DE102015223006A1

DE102015223006A1 - Verändern einer Schubrekuperation eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE102015223006A1
Application number: DE102015223006.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander Recknagel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2017-05-24
Also published as: WO2017084977A1

Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verändern einer im Schubbetrieb wirksamen Schubrekuperation eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer zur Rekuperation einsetzbaren elektrischen Maschine. Das Fahrzeug umfasst ein seitens des Fahrers betätigbares Bremspedal zum Verzögerung des Fahrzeugs. Gemäß dem Verfahren wird eine Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt festgestellt. Das Verfahren geht zunächst von einem Betrieb des Fahrzeugs in einem Rekuperationsmodus mit einer im Vergleich zum späteren Umschalten niedrigeren Rekuperation aus. In Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während der Bergabfahrt erfolgt ein Umschalten in einen Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation. Nach Beenden einer Betätigung des Bremspedals ist im Schubbetrieb die erhöhte Schubrekuperation wirksam.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verändern einer im Schubbetrieb wirksamen Schubrekuperation eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer zur Rekuperation einsetzbaren elektrischen Maschine, die beispielsweise Teil eines Elektroantriebs ist.
Bei Kraftfahrzeugen mit einer zur Rekuperation verwendbaren elektrischen Maschine, insbesondere bei Fahrzeugen mit einem Elektroantrieb, kann kinetische Energie des Kraftfahrzeugs bei generatorischem Betrieb einer elektrischen Maschine in elektrische Energie gewandelt werden und in einen elektrischen Energiespeicher (typischerweise eine Batterie oder einen Kondensator) gespeist werden. Diese Wandlung der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie wird auch als (elektrische) Rekuperation bezeichnet. Zur Rekuperation wird typischerweise an der elektrischen Maschine ein Rekuperationsmoment eingestellt, welches der Bewegung des Kraftfahrzeugs entgegen wirkt und dieses verzögert.
Die Rekuperation mittels des elektrischen Antriebs kann auch bei Betätigung des Bremspedals zur Verzögerung des Kraftfahrzeugs genutzt werden. Bei der sogenannten Bremsrekuperation wird ein Rekuperationsmoment oder eine Rekuperationsleistung bei Betätigung des Bremspedals eingestellt, im Allgemeinen abhängig von einem Bremspedalweg, mit welchem das Bremspedal des Fahrzeugs von einem Fahrer niedergedrückt wird.
Ferner kann die Rekuperation auch im Schubbetrieb zur Verzögerung des Fahrzeugs genutzt werden. Hierbei wird bei Beenden der Betätigung des Fahrpedals oder bereits vor Beenden der Betätigung des Fahrpedals ein Schubrekuperationsmoment (auch als Schlepprekuperationsmoment bezeichnet) des Fahrzeugs eingestellt, wodurch das Kraftfahrzeug verzögert wird.
Es kann vorgesehen sein, dass nicht erst bei völliger Beendigung der Betätigung des Fahrpedals, sondern bereits bei Rücknahme der Betätigung des Fahrpedals und noch geringer Fahrpedalbetätigung ein Schubrekuperationsmoment eingestellt wird; dabei nimmt der Betrag des Schubrekuperationsmoments im Allgemeinen mit abnehmender Fahrpedalbetätigung zu und erreicht bei Beendigung der Betätigung des Fahrpedals seinen Maximalwert. Durch Rücknahme der Betätigung des Fahrpedals kann so das Fahrzeug dosiert verzögert werden.
Die Rekuperation im Schubbetrieb wird auch als Schubrekuperation bezeichnet. Bei der Schubrekuperation wird also ein vorbestimmtes Rekuperationsmoment oder eine vorbestimmte Rekuperationsleistung dann eingestellt, wenn der Fahrer das Fahrpedal des Fahrzeugs nicht mehr (oder nur noch geringfügig) betätigt.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das Schubrekuperationsmoment in Abhängigkeit eines vom Fahrer über einen Taster ausgewählten Fahrmodus aus einer Mehrzahl von die Fahrdynamik beeinflussenden Fahrmodi (beispielsweise Eco, Comfort, Sport) anzupassen. Beispielsweise wird im Eco-Modus eine im Vergleich zu den Fahrmodi Comfort und Sport geringere Schubrekuperation im Schubbetrieb eingestellt, d. h. die Verzögerungswirkung ist im Eco-Modus bei sonst gleichen Voraussetzungen geringer als im Comfort- und Sport-Modus. Im Comfort-Modus wird wiederum einer geringere Schubrekuperation, d.h. ein vom Betrag her geringeres Schubrekuperationsmoment, als im Sport-Modus eingestellt.
Aus der Druckschrift DE 10 2011 108 446 A1 ist ein Verfahren zur Einstellung der Schubrekuperation eines Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb bekannt. Hierbei wird ein Gefalle einer Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug fährt, automatisch erfasst. Es wird eine Rekuperationsleistung des Fahrzeugs abhängig von dem erfassten Gefalle eingestellt. Beispielsweise wird die Rekuperationsleistung abhängig von dem erfassten Gefälle derartig eingestellt, dass das Fahrzeug seine Geschwindigkeit nahezu beibehält oder nur geringfügig erhöht. Die Einstellung der Schubrekuperation erfolgt automatisch, sobald der Fahrer das Fahrpedal nicht mehr betätigt. Der Fahrer kann optional die Rekuperationsleistung über Schaltwippen am Lenkrad oder eine Elektronik-Gasse am Wählhebel beeinflussen und damit die Rekuperationsleistung verändern.
In der Druckschrift DE 10 2009 036 047 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebs beschrieben, bei dem Neigungsdaten einer von dem Fahrzeug befahrenen Straße ermittelt werden und der Hybridantrieb in Abhängigkeit der ermittelten Neigungsdaten gesteuert wird.
Die Druckschrift DE 10 2009 027 553 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Rekuperationseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, die zum Umwandeln einer kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs in eine elektrische Energie vorgesehen ist. Die Rekuperationseinrichtung wird abhängig von einer durch ein Navigationssystem des Kraftfahrzeugs bereitgestellten Information betrieben.
In der Druckschrift DE 10 2013 221 979 A1 ist ein Verfahren zum Verzögern eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb beschrieben. Nach Beendigung der Betätigung eines Fahrpedals wird ein Schubrekuperationsmoment eingestellt. Nach Betätigung des Bremspedals wird die Verzögerung des Kraftfahrzeugs erhöht. Mit Rücknahme der Betätigung des Bremspedals wird die Verzögerung des Kraftfahrzeugs verringert, der Betrag des eingestellten Schubrekuperationsmoments wird ausgehend von dem der Nichtbetätigung des Fahrpedals zugeordneten Schubrekuperationsmoments reduziert.
Sofern bei einer Bergabfahrt ein Fahrzeug bei einer eingestellten Schubrekuperation mit geringer Verzögerungswirkung im Schubbetrieb aus Sicht des Fahrers durch die Hangabtriebskraft zu sehr beschleunigt, muss der Fahrer in vielen Fällen immer wieder oder ständig das Bremspedal betätigen. Hierdurch kann die zu hohe Beschleunigung des Fahrzeugs reduziert werden, beispielsweise auf eine nur geringe positive Beschleunigung, eine Beschleunigung von ungefähr null oder eine negative Beschleunigung. Die Beschleunigung des Fahrzeugs und dessen Geschwindigkeit können so aus Sicht des Fahrers in einem für ihn angenehmen Bereich gehalten werden. Die wiederholte Betätigung des Bremspedals oder die dauernde Betätigung des Bremspedals sind für den Fahrer nicht komfortabel und stören das Fahrgefühl. Sofern die Bremswirkung bei Betätigung des Bremspedals zum Teil (bei gleichzeitiger Rekuperation) oder vollständig (ohne Rekuperation) durch ein mechanisches Bremssystem (z. B. ein hydraulisches Scheibenbremssystem) erzeugt wird, wird kinetische Energie des Fahrzeugs in Wärmeenergie (beispielsweise in den Bremsscheiben) umgewandelt und steht dem Fahrzeug danach nicht mehr zum Antrieb des Fahrzeugs zur Verfügung. Hierdurch wird die Energieeffizienz des Fahrzeugs gemindert. Außerdem führen die Bremsungen des mechanischen Bremssystems zu einem Verschleiß, beispielsweise an den Bremsscheiben oder auch an den Reifen.
Sofern bei einer Bergabfahrt bei einer zur hoch eingestellten Schubrekuperation die Verzögerungswirkung der Schubrekuperation im Schubbetrieb aus Sicht des Fahrers zu hoch ist, muss der Fahrer immer wieder das Fahrpedal betätigen, um der zu hohen Verzögerungswirkung im Schubbetrieb entgegen zu wirken. Das Fahrverhalten wird somit unharmonisch. Außerdem ist eine aus Sicht des Fahrers zu hoher Schubrekuperation und die resultierende Betätigung des Fahrpedals energetisch ineffizient, da bei dem Umwandeln mechanischer Antriebsenergie in elektrische Energie im Schubbetrieb sowie bei dem Umwandeln von elektrischer Energie in mechanische Antriebsenergie bei Betätigung des Fahrpedals jeweils Energieverluste auftreten. Es ist deutlich effizienter, die mechanische Energie zu erhalten anstatt mehrmals umzuwandeln.
Sofern eine Anpassung der Rekuperation automatisch erfolgt, beispielsweise aufgrund von gemessener oder aus dem Navigationssystem abgerufener Information über das aktuelle Gefälle, kann diese Verzögerungswirkung aus Sicht des Fahrers zu hoch oder zu niedrig sein, da diese nicht auf den Fahrer individuell angepasst ist. Wenn die Verzögerungswirkung beispielsweise zu hoch ist, muss im Anschluss an eine durch automatische Erhöhung der Rekuperation hervorgerufene ungewollte Verzögerung eine vom Fahrer gewünschte Geschwindigkeit durch Beschleunigen des Fahrzeugs erst wieder erreicht werden. Wenn beispielsweise bei einer Bergabfahrt der Fahrer das Fahrzeug im Schubbetrieb die Beschleunigung durch die Hangabtriebskraft ausnutzen möchte, jedoch das Fahrzeug durch automatische Erhöhung der Rekuperation dies nicht ermöglicht, dann muss der Fahrer das Fahrpedal betätigen.
Die automatische Anpassung der Schubrekuperation aufgrund von aus dem Navigationssystem abgerufener Information über das aktuelle Gefälle ist häufig nicht verlässlich, da die Information häufig lückenhaft oder gar fehlerhaft ist.
Sofern es sich um ein Hybridfahrzeug mit zumindest einer elektrischen Antriebsmaschine und einem Verbrennungsmotor handelt, kann der Fahrer im Unterschied zu einem Fahrzeug mit rein verbrennungsmotorischen Antrieb die Verzögerungswirkung nicht dadurch anpassen, dass er den eingelegten Gang des als Motorbremse wirkenden Verbrennungsmotors anpasst, da der Verbrennungsmotor bei der Bergabfahrt häufig abgekoppelt ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, angesichts der vorstehend beschriebenen Nachteile ein verbessertes Verfahren zur Einstellung der Rekuperation in einem Kraftfahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verändern einer im Schubbetrieb wirksamen Schubrekuperation (auch als Schlepprekuperation bezeichnet) eines Kraftfahrzeugs (beispielsweise Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen) mit zumindest einer zur Rekuperation einsetzbaren elektrischen Maschine. Die zumindest eine elektrische Maschine kann vorzugsweise nicht nur zur Rekuperation, sondern auch zum Antrieb verwendet werden und ist daher vorzugsweise Teil eines Elektroantriebs, beispielsweise eines rein elektrisch betriebenen Fahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs mit Elektroantrieb und Verbrennungsmotor. Es können auch mehrere elektrische Maschinen zur Rekuperation im Schubbetrieb verwendet werden, die beispielsweise Teil eines Elektroantriebs sind.
Das Fahrzeug umfasst ein seitens des Fahrers betätigbares Bremspedal zum Verzögerung des Fahrzeugs und vorzugsweise auch ein Fahrpedal zum Beschleunigen des Fahrzeugs.
Gemäß dem Verfahren wird eine Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt (d. h. eine Fahrt bergab) festgestellt. Vorzugsweise wird außerdem das Vorliegen einer Bergabfahrt geprüft. Für eine Bergabfahrt muss beispielsweise ein gewisses Gefälle vorliegen.
Das Verfahren geht zunächst von einem Betrieb des Fahrzeugs in einem Rekuperationsmodus mit einer im Vergleich zum späteren Umschalten niedrigeren Schubrekuperation aus.
In Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während der Bergabfahrt erfolgt ein Umschalten in einen Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation. Nach Beenden einer Betätigung des Bremspedals ist im Schubbetrieb die erhöhte Schubrekuperation wirksam; die Erhöhung der Schubrekuperation kann aber auch schon vorher bei Betätigung des Bremspedals wirksam werden. Die Schubrekuperation ist dann vorzugsweise dauerhaft wirksam, insbesondere bis der Fahrer das Fahrpedal wieder betätigt. Die Schubrekuperation kann aber auch zusätzlich bereits während der Betätigung des Bremspedals wirksam werden und dann nach Beenden der Betätigung des Bremspedals weiterhin wirksam sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, die Schubrekuperation auf den Verzögerungswunsch des Fahrers anzupassen. Anhand der Betätigung des Bremspedals kann erkannt werden, wenn der Fahrer die aktuell eingestellte Schubrekuperation als zu gering empfindet, so dass in Reaktion hierauf, die Schubrekuperation erhöht werden kann. Da der Fahrer gewöhnlicherweise die Verzögerung des Fahrzeugs über die Betätigung des Bremspedals erhöhen kann, wird die Betätigung des Bremspedals ausgewertet, um den fahrerseitigen Wunsch nach erhöhten Verzögerungswirkung zu erkennen und entsprechend umzusetzen. Der Fahrer kann also durch Betätigen des Bremspedals intuitiv die Schubrekuperation erhöhen.
Mit dem Verfahren kann nach Vorliegen einer oder mehrerer bestimmter Bedingungen die Schubrekuperation situativ und intuitiv für den Fahrer erhöht werden. Die Schubrekuperation wird nicht pauschal bergab erhöht, da ein solches Verhalten vom Fahrer nicht erwartet wird. Stattdessen geschieht die Erhöhung der Schubrekuperation auf Fahreranforderung. Generell wird die Erhöhung der Fahrzeugverzögerung durch den Fahrer intuitiv über das Bremspedal gesteuert; daher erfolgt die Erhöhung der Schubrekuperation ebenfalls in Reaktion auf eine Betätigung des Bremspedals (beispielsweise, wenn das Bremspedal einmal betätigt wird oder während eines bestimmten Zeitintervalls mehrmals betätigt wird).
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt ein für den Fahrer angenehmeres Fahrgefühl und einen Komfortgewinn, da der Fahrer bei einer Bergabfahrt nach der Umschaltung von der Betätigung des Bremspedals entlastet wird und auch im Unterschied zu der Situation mit einer zu hohen Schubrekuperation nicht das Fahrpedal betätigen muss.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist auch nicht zwingend Steigungsinformation über die Fahrstrecke notwendig, die beispielsweise aus einem Navigationssystem abgerufen wird, um die Rekuperation situativ anzupassen. Der Fahrer kann durch Betätigen des Bremspedals die Schubrekuperation selbstständig nach seinem eigenen Wunsch steuern.
Da der Fahrer bei Bedarf die Schubrekuperation anpassen kann, wird vermieden, dass der Fahrer im Unterschied zu einer zu gering eingestellten Schubrekuperation das Bremspedal häufig oder dauerhaft betätigt muss und im Unterschied zu einer zu hoch eingestellten Schubrekuperation das Fahrpedal betätigen muss. Hierdurch wird die Energieeffizienz des Fahrzeugs erhöht. Im Fall eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb kann so die elektrische Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht werden. Sofern das Fahrzeug einen Verbrennungsmotor aufweist, wird der Kraftstoffverbrauch reduziert, was zu geringen Emissionen führt. Außerdem kann der Verschleiß des Fahrzeugs, insbesondere des hydraulischen Bremssystems, im Vergleich zu einer Situation mit einer aus Sicht des Fahrers zu geringer Schubrekuperation verringert werden.
Im Allgemeinen sind der Betrag des Schubrekuperationsmoments und die Schubrekuperationsleistung im Schubbetrieb bei Vorliegen des Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation höher als ohne Umschaltung in den Betrieb mit erhöhter Schubrekuperation. Dies gilt aber nicht zwingend immer. Beispielsweise gilt dies unter gleichen Voraussetzungen (z. B. gleiche Fahrzeuggeschwindigkeit, gleiche Steigung des Gefälles), wenn das Schubrekuperationsmoment bzw. die Schubrekuperationsleistung von diesen Voraussetzungen abhängig ist. Es wäre denkbar, dass das im Schubbetrieb nach Umschalten eingestellte Rekuperationsmoment im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation vom Betrag her etwas geringer als vor dem Umschalten ist, wenn beispielsweise der Betrag des eingestellten Schubrekuperationsmoments mit zunehmender Neigung des Gefälles zunimmt und nach dem Umschalten die Neigung des Gefälles stark abnimmt.
Es ist von Vorteil, wenn das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation nur im Zusammenhang mit einer Bergabfahrt und nicht auf einer Fahrstrecke in der Ebene ausgelöst wird.
Hierzu kann geprüft werden, ob eine Bergabfahrt vorliegt. Es wird in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation in Abhängigkeit davon umgeschaltet, ob das Vorliegen einer Bergabfahrt festgestellt wurde. Beispielsweise wird eine für den Grad eines Gefälles charakteristische Größe bestimmt (z. B. die Neigung, die Hangabtriebskraft oder ein der Hangabtriebskraft entsprechendes Moment, z. B. als Radmoment). Es wird dann ein Schwellwertvergleich zwischen der für den Grad des Gefälles charakteristischen Größe und einem Schwellwert durchgeführt. Das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Rekuperation ist dann nicht nur von dem Erfassen einer Bremspedalbetätigung abhängig, sondern auch von Ergebnis des Schwellwertvergleichs, welches das Vorliegen einer Bergabfahrt anzeigt.
Mit Vorteil weist das Verfahren eine Möglichkeit für den Fahrer auf, die durchgeführte Umschaltung in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation zurückzunehmen, d. h. dass das Fahrzeug im Schubbetrieb wieder mit der ursprünglichen vor dem Umschalten nicht erhöhten Schubrekuperation betrieben wird.
Typischerweise weist das Fahrzeug ein seitens des Fahrers betätigbares Fahrpedal auf, mit dem das Fahrzeug beschleunigt werden kann und dessen Betätigung zum Auslösen der Zurücknahme des Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation verwendet wird. Vorzugsweise wird nach dem Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation geprüft, ob eine Betätigung des Fahrpedals vorliegt. Beispielsweise wird das in Abhängigkeit des Fahrpedalwinkels in einem Fahrpedalinterpreter bestimmte Fahrerwunschmoment ausgewertet und beispielsweise geprüft, ob das Fahrerwunschmoment größer als ein Schwellwert ist, beispielsweise größer null. Es wird vorzugsweise wieder zurückgeschaltet, wenn das Fahrerwunschmoment im positiven Bereich ist. Für das Zurückschalten kann es insbesondere erforderlich sein, dass das Fahrerwunschmoment für eine bestimmte Mindestzeitdauer oder Mindestfahrstrecke im positiven Bereich ist, bevor das Umschalten ausgelöst wird.
In Reaktion auf eine Betätigung des Fahrerpedals (beispielsweise wenn das Fahrerwunschmoment größer als der Schwellwert ist) wird die Umschaltung in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation also zurückgenommen, so dass für den Fall des Schubbetriebs wieder das ursprüngliche Niveau der Schubrekuperation verwendet wird. Beispielsweise wird bei bereits leichter Betätigung des Fahrpedals auf das ursprüngliche Niveau der Schubrekuperation zurückgeschaltet. Das Zurückschalten in Reaktion auf eine Betätigung des Fahrpedals ist vor dem Hintergrund sinnvoll, dass dann eine Verringerung der Schubrekuperation für den Fahrer nicht spürbar ist, da dann im Allgemeinen ohnehin keine Schubrekuperation mehr vorliegt.
Außerdem wäre es denkbar, bei Bergauffahrt oder bei der Fahrt in der Ebene das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation automatisch zurückzunehmen. Beispielsweise kann eine für die Neigung der Fahrbahn charakteristische Größe (beispielsweise ein Neigungswinkel, eine Hangabtriebskraft oder ein entsprechendes Moment) mit einem Schwellwert verglichen werden. Für den Fall, dass der Schwellwertvergleich zeigt, dass eine Neigung bergauf vorliegt, die größer oder größer gleich als die mit dem Schwellwert zusammenhängende Neigung kann das Umschalten in Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation automatisch zurückgenommen werden.
Es sind mehrere Möglichkeiten denkbar, wann in Reaktion auf eine Betätigung des Bremspedals in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation umgeschaltet wird.
Gemäß einer ersten Möglichkeit wird noch während der Betätigung des Bremspedals und der daraus resultierenden Verzögerungswirkung (beispielsweise aufgrund des hydraulischen Bremssystems und/oder einer Bremsrekuperation) in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation umgeschaltet. In diesem Fall gibt es die Möglichkeit, dass der Fahrer während der Bremsung beim Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation durch die spürbare Erhöhung der Verzögerungswirkung eine Rückmeldung erhält, dass eine Umschaltung stattgefunden hat. Dieses Verhalten ist ähnlich wie das Herunterschalten in einen niedrigeren Gang bei einem konventionellen verbrennungsmotorischen Antrieb.
In den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation kann also gemäß der ersten Möglichkeit während der Betätigung des Bremspedals umgeschaltet werden, so dass nach Umschalten durch die erhöhte Schubrekuperation eine (gegenüber der durch die Betätigung des Bremspedals hervorgerufenen Verzögerungswirkung) erhöhte Verzögerungswirkung auftritt. Diese erhöhte Verzögerungswirkung spürt dann der Fahrer und weiß, dass eine Umschaltung stattgefunden hat.
Allerdings könnte die Erhöhung der Rekuperation für den Fahrer zunächst unverständlich sein, weil diese nicht wie das Herunterschalten bei einem konventionellen verbrennungsmotorischen Antrieb durch ein verändertes Motorgeräusch und eine Veränderung der angezeigten Drehzahl deutlich wird.
Gemäß einer zweiten Möglichkeit kann die Umschaltung auch zum Ende der Bremsung erfolgen. Es wird in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation ungefähr dann umgeschaltet, wenn bei Beenden der Betätigung des Bremspedals die durch die Betätigung des Bremspedals hervorgerufene Verzögerungswirkung nachlässt. Der genaue Verlauf der Schubrekuperation hängt vorzugsweise von der Lösegeschwindigkeit des Bremspedal ab, da typischerweise die Bremsrekuperation in Abhängigkeit der Lösegeschwindigkeit des Bremspedals rampenförmig reduziert wird. Beispielsweise wird bei Beenden der Betätigung des Bremspedals die Schubrekuperation erhöht, während die Bremsrekuperation gleichzeitig verringert wird. Im Unterschied zu der ersten Möglichkeit erhält der Fahrer jedoch dann keine Rückmeldung über die Erhöhung der Schubrekuperation und hat daher möglicherweise keinen Grund, den Fuß vom Bremspedal zunehmen, und wird dieses weiterhin betätigen. Die Bremse könnte unnötig durchgehend belastet werden.
Gemäß einer dritten Möglichkeit kann in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation kurz nach Beginn der Betätigung des Bremspedals umgeschaltet werden. Beispielsweise wird in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation umgeschaltet, wenn eine durch die Betätigung des Bremspedals beeinflusste Größe (z. B. ein Bremspedalwinkel, ein Bremsdruck oder der Betrag eines Bremsrekuperationsmoments) größer oder größer gleich als ein Schwellwert wird.
Vorzugsweise hängt die eingestellte Schubrekuperation im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation von dem Grad des Gefälles bei der Bergabfahrt ab. Für den Grad des Gefälles kann eine hierfür charakteristische Größe (beispielsweise der Neigungswinkel, eine Hangabtriebskraft oder ein der Hangabtriebskraft entsprechendes Moment) ermittelt werden, die dann bei der Erhöhung der Schubrekuperation berücksichtigt wird. Hierdurch kann beispielsweise eine bestimmte, feste Zielbeschleunigung oder Zielgeschwindigkeit bei variierendem Grad des Gefälles erreicht werden. Die für den Grad des Gefälles charakteristische Größe (z. B. die Hangabtriebskraft) kann beispielsweise auch in der Weise bei der Erhöhung der Schubrekuperation berücksichtigt werden, dass die der Erhöhung der Schubrekuperation entsprechende Kraft (d. h. also die zusätzliche verzögernde Kraft) einem bestimmten prozentualen Anteil (z. B. 60 %) der Hangabtriebskraft entsprechen. Der prozentuale Anteil wiederum kann von der aktuellen Neigung des Gefälles abhängen. Statt auf Kräfte bezogen kann dieser Ansatz auch auf Momente, Verzögerungs-/Beschleunigungswerte oder andere für diese Kräfte charakteristische Größen angewandt werden, so dass beispielsweise das die Erhöhung des Betrags des Schubrekuperationsmoments (d. h. das zusätzliche Schubrekuperationsmoment) einem bestimmten prozentualen Anteil eines der Hangabtriebskraft entsprechenden Moments entspricht. Es wird also vorzugsweise die Hangabtriebskraft in der Weise berücksichtigt, dass ein bestimmter Anteil der Hangabtriebskraft durch die Erhöhung der Schubrekuperation übernommen wird (d. h. kompensiert wird). Der Anteil wiederum kann von der aktuellen Neigung des Gefälles abhängen; der Anteil kann aber auch über dem Neigungswinkel konstant sein. Das Fahrzeug sollte vorzugsweise aber nicht unerwünscht ohne Bremsbetätigung bergab langsamer werden, d.h. es sollte keine Überkompensation der Hangabtriebskraft stattfinden.
Vorzugsweise ist daher auch die Erhöhung der Schubrekuperation null, wenn die Neigung null ist.
Es kann vorgesehen sein, dass bei Zunahme der Neigung des Gefälles ab einer bestimmten Neigung der Einfluss der ab dieser Neigung hinzukommenden zusätzlichen Hangabtriebskraft durch die erhöhte Schubrekuperation vollständig kompensiert wird, so dass eine weitere Erhöhung der Beschleunigung bei Zunahme der Neigung des Gefälles vermieden wird, d. h. die Beschleunigung ab dieser bestimmten Neigung konstant bleibt.
Zur Einstellung der Schubrekuperation wird typischerweise eine Stellgröße vorgegeben, die dann entsprechend umgesetzt wird. Die Schubrekuperation wird beispielsweise über eine vorgegebenes (Soll-)Schubrekuperationsmoment oder eine vorgegebene (Soll-)Schubrekuperationsleistung für die eine oder mehreren elektrischen Maschinen gesteuert oder geregelt.
Für den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation wird eine für die erhöhte Schubrekuperation oder eine für die Erhöhung der Schubrekuperation charakteristische Stellgröße, insbesondere ein vom Betrag her erhöhtes bzw. zusätzliches Schubrekuperationsmoment oder eine erhöhte bzw. zusätzliche Schubrekuperationsleistung, in Abhängigkeit einer für den Grad des Gefälles bei der Bergabfahrt charakteristischen Stellgröße bestimmt.
Die erhöhte Schubrekuperation kann so eingestellt werden, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs im Rekuperationsmodus mit erhöhter Rekuperation im Schubbetrieb größer gleich null ist; hierfür kann auch eine für das Gefälle charakteristische Größe berücksichtigt werden. Das Fahrzeug wird also im Schubbetrieb bergab vorzugsweise nicht langsamer, da dies für den Fahrer möglicherweise nicht nachvollziehbar wäre. Beispielsweise wird darauf geachtet, dass die Schubrekuperation (z. B. der Betrag der Schubrekuperationsmoment oder die Schubrekuperationsleistung) ein definiertes maximales Niveau nicht überschreitet, damit das Fahrzeug bergab durch die Erhöhung der Schubrekuperation nicht langsamer wird.
Bei der Erhöhung der Schubrekuperation sollte auch darauf geachtet werden, dass die Fahrstabilität des Fahrzeugs unter die Erhöhung der Schubrekuperation nicht leidet.
Für den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation ist beispielsweise eine Zielbeschleunigung des Fahrzeugs oder eine hierfür charakteristische Größe vorgegeben; diese kann fest oder variabel sein. Beispielsweise ist die Größe von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig.
Damit das Fahrzeug im Schubbetrieb nicht langsamer wird, ist die Zielbeschleunigung vorzugsweise größer gleich null; es wäre aber auch eine negative Zielbeschleunigung denkbar, insbesondere eine nur leicht negative Zielbeschleunigung. Die erhöhte Schubrekuperation für den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation wird dann so eingestellt, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation im Schubbetrieb der vorgegebenen Zielbeschleunigung entspricht, beispielsweise einer vorgegebenen positiven Zielbeschleunigung oder einer vorgegebenen Zielbeschleunigung von null.
Es kann vorgesehen sein, dass die Zielbeschleunigung vom Fahrer einstellbar ist, beispielsweise direkt über ein separates Bedienelement oder indirekt über ein Bedienelement zur Wahl eines die Längsdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden Fahrmodus (z. B. Eco, Sport, Comfort), wobei die Zielbeschleunigung dann von dem gewählten Fahrmodus abhängt.
Für den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation kann eine für die erhöhte Schubrekuperation oder eine für die Erhöhung der Schubrekuperation charakteristische Stellgröße, z. B. ein vom Betrag her erhöhtes Schubrekuperationsmoment oder ein zusätzliches der Erhöhung entsprechendes Schubrekuperationsmoment oder eine entsprechende Leistungsgröße, in Abhängigkeit einer oder mehrerer der folgenden Einflussgrößen bestimmt werden. Eine Einflussgröße kann beispielsweise eine vorgegebene, für die Zielbeschleunigung des Kraftfahrzeugs charakteristische Größe (beispielsweise die Zielbeschleunigung selbst oder eine die Zielbeschleunigung hervorrufende Drehmomentgröße) sein. Die Zielbeschleunigung selbst kann wieder geschwindigkeitsabhängig sein. Beispielsweise wird für geringe Geschwindigkeiten (z. B. Geschwindigkeiten kleiner einer Grenzgeschwindigkeit von beispielsweise 50 km/h) ein andere Zielbeschleunigung verwendet als für höhere Geschwindigkeiten.
Es kann eine der Zielbeschleunigung entsprechende Drehmomentgröße verwendet werden. Diese Zielbeschleunigungs-Drehmomentgröße wird vorzugsweise in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Der Hintergrund hierfür ist beispielsweise, dass das Drehmoment zur Einhaltung einer bestimmten Zielbeschleunigung typischerweise nicht über Geschwindigkeit des Fahrzeugs konstant. Außerdem kann auch eine geschwindigkeitsabhängige Zielbeschleunigung gewünscht sein.
Alternativ oder zusätzlich kann eine für den Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs charakteristische Größe und/oder eine für den Rollwidersand des Fahrzeugs charakteristische Größe zur Bestimmung der Schubrekuperations-Stellgröße herangezogen werden. Wie bereits vorstehend beschrieben, kann alternativ oder zusätzlich eine für den Grad des Gefälles charakteristische Größe zur Bestimmung der Stellgröße verwendet werden. Ferner kann alternativ oder zusätzlich eine für das Schleppmoment einer anderen Antriebseinheit charakteristische Größe zur Bestimmung der Schubrekuperations-Stellgröße herangezogen werden, sofern eine andere Antriebseinheit im Kraftfahrzeug vorhanden ist (z. B. ein Verbrennungsmotors im Fall eines Hybridfahrzeugs, sofern der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb nicht abgekoppelt ist). Bei der anderen Antriebseinheit handelt es sich um eine Antriebseinheit, die nicht der elektrischen Antriebseinheit entspricht, die für die Schubrekuperation verwendet wird.
In Bezug auf die Betätigung des Bremspedals kann vorgesehen sein, dass bereits eine einzige Betätigung des Bremspedals ein Umschalten in der Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation hervorrufen kann. Sobald das Bremspedal während der Bergabfahrt irgendwie betätigt wird, wird ein Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation hervorgerufen. Das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation kann aber auch an eine weitere Bedingung oder mehrere kumulative weitere Bedingungen geknüpft sein. Außerdem können auch mehrere alternative Möglichkeiten vorgesehen sein, um in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation umzuschalten.
Beispielsweise wird als Bedingung für das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation das Vorliegen einer mehrfachen (z. B. zweifachen) Betätigung des Bremspedals während der Bergabfahrt geprüft. Hierdurch kann ein typisches Fahrverhalten identifiziert werden, bei dem der Fahrer immer wieder auf das Bremspedal tippt, wenn die Schubrekuperation aus Sicht des Fahrers zu gering ist. Beispielsweise wird geprüft, ob bei der Bergabfahrt eine mehrfache Betätigung des Bremspedals während einer vorgegebenen Zeitdauer (z. B. 10 s) oder während einer vorgegebenen Fahrstrecke (z. B. 300 m) erfolgt, z. B. eine zweifache Betätigung des Bremspedals während der vorgegebenen Zeitdauer oder der vorgegebenen Fahrstrecke.
Eine Bedingung für das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation, die geprüft wird, ist beispielsweise, ob während der Bergabfahrt eine Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder größer gleich einem Schwellwert ist. Wenn die Bedingung erfüllt ist, wird ein Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation ausgelöst, ansonsten nicht. Der dieser Bedingung zugrunde liegende Gedanke ist, dass bei einer Zunahme der Fahrgeschwindigkeit größer bzw. größer gleich dem Schwellwert der Fahrer durch eine Erhöhung der Schubrekuperation entlastet wird. Aus Sicht des Fahrers nimmt die Geschwindigkeit zu schnell zu oder nicht genügend schnell ab.
Beispielsweise wird geprüft, ob ein Geschwindigkeitszuwachs zwischen zwei Bremsungen ein bestimmtes Kriterium erfüllt. Vorzugsweise wird im Fall einer zweifachen Betätigung des Bremspedals die Fahrzeuggeschwindigkeit am Ende der ersten Betätigung des Bremspedals ermittelt und mit der während einer zweiten, auf die erste Betätigung nachfolgenden Betätigung des Bremspedals auftretenden Fahrzeuggeschwindigkeit verglichen. Wenn die Geschwindigkeit um mehr als ein bestimmter Schwellwert (beispielsweise im Bereich von 2 bis 5 km/h) gegenüber die Geschwindigkeit am Ende der ersten Betätigung zunimmt, wird eine Umschaltung in der Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation ausgelöst. Wenn die Geschwindigkeitszunahme kleiner als der Schwellwert ist, wird keine Umschaltung ausgelöst.
Es kann als Bedingung für das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation das Vorliegen einer dauerhaften Betätigung des Bremspedals geprüft werden. Beispielsweise wird geprüft, ob die Betätigungsdauer größer oder größer gleich einer vergebenen Zeitdauer ist. Hierdurch kann beispielsweise ein Verhalten erkannt werden, bei dem der Fahrer zum Verzögern des Fahrzeugs während der Bergabfahrt die Bremse schleifen lässt.
Für das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation kann beispielsweise verlangt werden, dass im Fall einer dauerhaften Betätigung des Bremspedals die Geschwindigkeitszunahme innerhalb eines Betrachtungszeitraums größer oder größer gleich als ein vorgegebener Schwellwert ist. Beispielsweise wird die Geschwindigkeitszunahme seit Beginn der Betätigung des Bremspedals, kontinuierlich daraufhin überprüft, ob die Geschwindigkeitszunahme größer oder größer gleich als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Es kann vorgesehen sein, dass der aktuelle Grad des Gefälles darauf Einfluss hat, ob bereits eine Einfachbetätigung des Bremspedals zum Umschalten führt oder ob noch eine oder mehrere weitere Bedingungen, beispielsweise eine Mehrfachbetätigung des Bremspedals, insbesondere innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls, erfüllt sein müssen, damit es zu einem Umschalten kommt.
Hierzu wird vorzugsweise eine für den Grad des Gefälles charakteristische Größe bestimmt, wie dies bereits vorstehend beschrieben wurde. Es wird ein Schwellwertvergleich zwischen der für den Grad des Gefälles charakteristischen Größe und einem Schwellwert durchgeführt. Für den ersten Fall, dass der Schwellwertvergleich angibt, dass das Gefälle steiler als ein dem Schwellwert zugeordnetes Gefälle ist, wird das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation bereits durch eine einmalige Betätigung des Bremspedals ausgelöst. Für den zweiten Fall, dass der Schwellwertvergleich angibt, dass das Gefälle flacher als ein dem Schwellwert zugeordnetes Gefälle ist, ist das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation neben der Betätigung des Bremspedals an eine oder mehrere zusätzliche Bedingungen geknüpft, deren Erfüllen im ersten Fall für das Umschalten nicht erforderlich ist, beispielsweise eine Mehrfachbetätigung innerhalb einer vorgegebenen Zeitraums, insbesondere unter der zusätzlichen Bedingung des Erfüllens eines vorstehend beschriebenen Geschwindigkeitskriteriums.
Wenn das Gefälle beispielsweise besonders steil ist, führt eine einmalige Betätigung des Bremspedals unmittelbar zu einem Umschalten, während bei einem flachen Gefälle eine oder mehrere weitere Bedingungen erfüllt sein müssen, die über das einfache Betätigen des Bremspedals hinausgehen.
Es kann sein, dass ein Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation in bestimmten Fahrsituationen unterbunden wird, beispielsweise in einer Fahrsituation, wenn ein Fahrerassistenzsystem (beispielsweise ein Geschwindigkeitsregelsystem, insbesondere ein Tempomat oder ein Abstandstempomat) die Längsführung des Fahrzeugs steuert. Ein Umschalten könnte auch unterbunden werden in einer Fahrsituation mit aktiver Fahrdynamikregelung. Alternativ oder zusätzlich kann ein Umschalten in einer für die Stabilität des Fahrzeugs kritischen Kurvensituation unterbunden werden; zur Detektion einer solchen Kurvensituation kann beispielsweise der Lenkwinkel und/oder die Querbeschleunigung des Fahrzeugs ausgewertet werden und mit einem jeweiligen Schwellwert verglichen werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Umschalten in einer Fahrsituation mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder größer gleich einer Grenzgeschwindigkeit unterbunden werden. Ein Umschalten kann auch unterbunden werden, sofern ein bestimmter Fahrmodus (z. B. Sport) aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen, die Längsdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden Fahrmodi vom Fahrer gewählt wurde, insbesondere wenn der gewählte Fahrmodus eine höhere Schubrekuperation aufweist als ein anderer Fahrmodus, bei dem eine Umschaltung nicht unterbunden wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Umschalten auch im Fall eines Gefälles mit geringer Steigung unterbunden werden.
Es sind vorzugsweise (neben dem Rekuperationsmodus mit normaler, nicht erhöhter Rekuperation) zumindest zwei unterschiedliche Rekuperationsmodi mit jeweils erhöhter Schubrekuperation vorgesehen, nämlich ein erster Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation und ein zweiter Rekuperationsmodus mit gegenüber diesem ersten Rekuperationsmodus noch weiter erhöhter Schubrekuperation. Ausgehend von dem Rekuperationsmodus mit nicht erhöhter Schubrekuperation wird in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt in den ersten Rekuperationsmodus umgeschaltet, wie dies vorstehend bereits detailliert beschrieben wurde. Ausgehend von dem ersten Rekuperationsmodus kann in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt in den zweiten Rekuperationsmodus umgeschaltet werden. Hierbei gelten die vorstehenden Aussagen zu den vorteilhaften und beispielhaften Ausgestaltungen des Verfahrens in gleicher Weise für das Umschalten in den zweiten Rekuperationsmodus. Außerdem können generell n Rekuperationsmodi mit erhöhter Schubrekuperation vorgesehen sein, beispielsweise n = 2, 3 oder 4, wobei ausgehend von einem i-ten Rekuperationsmodus mit erhöhter Rekuperation in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals ein Umschalten in den i + 1-ten Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation erfolgt (mit i = 1, ..., n – 1).
Die Zunahme der Schubrekuperation von dem i-ten Rekuperationsmodus in den i + 1-ten Rekuperationsmodus sollte nicht kleiner als eine Mindestzunahme sein, da sonst die Zunahme der Schubrekuperation von dem Fahrer möglicherweise nicht spürbar ist. Wenn die Zunahme zu gering ist, können auch weniger Rekuperationsmodi verwendet werden, die dann aber einen größeren Unterschied in der Schubrekuperation aufweisen.
Es können zumindest zwei unterschiedliche Rekuperationsmodi mit jeweils unterschiedlich erhöhter Schubrekuperation vorgesehen sein, wobei ausgehend von einem Rekuperationsmodus mit nicht erhöhter Rekuperation in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt in Abhängigkeit einer oder mehrerer Entscheidungsgrößen wahlweise in den ersten oder den zweiten Rekuperationsmodus umgeschaltet wird. Beispielsweise kann eine Entscheidungsgröße eine für den Grad des Gefälles charakteristische Größe sein. Beispielsweise wird in den zweiten Rekuperationsmodus umgeschaltet, wenn der Grad des Gefälles größer als ein Schwellwert ist, und in den ersten Rekuperationsmodus umgeschaltet, wenn der Grad des Gefälles kleiner als der Schwellwert ist. In diesem Fall ist die Rekuperation in dem zweiten Rekuperationsmodus vorzugsweise höher als die Rekuperation in dem ersten Rekuperationsmodus. Eine Entscheidungsgröße kann alternativ oder zusätzlich auch eine dem aktuell ausgewählten Fahrmodus entsprechende Angabe sein: Beispielsweise wird im Fall des eines Fahrmodus mit geringer Schubrekuperation (z. B. Eco-Fahrmodus) in Reaktion auf eine Betätigung des Bremspedals in den zweiten Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation umgeschaltet, während im Fall eines Fahrmodus mit höherer Schubrekuperation (z. B. Comfort-Fahrmodus) in Reaktion auf eine Betätigung des Bremspedals in den ersten Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation umgeschaltet wird. In diesem Fall ist die Rekuperation in dem zweiten Rekuperationsmodus vorzugsweise höher als die Rekuperation in dem ersten Rekuperationsmodus.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation von dem aktuell ausgewählten Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen, die Längsdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden, auswählbaren Fahrmodi abhängt. Beispielsweise wird ein Umschalten einem ersten Fahrmodus (z. B. Eco) zugelassen, während das Umschalten in einem anderen, zweiten Fahrmodus (z. B. Sport) nicht möglich ist. Bei diesem ersten Fahrmodus, bei dem ein Umschalten zugelassen ist, handelt es sich um einen Fahrmodus, der im Schubbetrieb (ohne Erhöhung der Schubrekuperation) eine geringere Schubrekuperation aufweist als der zweite Fahrmodus (s. hierzu beispielsweise 2). Da der zweite Fahrmodus ohnehin eine höhere Schubrekuperation aufweist, ist die erfindungsgemäße Erhöhung der Schubrekuperation je nach Niveau der Schubrekuperation nicht notwendig.
Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Umschalten nur in einem einzigen Fahrmodus der insgesamt auswählbaren Fahrmodi zulässig ist, vorzugsweise in dem Fahrmodus (z. B. Eco), welcher im Schubbetrieb (ohne Erhöhung der Schubrekuperation) im Vergleich zu den anderen Fahrmodi (z. B. Sport, Comfort) die geringste Schubrekuperation aufweist.
Alternativ oder zusätzlich kann das Maß der Erhöhung der Schubrekuperation im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation von dem aktuell ausgewählten Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen, die Längsdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden, auswählbaren Fahrmodi abhängen; d. h. der gewählte Fahrmodus hat Einfluss darauf, um wieviel die Schubrekuperation erhöht wird.
Beispielsweise ist in einem ersten Fahrmodus (z. B. Eco) die Zunahme der Schubrekuperation größer als in einem zweiten Fahrmodus (z. B. Sport). Bei diesem ersten Fahrmodus, bei dem die Zunahme der Schubrekuperation höher ist, handelt es sich um einen Fahrmodus, der im Schubbetrieb (ohne Erhöhung der Schubrekuperation) eine geringere Schubrekuperation aufweist als der zweite Fahrmodus (s. hierzu beispielsweise 2). Da der zweite Fahrmodus ohnehin eine höhere Schubrekuperation aufweist, kann die erfindungsgemäße Zunahme der Schubrekuperation für den zweiten Fahrmodus geringer gewählt werden als im ersten Fahrmodus.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Einstellen einer im Schubbetrieb wirksamen Schubrekuperation eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer zur Rekuperation einsetzbaren elektrischen Maschine. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, eine Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt festzustellen, und in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt in einen Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation umzuschalten.
Bei der Steuereinrichtung handelt es sich beispielsweise um ein Motorsteuergerät zur Steuerung einer sowohl als Antriebsmaschine als auch als Generator verwendbaren elektrischen Maschine.
Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Steuereinrichtung entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Ansprüchen beschriebenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahren zum Anpassen der Schubrekuperation;
2 beispielhafte Verläufe des vom Betrag her nicht erhöhten Schubrekuperationsmoments M_EM,schubreku über der Fahrzeuggeschwindigkeit v für verschiedene Fahrmodi;
3 beispielhafte Verläufe verschiedener Größen über der Zeit t; und
4 beispielhafte Verläufe verschiedener Größen über der Zeit t.
In 1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In der Abfrage 100 wird zunächst geprüft, ob eine Bergabfahrt vorliegt.
Hierzu wird beispielsweise eine für den Grad des Gefälles charakteristische Größe bestimmt und ein Schwellwertvergleich zwischen der für den Grad des Gefälles charakteristischen Größe und einem Schwellwert durchgeführt. Beispielsweise wird laufend eine Hangabtriebsdrehmoment M_Hang bestimmt, welches einem der Hangabtriebskraft entsprechenden Drehmoment entspricht, beispielsweise einem Radmoment. Das Vorzeichen des Hangabtriebsmoments M_Hang ist beispielsweise so, dass das Hangabtriebsmoment bei einem Gefälle positiv ist und bei einer positiven Steigung negativ ist. Sofern dann das Hangabtriebsmoments M_Hang größer oder größer gleich als ein positiver Schwellwert M_Hang,S,1 ist, wird das Vorliegen einer Bergabfahrt angenommen.
Sofern eine Bergabfahrt gemäß der Abfrage 100 positiv erkannt wurde, wird fortlaufend geprüft, ob eine Betätigung des Bremspedals seitens des Fahrers erfolgt (s. die Abfrage 120).
Wenn eine Betätigung des Bremspedals festgestellt wurde, erfolgt gemäß einer einfacheren Ausführungsform ein Umschalten in einen Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation (s. Schritt 130). Für den Zeitpunkt des Umschaltens gibt es mehrere denkbare Möglichkeiten, die noch später diskutiert werden. Sofern das Fahrpedal nicht betätigt wird und das Fahrerwunschmoment M_FW ≤ 0 ist (s. die Abfrage 140), bleibt der Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation erhalten. Wenn das Fahrpedal betätigt wird und das Fahrerwunschmoment M_FW größer 0 wird, wird in den ursprünglichen Rekuperationsmodus mit nicht erhöhter Schubrekuperation umgeschaltet (s. Schritt 150).
Gemäß einer erweiterten Ausführungsvariante reicht im Allgemeinen eine einfache Betätigung des Bremspedals für das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation nicht aus, stattdessen ist das Umschalten in den Rekuperationsmodus an das Erfüllen einer oder mehrerer Bedingungen geknüpft, die das Betätigen des Bremspedals betreffen.
Bei der erweiterten Ausführungsvariante wird beispielsweise gemäß einer ersten Umschaltmöglichkeit eine zumindest zweifache Betätigung des Bremspedals innerhalb eines Zeitintervalls verlangt. Es wird die Fahrzeuggeschwindigkeit v_B1 am Ende einer ersten Bremspedalbetätigung ermittelt und diese mit der Fahrzeuggeschwindigkeit v_B2 während der nachfolgenden, zweiten Bremspedalbetätigung verglichen. Wenn die Geschwindigkeitszunahme Δv₁ = v_B2 – v_B1 größer als ein Schwellwert Δv_1,S ist, erfolgt ein Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation (s. Schritt 130), ansonsten unterbleibt das Umschalten trotz mehrfacher Betätigung des Bremspedals.
Es kann auch eine zweite Umschaltmöglichkeit bei der erweiterten Ausführungsvariante vorgesehen sein: Hier wird eine längere Betätigung des Bremspedals verlangt, die beispielsweise länger als eine vorgegebene Mindestzeitdauer anhält. Zusätzlich wird zum Umschalten gefordert, dass die Geschwindigkeitszunahme Δv₂ = v_E – v_B zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit v_B zu Beginn der Bremsung und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit v_E größer als ein Schwellwert Δv_2,S ist. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, erfolgt ein Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation (s. Schritt 130); ansonsten unterbleibt das Umschalten trotz längerer Betätigung des Bremspedals.
Ferner kann bei der erweiterten Ausführungsvariante eine dritte Umschaltmöglichkeit vorgesehen sein, bei der bei einer hohen Steigung des Gefälles bereits bei einfacher Betätigung des Bremspedals ein Umschalten ausgelöst wird. Hierzu wird ein Schwellwertvergleich zwischen einer für den Grad des Gefälles charakteristischen Größe, beispielsweise des Hangabtriebsmoment M_Hang, und einem Schwellwert durchgeführt. Sofern das bei einem Gefälle positive Hangabtriebsmoment größer als ein positiver Schwellwert M_Hang,S,2 (mit M_Hang,S,2 > M_Hang,S,1) ist, liegt steiles Gefälle vor, so dass bereits bei einfacher Betätigung des Bremspedals ein Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation ausgelöst wird.
Bei der erweiterten Ausführungsvariante kann ein Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation entweder nach der ersten Umschaltmöglichkeit, nach der zweiten Umschaltmöglichkeit oder der dritten Umschaltmöglichkeit ausgelöst werden. Selbstverständlich wäre es denkbar, dass nicht sämtliche drei Umschaltmöglichkeiten, sondern nur eine oder zwei der vorstehend beschriebenen Umschaltmöglichkeiten bei der erweiterten Ausführungsvariante implementiert sind.
Im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation (s. Schritt 130) wird im Schubbetrieb ein Schubrekuperationsmoment gestellt, welches sich aus der Summe aus dem vom Betrag her nicht erhöhten Schubrekuperationsmoment M_EM,schubreku (welches ohne Umschaltung gestellt wird) und einem zusätzlichen Schubrekuperationsmoment ΔM_EM,schubreku ergibt. Nachfolgend wird angenommen, dass bei Vorliegen einer Rekuperation das vom Betrag her nicht erhöhte Schubrekuperationsmoment M_EM,schubreku negativ ist und das zusätzliche Schubrekuperationsmoment ΔM_EM,schubreku negativ oder null ist (selbstverständlich könnte auch mit invertierten Vorzeichen gearbeitet werden).
Das vom Betrag her nicht erhöhten Schubrekuperationsmoment M_EM,schubreku wird in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit v bestimmt und hängt vorzugsweise zusätzlich von dem die Längsdynamik beeinflussenden ausgewählten Fahrmodus (z. B. Eco) ab. In 2 sind beispielhafte Verläufe des vom Betrag her nicht erhöhten Schubrekuperationsmoments M_EM,schubreku über der Fahrzeuggeschwindigkeit v für verschiedene Fahrmodi dargestellt. Das vom Betrag her nicht erhöhten Schubrekuperationsmoments M_EM,schubreku ist dabei in Abhängigkeit der Geschwindigkeit v so gewählt, dass sich über der Geschwindigkeit v eine feste Fahrzeugverzögerung ergibt, wobei die Fahrzeugverzögerung im Fahrmodus Sport am größten ist. Wie anhand von 2 ersichtlich, weist der Fahrmodus Eco eine geringere Schubrekuperation als die Fahrmodi Comfort und Sport auf.
Der Fahrmodus Eco ist sehr gedämpft und flach ausgelegt: mit relativ viel Fahrpedaländerung wird wenig Beschleunigung hervorgerufen, im Schubbetrieb wird durch die Schubrekuperation wenig Verzögerungswirkung hervorgerufen. Der Fahrmodus Eco ist komfortabel und unterstützt den Fahrer, möglichst gleichmäßig zu fahren, um einen möglichst geringen Verbrauch zu erzielen. Der Fahrmodus Sport ist sehr direkt und steil ausgelegt: mit relativ wenig Fahrpedaländerung wird viel Beschleunigung hervorgerufen, im Schubbetrieb wird durch die Schubrekuperation eine hohe Verzögerungswirkung erzielt. Dieser Fahrmodus ist sehr sportlich und unterstützt den Fahrer darin, einen hohen Fahrspaß zu erleben und die optimale Fahrleistung zu erreichen. In der Ebene muss der Fahrer bei Auswahl des Fahrmodus Eco im Vergleich zu dem Fahrmodus Sport weniger mit dem Fahrpedal und dem Bremspedal arbeiten.
Bei Vorliegen eines Gefälles ist das Verhalten umgekehrt: Der Fahrer kann bei Wahl des Fahrmodus Sport mit einer höheren Verzögerungswirkung aufgrund der höheren Schubrekuperation komfortabel das Gefälle herunterfahren, während der Fahrer bei Wahl des Fahrmodus Eco deutlich mehr mit dem Bremspedal arbeiten muss. Dies resultiert in einer geringeren energetischen Effizienz und ist mit einem geringeren Fahrkomfort verbunden. Durch Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation in Reaktion auf eine Bremspedalbetätigung können diese Nachteile vermieden werden; im Schubbetrieb kann dann von der erhöhten Schubrekuperation in Bezug auf die Energieeffizienz und den Komfort profitiert werden. Die Fahrmodi können sogar weiter ausgeprägt werden, da der Nachteil bei einer Bergabfahrt in einem Fahrmodus mit geringer Schubrekuperation (hier: Eco) durch die erfindungsgemäße Umschaltung der Schubrekuperation teilweise oder gar vollständig ausgeglichen werden kann.
Das zusätzliche Schubrekuperationsmoment ΔM_EM,schubreku (mit ΔM_EM,schubreku < 0) wird in Abhängigkeit eines einer Fahrzeug-Zielbeschleunigung entsprechenden Zielmoments M_Ziel (mit M_Ziel > 0), eines dem Luftwiderstand entsprechenden Luftmoments M_Luft (mit M_Luft < 0), eines dem Rollwiderstand entsprechenden Rollmoments M_Roll (mit M_Rolll < 0), eines der Hangsabtriebskraft entsprechenden Hangabtriebsmoments M_Hang (mit M_Hang > 0) beispielsweise in folgender Form berechnet: M_Luft + M_Roll + M_Hang + M_VM,Schlepp + M_EM,schubreku + ΔM_EM,schubreku = M_Ziel → ΔM_EM,schubreku = M_Ziel – M_Luft – M_Roll – M_Hang – M_EM,schubreku – M_VM,Schlepp
Die Größe M_VM,Schlepp entspricht dem Schleppmoment eines Verbrennungsmotors. Sofern kein Verbrennungsmotor zusätzlich zum Elektroantrieb vorgesehen ist oder der Verbrennungsmotor ohnehin im Schubbetrieb abgekoppelt ist, kann diese Größe in der Gleichung gestrichen werden. Bei den vorstehend genannten Momentengrößen handelt es sich vorzugsweise um Radmomentgrößen, die auf ein oder mehrere Fahrzeugräder bezogen sind.
Es kann beispielsweise vorsehen sein, dass nicht sämtliche Größen aus der Formel oben als Einzelgrößen vorliegen. Beispielsweise kann die Summe M_Luft + M_Roll + M_Hang während der Fahrt als eine Größe bestimmt werden und in Abhängig davon ΔM_EM,schubreku berechnet werden. Das Zielmoment M_Ziel, das Luftmoment M_Luft, das Rollmoment M_Roll und das vom Betrag her nicht erhöhte Schubrekuperationsmoment M_EM,schubreku werden in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit v bestimmt.
In 2 ist ein beispielhaftes zusätzliches Schubrekuperationsmoment ΔM_EM,schubreku bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit v eingezeichnet. Das im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation eingestellte Schubrekuperationsmoment entspricht der Summe M_EM,schubreku + ΔM_EM,schubreku. Es muss darauf geachtet werden, dass das eingestellte Schubrekuperationsmoment M_EM,schubreku + ΔM_EM,schubreku eine bestimmte Grenze der Fahrzeugstabilität nicht überschreitet (diese ist in 2 gestrichelt dargestellt). Außerdem sollte die Summe M_EM,schubreku + ΔM_EM,schubreku nicht die Grenze M_EM,schubreku + ΔM_{EM,schubreku,max} unterschreiten. Die Größe ΔM_{EM,schubreku,max} entspricht dem vom Betrag maximalen zusätzlichen Schubrekuperationsmoment bei minimaler Zielbeschleunigung (s. hierzu die Formel später im Text).
Gemäß einer alternativen Berechnungsvariante kann das zusätzliche Schubrekuperationsmoment ΔM_EM,schubreku in folgender Weise berechnet werden: ΔM_EM,schubreku = –x*M_Hang → ΔM_EM,schubreku = –x*M_Hang
Die Größe x kann konstant sein, die Größe x kann aber auch eine Funktion eines Parameters sein, beispielsweise eines für die Neigung des Gefälles charakteristische Größe, beispielsweise x = f(M_Hang).
Es kann ferner vorgesehen werden, dass nach Umschalten in den (ersten) Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation eine weitere Umschaltung ausgehend von dem ersten Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation in Reaktion auf eine weitere Bremspedalbetätigung in einen zweiten Rekuperationsmodus mit (gegenüber dem ersten Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation) noch weiter erhöhter Schubrekuperation ausgelöst werden kann. In diesem zweiten Rekuperationsmodus ist der Betrag des Schubrekuperationsmoments gegenüber dem vom Betrag her nicht erhöhten Schubrekuperationsmoment M_EM,schubreku um das zusätzliche Schubrekuperationsmoment ΔM*_EM,schubreku erhöht, mit |ΔM*_EM,schubreku| > |ΔM_EM,schubreku|. Das zusätzliche Schubrekuperationsmoment ΔM*_EM,schubreku berechnet sich beispielsweise in gleicher Weise wie ΔM_EM,schubreku, nämlich → ΔM*_EM,schubreku = M*_Ziel – M_Luft – M_Roll – M_Hang – M_EM,schubreku – M_VM,Schlepp, wobei aber beispielsweise im Unterschied zu der Berechnung von ΔM_EM,schubreku eine geringere Zielbeschleunigung M*_Ziel verwendet wird, so dass der Betrag von ΔM*_EM,schubreku größer als der Betrag von ΔM_EM,schubreku ist. In 2 ist ein beispielhaftes zusätzliches Schubrekuperationsmoment ΔM*_EM,schubreku dargestellt.
Es wäre auch denkbar, dass ausgehend von einem Rekuperationsmodus mit nicht erhöhter Rekuperation in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt in Abhängigkeit einer oder mehrerer Entscheidungsgrößen wahlweise in den ersten Rekuperationsmodus mit dem zusätzlichen Schubrekuperationsmoment ΔM_EM,schubreku oder den zweiten Rekuperationsmodus mit dem zusätzlichen Schubrekuperationsmoment ΔM*_EM,schubreku umgeschaltet wird.
Es sind nicht nur zwei Rekuperationsmodi mit erhöhter Schubrekuperation, sondern eine beliebige Anzahl n von Rekuperationsmodi i mit erhöhter Schubrekuperation denkbar, die jeweils eine unterschiedliche zusätzliche Schubrekuperation ΔM_{EM,schubreku,i} aufweisen. Die zusätzliche Schubrekuperation ΔM_{EM,schubreku,i} der einzelnen Rekuperationsmodi i entspricht beispielsweise k_i·ΔM_{EM,schubreku,max}, mit k_i größer 0 und kleiner gleich 1. Die Größe ΔM_{EM,schubreku,max} entspricht der vom Betrag her maximalen zusätzlichen Schubrekuperation. Die Faktoren k_i der einzelnen Rekuperationsmodi i berechnen sich beispielsweise zu i/n, d. h. 1/n, 2/n .., (n – 1)/n, 1.
Die Größe ΔM_{EM,schubreku,max} wird beispielsweise folgendermaßen berechnet: ΔM_{EM,schubreku,max} = M_Ziel,min – M_Luft – M_Roll – M_Hang – M_EM,schubreku – M_VM,Schlepp
In der Gleichung beschreibt M_Ziel,min das minimale Zielmoment, welches wiederum der geringsten Zielbeschleunigung entspricht. Die geringste Zielbeschleunigung kann beispielsweise 0 sein. Der Unterschied in der zusätzlichen Schubrekuperation ΔM_{EM,schubreku,i} zwischen benachbarten Rekuperationsmodi sollte nicht kleiner als eine Mindestwert sein, da sonst die Zunahme der Schubrekuperation von dem Fahrer bei Wechsel des Rekuperationsmodus möglicherweise nicht spürbar ist. Wenn die Zunahme zu gering ist, können weniger Rekuperationsmodi verwendet werden, die dann aber einen größeren Unterschied in der zusätzlichen Schubrekuperation ΔM_EM,schubreku aufweisen.
In 3 ist ein beispielhafter Verlauf der Bremspedalbetätigung (Diagramm a), ein beispielhafter Verlauf der Fahrpedalbetätigung (Diagramm b), ein beispielhafter Verlauf des Hangabtriebsmoments M_Hang (Diagramm c) und ein beispielhafter Verlauf des eingestellten Rekuperationsmoments M_EM,reku (Diagramm d) über der Zeit t dargestellt. Es wird von der einfachen Ausführungsvariante ausgegangen. Zu Beginn sind weder Fahrpedal noch Bremspedal betätigt und das Fahrzeug befindet sich im Schubbetrieb, wobei die elektrische Maschine des Elektroantriebs mit einem eingestellten Schubrekuperationsmoment M_EM,schubreku betrieben wird. Das Hangabtriebsmoment M_Hang nimmt bei der Bergabfahrt zu, so dass das Fahrzeug stark beschleunigt wird. Zum Zeitpunkt t₁ erfolgt eine Bremspedalbetätigung seitens des Fahrers, um der zu hohen Fahrzeugbeschleunigung entgegen zu wirken. Durch die Betätigung des Bremspedals wird das eingestellte Rekuperationsmoment um ein Bremsrekuperationsmoment M_EM,bremsreku vom Betrag her erhöht; es tritt dadurch dann eine zusätzliche Verzögerungswirkung auf. Wenn bei Beenden der Betätigung des Bremspedals die durch die Betätigung des Bremspedals hervorgerufene Verzögerungswirkung ungefähr zum Zeitpunkt t₂ nachlässt, wird in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation umgeschaltet. Ausgehend von dem Wert null wird der Betrag des zusätzlichen Schubrekuperationsmoment ΔM_EM,schubreku rampenförmig erhöht, während der Betrag des Bremsrekuperationsmoments M_EM,bremsreku rampenförmig verringert wird. Dies ist unterhalb von Diagramm (d) schematisch skizziert. Dabei sollte das resultierende Rekuperationsmoment M_EM,reku möglichst keine Sprünge aufweisen. Der Betrag des resultierenden Rekuperationsmoments M_EM,reku wird auf den Betrag der Summe M_EM,schubreku + ΔM_EM,schubreku reduziert. Zum Zeitpunkt t₃ nimmt das Hangabtriebsmoment M_Hang zu, da das Gefälle steiler wird. Entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung zur Bestimmung von ΔM_EM,schubreku nimmt der Betrag der hier negativen Größe ΔM_EM,schubreku zu. Wenn zum Zeitpunkt t₄ das Hangabtriebsmoment wieder abnimmt, wird auch der Betrag von ΔM_EM,schubreku wieder geringer.
Zum Zeitpunkt t₅ wird das Fahrpedal betätigt und damit der Schubbetrieb verlassen. Hierdurch wird wieder in den Rekuperationsmodus mit nicht erhöhter Schubrekuperation umgeschaltet, so dass nach Beenden der Betätigung des Fahrpedals im Zeitpunkt t₆ im anschließenden Schubbetrieb wieder ein vom Betrag her nicht erhöhtes Schubrekuperationsmoment M_EM,schubreku ohne zusätzliches Schubrekuperationsmoment ΔM_EM,schubreku eingestellt wird.
In 4 ist ein beispielhafter Verlauf der Bremspedalbetätigung (Diagramm a), ein beispielhafter Verlauf der Fahrpedalbetätigung (Diagramm b), ein beispielhafter Verlauf des Hangabtriebsmoments M_Hang (Diagramm c) und ein beispielhafter Verlauf des eingestellten Rekuperationsmoments M_EM,reku (Diagramm d) über der Zeit t dargestellt. Lediglich das Diagramm d in 4 unterscheidet sich von dem Diagramm d in 3. Um Unterschied zu 3 wird in einer alternativen Implementierung des Verfahrens bereits während der Betätigung des Bremspedals in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation umgeschaltet, d. h. das Schubrekuperationsmoment vom Betrag her erhöht. Nach Aufbau des zusätzlichen Schubrekuperationsmoments ΔM_EM,schubreku ergibt sich ein resultierendes Rekuperationsmoment der elektrischen Maschine von M_EM,reku = M_EM,schubreku + ΔM_EM,schubreku + M_EM,bremsreku. Der Fahrer erhält während der Betätigung des Bremspedals durch die aufgrund von ΔM_EM,schubreku erhöhte Verzögerungswirkung eine Rückmeldung darüber, dass das Schubrekuperationsmoment vom Betrag her erhöht wurde.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011108446 A1 [0008]
DE 102009036047 A1 [0009]
DE 102009027553 A1 [0010]
DE 102013221979 A1 [0011]

Claims

Verfahren zum Verändern einer im Schubbetrieb wirksamen Schubrekuperation eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer zur Rekuperation einsetzbaren elektrischen Maschine, welches ein seitens des Fahrers betätigbares Bremspedal umfasst, mit den seitens des Kraftfahrzeugs durchgeführten Schritten: – Feststellen (120) einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt; und – Umschalten (130) in einen Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt, wobei im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation nach Beenden der Betätigung des Bremspedals im Schubbetrieb eine erhöhte Schubrekuperation wirksam ist.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt: – Feststellen (100) des Vorliegens einer Bergabfahrt, wobei in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation in Abhängigkeit davon umgeschaltet wird, dass das Vorliegen einer Bergabfahrt festgestellt wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: – Bestimmen einer für den Grad des Gefälles charakteristischen Größe; und – Durchführen eines Schwellwertvergleichs zwischen der für den Grad des Gefälles charakteristischen Größe und einem Schwellwert, wobei das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Rekuperation von dem Ergebnis des Schwellwertvergleichs abhängt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug ein seitens des Fahrers betätigbares Fahrpedal aufweist, und das Verfahren die zusätzlichen Schritte nach Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation aufweist: – Feststellen (140) einer Betätigung des Fahrpedals; und – Zurücknehmen (150) der Umschaltung in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Fahrpedals.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei – während der Betätigung des Bremspedals eine durch die Betätigung des Bremspedals hervorgerufene Verzögerungswirkung auftritt und – in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation während der Betätigung des Bremspedals umgeschaltet wird, so dass nach Umschalten durch die erhöhte Schubrekuperation eine gegenüber der durch die Betätigung des Bremspedals hervorgerufenen Verzögerungswirkung erhöhte Verzögerungswirkung auftritt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei – während der Betätigung des Bremspedals eine durch die Betätigung des Bremspedals hervorgerufene Verzögerungswirkung auftritt und – in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation ungefähr dann (t₂) umgeschaltet wird, wenn bei Beenden der Betätigung die durch die Betätigung des Bremspedals hervorgerufene Verzögerungswirkung nachlässt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation kurz nach Beginn der Betätigung des Bremspedals umgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation – eine für die erhöhte Schubrekuperation oder – eine für die Erhöhung der Schubrekuperation charakteristische Größe, insbesondere ein erhöhtes bzw. zusätzliches Schubrekuperationsmoment (ΔM_EM,schubreku), in Abhängigkeit einer für den Grad des Gefälles bei der Bergabfahrt charakteristischen Größe (M_Hang) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erhöhte Schubrekuperation für den Rekuperationsmodus mit erhöhter Rekuperation so eingestellt wird, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation im Schubbetrieb größer gleich null ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – für den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation eine Zielbeschleunigung des Fahrzeugs oder eine hierfür charakteristische Größe vorgegeben ist, wobei die Zielbeschleunigung insbesondere größer gleich null ist, und – die erhöhte Schubrekuperation für den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation so eingestellt wird, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation im Schubbetrieb der vorgegebenen Zielbeschleunigung entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation – eine für die erhöhte Schubrekuperation oder – eine für die Erhöhung der Schubrekuperation charakteristische Größe (ΔM_EM,schubreku) in Abhängigkeit einer oder mehrerer der folgenden Größen bestimmt wird: – eine für die Zielbeschleunigung des Kraftfahrzeugs charakteristische Größe; – eine für den Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs charakteristische Größe; – eine für den Rollwiderstand des Kraftfahrzeugs charakteristische Größe; – eine für den Grad des Gefälles charakteristische Größe (M_Hang); – eine für das Schleppmoment einer anderen Antriebseinheit charakteristische Größe, sofern eine andere Antriebseinheit im Kraftfahrzeug vorhanden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Bedingung für das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation das Vorliegen einer mehrfachen, insbesondere zweifachen, Betätigung des Bremspedals während der Bergabfahrt geprüft wird, insbesondere während einer vorgegebenen Zeitdauer oder einer vorgegebenen Fahrstrecke.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Bedingung für das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation das Vorliegen einer dauerhaften Betätigung des Bremspedals geprüft wird, insbesondere eine Betätigungsdauer größer oder größer gleich einer vergebenen Zeitdauer.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Bedingung für das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation geprüft wird, ob eine Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder größer gleich einem Schwellwert ist, insbesondere – im Fall einer mehrfachen Betätigung des Bremspedals zwischen dem Ende einer ersten Betätigung des Bremspedals und während einer zweiten, auf die erste Betätigung nachfolgenden Betätigung des Bremspedals oder – im Fall einer dauerhaften Betätigung des Bremspedals seit Beginn der Betätigung des Bremspedals.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: – Bestimmen einer für den Grad des Gefälles charakteristischen Größe (M_Hang); und – Durchführen eines Schwellwertvergleichs zwischen der für den Grad des Gefälles charakteristischen Größe (M_Hang) und einem Schwellwert, wobei – für den ersten Fall, dass der Schwellwertvergleich angibt, dass das Gefälle steiler als ein dem Schwellwert zugeordnetes Gefälle ist, das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation bereits durch eine einmalige Betätigung des Bremspedals ausgelöst wird und – für den zweiten Fall, dass der Schwellwertvergleich angibt, dass das Gefälle flacher als ein dem Schwellwert zugeordnetes Gefälle ist, das Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation neben der Betätigung des Bremspedals an eine oder mehrere zusätzliche Bedingungen geknüpft ist, deren Erfüllen im ersten Fall für das Umschalten nicht erforderlich ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – zumindest zwei unterschiedliche Rekuperationsmodi mit erhöhter Schubrekuperation vorgesehen sind, nämlich ein erster Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation und ein zweiter Rekuperationsmodus mit gegenüber diesem ersten Rekuperationsmodus noch weiter erhöhter Schubrekuperation, – ausgehend von einem Rekuperationsmodus mit nicht erhöhter Schubrekuperation in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt in den ersten Rekuperationsmodus umgeschaltet wird, und – ausgehend von dem ersten Rekuperationsmodus in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt in den zweiten Rekuperationsmodus umgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – zumindest zwei unterschiedliche Rekuperationsmodi mit erhöhter Schubrekuperation vorgesehen sind, nämlich ein erster Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation und ein zweiter Rekuperationsmodus mit gegenüber diesem ersten Rekuperationsmodus noch weiter erhöhter Rekuperation, und – ausgehend von einem Rekuperationsmodus mit nicht erhöhter Rekuperation in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt in Abhängigkeit einer oder mehrerer Entscheidungsgrößen wahlweise in den ersten oder den zweiten Rekuperationsmodus umgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation unterbunden wird in zumindest einer der nachfolgenden Fahrsituationen: – eine Fahrsituation mit einem die Längsführung des Fahrzeugs steuernden Fahrerassistenzsystem; – eine Fahrsituation mit aktiver Fahrdynamikregelung; – eine Kurvensituation; – eine Fahrsituation mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder größer gleich einer Grenzgeschwindigkeit; – sofern ein bestimmter Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen, die Längsdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden Fahrmodi vom Fahrer gewählt wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – ein Umschalten in den Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation von dem aktuell ausgewählten Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen, die Längsdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden, auswählbaren Fahrmodi abhängt, und/oder – die Erhöhung der Schubrekuperation im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation von dem aktuell ausgewählten Fahrmodus aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen, die Längsdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden, auswählbaren Fahrmodi abhängt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftfahrzeug ein Fahrzeug mit Elektroantrieb ist, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, wobei der Elektroantrieb die elektrische Maschine umfasst
Steuereinrichtung zum Einstellen einer im Schubbetrieb wirksamen Schubrekuperation eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer zur Rekuperation einsetzbaren elektrischen Maschine, welches ein seitens des Fahrers betätigbares Bremspedal umfasst, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, – eine Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt festzustellen, und – in Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bremspedals während einer Bergabfahrt in einen Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation umzuschalten, wobei im Rekuperationsmodus mit erhöhter Schubrekuperation nach Beenden der Betätigung des Bremspedals im Schubbetrieb eine erhöhte Schubrekuperation wirksam ist.