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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Beeinflussung, insbesondere zur Erhöhung, der elektrischen Energie, die durch Bremsrekuperation eines Fahrzeugs erzeugt werden kann.
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Als Bremsrekuperation wird typischerweise ein Fahrmodus eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektro- und/oder Hybridfahrzeugs, bezeichnet, in dem zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie gewandelt wird. Hierbei wird eine elektrische Maschine des Fahrzeugs als Generator betrieben, um ein Bremsmoment für das Fahrzeug zu erzeugen. Die umgewandelte elektrische Energie kann einem Energiespeicher (z. B. einer Batterie oder einem Kondensator) des Fahrzeugs zugeführt werden. Diese elektrische Energie kann dann ggf. wieder zum Antrieb des Fahrzeugs (unter Verwendung der elektrischen Maschine als Elektromotor) verwendet werden.
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Ein durch Bremsrekuperation erzeugtes Bremsmoment hat einen Einfluss auf die Fahrdynamik des Fahrzeugs und kann sich auf die Stabilität des Fahrzeugs auswirken. Aus diesem Grund wird ein durch Bremsrekuperation erzeugtes Bremsmoment häufig auf eine maximale Verzögerung (z. B. ein maximale Verzögerung von 0.2 g, was ca. 2 m/s2, entspricht) begrenzt. Dieser Wert ist typischerweise für extreme Fahrsituationen oder Fahrzustände (z. B. bei Glätte, bei Nässe, bei einer engen Kurvenfahrt, etc.) von Bedeutung. Ein solcher voreingestellter Verzögerungswert wird in diesem Dokument auch als vordefinierte Höhe einer Rekuperations-Verzögerung bezeichnet.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, den durch Bremsrekuperation gewonnenen Anteil an elektrischer Energie zu erhöhen. Dabei soll weiterhin eine sichere und stabile Fahrdynamik des Fahrzeugs gewährleistet werden.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung der Längsdynamik eines ersten Fahrzeugs (insbesondere eines Straßenfahrzeugs und/oder eines Kraftfahrzeugs, wie z. B. eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder einer Motorrads) beschrieben. Das erste Fahrzeug kann auch als Ego-Fahrzeug bezeichnet werden, d. h. als das Fahrzeug, in dem das Verfahren zur Steuerung der Längsdynamik ausgeführt wird. Das erste Fahrzeug umfasst eine Elektromaschine, die eingerichtet ist, eine Rekuperations-Verzögerung des ersten Fahrzeugs zu bewirken, wobei bei der Rekuperations-Verzögerung kinetische Energie des ersten Fahrzeugs in elektrische Energie gewandelt wird. Das Fahrzeug kann z. B. ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug umfassen.
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Das Verfahren umfasst das Ermitteln einer bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung. Zu diesem Zweck kann von einem Eingabemittel des Fahrzeugs eine Eingabe bzgl. einer (bspw. vom Fahrer) gewünschten Höhe der Rekuperations-Verzögerung und/oder einer gewünschten Höhe eines Rekuperations-Bremsmoments erfasst werden. Die bestimmte Höhe der Rekuperations-Verzögerung kann somit durch einen Fahrer des Fahrzeugs vorgegeben werden. Alternativ oder ergänzend kann es sich bei der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung z. B. um eine mögliche Höhe der Rekuperations-Verzögerung oder um eine (z. B. von Fahrzeughersteller) vordefinierte Höhe der Rekuperations-Verzögerung handeln.
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In diesem Dokument wird meist von der Rekuperations-Verzögerung eines Fahrzeugs gesprochen, z. B. von der Ermittlung, der Eingabe und/oder der Ausgabe der Höhe der Rekuperations-Verzögerung. Die beschriebenen Aspekte gelten in gleicher Weise für ein Rekuperations-Bremsmoment. Insbesondere soll der in diesem Dokument verwendete Begriff der Rekuperations-Verzögerung auch ein Rekuperations-Bremsmoment umfassen. Beispielsweise umfassen die Eingabe, die Ermittlung und/oder die Ausgabe der Höhe einer Rekuperations-Verzögerung auch die Eingabe, die Ermittlung und/oder die Ausgabe der Höhe eines Rekuperations-Bremsmoments.
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Das Verfahren umfasst weiter das Detektieren eines Vorder-Fahrzeugs auf einer Fahrbahn vor dem ersten Fahrzeug. Das Vorder-Fahrzeug kann z. B. anhand von Messdaten von ein oder mehreren Sensoren (z. B. eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor, etc.) des ersten Fahrzeugs detektiert werden.
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Desweiteren umfasst das Verfahren das Anpassen einer Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs und in Abhängigkeit von der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung. Insbesondere kann die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs derart an die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs angepasst werden, dass beide Fahrzeuge im Mittel die gleiche Fahrgeschwindigkeit aufweisen (zumindest solange das erste Fahrzeug dem Vorder-Fahrzeug auf der gleichen Fahrspur nachfolgt). Mit anderen Worten, beide Fahrzeuge können in einem Zeaintervall (durchschnittlich) die gleiche Fahrstrecke zurücklegen. Die Momentan-Fahrgeschwindigkeiten der beiden Fahrzeuge können sich jedoch zeitweise voneinander unterscheiden, so dass sich auch der Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen verändern kann. Die Veränderung der relativen Momentan-Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs gegenüber der Momentan-Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs kann dazu verwendet werden, das erste Fahrzeug (zumindest zeitweise) mit der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung abzubremsen (insbesondere ohne dass dabei eine weitere Reibkraft-Verzögerung durch Reibbremsen des ersten Fahrzeugs erfolgt). Die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs kann somit in Abhängigkeit von der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung angepasst werden, wodurch ein Energieverbrauch des ersten Fahrzeugs reduziert werden kann.
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Alternativ oder ergänzend kann das Verfahren das Anpassen eines Abstands (insbesondere eines zu regelnden Soll-Abstands) zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug, in Abhängigkeit von der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung, umfassen. Desweiteren kann der Abstand (insbesondere der Soll-Abstand) zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug auch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs und/oder des ersten Fahrzeugs angepasst werden. Der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug kann anhand eines „adaptive cruise control” (ACC) Verfahrens eingestellt (z. B. geregelt) werden. Insbesondere kann der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug in Bezug auf einen Soll-Abstand geregelt werden. Der Soll-Abstand, der dabei eingehalten werden soll, kann von der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung abhängen. Dabei kann der (zu regelnde) Soll-Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug steigen, wenn die bestimmte Höhe der Rekuperations-Verzögerung sinkt. Andererseits kann der Soll-Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug sinken, wenn die bestimmte Höhe der Rekuperations-Verzögerung ansteigt.
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Wie weiter unten dargelegt, kann der Soll-Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug einen Pufferabstand und ggf. einen Sicherheitsabstand umfassen. Dabei kann insbesondere der Pufferabstand von der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung abhängen. Der Pufferabstand kann steigen wenn die bestimmte Höhe der Rekuperations-Verzögerung sinkt, und umgekehrt. In einer Bremssituation (wenn sich die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs reduziert) kann der Pufferabstand dann dazu verwendet werden, das erste Fahrzeug in sicherer Weise gemäß der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung (und nach Möglichkeit ohne Einsatz einer Reibbremsen-Verzögerung) zu verzögern. Dabei kann der Pufferabstand zumindest teilweise „verbraucht” werden, d. h. der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug kann dabei die Summe aus Pufferabstand und Sicherheitsabstand unterschreiten (ggf. bis der Abstand nur noch dem Sicherheitsabstand entspricht). So kann der Anteil der rekuperierten Energie erhöht werden, ohne dabei die Sicherheit des ersten Fahrzeugs zu reduzieren.
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Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren kann auch als energieoptimiertes „adaptive cruise control” (ACC) Verfahren bezeichnet werden. Anders als bei einem konventionellen ACC Verfahren kann der (Soll-)Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug variiert werden. Die Veränderung des Abstands kann dazu verwendet werden, den Rekuperations-Anteil des ersten Fahrzeugs bei aktivem energieoptimiertem ACC zu maximieren oder zumindest zu erhöhen.
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Das Anpassen der Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs kann das Detektieren umfassen, dass die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs niedriger ist als die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs. Beispielsweise kann festgestellt werden, dass das Vorder-Fahrzeug seine Fahrgeschwindigkeit reduziert. Daraufhin kann das erste Fahrzeug anhand des Elektromotors gemäß der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung abgebremst werden (z. B. mit einer Rekuperations-Verzögerung bis zu der bestimmten Höhe). Insbesondere kann das erste Fahrzeug ausschließlich anhand der Rekuperations-Verzögerung abgebremst werden (d. h. insbesondere ohne Einwirken von Reibbremsen). So kann die rekuperierte Energie maximiert werden. Dabei kann ggf. auch der Abstand zu dem Vorder-Fahrzeug reduziert werden. Beispielsweise kann der Abstand zu dem Vorder-Fahrzeug so lange reduziert werden, bis der Abstand einen vordefinierten. Sicherheitsabstand zu dem Vorder-Fahrzeug erreicht oder unterschreitet. Erst mit Erreichen oder Unterschreiten des Sicherheitsabstands kann eine erhöhte Verzögerung durch Verwendung der Reibbremsen des ersten Fahrzeugs erfolgen. So kann die Energierekuperation des ersten Fahrzeugs bei weiterhin hoher Sicherheit vergrößert werden.
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Wie bereits oben dargelegt, kann das Anpassen der Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs, das Reduzieren eines Abstands zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug bei Durchführung einer Rekuperations-Verzögerung des ersten Fahrzeugs gemäß der (z. B. bis zu der) bestimmten Höhe umfassen. Dabei wird das erste Fahrzeug ggf. weniger stark verzögert als das Vorder-Fahrzeug, wodurch sich die Reduzierung des Abstands ergibt. Gleichzeitig kann jedoch auf die Verwendung der Reibbremsen des ersten Fahrzeugs verzichtet werden, so dass bei dem Verzögerungsvorgang ein maximaler Anteil an kinetischer Energie des ersten Fahrzeugs rekuperiert werden kann.
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Somit kann das Anpassen der Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs das Verzögern des ersten Fahrzeugs durch Rekuperations-Verzögerung, ohne Verzögerung des ersten Fahrzeugs durch eine Reibbremse des ersten Fahrzeugs, umfassen. Dadurch wird sichergestellt, dass die kinetische Energie des ersten Fahrzeugs nicht unnötig in Wärmeenergie (durch die Reibbremsen) umgewandelt wird, und nach Möglichkeit anhand der Rekuperations-Verzögerung zurückgewonnen werden kann. Erst bei Erreichen bzw. Unterschreiten eines Sicherheitsabstands zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug kann (zusätzlich zu der Rekuperations-Verzögerung) eine Verzögerung durch die Reibbremsen bewirkt werden, um eine Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug zu vermeiden (z. B. bei einer Vollbremsung des Vorder-Fahrzeugs).
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Das Verfahren kann dazu das Ermitteln eines Sicherheitsabstands zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug umfassen. Der Sicherheitsabstand kann z. B. von der Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs abhängen. Alternativ oder ergänzend kann der Sicherheitsabstand von einem Fahrer des ersten Fahrzeugs vorgegeben werden (z. B. mittels einer Eingabe). Das Anpassen der Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs kann derart erfolgen, dass der Sicherheitsabstand zum Vorder-Fahrzeug (nach Möglichkeit) nicht unterschritten wird. Insbesondere kann die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs derart angepasst werden, dass bei Erreichen oder Unterschreiten des Sicherheitsabstands eine Verzögerung des ersten Fahrzeugs (auch) durch Verwendung der Reibbremsen erfolgt. Die Gesamtverzögerung des ersten Fahrzeugs (welche die Rekuperations-Verzögerung und die Reibbremsen-Verzögerung umfasst) kann dabei derart geregelt werden, dass der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug mindestens den Sicherheitsabstand umfasst. Mit anderen Worten, die Gesamtverzögerung des ersten Fahrzeugs kann so eingestellt werden, dass das erste Fahrzeug nach Möglichkeit mindestens den Sicherheitsabstand zum Vorder-Fahrzeug aufweist. Wenn der Abstand des ersten Fahrzeugs zum Vorder-Fahrzeug den Sicherheitsabstand wieder überschreitet, kann die Reibbremsen-Verzögerung wieder unterbunden werden, und das erste Fahrzeug kann wieder (ausschließlich) mit der Rekuperations-Verzögerung abgebremst werden. So kann bei hoher Sicherheit, der Anteil der rekuperierten kinetischen Energie des ersten Fahrzeugs erhöht werden.
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Der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug kann größer sein als der Sicherheitsabstand. Das Verfahren kann das Ermitteln eines Pufferabstands zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug umfassen. Der Pufferabstand kann einen Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug umfassen, der über den Sicherheitsabstand hinausgeht.
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Der Pufferabstand kann von dem ersten Fahrzeug dazu verwendet werden, bei einer Verzögerung des Vorder-Fahrzeugs die kinetische Energie des ersten Fahrzeugs möglichst vollständig in elektrische Energie zu wandeln (ohne Verluste aufgrund der Reibbremsen). Erst bei „Verbrauch” des Pufferabstands (d. h. bei Erreichen des Sicherheitsabstands) können die Reibbremsen zur weiteren Verzögerung des ersten Fahrzeugs verwendet werden (um eine Kollision mit dem Vorder-Fahrzeug zu vermeiden).
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Der Pufferabstand kann von der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung abhängen. Typischerweise kann der Pufferabstand reduziert werden, wenn die bestimmte Höhe der Rekuperations-Verzögerung ansteigt.
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Das Anpassen der Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs kann umfassen:
Wenn die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs kleiner als die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs ist, das Erhöhen der Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs derart, dass der ermittelte Pufferabstand beibehalten wird. Mit anderen Worten, bei einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs kann eine Regelung der Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs auf Basis des Abstands zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug erfolgen. Insbesondere kann die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs derart geregelt werden, dass der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug der Summe aus dem ermittelten Pufferabstand und dem ermittelten Sicherheitsabstand entspricht.
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Wenn die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs größer als die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs ist, kann die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs durch Rekuperations-Verzögerung reduziert werden (ohne Verwendung der Reibbremsen). Dabei kann eine Rekuperations-Verzögerung bis zu der bestimmten Höhe erfolgen. Die Fahrgeschwindigkeit kann derart reduziert werden, dass das erste Fahrzeug zumindest teilweise den ermittelten Pufferabstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug unterschreitet. Mit anderen Worten, der Pufferabstand kann zumindest teilweise aufgebraucht werden, um die Verwendung der Reibbremsen (und den damit verbundenen Energieverlust) zu vermeiden.
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Der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug umfasst typischerweise den Sicherheitsabstand und den Pufferabstand. Insbesondere kann der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug der Summe aus dem Sicherheitsabstand und dem Pufferabstand entsprechen. Wenn die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs größer als die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs ist, kann die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs durch Rekuperations-Verzögerung reduziert werden (ohne Verwendung der Reibbremsen und/oder ohne Verwendung einer Verbrennungsmotor-Bremse). Eine Rekuperations-Verzögerung kann bis zu der bestimmten Höhe erfolgen. Diese Form der Geschwindigkeitssteuerung oder Regelung kann erfolgen, wenn der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug größer als der Sicherheitsabstand ist (und somit der Pufferabstand noch nicht aufgebraucht ist). Andererseits kann die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs zusätzlich mittels der ein oder mehreren Reibbremsen des ersten Fahrzeugs reduziert werden, wenn der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem Vorder-Fahrzeug gleich wie oder kleiner als der Sicherheitsabstand ist. So kann in sicherer Weise eine möglichst umfassende Energierekuperation erfolgen.
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Das Verfahren kann weiter das Ermitteln einer möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung umfassen. Dabei kann die mögliche Höhe der Rekuperations-Verzögerung von einer Fahrsituation oder einem Fahrzustand des ersten Fahrzeugs abhängen. Die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs kann dann auch unter Berücksichtigung der möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung angepasst werden. Beispielsweise kann die bestimmte Höhe der Rekuperations-Verzögerung durch einen Fahrer des ersten Fahrzeugs gewählt worden sein. Ergibt sich aus dem aktuellen Fahrzustand (z. B. aufgrund einer nassen Fahrbahn), dass die mögliche Höhe der Rekuperations-Verzögerung kleiner ist als die bestimmte Höhe der Rekuperations-Verzögerung, so kann zur Anpassung der Fahrgeschwindigkeit die mögliche Höhe als die bestimmte Höhe der Rekuperations-Verzögerung verwendet werden. Mit anderen Worten, die bestimmte Höhe der Rekuperations-Verzögerung kann auf die mögliche Höhe der Rekuperations-Verzögerung beschränkt werden.
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Der aktuelle Fahrzustand beeinflusst typischerweise die Bremskraftverteilung zwischen der möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung und der Höhe der durch Reibbremsen verursachten Verzögerung des ersten Fahrzeugs. Die Rekuperations-Verzögerung kann auf eine andere Achse des ersten Fahrzeugs einwirken als die Reibbremsen. Wenn es der aktuelle Fahrzustand erlaubt, kann die mögliche Höhe der Rekuperations-Verzögerung erhöht werden, und die Höhe der Verzögerung, die durch die Reibbremsen bewirkt wird, reduziert werden.
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Das Verfahren kann weiter das Ermitteln einer gewünschten Fahrgeschwindigkeit für das erste Fahrzeug umfassen (z. B. durch Erfassen einer Eingabe des Fahrers des ersten Fahrzeugs). Die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs kann dann in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs angepasst werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs kleiner als die gewünschte Fahrgeschwindigkeit für das erste Fahrzeug ist. Insbesondere kann die Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs nur dann in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs angepasst werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs kleiner als die gewünschte Fahrgeschwindigkeit für das erste Fahrzeug ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein erstes Fahrzeug beschrieben. Das erste Fahrzeug umfasst eine Elektromaschine, die eingerichtet ist, eine Rekuperations-Verzögerung des ersten Fahrzeugs zu bewirken, bei der kinetische Energie des ersten Fahrzeugs in elektrische Energie gewandelt wird. Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine bestimmte Höhe der Rekuperations-Verzögerung zu ermitteln. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, ein Vorder-Fahrzeug auf einer Fahrbahn vor dem ersten Fahrzeug zu detektieren. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, eine Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs und in Abhängigkeit von der bestimmten Höhe der Rekuperations-Verzögerung anzupassen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Wie oben dargelegt, umfasst das Fahrzeug eine Elektromaschine, die eingerichtet ist, eine Rekuperations-Verzögerung des Fahrzeugs zu bewirken, bei der kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie gewandelt wird. Beispielsweise kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug handeln. Insbesondere kann es sich um ein Straßenfahrzeug (z. B. einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder um ein Motorrad) handeln.
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Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine gewünschte Höhe der Rekuperations-Verzögerung zu ermitteln. Dabei kann die gewünschte Höhe der Rekuperations-Verzögerung insbesondere von einem Eingabemittel (z. B. von einer Wippe) des Fahrzeugs empfangen werden. Mit anderen Worten, die gewünschte Höhe der Rekuperations-Verzögerung kann von einem Fahrer des Fahrzeugs über ein Eingabemittel des Fahrzeugs eingegeben werden.
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Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, eine mögliche Höhe der Rekuperations-Verzögerung zu ermitteln. Die mögliche Höhe der Rekuperations-Verzögerung kann eine Rekuperations-Verzögerung umfassen, die in stabiler Weise bei einem aktuellen Zustand des Fahrzeugs erfolgen kann. Die Steuereinheit kann insbesondere eingerichtet sein, einen Fahrzustand des Fahrzeugs zu ermitteln. Der Fahrzustand kann z. B. von ein oder mehreren der folgenden Faktoren abhängen: einem Reibwert der Fahrbahn, Nasse der Fahrbahn, einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Krümmung der Fahrbahn (z. B. Kurvenfahrt). Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die mögliche Höhe der Rekuperations-Verzögerung in Abhängigkeit von dem ermittelten Fahrzustand des Fahrzeugs zu ermitteln.
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Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, eine Ausgabe von Informationen bzgl. der gewünschten Höhe und/oder der möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung zu veranlassen. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, ein optisches Ausgabemittel (z. B. einen Bildschirm) des Fahrzeugs zu veranlassen, Informationen bzgl. der gewünschten Höhe und/oder der möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung darzustellen. Eine derartige Rückmeldung der eingestellten (gewünschten) Höhe der Rekuperations-Verzögerung relativ zu der möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung kann vom Fahrer dazu verwendet werden, die eingestellte (gewünschte) Höhe der Rekuperations-Verzögerung anzupassen (z. B. zu erhöhen). Somit kann der Anteil an rekuperierter Energie erhöht werden.
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Die Steuereinheit kann weiter eingerichtet sein, eine vordefinierte Höhe der Rekuperations-Verzögerung zu ermitteln, und eine Ausgabe von Informationen bzgl. der vordefinierten Höhe der Rekuperations-Verzögerung zu veranlassen. Bei der vordefinierten Höhe der Rekuperations-Verzögerung kann es sich um einen Wert handeln, der unter „Worst Case” Aspekten ermittelt wurde (z. B. für einen „Worst Case” Fahrzustand des ersten Fahrzeug). Die vordefinierte Höhe der Rekuperations-Verzögerung kann somit eine untere Grenze der Höhe der Rekuperations-Verzögerung darstellen. Die vordefinierte Höhe der Rekuperations-Verzögerung kann von dem Fahrzeug als Default-Wert verwendet werden, z. B. wenn keine gewünschte Höhe der Rekuperations-Verzögerung eingegeben wird. Dem Fahrer kann somit eine Rückmeldung darüber gegeben werden, inwieweit er durch die Eingabe einer gewünschten Höhe der Rekuperations-Verzögerung den Energieverbrauch des Fahrzeugs senkt. Dies kann den Fahrer des Fahrzeugs zu einer energiesparenden Fahrweise animieren.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die gewünschte Höhe der Rekuperations-Verzögerung mit der möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung zu vergleichen. Desweiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die Ausgabe von Informationen bzgl. des Vergleichs zwischen der gewünschten Höhe der Rekuperations-Verzögerung und der möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung zu veranlassen. Durch einen derartigen Vergleich kann eine Ausgabe bereitgestellt werden, durch die der Fahrer möglichst direkt das Ausmaß des noch verfügbaren Energiesparpotentials erfassen kann. Der Vergleich befähigt somit den Fahrer, das verfügbare Energiesparpotential möglichst kurzfristig zu realisieren.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, einen Indikator bzgl. einer zusätzlichen Fahrreichweite des Fahrzeugs zu ermitteln, die erreicht werden könnte, wenn das Fahrzeug anstelle der gewünschten Höhe der Rekuperations-Verzögerung gemäß der möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung verzögert würde. Desweiteren kann eine Ausgabe des Indikators bzgl. der zusätzlichen Fahrreichweite veranlasst werden. Die Ausgabe einer möglichen zusätzlichen Fahrreichweite kann einen starken Anreiz zur Realisierung des möglichen Energiesparpotentials bereitstellen.
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Wie bereits oben dargelegt, kann die Steuereinheit eingerichtet sein, zu veranlassen, dass das Fahrzeug mittels des Elektromotors gemäß der (z. B. bis zu der oder mit der) gewünschten Höhe der Rekuperations-Verzögerung verzögert wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug umfasst eine Elektromaschine, die eingerichtet ist, eine Rekuperations-Verzögerung des Fahrzeugs zu bewirken, bei der kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie gewandelt wird. Desweiteren umfasst das Fahrzeug eine in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit.
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Desweiteren kann das Fahrzeug Eingabemittel umfassen, die eingerichtet sind, eine gewünschte Höhe der Rekuperations-Verzögerung zu erfassen. Außerdem kann das Fahrzeug Ausgabemittel umfassen, die eingerichtet sind, Informationen bzgl. der gewünschten Höhe der Rekuperations-Verzögerung und/oder bzgl. einer möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung auszugeben.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Unterstützung der Steuerung eines Fahrzeugs beschrieben. Das Fahrzeug umfasst eine Elektromaschine, die eingerichtet ist, eine Rekuperations-Verzögerung des Fahrzeugs zu bewirken, bei der kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie gewandelt wird. Das Verfahren umfasst das Ermitteln einer gewünschten Höhe der Rekuperations-Verzögerung und/oder das Ermitteln einer möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung. Das Verfahren umfasst weiter das Ausgeben von Informationen bzgl. der gewünschten Höhe und/oder bzgl. der möglichen Höhe der Rekuperations-Verzögerung.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systeme in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt
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1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
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2 eine beispielhafte Ausgabe-Einheit eines Fahrzeugs zur Bereitstellung einer Rückmeldung über rekuperierte elektrische Energie;
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3 eine beispielhafte Fahrsituation bei Verwendung eines Tempomats in Zusammenhang mit Bremsrekuperation; und
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4 ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung der Bremsrekuperation bei Verwendung einer adaptiven Abstandsregelung.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Rekuperation von elektrischer Energie bei der Verzögerung von Fahrzeugen mit Elektroantrieb, beispielsweise bei der Verzögerung von Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen. 1 zeigt ein Blockdiagram eines beispielhaften Fahrzeugs 100 (z. B. eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder eines Motorrads). Das Fahrzeug 100 umfasst eine Fahrerposition 106, die von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 eingenommen werden kann, um das Fahrzeug 100 zu steuern. Von der Fahrerposition 106 aus kann beispielsweise ein Bremspedal 103 und/oder Gaspedal (nicht eingezeichnet) betätigt werden, um das Fahrzeug 100 zu verzögern respektive zu beschleunigen. Die Betätigung des Bremspedals 103 führt typischerweise zu einer Betätigung von Radbremsen (auch als Reibbremsen bezeichnet) 110, die eine Reibung an den Rädern 109 des Fahrzeugs 100 verursachen, und dadurch eine Verzögerung des Fahrzeugs 100 bewirken.
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Desweiteren kann das Fahrzeug 100 einen Verbrennungsmotor 102 umfassen, der über ein Getriebe 101 eine Radachse 107 des Fahrzeugs 100 und damit die Räder 109 des Fahrzeugs 100 antreiben kann. Im umgekehrten Fall kann der Verbrennungsmotor 102 über das Getriebe 101 durch die Radachse 107 des Fahrzeugs 100 angetrieben werden (insbesondere wenn das Gaspedal des Fahrzeugs 100 nicht betätigt wird, und weiterhin ein Gang eingelegt ist). Der Verbrennungsmotor 102 erzeugt dann ein Schleppmoment, durch das das Fahrzeug 100 verzögert wird.
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Desweiteren umfasst das Fahrzeug 100 eine Elektromaschine 108. In dem dargestellten Beispiel ist die Elektromaschine 108 eingerichtet, die Radachse 107 des Fahrzeugs 100 anzutreiben. Beispielsweise kann bei Betätigung des Gaspedals die Elektromaschine 108 als Elektromotor betrieben werden, um die Radachse 107 anzutreiben. Andererseits kann bei Betätigung des Bremspedals 103, die Elektromaschine 108 als Generator betrieben werden, um kinetische Energie des Fahrzeugs 100 in elektrische Energie umzuwandeln (Rekuperation). Die gewonnene elektrische Energie wird typischerweise in einer Batterie 111 (z. B. in einer Hochvolt-Batterie bei ca. 300 V oder mehr) gespeichert. Durch den Betrieb der Elektromaschine 108 als Generator wird ein Bremsrekuperationsmoment auf der Radachse 107 bewirkt, durch das das Fahrzeug 100 verzögert wird. Desweiteren verursacht typischerweise auch ohne Rekuperation der Antrieb der Elektromaschine 108 durch die Radachse 107 ein Schlepprekuperationsmoment der Elektromaschine, durch das das Fahrzeug 100 verzögert wird.
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Wie in 1 dargestellt, kann die Elektromaschine 108 durch eine Kupplung 112 von der Radachse 107 getrennt oder mit der Radachse 107 gekoppelt werden. Durch die Kupplung 112 können je nach Bedarf das Bremsrekuperationsmoment und das Schlepprekuperationsmoment der Elektromaschine 108 abgeschaltet werden (z. B. um eine Belastung des Verbrennungsmotors 102 bei niedrigen Drehzahlen zu reduzieren).
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Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 105 (z. B. als Teil eines Motorsteuergeräts). Die Steuereinheit 105 ist eingerichtet, ein oder mehrere Steuersignale, z. B. in Bezug auf Steuereingaben durch den Fahrer, zu empfangen. Die ein oder mehreren Steuersignale umfassen z. B. die Betätigung des Bremspedals 103, die Betätigung des Gaspedals, und/oder eine Eingabe über eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 104 des Fahrzeugs 100. Desweiteren ist die Steuereinheit 105 eingerichtet, den Verbrennungsmotor 102, das Getriebe 101, die Kupplung 112 und/oder die Elektromaschine 108 in Abhängigkeit von den ein oder mehreren Steuersignalen zu steuern. Insbesondere kann bei Betätigung des Gaspedals die Drehzahl des Verbrennungsmotors 102 und/oder des Elektromotors 108 erhöht werden. Andererseits kann bei Betätigung des Bremspedals 103 ein Rekuperationsbetrieb der Elektromaschine 108 und/oder eine Betätigung der Reibbremsen 110 veranlasst werden.
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Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 zu steuern und/oder zu regeln. Insbesondere kann die Steuereinheit 105 eingerichtet sein, eine adaptive Abstandregelung (auch als „Adaptive Cruise Control”, ACC bezeichnet) bereitzustellen, bei der die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit eines Vorder-Fahrzeugs gesteuert und/oder geregelt wird.
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2 zeigt Details einer beispielhaften Eingabe/Ausgabe-Einheit 104 eines Fahrzeugs 100. Die Eingabe/Ausgabe-Einheit 104 umfasst Eingabemittel 203, 204 zur Eingabe von Informationen. In 2 sind die Eingabemittel 203, 204 als Schalter/Wippen auf einem Lenkrad 201 des Fahrzeugs 100 dargestellt. Die Eingabe/Ausgabe-Einheit 104 umfasst weiter Ausgabemittel 202 zur Ausgabe von. Informationen. In 2 umfassen die Ausgabemittel 202 einen Bildschirm zur Darstellung von optischen Informationen.
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Die Eingabemittel 203, 204 können eingerichtet sein, die Bremsrekuperation des Fahrzeugs 100 zu aktivieren und/oder ein gewünschtes Bremsrekuperationsmoment und/oder eine gewünschte Rekuperations-Verzögerung des Fahrzeugs 100 einzustellen. Beispielsweise kann über die Eingabemittel 203, 204 ein Bremsrekuperationsmoment/eine Bremsrekuperations-Verzögerung vom Fahrer des Fahrzeugs 100 erhöht oder reduziert werden. Die Ausgabemittel 202 können eingerichtet sein, Informationen bzgl. der Bremsrekuperation, insbesondere bzgl. einer Höhe der Bremsrekuperation, auszugeben. Somit kann die Bremsrekuperation über ein Eingabemittel 203, 204 (z. B. Schalter und/oder Touchpad, Sprachsteuerung, Gestiksteuerung, etc.) vom Fahrer intuitiv aktivierbar und einstellbar sein. Desweiteren kann über ein Ausgabemittel 202 (z. B. über eine Kombieinheit, ein Display und/oder ein Headup-Display) eine Rückmeldung bzgl. der Rekuperation ausgegeben werden.
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Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, eine mögliche Rekuperations-Verzögerung zu ermitteln, d. h. die Höhe der Verzögerung die maximal durch Bremsrekuperation erreicht werden kann. Die mögliche Rekuperations-Verzögerung hängt typischerweise von einem aktuellen Fahrzustand ab. Der Fahrzustand kann ein oder mehrere der folgenden Aspekte umfassen oder von ein oder mehreren der folgenden Faktoren abhängen: Außentemperatur in einer Umgebung des Fahrzeugs 100 (die z. B. anhand eines Temperatursensors des Fahrzeugs 100 ermittelt werden kann), Wetterinformationen (die z. B. über eine Internetanbindung oder über eine Wettermeldeeinheit erfasst werden kann), Fahrbahninformationen (die z. B. über eine dynamische Stabilitätskontrolle des Fahrzeugs 100 ermittelt werden können), Regeninformationen (die z. B. über einen Regensensor des Fahrzeugs 100 ermittelt werden können), ein oder mehrere detektierte Hindernisse und/oder Straßenschilder (die z. B. über eine Kamera des Fahrzeugs 100 erkannt werden können), eine Steigung bzw. ein Gefälle der aktuellen Fahrbahn. Weitere Aspekte/Faktoren sind Informationen in Bezug auf Kurvenfahrten, Straßenverhältnisse, etc. Derartige Informationen können z. B. in vorausschauender Weise mit einem Navigationsgerät des Fahrzeugs 100 ermittelt werden.
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Somit kann in adaptiver Weise für einen aktuellen Fahrzustand eine mögliche Rekuperations-Verzögerung ermittelt werden, durch die weiterhin eine stabile Fahrdynamik des Fahrzeugs 100 gewährleistet wird. Die mögliche Rekuperations-Verzögerung ist typischerweise höher als eine voreingestellte (meist „worst-case”) Rekuperations-Verzögerung.
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Der Fahrer hat die Möglichkeit über die Eingabemittel 203, 204 eine gewünschte Rekuperations-Verzögerung einzustellen. Um den Fahrer bei der Wahl der gewünschten Rekuperations-Verzögerung zu unterstützen, können Informationen bzgl. der möglichen Rekuperations-Verzögerung über die Ausgabemittel 202 ausgegeben werden. 2 zeigt eine beispielhafte Ausgabe von Informationen bzgl. der Rekuperations-Verzögerung. Insbesondere wird auf den Ausgabemitteln 202 in 2 in einem Balkendiagram die voreingestellte Höhe 211 der Rekuperations-Verzögerung, die vom Fahrer eingestellte gewünschte Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung und die derzeit mögliche Höhe 213 der Rekuperations-Verzögerung dargestellt. Der Fahrer erhält somit einen direkten Überblick über den Ausschöpfungsgrad der Rekuperation. Insbesondere wird der Fahrer darüber informiert, ob die gewünschte Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung weiter erhöht werden kann, um den Energieverbrauch des Fahrzeugs 100 weiter zu reduzieren.
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Über die Ausgabemittel 202 können weitere Informationen bzgl. der erbrachten und/oder bzgl. der möglichen Rekuperation ausgegeben werden. Beispielsweise können Informationen 221 darüber ausgegeben werden, wie viel Energie eingespart werden könnte, wenn die mögliche Höhe 213 der Rekuperations-Verzögerung ausgeschöpft würde. Diese Information 221 kann z. B. als zusätzliche Reichweite des Fahrzeugs 100, die mit der eingesparten Energie zurückgelegt werden könnte, ausgegeben werden.
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Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, die tatsächlich von der Elektromaschine 108 aufgebrachte Rekuperations-Verzögerung auf die zu einem bestimmten Zeitpunkt mögliche Höhe 213 der Rekuperations-Verzögerung zu begrenzen, auch wenn der Fahrer eine ggf. höhere gewünschte Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung eingegeben hat. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn die mögliche Höhe 213 der Rekuperations-Verzögerung durch Veränderung des Fahrzustands (z. B. durch Einsetzen von Regen) gesunken ist. Alternativ oder ergänzend kann zu jedem Zeitpunkt die gewünschte Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung auf die mögliche Höhe 213 der Rekuperations-Verzögerung begrenzt sein und entsprechend angepasst werden.
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Die Steuereinheit 105 kann weiter eingerichtet sein, das Fahrzeug 100 mit der eingestellten gewünschten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung zu verzögern, wenn die mögliche Höhe 213 der Rekuperations-Verzögerung größer als die gewünschte Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung ist. Informationen bzgl. eines weiteren verfügbaren Potentials an Rekuperation können über die Ausgabemittel 202 ausgegeben werden (wie in 2 dargestellt).
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Über die Eingabemittel 203, 204 kann ggf. eine Segelfunktion (d. h. Verzögerung auf 0 m/s2) intuitiv aktivierbar sein.
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Die Rekuperationsbremsung, d. h. insbesondere die Rekuperations-Verzögerung, kann an den Abstand zu einem vorderen Fahrzeug angepasst werden. Dabei kann z. B. bei einer adaptiven Abstandsregelung ACC (Adaptive Cruise Control) mit individuell vorgebbarer Bremsrekuperation, insbesondere mit der gewünschten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung verzögert werden. Der Fahrer kann bspw. über die Eingabemittel 203, 204 den minimal zulässigen Abstand zu einem Vorder-Fahrzeug definieren (z. B. den Sicherheitsabstand 311, siehe 3) und die gewünschte Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung (oder eine gewünschte Höhe der Rekuperations-Leistung) vorgeben. Wird der vorgegebene Abstand mit der gewünschten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung nicht eingehalten, kann anhand einer Unterstützung durch die Reibbremsen 110 erreicht werden, dass der vorgegebene minimal zulässige Abstand eingehalten wird.
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Alternativ oder ergänzend kann durch den Fahrer über die Eingabemittel 203, 204 eine gewünschte Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung vorgegeben werden. Die Steuereinheit 105 kann dann eingerichtet sein (z. B. im Rahmen einer ACC Funktion) den Abstand zu einem Vorder-Fahrzeug derart einzustellen, dass nach Möglichkeit immer mit der gewünschten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung gebremst wird (und ohne Verwendung der Reibbremsen 110). In Ausnahmesituationen (z. B. bei ein einer Vollbremsung des Vorder-Fahrzeugs) kann weiterhin auf ein zusätzliches Bremsmoment durch die Reibbremsen 110 zurückgegriffen werden, um eine Kollision mit dem Vorder-Fahrzeug zu vermeiden.
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3 zeigt eine beispielhafte Situation, bei der ein Fahrzeug 100 einem Vorder-Fahrzeug 300 auf einer Fahrbahn 301 unter Verwendung einer adaptiven Abstandskontrolle (z. B. unter Verwendung einer ACC Funktion) folgt. Die Steuereinheit 105 des Fahrzeugs 100 ist eingerichtet, über die Eingabemittel 103, 104 eine gewünschte Geschwindigkeit für das Fahrzeug 100 zu erfassen. Desweiteren ist die Steuereinheit 105 eingerichtet, über die Eingabemittel 103, 104 eine gewünschte Rekuperations-Verzögerung 212 zu erfassen.
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Die Steuereinheit 105 kann dann eingerichtet sein, den Abstand 311, 312 des Fahrzeugs 100 zum Vorder-Fahrzeug 300 derart zu bestimmen, dass das Fahrzeug 100 mit der gewünschten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung gebremst werden kann (ggf. ohne Unterstützung durch die Reibbremsen 110). Zu diesem Zweck kann der Gesamtabstand zwischen Fahrzeug 100 und Vorder-Fahrzeug 300 in einen ersten Abstand 311 und einen zweiten Abstand 312 unterteilt werden. Der erste Abstand 311 kann einen Sicherheitsabstand umfassen. Insbesondere kann durch den ersten Abstand 311 gewährleistet werden, dass das Fahrzeug 100 (ggf. durch eine Vollbremsung unter Verwendung der Rekuperationsbremsung und der Reibbremsung) bei einer Vollbremsung des Vorder-Fahrzeugs 300 ohne Kollision mit dem Vorder-Fahrzeug 300 zum Stillstand kommt.
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Der zweite Abstand 312 kann auch als Rekuperations-Abstand oder Pufferabstand bezeichnet werden. Der zweite Abstand 312 kann dazu verwendet werden, Geschwindigkeitsveränderungen des Vorder-Fahrzeugs 300 (insbesondere Reduzierungen der Geschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs 300) durch (ggf. ausschließliche) Rekuperations-Verzögerung gemäß der gewünschten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung durchzuführen.
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Die Steuereinheit 105 kann somit eingerichtet sein, den Abstand 311, 312 bei einer adaptiven Abstandskontrolle zu verändern, um die durch Rekuperations-Verzögerung gewonnene elektrische Energie zu erhöhen.
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4 zeigt ein Flussdiagram eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Steuerung der Längsdynamik eines Fahrzeugs 100 (auch als Ego-Fahrzeug bezeichnet). Das Fahrzeug 100 umfasst eine Elektromaschine 108, die eingerichtet ist, eine Rekuperations-Verzögerung des Fahrzeugs 100 zu bewirken, bei der kinetische Energie des Fahrzeugs 100 in elektrische Energie gewandelt wird.
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Das Verfahren 400 umfasst das Ermitteln 401 einer bestimmten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung (z. B. über die Erfassung der Eingabe eines Fahrers des Fahrzeugs 100). Bei der bestimmten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung kann es sich insbesondere um die gewünschte Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung handeln. Das Verfahren 400 umfasst weiter das Detektieren 402 eines Vorder-Fahrzeugs 300 auf einer Fahrbahn 301 vor dem Fahrzeug 100. Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Anpassen 403 der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs 300 und in Abhängigkeit von der bestimmten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung. Durch die Berücksichtigung der bestimmten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung bei der Anpassung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 kann der Anteil an rekuperierte Energie erhöht werden.
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Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, Geschwindigkeitsbegrenzungen (z. B. bei einer Ortseinfahrt) über eine Kamera und/oder über ein Navigationssystem zu erfassen. Der erforderliche Geschwindigkeitsgradient zur Einhaltung einer Geschwindigkeitsbegrenzung kann über die Ausgabemittel 202 angezeigt und/oder direkt von der Steuereinheit 105 eingeleitet werden. Insbesondere kann mit der möglichen Höhe 213 der Rekuperations-Verzögerung oder mit der gewünschten Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung abgebremst werden.
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Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, bei einer Bergfahrt ohne Kurven (diese Informationen können z. B. über ein Navigationssystem und/oder einen Lenkwinkel ermittelt werden), mit der gewünschten Rekuperations-Verzögerung 212 zu bremsen. Bei Erkennung von Kurven (z. B. anhand eines Navigationsgeräts des Fahrzeugs 100 und/oder anhand des Lenkwinkels des Fahrzeugs 100) kann von der Bremsrekuperation auf eine Reibbremsung übergegangen werden. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass (aufgrund des veränderten Fahrzustands) die mögliche Höhe 213 der Rekuperations-Verzögerung reduziert wird (wodurch ggf. auch automatisch die gewünschte Höhe 212 der Rekuperations-Verzögerung reduziert wird). Das aufzubringende Verzögerungsmoment kann dann durch die Reibbremsen 110 erbracht werden. So kann in adaptiver Weise, die tatsächliche Rekuperations-Verzögerung an Fahrsituation angepasst werden.
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Die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren ermöglichen es, die während Verzögerungsphasen rekuperierte elektrische Energie zu erhöhen. Dadurch kann auch die Bremsbelastung für die Reibbremsen reduziert werden. Desweiteren kann die gewünschte Rekuperations-Verzögerung durch den Fahrer eines Fahrzeugs individuell und ggf. für einzelne Fahrzustände unabhängig konfiguriert werden, so dass sich der Fahrkomfort für den Fahrer erhöht.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
