DE102020104762A1

DE102020104762A1 - Verfahren und System zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020104762A1
Application number: DE102020104762.2A
Authority: DE
Inventors: Benaya Christo; Marcel Philipp Mayer; Jannick Dominik Herbert Altherr; Chi Cuong Hoang
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs, insbesondere eines E-Scooters, wobei mittels eines Fahrzeugkontrollsystems (1) ein durch eine Bedieneinrichtung (2) zumindest mittelbar manuell einstellbarer Antriebsleistungswunsch sowie eine Geschwindigkeitsobergrenze eines fahrzeuginternen Umfeldüberwachungssystems (3) und/oder wengistens eines externen Verkehrsinformationssystems (4) empfangen werden, wobei das Fahrzeugkontrollsystem (1) anhand des Antriebsleistungswunsches sowie der Geschwindigkeitsobergrenze eine maximale Stromstärke zum Antrieb des Fahrzeugs bestimmt und an eine Steuer- und Regelungseinheit (5) sendet, die eine elektrische Maschine (6) zum Antrieb des Fahrzeugs mit einer Stromstärke unterhalb der ermittelten maximalen Stromstärke steuert und regelt, und wobei das Fahrzeugkontrollsystem (1) eine Rückmeldung über eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs empfängt und, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Geschwindigkeitsobergrenze überschreitet, den Stromfluss zum Antrieb des Fahrzeugs unterbricht, bis die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner gleich die Geschwindigkeitsobergrenze ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt.
Aus der DE 10 2014 114 124 A1 geht ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Stützantriebes eines Rollers hervor, bei welchem eine externe Beschleunigung des Stützantriebes gemessen und nach Maßgabe der gemessenen Beschleunigung der Stützantrieb für einen vorbestimmten Aktivzeitraum eingeschaltet wird. Der Stützantrieb wird zu Beginn des Aktivzeitraumes mit einer vorbestimmten maximalen Leistung betrieben, die im weiteren Verlauf des Aktivzeitraumes nach Maßgabe einer vorgegebenen Auslaufkurve reduziert wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein System zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs weiterzuentwickeln, indem der Antrieb des Fahrzeugs für den Fahrer intuitiver gestaltet und eine verzögerte Reaktion des Fahrzeugs verhindert werden. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein System zur Regelung des Antriebs mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs, insbesondere eines E-Scooters, werden mittels eines Fahrzeugkontrollsystems ein durch eine Bedieneinrichtung zumindest mittelbar manuell einstellbarer Antriebsleistungswunsch sowie eine Geschwindigkeitsobergrenze eines fahrzeuginternen Umfeldüberwachungssystems und/oder wengistens eines externen Verkehrsinformationssystems empfangen, wobei das Fahrzeugkontrollsystem anhand des Antriebsleistungswunsches sowie der Geschwindigkeitsobergrenze eine maximale Stromstärke zum Antrieb des Fahrzeugs bestimmt und an eine Steuer- und Regelungseinheit sendet, die eine elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs mit einer Stromstärke unterhalb der ermittelten maximalen Stromstärke steuert und regelt, und wobei das Fahrzeugkontrollsystem eine Rückmeldung über eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs empfängt und, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Geschwindigkeitsobergrenze überschreitet, den Stromfluss zum Antrieb des Fahrzeugs unterbricht, bis die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner gleich die Geschwindigkeitsobergrenze ist.
Vorzugsweise umfasst die Bedieneinrichtung einen Gashebel, ein Gaspedal oder einen Gasdrehgriff, mittels dessen eine gewünschte Antriebsleistung zumindest mittelbar einstellbar ist. Der Gashebel bzw. das Gaspedal bzw. der Gasdrehgriff ist zwischen einer minimalen (Dreh-)Position, die einer gewünschten Antriebsleistung von 0 Ampere entspricht, und einer maximalen (Dreh-)Position beliebig einstellbar, die wiederum einer Vollgasposition entspricht. Mit anderen Worten kann mittels des Gashebels bzw. des Gaspedals bzw. des Gasdrehgriffs eine gewünschte Antriebsleistung zwischen 0% und 100% eingestellt werden. Mithin erfolgt mittels der Bedieneinrichtung ein Antriebsleistungsinput in das Fahrzeugkontrollsystem, anhand dessen eine gewünschte Antriebsleistung bzw. eine bestimmte Stromstärke vorgegeben wird, die zur Ansteuerung der elektrischen Maschine und damit einhergehend zur Erzeugung eines Antriebsmoments zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt wird.
Das fahrzeuginterne Umfeldüberwachungssystem erfasst ein Umfeld des in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegenden Umfelds, und ist insbesondere dazu eingerichtet, Anzahl, Form und Größe von Objekten und/oder Personen zu erkennen. Ferner kann das Umfeldüberwachungssystem mittels entsprechender Sensorik eine Steigung bzw. ein Gefälle wenigstens eines Teilabschnitts einer Fahrbahn erkennen. Anhand der erfassten Daten kann das Umfeldüberwachungssystem ein maximale Geschwindigkeit bzw. eine Geschwindigkeitsobergrenze des Fahrzeugs vorgeben und dies dem Fahrzeugkontrollsystem übermitteln. Alternativ kann das Fahrzeugkontrollsystem derart eingerichtet sein, dass es die vom Umfeldüberwachungssystem erfassten und bereitgestellten Messdaten auswertet und selbst eine Geschwindigkeitsobergrenze des Fahrzeugs bestimmt.
Das jeweilige externe Verkehrsinformationssystem kann verkehrsrelevante Informationen bereitstellen und beispielsweise mittels Funk an das Fahrzeugkontrollsystem senden. Das Verkehrsinformationssystem kann insbesondere eine Warnung übermitteln, dass sich das Fahrzeug in einem verkehrsberuhigten Bereich, insbesondere in einer Spielstraße oder in eine Schul- oder Krankenhauszone befindet oder sich einem solchen Bereich mit geringer erlaubter Maximalgeschwindigkeit für Fahrzeuge nähert. Anhand der vom Verkehrsinformationssystem empfangenen Daten kann das Fahrzeugkontrollsystem ein maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermitteln. Ferner ist denkbar, dass das jeweilige externe Verkehrsinformationssystem bereits eine bestimmte maximale Geschwindigkeit bzw. eine Geschwindigkeitsobergrenze vorgibt und das Fahrzeugkontrollsystem diese Geschwindigkeitsobergrenze berücksichtigt.
Mit anderen Worten handelt es sich um ein Hybridsystem, bei dem das Fahrzeug unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze für einen Großteil der in diesem Geschwindigkeitsbereich möglichen Antriebsleitung stromstärkenkontrolliert antreibbar ist, wobei jedoch die Geschwindigkeitsobergrenze in Abhängigkeit äußerer Einflüsse und Umstände dynamisch und in Abhängigkeit insbesondere äußerer Einflüsse einstellbar ist.
Das Fahrzeug wird unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze stromgeregelt bzw. stromstärkenkontrolliert angetrieben. Der Fahrer kann das Fahrzeug unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze mit einer beliebigen Geschwindigkeit bzw. einem beliebigen Antriebsmoment antreiben. Der vom Fahrer des Fahrzeugs eingegebene Antriebsleistungsinput steht in linearem Zusammenhang zur Stromstärke. Die Stromstärke entspricht der Menge an Strom in einem Stromfluss und wird mit der physikalischen Einheit Ampere bzw. A angegeben. Ein Antriebsleistungsinput von 0% entspricht einer Stromstärke zum Antrieb des Fahrzeugs von 0% bzw. 0 Ampere. Ein Antriebsleistungsinput von 100% entspricht aufgrund des linearen Zusammenhangs einer Stromstärke zum Antrieb des Fahrzeugs von 100%, wobei der absolute Wert der maximal erreichbaren Stromstärke von der Ausbildung der elektrischen Maschine sowie den Leistungsanforderungen an den Antrieb des Fahrzeugs abhängt. Während des Fahrbetriebs kann vom Fahrer ein beliebiger Antriebsleistungsinput zwischen 0 und 100% eingestellt werden, wobei das Fahrzeug entsprechend mit einer dazu in linearem Zusammenhang stehenden Stromstärke antreibbar ist.
Unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze kann der Fahrer des Fahrzeugs durch beliebige Betätigung der Bedieneinrichtung, das heißt durch beliebiges Einstellen einer Position bzw. eines Winkels des Gashebels, Gasdrehgriffs oder Gaspedals eine gewünschte Antriebsleistung vorgeben, wobei der lineare Zusammenhang zwischen dem Antriebsleistungsinput und der Stromstärke eine intuitive Bedienung des Fahrzeugs für den Fahrer ermöglicht. Mithin kann der Fahrer die Position bzw. den Winkel des Gashebels, Gasdrehgriffs oder Gaspedals einstellen und unmittelbar eine Rückmeldung der elektrischen Maschine erhalten, die das Fahrzeug entsprechend antreibt. Die lineare Abbildung zwischen der Position bzw. dem Winkel des Gashebels, Gasdrehgriffs oder Gaspedals ermöglicht dem Fahrer folglich eine direkte Kontrolle über das auf das Rad übertragbare Antriebsmoment.
Mittels der Steuer- und Regelungseinheit wird eine Stromstärke bereitgestellt, mit der die elektrische Maschine das Fahrzeug beispielsweise in der Vollgasposition der Bedieneinrichtung mit einem maximalen Antriebsmoment antreibt, mit dem theoretisch die Geschwindigkeitsobergrenze erreicht wird. Jedoch ist das Fahrzeug äußeren Einflüssen ausgesetzt. So kann die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch entgegenkommenden Wind, eine Fahrbahnsteigung, ein Fahrbahngefälle, ein Gewicht des Fahrers und/oder eines Beifahrers, ein Luftwiderstand des Fahrzeugs, die Reibung und/oder Abnutzung der Reifen sowie weiteren Einflüssen beeinflusst werden. Mit anderen Worten entspricht die aktuelle Geschwindigkeit nicht immer der theoretischen aktuellen Geschwindigkeit, die vom Fahrzeug durch ein bestimmtes Antriebsmoment theoretisch erreicht werden könnte, wobei je größer die externen Kräfte und Verluste sind, desto größer ist die erforderliche Stromstärke zum Halten einer bestimmten Geschwindigkeit oder zum Antrieb des Fahrzeugs mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Geschwindigkeitsobergrenze. Umgekehrt ist es, je geringer die äu-ßeren Einflüsse auf das Fahrzeug sind.
Daher empfängt das Fahrzeugkontrollsystem vorzugsweise kontinuierlich Informationen bzw. Rückmeldung über die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs und ist damit in der Lage, die maximale Stromstärke zum Antrieb des Fahrzeugs anzupassen, sodass das Fahrzeug auch bei äußeren Einflüssen mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Geschwindigkeitsobergrenze fahren oder eine bestimmte Geschwindigkeit halten kann. Mit anderen Worten kann bei einer festgelegten Geschwindigkeitsobergrenze ein maximales Antriebsmoment an die Gegebenheiten des Fahrbetriebs angepasst werden und somit auf die Umgebung des Fahrzeugs reagiert werden.
Bei Übersteigung der Geschwindigkeitsobergrenze, beispielsweise wenn das Fahrzeug bergab fährt oder wenn die Geschwindigkeitsobergrenze durch das Fahrzeugkontrollsystem reduziert wird, wird die Versorgung der elektrischen Maschine durch das Fahrzeugkontrollsystem solange unterbrochen, bis die Geschwindigkeitsobergrenze nicht mehr überschritten wird, wobei im Anschluss erneut die lineare Abbildung zwischen des Antriebsleistungsinputs und der Stromstärke eingesetzt wird. Dabei kann die Reduzierung der Geschwindigkeit bis zur Geschwindigkeitsobergrenze mittels Stromhysterese erzwungen werden, die als selbstregelnder AbschneideMechanismus der Stromstärke agiert. Daraus folgt, dass das Fahrzeug unabhängig von den äußeren Einflüssen stets das erforderliche Antriebsmoment aufbringt, um das Fahrzeug an der Geschwindigkeitsobergrenze zu halten oder eine bestimmte Geschwindigkeit zu halten.
Vorzugsweise bestimmt das Fahrzeugkontrollsystem eine Geschwindigkeitsschwelle unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze. Die Geschwindigkeitsschwelle kann beispielsweise bei etwa 90% der festgelegten maximalen Geschwindigkeit bzw. der Geschwindigkeitsobergrenze liegen. Bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs von 0 km/h bis zur Geschwindigkeitsschwelle wird das Fahrzeug anhand eines Stromstärkegradienten konstant beschleunigt, der in Abhängigkeit des Fahrzeugaufbaus gewählt ist. Sobald die Geschwindigkeitsschwelle erreicht wird, flacht der Gradient der Stromstärke schrittweise ab, bis die Geschwindigkeitsobergrenze erreicht wird. Mit anderen Worten wird die Stromstärke pro Zeiteinheit zwischen der Geschwindigkeitsschwelle und der Geschwindigkeitsobergrenze schrittweise reduziert, wobei gleichermaßen die Geschwindigkeitszunahme pro Zeiteinheit abnimmt. Dies gewährleistet eine weichere Annäherung an die Geschwindigkeitsobergrenze sowie eine gleichmäßigeres und angenehmeres Fahrerlebnis für den Fahrer.
Bevorzugt erfolgt eine Beschleunigung des Fahrzeugs anhand eines begrenzten Stromstärkegradienten erfolgt. Die Steigung des Gradienten für die Stromstärke pro Zeiteinheit ist begrenzt ausgeführt. Mit anderen Worten liegt ein dl/dt-Limit vor, mittels dessen eine Ruckeln des Fahrzeugs während einer Beschleunigung des Fahrzeugs verhindert werden soll, insbesondere dann, wenn während der Beschleunigung eine Aktualisierung einer Geschwindigkeitsobergrenze erfolgt. Demgegenüber ist ein Abbremsen des Fahrzeugs nicht an einen bestimmten Stromstärkengradienten gebunden. Dies hat Sicherheitsgründe, da es für den Fahrer möglich sein muss, das Fahrzeug in einer Gefahrensituation so schnell wie möglich abzubremsen.
Wenn der Fahrer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduzieren möchte, wird durch eine entsprechende Veränderung des Position bzw. des Winkels des Gashebels, des Gaspedals oder des Gasdrehgriffs und entsprechend eine Reduzierung der gewünschten Antriebsleistung basierend auf der linearen Abbildung zwischen dem Antriebsleistungsinput und der Motorstromstärke eine geringere Stromstärke angefordert. Ist die gewünschte Motorstromstärke nach Änderung der Position bzw. des Winkels der Bedieneinrichtung noch höher als die maximale Stromstärke, welche von dem Fahrzeugkontrollsystem zur Aufrechterhaltung der Geschwindigkeitsobergrenze vorgegeben ist, dann behält das Fahrzeug die gleiche maximale Stromstärke bei. Ist der veränderte Antriebsleistungsinput derart niedrig, dass die Stromstärke der elektrischen Maschine kleiner ist als die maximale Stromstärke, dann verlangsamt das Fahrzeug bzw. es bremst bis zur den Antriebsleistungsinput entsprechenden Stromstärke ab. Sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeug unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze sinkt, erfolgt der Antrieb des Fahrzeugs erneut anhand des linearen Zusammenhangs zwischen dem Antriebsleistungsinput und der Stromstärke.
Ferner bevorzugt wird mittels des fahrzeuginternen Umfeldüberwachungssystems ein Gefährdungspotenzial von im Umfeld des Fahrzeugs befindlicher Personen und/oder Objekte erfolgt, wobei die Geschwindigkeitsobergrenze anhand des Gefährdungspotenzials bestimmt wird. Das Umfeldüberwachungssystem ist insbesondere dazu eingerichtet, Anzahl, Form und Größe von Objekten und/oder Personen zu ermitteln und anhand dieser Informationen das Gefährdungspotenzial zu bewerten und folglich eine Geschwindigkeitsobergrenze zu bestimmen. Die Geschwindigkeitsobergrenze wird derart gewählt, dass ein sicheres Passieren des jeweiligen Objekts bzw. der jeweiligen Person möglich ist.
Vorzugsweise ist das Umfeldüberwachungssystem dazu eingerichtet, mittels einer Sensorik wenigstens ein Objekt und/oder eine Person im Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen, und anhand der Daten eine Klassifizierung des Objekts und/oder der Person durchzuführen. Die Klassifizierung kann beispielsweise darin bestehen, dass das Objekt bzw. die Person in Beweglichkeitskategorien, beispielsweise unbewegliche und bewegliche Objekte oder Personen, unterteilt werden. Ferner kann das Umfeldüberwachungssystem den Abstand zum Objekt bzw. zur Person ermitteln und feststellen, ob es sich bei dem Objekt beispielsweise um kleine Steine handelt, die von dem Fahrzeug sicher überfahren werden können. Mithin wird die Klassifizierung dazu genutzt, das Gefährdungspotenzial des jeweiligen Objekts bzw. der jeweiligen Person zu optimieren und zu beschleunigen, um folglich eine zügige Aktualisierung der Geschwindigkeitsobergrenze durch das Fahrzeugkontrollsystem zu ermöglichen.
Ein erfindungsgemäßes System zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs, insbesondere eines E-Scooters, umfasst ein Fahrzeugkontrollsystem, das dazu eingerichtet ist, ein durch eine Bedieneinrichtung zumindest mittelbar manuell einstellbarer Antriebsleistungswunsch sowie eine Geschwindigkeitsobergrenze eines fahrzeuginternen Umfeldüberwachungssystems und/oder wengistens eines externen Verkehrsinformationssystems zu empfangen, wobei das Fahrzeugkontrollsystem anhand des Antriebsleistungswunsches sowie der Geschwindigkeitsobergrenze eine maximale Stromstärke zum Antrieb des Fahrzeugs bestimmt und an eine Steuer- und Regelungseinheit sendet, die eine elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs mit einer Stromstärke unterhalb der ermittelten maximalen Stromstärke steuert und regelt, und wobei das Fahrzeugkontrollsystem ferner dazu eingerichtet ist, eine Rückmeldung über eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu empfangen und, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Geschwindigkeitsobergrenze überschreitet, den Stromfluss zum Antrieb des Fahrzeugs zu unterbrechen, bis die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner gleich die Geschwindigkeitsobergrenze ist.
Das System ist insbesondere für ein als E-Scooter (elektrisch angetriebener Scooter) bzw. E-Roller (elektrisch angetriebener Roller) ausgebildetes Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrzeug weist wenigstens zwei Räder auf, wovon mindestens eines mittels der elektrischen Maschine antreibbar ist. Die elektrische Maschine umfasst einen Stator und einen Rotor, wobei der Stator steuerungstechnisch mit der Steuer- und Regelungseinheit und der Rotor zumindest mittelbar mit dem jeweiligen Rad wirkverbunden ist.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann z. B. von einem Computer beziehungsweise von einem Steuergerät oder einem Fahrzeugkontrollsystem ausgeführt werden. Somit kann das Verfahren in Software implementiert sein. Die entsprechende Software ist insofern ein eigenständig verkaufsfähiges Produkt. Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogrammprodukt, enthaltend maschinenlesbare Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, und/oder auf einem Fahrzeugkontrollsystem ausgeführt werden, den Computer und/oder das Fahrzeugkontrollsystem zu einer Bedienungslogik des Systems zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs aufwerten, und/oder dazu veranlassen, ein Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen.
Die vorhergehenden Ausführungen zum Verfahren gelten gleichermaßen für das erfindungsgemäße System sowie für das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Hierbei zeigt

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs,
2 zwei Diagramme zur Veranschaulichung eines ersten Stromstärkenverlaufs in Abhängigkeit eines Antriebsleistungsinputs und einer Geschwindigkeitsobergrenze,
3 zwei Diagramme zur Veranschaulichung eines zweiten Stromstärkenverlaufs in Abhängigkeit eines variierenden Antriebsleistungsinputs und einer Geschwindigkeitsobergrenze,
4 zwei Diagramme zur Veranschaulichung eines dritten Stromstärkenverlaufs in Abhängigkeit eines Antriebsleistungsinputs und wechselnder Geschwind igkeitsobergrenzen,
5 zwei Diagramme zur Veranschaulichung eines vierten Stromstärkenverlaufs in Abhängigkeit eines Antriebsleistungsinputs und wechselnder Geschwind igkeitsobergrenzen,
6 drei Diagramme zur Veranschaulichung eines fünften und sechsten Stromstärkenverlaufs in Abhängigkeit eines jeweiligen Antriebsleistungsinputs, einer Fahrbahnneigung sowie einer Geschwindigkeitsobergrenze, und
7 drei Diagramme zur Veranschaulichung eines siebten und achten Stromstärkenverlaufs in Abhängigkeit eines jeweiligen Antriebsleistungsinputs, einer Fahrbahnneigung sowie einer Geschwindigkeitsobergrenze.

Gemäß 1 ist der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs dargestellt. Das Fahrzeug ist vorliegend ein elektrisch angetriebener Scooter, als ein E-Scooter. Das System umfasst ein Fahrzeugkontrollsystem 1, das ein durch eine Bedieneinrichtung 2 zumindest mittelbar manuell einstellbaren Antriebsleistungswunsch sowie eine Geschwindigkeitsobergrenze eines fahrzeuginternen Umfeldüberwachungssystems 3 und eines externen Verkehrsinformationssystems 4 empfängt.
Die Bedieneinrichtung 2 ist als Gasdrehgriff ausgebildet, mittels dessen der Fahrer des Fahrzeugs durch Drehen des Gasdrehgriff eine gewünschte Antriebsleistung zumindest mittelbar einstellen kann. Je größer der Verdrehwinkel der Bedieneinrichtung 2 ist, desto größer ist die vom Fahrer gewünschte Antriebsleistung. Mit anderen Worten erzeugt der Fahrer durch Drehen der Bedieneinrichtung 2 einen beliebigen Antriebsleistungsinput zwischen 0 und 100% Antriebsleistung, der an das Fahrzeugkontrollsystem 1 gesendet wird.
Das Fahrzeugkontrollsystem 1 ist ferner mit dem fahrzeuginternen Umfeldüberwachungssystem 3 verbunden, das dazu eingerichtet ist, Informationen über das in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegenden Umfeld bereitzustellen. Unter dem Begriff „fahrzeugintern“ ist zu verstehen, dass das Umfeldüberwachungssystem 3 im Fahrzeug angeordnet ist und Informationen zur Überwachung und Verbesserung des Fahrbetriebs des Fahrzeugs sammelt und bereitstellt. Das Umfeldüberwachungssystem 3 kann dabei beliebig mit weiteren Systemen des Fahrzeugs gekoppelt sein.
Das fahrzeuginterne Umfeldüberwachungssystem 3 erfasst über eine Sensorik 7 Anzahl, Form und/oder Größe von Objekten und/oder Personen im Umfeld des Fahrzeugs. Ferner erfasst die Sensorik 7 eine Steigung oder ein Gefälle einer in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegenden Fahrbahn. Das Umfeldüberwachungssystem 3 führt anhand der gesammelten Informationen eine Klassifizierung des Objekts und/oder der Person durch und ermittelt ein Gefährdungspotenzial für das Fahrzeug, woraus eine Geschwindigkeitsobergrenze anhand des Gefährdungspotenzials an das Fahrzeugkontrollsystem 1 übermittelt wird.
Darüber hinaus empfängt das Fahrzeugkontrollsystem 1 Daten eines externen Verkehrsinformationssystems 4, das verkehrsrelevante Informationen bereitstellt und mittels Funk mit dem Fahrzeugkontrollsystem 1 kommuniziert. Das Verkehrsinformationssystem 4 informiert das Fahrzeugkontrollsystem 1 beispielsweise darüber, dass das Fahrzeug in einen verkehrsberuhigten Bereich mit reduzierter Maximalgeschwindigkeit einfährt. Diese Geschwindigkeitsobergrenze wird an das Fahrzeugkontrollsystem 1 übermittelt.
Anhand des Antriebsleistungsinputs des Fahrers sowie der Geschwindigkeitsobergrenze bestimmt das Fahrzeugkontrollsystem 1 eine maximale Stromstärke, wobei eine mit dem Fahrzeugkontrollsystem 1 verbundene Steuer- und Regelungseinheit 5 anschließend eine elektrische Maschine 6 antreibt, also mit einer Stromstärke unterhalb oder gleich der maximalen Stromstärke steuert und regelt. Mit anderen Worten kappt die maximale Stromstärke ein Antriebsmoment, mit dem das Fahrzeug angetrieben wird, wobei die maximale Stromstärke dynamisch einstellbar ist. Die elektrische Maschine 6 umfasst beispielsweise einen - hier nicht gezeigten - Stator, der steuerungstechnisch mit der Steuer- und Regelungseinheit 5 verbunden ist, sowie einen - hier nicht gezeigten - Rotor, der zumindest mittelbar mit einem anzutreibenden Rad des Fahrzeugs verbunden ist. Das von der elektrischen Maschine 6 erzeugte Antriebsmoment ist höher, je größer die Stromstärke ist.
Die vom Fahrzeugkontrollsystem 1 bestimmte maximale Stromstärke entspricht dabei der Stromstärke, die von der elektrischen Maschine 6 benötigt wird, um ein bestimmtes Antriebsmoment zu erzeugen, mit dem das Fahrzeug die Geschwindigkeitsobergrenze zumindest theoretisch erreichen kann.
Das Fahrzeugkontrollsystem 1 empfängt zudem kontinuierlich Informationen über eine aktuell vorliegende Geschwindigkeit des Fahrzeugs, da sich die tatsächliche Geschwindigkeit von der vom Fahrzeugkontrollsystem 1 errechneten theoretisch aktuell vorliegenden Geschwindigkeit unterscheidet. Dies liegt im Wesentlichen daran, dass das Fahrzeug während des Fahrbetriebs äußeren Einflüssen, wie Wind, eine Fahrbahnsteigung, ein Fahrbahngefälle, ein Gewicht des Fahrers und/oder eines Beifahrers, ein Luftwiderstand des Fahrzeugs und/oder die Reibung und/oder Abnutzung der Reifen, ausgesetzt ist. Die Rückmeldung an das Fahrzeugkontrollsystem 1 über die tatsächlich aktuell vorliegende Geschwindigkeit wird durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen 10 dargestellt. Dazu kann beispielsweise ein Rotationssensor an einem der Räder des Fahrzeugs angeordnet sein.
In einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze besteht zwischen einem Drehwinkel der als Gasdrehgriff ausgebildeten Bedieneinrichtung 2 und der an die elektrische Maschine 6 eingeleiteten Stromstärke ein linearer Zusammenhang. Mithin erfolgt der Betrieb des Fahrzeugs unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze stromflussgesteuert. Dies ermöglicht eine intuitive Bedienung des Fahrzeugs und ein Fahrerlebnis, dass im Wesentlichen dem Fahrerlebnis mit einem mittels Verbrennungsmotor angetriebenen Scooter oder Roller nachempfunden ist. Anders gesagt wird eine direkte Kontrolle des Fahrzeugs realisiert.
Für den Fall, dass die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer ist als die vom Fahrzeugkontrollsystem 1 festgesetzte Geschwindigkeitsobergrenze, wird der Stromfluss an die elektrische Maschine 6 unterbrochen, bis die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner gleich die Geschwindigkeitsobergrenze ist, das heißt bis die aktuelle Geschwindigkeit die festgelegte maximale Geschwindigkeit nicht mehr übersteigt.
In den 2 bis 5 ist in einem ersten Diagramm 15 eine Fahrzeuggeschwindigkeit an der Ordinate 11 eingetragen, wobei im zweiten Diagramm 16 an der linken Ordinate 13 ein Drehwinkel des Gasdrehgriffs der Bedieneinrichtung 2 und an der rechten Ordinate 14 die Motorstromstärke eingetragen sind. An der jeweiligen Abszisse 12 des jeweiligen Diagramms 15, 16 ist die Zeit eingetragen.
Der Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel des Gasdrehgriffs und der in die elektrische Maschine 6 eingeleitete Stromstärke ist unterhalb des Geschwindigkeitsobergrenze linear. Anders gesagt steigt die Stromstärke mit größer werdendem Drehwinkel des Gasdrehgriffs proportional, wobei der Gasdrehgriff zwischen einer 0-Position und einer Vollgastposition, das heißt zwischen einem Antriebsleistungsinput zwischen 0 und 100% verdreht werden kann.
Gemäß 2 sind im ersten Diagramm 15 zwei horizontale gestrichelte Linien 18, 19 dargestellt, wobei die untere Linie 18 einer Geschwindigkeitsschwelle unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze und die obere Linie 19 der Geschwindigkeitsobergrenze entspricht. Der als durchgezogene Linie abgebildete Graph 20 des ersten Diagramms 15 entspricht dem Geschwindigkeitsverlauf über die Zeit. Der als durchgezogene Linie ausgebildete Graph 21 des zweiten Diagramms 16 zeigt eine sich über die Zeit nicht verändernden, also konstanten Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei 100%. Mithin ist der Gasdrehgriff in der Vollgasposition. Der Graph 22 im zweiten Diagramm 16 zeigt den Verlauf der Stromstärke mit steigender Geschwindigkeit, siehe dazu parallel das erste Diagramm 15. Das Fahrzeug wird vorliegend vom Stillstand bis zur Geschwindigkeitsobergrenze beschleunigt, wobei die elektrische Maschine 6 bis zum Erreichen der Geschwindigkeitsschwelle, die beispielsweise 10% geringer als die Geschwindigkeitsobergrenze sein kann, mit konstanter Stromstärke versorgt wird. Steigt die Geschwindigkeit über die Geschwindigkeitsschwelle, nimmt die Stromstärke kontinuierlich ab, wobei gleichzeitig die Geschwindigkeitszunahme pro Zeiteinheit bis zum Erreichen der Geschwindigkeitsobergrenze abnimmt, wobei die nun geringere Stromstärke nach Erreichen der Geschwindigkeitsobergrenze zum Halten dieser Geschwindigkeit erneut konstant gehalten wird.
3 zeigt einen realistischeren Fahrbetrieb des Fahrzeugs. Im ersten Diagramm 15 ist eine horizontale gestrichelte Linie 18 dargestellt, die der Geschwindigkeitsobergrenze entspricht. Der als durchgezogene Linie abgebildete erste Graph 20 des ersten Diagramms 15 entspricht dem Geschwindigkeitsverlauf über die Zeit. Im zweiten Diagramm 16 ist ebenfalls eine horizontale gestrichelte Linie 19 gezeigt, die der maximalen Drehgriffsposition, und zwar einem Antriebsleistungsinput von 100% bzw. der Vollgasposition entspricht. Der als strichpunktierte Linie dargestellte zweite Graph 21 entspricht einem Verlauf des sich ändernden Drehwinkels des Drehgriffs über die Zeit, wobei der untere dritte Graph 22 dem Verlauf der Stromstärke bei sich ändernder Drehgriffsposition entspricht. Es ist zu erkennen, dass die Stromstärke der elektrischen Maschine 6 gemäß dem dritten Graph 22 der Drehgriffsposition gemäß dem zweiten Graph 21 folgt, wobei in Abhängigkeit der Höhe der Stromstärke ein Antriebsmoment von der elektrischen Maschine 6 erzeugt wird, was sich wiederum unmittelbar auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß dem ersten Graph 20 auswirkt. Dies liegt daran, dass unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze gemäß der horizontalen gestrichelten Linie 18 des ersten Diagramms 15 ein Antrieb des Fahrzeugs anhand Betätigung der Bedieneinrichtung 2 durch den Fahrer erfolgt.
In einem ersten Abschnitt 23 der beiden Diagramme 15, 16 ist die Drehgriffsposition bei 100% bzw. in Vollgasposition, wobei das Fahrzeug mit maximaler Geschwindigkeit gemäß der Geschwindigkeitsobergrenze und konstanter Stromstärke fortbewegt wird. Wird die Drehgriffsposition auf 0% verändert, siehe zweiter Abschnitt 24, sinkt die Stromstärke gleichermaßen auf 0 und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs fällt unter die Geschwindigkeitsobergrenze. Wenn der Fahrer erneut die Drehgriffsposition auf oberhalb von 0% verändert, siehe dritter Abschnitt 25, steigt ebenso die Stromstärke und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nimmt wieder zu, sofern die Stromstärke hoch genug ist.
4 beschreibt einen Fahrbetrieb mit sich ändernden Geschwindigkeitsobergrenzen. Der vorliegende Fall kann beispielsweise dann auftreten, wenn das Fahrzeug zunächst innerorts fährt und bevor es die Ortschaft verlässt einen verkehrsberuhigten Bereich durchfährt, bei dem zum Beispiel Schrittgeschwindigkeit gefahren werden muss. Die beiden Diagramme 15, 16 werden dafür in drei Zeitabschnitte 23, 24, 25 unterteilt.
Im ersten Abschnitt 23 des ersten Diagramms 15 ist eine erste horizontale gestrichelte Linie 18 dargestellt, die einer ersten Geschwindigkeitsobergrenze entspricht. Im zweiten Abschnitt 24 ist zweite horizontale gestrichelte Linie 19 dargestellt, die einer zweiten Geschwindigkeitsobergrenze entspricht. Im dritten Abschnitt 25 sind eine dritte und vierte horizontale gestrichelte Linie 26, 27 gezeigt, wobei die untere Linie 26 einer Geschwindigkeitsschwelle unterhalb einer dritten Geschwindigkeitsobergrenze und die obere Linie 27 der dritten Geschwindigkeitsobergrenze entspricht. Der als durchgezogene Linie abgebildete erste Graph 20 des ersten Diagramms 15 entspricht dem Geschwindigkeitsverlauf über die Zeit. Der als durchgezogene Linie ausgebildete zweite Graph 21 des zweiten Diagramms 16 zeigt eine sich über die Zeit nicht verändernden, also konstanten Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei 100%. Mithin verbleibt der Gasdrehgriff in der Vollgasposition.
Der untere dritte Graph 22 entspricht ferner dem Verlauf der Stromstärke bei sich ändernder Geschwindigkeitsobergrenze. Es ist in 4 zu erkennen, dass die Stromstärke der elektrischen Maschine 6 gemäß dem dritten Graph 22 sich bei ändernder Geschwindigkeitsobergrenze ändert, obwohl der Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei 100% verbleibt.
In einem ersten Abschnitt 23 der beiden Diagramme 15, 16 ist die Drehgriffsposition bei 100% bzw. in Vollgasposition, wobei das Fahrzeug mit maximaler Geschwindigkeit gemäß der ersten Geschwindigkeitsobergrenze und konstanter Stromstärke fährt. Wenn das Fahrzeugkontrollsystem 1 nun von dem externen Verkehrsinformationssystem 4 eine geringere Geschwindigkeitsobergrenze erhält, wird der Stromfluss zur elektrischen Maschine 6 umgehend unterbrochen, da die aktuelle Geschwindigkeit oberhalb der zweiten Geschwindigkeitsobergrenze liegt. Wenn sich die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs der zweiten Geschwindigkeitsobergrenze nähert, wird die Stromstärke wieder kontinuierlich gesteigert, bis sie maximalen Wert erreicht, der vom Fahrzeugkontrollsystem 1 zum Halten der Geschwindigkeit vorgegeben wird. Am Übergang vom zweiten Abschnitt 24 in den dritten Abschnitt 25 wird vom Fahrzeugkontrollsystem 1 die dritte Geschwindigkeitsobergrenze vorgegeben, beispielsweise wenn das Fahrzeug den verkehrsberuhigten Bereich verlässt oder wenn das Fahrzeug auf eine Schnellstraße fährt. Die Stromstärke steigt dabei bei einer weiterhin konstanten Drehwinkelposition des Gasdrehgriffs von 100% bis zu einer maximalen Stromstärke an. Für einen solchen Fall erfolgt eine Beschleunigung des Fahrzeugs anhand eines begrenzten Stromstärkegradienten 9, um ein plötzliches Ruckeln der elektrischen Maschine während der Beschleunigung zu vermeiden. Dadurch wird das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs komfortabler sowie für den Fahrer vorhersehbarer gestaltet, da ein für den Fahrer möglicherweise zu schnell empfundener Anstieg des Antriebsmoments verhindert wird.
Die Annäherung an die dritte Geschwindigkeitsobergrenze erfolgt dabei analog zu der in 2 gezeigten Art und Weise und zwar durch Abflachung des Geschwindigkeitsverlaufs pro Zeit bzw. durch kontinuierliche Reduzierung der Stromstärke pro Zeit bis zum Erreichen der maximalen Stromstärke für die dritte Geschwindigkeitsobergrenze.
Nach 5 ist im ersten Abschnitt 23 des ersten Diagramms 15 eine erste horizontale gestrichelte Linie 18 dargestellt, die einer ersten Geschwindigkeitsobergrenze entspricht. Im zweiten Abschnitt 24 ist eine zweite horizontale gestrichelte Linie 19 dargestellt, die einer zweiten Geschwindigkeitsobergrenze entspricht. Im dritten Abschnitt 25 ist eine dritte horizontale gestrichelte Linie 26 gezeigt, die einer dritten Geschwindigkeitsobergrenze entspricht. Der als durchgezogene Linie abgebildete erste Graph 20 des ersten Diagramms 15 entspricht dem Geschwindigkeitsverlauf des Fahrzeugs über die Zeit.
Der als durchgezogene Linie ausgebildete zweite Graph 21 des zweiten Diagramms 16 zeigt eine sich über die Zeit nicht verändernden, also konstanten Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei vorliegend 70%. Darüber ist eine weitere horizontale gestrichelte Linie 27 dargestellt, der einem Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei 100%, als der Vollgasstellung entspricht.
Der untere dritte Graph 22 entspricht ferner dem Verlauf der Stromstärke bei sich ändernder Geschwindigkeitsobergrenze, wobei sich die Stromstärke der elektrischen Maschine 6 gemäß dem dritten Graph 22 bei ändernder Geschwindigkeitsobergrenzen ändert, obwohl der Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei 70% verbleibt. Der Unterschied zu den Ausführungen zu 4 besteht im Wesentlichen darin, dass sich die Stromstärke der elektrischen Maschine im ersten und dritten Abschnitt 23, 25 anhand der Drehwinkelposition des Gasdrehgriffs richtet, da sich die Drehwinkelposition unterhalb von 100% befindet, und zwar bei 70%. Dementsprechend liegt die aktuell anliegende Stromstärke ebenfalls bei 70%, sodass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht die erste bzw. dritte Geschwindigkeitsobergrenze erreicht. Demgegenüber ist die Stromstärke bei 70% größer als die vom Fahrzeugkontrollsystem 1 vorgegebene maximale Stromstärke im zweiten Abschnitt 24, weshalb der Stromfluss bei dem Wechsel von der ersten zur zweiten Geschwindigkeitsobergrenze unterbrochen wird und analog zu 4 bei Annäherung der aktuellen Geschwindigkeit an die zweite Geschwindigkeitsobergrenze rampenförmig gesteigert wird, bis er die vorgegebene maximale Stromstärke für die zweite Geschwindigkeitsobergrenze erreicht. Beim Wechsel von der zweiten in die dritte Geschwindigkeitsobergrenze wird die Stromstärke erneut gemäß der Drehwinkelposition des Gasdrehgriffs von 70% eingestellt, da die Stromstärke unterhalb der maximalen Stromstärke liegt.
Gemäß den 6 und 7 ist in einem ersten Diagramm 15 eine Fahrzeuggeschwindigkeit an der Ordinate 11 eingetragen ist, wobei im zweiten Diagramm 16 an der linken Ordinate 13 ein Drehwinkel des Gasdrehgriffs der Bedieneinrichtung 2 und an der rechten Ordinate 14 die Motorstromstärke eingetragen sind. An der jeweiligen Abszisse 12 des jeweiligen Diagramms 15, 16 ist die Zeit eingetragen. In einem dritten Diagramm 17 ist an der Ordinate 28 eine Höhe über NN und an der Abszisse 29 eine Strecke eingetragen.
Das erste Diagramm 15 zeigt eine erste horizontale gestrichelte Linie 18, die einer Geschwindigkeitsobergrenze entspricht. Der als durchgezogene Linie abgebildete erste Graph 20 des ersten Diagramms 15 entspricht dem Geschwindigkeitsverlauf des Fahrzeugs über die Zeit, wenn der Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei 100%, also in Vollgasposition liegt.
Der als durchgezogene Linie abgebildete erste Graph 20 des ersten Diagramms 15 entspricht dem Geschwindigkeitsverlauf des Fahrzeugs über die Zeit, wenn der Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei 100%, also in Vollgasposition liegt. Der als strichpunktierte Linie dargestellte zweite Graph 21 des ersten Diagramms 15 entspricht demgegenüber dem Geschwindigkeitsverlauf des Fahrzeugs über die Zeit, wenn der Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei vorliegend 70% liegt.
Der als durchgezogene Linie ausgebildete dritte Graph 22 des zweiten Diagramms 16 zeigt den sich über die Zeit nicht verändernden, also konstanten Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei 100%, wobei der als durchgezogene Linie ausgebildete vierte Graph 30 des zweiten Diagramms 16 den sich über die Zeit nicht verändernden, also konstanten Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei 70% zeigt. Der fünfte und sechste Graph 31, 32 des zweiten Diagramms 16 zeigen jeweils einen exemplarischen Verlauf der Stromstärke über die Zeit, jeweils für die Drehwinkelstellung des Gasdrehgriffs bei 100%, also Vollgasstellung (durchgezogene Linie, Bezugszeichen 31), bzw. bei 70% (strichpunktierte Linie, Bezugszeichen 32). Der im dritten Diagramm 17 abgebildete siebte Graph zeigt einen Höhenverlauf der Fahrbahn. Mithin wird anhand der 6 und 7 der Einfluss von Steigung bzw. Gefälle auf das System deutlich.
Nach 6 übersteigt bei einem Übergang von einer ebenen Fahrt in eine Bergabfahrt die aktuelle Geschwindigkeit die festgelegte Geschwindigkeitsobergrenze, wenn der Drehwinkel des Gasdrehgriffs bei 100% vorliegt und das Fahrzeug zuvor mit maximaler Geschwindigkeit fortbewegt wird. Dies wird vom Fahrzeugkontrollsystem 1 festgestellt, weshalb eine angepasste maximale Stromstärke vorgegeben wird, die zur Reduzierung der aktuellen Geschwindigkeit sorgt, bis diese die Geschwindigkeitsobergrenze nicht mehr übersteigt. Während der Bergabfahrt wird aufgrund der Fliehkräfte weniger Stromstärke benötigt, sodass die elektrische Maschine 6 bei gleichbleibender Geschwindigkeit mit weniger Stromstärke bzw. mit einer geringeren maximalen Stromstärke versorgt werden kann. Beim Übergang zwischen dem Gefälle und einer erneuten ebenen Fahrt sinkt die aktuelle Geschwindigkeit unter die festgelegte Geschwindigkeitsobergrenze. In diesem Moment kommt der lineare Zusammenhang zwischen der Drehwinkelposition bzw. dem Antriebsleistungsinput und der Stromstärke erneut zum Tragen, sodass die Stromstärke aufgrund der bei 100% liegenden Drehwinkelposition der Bedieneinrichtung 2 wieder bis zu einer neu festgelegten maximalen Stromstärke erhöht wird, bis die aktuelle Geschwindigkeit wieder der Geschwindigkeitsobergrenze entspricht. Die maximale Stromstärke wird dann konstant gehalten, um das Fahrzeug bei ebener Fahrbahn mit der maximalen Geschwindigkeit anzutreiben.
Bei einer Drehwinkelposition von 70% liegt die aktuelle Geschwindigkeit unter der Geschwindigkeitsobergrenze und die aktuelle Stromstärke liegt unter der maximalen Stromstärke. Bei einer Bergabfahrt wird aufgrund des von der Sensorik 7 erfassten Gefälles eine neue, niedrigere maximale Stromstärke vorgegeben. In dem vorliegenden Fall steigt trotz der niedrigeren Stromstärke jedoch die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs, da die Geschwindigkeitsobergrenze über derjenigen Geschwindigkeit liegt, die während der ebenen Fahrt vom Fahrer anhand der Drehwinkelposition von 70% gewählt wurde. Die aktuelle Geschwindigkeit entspricht bei der Bergabfahrt der Geschwindigkeitsobergrenze. Beim Übergang in eine erneute ebene Fahrt sinkt die aktuelle Geschwindigkeit wieder entsprechend der Drehwinkelposition von 70% und eine neue maximale Stromstärke wird vorgegeben, wobei die aktuelle Stromstärke analog zur Drehwinkelposition ebenfalls bei 70% liegt.
In 7 wird das Verhalten des Systems bei einer Bergauffahrt gezeigt. Sowohl bei einer Drehwinkelposition von 100% als auch von 70% wird bei der Bergauffahrt aufgrund der äußeren Umstände bei gleichbleibender Geschwindigkeitsobergrenze eine maximale Stromstärke erhöht. Dabei wird das Fahrzeug bei der Drehwinkelposition von 100% mit konstanter Geschwindigkeit, die der Geschwindigkeitsobergrenze entspricht, und bei der Drehwinkelposition von 70% mit geringerer, jedoch auch konstanter Geschwindigkeit angetrieben. Dabei reagiert das Fahrzeugkontrollsystem 1 direkt auf sich ändernde äußere Verhältnisse, beispielsweise bei Übergängen von einer ebenen Fahrt in die Bergauffahrt und umgekehrt. Anders gesagt werden Überschreitungen und Unterschreitungen der Geschwindigkeitsobergrenze gemäß den vorherigen Ausführungen direkt entgegengewirkt. Ferner ist in 7 deutlich zu sehen, dass der limitierte Stromstärkengradient 9 bei einer Erhöhung der Stromstärke zum Einsatz kommt, um ein überraschendes Ruckeln der elektrischen Maschine 6 bzw. des Fahrzeugs zu verhindern. Bei einer Reduzierung der Stromstärke ist dies nicht der Fall, da hier aus Sicherheitsgründen eine schnelle Reduzierung der Stromstärke erwünscht ist.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugkontrollsystem
2: Bedieneinrichtung
3: Fahrzeuginternes Umfeldüberwachungssystem
4: Externes Verkehrsinformationssystem
5: Steuer- und Regelungseinheit
6: Elektrische Maschine
7: Sensorik
8: Umwelteinflüsse und Verluste
9: Stromstärkegradient
10: Pfeil
11: Erste Ordinate
12: Erste Abszisse
13: Linke Ordinate
14: Rechte Ordinate
15: Erstes Diagramm
16: Zweites Diagramm
17: Drittes Diagramm
18: Erste Linie
19: Zweite Linie
20: Erster Graph
21: Zweiter Graph
22: Dritter Graph
23: Erster Abschnitt
24: Zweiter Abschnitt
25: Dritter Abschnitt
26: Dritte Linie
27: Vierte Linie
28: Vierte Ordinate
29: Zweite Abszisse
30: Vierter Graph
31: Fünfter Graph
32: Sechster Graph
33: Siebter Graph

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014114124 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs, insbesondere eines E-Scooters, wobei mittels eines Fahrzeugkontrollsystems (1) ein durch eine Bedieneinrichtung (2) zumindest mittelbar manuell einstellbarer Antriebsleistungswunsch sowie eine Geschwindigkeitsobergrenze eines fahrzeuginternen Umfeldüberwachungssystems (3) und/oder wengistens eines externen Verkehrsinformationssystems (4) empfangen werden, wobei das Fahrzeugkontrollsystem (1) anhand des Antriebsleistungswunsches sowie der Geschwindigkeitsobergrenze eine maximale Stromstärke zum Antrieb des Fahrzeugs bestimmt und an eine Steuer- und Regelungseinheit (5) sendet, die eine elektrische Maschine (6) zum Antrieb des Fahrzeugs mit einer Stromstärke unterhalb der ermittelten maximalen Stromstärke steuert und regelt, und wobei das Fahrzeugkontrollsystem (1) eine Rückmeldung über eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs empfängt und, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Geschwindigkeitsobergrenze überschreitet, den Stromfluss zum Antrieb des Fahrzeugs unterbricht, bis die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner gleich die Geschwindigkeitsobergrenze ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugkontrollsystem (1) eine Geschwindigkeitsschwelle unterhalb der Geschwindigkeitsobergrenze bestimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschleunigung des Fahrzeugs anhand eines begrenzten Stromstärkegradienten erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des fahrzeuginternen Umfeldüberwachungssystems (3) ein Gefährdungspotenzial von im Umfeld des Fahrzeugs befindlicher Personen und/oder Objekte erfolgt, wobei die Geschwindigkeitsobergrenze anhand des Gefährdungspotenzials bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugkontrollsystem (1) dazu eingerichtet ist, eine kontinuierliche Rückmeldung über eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu empfangen.
System zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs, insbesondere eines E-Scooters, wobei ein Fahrzeugkontrollsystem (1) dazu eingerichtet ist, ein durch eine Bedieneinrichtung (2) zumindest mittelbar manuell einstellbarer Antriebsleistungswunsch sowie eine Geschwindigkeitsobergrenze eines fahrzeuginternen Umfeldüberwachungssystems (3) und/oder wengistens eines externen Verkehrsinformationssystems (4) zu empfangen, wobei das Fahrzeugkontrollsystem (1) anhand des Antriebsleistungswunsches sowie der Geschwindigkeitsobergrenze eine maximale Stromstärke zum Antrieb des Fahrzeugs bestimmt und an eine Steuer- und Regelungseinheit (5) sendet, die eine elektrische Maschine (6) zum Antrieb des Fahrzeugs mit einer Stromstärke unterhalb der ermittelten maximalen Stromstärke steuert und regelt, und wobei das Fahrzeugkontrollsystem (1) ferner dazu eingerichtet ist, eine Rückmeldung über eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu empfangen und, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Geschwindigkeitsobergrenze überschreitet, den Stromfluss zum Antrieb des Fahrzeugs zu unterbrechen, bis die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner gleich die Geschwindigkeitsobergrenze ist.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (2) einen Gashebel, ein Gaspedal oder einen Gasdrehgriff umfasst, mittels dessen eine gewünschte Antriebsleistung zumindest mittelbar einstellbar ist.
System nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Umfeldüberwachungssystem (3) dazu eingerichtet ist, mittels einer Sensorik (7) wenigstens ein Objekt und/oder eine Person im Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen, und anhand der Daten eine Klassifizierung des Objekts und/oder der Person durchzuführen.
Computerprogrammprodukt, enthaltend maschinenlesbare Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, und/oder auf einem Fahrzeugkontrollsystem (1) ausgeführt werden, den Computer und/oder das Fahrzeugkontrollsystem (1) zu einer Bedienungslogik des Systems zur Regelung eines elektrischen Antriebs eines Fahrzeugs nach den Ansprüchen 6 bis 8 aufwerten, und/oder dazu veranlassen, ein Verfahren zur Regelung des elektrischen Antriebs des Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.