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WO2021175360A1 - Elektromotorvorrichtung und verfahren zur steuerung eines motorbremsvorgangs eines elektromotors - Google Patents

Elektromotorvorrichtung und verfahren zur steuerung eines motorbremsvorgangs eines elektromotors Download PDF

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WO2021175360A1
WO2021175360A1 PCT/DE2021/100111 DE2021100111W WO2021175360A1 WO 2021175360 A1 WO2021175360 A1 WO 2021175360A1 DE 2021100111 W DE2021100111 W DE 2021100111W WO 2021175360 A1 WO2021175360 A1 WO 2021175360A1
Authority
WO
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switch position
motor
electric motor
braking
speed
Prior art date
Application number
PCT/DE2021/100111
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erhard Hodrus
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to CN202180012253.9A priority Critical patent/CN115039336A/zh
Priority to US17/908,547 priority patent/US12155337B2/en
Publication of WO2021175360A1 publication Critical patent/WO2021175360A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an AC motor
    • H02P3/22—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an AC motor by short-circuit or resistive braking

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an engine braking process of an electric motor according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to an electric motor device according to claim 10.
  • DE 10 2017 111 108 A1 describes a method for braking a vehicle in the event of a transmission failure. If a transmission fault occurs, the braking process is carried out using a wheel brake.
  • the vehicle is in a safe state at least when it is no longer in motion.
  • a braking process can be carried out via an electric motor acting as a drive element of the vehicle.
  • the electric motor has a rotor that can rotate at a motor speed and is electrically controlled by an inverter circuit having a plurality of switching elements via motor connections.
  • a motor braking process can be initiated by taking a braking switch position of the inverter circuit in which at least two motor connections are short-circuited.
  • the resulting braking torque is dependent on a motor speed of the rotor.
  • an undesirable increase in the engine braking torque can occur, which can trigger excessive braking power in the vehicle, which can impair the safety of the vehicle.
  • the object of the present invention is to improve an engine braking process.
  • the engine braking process should take place more evenly.
  • the vehicle should be braked more safely.
  • At least one of these objects is achieved by a method for controlling an engine braking process having the features according to claim 1. This means that the braking torque can be applied more evenly at lower engine speeds.
  • the vehicle can be braked more stably and evenly.
  • the vehicle can brake more safely.
  • the engine braking process can prevent the vehicle from breaking out.
  • the electric motor can be arranged in an electric vehicle.
  • the electric motor can be connected non-rotatably to a vehicle wheel.
  • a transmission can operate between the electric motor and the vehicle wheel.
  • the electric motor can have several motor phases.
  • the motor phases can each be connected to the inverter circuit via the motor connections.
  • the electric motor can be a brushless direct current motor.
  • the electric motor can have three motor phases.
  • the inverter circuit can be a flat bridge circuit.
  • the flat bridge circuit can be a multiple flat bridge circuit, in particular a triple flat bridge circuit.
  • the limit speed can be less than or equal to 3000 rpm.
  • the braking parameters in particular a switching frequency, a duration of the individual brake switch position intervals and / or a duration of the individual open switch position intervals, can be specified depending on the engine speed and can be called up during operation of the vehicle.
  • These braking parameters can also be controlled and / or regulated to regulate the braking torque in an adapted manner as a function of acceleration information.
  • the engine braking process can be initiated in the event of an emergency braking.
  • the duration of the individual brake switch position intervals is set as a function of the engine speed.
  • the duration of the individual brake switch position intervals can be proportional to the engine speed below the limit speed.
  • the duration of the individual opening switch position intervals is set as a function of the engine speed.
  • the duration of the individual opening switch position intervals can be proportional to the engine speed below the limit speed.
  • the duration of at least one brake switch position interval is different from the duration of at least one subsequent opening switch position interval.
  • At least two motor connections are electrically short-circuited in the brake switch position.
  • at least two switching elements assigned to the same voltage potential of the supply voltage can be closed. All switching elements assigned to the same voltage potential of the supply voltage can also be closed.
  • the majority of the switching elements are in the open switching position in a blocking division. Current transmission is interrupted in the barrier division.
  • all switching elements are in the blocking division in the open switching position.
  • the brake switch position is assumed without interruption during the engine braking process at engine speeds above the limit speed.
  • the limit speed corresponds to a motor speed at which the voltage at the switching elements induced by the open switch position of the rotor is below a limit voltage.
  • an electric motor device for providing a drive torque for a vehicle having an electric motor with a rotatable and with one electric motor braking process, a rotor which is subject to a braking torque and which is rotatable at a motor speed, and an inverter circuit for controlling the motor braking process by means of a method having at least one of the features described above.
  • Figure 1 An electric motor device in a special embodiment of the
  • FIG. 2 A braking torque curve when executing a method in a special embodiment of the invention.
  • FIG. 3 The detail A from FIG. 2 in an enlarged view.
  • FIG. 1 shows an electric motor device 10 in a special embodiment of the invention.
  • the electric motor device 10 is arranged in a vehicle for providing a drive torque and has an electric motor 12 with a rotor 14 which is rotatable at an engine speed.
  • the electric motor 12 can output a drive torque for driving the vehicle via a transmission 16 to a vehicle wheel 18 of the vehicle.
  • the rotor 14 can be connected non-rotatably to the vehicle wheel 18 via the transmission 16.
  • the electric motor 12 can be a brushless direct current motor which can be controlled by an inverter circuit 20.
  • the electric motor 12 can have three motor phases Mp.
  • the respective motor phase Mp is connected to the inverter circuit 20 via a motor connection Ma.
  • the inverter circuit 20 is fed by a supply voltage Ub, which is preferably a direct voltage.
  • the Supply voltage Ub can be provided by a vehicle battery.
  • the vehicle can preferably be an electric vehicle.
  • the inverter circuit 20 is in particular a multiple half bridge circuit, here a triple flat bridge circuit for controlling the three motor phases Mp.
  • the inverter circuit 20 has six switching elements S1-S6.
  • An electrical motor braking process for triggering a braking torque by the rotor 14 is preferably set in that the inverter circuit 20 assumes a braking switch position in which at least two of the motor connections Ma are short-circuited via the inverter circuit 20.
  • all three motor phases Mp can be short-circuited in that the three switching elements S1-S3 are switched through or the other three switching elements S4-S6 are switched through.
  • the inverter circuit 20 When the inverter circuit 20 is in an open switch position, the braking torque caused by the rotor 14 is less than in the brake switch position or does not exist.
  • the open switch position can be assumed when all switching elements S1 - S6 are switched in a blocking division. Then, however, a rotational movement of the rotor 14 can cause an induced voltage to arise at the switching elements S1-S6, which stresses the switching elements S1-S6 and which is speed-dependent.
  • the induced voltage is proportional to the engine speed.
  • FIG. 2 shows a braking torque curve when executing a method in a special embodiment of the invention.
  • the motor braking process brought about by a brake switch position of the inverter circuit which is assumed overall without interruption via the motor speed n causes a speed-dependent braking torque Nb on the rotor.
  • the braking torque Nb is inversely proportional to the engine speed n. At low engine speeds, high values of the braking torque Nb can therefore be present.
  • the braking torque Nb will only change slightly up to a limit speed ng of 3000 rpm here change and from the limit speed ng increase with increasingly lower engine speeds n.
  • the vehicle is braked more strongly at lower engine speeds n and, depending on the road conditions, can even break out due to the excessive braking torque Nb.
  • the brake switch position is assumed in brake switch position intervals alternating with the open switch position intervals of the open switch position.
  • the resulting braking torque curve Nb1 is thus adapted on average to the braking torque curve NbO at engine speeds n above the limit speed ng.
  • the braking torque Nb can be applied more uniformly over the engine speeds n and a more uniform mean braking torque Nbm can be achieved.
  • the vehicle can be braked more stably and smoothly, and the vehicle can be braked more safely.
  • the engine braking process can prevent the vehicle from breaking out.
  • FIG. 3 shows detail A from FIG. 2 in an enlarged view.
  • the switching changes S between the brake switching position Sb and the open switching position Sa, which are dependent on the engine speed n, are also shown.
  • the brake switch position Sb is replaced by the open switch position Sa when the limit speed ng is reached.
  • the open switch position Sa is maintained over a first period of time ta1.
  • the braking torque Nb is thereby reduced.
  • the open switch position Sa is released and the brake switch position Sb is assumed for a first time period tb1.
  • the open switch position Sa alternates the brake switch position Sb again for a second period of time ta2.
  • the brake switch position Sb is assumed again for a second time period tb2.
  • the first time period ta1 is greater than the subsequent second time period ta2 of the respective open switch positions Sa, since the braking torque Nb, based on the engine speed n reached the limit speed ng, is to be reduced more than in the further course of the switch change S.
  • the respective time duration of the open switch position and the The brake switch position, as well as the frequency of switching changes, here, for example, 14 switching changes S are present, can be selected from the required curve of the braking torque Nb and, for example, adapted to ambient conditions.
  • Nb braking torque NbO braking torque curve Nb1 braking torque curve Nbm mean braking torque S switching change

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Motorbremsvorgangs eines ein Antriebsmoment für ein Fahrzeug bereitstellenden Elektromotors (12), der durch eine mehrere Schaltelemente (S1 - S6) aufweisende Wechselrichterschaltung (20) über wenigstens zwei Motoanschlüsse (Ma) elektrisch angesteuert wird und der einen mit einer Motordrehzahl (n) drehbaren Rotor (14), der bei dem elektrischen Motorbremsvorgang durch Einnahme einer Bremsschaltstellung (Sb) der Wechselrichterschaltung (20) einem drehzahlabhängigen Bremsmoment und durch Einnahme einer Öffnungsschaltstellung (Sa) der Wechselrichterschaltung (20) einem gegenüber der Bremsschaltstellung (Sb) geringeren oder keinem Bremsmoment (Nb) unterliegt, aufweist, wobei während des Motorbremsvorgangs bei Motordrehzahlen (n) unterhalb einer Grenzdrehzahl (ng) die Bremsschaltstellung (Sb) in Bremsschaltstellungsintervallen und durch Schaltwechsel (S) abwechselnd mit Öffnungsschaltstellungsintervallen der Öffnungsschaltstellung (Sa) eingenommen wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Elektromotorvorrichtung (10) mit einer Wechselrichterschaltung (20) zur Steuerung des Motorbremsvorgangs durch ein derartiges Verfahren.

Description

Elektromotorvorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Motorbremsvorgangs eines Elektromotors
Beschreibungseinleitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Motorbremsvorgangs eines Elektromotors nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 . Weiterhin betrifft die Erfindung eine Elektromotorvorrichtung nach Anspruch 10.
In DE 10 2017 111 108 A1 ist ein Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeugs bei einem Ausfall eines Getriebes beschrieben. Darin wird bei einem auftretenden Getriebefehler der Bremsvorgang über eine Radbremse durchgeführt.
Ein sicherer Zustand des Fahrzeugs liegt zumindest dann vor, wenn dieses nicht mehr in Bewegung ist. Außerhalb von der Möglichkeit, die an den Fahrzeugrädern angeordneten Fahrzeugbremsen zum Abbremsen des Fahrzeugs zu verwenden oder auch im Fall einer Funktionsstörung der Fahrzeugbremsen, kann ein Bremsvorgang über einen als Antriebselement des Fahrzeugs wirkenden Elektromotor erfolgen. Der Elektromotor weist einen mit einer Motordrehzahl drehbaren Rotor auf und wird durch eine mehrere Schaltelemente aufweisende Wechselrichterschaltung über Motoranschlüsse elektrisch angesteuert.
Ein Motorbremsvorgang kann dadurch eingeleitet werden, indem eine Bremsschaltstellung der Wechselrichterschaltung eingenommen wird, bei der wenigstens zwei Motoranschlüsse kurzgeschlossen werden. Das dabei entstehende Bremsmoment ist abhängig von einer Motordrehzahl des Rotors. Bei kleineren Motordrehzahlen kann ein unerwünschter Anstieg des Motorbremsmoments auftreten, der eine überhöhte Bremsleistung bei dem Fahrzeug auslösen kann, die die Sicherheit des Fahrzeugs beeinträchtigen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Motorbremsvorgang zu verbessern. Der Motorbremsvorgang soll gleichmäßiger erfolgen. Das Fahrzeug soll sicherer gebremst werden. Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines Motorbremsvorgangs mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann das Bremsmoment bei geringeren Motordrehzahlen gleichmäßiger anliegen. Das Fahrzeug kann stabiler und gleichmäßiger gebremst werden. Der Bremsvorgang des Fahrzeugs kann sicherer erfolgen. Ein Ausbrechen des Fahrzeugs durch den Motorbremsvorgang kann verhindert werden.
Der Elektromotor kann in einem Elektrofahrzeug angeordnet sein. Der Elektromotor kann mit einem Fahrzeugrad drehfest verbunden sein. Zwischen dem Elektromotor und dem Fahrzeugrad kann ein Getriebe wirksam sein. Der Elektromotor kann mehrere Motorphasen aufweisen. Die Motorphasen können jeweils über die Motoranschlüsse mit der Wechselrichterschaltung verbunden sein. Der Elektromotor kann ein bürstenloser Gleichstrommotor sein. Der Elektromotor kann drei Motorphasen aufweisen.
Die Wechselrichterschaltung kann eine Flalbbrückenschaltung sein. Die Flalbbrückenschaltung kann eine mehrfache Flalbbrückenschaltung sein, insbesondere eine dreifache Flalbbrückenschaltung.
Die Grenzdrehzahl kann kleiner gleich 3000 U/min sein.
Bei dem Motorbremsvorgang können die Bremsparameter, insbesondere eine Schaltwechselhäufigkeit, eine Zeitdauer der einzelnen Bremsschaltstellungsintervalle und/oder eine Zeitdauer der einzelnen Öffnungsschaltstellungsintervalle abhängig von der Motordrehzahl vorgegeben und im Betrieb des Fahrzeugs abrufbar sein. Auch können diese Bremsparameter abhängig von einer Beschleunigungsinformation angepasst gesteuert und/oder zur Regelung des Bremsmoments geregelt werden.
Der Motorbremsvorgang kann bei einer Notbremsung veranlasst werden. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Zeitdauer der einzelnen Bremsschaltstellungsintervalle abhängig von der Motordrehzahl eingestellt. Die Zeitdauer der einzelnen Bremsschaltstellungsintervalle kann unterhalb von der Grenzdrehzahl proportional zu der Motordrehzahl sein. In einer speziellen Ausführung der Erfindung wird die Zeitdauer der einzelnen Öffnungsschaltstellungsintervalle abhängig von der Motordrehzahl eingestellt. Die Zeitdauer der einzelnen Öffnungsschaltstellungsintervalle kann unterhalb von der Grenzdrehzahl proportional zu der Motordrehzahl sein. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Zeitdauer wenigstens eines Bremsschaltstellungsintervalls unterschiedlich zu der Zeitdauer wenigstens eines anschließenden Öffnungsschaltstellungsintervalls.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung werden bei der Bremsschaltstellung wenigstens zwei Motoranschlüsse elektrisch kurzgeschlossen. Bei der Bremsschaltstellung können wenigstens zwei einem gleichen Spannungspotential der Versorgungsspannung zugeordnete Schaltelemente geschlossen werden. Auch können alle einem gleichen Spannungspotential der Versorgungsspannung zugeordnete Schaltelemente geschlossen werden.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Mehrzahl der Schaltelemente in der Öffnungsschaltstellung in einer Sperrsteilung. In der Sperrsteilung ist eine Stromübertragung unterbrochen.
In einer speziellen Ausführung der Erfindung sind in der Öffnungsschaltstellung alle Schaltelemente in der Sperrsteilung.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird bei dem Motorbremsvorgang bei Motordrehzahlen oberhalb der Grenzdrehzahl die Bremsschaltstellung unterbrechungsfrei eingenommen.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung entspricht die Grenzdrehzahl einer Motordrehzahl, bei der die durch die Öffnungsschaltstellung von dem Rotor induzierte Spannung an den Schaltelementen unterhalb von einer Grenzspannung liegt. Dadurch kann die Spannungsbelastung der Schaltelemente bei der Öffnungsschaltstellung verringert werden.
Weiterhin wird zur Lösung wenigstens einer der zuvor angegebenen Aufgaben eine Elektromotorvorrichtung zur Bereitstellung eines Antriebsmoments für ein Fahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen Elektromotor mit einem drehbaren und bei einem elektrischen Motorbremsvorgang einem Bremsmoment unterliegenden Rotor, der mit einer Motordrehzahl drehbar ist und eine Wechselrichterschaltung zur Steuerung des Motorbremsvorgangs durch ein Verfahren mit wenigstens einem der zuvor beschriebenen Merkmale. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
Figurenbeschreibung
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : Eine Elektromotorvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der
Erfindung.
Figur 2: Einen Bremsmomentverlauf bei Ausführung eines Verfahrens in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3: Den Ausschnitt A aus Figur 2 in vergrößerter Ansicht.
Figur 1 zeigt eine Elektromotorvorrichtung 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Elektromotorvorrichtung 10 ist zur Bereitstellung eines Antriebsmoments in einem Fahrzeug angeordnet und weist einen Elektromotor 12 mit einem Rotor 14 auf, der mit einer Motordrehzahl drehbar ist. Der Elektromotor 12 kann ein Antriebsmoment zum Antrieb des Fahrzeugs über ein Getriebe 16 an ein Fahrzeugrad 18 des Fahrzeugs abgeben. Dabei kann der Rotor 14 über das Getriebe 16 drehfest mit dem Fahrzeugrad 18 verbunden sein.
Der Elektromotor 12 kann ein bürstenloser Gleichstrommotor sein, der durch eine Wechselrichterschaltung 20 steuerbar ist. Der Elektromotor 12 kann drei Motorphasen Mp aufweisen. Die jeweilige Motorphase Mp ist über einen Motoranschluss Ma mit der Wechselrichterschaltung 20 verbunden. Die Wechselrichterschaltung 20 wird durch eine Versorgungsspannung Ub, die bevorzugt eine Gleichspannung ist, gespeist. Die Versorgungsspannung Ub kann durch eine Fahrzeugbatterie bereitgestellt werden. Das Fahrzeug kann bevorzugt ein Elektrofahrzeug sein.
Die Wechselrichterschaltung 20 ist insbesondere eine Mehrfachhalb brückenschaltung, hier eine dreifache Flalbbrückenschaltung zur Ansteuerung der drei Motorphasen Mp. Die Wechselrichterschaltung 20 weist sechs Schaltelemente S1 - S6 auf. Ein elektrischer Motorbremsvorgang zur Auslösung eines Bremsmoments durch den Rotor 14 wird bevorzugt eingestellt, indem die Wechselrichterschaltung 20 eine Bremsschaltstellung einnimmt, bei der wenigstens zwei der Motoranschlüsse Ma über die Wechselrichterschaltung 20 kurzgeschlossen werden. Insbesondere können alle drei Motorphasen Mp kurzgeschlossen werden, indem die drei Schaltelemente S1 - S3 durchleitend geschaltet werden oder die anderen drei Schaltelemente S4 - S6 durchleitend geschaltet werden.
Bei einer Öffnungsschaltstellung der Wechselrichterschaltung 20 ist das durch den Rotor 14 verursachte Bremsmoment geringer als bei der Bremsschaltstellung oder liegt nicht vor. Die Öffnungsschaltstellung kann eingenommen werden, wenn alle Schaltelemente S1 - S6 in einer Sperrsteilung geschaltet sein. Dann kann allerdings eine Drehbewegung des Rotors 14 eine induzierte Spannung an den Schaltelementen S1 - S6 entstehen lassen, die die Schaltelemente S1 - S6 belastet und die drehzahlabhängig ist. Dabei ist die induzierte Spannung proportional zu der Motordrehzahl.
In Figur 2 ist ein Bremsmomentverlauf bei Ausführung eines Verfahrens in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der durch eine über die Motordrehzahl n insgesamt unterbrechungsfrei eingenommene Bremsschaltstellung der Wechselrichterschaltung bewirkte Motorbremsvorgang verursacht ein drehzahlabhängiges Bremsmoment Nb an dem Rotor. Das Bremsmoment Nb ist umgekehrt proportional zu der Motordrehzahl n. Bei kleinen Motordrehzahlen können somit hohe Werte des Bremsmoments Nb vorliegen.
Angenommen, der Elektromotor soll von einer hohen Motordrehzahl n ausgehend durch den elektrischen Motorbremsvorgang gebremst werden, dann wird sich das Bremsmoment Nb bis zu einer Grenzdrehzahl ng von hier 3000 U/min nur wenig verändern und ab der Grenzdrehzahl ng mit zunehmend kleineren Motordrehzahlen n erhöhen. Dadurch wird das Fahrzeug bei kleineren Motordrehzahlen n stärker gebremst und kann durch das überhöhte Bremsmoment Nb je nach Fahrbahnbedingungen sogar ausbrechen. Aus diesem Grund wird während des Motorbremsvorgangs bei Motordrehzahlen n unterhalb der Grenzdrehzahl ng durch Schaltwechsel S die Bremsschaltstellung in Bremsschaltstellungsintervallen abwechselnd mit Öffnungsschaltstellungsintervallen der Öffnungsschaltstellung eingenommen. Der dabei entstehende Bremsmoment verlauf Nb1 wird somit im Mittel dem Bremsmomentverlauf NbO bei Motordrehzahlen n oberhalb von der Grenzdrehzahl ng angepasst. Dadurch kann das Bremsmoment Nb über die Motordrehzahlen n gleichmäßiger anliegen und ein gleichmäßigeres mittleres Bremsmoment Nbm erreicht werden. Das Fahrzeug kann stabiler und gleichmäßiger gebremst werden und der Bremsvorgang des Fahrzeugs kann sicherer erfolgen. Ein Ausbrechen des Fahrzeugs durch den Motorbremsvorgang kann verhindert werden.
Figur 3 zeigt den Ausschnitt A aus Figur 2 in vergrößerter Ansicht. Dabei sind die von der Motordrehzahl n abhängigen Schaltwechsel S zwischen der Bremsschaltstellung Sb und der Öffnungsschaltstellung Sa mit eingezeichnet. Ausgehend von einem mit einer Motordrehzahl n oberhalb von der Grenzdrehzahl ng drehenden Rotor und dabei eingeleitetem Motorbremsvorgang durch bis zu der Grenzdrehzahl ng unterbrechungsfrei eingenommener Bremsschaltstellung Sb der Wechselrichter schaltung, wird die Bremsschaltstellung Sb bei Erreichen der Grenzdrehzahl ng durch die Öffnungsschaltstellung Sa abgelöst. Die Öffnungsschaltstellung Sa wird über eine erste Zeitdauer ta1 beibehalten. Dabei wird das Bremsmoment Nb verringert. Nach Ablauf der ersten Zeitdauer ta1 wird die Öffnungsschaltstellung Sa abgelöst und die Bremsschaltstellung Sb für eine erste Zeitdauer tb1 eingenommen. Dann wechselt die Öffnungsschaltstellung Sa die Bremsschaltstellung Sb für eine zweite Zeitdauer ta2 erneut ab. Nach Verstreichen der zweiten Zeitdauer ta2 wird die Brems schaltstellung Sb für eine zweite Zeitdauer tb2 erneut eingenommen. Diese Schaltwechsel S erfolgen insbesondere bis der Rotor nicht mehr dreht. Die erste Zeitdauer ta1 ist größer als die nachfolgende zweite Zeitdauer ta2 der jeweiligen Öffnungsschaltstellungen Sa, da das Bremsmoment Nb ausgehend von der die Grenzdrehzahl ng erreichten Motordrehzahl n stärker verringert werden soll, als im weiteren Verlauf der Schaltwechsel S. Die jeweilige Zeitdauer der Öffnungsschaltstellung und der Bremsschaltstellung, wie auch die Schaltwechselhäufigkeit, hier sind beispielsweise 14 Schaltwechsel S vorhanden, kann von dem geforderten Verlauf des Bremsmoments Nb gewählt werden und beispielsweise an Umgebungsbedingungen angepasst werden.
Bezugszeichenliste
10 Elektromotorvorrichtung
12 Elektromotor 14 Rotor
16 Getriebe
18 Fahrzeugrad
20 Wechselrichterschaltung Ma Motoranschluss
Mp Motorphase n Motordrehzahl ng Grenzdrehzahl
Nb Bremsmoment NbO Bremsmomentverlauf Nb1 Bremsmomentverlauf Nbm mittleres Bremsmoment S Schaltwechsel
S1 - S6 Schaltelement Sa Öffnungsschaltstellung Sb Bremsschaltstellung ta1 erste Zeitdauer ta2 zweite Zeitdauer tb1 erste Zeitdauer tb2 zweite Zeitdauer
Ub Versorgungsspannung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Motorbremsvorgangs eines ein Antriebsmoment für ein Fahrzeug bereitstellenden Elektromotors (12), der durch eine mehrere Schaltelemente (S1 - S6) aufweisende Wechselrichterschaltung (20) über wenigstens zwei Motoanschlüsse (Ma) elektrisch angesteuert wird und der einen mit einer Motordrehzahl (n) drehbaren Rotor (14), der bei dem elektrischen Motorbremsvorgang durch Einnahme einer Bremsschaltstellung (Sb) der Wechselrichterschaltung (20) einem drehzahlabhängigen Bremsmoment und durch Einnahme einer Öffnungsschaltstellung (Sa) der Wechselrichterschaltung (20) einem gegenüber der Bremsschaltstellung (Sb) geringeren oder keinem Bremsmoment (Nb) unterliegt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während des Motorbremsvorgangs bei Motordrehzahlen (n) unterhalb einer Grenzdrehzahl (ng) die Bremsschaltstellung (Sb) in Bremsschaltstellungsintervallen und durch Schaltwechsel (S) abwechselnd mit Öffnungsschaltstellungsintervallen der Öffnungsschaltstellung (Sa) eingenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer (tb1 , tb2) der einzelnen Bremsschaltstellungsintervalle abhängig von der Motordrehzahl (n) eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer (ta1, ta2) der einzelnen Öffnungsschaltstellungsintervalle abhängig von der Motordrehzahl (n) eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer (tb1, tb2) wenigstens eines Bremsschaltstellungsintervalls unterschiedlich zu der Zeitdauer (ta1, ta2) des nachfolgenden Öffnungsschaltstellungsintervalls ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bremsschaltstellung (Sb) wenigstens zwei Motoranschlüsse (Ma) elektrisch kurzgeschlossen werden.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Schaltelemente (S1 - S6) in der Öffnungsschaltstellung (Sa) in einer Sperrsteilung sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnungsschaltstellung (Sa) alle Schaltelemente (S1 - S6) in der Sperrsteilung sind.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Motorbremsvorgang bei Motordrehzahlen (n) oberhalb der Grenzdrehzahl (ng) die Bremsschaltstellung (Sb) unterbrechungsfrei eingenommen wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzdrehzahl (ng) einer Motordrehzahl (n) entspricht, bei der die durch die Öffnungsschaltstellung (Sa) von dem Rotor (14) induzierte Spannung an den Schaltelementen (S1 - S6) unterhalb von einer Grenzspannung liegt.
10. Elektromotorvorrichtung (10) zur Bereitstellung eines Antriebsmoments für ein Fahrzeug, aufweisend einen Elektromotor (12) mit einem drehbaren und bei einem elektrischen Motorbremsvorgang einem Bremsmoment (Nb) unterliegenden Rotor (14), der mit einer Motordrehzahl (n) drehbar ist und eine Wechselrichterschaltung (20) zur Steuerung des Motorbremsvorgangs durch ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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