Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Generatorbremsmoments eines elektrischen Antriebs für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug. Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, ein Steuergerät für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, einen elektrischen Antrieb oder ein elektrisches Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, und ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug.

Die Erfindung betrifft insbesondere den Bereich der Fahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, einschließlich Anhänger, mit einem elektronisch geregelten Bremssystem (electronic brake system, EBS, beziehungsweise trailer electronic brake system, TEBS) und mindestens einer durch einen elektrischen Antrieb (eDrive) über einen Zentralantrieb und/oder einen radindividuellen Antrieb elektrisch antreibbaren Achse, wobei der elektrische Antrieb zur Nutzbremsung eingerichtet ist. Mit anderen Worten kann der elektrische Antrieb als verschleißfreie Dauerbremse betrieben werden und ermöglicht darüber bei einer Verzögerung eine Rückgewinnung von Bremsenergie in Form von elektrischer Energie (Rekuperation). Dabei wirkt ein Generatorbremsmoment verzögernd auf eines oder mehrere Räder des Fahrzeugs.

DE 10 2019 135 087 A1 offenbart ein Verfahren zur Schlupfregelung eines über einen elektrischen Antrieb angetriebenen Fahrzeugrades, mit mindestens folgenden Schritten: Ansteuerung des elektrischen Antriebs des Fahrzeugrades mit einem Ist- Antriebsmoment in einer Moment-Steuerung in einem Moment-Steuerungsschritt, Ermittlung einer Raddrehzahl und eines Radschlupfes des Fahrzeugrades und Bewertung des Radschlupfes durch ein Instabilitätskriterium, ob eine Instabilität vorliegt, bei Erkennung einer Instabilität direkter oder indirekter Übergang in eine Schlupfregelung des Radschlupfes auf einen Soll-Schlupf durch Ansteuerung des elektrischen Antriebs, Ermittlung, ob ein Endkriterium zur Beendigung der Schlupfregelung erfüllt ist, falls das Endkriterium erfüllt ist, Rückführung zu der Moment-Steuerung in dem Moment-Steuerungsschritt. Dabei kann eine Antriebs- Regelung mit einer ABS-Regelung kombiniert werden. So kann eine elektrische Abbremsung bzw. Rekuperation mit einer unterlagerten Reibbremsung mit konstantem Moment überlagert werden. Somit kann bei Blockierneigung eines Fahrzeugrades eine Reibbremsung über die Radbremse mittels eines ABS- Regelverfahrens über die zentrale Bremssteuereinrichtung (ABS-Regeleinrichtung) geregelt werden unter gleichzeitigen Wirken des Radnabenmotors, insbesondere zur Rekuperation.

DE 10 2012 217 679 A1 offenbart ein schlupfgeregeltes Bremssystem für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, das Reibungsbremsen an den Rädern mindestens einer Achse, welche von einer Reibungsbremsensteuereinrichtung angesteuert werden, mindestens eine elektrische Maschine, die mit mindestens einem Rad verbunden ist und von einer Elektroantriebssteuereinrichtung angesteuert wird, Mittel zur Erfassung einer Verzögerungsanforderung, insbesondere ein Bremspedal mit Pedalwinkelsensor, eine Radschlupfregeleinrichtung und eine Momentenverteileinrichtung umfasst. Dabei ist das oder die Mittel zur Erfassung einer Verzögerungsanforderung mit der Radschlupfregeleinrichtung verbunden, welche nach Maßgabe der Verzögerungsanforderung Sollbremsmomente für jedes Rad vorgibt, wobei die Radschlupfregeleinrichtung mit einer Momentenverteileinrichtung verbunden ist, welche mit der Reibungsbremsensteuereinrichtung und der Elektroantriebssteuereinrichtung verbunden ist und nach Maßgabe der Sollbremsmomente Reibungsbremsanforderungen an die

Reibungsbremsensteuereinrichtung und Generatorbremsanforderungen an die Elektroantriebssteuereinrichtung vorgibt. Weitere die Fahrdynamik betreffende Informationen wird von einem Zustandsbeobachter an Radschlupfregeleinrichtung übermittelt. Die Elektroantriebssteuereinrichtung sendet das/die aktuell aufgebrachte/n Generatorbremsmoment/e und/oder das/die maximal erzeugbare/n Generatorbremsmoment/e an die Momentenverteileinrichtung und die Aufteilung zwischen Reibungsbremsanforderungen und Generatorbremsanforderung/en erfolgt unter Berücksichtigung des/der aktuell aufgebrachten und/oder maximal erzeugbaren Generatorbremsmoment/e. Für eine hohe Rekuperation von Bremsenergie und eine damit verbundene Reichweitenerhöhung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs muss der elektrische Antrieb ein möglichst hohes Generatorbremsmoment mit entsprechenden Schlupfwerten stellen können. Bei insbesondere starken Bremsungen kann die Reibbremse ebenfalls aktiv sein. Wenn der Schlupf im Bremsfall zu hoch wird, muss das Bremsmoment limitiert werden, um ein Blockieren zu vermeiden.

Es besteht jedoch das Problem, dass der Schlupf abhängig von einer Achslast und von einer Fahrbahn beziehungsweise eines Reibwertes zwischen der Fahrbahn und einem Rad des Fahrzeugs ist. Dynamische Achslaständerungen führen bei gegebenem Drehmoment zu einer auszuregelnden Änderung des Schlupfs. Bei einer Änderung der Fahrbahn verändert sich die p-Schlupf-Kurve (siehe Figur 1 ) mit einem gegebenenfalls veränderten Kraftschlussmaximum, bei dem eine maximale Kraftübertragung in Längsrichtung möglich ist. Damit stellt sich die Frage, auf welchen festen und/oder im Betrieb nachgeführten Sollwert der Schlupf zu begrenzen und/oder zu regeln ist. Ist der Schlupf zu hoch and damit zu nah am Kraftschlussmaximum, so besteht keine oder nicht mehr ausreichend Seitenführung des Reifens und das Fahrzeug wird instabil. Im instabilen Bereich der p-Schlupf-Kurve, also bei Schlupfwerten, die größer sind als der Schlupfwert am Kraftschlussmaximum, treten zusätzlich Effekte der Selbstverstärkung auf, da die mögliche Kraftübertragung mit Erhöhung des Schlupfs wieder abnimmt. Ist der Schlupf zu gering, bleiben Kraftschlusspotential und damit Effizienz und Bremsweg ungenutzt.

Bei einer rein schlupfbasierten Regelung besteht zudem das Problem, dass zur Berechnung des radindividuellen Schlupfs die Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit hinreichend genau bekannt sein muss. Andernfalls wird z.B. im Bremsfall entweder Bremsweg verschenkt, wenn die berechnete Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit zu hoch ist, oder das Fahrzeug wird instabil, wenn die berechnete Fahrzeug- Referenzgeschwindigkeit zu gering ist. Im Antriebsfall wie auch im Bremsfall bei alleiniger Nutzung des elektrischen Antriebs zur Nutzbremsung ist die Fahrzeug- Referenzgeschwindigkeit über die frei mitlaufende Vorderachse typischerweise bekannt. Bei gleichzeitigem Bremseingriff an allen Achsen, insbesondere wenn keine ABS-Regelung aktiv ist, kann die Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit allerdings nur geschätzt werden.

Für den Bremsfall ist ein Regelprinzip von insbesondere einem pneumatischen Anti- Blockier-System (ABS) hinlänglich bekannt. Das ABS nutzt im Wesentlichen die zeitliche Änderung der Radgeschwindigkeit bzw. die Radbeschleunigung, um das Blockieren eines Rades zu erkennen und eine Regelung zu starten. Damit ist das ABS robust gegenüber der Referenzgeschwindigkeit, da die Radgeschwindigkeit/- beschleunigung unabhängig der Referenzgeschwindigkeit ist. Mit Start der Regelung gemäß ABS wird zunächst eine Bremskraft über eine Reibbremse abgebaut, sodass ein blockiertes Rad ungebremst wieder anläuft und sich eine positive Radbeschleunigung ergibt. Anschließend wird wieder eine Bremskraft aufgebaut, bis erneut mittels der Radverzögerung eine Blockierneigung erkannt wird. Damit ist das ABS ebenfalls robust gegenüber variierenden Untergründen, da jeweils bis zur Blockierneigung Bremskraft aufgebaut wird. Mit anderen Worten wird ein „Hin- und Herlaufen“ in einem Intervall von Schlupfwerten durchgeführt, die kleiner sind als der Schlupfwert bei einem Kraftschlussmaximum. Gleichzeitig sind in den Phasen des ungebremsten Rollens Seitenführung und Lenkbarkeit gegeben. Nachteilig ist, dass phasenweise keine Bremskraft aufgebracht und Bremsweg verschenkt wird.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, den Stand der Technik zu bereichern und eine verbesserte Regelung zur Bremsung eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, zu ermöglichen. Eine Ausgestaltung der Erfindung kann dabei die Aufgabe lösen, eine Regelung einer Bremsung zu erzielen, die robust gegenüber möglichen Fehlern in der Referenzgeschwindigkeit und sich verändernden Untergründen ist und die Möglichkeit eröffnet, ein durchgehendes und möglichst kontinuierliches Bremsmoment zu erzeugen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie den Gegenständen nach den weiteren unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung an.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Regeln eines

Generatorbremsmoments eines elektrischen Antriebs für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug bereitgestellt. Dabei weist das Verfahren auf: Erfassen einer Bremsanforderung zum Bremsen des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, mit einem Soll-Bremsmoment; Regeln des Generatorbremsmoments in Abhängigkeit von dem Soll-Bremsmoment und von einer Trigger-Bedingung, wobei das Regeln innerhalb einer Mehrzahl von Zyklen erfolgt, wobei innerhalb eines Zyklus ein Ändern eines durch den elektrischen Antrieb bereitgestellten Generatorbremsmoments erfolgt, wobei jeder der Zyklen einen ersten Teilzyklus und einen zweiten Teilzyklus umfasst, und wobei in dem ersten Teilzyklus das Ändern ein Reduzieren des Generatorbremsmoments umfasst und in dem zweiten Teilzyklus das Ändern ein Steigern des Generatorbremsmoments umfasst.

Das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug wird im Folgenden als Fahrzeug bezeichnet. Das Fahrzeug umfasst Räder, die durch eine Nutzbremsung mit dem Generatorbremsmoment durch den elektrischen Antrieb bremsbar sind. Ein Fahrer und/oder eine automatisierte Fahrfunktion kann dabei eine Bremsanforderung bereitstellen beziehungsweise auslösen, die eine Bremsung des Fahrzeugs, einer Achse des Fahrzeugs und/oder eines der Räder mit dem Soll-Bremsmoment durch den elektrischen Antrieb und/oder eine Reibbremsvorrichtung bedingt.

Das Regeln des Generatorbremsmoments erfolgt in Abhängigkeit von dem Soll- Bremsmoment und von einer Trigger-Bedingung und innerhalb einer Mehrzahl von Zyklen. Dabei ist die Trigger-Bedingung eine Bedingung, die die Regelung auslöst. Ist die Trigger-Bedingung erfüllt, erfolgt die Regelung. Ist die Trigger-Bedingung hingegen nicht erfüllt, kann die Regelung entfallen. Ein Zyklus ist dabei ein von Null verschiedenes und endliches zeitliches Intervall, in dem die Regelung nach einem vorbestimmten Muster beziehungsweise Schema erfolgt. Innerhalb eines Zyklus erfolgt dabei ein systematisches und regelbasiertes Ändern des durch den elektrischen Antrieb bereitgestellten Generatorbremsmoments. Dabei wurde erkannt, dass eine Regelung des Gesamtbremsmoments durch eine Regelung des Generatorbremsmoments effektiv und zuverlässig möglich ist. Es werden mehrere Zyklen zur Regelung des Generatorbremsmoments durchlaufen, um vergleichsweise kurze Zyklen verwenden zu können und dabei die mit anderen Bremssystemen vergleichsweise hohe Regeldynamik des elektrischen Antriebs auszunutzen. Dabei wird bereits durch die Verwendung des elektrischen Antriebs zum Bereitstellen des Generatorbremsmoments eine zum ABS vergleichbare Regelung angegeben, die durch die Dynamik und Regelgüte des elektrischen Antriebs bereits zu einer im Vergleich zum ABS verbesserten Regelbarkeit des Generatorbremsmoments und so zur Verzögerung des Fahrzeugs führt.

Dabei umfasst jeder der Zyklen einen ersten Teilzyklus und einen zweiten Teilzyklus. Grundsätzlich kann somit jeder Zyklus als aus zwei Teilintervallen bestehend aufgefasst werden. In dem ersten Teilzyklus umfasst das Ändern ein Reduzieren des Generatorbremsmoments und in dem zweiten Teilzyklus umfasst das Ändern ein Steigern des Generatorbremsmoments. Durch das Reduzieren des Generatorbremsmoments wird beispielsweise ein die Trigger-Bedingung erfüllender Schlupf durch eine Reduktion des Generatorbremsmoments in dem ersten Teilzyklus vermindert, um anschließend grundsätzlich in dem zweiten Teilzyklus wieder erhöht zu werden, bis der Zyklus endet.

Mit anderen Worten wird eine gezielte zeitliche Modulation, beispielsweise ein rampenförmiger Auf- und Abbau, des vom elektrischen Antrieb erzeugten Bremsmoments genutzt, um eine Adaption der Regelung an die Fahrbahn beziehungsweise den Untergrund und eine ausreichende Unabhängigkeit von bzw. Robustheit gegenüber der Referenzgeschwindigkeit zu erreichen. Die Regel- /Modulationszyklen können aufgrund der guten Reaktionszeit des elektrischen Antriebs sehr viel kürzer als im klassischen pneumatischen ABS sein. Prinzipiell ist es damit möglich, ein im Idealfall dauerhaftes Bremsmoment zu erzeugen. Der Bremsweg und die Bremsperformance werden unter Beibehaltung der Stabilität verbessert. Eine Rekuperation ist möglich. Es kann eine Selbstadaption an die Fahrbahn erfolgen, da das gebremste Rad oder die gebremste Achse bis zum Erkennen der Blockierneigung gezielt überbremst wird. Im Idealfall wird das Kraftschlussmaximum erreicht und erkannt. Eine Nachführung des Gesamtbremsmoments ist durch das Ändern des Generatorbremsmoments möglich.

Vorzugsweise wird das Generatorbremsmoment derart geändert, dass das Generatorbremsmoment innerhalb eines Zyklus kein Vorzeichenwechsel erfährt. Dabei bleibt ein Generatorbremsmoment-Rest erhalten und ein Zahnflankenwechsel in einem Getriebe des elektrischen Antriebs wird vermieden. Damit wird die Mechanik des elektrischen Antriebs geschont und dessen Lebensdauer erhöht.

Vorzugsweise beginnt bei einem Erfüllen der Trigger-Bedingung ein neuer Zyklus. Damit wird bei einem erneuten Erfüllen der Trigger-Bedingung, beispielsweise beim Steigern des Generatorbremsmoments oder bei einer Änderung des Reibwerts der Fahrbahn, direkt eine Reduktion des Generatorbremsmoments erzielt. Dafür kann der bisherige Zyklus zugunsten eines neuen Zyklus abgebrochen werden. Dies ist insbesondere bei wechselnden Fahrbahneigenschaften und/oder einer sich ändernden Fahrsituation von Vorteil. Der neue Zyklus kann sich unmittelbar, d.h., ohne einen zeitlichen Abstand, an den vorherigen Zyklus anschließen, um eine zügige Regelung zu ermöglichen.

Vorzugsweise erfolgt das Ändern gemäß einer veränderlichen Änderungsrate. Die Änderungsrate kann dabei von dem Soll-Bremsmoment und von die Trigger- Bedingung betreffender Größen abhängen. Damit kann eine situationsangemessene Regelung erfolgen.

Vorzugsweise ist die Änderungsrate abhängig von einer Fahrbahneigenschaft und/oder Fahrzustand. Beispielsweise kann bei einem Befahren einer vergleichsweise glatten Fahrbahn ein vergleichsweise schnelles Reduzieren des Generatorbremsmoments erfolgen und bei einem Befahren ein weniger glatten Fahrbahn ein langsameres Reduzieren des Generatorbremsmoments erfolgen. Damit kann eine situationsangemessene Regelung erfolgen. Die Änderungsrate kann innerhalb eines Teilzyklus konstant oder veränderlich sein.

Vorzugsweise ist die Änderungsrate derart begrenzt, dass die Trigger-Bedingung innerhalb eines vorbestimmten Zyklusabschnitts nicht erfüllt wird. Der Zyklusabschnitt ist dabei ein zeitliches Intervall innerhalb eines Zyklus, insbesondere innerhalb des zweiten Teilzyklus. Damit wird ein besonders zuverlässiges und sicheres Verzögern ermöglicht. Der Zyklusabschnitt ist bestimmbar durch Trägheitseigenschaften und/oder kinematische Eigenschaften des elektrischen Antriebs. Vorzugsweise erfolgen innerhalb eines der Zyklen das Reduzieren mit einer ersten Änderungsrate und das Steigern mit einer zweiten Änderungsrate, wobei die erste Änderungsrate betragsmäßig verschieden von der zweiten Änderungsrate ist. Durch die voneinander verschiedenen Änderungsraten ist ein flexibles Ändern innerhalb eines Zyklus möglich. Damit kann eine gegebene Differenz in dem Generatorbremsmoment in verschiedenen Zeitintervallen erfolgen. Vorzugsweise ist die erste Änderungsrate dabei betragsmäßig kleiner als die zweite Änderungsrate, um beispielsweise beim Erfüllen der Trigger-Bedingung das Generatorbremsmoment nur vergleichsweise langsam zurückzunehmen und somit eine zu große Reduktion des Generatorbremsmoments zu vermeiden. Damit kann vermieden werden, dass Bremspotential ungenutzt bleibt.

Vorzugsweise erfolgt innerhalb eines der Zyklen eine das Generatorbremsmoment betreffende Bremsmomentänderung, und das Regeln erfolgt unter Berücksichtigung einer vorherigen Bremsmomentänderung eines vorherigen Zyklus. Die Bremsmomentänderung kann definiert werden als eine Differenz zwischen dem Generatorbremsmoment an einem Anfang des Zyklus und einem minimalen Generatorbremsmoment innerhalb des Zyklus. Das Regeln des Generatorbremsmoments erfolgt in Abhängigkeit der Bremsmomentänderung des vorherigen Zyklus. Beispielsweise können sich Änderungsraten zum Ändern des Generatorbremsmoments in dem aktuellen Zyklus an den Änderungsraten des vorherigen Zyklus orientieren. Damit kann für den aktuellen Zyklus eine geeignete Schätzung von Parametern zum Regeln des Generatorbremsmoments erzielt werden.

Vorzugsweise wird die Bremsmomentänderung unter Berücksichtigung einer die vorherige Bremsmomentänderung betreffenden ersten Schwellwertbedingung gewählt. Die erste Schwellwertbedingung kann dabei abhängig von einem aktuellen Generatorbremsmoment und/oder einer Regelkapazität des elektrischen Antriebs sein. Ist die Schwellwertbedingung erfüllt, die Bremsmomentänderung also beispielsweise kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert, so erfolgt das Regeln derart, dass das Generatormoment gegenüber dem vorherigen Zyklus verringert wird, da die Fahrbahn weniger griffig wird und weniger Moment freigegeben werden kann. Ist die Schwellwertbedingung nicht erfüllt, die Bremsmomentänderung also beispielsweise größer als ein vorbestimmter Schwellwert, so erfolgt das Regeln derart, dass das Generatormoment gegenüber dem vorherigen Zyklus vergrößert wird, da die Fahrbahn griffiger wird und mehr Moment freigegeben werden kann.

Vorzugsweise ist die Trigger-Bedingung abhängig von einer Radbeschleunigung beziehungsweise der Radbeschleunigung. Damit kann eine Radblockierneigung effektiv erkannt werden. Alternativ oder zusätzlich ist die Trigger-Bedingung deshalb abhängig von einer zeitlichen Änderung der Radbeschleunigung, einem Schlupf, einem Gesamt-Bremsmoment und/oder einer zeitlichen Änderung des Gesamt- Bremsmoment.

Vorzugsweise weist das Verfahren ferner den Schritt auf: Regeln eines durch ein Reibbremssystem bereitgestellten Reibbremsmoments in Abhängigkeit von einer das Generatorbremsmoments betreffenden zweiten Schwellwertbedingung. Die zweite Schwellwertbedingung kann dabei abhängig von der Regelkapazität des elektrischen Antriebs sein. Ist die zweite Schwellwertbedingung erfüllt, das Generatorbremsmoment also beispielsweise kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert, so erfolgt eine Reduktion des Reibbremsmoment, damit wieder mehr Bremsmoment durch den elektrischen Antrieb aufgebracht werden kann. Anderenfalls, ist die zweite Schwellwertbedingung nicht erfüllt, das Generatorbremsmoment also beispielsweise größer als der vorbestimmte Schwellwert und/oder ein weiterer Schwellwert, so erfolgt eine Erhöhung des Reibbremsmoment, damit wieder weniger Bremsmoment durch den elektrischen Antrieb aufgebracht werden muss und so die Regelkapazität wieder zunimmt.

Vorzugsweise erfolgt zwischen zwei Zyklen ein schlupfbasiertes Regeln des Generatorbremsmoments. Es ist möglich, einen Wechsel zwischen der oben beschriebenen Regelung und einer kontinuierlichen schlupfbasierten Regelung durchzuführen. Nachdem ein- oder mehrmaliges moduliertes Überbremsen erfolgt und sichergestellt ist, dass das Kraftschlussoptimum in den Zyklen erreicht wurde, kann anschließend mit Kenntnis des maximal übertragbaren Moments eine kontinuierliche schlupfbasierte Regelung erfolgen. Die Zyklen können in diesem Fall als Testbremsungen verstanden werden, mit denen bestimmt wird, wie weit das (kontinuierlich) ausgesteuerte Moment von der maximalen Kraftschlussgrenze entfernt ist bzw. wie weit diese ausgenutzt ist und welche Seitenführungsreserve aktuell besteht.

Vorzugsweise erfolgt bei einem Erfüllen der Trigger-Bedingung ein Reduzieren des Generatorbremsmoments auf einen vorbestimmten Anteil des Generatorbremsmoments bei dem Erfüllen der Trigger-Bedingung. Damit wird das Generatorbremsmoment zum Zeitpunkt des Erfüllens der Trigger-Bedingung als Referenz für ein durch Reduzieren zunächst einzustellendes Generatorbremsmoment verwendet. Beispielsweise kann das Generatorbremsmoment bei einem Erfüllen der Trigger-Bedingung auf 20 % reduziert werden, um effektiv das Bremsmoment derart zu reduzieren, dass ein sicheres Bremsen möglich ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium bereitgestellt. Das Computerprogramm und/oder computerlesbare Medium umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms bzw. der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das hier beschriebene Verfahren und/oder die Schritte des hier beschriebenen Verfahrens durchzuführen. Das Computerprogramm und/oder computerlesbare Medium kann Befehle umfassen, um als optional und/oder vorteilhaft beschriebene Schritte des Verfahrens durchzuführen, um einen entsprechenden technischen Effekt zu erzielen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, bereitgestellt. Das Steuergerät ist dazu eingerichtet, das hier beschriebene Verfahren durchzuführen. Das Steuergerät kann dazu eingerichtet sein, als optional und/oder vorteilhaft beschriebene Schritte des Verfahrens durchzuführen, um einen entsprechenden technischen Effekt zu erzielen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein elektrischer Antrieb oder ein elektrisches Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, bereitgestellt. Der elektrische Antrieb oder das Bremssystem weist das hier beschriebene Steuergerät auf. Dabei ist das Steuergerät ausschließlich von dem elektrischen Antrieb oder von dem Bremssystem umfasst. Durch die Regelung kann keine Kommunikation zwischen dem elektrischen Antrieb und dem Bremssystem notwendig werden. Dabei kann der elektrische Antrieb oder das Bremssystem als Master fungieren und die Regelung auf Basis von empfangenen Informationen veranlassen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, bereitgestellt. Das Fahrzeug weist das hier beschriebene Steuergerät auf. Das Fahrzeug und/oder das Steuergerät kann dazu eingerichtet sein, als optional und/oder vorteilhaft beschriebene Schritte des Verfahrens durchzuführen, um einen entsprechenden technischen Effekt zu erzielen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sowie deren technische Effekte ergeben sich aus den Figuren und der Beschreibung der in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsformen. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer p-Schlupf-Kurve;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Übersicht eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ablaufschemas eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Bremsmomentkurve mit einem Bremsmoment als Funktion der Zeit.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer p-Schlupf-Kurve 400. Dabei ist ein Reibwert p als Funktion von einem Schlupf S aufgetragen. Die p-Schlupf-Kurve 400 zeigt zwei verschiedene Kurven 401 , 402 für verschiedene Untergründe. Figur 1 beschreibt Probleme bei einer Schlupfbasierten Regelung.

Bei einer Änderung einer Fahrbahn verändert sich die p-Schlupf-Kurve 400 mit einem gegebenenfalls veränderten Kraftschlussmaximum, 403, 404, bei dem eine maximale Kraftübertragung zwischen einem Rad 210 und einer Fahrbahn 215 in Längsrichtung möglich ist. Dabei ist die mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Kurve 401 repräsentativ für eine Fahrbahn 215 mit einer höheren Reibung als die mit einer gestrichenen Linie dargestellte Kurve 402. Dementsprechend ist das Kraftschlussmaximum 403 der Kurve 401 größer als das Kraftschlussmaximum 404 der Kurve 402. Rechts der Kraftschlussmaxima 403, 404, also bei höheren Schlupf S, ist ein instabiler Bereich, wie durch den Pfeil mit durchgezogener Linie angedeutet.

In der Kurve 401 ist der Soll-Schlupf SS zu hoch and damit zu nah am Kraftschlussmaximum 403; es besteht keine oder nicht mehr ausreichend Seitenführung eines Reifens und das Fahrzeug 300a, 300b wird instabil. In Kurve 402 ist Soll-Schlupf SS zu gering; es bleiben Kraftschlusspotential und damit Effizienz und Bremsweg ungenutzt.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Übersicht eines Fahrzeugs 300a, insbesondere Nutzfahrzeugs 300b, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Das Fahrzeug 300a, insbesondere Nutzfahrzeug 300b, wird im Folgenden als Fahrzeug 300a, 300b bezeichnet. Das Fahrzeug 300a, 300b ist ein Landfahrzeug und beispielsweise ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Anhänger und/oder ein mehrgliedriges Fahrzeug.

Das Fahrzeug 300a, 300b ist dazu eingerichtet, das mit Bezug zu Figuren 3 und 4 beschriebene Verfahren 100 durchzuführen. Dafür weist das Fahrzeug 300a, 300b in der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform einen elektrischen Antrieb 21 , ein Steuergerät 250 und ein Reibbremssystem 40 auf.

Das Steuergerät 250 ist dazu eingerichtet, eine Bremsanforderung 55 zum Bremsen des Fahrzeugs 300a, 300b mit einem Soll-Bremsmoment 56 zu empfangen und auszuwerten. Die Bremsanforderung 55 kann ein durch beispielsweise durch eine Pedalbetätigung und/oder eine Betätigung eines Retarder-Hebels durch einen Fahrer des Fahrzeugs 300a, 300b und/oder durch eine automatisierte Fahrfunktion ausgelöstes Signal umfassen, das beispielweise über einen Fahrzeugbus (nicht gezeigt) an das Steuergerät 250 übertragen wird. Das Steuergerät 250 umfasst einen Prozessor 251 und einen Speicher 252, um Informationen zu verarbeiten und zu speichern. Damit ist das Steuergerät 250 dazu eingerichtet, die in Figuren 3 und 4 beschriebenen Schritte des Verfahren 100 durchführen. Insbesondere sind in dem Speicher 252 eine Schwellwertbedingung 59, eine Trigger-Bedingung 60 und eine zweite Schwellwertbedingung 42 gespeichert.

Das Steuergerät 250 ist in der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform mit dem elektrischen Antrieb 21 und dem Reibbremssystem 40 verbunden, um Regelinformationen 150 mit dem elektrischen Antrieb 21 und dem Reibbremssystem 40 auszutauschen, insbesondere um Messwerte zu empfangen und Regelsignale zu senden.

Der elektrische Antrieb 21 ist zur Nutzbremsung NB eingerichtet. Dabei kann der elektrische Antrieb 21 ein Generatorbremsmoment 25 erzeugen, das zu einer Verzögerung des Fahrzeugs 300a, 300b führen kann. Der elektrischen Antrieb 21 kann ein Ändern 26, insbesondere ein Reduzieren 27 und ein Steigern 28 des Generatorbremsmoments 25 bewirken.

Das Reibbremssystem 40 ist ein elektrisches Bremssystem 43 beziehungsweise ein elektronisch geregeltes Bremssystem und kann ein Reibbremsmoment 41 aufbringen. In einer nicht-gezeigten Ausführungsform ist das Reibbremssystem 40 ein pneumatisches und/oder hydraulisches Bremssystem.

Das Fahrzeug 300a, 300b gemäß Figur 2 weist mehrere Räder 210 auf. Die Räder 210 sind auf einer Fahrbahn 215 angeordnet. Auf die Räder 210 kann jeweils ein durch die Fahrbahn 215 vermitteltes und durch den elektrischen Antrieb 21 und das Reibbremssystem 40 bewirktes Gesamtbremsmoment 320 wirken. Das Gesamtbremsmoment 320 ist die Summe aus Generatorbremsmoment 25 und Reibbremsmoment 41 .

Der elektrische Antrieb 21 kann als sogenannter Zentralantrieb dazu eingerichtet sein, das Generatorbremsmoment 320 auf mehrere Rädern 210 einer Achse (nicht gezeigt) anzuwenden. Der elektrische Antrieb 21 ist in der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform dazu eingerichtet, das Generatorbremsmoment 320 radindividuell anzuwenden, wobei Figur 2 nur schematisch die Bremsung eines Rades 210 illustriert. Die Dynamik eines jeden der Räder 210 ist durch eine messbare Radbeschleunigung 310, eine zeitliche Änderung der Radbeschleunigung 311 charakterisierbar. Die Radbeschleunigung 310 und/oder die zeitliche Änderung der Radbeschleunigung 311 kann durch Messwerte eines Raddrehzahlsensors (nicht gezeigt) und/oder durch eine Regelinformation 150 des elektrischen Antriebs 21 erfasst werden. Durch das wirkende Gesamtbremsmoment 320 stellt sich ein Schlupf 312 zwischen dem Rad 210 und der Fahrbahn 215 ein. Der Schlupf 312 kann beispielsweise durch Radgeschwindigkeiten ermittelt werden.

Der elektrische Antrieb 21 ist dazu eingerichtet, das in der zum Zeitpunkt der Anmeldung noch nicht veröffentlichen deutschen Patentanmeldung 10 2022 114 084.9 vom 03.06.2022 beschriebene Verfahren zur Reibwertschätzung durchzuführen. Dafür ist der elektrische Antrieb dazu eingerichtet, ein Beaufschlagen des Rades 210 mit einem zeitlich vorbestimmten Anregungs-Drehmoment durchzuführen, wobei das Beaufschlagen des Rades 210 mit dem Anregungs- Drehmoment periodisch mit einer Frequenz erfolgt; und daraus ein Ermitteln einer Schlupfänderung in Abhängigkeit des Anregungs-Drehmoments durchzuführen, wobei das Ermitteln der Schlupfänderung unter Berücksichtigung der Frequenz erfolgt.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufschemas eines Verfahrens 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 100 ist ein Verfahren 100 zum Regeln eines Generatorbremsmoments 25 eines elektrischen Antriebs 21 für ein Fahrzeug 300a, 300b. Ein derartiges Fahrzeug 300a, 300b ist in Figur 2 gezeigt. Figur 3 wird unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben,

Das Verfahren 100 weist ein Erfassen 110 einer Bremsanforderung 55 zum Bremsen des Fahrzeugs 300a, 300b, mit einem Soll-Bremsmoment 56 auf. Das Soll- Bremsmoment 56 ist ein Sollwert für das Gesamtbremsmoment 320. Das aufbringbare Gesamtbremsmoment 320 kann jedoch beispielsweise aufgrund eines hohen Schlupfes S und/oder eines niedriges Reibwerts p (siehe Figur 1 ) beschränkt sein, was dazu führen kann, dass das eine Bremsung mit dem Soll-Bremsmoment 56 nicht möglich ist. Dann erfolgt eine Bremsung mit einem Gesamtbremsmoment 320, das kleiner als das Soll-Bremsmoment 56 ist. Dafür erfolgt ein Regeln 120 des Generatorbremsmoments 25.

Das Regeln 120 des Generatorbremsmoments 25 erfolgt in Abhängigkeit von dem Soll-Bremsmoment 56 und von einer Trigger-Bedingung 60, wobei das Regeln 120 innerhalb einer Mehrzahl von Zyklen Z erfolgt, siehe Figur 4. Innerhalb eines Zyklus Z erfolgt dabei ein Ändern 26 des durch den elektrischen Antrieb 21 bereitgestellten Generatorbremsmoments 25, wobei jeder der Zyklen Z einen ersten Teilzyklus SZ1 und einen zweiten Teilzyklus SZ2 umfasst. Dabei umfasst in dem ersten Teilzyklus SZ1 das Ändern 26 ein Reduzieren 27 des Generatorbremsmoments 25 und in dem zweiten Teilzyklus SZ2 umfasst das Ändern 26 ein Steigern 28 des Generatorbremsmoments 25. Optional weist der Zyklus einen dritten Teilzyklus auf (nicht gezeigt), wobei in dem dritten Teilzyklus ein konstantes Generatorbremsmoment 25 bereitgestellt wird. Somit erfolgt im dem dritten Teilzyklus keine Änderung des Generatorbremsmoments 25. Das Regeln 120 wird näher mit Bezug zu Figur 4 beschrieben.

Zum Regeln 120 des Generatorbremsmoments 25 sendet das Steuergerät 250 eine entsprechende Regelinformation 150 an den elektrischen Antrieb 21.

Das Verfahren 100 gemäß Figur 3 weist ferner den Schritt aufweist: Regeln 130 eines durch ein Reibbremssystem 40 bereitgestellten Reibbremsmoments 41 in Abhängigkeit von einer das Generatorbremsmoments 25 betreffenden zweiten Schwellwertbedingung 42. Die zweite Schwellwertbedingung 42 ist abhängig von der Regelkapazität des elektrischen Antriebs 21 . Ist die zweite Schwellwertbedingung 42 erfüllt, ist das Generatorbremsmoment 25 also kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert, so erfolgt eine Reduktion des Reibbremsmoment 41 . Anderenfalls, ist die zweite Schwellwertbedingung 42 nicht erfüllt, ist das Generatorbremsmoment 25 also beispielsweise größer als der vorbestimmte Schwellwert und/oder ein weiterer Schwellwert, so erfolgt eine Erhöhung des Reibbremsmoment 41 . Zum Regeln 120 des Reibbremsmoments 41 sendet das Steuergerät 250 eine entsprechende Regelinformation 150 an das Reibbremssystem 40. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung von Bremsmomentkurven 450 mit einem Bremsmoment M als Funktion der Zeit t. Dabei zeigt eine mit einer gepunkteten Linie dargestellte Kurve 451 die Abhängigkeit des Reibbremsmoments 41 von der Zeit t. Eine mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Kurve 452 zeigt das Gesamtbremsmoment 320 als Summe des Reibbremsmoments 41 und dem Generatorbremsmoment 25 in Abhängigkeit von der Zeit t. Das Generatorbremsmoment 25 als solches ist in der Figur 4 nicht dargestellt. Eine mit gestrichener Linie dargestellte Kurve 453 zeigt ein maximales Gesamtbremsmoment 322 als Summe aus dem Reibbremsmoments 41 und dem maximal bereitstellbaren Generatorbremsmoment 25. Figur 4 dient zur weiteren Beschreibung des Verfahren 100 gemäß Figur 4.

Die in Figur 4 beispielhaft gezeigten Bremsmomentkurven 450 sind durch vier geordnete Zeitpunkt t1 , t2, t3, t4 charakterisiert, genauer einen ersten Zeitpunkt t1 , einen zweiten Zeitpunkt t2, einen dritten Zeitpunkt t3 und einen vierten Zeitpunkt t4.

Anfangs und bis zum ersten Zeitpunkt t1 ist die Regelung des Bremsmoments M passiv, d.h., der elektrische Antrieb 21 beaufschlagt ein Rad 210 mit einem konstanten Generatorbremsmoment 25 und das Reibbremsmoment 41 verhält sich gemäß einer Bremsanforderung 55 und steigt in dem gezeigten Beispiel.

Zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem vierten Zeitpunkt t4 ist die Regelung 120 gemäß Figur 3 aktiv. Dabei erfolgt wie in Figur 4 zu sehen das Regeln 120 in mehreren Zyklen Z. Innerhalb eines Zyklus Z erfolgt dabei ein Ändern 26 eines durch den elektrischen Antrieb 21 bereitgestellten Generatorbremsmoments 25, wobei jeder der Zyklen Z einen ersten Teilzyklus SZ1 und einen zweiten Teilzyklus SZ2 umfasst. Dabei umfasst in dem ersten Teilzyklus SZ1 das Ändern 26 ein Reduzieren 27 des Generatorbremsmoments 25 und in dem zweiten Teilzyklus SZ2 umfasst das Ändern 26 ein Steigern 28 des Generatorbremsmoments 25.

An dem Zeitpunkt t1 ist eine Trigger-Bedingung 60 erfüllt. Bei einem Erfüllen 125 der Trigger-Bedingung 60 beginnt ein neuer Zyklus Z. Bei einem Erfüllen 125 der Trigger-Bedingung 60 erfolgt ein Reduzieren 27 des Generatorbremsmoments 25 auf einen vorbestimmten Anteil des Generatorbremsmoments 25 bei dem Erfüllen 125 der Trigger-Bedingung 60. Die Trigger-Bedingung 60 ist abhängig von einer Radbeschleunigung 310, einer zeitlichen Änderung der Radbeschleunigung 311 , einem Schlupf 312, einem Gesamt-Bremsmoment 320 und/oder einer zeitlichen Änderung 321 des Gesamt-Bremsmoment 320.

Das Generatorbremsmoment 25 wird derart geändert, dass das Generatorbremsmoment 25 innerhalb eines Zyklus Z kein Vorzeichenwechsel erfährt. D.h. das Gesamtbremsmoment 25 bleibt stets größer als das Reibbremsmoment 41 gemäß Kurve 451 .

Innerhalb eines der Zyklen Z erfolgt eine das Generatorbremsmoment 25 betreffende Bremsmomentänderung 57. Die Bremsmomentänderung 57 ist die Differenz zwischen dem Generatorbremsmoment 25 an Anfang eines Zyklus Z und einem minimalen Generatorbremsmoment 25 innerhalb des Zyklus Z. Das Regeln 120 erfolgt unter Berücksichtigung einer vorherigen Bremsmomentänderung 58 eines vorherigen Zyklus pZ, wobei die Bremsmomentänderung 58 des vorherigen Zyklus pZ die Differenz zwischen dem Generatorbremsmoment 25 an Anfang des vorherigen Zyklus pZ und einem minimalen Generatorbremsmoment 25 innerhalb des vorherigen Zyklus pZ ist. Die Bremsmomentänderung 57 wird unter Berücksichtigung einer die vorherige Bremsmomentänderung 58 betreffenden ersten Schwellwertbedingung 59 gewählt. Ist das delta-M beziehungsweise die Bremsmomentänderung 57 klein, so wird das Moment M weiter als im letzten Zyklus pZ verringert. Die Fahrbahn wird weniger griffig und es kann weniger Moment M freigegeben werden. Ist das delta-M groß, so kann ein höherer Wert für das Moment M, also ein größerer erster Anstieg 29a gewählt werden. Die Fahrbahn wird griffiger, es kann mehr Moment freigegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Radbeschleunigung 310 herangezogen werden. In diesem Fall wird das Generatorbremsmoment 25 so lange verringert, bis sich die Radbeschleunigung 310 wieder vergrößert und das Rad 210 beginnt, mit einer gewissen Rate zu beschleunigen (nach erkannter Blockierneigung dreht das Rad 210 wieder schneller).

Es erfolgt innerhalb jedes der Zyklen Z das Reduzieren 27 mit einer ersten Änderungsrate 29a und das Steigern 28 mit einer zweiten Änderungsrate 29b, wobei die erste Änderungsrate 29a betragsmäßig verschieden von der zweiten Änderungsrate 29b ist. Die jeweilige Änderungsrate 29, 29a, 29b ist abhängig von einer Fahrbahneigenschaft und/oder Fahrzustand. Mit anderen Worten können die abschnittsweisen Anstiege der Kurve 452 des Gesamtbremsmoments 320 in jeden der Zyklen Z verschieden voneinander sein.

Die Änderungsrate 29 ist derart begrenzt, dass die Trigger-Bedingung 60 innerhalb eines vorbestimmten Zyklusabschnitts SZa nicht erfüllt wird. Insbesondere ist die zweite Änderungsrate 29b begrenzt, um ein begrenztes Steigern 28 in dem zweiten Teilzyklus TZ2 als Zyklusabschnitt SZa zu erzielen. Dabei kann eine Dauer des zweiten Teilzyklus TZ2 und/oder des Zyklusabschnitts SZa prognostiziert werden, woraus sich zusammen mit der zweiten Änderungsrate 29b ergibt, ob eine Trigger- Bedingung 60 voraussichtlich erfüllt wird. Damit kann erzielt werden, dass ein zu schnelles Erhöhen des Moments M nicht unbeabsichtigt zu einer zu hohen Radverzögerung führt und damit die Trigger-Bedingung 60 auslöst. Die Freigabe des Moments M soll nur so schnell erfolgen, dass die daraus resultierende (theroretische) Radverzögerung unterhalb der Trigger-Bedingung 60 bleibt.

In einer nicht-gezeigten Ausführungsform erfolgt das Ändern 26 des Generatormoments 25 in jedem der Zyklen Z und in jedem Teilzyklus SZ1 , SZ2 gemäß einer veränderlichen Änderungsrate 29. D.h. innerhalb des ersten Teilzyklus SZ1 ändert sich die erste Änderungsrate 29a und/oder innerhalb des zweiten Teilzyklus SZ2 ändert sich die zweite Änderungsrate 29b.

Wenn innerhalb einer kontinuierlichen Regelungsphase, also innerhalb eines der Zyklen Z, ein Sprung im Reibwert p aufritt, so ergibt dies bei aktuell und kontinuierlich ausgesteuertem Generatorbremsmoment 25 einen Sprung in der Raddrehzahl und/oder der Radverzögerung beziehungsweise Radbeschleunigung 310 und ist darüber zu erkennen. Mit erkannter Änderung des Reibwerts p kann direkt zur Modulation und damit Adaption an die Fahrbahn 215 gewechselt werden und/oder ein neuer Zyklus Z gestartet werden.

Ab dem dritten Zeitpunkt t3 ist das Gesamtbremsmoment 320 gleich dem maximalen Gesamtbremsmoment 322. D.h. der elektrische Antrieb 21 kann ein von dem Steuergerät 250 angefordertes Generatorbremsmoment 25 voll freigeben. Wurde das maximal mögliche Generatorbremsmoment 322 ohne erneutes Auftreten einer Triggers-Bedingung 60 freigegeben, so wird bei weiterhin bestehendem Bremswunsch das Reibbremsmoment 41 bis zum aktuell angestrebten Wert erhöht. Tritt währenddessen eine erneute Triggers-Bedingung 60 auf, wird eine neue Regelung 120 mit dem elektrischen Antrieb 21 gestartet. Andernfalls wird die Regelung 120 beendet.

Ab dem vierten Zeitpunkt t4 ist die Regelung des Bremsmoments M wieder passiv wie vor dem ersten Zeitpunkt t1 . Dabei kann das Soll-Bremsmoment 56 aufgebracht werden.

Zusätzlich erfolgt zwischen zwei Zyklen Z ein schlupfbasiertes Regeln des Generatorbremsmoments 25 (nicht gezeigt). Nachdem ein- oder mehrmaliges moduliertes Überbremsen erfolgt und sichergestellt ist, dass das Kraftschlussoptimum in den Zyklen Z erreicht wurde, kann anschließend mit Kenntnis des maximal übertragbaren Moments M eine kontinuierliche schlupfbasierte Regelung erfolgen. Nach Ablauf einer definierten Zeit wird von der schlupfbasierten Regelung wieder zur Modulation gemäß Figuren 3 und 4 gewechselt, um eine erneute Adaption an die Fahrbahn 215 durchzuführen. Anschließend erfolgt ein erneuter Wechsel zur schlupfbasierten Regelung usw.

Bezugszeichen (Teil der Beschreibung):

21 elektrischer Antrieb

25 Generatorbremsmoment

26 Ändern

27 Reduzieren

28 Steigern

29 Änderungsrate

29a erste Änderungsrate

29b zweite Änderungsrate

40 Reibbremssystem

41 Reibbremsmoment

42 zweite Schwellwertbedingung

43 elektrisches Bremssystem

55 Bremsanforderung

56 Soll-Bremsmoment

57 Bremsmomentänderung

58 vorherige Bremsmomentänderung

59 Schwellwertbedingung

60 Trigger-Bedingung

100 Verfahren

110 Erfassen

120 Regeln

125 Erfüllen

150 Regelinformation

210 Rad

215 Fahrbahn

250 Steuergerät

251 Prozessor

252 Speicher 00a Fahrzeug 00b Nutzfahrzeug 10 Radbeschleunigung

311 zeitliche Änderung der Radbeschleunigung

312 Schlupf

320 Gesamtbremsmoment

321 zeitliche Änderung des Gesamtbremsmoments

322 maximales Gesamtbremsmoment

400 p-Schlupf-Kurve

401 Kurve

402 Kurve

403 Kraftschlussmaximum

404 Kraftschlussmaximum

450 Bremsmomentkurve

451 Kurve

452 Kurve

453 Kurve

M Bremsmoment p Reibwert

NB Nutzbremsung pZ vorheriger Zyklus

S Schlupf

SS Soll-Schlupf

SZa Zyklusabschnitt

SZ1 erster Teilzyklus

SZ2 zweiter Teilzyklus t Zeit t1 erster Zeitpunkt t2 zweiter Zeitpunkt t3 dritter Zeitpunkt t4 vierter Zeitpunkt

Z Zyklus