which can come, for example, from the driver or from the vehicle) can be mechanically decoupled from one another.
  • a braking system 100 a so-called brake-by-wire system, in which detection devices and implementation devices for a braking request (which can come, for example, from the driver or from the vehicle) can be mechanically decoupled from one another.
  • Braking system 100 may have the following subsystems: a first (or primary) braking system 10 (so-called autonomous braking system) for providing a braking function, which is configured autonomously and/or is supplied with electrical energy via a first (or primary) energy supply E1 , a second (or secondary) braking system 20 (so-called autonomous braking system) for providing a first fallback level for the braking function, which is configured autonomously and/or is supplied with electrical energy via a second (or secondary) energy supply E2, and a Third braking system (at least partly indirect and/or functionally implemented braking system) for providing a second fallback level for the Braking function, in particular via an electromechanical drive system 103, 104 of the vehicle, z. B. by regenerative deceleration 30.
  • a first (or primary) braking system 10 for providing a braking function, which is configured autonomously and/or is supplied with electrical energy via a first (or primary) energy supply E1
  • two redundantly maintained autonomous braking systems 10, 20 are provided, which are designed to be self-sufficient or independent and which can function independently of one another and of other functional systems of the vehicle F.
  • Each of these two braking systems 10, 20 can also have several subsystems such.
  • the braking request can be transmitted from the respective detection to the respective implementation via a corresponding transmission system, such as e.g. B. a bus system or a data bus, z. B. with a CAN or SENT protocol.
  • a corresponding transmission system such as e.g. B. a bus system or a data bus, z. B. with a CAN or SENT protocol.
  • the individual subsystems are not shown for reasons of simplicity.
  • the third braking system can be provided at least in part as an indirect or dependent and/or functionally implemented or indirect braking system (or deceleration system) for providing a second fallback level for the braking function, e.g . B. an electromechanical drive system 103, 104, for example.
  • An electric motor 103 of the electromechanical drive system 103, 104 which is operated in a generator mode G for regenerative deceleration 30, acts as a third braking request conversion (or conversion device for converting the braking request).
  • the electric motor 103 generates a charging current I for the at least one battery 104, including, for example, a high-voltage battery, such as. B. a traction battery, and possibly at least one other auxiliary battery.
  • the brake system 100 can have a control unit 101 which can be integrated in the central control unit of the vehicle F in terms of software and/or hardware, as indicated schematically in FIG. 1 .
  • the braking system 100 can also have its own control unit 101, which can be in communication with a central control unit of the vehicle F.
  • the failure of one of these components can lead to the failure of the respective system 10, 20. If at least one braking system 10 fails, 20 one can speak of a failure in the brake system 100 or brake-by-wire system, after which the method according to the invention can be initiated.
  • the control unit 101 of the braking system 100 can input signals D1, D2, D3. DE1, DE2, DE3 (diagnostic messages, "alive” signals and/or error states) both from the first and from the second autonomous braking system 10, 20 and from the third indirect braking system 30 as well as from the first and the second energy supply E1, E2 and received from the third energy supply E3, e.g. via a suitable transmission system, such as e.g. B. a bus system or a data bus, z. B. with a CAN or SENT protocol, z. B. via CAN bus, and / or wireless transmission, such as. B. a radio transmission. From the at least one battery 104, the control unit 101, the operating parameters such. B.
  • a suitable transmission system such. B. a bus system or a data bus, z. B. with a CAN or SENT protocol, z. B. via CAN bus, and / or wireless transmission, such as. B. a radio transmission.
  • the control unit 101 of the braking system 100 can use these input signals D1, D2, D3, DE1, DE2, DE3 (diagnostic messages, "alive” signals and/or error states and/or operating parameters) to decide whether regenerative deceleration 30 is to be used at all and to what extent and/or until the vehicle F comes to a standstill.
  • control unit 101 can decide whether vehicle F can continue driving after a first error F1 and/or second error F2 in respective brake systems 10, 20, 30 and/or in energy supplies E1, E2, E3.
  • control unit 101 can decide whether automatic deceleration, deceleration and/or emergency braking must be requested and/or whether the automatic deceleration, deceleration and/or emergency braking is to be carried out as a generator using the electric motor 103 and/or via the first brake request conversion and/or via the second brake request implementation is to take place using the brake calipers.
  • the control unit 101 of the brake system 100 can request a control unit 102 of the electric motor 103 to carry out a regenerative deceleration 30 .
  • the control unit 101 may request deceleration using the brake calipers from the first brake request implementation and/or from the second brake request implementation.
  • the control unit 101 can control a driver-vehicle interface in order to inform and/or warn the user of the vehicle about the error and/or to issue a suggestion for further operation of the vehicle F, such as e.g. B. Visiting a workshop (cf. a first warning W1 in FIGS. 2 and 3).
  • the Control unit 101 inform the driver about the remaining driving distance and/or about the remaining driving time.
  • the control unit for carrying out the respective method according to the invention can be designed as a separate control unit or integrated in a central control unit 110 of the vehicle F and/or in the control unit 102 of the electric motor 103 of the vehicle F in terms of software and/or hardware.
  • the control unit for carrying out the respective method according to the invention can also include control unit 101 for brake system 100 .
  • FIG. 2 shows a possible vehicle behavior after a non-critical U first error F1 without a subsequent second error F2 using a function of a speed V of the vehicle F as a function of time t.
  • a first warning W1 e.g. B. received "visit workshop”.
  • the vehicle F can still drive for a limited time T1 (eg 40 minutes) or for a limited distance S1 (eg 25 km), in particular at a limited speed V1 (eg 130 km/h). continue (see Fig. 2).
  • the onward journey of the vehicle F is therefore limited in order to avoid a so-called “heavy breakdown" of the vehicle F, which would be unsafe and/or uncomfortable for the user of the vehicle F.
  • a "hard breakdown” means that the vehicle F can no longer drive to a workshop under its own power and must therefore be towed away.
  • the vehicle F is automatically, preferably by a regenerative deceleration 30, preferably moderate, e.g. with speeds V between approx. 1 m/s 2 and approx. 2 m/s 2 , if possible to a standstill.
  • An automatic, preferably regenerative deceleration 30 of the vehicle F is initiated because it is not safe for the vehicle F to continue driving indefinitely after an initial error F1 in the brake-by-wire system.
  • FIG. 3 shows a possible vehicle behavior after an uncritical U first error F1 and a critical K second error F2 using a function of a speed V of the vehicle F as a function of time t.
  • a critical K second error F2 occurs while the vehicle F is driving on, then the user of the vehicle F can be warned again.
  • a second warning W2, z. B. "Stop immediately”.
  • the vehicle F is then automatically decelerated by regenerative deceleration 30, preferably moderately, for example at speeds between about 1 m/s 2 and about 2 m/s 2 , if possible to a standstill.
  • a second error F2 in the brake-by-wire system is critical if, after a subsequent third error, the vehicle F cannot be decelerated to a standstill either by the user of the vehicle F or automatically. It is then no longer possible for the vehicle F to continue driving.
  • the following examples are conceivable: The primary braking system 10 and the secondary braking system 20 fail, or the primary energy supply E1 and the secondary energy supply E2 fail or the like.
  • the simultaneous failure of the primary brake system 10 and the secondary brake system 20 is recognized by the control unit 101 of the brake system 100 . This can be detected, for example, if there is no "alive” signal and/or a corresponding diagnostic message, cf. the input signals D1, D2, D3, DE1, DE2, DE3 (diagnostic messages, "alive” signals and/or error states and/or or operating parameters) in Fig. 1.
  • central control unit 110 of vehicle F can request automatic deceleration of vehicle F from control unit 102 of electric motor 103 via regenerative deceleration 30, which is implemented by electric motor 103, and to charge the at least one battery 104, in particular a high-voltage one -Battery, preferably a traction battery, and possibly at least one other auxiliary battery leads.
  • a high-voltage one -Battery preferably a traction battery, and possibly at least one other auxiliary battery leads.
  • the invention provides a method for stopping the vehicle or for holding the vehicle at a standstill, in particular after the "regenerative deceleration 30" function has been activated, for example as a second fallback level in the brake-by-wire system.
  • a failure in brake system 100 or in the brake-by-wire system of vehicle F if a critical K second fault F2 was detected in brake system 100 (cf. FIG. 3). or if a non-critical U error (see FIG. 2) has not been rectified.
  • the idea of the invention lies in the fact that the electric motor 103 takes over the roll protection of the vehicle F.
  • the electric motor 103 in particular in the embodiment as a permanently excited synchronous motor, can be switched to an active short circuit AKS, so-called AKS. Switching over to the active short circuit AKS can advantageously take place below a specific speed limit, the so-called AKS speed limit. The AKS moment then prevents the vehicle from rolling.
  • Active short-circuit or ACS means The stator windings of the synchronous motor are short-circuited at the connection lines, e.g. by a switch, e.g. B. an electronic switch, for example.
  • the AKS moment means: When the vehicle F rolls forwards or backwards, the movement of the permanent magnets in the rotor of the synchronous motor induces a voltage in the windings of the stator. A current now flows in the short-circuited windings of the stator, which leads to an ACS torque which counteracts the direction of rotation of the synchronous motor and thus leads to the vehicle F being braked.
  • the advantage here is that if the vehicle F rolls from a standstill after regenerative deceleration 30, then the maximum speed Vroll of the vehicle F when rolling is limited by the active short circuit AKS to a few km/h, preferably below walking speed, preferably below 1 km/h.
  • the vehicle F is not actively kept stationary after the regenerative deceleration to a standstill, ie power can be consumed in the process.
  • the vehicle F is actively held at a standstill after deceleration, in particular as a generator, to a standstill. This can be done, for example, by energizing at least one stator winding and/or by switching the phases of the stator windings.
  • the permanently excited rotor of the electric motor 103 is kept in the same position by energizing one phase of the stator, which prevents the vehicle F from rolling. In order to avoid overheating of the electric motor 103, it is possible to switch between the phases of the stator. This leads to a slight rolling movement of the vehicle F.
  • the vehicle F can be kept stationary for a limited time by energizing at least one stator winding and/or by changing the phase.
  • the vehicle F When driving on a level road, the vehicle F can be operated as follows:
  • the vehicle F is decelerated as a generator, if possible to a standstill.
  • the electric motor 103 of the vehicle F is then switched to the active short circuit (ACS for short), for example below the AKS speed limit.
  • the AKS torque advantageously prevents the vehicle F from rolling.
  • the anti-roll device is not interrupted when the driver presses the accelerator pedal. In principle, however, it is also conceivable for the anti-roll device to be interrupted as long as the driver operates the accelerator pedal. However, continuing to drive by pressing the accelerator pedal would only be possible to a limited extent.
  • the vehicle F When driving downhill, the vehicle F can be operated as follows:
  • the vehicle F is decelerated as a generator, if possible to a standstill.
  • the incline of the roadway can e.g. B. be estimated from recuperation moments.
  • the vehicle F When driving uphill, the vehicle F can be operated as follows:
  • the vehicle F is decelerated as a generator, if possible to a standstill.
  • the slope of the road can be z. B. be estimated from recuperation moments.
  • the driver can be allowed to press the accelerator pedal in order to slowly drive forward again, for example at a few km/h, up the slope. In this way, the situation can be made easier for the driver to control.
  • the vehicle can be operated as described under “Driving on a Level Road” or as described under “Driving Downhill”, depending on the topography of the road surface.
  • the table in Fig. 4 shows an overview of different scenarios Z.
  • an accelerator pedal actuation FP can be switched off, interrupted or not permitted (cf. situations “driving on a level roadway” and “driving downhill”). In this way, it can be prevented that the driver switches off the anti-roll device using the electric motor 103 and the vehicle F accelerates again.
  • the active short circuit AKS of the electric motor 103 can be interrupted while the accelerator pedal is being actuated and the accelerator pedal can be actuated. This can be advantageous in order not to confuse the driver and to make the situation easier or more intuitive to control.
  • the accelerator pedal actuation FP can be switched off or permitted depending on a topology, in particular an incline, of a roadway on which the vehicle F is brought to a stop.
  • V1, T1, S1 limited mode of operation

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges beim Anhalten des Fahrzeuges und/oder beim Halten des Fahrzeuges (F) in einem Stillstand, insbesondere nach einem Ausfall in einem Bremssystem (100), bevorzugt einem Brake-by- Wire-System, des Fahrzeuges (F), wobei das Fahrzeug (F) einen Elektromotor (103) aufweist, das Verfahren aufweisend: - Verzögern, insbesondere generatorisches Verzögern (30), des Fahrzeuges (F), welches vorzugsweise automatisch eingeleitet wird, - Schalten des Elektromotors (103) in einen aktiven Kurzschluss (AKS), vorzugsweise nach einem generatorischen Verzögern (30) des Fahrzeuges (F), um eine Verrollsicherung des Fahrzeuges (F) bereitzustellen.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges beim Anhalten des Fahrzeuges und/oder beim Halten des Fahrzeuges in einem Stillstand, bspw. nach einem Ausfall in einem Bremssystem, insbesondere einem Brake-by-Wire-System, des Fahrzeuges. Ferner betrifft die Erfindung eine korrespondierende Verwendung eines Elektromotors eines Fahrzeuges. Weiterhin betrifft die Erfindung ein korrespondierendes Computerprogrammprodukt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine korrespondierende Steuereinheit zum Durchführen eines entsprechenden Verfahrens. Zudem betrifft die Erfindung ein korrespondierendes Fahrzeug.
Brake-by-Wire-Systeme sind grundsätzlich bekannt. Sowohl für konventionelle Fahrzeuge als auch für automatisiert (Level 4 gem. SAE Definition) bis autonom (Level 5 gem. SAE Definition) fahrende Fahrzeuge können Brake-by-Wire-Systeme mehrere Vorteile bereitstellen.
Für automatisiert fahrende Fahrzeuge können Brake-by-Wire-Systeme das Wegklappen und/oder Einziehen des Fußhebelwerkes ermöglichen. Hierdurch wird für den Fahrer, der während der vollautomatisierten Fahrt zum Passagier wird, mehr Platz für Aktivitäten geschaffen, wie z. B. Schlafen, Zeitunglesen, im Internet surfen, usw. Zudem vermeidet die mechanische Entkopplung zwischen Bremspedal und Bremsaktuator eine ungewollte Falschbedienung während der vollautomatischen Fahrt: Selbst wenn das Bremspedal nicht eingezogen werden würde, dennoch führt eine versehentliche Berührung des Bremspedals während der vollautomatisierten Fahrt (Fahrer schläft dabei z. B.) nicht zu einer ungewollten Fahrzeugreaktion. Bei autonomen Fahrzeugen ist kein Fahrer vorgesehen, sodass dabei ein Brake-by-Wire-System zwingend erforderlich ist.
Für konventionelle Fahrzeuge können Brake-by-Wire-Systeme durch das Wegklappen und/oder Einziehen des Fußhebelwerkes das Ein- und Aussteigen erleichtert werden. Das Bremsverhalten kann individuell an den Fahrer angepasst und personalisiert werden. Durch elektronische Einsteilbarkeit der Bremsenkennlinie (Bremsmoment in Abhängigkeit von Pedalweg und/oder Pedalkraft) kann diese so verändert werden, dass der Fahrer das Bremsverhalten als weicher oder härter, sportlich oder komfortabel, direkt oder gedämpft empfindet. Diese Einstellungen können individuell für den Fahrer von Fahrzeug zu Fahrzeug übertragen werden. Es sind außerdem Vorteile im Hinblick auf den Umweltschutz denkbar. Durch die Vergrößerung des Lüftspiels zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag können Restbremsmomente reduziert werden. Dies ermöglicht eine Reduktion von CO2- und Bremsstaubemission sowie eine Erhöhung der batterieelektrischen Reichweite.
Ferner sind Vorteile im Hinblick auf die Sicherheit möglich. Dadurch, dass die mechanische Verbindung über eine Druck/Zugstange zwischen Bremspedal und Bremsregelsystem aufgebrochen wird, kann die Pedalintrusion im Crashfall reduziert werden.
Zudem können die Fahrzeuge auf eine einfache Art und Weise behindertengerecht ausgelegt werden. Für Menschen mit einer körperlichen Behinderung, welche die Bedienung der Pedale erschwert oder unmöglich macht, können bei einem serienmäßigen Verbau von By-Wire- Bremssystemen alternative Bedienkonzepte, ohne aufwändige Fahrzeugumbauten, angeboten werden.
Weiterhin kann dadurch die Variantenvielfalt reduziert werden. Über alle Fahrzeugklassen kann nun ein nahezu einheitliches Fußhebelwerk verbaut werden.
Bei Brake-by-Wire-Systemen entfällt die mechanische Rückfallebene durch den Fahrer. Um bei einem Fahrzeug mit einem Brake-by-Wire-System nach einem Erstfehler die Weiterfahrt in einem degradierten Fahrmodus (z. B. reduzierte Geschwindigkeit) und/oder begrenzt (z. B. nur für eine begrenzte Zeit oder eine begrenzte Strecke) zu ermöglichen, kann eine Rückfallebene vorgehalten werden.
Aus der DE 102009 047612 A1 ist ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsmotor bekannt. Dabei wird der elektrische Antriebsmotor in einen Generatorbetrieb bei Vorliegen einer Fehlfunktion des mechanischen Bremssystems zum Bremsen des Fahrzeugs übergeführt.
Aus der DE 102018 217 740 A1 ist ein Verfahren zum Halten eines Kraftfahrzeugs während einer Haltephase bekannt. Um während einer Haltephase das Kraftfahrzeug in der Halteposition zu halten, wird die Statorwicklung ganz oder zumindest abschnittsweise mittels eines Kurzschlusses kurzgeschlossen gehalten. Ferner ist aus der DE 10 2017209 655 A1 ein Verfahren, bei welchem beim Auftreten einer Fehlfunktion der Bremseinrichtung der Antriebsmotor zumindest vorübergehen genutzt wird, um das Kraftfahrzeug an seiner Position zu halten, bekannt.
Nachteilig ist bei bekannten Systemen, dass nach einem Zweitfehler und/oder nach dem Rückfall des primären Bremssystems und weiterhin des sekundären Bremssystems, die Weiterfahrt und die Sicherheit im Betrieb des Fahrzeuges nicht mehr garantiert werden können.
Wenn der, wenn auch unwahrscheinliche, Fall auftritt, dass sowohl das primäre als auch das sekundäre Bremssystem während des Fahrzeugbetriebs ausfallen, kann bei dem vorliegenden Verfahren vorgesehen werden, dass das Fahrzeug automatisch generatorisch, möglichst in einen Stillstand, verzögert wird. Generatorisches Verzögern kann ebenfalls als Rekuperation bezeichnet werden. Unter dem generatorischen Verzögern in den Stillstand kann außerdem ein generatorisch-motorisches Verzögern in den Stillstand verstanden werden. Dabei wird das Fahrzeug zunächst generatorisch bis in den Niedergeschwindigkeitsbereich, und anschließend motorisch vom Niedergeschwindigkeitsbereich bis in den Stillstand verzögert.
Bei Fahrzeugen mit einer elektronischen Parkbremse erfolgt die Ansteuerung der elektronischen Parkbremse ebenfalls über das primäre und sekundäre Bremssystem. Wenn jedoch beide Bremssysteme ausgefallen sind, und insbesondere ein generatorisches Verzögern in den Stillstand durchgeführt wurde, kann ein Absichern des Fahrzeugs gegen Verrollen über die elektronische Parkbremse nicht mehr ermöglicht werden.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges beim Anhalten des Fahrzeuges und/oder beim Halten des Fahrzeuges in einem Stillstand bereitzustellen, bspw. nach einem Ausfall in einem Bremssystem, insbesondere einem Brake- by-Wire-System, des Fahrzeuges. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges bereitzustellen, welches eine erhöhte Sicherheit im Betrieb des Fahrzeuges ermöglicht und welches einen verbesserten Kundenkomfort schafft. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine vorteilhafte Verwendung eines Elektromotors eines Fahrzeuges zur Verfügung zu stellen. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein korrespondierendes Computerprogrammprodukt zur Verfügung zu stellen. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Steuereinheit bereitzustellen. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch: ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges beim Anhalten des Fahrzeuges und/oder beim Halten des Fahrzeuges in einem Stillstand, bspw. nach einem Ausfall in einem Bremssystem, insbesondere einem Brake-by- Wire-System, des Fahrzeuges mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruches. Ferner betrifft die Erfindung eine korrespondierende Verwendung eines Elektromotors eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des unabhängigen Verwendungsanspruches. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch: ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges beim Anhalten des Fahrzeuges und/oder beim Halten des Fahrzeuges in einem Stillstand, bspw. nach einem Ausfall in einem Bremssystem, insbesondere einem Brake-by- Wire-System, des Fahrzeuges mit den Merkmalen des nebengeordneten unabhängigen Verfahrensanspruches, welches eine echte Alternative der Lösung gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch darstellt. Ferner betrifft die Erfindung eine korrespondierende Verwendung eines Elektromotors eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des unabhängigen Verwendungsanspruches. Weiterhin betrifft die Erfindung ein korrespondierendes Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des unabhängigen Produktanspruches. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Steuereinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruches. Zudem betrifft die Erfindung ein entsprechendes Fahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Vorrichtungsanspruches. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit einzelnen Aspekten und/oder Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit den anderen Aspekten und/oder Ausführungsformen und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten und/oder Ausführungsformen stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Erfindung stellt bereit: ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges beim Anhalten des Fahrzeuges und/oder beim Halten des Fahrzeuges in einem Stillstand, bspw. nach einem Ausfall in einem Bremssystem, insbesondere einem Brake-by-Wire-System, des Fahrzeuges. Das Fahrzeug kann dabei einen Elektromotor, bspw. einen Synchronmotor, insbesondere einen permanent erregten, vorzugsweise permanentmagneterregten Synchronmotor, oder einen Asynchronmotor, und mindestens eine Batterie, bspw. eine Hochvolt-Batterie, insbesondere eine Traktionsbatterie, aufweisen. Das Verfahren aufweisend:
Verzögern, insbesondere generatorisches Verzögern, des Fahrzeuges, welches vorzugsweise automatisch eingeleitet wird, wenn bspw. ein kritischer Zweitfehler in einem Bremssystem, wie z. B. einem Brake-by- Wire-System, des Fahrzeuges erfasst wurde und/oder wenn ein unkritischer Fehler im Bremssystem nicht behoben wurde, Schalten des Elektromotors in einen aktiven Kurzschluss, vorzugsweise nach einem generatorischen Verzögern des Fahrzeuges, um eine Verrollsicherung des Fahrzeuges bereitzustellen. Das Fahrzeug, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann, kann bspw. eine Traktionsbatterie aufweisen, z. B. eine Hochvolt-Batterie, die mit Gleichspannungen von ung. 60 V bis ung. 1 ,5 kV betrieben werden kann. Das Fahrzeug kann ferner einen Elektromotor aufweisen. Weiterhin kann das Fahrzeug mindestens eine zentrale Steuereinheit aufweisen. Des Weiteren kann das Fahrzeug eine Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle aufweisen, bspw. in Form einer interaktiven Ein- und Ausgabeeinheit, z. B. umfassend ein Display, eine akustische Ausgabevorrichtung usw.
Das Fahrzeug, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann, kann vorzugsweise als ein vollautomatisiert fahrendes Fahrzeug (Level 4 gem. SAE Definition) oder ein autonom fahrendes Fahrzeug (Level 5 gern. SAE Definition) ausgebildet sein.
Wenn der Fahrer die Fahrzeugführung hat, dann kann die Bremsaufforderung von dem Fahrer kommen, bspw. durch Betätigung eines elektronischen Bremspedals. Wenn das Fahrzeug die Fahrzeugführung hat, dann kommt die Bremsaufforderung von dem Fahrzeug.
Bei einem vollautomatisiert fahrenden Fahrzeug (Level 4 gern. SAE Definition) kann der Fahrer zu einem Passagier bzw. Benutzer des Fahrzeuges werden. Bei einem vollautomatisiert fahrenden Fahrzeug kann eine Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle vorgesehen sein. Bei einem autonom fahrenden Fahrzeug (Level 5 gern. SAE Definition) ist kein Fahrer vorgesehen. Dort sind nur Benutzer vorgesehen. Bei einem autonom fahrenden Fahrzeug kann eine Benutzer- Fahrzeug-Schnittstelle vorgesehen sein.
Das Fahrzeug, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann, kann ein Bremssystem, ein sog. Brake-by-Wire-System, aufweisen, bei welchem Erfassungsvorrichtungen und Umsetzungsvorrichtungen für eine Bremsaufforderung (die bspw. vom Fahrer oder vom Fahrzeug kommen kann) mechanisch voneinander entkoppelt sein können. Das Brake-by-Wire-System kann folgende Untersysteme aufweisen: ein erstes (bzw. primäres) Bremssystem (sog. autonomes Bremssystem) zum Bereitstellen einer Bremsfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über eine erste (bzw. primäre) Energieversorgung mit elektrischer Energie versorgt wird, ein zweites (bzw. sekundäres) Bremssystem (sog. autonomes Bremssystem) zum Bereitstellen einer ersten Rückfallebene für die Bremsfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über eine zweite (bzw. sekundäre) Energieversorgung mit elektrischer Energie versorgt wird, und ein drittes Bremssystem (zumindest zum Teil mittelbares und/oder funktional umgesetztes Bremssystem) zum Bereitstellen einer zweiten Rückfallebene für die Bremsfunktion, insbesondere über ein elektromechanisches Antriebssystem des Fahrzeuges, z. B. durch ein generatorisches Verzögern.
Bei dem Brake-by-Wire-System sind zwei redundant vorgehaltene autonome Bremssysteme vorgesehen, die autark bzw. selbstständig ausgebildet sind und die unabhängig voneinander sowie von anderen Funktionssystemen des Fahrzeuges funktionieren können.
Jedes dieser beiden Bremssysteme kann zudem mehrere Subsysteme aufweisen, wie z. B. jeweils eine Bremsaufforderungserfassung (bzw. Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Bremsaufforderung) und jeweils eine Bremsaufforderungsumsetzung (bzw. Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Bremsaufforderung). Die Bremsaufforderung kann in beiden autonomen Bremssystemen von der jeweiligen Erfassung zu der jeweiligen Umsetzung über ein entsprechendes Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System bzw. einen Datenbus, z. B. mit einem CAN- oder SENT-Protokoll, übertragen werden.
Die jeweilige Bremsaufforderungserfassung kann als ein elektronisches Bremspedal ausgeführt sein. Die Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer kann bspw. über Kraft- und/oder Wegsensoren oder Ähnliches erfasst werden. Eine Steuerelektronik der Bremsaufforderungserfassung, umfassend bspw. eine entsprechende Elektronik und/oder Software, kann die Sensordaten passiv erhalten, aktiv abfragen und ggf. auswerten. Weiterhin kann die Steuerelektronik der jeweiligen Bremsaufforderungserfassung die Sensordaten und/oder die Ergebnisse der Auswertung über ein zugehöriges Übertragungssystem an die korrespondierende Bremsaufforderungsumsetzung übermitteln. Die jeweilige Bremsaufforderungsumsetzung kann ebenfalls eine Steuerelektronik, umfassend bspw. eine entsprechende Elektronik und/oder Software, aufweisen. Die Auswertung von Sensordaten der jeweiligen Bremsaufforderungserfassung kann in der Steuerelektronik der Bremsaufforderungserfassung und/oder in der Steuerelektronik der Bremsaufforderungsumsetzung durchgeführt werden. Die Steuerelektronik der Bremsaufforderungserfassung und die Steuerelektronik der Bremsaufforderungsumsetzung können als separate Steuerelektroniken oder als eine gemeinsame Steuerelektronik bereitgestellt werden.
Mindestens eine oder jede Bremsaufforderungsumsetzung kann als ein sog. „nasses“ By-Wire- Bremssystem ausgeführt sein. Die jeweilige Bremsaufforderungsumsetzung kann einen Elektromotor, diverse Sensoren und Hydraulikventile aufweisen. In den Bremssätteln der Räder befinden sich Bremsbeläge, welche durch einen hydraulischen Druck an die Bremsscheiben gepresst werden. Eine Steuerelektronik der Bremsaufforderungsumsetzung und die Bremssättel sind über Hydraulikleitungen (für Hydraulikventile) miteinander verbunden. Die Steuerelektronik steuert den Elektromotor an, um einen bestimmten hydraulischen Druck und somit ein bestimmtes Bremsmoment zu erzeugen, welcher(s) der erfassten Bremsaufforderung entspricht. Über die Hydraulikventile kann der Druck an den vier Rädern eingestellt, angepasst und/oder moduliert werden.
Mindestens eine oder jede Bremsaufforderungsumsetzung kann als ein sog. „trockenes“ By- Wire-Bremssystem ausgeführt sein. Die jeweilige Bremsaufforderungsumsetzung kann einen Elektromotor, diverse Sensoren und mechanische Stellelemente umfassen. In den Bremssätteln der Räder befinden sich Bremsbeläge, welche über Elektromotoren und mechanische Stellelemente an die Bremsscheiben gepresst werden. Die Steuerelektronik und die Bremssättel sind über Energieleitungen (für die Elektromotoren) und Datenleitungen (für die Sensoren) miteinander verbunden. Die Steuerelektronik steuert die Elektromotoren in den Bremssätteln an, um ein bestimmtes Bremsmoment zu erzeugen, welches der Bremsaufforderung entspricht. Über eine geeignete Ansteuerung der Elektromotoren kann das Bremsmoment an den vier Rädern moduliert werden.
Neben dem ersten und dem zweiten autonomen Bremssystem, die über eine eigene Langzeit- Energieversorgung verfügen können, kann weiterhin eine Kurzzeit-Energieversorgung vorgesehen sein. Das dritte Bremssystem verwendet den generatorisch betriebenen Elektromotor und die Steuereinheit des Elektromotors. Der Elektromotor ist direkt an die Hochvolt-Batterie, insbesondere die Traktionsbatterie, angeschlossen. Die Hochvolt-Batterie, insbesondere die Traktionsbatterie, speist die erste Energieversorgung und die zweite Energieversorgung. Die Steuereinheit des Elektromotors ist an die erste Energieversorgung und an die Kurzzeit-Energieversorgung angeschlossen. Die Kurzzeit-Energieversorgung kann einen Teil des dritten Bremssystems darstellen. Die jeweilige Langzeit-Energieversorgung kann z. B. über einen DC/DC-Wandler erfolgen, welcher an eine korrespondierende Hochvolt-Batterie angeschlossen sein kann. Die Kurzzeit-Energieversorgung kann z. B. über eine Niedervolt- Batterie und/oder einen Superkondensator, sog. Ultra-Cap, oder Ähnliches erfolgen. Die Betriebsspannung der Niedervolt-Batterie kann im Bereich zwischen 12 V und 14 V liegen.
Wenn ein sog. „nasses“ By-Wire-Bremssystem genutzt wird, kann vorteilhafterweise dieses mit Hydraulikventilen ausgestattete Bremssystem an die Kurzzeit-Energieversorgung angeschlossen werden. Denn so können auch bei gleichzeitigem Ausfall der primären und sekundären Langzeit-Energieversorgung grundlegende Bremsfunktionen wie z. B. das Herunterbremsen des Fahrzeugs in den Stillstand, sowie sicherheitsrelevanten Bremsregelfunktionen, wie z. B. ABS und ESC, zumindest für eine kurze Zeit, aufrecht erhalten werden.
Das dritte Bremssystem kann zumindest zum Teil als ein mittelbares bzw. abhängiges und/oder funktional umgesetztes bzw. indirektes Bremssystem (oder Verzögerungssystem) zum Bereitstellen einer zweiten Rückfallebene für die Bremsfunktion bereitgestellt werden, bspw. über ein weiteres funktionswesentliches System des Fahrzeuges, wie z. B. ein elektromechanisches Antriebssystem, bspw. durch ein generatorisches Verzögern. Ein Elektromotor des elektromechanischen Antriebssystems, welcher zum generatorischen Verzögern in einem Generatormodus betrieben wird, agiert dabei als eine dritte Bremsaufforderungsumsetzung (bzw. Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Bremsaufforderung).
Das dritte Bremssystem kann vorteilhafterweise eine dritte Bremsaufforderungserfassung umfassen. Die Bremsaufforderungserfassung kann z. B. über einen Taster einer elektronischen Parkbremse erfolgen. Der Taster kann über eine Signalleitung direkt mit der Elektronik der primären und sekundären Bremsaufforderungsumsetzung verbunden sein (also kein Datenbus). Die dritte Bremsaufforderungserfassung kann die Ergebnisse der Erfassung an das erste und/oder das zweite autonome Bremssystem liefern.
Das Bremssystem kann eine eigene Steuereinheit aufweisen, die mit einer zentralen Steuereinheit des Fahrzeuges in einer Kommunikationsverbindung stehen kann. Zudem kann das Bremssystem eine Steuereinheit aufweisen, die in der zentralen Steuereinheit des Fahrzeuges softwaretechnisch und/oder hardwaretechnisch integriert sein kann.
Da die Subsysteme mehrere Komponenten aufweisen, kann der Ausfall einer dieser Komponenten zum Ausfall des jeweiligen Subsystems führen. Zum Ausfall der primären oder sekundären Bremsaufforderungserfassung kann z. B. ein Ausfall einer Elektronik, eines Sensors, oder einer Software führen. Zu einem Ausfall der der primären oder sekundären Bremsaufforderungsumsetzung kann z. B. ein Ausfall einer Elektronik, eines Sensors, einer Software oder eines Elektromotors führen. Zum Ausfall der primären oder der sekundären Energieversorgung kann z. B. ein Ausfall einer Energieleitung, einer Batterie, eines DC/DC- Wandlers, einer Sicherung, einer Elektronik oder einer Software führen. Zum Ausfall des primären oder sekundären Bremssystems kann auch der Ausfall eines Datenbus führen, wie z .B. der Ausfall des Datenbus zwischen Bremsaufforderungserfassung und Bremsaufforderungsumsetzung. Bei einem Ausfall von mindestens einem Bremssystem kann man von einem Ausfall in dem Bremssystem bzw. Brake-by-Wire-System sprechen, nach welchem das erfindungsgemäße Verfahren auf eine vorteilhafte Weise eingeleitet werden kann.
Die Steuereinheit kann Diagnosebotschaften, „Alive“-Signale, und/oder Fehlerzustände sowohl von dem ersten und von dem zweiten autonomen Bremssystem sowie von dem dritten mittelbaren Bremssystem als auch von der ersten und der zweiten Energieversorgung sowie von der dritten Energieversorgung erhalten, bspw. über ein geeignetes Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System bzw. einen Datenbus, z. B. mit einem CAN- oder SENT-Protokoll, z. B. via CAN-Bus, und/oder eine drahtlose Übertragung, wie z. B. eine Funkübertragung. Von der Hochvolt-Batterie, insbesondere der Traktionsbatterie, kann die Steuereinheit die Betriebsparameter, wie z. B. den Ladezustand und die Temperatur, erhalten, bspw. über ein geeignetes Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System bzw. einen Datenbus, z. B. mit einem CAN- oder SENT-Protokoll, z. B. via CAN-Bus, und/oder eine drahtlose Übertragung, wie z. B. eine Funkübertragung.
Die Steuereinheit kann anhand dieser Eingangssignale (Diagnosebotschaften und/oder Fehlerzustände und/oder Betriebs para meter) entscheiden, ob ein generatorisches Verzögern überhaupt, in wie weit und/oder bis in den Stillstand möglich ist. Zudem kann die Steuereinheit entscheiden, ob nach einem Erst- oder Zweitfehler in den jeweiligen Bremssystemen und/oder bei den Energieversorgungen eine Weiterfahrt möglich ist. Außerdem kann die Steuereinheit entscheiden, ob eine automatische Abbremsung und/oder Zwangsbremsung angefordert werden muss, und/oder ob die automatische Abbremsung und/oder Zwangsbremsung generatorisch mithilfe des Elektromotors und/oder über die erste Bremsaufforderungsumsetzung und/oder über die zweite Bremsaufforderungsumsetzung mithilfe der Bremssättel erfolgen soll.
Die Steuereinheit kann von einer Steuereinheit des Elektromotors anfordern, ein generatorisches Verzögern durchzuführen. Die Steuereinheit kann von der ersten Bremsaufforderungsumsetzung und/oder von der zweiten Bremsaufforderungsumsetzung ein Verzögern mithilfe der Bremssättel anfordern. Zudem kann die Steuereinheit die Fahrer- Fahrzeug-Schnittstelle ansteuern, um den Fahrer über die Fehler zu informieren und/oder zu warnen und/oder um einen Vorschlag zum weiteren Betreiben des Fahrzeuges auszugeben, wie z. B. Aufsuchen einer Werkstatt. Außerdem kann die Steuereinheit den Fahrer über die verbleibende Fahrstrecke und/oder über die verbleibende Fahrzeit informieren. Die Steuereinheit des Brake-by-Wire-Systems und die Steuereinheit des Elektromotors können als eine gemeinsame Einheit (bspw. integriert in der zentralen Steuereinheit des Fahrzeuges) oder als zwei separate Steuereinheiten bereitgestellt werden.
Nach einem Erstfehler in dem Bremssystem, insbesondere in dem Brake-by-Wire-System, kann der Erstfehler im Hinblick darauf bewertet werden, ob er für eine möglichst sichere Weiterfahrt des Fahrzeuges kritisch oder unkritisch ist.
• Ein Erstfehler in einem Brake-by-Wire-System ist dann kritisch, wenn nach einem darauf folgenden Zweitfehler das Fahrzeug weder vom Fahrer (Erfassung oder Umsetzung der Bremsaufforderung nicht mehr möglich) noch automatisch in den Stillstand verzögert werden kann. Eine Weiterfahrt ist dann nicht mehr möglich.
• Ein Erstfehler in einem Brake-by-Wire-System ist dann unkritisch, wenn nach einem darauf folgenden Zweitfehler das Fahrzeug entweder vom Fahrer (Erfassung und Umsetzung der Bremsaufforderung weiter möglich) oder automatisch in den Stillstand verzögert werden kann. Eine Weiterfahrt ist dann zumindest begrenzt möglich.
Beispiel: Nach einem Ausfall der primären Erfassungsvorrichtung für eine
Bremsaufforderung würde nach einem darauf folgenden Ausfall der sekundären Erfassungsvorrichtung für eine Bremsaufforderung die Bremsaufforderung über die dritte Erfassungsvorrichtung (z. B. einen Taster der Elektronischen Parkbremse) erfasst werden können. Folglich ist ein Ausfall der primären Erfassungsvorrichtung für eine Bremsaufforderung als Erstfehler unkritisch.
Beispiel: Nach einem Ausfall der primären Umsetzungsvorrichtung für eine
Bremsaufforderung würde nach einem darauf folgenden Ausfall der sekundären Umsetzungsvorrichtung für eine Bremsaufforderung ein automatisches Verzögern in den Stillstand über generatorisches Verzögern weiter möglich sein - vorausgesetzt, dass der Ladezustand und/oder Temperatur der Hochvolt-Batterie, insbesondere der Traktionsbatterie, dies zulassen - also die Traktionsbatterie z. B. nicht zu vollgeladen und nicht zu kalt ist. Folglich ist ein Ausfall der primären Umsetzungsvorrichtung für eine Bremsaufforderung als Erstfehler dann unkritisch, wenn der Ladezustand und/oder Temperatur der Hochvolt-Batterie, insbesondere der Traktionsbatterie, ein generatorisches Verzögern in den Stillstand zulassen. Andernfalls ist dieser Erstfehler kritisch. Auch ein Ausfall der sekundären
Umsetzungsvorrichtung für eine Bremsaufforderung kann mit gleicher Logik als unkritisch oder als kritisch bewertet werden. Beispiel: Nach einem Ausfall der primären Langzeit-Energieversorgung würde nach einem darauf folgenden Ausfall der sekundären Langzeit-Energieversorgung sowohl die Erfassungsvorrichtung und Umsetzungsvorrichtung der Bremsaufforderung, als auch die automatische Verzögerung in den Stillstand mit Hilfe der Kurzzeit-Energieversorgung erfolgen können. Folglich ist ein Ausfall der primären Langzeit-Energieversorgung als Erstfehler unkritisch. Auch ein Ausfall der sekundären Langzeit-Energieversorgung als Erstfehler kann mit gleicher Logik als unkritisch bewertet werden.
Im Folgenden wird definiert, wann ein Zweitfehler in einem Brake-by-Wire-System und/oder Steer- by- Wire-System kritisch oder unkritisch ist, sowie Beispiele für kritische und unkritische Zweitfehler gegeben.
• Ein Zweitfehler in einem Brake-by-Wire-System ist dann kritisch, wenn nach einem darauf folgenden Drittfehler das Fahrzeug entweder vom Fahrer (Erfassung oder Umsetzung der Bremsaufforderung nicht mehr möglich) noch automatisch in den Stillstand verzögert werden kann. Eine Weiterfahrt ist dann nicht mehr möglich.
• Ein Zweitfehler in einem Brake-by-Wire-System ist dann unkritisch, wenn nach einem darauf folgenden Drittfehler das Fahrzeug entweder vom Fahrer (Erfassung oder Umsetzung der Bremsaufforderung möglich) oder automatisch in den Stillstand verzögert werden kann. Eine Weiterfahrt ist dann begrenzt möglich.
Beispiel: Nach Ausfall des primären Bremssystems (Ausfall der primären
Bremsaufforderungs-Erfassung oder -Umsetzung, oder der primären Langzeit- Energieversorgung) fällt auch das sekundäre Bremssystem aus (Ausfall der sekundären Bremsaufforderungs-Erfassung oder -Umsetzung, oder der sekundären Langzeit- Energieversorgung). Würde jetzt ein Drittfehler in einem anderen System das generatorische Verzögern in den Stillstand unterbinden, dann würde das Fahrzeug weder mithilfe des Fahrers noch automatisch in den Stillstand verzögern können. Folglich ist ein Ausfall des sekundären Bremssystems als Zweitfehler mit einem vorangegangenen Ausfall des primären Bremssystems als Erstfehler kritisch.
Beispiel: Nach einem Ausfall der primären Bremsaufforderungs-Erfassung fällt auch die primäre Bremsaufforderungs-Umsetzung aus. Würde jetzt durch einen Drittfehler auch das sekundäre Bremssystem ausfallen (z. B. Ausfall der sekundären Bremsaufforderungs- Erfassung oder -Umsetzung, oder der sekundären Langzeit-Energieversorgung), dann könnte das Fahrzeug weiter generatorisch automatisch in den Stillstand verzögert werden. Würde dagegen durch einen Drittfehler in einem anderen System das generatorische Verzögern unterbunden werden, dann könnte das Fahrzeug weiter über das sekundäre Bremssystem vom Fahrer in den Stillstand verzögert werden. Folglich ist ein Ausfall der primären Bremsaufforderungs-Umsetzung als Zweitfehler mit einem vorangegangenen Ausfall der primären Bremsaufforderungs-Erfassung als Erstfehler unkritisch.
Die Kritikalität weiterer Kombinationen von Erst- und Zweitfehlern kann nach gleicher Logik bewertet werden.
Vorteilhafterweise kann beim Bewerten des ersten Fehlers und/oder des zweiten Fehlers mindestens ein Betriebsparameter einer Hochvolt-Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, des Fahrzeuges, umfassend insbesondere Ladezustand, Temperatur, usw.
Auf diese Weise kann bewertet werden, ob die zweite Rückfallebene für die Bremsfunktion bzw. die dritte Ebene für Bremsfunktion oder mit anderen Worten ein generatorisches Verzögern sichergestellt werden kann.
Weiterhin kann nach einem Auftreten von einem kritischen ersten Fehler mindestens eine von den folgenden Aktionen beim Betreiben des Fahrzeuges durchgeführt werden, insbesondere in der vorgegebener Reihenfolge:
Ausgeben einer zweiten Warnung an einen Benutzer des Fahrzeuges mit einer Aufforderung zum Handeln, insbesondere zum Anhalten des Fahrzeuges,
Setzen eines Timers (ung. 1 min) zum Umsetzen der Aufforderung durch den Benutzer des Fahrzeuges gemäß der zweiten Warnung, automatisches Verzögern (insbesondere moderates Verzögern, vorzugsweise über ein generatorisches Verzögern des Fahrzeuges, bspw. mit einer Beschleunigung von ung. 1 bis 2 m/s2) und/oder Abbremsen des Fahrzeuges, insbesondere bis in den Stillstand, wenn nach Ablauf des Timers die Aufforderung gemäß der zweiten Warnung durch den Benutzer des Fahrzeuges nicht umgesetzt wurde.
Des Weiteren kann nach einem Auftreten von einem unkritischen ersten Fehler mindestens eine von den folgenden Aktionen beim Betreiben des Fahrzeuges durchgeführt werden, insbesondere in der vorgegebener Reihenfolge:
Ausgeben einer ersten Warnung an einen Benutzer des Fahrzeuges mit einer Empfehlung zum Handeln, insbesondere zum Aufsuchen einer Werkstatt, automatisches Verzögern (insbesondere moderates Verzögern, vorzugsweise über ein generatorisches Verzögern des Fahrzeuges, bspw. mit einer Beschleunigung von ung. 1 bis 2 m/s2) und/oder Abbremsen des Fahrzeuges, insbesondere auf eine begrenzte Geschwindigkeit, vorzugsweise nach dem der unkritischer erster Fehler erfasst wurde, Betrieben des Fahrzeuges in einem begrenzten Betriebsmodus, insbesondere mit einer begrenzten Geschwindigkeit, bspw. 130 km/h, vorzugsweise für eine begrenzte Zeit, bspw. 40 min, und/oder eine begrenzte Strecke, bspw. 25 km, Ausgeben einer zweiten Warnung an einen Benutzer des Fahrzeuges mit einer Aufforderung zum Handeln, insbesondere zum Anhalten des Fahrzeuges, Setzen eines Timers zum Umsetzen der Aufforderung durch den Benutzer des Fahrzeuges gemäß der zweiten Warnung, und/oder automatisches Verzögern (insbesondere moderates Verzögern, vorzugsweise über ein generatorisches Verzögern des Fahrzeuges F, bspw. mit einer Beschleunigung von ung. 1 bis 2 m/s2) und/oder Abbremsen des Fahrzeuges, insbesondere bis in den Stillstand, wenn nach Ablauf der begrenzten Zeit und/oder der begrenzten Strecke der erfasste erste Fehler nicht behoben wurde.
Zudem kann nach einem Auftreten von einem kritischen ersten Fehler mindestens eine von den folgenden Aktionen beim Betreiben des Fahrzeuges durchgeführt werden, insbesondere in der vorgegebener Reihenfolge:
Überwachen des erfassten unkritischen ersten Fehlers auf Umwandeln in einen kritischen ersten Fehler,
Erfassen einer Umwandlung des erfassten unkritischen ersten Fehlers in einen kritischen ersten Fehler,
Ausgeben einer zweiten Warnung an einen Benutzer des Fahrzeuges mit einer Aufforderung zum Handeln, insbesondere zum Anhalten des Fahrzeuges, Setzen eines Timers (ung. 1 min) zum Umsetzen der Aufforderung durch den Benutzer des Fahrzeuges gemäß der zweiten Warnung, automatisches Verzögern (insbesondere moderates Verzögern, vorzugsweise über ein generatorisches Verzögern des Fahrzeuges, bspw. mit einer Beschleunigung von ung. 1 bis 2 m/s2) und/oder Abbremsen des Fahrzeuges, insbesondere bis in den Stillstand, wenn nach Ablauf des Timers die Aufforderung gemäß der zweiten Warnung durch den Benutzer des Fahrzeuges nicht umgesetzt wurde. Außerdem kann nach einem Auftreten von einem unkritischen ersten Fehler und einem kritischen zweiten Fehler mindestens eine von den folgenden Aktionen beim Betreiben des Fahrzeuges durchgeführt werden, insbesondere in der vorgegebenen Reihenfolge:
Ausgeben einer zweiten Warnung an einen Benutzer des Fahrzeuges mit einer Aufforderung zum Handeln, insbesondere zum Anhalten des Fahrzeuges,
Setzen eines Timers (ung. 1 min) zum Umsetzen der Aufforderung durch den Benutzer des Fahrzeuges gemäß der zweiten Warnung, automatisches Verzögern (insbesondere moderates Verzögern, vorzugsweise über ein generatorisches Verzögern des Fahrzeuges, bspw. mit einer Beschleunigung von ung. 1 bis 2 m/s2) und/oder Abbremsen des Fahrzeuges, insbesondere bis in den Stillstand, wenn nach Ablauf des Timers die Aufforderung gemäß der zweiten Warnung durch den Benutzer des Fahrzeuges nicht umgesetzt wurde.
Darüber hinaus kann nach einem Auftreten von einem unkritischen ersten Fehler und einem unkritischen zweiten Fehler mindestens eine von den folgenden Aktionen beim Betreiben des Fahrzeuges durchgeführt werden, insbesondere in der vorgegebener Reihenfolge: erneutes Ausgeben einer ersten Warnung an einen Benutzer des Fahrzeuges mit einer Empfehlung zum Handeln, insbesondere zum Aufsuchen einer Werkstatt, Betrieben des Fahrzeuges in einem begrenzten Betriebsmodus, insbesondere mit einer begrenzten Geschwindigkeit, bspw. 130 km/h, vorzugsweise für eine begrenzte Zeit, bspw. 40 min, und/oder eine begrenzte Strecke, bspw. 25 km, bevorzugt gemessen seit dem Erfassen des unkritischen ersten Fehlers, und/oder automatisches Verzögern (insbesondere moderates Verzögern, vorzugsweise über ein generatorisches Verzögern des Fahrzeuges, bspw. mit einer Beschleunigung von ung. 1 bis 2 m/s2) und/oder Abbremsen des Fahrzeuges, insbesondere bis in den Stillstand, wenn nach Ablauf der begrenzten Zeit und/oder der begrenzten Strecke der erfasste erste Fehler und der zweite Fehler nicht behoben wurden.
Im Folgenden wird der Erfindungsgedanke beschrieben. Die Erfindung stellt zwei Lösungen zum Anhalten des Fahrzeuges bzw. zum Halten des Fahrzeuges im Stillstand bereit, insbesondere nachdem die Funktion „generatorisches Verzögern“, bspw. als eine zweite Rückfallebene in einem Brake-by-Wire-System, aktiviert wurde. Diese Funktion kann bspw. dann aktiviert werden, wenn das primäre Bremssystem und das sekundäre Bremssystem ausgefallen sind. Dabei kann man von einem kritischen Fehler, insbesondere einem kritischen Zweitfehler, in dem Brake-by-Wire-System sprechen. Bei Fahrzeugen mit elektronischer Parkbremse erfolgt die Ansteuerung der elektronischen Parkbremse ebenfalls über das primäre und sekundäre Bremssystem. Folglich ist nach dem generatorischen Verzögern in den Stillstand ein Absichern des Fahrzeuges gegen Verrollen über die elektronische Parkbremse oft nicht mehr möglich. Die Funktion „generatorisches Verzögern“ kann aber auch dann aktiviert werden, wenn der Fahrer nach einem ersten Fehler der Aufforderung nicht nachgeht, eine Werkstatt auszusuchen bzw. den Fehler zu beheben.
Von einem Ausfall in einem Bremssystem, insbesondere einem Brake-by-Wire-System, des Fahrzeuges kann man im Rahmen der Erfindung zumindest dann sprechen, wenn ein kritischer Zweitfehler in dem Bremssystem bzw. in dem Brake-by-Wire-System des Fahrzeuges erfasst wurde oder wenn ein unkritischer Fehler im Bremssystem nicht behoben wurde.
Die Erfindung schlägt vor, dass der Elektromotor des Fahrzeuges die Verrollsicherung übernimmt. Hierzu kann der Elektromotor, insbesondere in der Ausführung als ein permanenterregter bzw. permanentmagneterregter Synchronmotor, in einen aktiven Kurzschluss geschaltet werden, sog. AKS. Die Umschaltung in den aktiven Kurzschluss kann vorteilhafterweise unterhalb einer bestimmten Drehzahlgrenze, sog. der AKS-Drehzahlgrenze, erfolgen. Das AKS-Moment verhindert dann ein Verrollen des Fahrzeugs.
Aktiver Kurzschluss bzw. AKS bedeutet: Die Statorwicklungen des Synchronmotors werden an den Anschlussleitungen kurzgeschlossen, bspw. durch einen Schalter, wie z. B. einen elektronischen Schalter (bspw. einen Feldeffekttransistor, wie z. B. einen MOSFET-Transistor) welcher bspw. in der Leistungselektronik vorgesehen sein kann.
Das AKS-Moment bedeutet: Wenn das Fahrzeug nach vorn oder hinten verrollt, dann wird durch die Bewegung des Permanentmagneten im Rotor des Synchronmotors eine Spannung in den Wicklungen des Stators induziert. In den kurzgeschlossenen Wicklungen des Stators fließt nun ein Strom, der zu einem AKS-Moment führt, welcher der Drehrichtung des Synchronmotors entgegenwirkt, und damit zum Abbremsen des Fahrzeuges führt.
Die Drehzahlgrenze bzw. die AKS-Drehzahlgrenze bedeutet: Das AKS-Moment steigt mit der Drehzahl des Elektromotors steil an, erreicht dann ein Maximum, und fällt danach stetig ab. Unterhalb der AKS-Grenzdrehzahl ist das AKS-Moment dann so gering, dass es nicht mehr ausreicht, um das Fahrzeug gegen Verrollen zu sichern.
Vorteilhaft ist dabei, dass falls das Fahrzeug nach dem generatorischen Verzögern aus dem Stillstand verrollen sollte, dann die maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs beim Verrollen durch den aktiven Kurzschluss auf wenige km/h begrenzt wird, vorzugsweise unterhalb der Schrittgeschwindigkeit, vorzugsweise unterhalb 1 km/h.
Vorteilhaft ist zudem, dass das Fahrzeug nach dem generatorischen Verzögern in den Stillsand nicht aktiv im Stillstand gehalten wird, d.h. dass dabei kaum bis kein Strom verbraucht wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zum Verzögern des Fahrzeuges ein generatorisches Verzögern durchgeführt wird, welches vorzugsweise automatisch eingeleitet wird, insbesondere wenn ein kritischer Zweitfehler in einem Bremssystem, bevorzugt einem Brake-by-Wire-System, des Fahrzeuges erfasst wurde, oder wenn ein unkritischer Erstfehler in einem Bremssystem, bevorzugt einem Brake-by-Wire-System, des Fahrzeuges nicht behoben wurde. Dies kann bedeuten, dass sowohl ein primäres Bremssystem als auch das sekundäre Bremssystem des Fahrzeuges ausgefallen ist oder dass ein Ausfall eines primären Bremssystems oder eines sekundären Bremssystems nicht behoben wurde o. Ä. Vorteilhafterweise kann das Schalten des Elektromotors in den aktiven Kurzschluss nach einem generatorischen Verzögern des Fahrzeuges durchgeführt werden. Auf diese Weise können die Vorteile der Verrollsicherung mithilfe des Elektromotors ermöglicht werden, wenn eine elektronische Parkbremse des Fahrzeuges nicht zur Verfügung steht bzw. nicht mithilfe des Bremssystems und des sekundären Bremssystems realisiert werden kann.
Wie oben bereits erwähnt, kann der Elektromotor unterhalb einer bestimmten Drehzahlgrenze des Elektromotors, insbesondere einer sog. AKS-Drehzahlgrenze, in den aktiven Kurzschluss geschaltet werden. Die Drehzahlgrenze des Elektromotors zum Schalten in den aktiven Kurzschluss kann vorteilhafterweise in Abhängigkeit von einem Gewicht, insbesondere einem Beladungsgewicht, des Fahrzeuges und/oder einer Topologie, insbesondere einer Steigung, einer Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug zum Anhalten gebracht wird, bestimmt werden. Auf diese Weise kann die Verrollsicherung mithilfe des Elektromotors das Fahrzeug auf einer Verrollgeschwindigkeit halten.
Beim Schalten des Elektromotors in den aktiven Kurzschluss können Statorwicklungen des Elektromotors an Anschlussleitungen, insbesondere durch einen Schalter, vorzugsweise einen elektronischen Schalter, bevorzugt einen Feldeffekttransistor, kurzgeschlossen werden.
Vorteilhafterweise kann beim Schalten des Elektromotors in den aktiven Kurzschluss eine Verrollgeschwindigkeit des Fahrzeuges auf wenige km/h, insbesondere unterhalb einer Schrittgeschwindigkeit, vorzugsweise unterhalb 1 km/h, begrenzt werden. Das Fahrzeug selbst kann aufgrund der geringen Verrollgeschwindigkeit trotz eines Ausfalls des Bremssystems sicher betrieben werden. Andere Verkehrsteilnehmer können dem Fahrzeug sicher ausweichen, sodass das Fahrzeug nahezu als ein stehendes Hindernis wahrgenommen werden kann.
Vorteilhafterweise kann die Verrollsicherung des Fahrzeuges durch Schalten des Elektromotors in den aktiven Kurzschluss passiv, insbesondere ohne ein Bestromen von Statorwicklungen des Elektromotors, durchgeführt werden.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass nach dem Schalten des Elektromotors in den aktiven Kurzschluss eine Fahrpedalbetätigung abgeschaltet, unterbrochen bzw. nicht erlaubt wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Fahrer die Verrollsicherung mithilfe des Elektromotors ausschaltet und das Fahrzeug wieder beschleunigt.
Zudem ist es denkbar, dass der aktive Kurzschluss des Elektromotors während einer Fahrpedalbetätigung unterbrochen wird. Auf diese Weise kann dem Fahrer die Fahrpedalbetätigung erlaubt werden, zumindest in ungewöhnlichen Situationen, bspw. rückwärts „Bergauf-Rollen“, um den Fahrer nicht zu verwirren und diese ungewöhnlichen Situationen einfacher bzw. intuitiver beherrschbar zu machen.
Vorteilhafterweise kann die Fahrpedalbetätigung in Abhängigkeit von einer Topologie, insbesondere einer Steigung, einer Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug zum Anhalten gebracht wird, abgeschaltet oder zugelassen werden. Grundsätzlich ist es denkbar, dass bei einer abfallenden Fahrbahn die Fahrpedalbetätigung erlaubt werden kann, und dass bei einer eher ebenen oder steigenden Fahrbahn die Fahrpedalbetätigung nicht erlaubt wird.
Weiterhin ist es denkbar, dass nach dem Schalten des Elektromotors in den aktiven Kurzschluss eine Lenkfunktion des Fahrzeuges zugelassen wird. Auf diese Weise kann dem Fahrer die Möglichkeit vorbehalten werden, Hindernissen auszuweichen.
Die Erfindung stellt ferner bereit: ein Verwenden eines Elektromotors eines Fahrzeuges in einem aktiven Kurzschluss, um eine Verrollsicherung des Fahrzeuges bereitzustellen. Auf diese Weise kann der Elektromotor des Fahrzeuges auf eine vorteilhafte Weise zum Bereitstellen einer passiven Verrollsicherung genutzt werden. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn eine elektronische Parkbremse des Fahrzeuges nicht zur Verfügung steht bzw. nicht mithilfe des Bremssystems und des sekundären Bremssystems realisiert werden kann.
Die Erfindung stellt zudem bereit: ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges beim Anhalten des Fahrzeuges und/oder beim Halten des Fahrzeuges in einem Stillstand, bspw. nach einem Ausfall in einem Bremssystem, insbesondere einem Brake-by-Wire-System, des Fahrzeuges. Das Fahrzeug kann dabei einen Elektromotor, bspw. einen Synchronmotor, insbesondere einen permanent erregten, vorzugsweise permanentmagneterregten Synchronmotor, oder einen Asynchronmotor, und mindestens einer Batterie, bspw. eine Hochvolt-Batterie, insbesondere eine Traktionsbatterie, aufweisen. Das Verfahren aufweisend:
Verzögern, insbesondere generatorisches Verzögern, des Fahrzeuges, welches vorzugsweise automatisch eingeleitet wird, wenn bspw. ein kritischer Zweitfehler in einem Bremssystem, wie z. B. einem Brake-by- Wire-System, des Fahrzeuges erfasst wurde und/oder wenn ein unkritischer Fehler im Bremssystem nicht behoben wurde, Bestromen einer Statorwicklung des Elektromotors, ggf. unter einer Phasenumschaltung von Statorwicklungen des Elektromotors, um eine Verrollsicherung des Fahrzeuges bereitzustellen.
Auf diese Weise kann eine Verrollsicherung mithilfe des Elektromotors ermöglicht werden, die unter Bestromung funktioniert. Somit kann ein aktives Anhalten des Fahrzeuges und/oder Halten des Fahrzeuges in einem Stillstand ermöglicht werden. Dabei wird die elektrische Energie verbraucht. Allerdings werden dadurch hohe Bremsmomente ermöglicht. Dies stellt eine alternative Lösung zu dem oben beschriebenen Verfahren dar, bei dem ein passives Anhalten des Fahrzeuges und/oder Halten des Fahrzeuges in einem Stillstand ermöglicht wird.
Die Erfindung stellt außerdem bereit: ein Verwenden eines Elektromotors eines Fahrzeuges durch Bestromen einer Statorwicklung des Elektromotors, ggf. unter einer Phasenumschaltung von Statorwicklungen des Elektromotors, um eine Verrollsicherung des Fahrzeuges bereitzustellen. Auch auf diese Weise kann der Elektromotor des Fahrzeuges zum Bereitstellen einer aktiven Verrollsicherung genutzt werden. Dies kann ebenfalls dann vorteilhaft sein, wenn eine elektronische Parkbremse des Fahrzeuges nicht zur Verfügung steht bzw. nicht mithilfe des Bremssystems und des sekundären Bremssystems realisiert werden kann und wenn genügend Energie vorhanden ist, wenn z. B. die zumindest eine Batterie, wie z. B. die Hochvolt- Batterie bzw. die Traktionsbatterie, vollgeladen ist.
Die Erfindung stellt ferner bereit: ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch einen Computer diesen veranlassen, eines der oben beschriebenen Verfahren durchzuführen. Mithilfe des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen. Die Erfindung stellt weiterhin bereit: eine Steuereinheit, aufweisend eine Recheneinheit und eine Speichereinheit, in welcher ein Code hinterlegt ist, welcher bei zumindest teilweiser Ausführung durch die Recheneinheit, eines der oben beschriebenen Verfahren durchführt. Mithilfe der erfindungsgemäßen Steuereinheit können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
Die Steuereinheit zum Durchführen des jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahrens kann als eine separate Steuereinheit ausgeführt oder in einer zentralen Steuereinheit des Fahrzeuges und/oder in einer Steuereinheit für einen Elektromotor des Fahrzeuges softwaretechnisch und/oder hardwaretechnisch integriert sein. Die Steuereinheit zum Durchführen des jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahrens kann zudem eine Steuereinheit für das Bremssystem umfassen.
Die Erfindung stellt zudem bereit: ein Fahrzeug, aufweisend eine entsprechende Steuereinheit. Mithilfe des erfindungsgemäßen Fahrzeuges können die gleichen Vorteile erreicht werden, die oben im Zusammenhang mit dem jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden. Auf diese Vorteile wird vorliegend vollumfänglich Bezug genommen.
Weiterhin wird die Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bremssystems,
Fig. 2 Fahrzeugverhalten nach einem unkritischen Erstfehler und bei Erreichen eines Strecken- oder Zeitlimits,
Fig. 3 Fahrzeugverhalten nach einem unkritischen Erstfehler und einem kritischen Zweitfehler, und
Fig. 4 eine Übersicht von möglichen Verwendungen einer Verrollsicherung im Rahmen der vorliegenden Offenbarung.
Die Fig. 1 bis 4 dienen zum Beschreiben eines Verfahrens im Rahmen der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren dient zum Betreiben eines Fahrzeuges F beim Anhalten des Fahrzeuges F und/oder beim Halten des Fahrzeuges F in einem Stillstand, bspw. nach einem Ausfall in einem Bremssystem 100, insbesondere einem Brake-by-Wire-System, des Fahrzeuges F. Das Verfahren dient somit zum Bereitstellen einer Verrollsicherung des Fahrzeuges F.
Wie es die Fig. 1 andeutet, kann das Fahrzeug F einen Elektromotor 103, bspw. einen Synchronmotor, insbesondere einen permanent erregten, vorzugsweise permanentmagneterregten Synchronmotor, oder einen Asynchronmotor, und mindestens eine Batterie 104, bspw. eine Hochvolt-Batterie, insbesondere eine Traktionsbatterie, aufweisen.
Das Verfahren sieht folgende Verfahrensschritte/Aktionen vor:
Verzögern, insbesondere generatorisches Verzögern, des Fahrzeuges F, welches vorzugsweise automatisch eingeleitet wird, wenn bspw. ein kritischer Zweitfehler in einem Bremssystem 100 bzw. einem Brake-by- Wire-System, des Fahrzeuges F erfasst wurde und/oder wenn ein unkritischer Erstfehler in dem Bremssystem 100 nicht behoben wurde, Schalten des Elektromotors 103 in einen aktiven Kurzschluss AKS, vorzugsweise nach einem generatorischen Verzögern des Fahrzeuges F, um eine Verrollsicherung des Fahrzeuges F bereitzustellen.
Wie es die Fig. 1 ferner andeutet, kann das Fahrzeug F, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann, ein Bremssystem 100, ein sog. Brake-by-Wire-System, aufweisen, bei welchem Erfassungsvorrichtungen und Umsetzungsvorrichtungen für eine Bremsaufforderung (die bspw. vom Fahrer oder vom Fahrzeug kommen kann) mechanisch voneinander entkoppelt sein können. Das Bremssystem 100 kann folgende Untersysteme aufweisen: ein erstes (bzw. primäres) Bremssystem 10 (sog. autonomes Bremssystem) zum Bereitstellen einer Bremsfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über eine erste (bzw. primäre) Energieversorgung E1 mit elektrischer Energie versorgt wird, ein zweites (bzw. sekundäres) Bremssystem 20 (sog. autonomes Bremssystem) zum Bereitstellen einer ersten Rückfallebene für die Bremsfunktion, welches autonom ausgebildet ist und/oder über eine zweite (bzw. sekundäre) Energieversorgung E2 mit elektrischer Energie versorgt wird, und ein drittes Bremssystem (zumindest zum Teil mittelbares und/oder funktional umgesetztes Bremssystem) zum Bereitstellen einer zweiten Rückfallebene für die Bremsfunktion, insbesondere über ein elektromechanisches Antriebssystem 103, 104 des Fahrzeuges, z. B. durch ein generatorisches Verzögern 30.
Bei dem Bremssystem 100 sind zwei redundant vorgehaltene autonome Bremssysteme 10, 20 vorgesehen, die autark bzw. selbstständig ausgebildet sind und die unabhängig voneinander sowie von anderen Funktionssystemen des Fahrzeuges F funktionieren können.
Jedes dieser beiden Bremssysteme 10, 20 kann zudem mehrere Subsysteme aufweisen, wie z. B. jeweils eine Bremsaufforderungserfassung (bzw. Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Bremsaufforderung) und jeweils eine Bremsaufforderungsumsetzung (bzw. Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Bremsaufforderung). Die Bremsaufforderung kann in beiden autonomen Bremssystemen von der jeweiligen Erfassung zu der jeweiligen Umsetzung über ein entsprechendes Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System bzw. einen Datenbus, z. B. mit einem CAN- oder SENT-Protokoll, übertragen werden. Die Subsysteme im Einzelnen sind lediglich aus Einfachheitsgründen nicht dargestellt.
Das dritte Bremssystem kann zumindest zum Teil als ein mittelbares bzw. abhängiges und/oder funktional umgesetztes bzw. indirektes Bremssystem (oder Verzögerungssystem) zum Bereitstellen einer zweiten Rückfallebene für die Bremsfunktion bereitgestellt werden, bspw. über ein weiteres funktionswesentliches System des Fahrzeuges F, wie z. B. ein elektromechanisches Antriebssystem 103, 104, bspw. durch ein generatorisches Verzögern. Ein Elektromotor 103 des elektromechanischen Antriebssystems 103, 104, welcher zum generatorischen Verzögern 30 in einem Generatormodus G betrieben wird, agiert dabei als eine dritte Bremsaufforderungsumsetzung (bzw. Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen der Bremsaufforderung). Der Elektromotor 103 generiert dabei einen Ladestrom I für die mindestens eine Batterie 104, umfassend bspw. eine Hochvolt-Batterie, wie z. B. eine Traktionsbatterie, und ggf. mindestens eine weitere Hilfsbatterie.
Ferner kann das Bremssystem 100 eine Steuereinheit 101 aufweisen, die in der zentralen Steuereinheit des Fahrzeuges F softwaretechnisch und/oder hardwaretechnisch integriert sein kann, wie es die Fig. 1 schematisch andeutet. Das Bremssystem 100 kann aber auch eine eigene Steuereinheit 101 aufweisen, die mit einer zentralen Steuereinheit des Fahrzeuges F in einer Kommunikationsverbindung stehen kann.
Da die Subsysteme des ersten Bremssystems 10 und des zweiten Bremssystems 20 mehrere Komponenten aufweisen, kann der Ausfall einer dieser Komponenten zum Ausfall des jeweiligen Systems 10, 20 führen. Bei einem Ausfall von mindestens einem Bremssystem 10, 20 kann man von einem Ausfall in dem Bremssystem 100 bzw. Brake-by-Wire-System sprechen, nach welchem das erfindungsgemäße Verfahren eingeleitet werden kann.
Die Steuereinheit 101 des Bremssystems 100 kann Eingangssignale D1 , D2, D3. DE1, DE2, DE3 (Diagnosebotschaften, „Alive“-Signale und/oder Fehlerzustände) sowohl von dem ersten und von dem zweiten autonomen Bremssystem 10, 20 sowie von dem dritten mittelbaren Bremssystem 30 als auch von der ersten und der zweiten Energieversorgung E1, E2 sowie von der dritten Energieversorgung E3 erhalten, bspw. über ein geeignetes Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System bzw. einen Datenbus, z. B. mit einem CAN- oder SENT-Protokoll, z. B. via CAN-Bus, und/oder eine drahtlose Übertragung, wie z. B. eine Funkübertragung. Von der mindestens einen Batterie 104 kann die Steuereinheit 101 die Betriebsparameter, wie z. B. den Ladezustand und die Temperatur, erhalten, bspw. über ein geeignetes Übertragungssystem, wie z. B. ein Bus-System bzw. einen Datenbus, z. B. mit einem CAN- oder SENT-Protokoll, z. B. via CAN-Bus, und/oder eine drahtlose Übertragung, wie z. B. eine Funkübertragung.
Die Steuereinheit 101 des Bremssystems 100 kann anhand dieser Eingangssignale D1, D2, D3, DE1, DE2, DE3 (Diagnosebotschaften, „Alive“-Signale und/oder Fehlerzustände und/oder Betriebsparameter) entscheiden, ob ein generatorisches Verzögern 30 überhaupt, in wie weit und/oder bis in den Stillstand des Fahrzeuges F möglich ist. Zudem kann die Steuereinheit 101 entscheiden, ob nach einem Erstfehler F1 und/oder Zweitfehler F2 in den jeweiligen Bremssystemen 10, 20, 30 und/oder bei den Energieversorgungen E1 , E2, E3 eine Weiterfahrt des Fahrzeuges F möglich ist. Außerdem kann die Steuereinheit 101 entscheiden, ob eine automatische Verzögerung, Abbremsung und/oder Zwangsbremsung angefordert werden muss, und/oder ob die automatische Verzögerung, Abbremsung und/oder Zwangsbremsung generatorisch mithilfe des Elektromotors 103 und/oder über die ersten Bremsaufforderungsumsetzung und/oder über die zweite Bremsaufforderungsumsetzung mithilfe der Bremssättel erfolgen soll.
Die Steuereinheit 101 des Bremssystems 100 kann von einer Steuereinheit 102 des Elektromotors 103 anfordern, ein generatorisches Verzögern 30 durchzuführen. Die Steuereinheit 101 kann von der ersten Bremsaufforderungsumsetzung und/oder von der zweiten Bremsaufforderungsumsetzung ein Verzögern mithilfe der Bremssättel anfordern. Zudem kann die Steuereinheit 101 eine Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle ansteuern, um den Benutzer des Fahrzeuges über die Fehler zu informieren und/oder zu warnen und/oder um einen Vorschlag zum weiteren Betreiben des Fahrzeuges F auszugeben, wie z. B. Aufsuchen einer Werkstatt (vgl. eine erste Warnung W1 in den Fig. 2 und 3). Außerdem kann die Steuereinheit 101 den Fahrer über die verbleibende Fahrstrecke und/oder über die verbleibende Fahrzeit informieren.
Die Steuereinheit zum Durchführen des jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahrens kann als eine separate Steuereinheit ausgeführt oder in einer zentralen Steuereinheit 110 des Fahrzeuges F und/oder in der Steuereinheit 102 des Elektromotors 103 des Fahrzeuges F softwaretechnisch und/oder hardwaretechnisch integriert sein. Die Steuereinheit zum Durchführen des jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahrens kann zudem die Steuereinheit 101 für das Bremssystem 100 umfassen.
Mithilfe der Fig. 2 und 3 wird das grundsätzliche Verhalten nach Erstfehler F1 und Zweitfehler F2, und hier insbesondere die Funktion „Generatorisches Verzögern 30“, möglichst in den Stillstand, als die zweite Rückfallebene für die Bremsfunktion beschrieben.
Die Fig. 2 zeigt ein mögliches Fahrzeugverhalten nach einem unkritischen U Erstfehler F1 ohne einen drauffolgenden Zweitfehler F2 mithilfe einer Funktion einer Geschwindigkeit V des Fahrzeuges F in Abhängigkeit von der Zeit t. Nach einem unkritischem U Erstfehler F1 kann der Benutzer des Fahrzeuges F eine erste Warnung W1 , z. B. „Werkstatt aufsuchen“ erhalten. Das Fahrzeug F kann aber für begrenzte Zeit T 1 (z. B. 40 min) bzw. für eine begrenzte Strecke S1 (z. B. 25 km), insbesondere mit begrenzter Geschwindigkeit V1 (z. B. 130 km/h) noch weiterfahren (vgl. Fig. 2). Die Weiterfahrt des Fahrzeuges F wird deswegen begrenzt, um ein sog. „hartes Liegenbleiben“ des Fahrzeuges F zu vermeiden, was für den Benutzer des Fahrzeuges F unsicher und/oder unkomfortabel wäre. Ein „hartes Liegenbleiben“ bedeutet, dass das Fahrzeug F nicht mehr aus eigener Kraft in eine Werkstatt fahren kann und muss daher abgeschleppt werden.
Wenn während der Weiterfahrt des Fahrzeuges F kein weiterer kritischer K Fehler F1 , F2 auftritt, dann wird der Benutzer des Fahrzeuges F kurz vor, bei oder nach dem Erreichen des Zeitlimits T1 oder des Streckenlimits S1 erneut gewarnt. Dabei kann eine zweite Warnung W2, z. B. „Sofort Anhalten“ ausgegeben werden.
Wenn der Benutzer des Fahrzeuges F auf die zweite Warnung W2, bspw. innerhalb eines Timers t1 (z. B. von ung. 1 min), nicht reagiert, dann wird das Fahrzeug F automatisch, vorzugsweise durch ein generatorisches Verzögern 30, bevorzugt moderat, bspw. mit Geschwindigkeiten V zwischen ung. 1 m/s2 und ung. 2 m/s2, möglichst in den Stillstand, verzögert. Ein automatisches, vorzugsweise generatorisches Verzögern 30 des Fahrzeuges F wird eingeleitet, weil eine unbegrenzte Weiterfahrt des Fahrzeuges F nach einem Erstfehler F1 bei dem Brake-by-Wire-System nicht sicher ist.
Die Fig. 3 zeigt ein mögliches Fahrzeugverhalten nach einem unkritischen U Erstfehler F1 und einem kritischen K Zweitfehler F2 mithilfe einer Funktion einer Geschwindigkeit V des Fahrzeuges F in Abhängigkeit von der Zeit t.
Wenn nach einem unkritischen U Erstfehler F1 während der Weiterfahrt des Fahrzeuges F ein kritischer K Zweitfehler F2 auftritt, dann kann der Benutzer des Fahrzeuges F erneut gewarnt werden. Hierzu kann eine zweite Warnung W2, z. B. „Sofort Anhalten“ ausgegeben werden. Anschließend wird das Fahrzeug F automatisch durch ein generatorisches Verzögern 30, vorzugsweise moderat, bspw. mit Geschwindigkeiten zwischen ung. 1 m/s2 und ung. 2 m/s2, möglichst in den Stillstand, verzögert.
Ein Zweitfehler F2 in dem Brake-by-Wire-System ist dann kritisch, wenn nach einem darauf folgenden Drittfehler das Fahrzeug F weder vom Benutzer des Fahrzeuges F noch automatisch in den Stillstand verzögert werden kann. Eine Weiterfahrt des Fahrzeuges F ist dann nicht mehr möglich. Dabei sind folgende Beispiele denkbar: Das primäre Bremssystem 10 und das sekundäre Bremssystem 20 fallen aus, oder die primäre Energieversorgung E1 und die sekundäre Energieversorgung E2 fallen aus o.Ä.
Der gleichzeitige Ausfall des primären Bremssystems 10 und des sekundären Bremssystems 20 wird von der Steuereinheit 101 des Bremssystems 100 erkannt. Dies kann bspw. bei einem fehlenden „Alive“-Signal und/oder eine entsprechende Diagnosebotschaft erkannt werden, vgl. die Eingangssignale D1 , D2, D3, DE1, DE2, DE3 (Diagnosebotschaften, „Alive“-Signale und/oder Fehlerzustände und/oder Betriebsparameter) in der Fig. 1.
Die zentrale Steuereinheit 110 des Fahrzeuges F kann in dieser Situation von der Steuereinheit 102 des Elektromotors 103 ein automatisches Verzögern des Fahrzeuges F via generatorisches Verzögern 30 anfordern, welches vom Elektromotor 103 umgesetzt wird, und zu einem Aufladen der mindestens einen Batterie 104, insbesondere einer Hochvolt-Batterie, vorzugsweise einer Traktionsbatterie, und ggf. mindestens einer weiteren Hilfsbatterie führt.
Die Erfindung liefert eine Methode zum Anhalten des Fahrzeuges bzw. zum Halten des Fahrzeuges im Stillstand, insbesondere nachdem die Funktion „generatorisches Verzögern 30“, bspw. als eine zweite Rückfallebene in dem Brake-by-Wire-System, aktiviert wurde. Von einem Ausfall in dem Bremssystem 100 bzw. in dem Brake-by-Wire-System des Fahrzeuges F kann man im Rahmen der Erfindung zumindest dann sprechen, wenn ein kritischer K Zweitfehler F2 in dem Bremssystem 100 erfasst wurde (vgl. Fig. 3) oder wenn ein unkritischer U Fehler (vgl. Fig. 2) nicht behoben wurde.
Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass der Elektromotor 103 die Verrollsicherung des Fahrzeuges F übernimmt. Hierzu kann der Elektromotor 103, insbesondere in der Ausführung als ein permanenterregter Synchronmotor, in einen aktiven Kurzschluss AKS geschaltet werden, sog. AKS. Die Umschaltung in den aktiven Kurzschluss AKS kann vorteilhafterweise unterhalb einer bestimmten Drehzahlgrenze, sog. der AKS-Drehzahlgrenze, erfolgen. Das AKS- Moment verhindert dann ein Verrollen des Fahrzeugs.
Aktiver Kurzschluss bzw. AKS bedeutet: Die Statorwicklungen des Synchronmotors werden an den Anschlussleitungen kurzgeschlossen, bspw. durch einen Schalter, wie z. B. einen elektronischen Schalter bspw. einen Feldeffekttransistor, wie z. B. einen MOSFET-Transistor welcher bspw. in der Leistungselektronik vorgesehen sein kann.
Das AKS-Moment bedeutet: Wenn das Fahrzeug F nach vorn oder hinten verrollt, dann wird durch die Bewegung des Permanentmagneten im Rotor des Synchronmotors eine Spannung in den Wicklungen des Stators induziert. In den kurzgeschlossenen Wicklungen des Stators fließt nun ein Strom, der zu einem AKS-Moment führt, welcher der Drehrichtung des Synchronmotors entgegenwirkt, und damit zum Abbremsen des Fahrzeuges F führt.
Die Drehzahlgrenze bzw. die AKS-Drehzahlgrenze bedeutet: Das AKS-Moment steigt mit der Drehzahl des Elektromotors 103 steil an, erreicht dann ein Maximum, und fällt danach stetig ab. Unterhalb der AKS-Grenzdrehzahl ist das AKS-Moment dann so gering, dass es nicht mehr ausreicht, um das Fahrzeug F gegen Verrollen zu sichern.
Vorteilhaft ist dabei, dass falls das Fahrzeug F nach dem generatorischen Verzögern 30 aus dem Stillstand verrollen sollte, dann wird die maximale Geschwindigkeit Vroll des Fahrzeugs F beim Verrollen durch den aktiven Kurzschluss AKS auf wenige km/h begrenzt, vorzugsweise unterhalb der Schrittgeschwindigkeit, vorzugsweise unterhalb 1 km/h.
Vorteilhaft ist zudem, dass das Fahrzeug F nach dem generatorischen Verzögern in den Stillstand nicht aktiv im Stillstand gehalten wird, d.h. dass dabei kann Strom verbraucht wird. Als alternative Lösung A2 wird das Fahrzeug F nach dem, insbesondere generatorischen, Verzögern in den Stillstand aktiv im Stillstand gehalten. Dies kann bspw. durch eine Bestromung von mindestens einer Statorwicklung und/oder durch eine Phasenumschaltung von Statorwicklungen erfolgen. Hierbei wird der permanent erregte Rotor des Elektromotors 103 durch Bestromung einer Phase des Stators in der gleichen Position gehalten, was ein Verrollen des Fahrzeugs F vermeidet. Um ein Überhitzen des Elektromotors 103 zu vermeiden kann dabei zwischen den Phasen des Stators umgeschaltet werden. Dies führt zu einer geringen Rollbewegung des Fahrzeugs F.
Das Fahrzeug F kann durch Bestromung von mindestens einer Statorwicklung und/oder durch eine Phasenumschaltung für eine begrenzte Zeit im Stillstand gehalten werden.
Mithilfe der Erfindung können unterschiedliche Szenarien Z (vgl. Fig. 4) in Abhängigkeit von der Topologie, wie z. B. der Steigung der Straße gemeistert werden.
Bei einer Fahrt auf einer ebenen Fahrbahn kann das Fahrzeug F wie folgt betrieben werden:
• Das Fahrzeug F wird generatorisch, möglichst in den Stillstand, verzögert.
• Der Elektromotor 103 des Fahrzeugs F wird dann, bspw. unterhalb der AKS- Drehzahlgrenze, in den aktiven Kurzschuss (kurz AKS) geschaltet. Das AKS-Moment verhindert vorteilhafterweise ein Verrollen des Fahrzeugs F.
• Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Verrollsicherung nicht unterbrochen wird, wenn der Fahrer das Fahrpedal betätigt. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Verrollsicherung unterbrochen wird, solange der Fahrer das Fahrpedal betätigt. Eine Weiterfahrt durch Betätigung des Fahrpedals wäre jedoch nur begrenzt möglich.
• Die Lenkfunktion L kann weiterhin gestattet werden.
Bei einer Bergabfahrt kann das Fahrzeug F wie folgt betrieben werden:
• Das Fahrzeug F wird generatorisch, möglichst in den Stillstand, verzögert.
• Der Elektromotor 103 des Fahrzeugs F wird dann, bspw. unterhalb der AKS- Drehzahlgrenze, in den aktiven Kurzschuss AKS geschaltet. Das AKS-Moment verhindert vorteilhafterweise ein Verrollen des Fahrzeugs F.
• Die Neigung der Fahrbahn kann hierbei z. B. aus Rekuperations-Momenten geschätzt werden.
Vorteilhafterweise wird ein Herunterrollen vom Berg durch die Verrollgeschwindigkeit Vroll des Fahrzeugs auf wenige km/h begrenzt. • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Verrollsicherung nicht unterbrochen wird, wenn der Fahrer das Fahrpedal betätigt.
• Die Lenkfunktion L kann weiterhin gestattet werden. Der Fahrer kann vorteilhafterweise die Rollrichtung des Fahrzeuges F weiter beeinflussen, um z. B. das Fahrzeug F bei Bedarf gegen ein Hindernis (z. B. gegen einen Bordstein) zu steuern, um das Fahrzeug F in den Stillstand zu bringen und es im Stillstand zu halten.
• Wenn die Bergabfahrt beendet ist, dann kann das Fahrzeug F wieder so betrieben werden, wie oben unter „Fahrt auf einer ebenen Fahrbahn“ beschrieben wurde.
Bei einer Bergauffahrt kann das Fahrzeug F wie folgt betrieben werden:
• Das Fahrzeug F wird generatorisch, möglichst in den Stillstand, verzögert.
• Der Elektromotor 103 des Fahrzeugs F wird dann, bspw. unterhalb der AKS- Drehzahlgrenze, in den aktiven Kurzschuss (kurz AKS) geschaltet. Das AKS-Moment verhindert vorteilhafterweise ein Verrollen des Fahrzeugs F.
• Die Steigung der Fahrbahn kann hierbei z. B. aus Rekuperations-Momenten geschätzt werden.
• Das Fahrzeug F rollt durch die Verrollsicherung bei einer Bergauffahrt langsam, bspw. mit wenigen km/h, rückwärts den Berg hinab.
• Dabei kann dem Fahrer erlaubt werden, das Fahrpedal zu betätigen , um wieder langsam, bspw. mit wenigen km/h, vorwärts den Hang hinaufzufahren. Auf diese Weise kann die Situation für den Fahrer einfacher beherrschbar gemacht werden.
• Wenn die Bergabfahrt beendet ist, dann kann das Fahrzeug je nach Topographie der Fahrbahn wie unter „Fahrt auf einer ebenen Fahrbahn“ oder wie unter „Bergabfahrt“ beschrieben betrieben werden.
Die Tabelle in der Fig. 4 zeigt eine Übersicht unterschiedlicher Szenarien Z.
Nach dem Schalten des Elektromotors 103 in den aktiven Kurzschluss AKS kann eine Fahrpedalbetätigung FP abgeschaltet, unterbrochen bzw. nicht erlaubt werden (vgl. Situationen „Fahrt auf einer ebenen Fahrbahn“ und „Bergabfahrt“). Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Fahrer die Verrollsicherung mithilfe des Elektromotors 103 ausschaltet und das Fahrzeug F wieder beschleunigt.
In ungewöhnlichen Situationen, wie z. B. „Bergauffahrt“, kann der aktive Kurzschluss AKS des Elektromotors 103 während einer Fahrpedalbetätigung unterbrochen und die Fahrpedalbetätigung erlaubt werden. Dies kann vorteilhaft sein, um den Fahrer nicht zu verwirren und die Situation einfacher bzw. intuitiver beherrschbar zu machen. Wie es die Fig. 4 verdeutlicht, kann die Fahrpedalbetätigung FP in Abhängigkeit von einer Topologie, insbesondere einer Steigung, einer Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug F zum Anhalten gebracht wird, abgeschaltet oder zugelassen werden.
Wie es die Fig. 4 ebenfalls verdeutlicht, kann nach dem Schalten des Elektromotors 103 in den aktiven Kurzschluss AKS eine Lenkfunktion L des Fahrzeuges F zugelassen werden.
Bezugszeichenliste
F Fahrzeug
F1 erster Fehler, Erstfehler
F2 zweiter Fehler, Zweitfehler
U unkritisch
K kritisch
AKS aktiver Kurzschluss
A2 alternative Lösung
FP Fahrpedalbetätigung
L Lenkfunktion
100 Bremssystemaufbau
101 Steuereinheit
102 Steuereinheit
103 Elektromotor
104 Batterie
110 Steuereinheit
10 erstes Bremssystem
20 zweites Bremssystem
30 generatorisches Verzögern
E1 erste Energieversorgung
E2 zweite Energieversorgung
D1 Eingangssignal
D2 Eingangssignal D3 Eingangssignal
DE1 Eingangssignal
DE2 Eingangssignal
DE3 Eingangssignal
G Generatormodus
I Ladestrom
V Geschwindigkeit
Vroll Verrollgeschwindigkeit, maximale Geschwindigkeit t Zeit t1 Timer
V1, T1, S1 begrenzten Betriebsmodus
S1 begrenzte Strecke
T 1 begrenzte Zeit
VI begrenzte Geschwindigkeit
W1 erste Warnung
W2 zweite Warnung
Z Szenario

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges beim Anhalten des Fahrzeuges und/oder beim Halten des Fahrzeuges (F) in einem Stillstand des Fahrzeuges (F), wobei das Fahrzeug (F) einen Elektromotor (103) aufweist, das Verfahren aufweisend:
Verzögern des Fahrzeuges (F),
Schalten des Elektromotors (103) in einen aktiven Kurzschluss (AKS), um eine Verrollsicherung des Fahrzeuges (F) bereitzustellen; wobei beim Schalten des Elektromotors (103) in den aktiven Kurzschluss (AKS) eine Verrollgeschwindigkeit (Vroll) des Fahrzeuges (F) auf wenige km/h begrenzt wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zum Verzögern des Fahrzeuges (F) ein generatorisches Verzögern durchgeführt wird, welches vorzugsweise automatisch eingeleitet wird, insbesondere wenn ein kritischer Zweitfehler in einem Bremssystem (100), bevorzugt einem Brake-by-Wire-System, des Fahrzeuges (F) erfasst wurde, oder wenn ein unkritischer Erstfehler in einem Bremssystem (100), bevorzugt einem Brake-by-Wire-System, des Fahrzeuges (F) nicht behoben wurde. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Schalten des Elektromotors (103) in den aktiven Kurzschluss (AKS) nach einem generatorischen Verzögern (30) des Fahrzeuges (F) durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektromotor (103) unterhalb einer bestimmten Drehzahlgrenze des Elektromotors (103), insbesondere einer sog. AKS-Drehzahlgrenze, in den aktiven Kurzschluss (AKS) geschaltet wird, wobei insbesondere die Drehzahlgrenze des Elektromotors (103) zum Schalten in den aktiven Kurzschluss (AKS) in Abhängigkeit von einem Gewicht, insbesondere einem Beladungsgewicht, des Fahrzeuges (F) und/oder einer Topologie, insbesondere einer Steigung, einer Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug (F) zum Anhalten gebracht wird, bestimmt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Schalten des Elektromotors (103) in den aktiven Kurzschluss (AKS) Statorwicklungen des Elektromotors (103) an Anschlussleitungen, insbesondere durch einen Schalter, vorzugsweise einen elektronischen Schalter, bevorzugt einen Feldeffekttransistor, kurzgeschlossen werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Schalten des Elektromotors (103) in den aktiven Kurzschluss (AKS) eine Verrollgeschwindigkeit (Vroll) des Fahrzeuges (F) auf unterhalb einer Schrittgeschwindigkeit, vorzugsweise unterhalb 1 km/h, begrenzt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug (F) durch Schalten des Elektromotors (103) in den aktiven Kurzschluss (AKS) passiv, insbesondere ohne ein Bestromen von Statorwicklungen des Elektromotors (103), angehalten und/oder in einem Stillstand gehalten wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Schalten des Elektromotors (103) in den aktiven Kurzschluss (AKS) eine Fahrpedalbetätigung (FP) abgeschaltet wird, oder wobei der aktive Kurzschluss (AKS) des Elektromotors (103) während einer Fahrpedalbetätigung (FP) unterbrochen wird, wobei insbesondere die Fahrpedalbetätigung (FP) in Abhängigkeit von einer Topologie einer Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug (F) zum Anhalten gebracht wird, abgeschaltet oder zugelassen wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Schalten des Elektromotors (103) in den aktiven Kurzschluss (AKS) eine Lenkfunktion (L) des Fahrzeuges zugelassen wird. Verwenden eines Elektromotors (103) eines Fahrzeuges (F) in einem aktiven Kurzschluss (AKS), um eine Verrollsicherung des Fahrzeuges (F) bereitzustellen, wobei das Fahrzeug gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 betrieben wird. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges beim Anhalten des Fahrzeuges und/oder beim Halten des Fahrzeuges in einem Stillstand (F) des Fahrzeuges (F), wobei das Fahrzeug (F) einen Elektromotor (103) aufweist, das Verfahren aufweisend:
Verzögern des Fahrzeuges (F),
Bestromen einer Statorwicklung des Elektromotors (103) unter einer Phasenumschaltung von Statorwicklungen des Elektromotors (103), um eine Verrollsicherung des Fahrzeuges (F) bereitzustellen. Verwenden eines Elektromotors (103) eines Fahrzeuges (F) durch Bestromen einer Statorwicklung des Elektromotors (103) unter einer Phasenumschaltung von Statorwicklungen des Elektromotors (103), um eine Verrollsicherung des Fahrzeuges (F) bereitzustellen. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren nach dem vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 oder 11 durchzuführen. Steuereinheit (110), aufweisend eine Recheneinheit und eine Speichereinheit, in welcher ein Code hinterlegt ist, welcher bei zumindest teilweiser Ausführung durch die Recheneinheit ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 oder 11 durchführt. Fahrzeug (F), aufweisend eine Steuereinheit (110) nach dem vorhergehenden Anspruch.
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