DE19703061B4

DE19703061B4 - Bremsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug zum Maximieren der regenerativen Energie

Info

Publication number: DE19703061B4
Application number: DE19703061.0A
Authority: DE
Inventors: Masashi Ito; Fumiaki Kawahata; Masayasu Ohkubo; Kiyoharu Nakamura; Akira Sakai; Akihiro Otomo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: US5895100A; DE19703061A1; JP3546277B2; JPH09215107A

Abstract

Bremsvorrichtung (10) für ein Elektrofahrzeug mit einer Bremse mit hydraulischem Druck und einer regenerativen Bremse, wobei die Bremse mit hydraulischem Druck ein Bremsmoment erzeugt, indem ein hydraulischer Druck an einem Radzylinder (40, 42, 44, 46) von jedem Rad vorgesehen wird, wobei die regenerative Bremse ein Bremsmoment durch Regenerierung in einem Fahrmotor (72, 74, 76, 78) für das jeweilige Rad (FR, FL, RR, RL) erzeugt, wobei die Bremsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß: eine Drehmomentberechnungseinheit ein erforderliches Bremsmoment, das am jeweiligen Rad (FR, FL, RR, RL) vorgesehen werden soll, auf der Grundlage eines erforderlichen Bremsmoments für das Fahrzeug berechnet, wobei das erforderliche Bremsmoment am jeweiligen Rad auf der Grundlage einer Last, die an jedes der Räder angelegt ist, eines Lenkwinkelsignals und eines Querbeschleunigungssignals berechnet wird, ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf eine Bremsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und insbesondere auf eine Bremsvorrichtung, die für ein Elektrofahrzeug geeignet ist.
In einem Elektrofahrzeug wird das Bremsen normalerweise ausgeführt, indem sowohl eine hydraulische Bremse als auch eine regenerative Bremse verwendet wird. In der hydraulischen Bremse wird an einem Radzylinder von jedem der Räder ein hydraulischer Druck vorgesehen, um im Ansprechen auf die Bremsbetätigung durch einen Fahrer ein Bremsmoment zu erzeugen. Im Gegensatz dazu wird beim regenerativen Bremsen ein Bremsmoment durch einen Regenerationsvorgang erzeugt, der auf der Grundlage einer entgegengerichteten elektromotorischen Kraft erhalten wird, die in einem Fahrmotor, der die Antriebsräder eines Fahrzeugs antreibt, erhalten wird. Die regenerative Bremse erzeugt elektrische Energie, die zu einer Batterie geführt werden soll, auf der Grundlage der entgegengerichteten elektromotorischen Kraft, die durch eine Trägheitsdrehung des Fahrmotors erzeugt wird. Die elektrische Energie (auf die sich im folgenden als regenerative Energie bezogen wird), die durch die regenerative Bremse regeneriert wird, ändert sich im Ansprechen auf ein regeneratives Bremsmoment. Es ist vorzuziehen, die regenerative Energie zu erhöhen, um eine Batterie in einem ausreichend geladenen Zustand zu halten. Somit ist es zum Maximieren der regenerativen Energie wünschenswert, das regenerative Bremsmoment in einem Bereich zu maximieren, in dem die regenerative Energie für die Batterie aufnehmbar ist. Wenn das regenerative Bremsmoment für das erforderliche Bremsmoment, das durch eine durch einen Fahrer vorgenommene Bremsbetätigung bestimmt wird, nicht ausreichend ist, wird ein hydraulischer Druck, der ein Bremsmoment erzeugt, das dem Mangel an Bremsmoment entspricht, dem Radzylinder zugeführt, um das erforderliche Bremsmoment zu erhalten.
Die Japanische Patentoffenlegungsschrift JP H07-205800 A offenbart eine Bremsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug mit der vorstehend genannten Funktion. Bei dieser Bremsvorrichtung sieht ein Steuerventil für den hydraulischen Druck sowohl an den Vorderrädern als auch an den Hinterrädern einen proportional verringerten Hauptzylinderdruck vor. Das heißt, daß das Steuerventil für den hydraulischen Druck an jedem Radzylinder einen Druck vorsieht, der der Differenz zwischen dem regenerativen Drehmoment und dem erforderlichen Bremsmoment entspricht.
Das erforderliche Bremsmoment für ein Kraftfahrzeug und das maximale regenerative Bremsmoment sind zwischen den Rädern an der rechten Seite und den Rädern an der linken Seite nicht immer gleich. Das heißt zum Beispiel, daß das erforderliche Bremsmoment für das gesamte Fahrzeug zu jedem der Räder als erforderliches Radbremsmoment im Ansprechen auf einen Bewegungszustand, wie zum Beispiel das Fahren einer Kurve, die Geradeausbewegung oder darauf, daß auf jedes der Räder eine Last aufgebracht wird, verteilt wird. Dementsprechend kann sich das erforderliche Radbremsmoment von Rad zu Rad unterscheiden. Außerdem kann sich das maximale regenerative Bremsmoment ebenfalls von Rad zu Rad durch eine Änderung im Betriebszustand von jedem der Fahrmotoren in einem Fall unterscheiden, in dem ein Fahrmotor für jedes der Räder getrennt vorgesehen ist. In einem solchen Fall muß der Radzylinderdruck, der an jedem Radzylinder vorgesehen wird, getrennt gesteuert werden, um das erforderliche Raddrehmoment an jedem Rad in einem Zustand vorzusehen, in dem das regenerative Drehmoment auf einem Maximum aufrechterhalten werden soll.
Die herkömmliche Bremsvorrichtung, die im vorstehend genannten Elektrofahrzeug vorgesehen ist, hat jedoch für jedes der vorderen und hinteren Räder einen einzelnen Radzylinder. Somit kann das Bremsmoment, das an die linken Räder und rechten Räder angelegt wird, nicht getrennt gesteuert werden. Dementsprechend wird in der herkömmlichen Bremsvorrichtung ein hydraulischer Druck, der einer größeren Drehmomentdifferenz entspricht, an den Radzylinder angelegt, der sowohl mit dem linken Rad als auch dem rechten Rad entweder an der vorderen Seite oder an der hinteren Seite verbunden ist, angelegt, um das erforderliche Bremsmoment an der Seite zu erhalten, an der die größere Drehmomentdifferenz erzeugt wird. In diesem Fall muß an der Seite, an der das erforderliche Radbremsmoment kleiner ist, das regenerative Bremsmoment verringert werden, so daß das gesamte Bremsmoment nicht das maximal zulässige Drehmoment übersteigt. Dementsprechend besteht bei der herkömmlichen Bremsvorrichtung für das Elektrofahrzeug ein Problem darin, daß die regenerative Energie nicht auf dem Maximum aufrechterhalten werden kann.
Das Dokument US 5 433 512 A bezieht sich auf ein Elektrofahrzeug, bei dem die Räder regenerativ bremsbar sind. Das Elektrofahrzeugweist vier Radbremszylinder zum Bremsen der vier Räder, ein Differentialdruckregulierventil für die Vorderräder und ein Differentialdruckregulierventil für die Hinterräder sowie ein Steuergerät auf.
Die Gegenstände der Dokumente US 3 621 929 A , DE 14 38 812 A , DE 41 24 496 A1 und DE 19 05 641 C3 weisen nur einen Elektromotor, der Energie wieder gewinnen kann, und eine Vielzahl an Rädern auf. In Dokument DE 41 10 638 A1 sind einzelne Fahrmotoren gezeigt, über die jedoch keine Energie wiedergewonnen wird.
Dokument DE 44 35 953 A1 offenbart die Verringerung des hydraulischen Drehmoments während der ABS-Steuerung durch Änderung des elektrischen Bremsmoments, wobei das elektrische Bremsmoment einen zufälligen Wert im regenerativen Bereich hat. In Dokument DE 42 25 080 A1 ist zwar für jedes der Räder ein Fahrmotor vorgesehen, doch steuert ein Regulierventil den Hydraulikdruck für jeweils zwei Räder. Der Hydraulikdruck wird nur dann addiert, wenn die höchste Leistung der Fahrmotoren erhalten wird. Das Dokument DE 42 25 080 A1 bildet den nächstkommenden Stand der Technik.
In der vorliegenden Erfindung soll eine verbesserte und nützliche Bremsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug vorgesehen werden, bei der die vorstehend genannten Probleme beseitigt sind.
Genauer gesagt besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Bremssystem für ein Elektrofahrzeug vorzusehen, das die regenerative Energie, die im Fahrmotor von jedem der Räder erzeugt wird, auf einem Maximum hält.
Diese Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst, indem eine Bremsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug vorgesehen wird, bei dem ein hydraulischer Druck, der an jedem der Radzylinder vorgesehen wird, getrennt gesteuert wird.
Genauer gesagt wird, um die vorstehende genannte Aufgabe zu lösen, entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Bremsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug mit einer Bremse mit hydraulischem Druck und einer regenerativen Bremse vorgesehen, wobei die Bremse für hydraulischen Druck ein Bremsmoment erzeugt, indem ein hydraulischer Druck an einem Fahrzylinder von jedem der Räder des Fahzeugs vorgesehen wird, wobei die regenerative Bremse ein Bremsmoment durch Regenerierung in einem Fahrmotor für das jeweilige Rad erzeugt, wobei die Bremsvorrichtung aufweist:
eine Drehmomentberechnungseinheit, die ein Bremsmoment berechnet, das dem jeweiligen Rad zugeführt werden soll, eine Berechnungseinheit für die maximale regenerative Energie, die eine maximale regenerative Energie berechnet, die durch den Fahrmotor für das jeweilige Rad erzeugt wird, und
eine Berechnungseinheit für den hydraulischen Druck, die einen hydraulischen Druck, der dem Radzylinder des jeweiligen Rades zugeführt werden soll, auf der Grundlage des Bremsmoments und der maximalen regenerativen Energie berechnet, so daß die regenerative Energie, die durch den Fahrmotor für das jeweilige Rad erzeugt wird, maximal wird.
Entsprechend der vorstehend gemachten Erfindung wird das Bremsmoment, das jedem der Räder zugeführt werden soll, für jedes der Räder berechnet. Der hydraulische Druck, der jedem der Radzylinder zugeführt wird, wird auf der Grundlage der maximal zulässigen regenerativen Energie gesteuert, die durch einen entsprechenden der Fahrmotoren erzeugt werden kann. Da das Bremsmoment, das an jedes der Räder angelegt wird, eine Summe aus dem Bremsmoment, das durch den einem entsprechenden Radzylinder zugeführten hydraulischen Druck erzeugt wird, und dem maximalen Bremsmoment, das der in einem entsprechenden der Fahrmotoren erzeugten maximalen regenerativen Energie entspricht, ist, kann die maximale regenerative Energie für jedes der Räder auf einem Maximum aufrechterhalten werden, indem der hydraulische Druck gesteuert wird, der einem entsprechenden der Radzylinder zugeführt wird. Da das Bremsmoment, das an die Radzylinder angelegt wird, für die einzelnen Räder getrennt gesteuert wird, kann die maximale regenerative Energie immer erhalten werden, selbst wenn sich das Bremsmoment, das den Rädern zugeführt wird, von Rad zu Rad unterscheidet.
Die Bremsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Bereitstelleinheit für den hydraulischen Druck aufweisen, die den hydraulischen Druck, der durch die Berechnungseinrichtung für den hydraulischen Druck berechnet wird, am Radzylinder eines entsprechenden Rades vorsieht.
In einem Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Bereitstelleinheit für den hydraulischen Druck ein Steuerventil für den hydraulischen Druck, das am jeweiligen Rad vorgesehen ist, aufweisen, wobei das Steuerventil für den hydraulischen Druck den hydraulischen Druck erzeugt, der dem Radzylinder des entsprechenden Rades zugeführt wird, indem ein Hauptzylinderdruck, der von einem Hauptzylinder vorgesehen wird, verringert wird.
Das Steuerventil für den hydraulischen Druck kann ein Magnetventil aufweisen, das zwischen den Hauptzylinder und den Radzylinder des entsprechenden Rades geschaltet ist, wobei das Magnetventil den Hauptzylinderdruck im Verhältnis zu einem Strom, der diesem zugeführt wird, verringert.
Zusätzlich kann parallel zum Steuerventil für den hydraulischen Druck zwischen den Hauptzylinder und einen entsprechenden Radzylinder ein Rückschlagventil geschaltet sein, wobei das Rückschlagventil eine Strömung von Bremsfluid nur in eine Richtung vom Radzylinder des entsprechenden Rades zum Hauptzylinder gestattet. Somit kann das Bremsfluid über das Rückschlagventil zum Hauptzylinder zurückgeführt werden, was eine schnelle Verringerung des Drucks im Radzylinder gestattet.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Magnetventil zwischen dem Radzylinder des entsprechenden Rades und einem Behälter, der Bremsfluid speichert und dieses dem Hauptzylinder zuführt, vorgesehen sein, um das Bremsfluid zum Behälter zurückzuführen, wenn das Magnetventil geöffnet ist.
Das Steuerventil für den hydraulischen Druck kann auf der Grundlage eines ersten hydraulischen Drucks, der zwischen dem Hauptzylinder und dem Steuerventil für den hydraulischen Druck gemessen wird, und einem zweiten Druck, der zwischen dem Steuerventil für den hydraulischen Druck und einem entsprechenden Radzylinder gemessen wird, gesteuert werden. Der erste Druck zeigt den Hauptzylinderdruck an; der zweite Druck zeigt den hydraulischen Druck an, der zur Zeit jedem Radzylinder zugeführt wird.
Außerdem kann in der Bremsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung die Berechnungseinheit für die maximale regenerative Energie den maximalen hydraulischen Druck auf der Grundlage von Begrenzungen berechnen, die durch einen Kennwert des Fahrmotors, eine Temperatur des Fahrmotors und eine Schaltung zum Antrieb des Fahrmotors, eine Spannung, die durch eine Batterie als Energiequelle erzeugt wird, und einen Ladezustand der Batterie bestimmt sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen besser vertändlich.
1 ist ein Systemschaubild einer Bremsvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem regenerativen Bremsmoment und einer Drehzahl eines Fahrmotors zeigt,
3 ist ein Schaltbild einer in 1 gezeigten Steuervorrichtung für den hydraulischen Druck,
4 ist eine Schnittansicht eines Steuerventils für den hydraulischen Druck mit der gleichen Funktion wie ein in 3 gezeigtes Steuerventil für den hydraulischen Druck und
5 ist ein Fließbild eines Bremssteuerprogramms, das durch eine in 1 gezeigte regenerative elektronische Steuereinheit ausgeführt wird.
Nun wird unter Bezugnahme auf 1 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein Systemschaubild einer Bremsvorrichtung 10 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in 1 gezeigte Bremsvorrichtung wird in einem Elektrofahrzeug verwendet.
Die Bremsvorrichtung 10 weist einen Tandembremshauptzylinder 20 mit zwei getrennten Druckkammern auf. Der Hauptzylinder 20 ist über einen Unterdruckbremskraftverstärker 22 mit einem Bremspedal 24 verbunden. Der Unterdruckbremskraftverstärker 22 ist mit einer Vakuumpumpe 26 verbunden, die am Unterdruckbremskraftverstärker 22 einen Unterdruck vorsieht. Die Vakuumpumpe 26 wird durch einen Motor 28 angetrieben. Beim vorstehend genannten Aufbau wird ein hydraulischer Druck, der einem Niederdrücken des Bremspedals 24 entspricht, in jedem der Bremskammern des Hauptzylinders 20 erzeugt. Der hydraulische Druck, der im Hauptzylinder 20 erzeugt wird, wird einer Steuereinheit 30 für den hydraulischen Druck zugeführt.
Die Steuereinheit 30 für den hydraulischen Druck sieht an jeden der Radzylinder 40, 42, 44 und 46 einen Druck vor. Die Radzylinder 40, 42, 44 und 46 sind an einem rechten vorderen Rad (FR), einem linken vorderen Rad (FL), einem rechten hinteren Rad (RR) bzw. einem linken hinteren Rad (RL) vorgesehen, um die jeweiligen Bremssättel 48, 50, 52 und 54 zu betätigen. Wenn die Bremssättel 48, 50, 52 und 54 betätigt werden, werden Bremsbeläge, die an den Bremssätteln vorgesehen sind, gegen Flächen der jeweiligen Bremsdrehkörper 56, 58, 60 und 62 gedrückt. Somit wird ein Bremsmoment, das dem im Hauptzylinder 20 erzeugen hydraulischen Druck entspricht, an jedes der Räder angelegt.
Die Räder FR, FL, RR und RL werden durch Fahrmotoren 72, 74, 76 und 78 über Getriebe 64, 66, 68 bzw. 70 angetrieben. Die Fahrmotoren 72, 74, 76 und 78 werden durch Motorsteuereinheiten 80, 82, 84 bzw. 86 gesteuert. Die Motorsteuereinheiten 80, 82, 84 und 86 sind mit einer Batterie 88 als Energiequelle verbunden. Wie es nachfolgend beschrieben wird, haben die Motorsteuereinheiten 80, 82, 84 und 86 die Funktion, die Batterie 88 durch elektrische Ströme aufzuladen, die durch die Fahrmotoren 72, 74, 76 und 78 regeneriert werden. Die Batterie 88 kann optional durch einen elektrischen Strom aufgeladen werden, der durch einen mit einem Motor 90 angetriebenen Generator 92 erzeugt wird.
Die Steuereinheit 30 für den hydraulischen Druck, die Fahrmotorsteuereinheiten 80, 82, 84 und 86 und die Batterie 88 sind mit einer elektronischen Regenerationssteuereinheit (Regenerations-ECU) 34 verbunden. Die Regenerations-ECU 34 ist mit einer elektronischen Steuereinheit 38 für das gesamte Fahrzeug (EVECU) verbunden. Die Regenerations-ECU 34 nimmt Informationen bezüglich einem Zustand des Fahrzeugs von der EVECU 38 auf, um die Bremsvorrichtung 10 auf der Grundlage der Informationen zu steuern.
In der Bremsvorrichtung 10 gemäß Vorbeschreibung wird das Bremsen des Elektrofahrzeuges durch eine Kombination des hydraulischen Bremsens, das durch die Steuereinheit 30 für den hydraulischen Druck gesteuert wird, und der regenerativen Bremsen, die durch Antriebsmotorsteuereinheiten 80, 82, 84 und 86 gesteuert wird, ausgeführt.
In der regenerativen Bremse wird eine entgegengerichtete elektromotorische Kraft, die in jedem der Fahrmotoren 72, 74, 76 und 78 erzeugt wird, in regenerative Energie umgewandelt, das heißt in einen regenerativen elektrischen Strom; die regenerative Energie wird der Batterie 88 zugeführt. Bei diesem Regenerationsprozeß wird ein Drehmoment in jedem der Fahrmotoren 72, 74, 76 und 78 erzeugt. Dieses Drehmoment kann als Bremsmoment, das an jedes der Räder angelegt wird, verwendet werden. Auf das Bremsmoment, das durch die Regeneration erzeugt wird, wird sich nachfolgend als regeneratives Bremsmoment bezogen.
Die regenerative Energie kann durch eine Tastverhältnissteuerung des Ein/Aus-Zustandes einer Ladeschaltung gesteuert werden, die in jeder der Fahrmotorsteuereinheiten 80, 82, 84 und 86 vorgesehen ist. Die Ladeschaltung führt der Batterie 88 einen Ladestrom zu. Genauer gesagt wird die Ein-Zeit der Ladeschaltung erhöht, um die regenerative Energie zu erhöhen; die Aus-Zeit wird erhöht, um die regenerative Energie zu verringern. Das heißt, daß der Betrag der regenerativen Energie durch einen Mittelwert der Zeitperiode gesteuert wird, während der die regenerativen Energie zur Batterie übertragen wird. Wenn die Ladeschaltung eingeschaltet ist, ändert sich ein Betrag der regenerativen Energie je Zeiteinheit im Verhältnis zur Drehzahl des Fahrmotors. Wenn die Ladeschaltung eingeschaltet ist, wird ein Bremsmoment im Fahrmotor durch den Verbrauch der entgegengerichteten elektromotorischen Kraft im Fahrmotor erzeugt. Andererseits wird, wenn die Ladeschaltung ausgeschaltet ist, im Fahrmotor kein Bremsmoment erzeugt, da die entgegengerichtete elektromotorische Kraft nicht verbraucht wird. Dementsprechend ändert sich der Betrag des regenerativen Drehmoments im Verhältnis zur Dauer der EIN-Zeit der Ladeschaltung. Das heißt, daß die regenerative Energie proportional zum Produkt aus regenerativem Bremsmoment und Drehzahl des Fahrmotors ist.
Um die regenerative Energie wirksam zu nutzen sollte vorzugsweise die gesamte entgegengerichtete elektromotorische Kraft, die im Fahrmotor erzeugt wird, in die regenerativen Energie, die der Batterie 88 zugeführt wird, umgewandelt werden. In einem solchem Fall befindet sich die regenerative Energie auf einem Maximalwert; somit wird das regenerative Bremsmoment maximiert. Auf das regenerative Bremsmoment, das erhalten wird, wenn das gesamte entgegengerichtete elektromotorische Drehmoment in regenerative Energie umgewandelt wird, wird sich im folgenden als maximales regenerative Bremsmoment bezogen. Das maximale regenerative Bremsmoment hängt von der Drehzahl von jedem der Fahrmotoren 72, 74, 76 und 78, den Kennlinien der Fahrmotoren, der Umgebungstemperatur usw. ab. In der graphischen Darstellung von 2 zeigen gestrichelte Linien eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Fahrmotors und dem maximalen regenerativen Bremsmoment an. Wie es in 2 gezeigt ist, verringert sich das maximale regenerative Bremsmoment, wenn sich die Drehzahl im Hochdrehzahlbereich, der durch I angezeigt ist, erhöht. Diese Verringerung des maximalen regenerativen Bremsmoments wird durch eine Struktureigenschaft des Fahrmotors verursacht. Im mittleren Bereich, der durch II angezeigt ist, wird das maximale regenerative Bremsmoment konstant aufrechterhalten, indem dieses durch den Kennwert des Fahrmotors begrenzt wird. Im Niederdrehzahlbereich, der durch III angezeigt ist, wird eine entgegengerichtete elektromotorische Kraft verringert; somit wird das maximale regenerative Bremsmoment verringert, wenn sich die Drehzahl des Antriebsmotors verringert.
Es gibt jedoch durch die Kapazität der Batterie 88 bedingt eine zulässige Grenze für die regenerative Energie, die der Batterie 88 zugeführt wird. Die zulässige Grenze wird durch einen Ladezustand, eine Spannung, eine Umgebungstemperatur, usw. bestimmt. Wenn die regenerative Energie die zulässige Grenze überschreitet, kann die Batterie 88 unerwünschten Einflüssen, wie zum Beispiel einer Verringerung der Lebensdauer, ausgesetzt sein. Dementsprechend wird die regenerative Energie unter die zulässige obere Grenze begrenzt, woraus sich eine Begrenzung beim regenerativen Bremsmoment ergibt. Auf das regenerative Bremsmoment, das durch den Zustand der Batterie 88 bedingt begrenzt ist, wird sich im folgenden als zulässige regeneratives Bremsmoment bezogen. In der graphischen Darstellung von 2 ist das zulässige regenerative Bremsmoment durch Vollinien angezeigt. Gemäß Vorbeschreibung ist die regenerative Energie proportional zu einem Produkt aus dem regenerativen Bremsmoment und der Drehzahl des Fahrmotors. Somit erhöht sich die regenerative Energie, wenn sich die Drehzahl des Fahrmotors erhöht. Dementsprechend übersteigt in einem Hochdrehzahlbereich, der durch (a) angezeigt ist, die regenerative Energie die zulässige obere Grenze, wenn das maximale regenerative Bremsmoment erzeugt wird. Um das Auftreten von diesem Zustand zu verhindern, wird, wie in 2 gezeigt ist, das zulässige regenerative Bremsmoment unterhalb des maximalen regenerativen Bremsmoments verringert. Andererseits wird in einem Niederdrehzahlbereich, der durch (b) angezeigt ist, das zulässige regenerative Bremsmoment durch das maximale regenerative Bremsmoment begrenzt, so daß dieses gleich dem maximalen regenerativen Bremsmoment ist.
Nun wird unter Bezugnahme auf 3 eine Beschreibung eines hydraulischen Bremsvorganges vorgenommen. 3 ist ein Schaltbild der Steuervorrichtung 30 für den hydraulischen Druck, die die hydraulische Bremsbetätigung steuert. Es ist festzuhalten, daß die in 3 gezeigt Steuervorrichtung 30 für den hydraulischen Druck den Hauptzylinder 20, den Unterdruckbremskraftverstärker 22, das Bremspedal 24 und die Radzylinder 40, 42, 44 und 46 aufweist.
Die Hauptzylinderkanäle 102 und 104 sind mit den jeweiligen Druckkammern des Hauptzylinders 20 verbunden. Druckmeßgeräte 106 und 108 sind an den jeweiligen Hauptzylinderkanälen 102 und 104 vorgesehen, um einen Druck in jeder der Druckkammern zu messen. Die Druckmeßgeräte 106 und 108 können durch Sensoren ersetzt werden, die eine Niederdrückkraft des Bremspedals 24 erfassen können, wie zum Beispiel einen Niederdrückkraftsensor.
Der Hauptzylinderkanal 102 führt zu zwei Hauptzylinderkanälen 114 und 116. Der Hauptzylinderkanal 114 ist mit einem Hauptzylinderdruckanschluß 110a eines Steuerventils 110 für den hydraulischen Druck verbunden; der Hauptzylinderkanal 116 ist mit einem Hauptzylinderdruckanschluß 112a eines Steuerventils 112 für den hydraulischen Druck verbunden. In ähnlicher Weise verzweigt der Hauptzylinderkanal 104 zu Hauptzylinderkanälen 122 und 124. Der Hauptzylinderkanal 122 ist mit einem Hauptzylinderkanaldruckanschluß 118a eines Steuerventils 118 für den hydraulischen Druck verbunden; der Hauptzylinderkanal 124 ist mit einem Hauptzylinderkanaldruckanschluß 120a des Steuerventils 120 für den hydraulischen Druck verbunden. Steueranschlüsse 110b, 112b, 118b und 120b für den hydraulischen Druck sind über Radzylinderkanäle 115, 117, 126 bzw. 128 mit den Radzylindern 40, 42, 44 und 46 verbunden. Rückschlagventile 111, 113, 119 und 121 sind zwischen die Hauptzylinderdruckanschlüsse 110a, 112a, 118a und 120a und die Steueranschlüsse 110b, 112b, 118b und 120b für den hydraulischen Druck der Steuerventile 110, 112, 118 bzw. 120 für den hydraulischen Druck geschaltet. Die Rückschlagventile 111, 113, 119 und 121 gestatten einen hydraulischen Strom nur in Richtungen von den Steueranschlüssen 110b, 112b, 118b und 120b für den hydraulischen Druck zu den Hauptzylinderdruckanschlüssen 110a, 112a, 118a bzw. 120a. An den Radzylinderkanälen 115, 117, 126 bzw. 128 sind Druckmeßgeräte 130, 132, 134, 136 vorgesehen. Entlastungskanäle 138, 140, 142 und 144 zweigen von den jeweiligen Radzylinderkanälen 115, 117, 126 und 128 ab. Die Entlastungskanäle 138, 140, 142 und 144 sind mit normalerweise offenen Magnetventilen 146, 148, 150 bzw. 152 verbunden. Die Entlastungskanäle 138 und 140 sind nach dem Durchgang durch dem Magnetventil 146 bzw. 148 zu einem Behälterkanal 154 zusammengeführt, der mit dem Behälter 100 verbunden ist. Die Entlastungskanäle 142 und 144 sind nach dem Durchgang durch die Magnetventile 150 bzw. 152 zu einem Behälterkanal 156 zusammengeführt, der mit dem Behälter 100 verbunden ist.
Die Steuerventile 110, 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck geben einen hydraulischen Druck von den Steueranschlüssen 110b, 112b, 118b und 120b für den hydraulischen Druck ab, indem ein hydraulischer Druck, der den Hauptzylinderdruckanschlüssen 110a, 112a, 118a und 120a zugeführt wird, proportional verringert wird.
Unter Bezugnahme auf 4 wird nun der Aufbau von Steuerventilen 110, 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck beschrieben. 4 ist eine Schnittansicht eines Steuerventils 200 für den hydraulischen Druck, das die gleiche Funktion wie die Steuerventile 110, 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck hat.
Das Steuerventil 200 für den hydraulischen Druck weist ein Gehäuse 210, einen Steuerkolben 212 und eine Linearmagnetspule 214 auf. Das Gehäuse 210 ist mit einem Zylinderabschnitt 216 versehen. Der Zylinderabschnitt 216 weist einen Abschnitt 217 mit kleinem Durchmesser an der linken Seite, einen weiteren Abschnitt 218 mit kleinem Durchmesser an der rechten Seite und einen Abschnitt 219 mit großem Durchmesser zwischen den Abschnitten 217 und 218 mit kleinem Durchmesser auf. An der Innenfläche des Abschnitts 219 mit großem Durchmesser ist ein ringförmiger Vorsprung 222 ausgebildet. An einem Abschnitt des Abschnitts 219 mit großem Durchmesser zwischen dem ringförmigen Vorsprung 222 und dem Abschnitt 217 mit kleinem Durchmesser ist ein Hauptzylinderdruckanschluß 226 vorgesehen. Außerdem ist an einem Abschnitt zwischen dem ringförmigen Vorsprung 222 und dem Abschnitt 218 mit kleinem Durchmesser ein Steueranschluß 228 für den hydraulischen Druck vorgesehen. Am Ende des Abschnitts 217 mit kleinem Durchmesser an der linken Seite ist ein Behälteranschluß 230 vorgesehen; am Ende des Abschnitts 218 mit kleinem Durchmesser an der rechten Seite ist ein Behälteranschluß 231 vorgesehen.
Der Steuerkolben 212 ist im Zylinderabschnitt 216 gleitfähig vorgesehen. Der Steuerkolben 212 hat eine im wesentlichen zylindrische Form. Der Steuerkolben 212 weist Abschnitte 236, 237 und 238 mit großem Durchmesser und Abschnitte 240 und 241 mit kleinem Durchmesser auf. Der Abschnitt 240 mit kleinem Durchmesser befindet sich zwischen den Abschnitten 236 und 237 mit großem Durchmesser; der Abschnitt 241 mit kleinem Durchmesser befindet sich zwischen den Abschnitten 237 und 238 mit großem Durchmesser. Der Abschnitt 236 mit großem Durchmesser des Steuerkolbens 212 gleitet in Abschnitt 217 mit kleinem Durchmesser des Zylinderabschnitts 216. Der Abschnitt 237 mit großem Durchmesser des Steuerkolbens 212 gleitet abgedichtet an der Innenfläche des Abschnitts 217 mit kleinem Durchmesser des Zylinderabschnitts 216. Der Abschnitt 238 mit großem Durchmesser des Steuerkolbens 212 gleitet abgedichtet an einer Innenfläche des Abschnitts 218 mit kleinem Durchmesser des Zylinderabschnitts 216. Der Abschnitt 237 mit großem Durchmesser des Steuerkolbens 212 gleitet ebenfalls abgedichtet an einer Innenfläche des ringförmigen Vorsprungs 222. Eine Feder ist zwischen dem Steuerkolben 212 und dem Ende der rechten Seite des Zylinderabschnitts 216 in einer solchen Weise vorgesehen, daß die Feder 240 den Steuerkolben 212 in 4 nach links vorspannt.
Die Linearmagnetspule 214 ist an der linken Seite des Gehäuses 210 vorgesehen. Die Linearmagnetspule 214 bewegt einen Plungerkolben 248 durch eine Kraft, die durch eine Spule 246 erzeugt wird, in 4 nach rechts. Die auf dem Plungerkolben 248 ausgeübte Kraft entspricht einem Strom, der zur Spule 246 fließt. Die auf dem Plungerkolben 248 ausgeübte Kraft wird zum Steuerkolben 212 übertragen. Somit wird der Steuerkolben 212 entgegen der Kraft, die durch die Feder 214 ausgeübt wird, in 4 nach rechts gedrückt.
Wenn ein Strom zur Spule 246 fließt und der Steuerkolben 212 durch den Plungerkolben 248 nach rechts gedrückt wird, wird der Steuerkolben 212 nach rechts bewegt; der Abschnitt 237 mit großem Durchmesser des Steuerkolbens 212 steht mit dem ringförmigen Vorsprung 222 des Zylinderabschnitts 216 in Eingriff. In diesem Zustand ist die Verbindung zwischen dem Hauptzylinderdruckanschluß 226 und dem Steueranschluß 228 für den hydraulischen Druck unterbrochen. Dieser Zustand definiert einen vollständig geschlossenen Zustand des Steuerventils 200 für den hydraulischen Druck. Wenn der in die Spule 246 fließende Strom von diesem Zustand allmählich verringert wird, wird der Steuerkolben 212 nach links bewegt; der Abschnitt 237 mit großem Durchmesser des Steuerkolbens 212 trennt sich vom ringförmigen Vorsprung 222. Das gestattet eine Verbindung zwischen dem Hauptzylinderdruckanschluß 226 und dem Steueranschluß 238 für den hydraulischen Druck. Das Verbindungsmaß zwischen Hauptzylinderdruckanschluß 226 und dem Steueranschluß 238 für den hydraulischen Druck wird erhöht, wenn sich der Steuerkolben 212 nach links bewegt. Wenn der Spule 246 kein Strom zugeführt wird, erreicht der Steuerkolben 212 seine am weitesten rechts liegende Position im Zylinderabschnitt 216; ein hydraulischer Druck, der vom Hauptzylinderdruckanschluß 226 aus eingegeben wird, wird direkt zum Steueranschluß 238 für den hydraulischen Druck ausgegeben. Dementsprechend kann der Ausgang an hydraulischem Druck vom Steueranschluß 118 für den hydraulischen Druck durch die Bewegung des Steuerkolbens 212 gesteuert werden, indem der in der Spule 246 fließende Strom geändert wird. Anders ausgedrückt wird im Steuerventil 200 für den hydraulischen Druck der hydraulische Druck, der in den Hauptzylinderdruckanschluß 226 eingegeben wird, im Verhältnis zur Verhältniszahl der Änderung des Stromes, der in der Spule 246 fließt, geändert; der geänderte hydraulische Druck wird vom Steueranschluß 228 für den hydraulischen Druck ausgegeben.
Wenn der Aufbau des Steuerventils 200 für den hydraulischen Druck auf die Steuerventile 110, 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck, die in 3 gezeigt sind, angewendet wird, entspricht der Hauptzylinderdruckanschluß 226 den Hauptzylinderdruckanschlüssen 110a, 112a, 118a und 120a und entspricht der Steueranschluß 228 für den hydraulischen Druck den Steueranschlüssen 110b, 112b, 118b und 120b für den hydraulischen Druck. Es ist festzuhalten, daß jedes der Steuerventile 110, 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck Behälteranschlüsse hat, die den Behälteranschlüssen 230 und 231 des Steuerventils 200 für den hydraulischen Druck entsprechen, obwohl diese Anschlüsse und Verbindungen von diesen zum Behälter 100 in 3 nicht gezeigt sind. Auf dem Strom, der zur Spule des Steuerventils für den hydraulischen Druck fließt, wird sich im folgenden einfach als Ventilsteuerstrom bezogen.
Es wird auf 3 zurückgekommen und der Betrieb der Steuervorrichtung 30 für den hydraulischen Druck beschrieben. Die vorstehend genannten Steuerventile 110, 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck, die Magnetventile 146, 148, 150 und 152 und die Druckmeßgeräte 106, 108, 130, 132, 134 und 136 sind mit der in 1 gezeigten Regeneration-ECU verbunden. Die Regenerations-ECU 34 sendet Befehle zu diesen Ventilen auf der Grundlage der Messung der Druckmeßgeräte, um das Bremsmoment des hydraulischen Drucks während eines Bremssteuerprozesses zu steuern.
Um den Druck im Radzylinder 40 des rechten Vorderrades (FR) zu erhöhen, wird eine Magnetspule des Magnetventils 146 in einem nicht aktivierten Zustand gehalten und der Ventilantriebsstrom der dem Steuerventil 110 für den hydraulischen Druck zugeführt wird, wird in einer solchen Weise gesteuert, daß der Druck im Radzylinder 40 gleich einem Sollwert wird. Der Druck im Radzylinder 40 kann auf dem Sollwert aufrechterhalten werden, indem der Ventilantriebsstrom in einer solchen Weise gesteuert wird, daß das Steuerventil 110 für den hydraulischen Druck vollständig geöffnet wird.
Um den Druck im Radzylinder 40 zu verringern, wird die Magnetspule des Magnetventils 146 aktiviert und der Ventilantriebsstrom, der dem Steuerventil 110 für den hydraulischen Druck zugeführt wird, in einer solchen Weise gesteuert, daß der Ventilantriebsstrom zum Ventil 110 für den hydraulischen Druck bewirkt, daß das Steuerventil für den hydraulischen Druck vollständig geöffnet wird. Durch diese Betätigung strömt das Bremsfluid im Radbremszylinder zum Behälter 100; der Druck im Radzylinder 40 wird verringert. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Druck im Hauptzylinder 20 geringer als der Druck im Radzylinder 40 ist, strömt das Bremsfluid im Radzylinder 40 ebenfalls über das Rückschlagventil 100 zum Hauptzylinder 20. Dadurch wird der Druck im Radzylinder 40 schnell verringert. Die Magnetspule des Magnetventils 146 wird in den nicht aktivierten Zustand geschaltet, wenn der Druck im Radzylinder 40, der durch das Druckmeßgerät 130 gemessen wird, auf einen Sollwert verringert wird. Dadurch wird der Druck im Radzylinder 40 auf dem Sollwert aufrechterhalten.
Der hydraulische Druck in den Radzylindern 42, 44 und 46 des linken Vorderrades (FL), des rechten Hinterrades (RR) und des linken Hinterrades (RL) kann ähnlich der Steuerung des Drucks im Radzylinder 40 erhöht und verringert werden, indem die Betätigungen der Steuerventile 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck und die Magnetventile 148, 150 und 152 gesteuert werden. Wie es in 3 gezeigt ist, sind die Steuerventile 110, 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck und die Magnetventile 146, 148, 150 und 152 den vier Rädern zugeordnet vorgesehen. Somit kann ein Bremsmoment für den hydraulischen Druck, das auf jedes der Räder aufgebracht wird, entsprechend dem Steuerventil 30 für den hydraulischen Druck unabhängig gesteuert werden.
Es ist festzuhalten, daß in der Steuer 130 für den hydraulischen Druck der Druck im Hauptzylinder direkt an den Radzylindern 40, 42, 44 und 46 vorgesehen wird, indem keinem der Steuerventile 110, 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck und keiner der Magnetspulen 146, 148, 150 und 152 ein Strom zugeführt wird. Dementsprechend wird bei der Steuereinheit 30 für den hydraulischen Druck das Bremsmoment an jedem der Räder zwangsläufig vorgesehen, wenn der Vorrichtung eine Funktionsstörung vorliegt, indem die Stromzufuhr zu allen Ventilen gemäß Vorbeschreibung gestoppt wird. Das verbessert den Failsafebetrieb der Bremsvorrichtung 10 des Elektrofahrzeugs.
In der Bremsvorrichtung 10 des Elektrofahrzeuges wird ein Bremsmoment für jedes der Räder durch eine geeignete Kombination der vorstehend genannten regenerativen Bremse und der Bremse mit hydraulischem Druck gesteuert. Eine solche Steuerung des Bremsmoments kann durch die Regenerations-ECU 34 erhalten werden, die ein in 5 gezeigtes Bremssteuerprogramm ausführt.
5 ist ein Fließbild des Bremssteuerprogramms, das durch die Regenerations-ECU 34 ausgeführt wird. Mit dem Bremssteuerprogramm wird gestartet, wenn der Betrieb des Fahrzeugs gestartet wird. In Schritt 302 wird eine Initialisierung der Bremsvorrichtung ausgeführt. Dann werden in Schritt 304 Signale, die bei der regenerativen Bremssteuerung verwendet werden, eingegeben. Die in Schritt 304 eingegebenen Signale weisen ein Ausgangssignal eines Bremsschalters, ein Ausgangssignal der Druckmeßgeräte 106, 108, 130, 132, 134 und 136, ein Spannungssignal der Batterie 88, ein Signal, das einen Zustand der Batterie 88 anzeigt, ein Signal, das einen Lenkradwinkel anzeigt, ein Signal, das eine Beschleunigung in Querrichtung anzeigt, Signale, die die Temperatur der Fahrmotoren 40, 42, 44 und 46 anzeigen, ein Signal, das die Temperatur der Batterie 88 anzeigt, einen Befehlswert für das regenerative Bremsmoment und einen Befehlswert für das Bremsmoment mit hydraulischem Druck vom vorhergehenden Prozeß auf.
Nach Abschluß der Verarbeitung in Schritt 304 geht das Programm zu Schritt 306. In Schritt 306 wird bestimmt, ob ein Bremsvorgang ausgeführt wird. Wenn bestimmt wird, daß der Bremsvorgang ausgeführt wird, wird eingeschätzt, daß eine Bremssteuerung nicht notwendig ist; das Programm geht zu Schritt 307. In Schritt 307 wird der Ventilantriebsstrom, der jeden der Steuerventile 110, 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck zugeführt wird, auf Null gesetzt. Zusätzlich wird in Schritt 307 die Magnetspule von jedem der Magnetventile 146, 148, 150 und 152 in einen nicht aktivierten Zustand versetzt; das Programm geht zu Schritt 320.
Wenn im Schritt 306 bestimmt wird, daß der Bremsvorgang ausgeführt wird, geht das Programm zu Schritt 308. In Schritt 308 wird ein erforderliches Bremsmoment für das Fahrzeug auf der Grundlage von Hauptzylinderdrucksignalen, die durch die Druckmeßgeräte 106 und 108 ausgegeben werden, berechnet. Im Anschluß geht das Programm zu Schritt 310.
In Schritt 310 wird ein Bremsmoment, das jedem der Räder zugeführt werden soll, berechnet. Diese Berechnung wird ausgeführt, um das erforderliche Bremsmoment zu jedem der Räder auf der Grundlage einer Last, die an jedes der Räder angelegt wird, des Lenkwinkelsignals und des Querbeschleunigungssignals zu verteilen. Wenn sich zum Beispiel die Belastung an jedem der Räder durch eine Ungleichmäßigkeit beim Gewicht der Fahrgäste und/oder beim geladenen Gewicht unterscheidet, wird das Bremsmoment für das Rad mit erhöhter Last erhöht und umgekehrt. Zusätzlich wird die Last an den Rädern an der äußeren Seite erhöht, wenn sich das Fahrzeug in einer Kurve bewegt. Wenn auf der Grundlage des Lenkwinkelsignals und/oder des Querbeschleunigungssignals bestimmt wird, daß sich das Fahrzeug in einer Kurve bewegt, wird somit das Bremsmoment zu den Rädern an der äußeren Seite erhöht und das Bremsmoment an der Innenseite verringert. Durch die geeignete Verteilung des erforderlichen Bremsmomentes zu den Rädern in der vorstehend genannten Weise kann ein stabiler Bremsvorgang des Fahrzeugs erhalten werden. Nach dem Abschluß der Verarbeitung in Schritt 310 geht das Programm zu Schritt 312.
In Schritt 312 wird eine Berechnung des Befehlswerts für das regenerative Bremsmoment für jedes der Räder vorgenommen. Gemäß Vorbeschreibung ist das maximal zulässige regenerative Bremsmoment für jedes der Räder durch die Drehzahl des Fahrmotors begrenzt. Das maximal zulässige regenerative Bremsmoment wird ebenfalls durch einen Kennwert und eine Temperatur des Fahrmotors und der Motorsteuerschaltung begrenzt. Außerdem ist das maximal zulässige regenerative Bremsmoment durch eine Spannung und einen Ladezustand der Batterie begrenzt. Dementsprechend wird in Schritt 312 auf der Grundlage dieser Begrenzungen das regenerative Bremsmoment für jedes der Räder berechnet. Nach Beendigung der Verarbeitung in Schritt 312 geht das Programm zu Schritt 314.
In Schritt 314 wird das Bremsmoment für den hydraulischen Druck für jedes der Räder berechnet. Die Berechnung wird ausgeführt, indem das in Schritt 312 berechnete regenerative Bremsmoment von dem in Schritt 310 berechneten erforderlichen Bremsmoment für jedes der Räder subtrahiert wird. Das heißt, daß ein Sollwert eines Hauptzylinderdrucks berechnet wird, der einen Bremsmoment erzeugt, das der Differenz zwischen dem erforderlichen Bremsmoment und dem regenerativen Bremsmoment entspricht, um den Mangel an erforderlichem Drehmoment durch das regenerative Bremsmoment auszugleichen. Nach der Verarbeitung von Schritt 314 geht das Programm zu Schritt 316.
In Schritt 316 werden die Werte des regenerativen Bremsmoments und des in den Schritten 312 und 314 berechneten hydraulischen Bremsmoments mit den Werten verglichen, die im Prozeß für die letzte Abarbeitung erhalten wurden, um die Differenzen zwischen diesen zu berechnen. Außerdem werden in Schritt 316 die Befehlswerte zu den Fahrmotorsteuereinheiten 80, 82, 84 und 86 und der Steuereinheit 30 für den hydraulischen Druck auf der Grundlage der berechneten Differenzen eingestellt. Dann werden in Schritt 318 die Befehlswerte zu den Fahrmotorsteuereinheiten 80, 82, 84 und 86 und zur Steuereinheit 30 für den hydraulischen Druck gesendet.
Nach Beendigung der Abarbeitung in Schritt 318 wird in Schritt 320 ein Failsafeprozeß ausgeführt. Im Failsafeprozeß wird bestimmt, ob in der Steuereinheit 30 für den hydraulischen Druck eine Funktionsstörung auftritt. Wenn bestimmt wird, daß eine Funktionsstörung auftritt, werden die Ströme, die den Steuerventilen 110, 112, 118 und 120 für den hydraulischen Druck und den Magnetventilen 146, 148, 150 und 152 zugeführt werden, gestoppt, so daß der Hauptzylinderdruck direkt den Radzylindern 40, 42, 44 und 46 zugeführt wird.
Nach der Abarbeitung von Schritt 320 geht das Programm zu Schritt 304, um die Schritte 304 bis 320 zu wiederholen, während das Fahrzeug in Betrieb ist.
Gemäß Vorbeschreibung wird entsprechend der Steuereinheit 30 für den hydraulischen Druck und dem Bremssteuerprogramm entsprechend des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Bremsmoment, das an jedes der Räder angelegt wird, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem erforderlichen Bremsmoment und dem regenerativen Bremsmoment für jedes der Räder unabhängig gesteuert. Wenn das erforderliche Bremsmoment sich von Rad zu Rad unterscheidet, wird somit das erforderliche Bremsmoment an jedem der Räder vorgesehen, während das regenerative Bremsmoment für jedes der Räder auf dem maximal zulässigen regenerativen Bremsmoment aufrechterhalten wird, indem das hydraulische Bremsmoment für jedes der Räder im Ansprechen auf eine Differenz zwischen dem erforderlichen Bremsmoment und dem maximal zulässigen Bremsmoment eingestellt wird. Dementsprechend wird das erforderliche Bremsmoment an jedem der Räder vorgesehen, während die regenerative Energie auf einem Maximum aufrechterhalten wird. Das heißt, daß in der Bremsvorrichtung 10 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die regenerative Energie maximiert werden kann, wenn das Bremsmoment, das an jedem der Räder erforderlich ist, verschieden ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die speziell offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt; Änderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne daß vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.
Es wird eine Bremsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug offenbart, die die regenerative Energie, die in einem Fahrmotor von jedem der Räder erzeugt wird, auf einem Maximum hält. Eine Bremse mit hydraulischem Druck und eine regenerative Bremse sind in der gleichen Bremsvorrichtung vorgesehen. Die Bremse mit hydraulischem Druck erzeugt ein Bremsmoment, indem an einem Radzylinder von jedem Rad des Fahrzeugs ein hydraulischer Druck vorgesehen wird. Die regenerative Bremse erzeugt den Bremsmoment durch Regenerierung in einem Fahrmotor für jedes Rad. Das vorzusehende Bremsmoment wird für jedes Rad berechnet. Eine maximale regenerative Energie wird für jedes Rad berechnet. Eine Berechnungseinheit für den hydraulischen Druck berechnet einen hydraulischen Druck, der dem Radzylinder von jedem Rad zugeführt werden soll, auf der Grundlage des Bremsmoments und der maximalen regenerativen Energie, so daß die regenerative Energie, die durch den Fahrmotor von jedem Rad erzeugt wird, maximal wird. Der hydraulische Druck, der durch die Berechnungseinheit für den hydraulischen Druck berechnet wird, wird dem Radzylinder eines entsprechenden Rades durch ein Steuerventil für den hydraulischen Druck zugeführt, das den hydraulischen Druck erzeugt, indem ein Hauptzylinderdruck verringert wird.

Claims

Bremsvorrichtung (10) für ein Elektrofahrzeug mit einer Bremse mit hydraulischem Druck und einer regenerativen Bremse, wobei die Bremse mit hydraulischem Druck ein Bremsmoment erzeugt, indem ein hydraulischer Druck an einem Radzylinder (40, 42, 44, 46) von jedem Rad vorgesehen wird, wobei die regenerative Bremse ein Bremsmoment durch Regenerierung in einem Fahrmotor (72, 74, 76, 78) für das jeweilige Rad (FR, FL, RR, RL) erzeugt, wobei die Bremsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß: eine Drehmomentberechnungseinheit ein erforderliches Bremsmoment, das am jeweiligen Rad (FR, FL, RR, RL) vorgesehen werden soll, auf der Grundlage eines erforderlichen Bremsmoments für das Fahrzeug berechnet, wobei das erforderliche Bremsmoment am jeweiligen Rad auf der Grundlage einer Last, die an jedes der Räder angelegt ist, eines Lenkwinkelsignals und eines Querbeschleunigungssignals berechnet wird, eine Berechnungseinheit für das maximale regenerative Bremsmoment ein maximales regeneratives Bremsmoment, das durch den Fahrmotor (72, 74, 76, 78) für das jeweilige Rad (FR, FL, RR, RL) erzeugt wird, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Fahrmotors vom jeweiligen Rad (FR, FL, RR, RL) berechnet und durch diese in Abhängigkeit von der Drehzahl des Fahrmotors das maximale regenerative Bremsmoment auf ein zulässiges regeneratives Bremsmoment verringerbar ist, das durch den Zustand einer durch den Fahrmotor gespeisten Batterie begrenzt ist, eine Berechnungseinheit für den hydraulischen Druck einen hydraulischen Druck, der dem Radzylinder (40, 42, 44, 46) des jeweiligen Rades zugeführt werden soll, berechnet, indem das maximale regnerative Bremsmoment für jedes Rad vom erforderlichen Bremsmoment des jeweiligen Rades subtrahiert wird, so daß die regenerative Energie, die durch den Fahrmotor (72, 74, 76, 78) für das jeweilige Rad erzeugt wird, maximal wird, und ein am jeweiligen Rad (FR, FL, RR, RL) vorgesehenes Steuerventil (110, 112, 118, 120) für den hydraulischen Druck den durch die Berechnungseinheit berechnten hydraulischen Druck, der am Radzylinder (40, 42, 44, 46) des entsprechenden Rades vorgesehen wird, erzeugt, indem ein von einem Hauptzylinder (20) zugeführter Hauptzylinderdruck verringert wird.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Steuerventil (110, 112, 118, 120) für den hydraulischen Druck ein Magnetventil (200) aufweist, das zwischen den Hauptzylinder (20) und den Radzylinder (40, 42, 44, 46) des entsprechenden Rades geschaltet ist, wobei das Magnetventil (200) den Hauptzylinderdruck im Verhältnis zu einem Strom, der diesem zugeführt wird, verringert.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Rückschlagventil (111, 113, 119, 121) zwischen den Hauptzylinder (20) und einen entsprechenden Radzylinder (40, 42, 44, 46) parallel zum Steuerventil (110, 112, 118, 120) für den hydraulischen Druck geschaltet ist, wobei das Rückschlagventil eine Strömung des Bremsfluids nur in eine Richtung vom Radzylinder (40, 42, 44, 46) des entsprechenden Rades zum Hauptzylinder (20) gestattet.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Magnetventil (146, 148, 150, 152) zwischen dem Radzylinder (40, 42, 44, 46) des entsprechenden Rades und einem Behälter (100), der das Bremsfluid speichert und dieses dem Hauptzylinder (20) zuführt, vorgesehen ist, um das Bremsfluid zum Behälter (100) zurückzuführen, wenn das Magnetventil geöffnet ist.
Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Steuerventil (110, 112, 118, 120) für den hydraulischen Druck auf der Grundlage eines ersten hydraulischen Drucks, der zwischen dem Hauptzylinder (20) und dem Steuerventil für den hydraulischen Druck gemessen wird, und eines zweiten Drucks, der zwischen dem Steuerventil für den hydraulischen Druck und einem entsprechenden Radzylinder (40, 42, 44, 46) gemessen wird, gesteuert wird.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Berechnungseinheit für das maximale regenerative Bremsmoment das maximale regenerative Bremsmoment auf der Grundlage von Begrenzungen berechnet, die durch eine Kennziffer des Fahrmotors (72, 74, 76, 78), eine Temperatur des Fahrmotors und einer Schaltung zum Antreiben des Fahrmotors (80, 82, 84, 86), eine Spannung, die durch eine Batterie (88) als Energiequelle erzeugt wird, und einen Ladezustand der Batterie (88) bestimmt sind.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 4, wenn dieser von Anspruch 2 abhängt, wobei, wenn im Steuerventil (110, 112, 118, 120) eine Funktionsstörung auftritt, den Magnetventilen (146, 148, 150, 152) zwischen den Radzylindern und dem Behälter und den Magnetventilen (200) zwischen dem Hauptzylinder und den Radzylindern, keine Ströme zugeführt werden, so daß der Hauptzylinderdruck direkt den Radzylindern (40, 42, 44, 46) zugeführt wird.