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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Prozessorschaltung zum Steuern eines Rekuperationssystems eines Kraftfahrzeugs für eine Bremsenreinigung sowie entsprechend eingerichtetes Rekuperationssystem. Die Bremsenreinigung kann beispielsweise notwendig sein, weil Reibbremsen des Kraftfahrzeugs nass oder (nach langer Standzeit) angerostet sind.
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Beim Ausfahren aus einer Waschstraße wird ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs meist über Schilder darauf hingewiesen, einen Bremstest durchzuführen, um sicherzustellen, dass ein eventuell verbliebener Schmierfilm und/oder Feuchtigkeitsfilm auf den Bremsscheiben der Reibbremsen abgerieben wird, bevor das Kraftfahrzeug in den Straßenverkehr zurückkehrt.
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Elektroautos versuchen aber oftmals, mittels eines Rekuperationssystems Bremsenergie durch Rekuperation zurückzugewinnen, anstelle die Reibbremsen zu aktivieren. Deshalb ist es bei einem Bremstest nach Durchlauf einer Waschstraße für den Fahrzeugnutzer schwierig zu erkennen, ob ausreichend Bremswirkung durch die mechanische Reibbremsen ausgeübt wurde, um die Bremsscheiben von Flüssigkeits- und Waschmittelrückständen zu befreien.
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Es ist vorstellbar, dass bei einigen Kraftfahrzeugen die Rekuperation über Bedienelemente vollständig manuell deaktiviert werden kann, um einen Bremstest der mechanischen Bremse durchführen zu können. Eine manuelle Deaktivierung der Rekuperation für den Bremstest und eine manuelle Wiederaktivierung danach ist aufwändig und für fahrzeugfremde Nutzer schwierig oder kann aufgrund eine zu großen Ablenkung im Straßenverkehr vergessen werden.
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Aus der
DE 10 2019 102 244 A1 ist bekannt, dass ein Rekuperationssystem die Rekuperation deaktivieren kann, falls ein nasser Fahrbahnbelag erkannt wird. Grund für die Deaktivierung ist, dass während der Rekuperation ein Schlupf- oder Bremsmoment erzeugt wird, das bei einer Kurvenfahrt auf nassem Fahruntergrund das Rutschen eines Reifens verursachen kann.
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Aus der
DE 10 2011 085 347 A1 ist bekannt, dass ein Rekuperationsanteil oder Rekuperationsgrad in einem Kraftfahrzeug vorausschauend für einen vordefinierten Prädiktionshorizont eingestellt werden kann.
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Aus der
DE 10 2007 058 799 A1 ist bekannt, dass in einer Autowaschstraße bestimmte Fahrerassistenzsysteme deaktiviert sein sollten, was dadurch automatisiert erreicht wird, dass die Einfahrt in eine Autowaschstraße automatisiert erkannt wird. Dies kann anhand von Funksignalen eines Funksenders der Waschstraße erkannt werden.
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Aus der
DE 10 2013 209 242 A1 ist ebenfalls bekannt, dass in einer Waschstraße bestimmte Fahrerassistenzsysteme deaktiviert oder aktiviert sein sollten. Hierdurch wird z.B. vermieden, dass sich das Kraftfahrzeug selbstständig in Bewegung setzt, während es durch die Waschstraße gezogen wird.
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Aus der
DE 10 2019 002 591 A1 ist bekannt, dass in einem Kraftfahrzeug ein spezieller Waschstraßenmodus bereitgestellt werden kann, um es für einen Fahrer zu vereinfachen, das Kraftfahrzeug von einem Zuggerät durch die Waschstraße schleppen zu lassen. Die Aktivierung des Waschstraßenmodus kann dem Fahrer im Kraftfahrzeug angezeigt werden.
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Das Problem nasser Bremsscheiben von Reibbremsen eines Kraftfahrzeugs kann mittels dieser bekannten Systeme allerdings nicht beseitigt werden, da sich nasse Bremsscheiben erst nach einem Aufenthalt in einer Waschstraße bemerkbar machen. Zudem wäre es für einen Fahrer eine unerwünschte Überraschung, wenn ein Kraftfahrzeug nach dem Verlassen einer Waschstraße selbsttätig eine Bremsung mittels der Reibbremsen ausführen würde, während der Fahrer mit dem Kraftfahrzeug in den Straßenverkehr zurückfährt.
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Zudem sind nicht nur nasse Bremsscheiben nach dem Aufenthalt in einer Waschstraße ein Problem. Generell kann eine Reibbremse ihren Wirkungsgrad oder ihre Effektivität dadurch verlieren, dass Bremsenkomponenten, wie beispielsweise die Bremsscheiben und/oder Bremsbeläge, verdreckt oder korrodiert sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Kraftfahrzeug mit Rekuperationssystem ein Bremsvermögen von mechanischen Reibbremsen sicherzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figur beschrieben.
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Die allgemeine Lösung ist die automatische Erkennung einer Situation, in der bevorzugt mechanisch gebremst werden soll, und die damit verbundene Reduzierung/Deaktivierung der Rekuperation bevorzugt mit Rückmeldung an den Fahrzeugnutzer.
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Als eine Lösung umfasst die Erfindung hierzu ein Verfahren zum Steuern eines Rekuperationssystems eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung geht davon aus, dass das Rekuperationssystem in an sich bekannter Weise dazu eingerichtet ist, zur Verringerung einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs einen Anteil an einem Bremsmoment mittels zumindest einer in einen Generatorbetrieb geschalteten elektrischen Maschine zu bewirken, wobei sich aus einem Verhältnis dieses Anteils des Rekuperationssystems einerseits und eines Anteils von Reibbremsen des Kraftfahrzeugs am Bremsmoment andererseits ein Rekuperationsanteil ergibt, also der (prozentuale) Beitrag des Rekuperationssystems am Bremsmoment. Wie bereits eingangs beschrieben, kann in einem Rekuperationssystem der Rekuperationsgrad und der Rekuperationsanteil eingestellt werden. Beispielsweise kann ein Rekuperationsanteil in Form einer Prozentangabe (0 Prozent bis 100 Prozent) betreffend das insgesamt erzeugte Bremsmoment an den Rädern des Kraftfahrzeugs beschreiben. Bei 0 Prozent Rekuperationsanteil wird ausschließlich mittels der Reibbremsen gebremst, bei 100 Prozent Rekuperationsanteil wird ausschließlich mittels der zumindest einen elektrischen Maschine rekuperativ gebremst. Im Generatorbetrieb erzeugt hierbei die jeweilige elektrische Maschine aus der Bewegungsenergie des Kraftfahrzeugs eine elektrische Leistung, die in einen elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs rückgespeist oder eingespeist werden kann. In an sich bekannter Weise kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit vom geforderten Bremsmoment, wie es beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Fahrzeugnutzer (mittels eines Bremspedals) vorgeben kann, der Rekuperationsanteil mit steigendem Bremsmoment sinkt, also der Anteil der Reibbremsen größer ist, je größer das geforderte Bremsmoment ist, da die Erzeugung eines Bremsmoments mittels einer jeweiligen elektrischen Maschine begrenzt ist.
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Um sicherzustellen, dass die Reibbremsen jederzeit für einen solchen Fall der Anforderung eines Bremsmoments bereit sind und nicht beispielsweise in ihrer Bremseffektivität durch eine Verschmutzung der Bremsscheiben und/oder durch verrostete Bremsscheiben in ihrer Bremswirkung verringert sind, ist bei dem Verfahren folgendes vorgesehen. Durch eine Prozessorschaltung wird aus einer Bedarfsermittlungsschaltung ein Bedarfssignal für eine Bremsenreinigung der Reibbremsen ermittelt. Falls erkannt wird, dass durch das Bedarfssignal tatsächlich ein Bedarf für die Bremsenreinigung signalisiert wird, wird der Rekuperationsanteil solange auf einen vorbestimmten Höchstwert oder Höchstanteil begrenzt, bis erkannt wird, dass ein vorbestimmtes Erledigt-Ereignis eintritt. Bei Erkennen des eingetretenen Erledigt-Ereignisses wird das Begrenzen auf den Höchstanteil beendet. Die Prozessorschaltung empfängt also aus einer Bedarfsermittlungsschaltung ein Bedarfssignal, aus welchem durch die Prozessorschaltung ermittelt wird, ob die Reibbremsen bereit sind für eine Benutzung oder ob stattdessen ein Bedarf für deren Reinigung besteht. Dies kann nun in vorteilhafter Weise zeitlich vor einer Anforderung eines Bremsmoments geprüft werden, also beispielsweise, bevor es zu einem Ernstfall kommt oder zu einer Vollbremsung. Erfindungsgemäß wird dabei aber nicht einfach bei Erkennen eines Bedarfs einer Bremsenreinigung, also beispielsweise eines Bedarfs an einer Trocknung von Bremsscheiben der Reibbremsen, automatisch eine Bremsung durchgeführt. Stattdessen wird der Rekuperationsanteil verringert oder zumindest unterhalb eines Höchstanteils gehalten. Es wird also nicht gebremst, sondern nur der Rekuperationsanteil für das nächste Bremsereignis oder Bremsmanöver reduziert. So ist sichergestellt, dass bei jedem zukünftigen Bremsmanöver oder bei jeder zukünftigen Verringerung der Fahrgeschwindigkeit die Reibbremsen einen Anteil am Bremsmoment bereitstellen müssen, was dazu führt, dass eine Reinigung beispielsweise der Bremsscheiben und/oder Bremsbeläge durch Reibung und/oder Abrieb bewirkt wird. Durch Definieren eines Erledigt-Ereignisses kann durch den Fachmann festgelegt werden, wann eine ausreichende Reinigungswirkung oder Trocknungswirkung bei den Reibbremsen erreicht ist und die Rekuperation wieder ohne die Begrenzung auf den Höchstanteil weiterbetrieben werden kann.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass bei Erkennen eines Bedarfs einer Bremsenreinigung keine automatisierte aktive Bremsung nur der Reinigung wegen durchgeführt wird, sondern bei gleichbleibendem oder im Wesentlichen gleichbleibendem Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs werden lediglich zukünftige Gelegenheiten der Verzögerung des Kraftfahrzeugs dazu genutzt, dies mittels der Reibbremsen zu bewirken, um hierdurch die benötigte Bremsenreinigung, beispielsweise das Abreiben von Seifenresten und/oder das Trocknen und/oder das Abschmirgeln von Rost, zu bewirken.
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Die Erfindung umfasst auch Weiterbildungen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass mittels der Bedarfsermittlungsschaltung ein Aufenthalt in einer Waschstraße und/oder das Verlassen der Waschstraße detektiert wird und nach dem Verlassen der Waschstraße eine Rekuperation deaktiviert wird. Als Bedarfsermittlungsschaltung kann die Prozessorschaltung hierbei eines der bereits eingangs beschriebenen Detektionssysteme abfragen oder nutzen. Durch Deaktivieren der Rekuperation, also das Setzen des Rekuperationsanteils auf null, ergibt sich der Vorteil, dass der Trocknungseffekt oder Reinigungseffekt für die Bremsenreinigung maximiert ist. Dies stellt sicher, dass nach dem Ausfahren oder Verlassen aus einer Waschstraße die Bremsen in minimal möglicher Zeit getrocknet und/oder von Seifenresten befreit werden.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass durch das Bedarfssignal eine Benässung der Reibbremsen signalisiert wird und in Abhängigkeit von einem Benässungsgrad und/oder einer Benässungsrate der Wert des Höchstanteils der Rekuperation variiert oder eingestellt wird. Somit kann eine Trockungswirkung durch die Reibbremsenaktivität an die Benässungsrate angepasst werden. Eine solche Benässung kann beispielsweise indirekt durch die Ortung des Kraftfahrzeugs in einer Waschstraße signalisiert werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann aktiv oder direkt eine Benässung erkannt werden, beispielsweise mittels eines Regensensors und/oder durch Auswerten eines Kamerabilds oder eines Bildstroms aus einer Umgebungskamera des Kraftfahrzeugs. Die Benässungsrate kann beispielsweise in Abhängigkeit von einer ermittelten Niederschlagsrate oder Niederschlagsmenge (beispielsweise gemessen in Liter pro Minute) ermittelt werden, wie sie aus Wetterdaten einer Wetterstation gemeldet werden oder empfangen können. Ein Benässungsgrad kann beispielsweise ein Feuchtegrad oder Nässegrad eines Straßenbelags sein, wie er beispielsweise anhand von ermittelten Spiegelungen und/oder Bodenfärbung in einem Kamerabild ermittelt werden kann. Eine entsprechende Bedarfsermittlungsschaltung kann somit eine Bildauswertung oder einen Bildanalysealgorithmus umfassen, wie sie mittels eines entsprechen programmierten Mikroprozessorsystem realisiert werden kann. Indem der Höchstanteil kein konstanter vorgegebener Wert ist, sondern in Abhängigkeit vom Benässungsgrad und/oder der Benässungsrate angepasst oder eingestellt oder nachgeführt wird, kann berücksichtigt werden, dass unterschiedlich große Mengen an Wasser während einer Fahrt wiederholt an die Reibbremsen gelangen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden, um zu berücksichtigen, in welcher Menge Wasser vom Fahruntergrund in den jeweiligen Radkasten eines Rads aufgeschleudert wird. Der Wert des Höchstanteils kann derart eingestellt werden, dass keine Rekuperation oder eine im Vergleich zum Normalbetrieb verringerte Rekuperation stattfindet, also immer noch ein Höchstanteil größer als Null verbleibt.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass mittels der Bedarfsermittlungsschaltung eine manuelle Einforderung einer Bremstestmöglichkeit eines Nutzers erfasst wird. Es kann einem Benutzer beispielsweise in einem HMI (Human Machine Interface), beispielsweise in einem Infotainmentsystem und/oder einem Bedienmenü einer GUI (Graphical User Interface) des Kraftfahrzeugs (als Teil der Bedarfsermittlungsschaltung) ein entsprechendes Auswahlwahlfeld oder ein Auswahlbutton bereitgestellt werden, um es dem Fahrzeugnutzer zu ermöglichen, zu signalisieren oder vorzugeben, dass ein Bremstest nicht durch das Rekuperationssystem beeinträchtigt oder die Rekuperation in ihrer Wirkung verringert werden soll, damit der Fahrzeugnutzer durch Betätigen des Bremspedals die Reibbremsen betätigen kann. Vorzugsweise wird hierzu der Höchstanteil auf Null gesetzt.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass der Bedarf signalisiert ist, falls das Bedarfssignal gefrorene Bremsenkomponenten der Reibbremsen (z.B. Temperatur kleiner als 0° Celsius) und/oder eine Standzeit des Kraftfahrzeugs, die länger als eine vorbestimmte Mindestzeitdauer ununterbrochen angedauert hat, signalisiert. Eine längere Standzeit länger als die besagte Mindestzeitdauer kann beispielsweise in Abhängigkeit von dem Zustand des Zündungssignals (Zündung-aus) detektiert werden. Als Mindestzeitdauer kann beispielsweise ein Zeitraum in einem Bereich von einem Tag bis sechs Monate festgelegt sein. Danach kann sich beispielsweise Rost an den Bremsscheiben gebildet haben, der dann die besagte Bremsenreinigung (Rostentfernung) durch Betätigen der Reibbremsen notwendig machen kann. Die Mindestzeitdauer kann auch witterungsabhängig und/oder jahreszeitabhängig eingestellt werden, um zu berücksichtigen, dass Straßennässe und/oder Streusalz vorkommen können. Wird in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ermittelt, dass Bremsenkomponenten vereist sein können, so kann ebenfalls eine Bremsenreinigung notwendig sein, um Eis von den Reibbremsen zu lösen oder abzusprengen. Die Bedarfsermittlungsschaltung kann dadurch ein entsprechendes Umgebungsthermometer des Kraftfahrzeugs und/oder ein Steuergerät zum Ermitteln der Standzeit realisiert sein.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass das Bedarfssignal der Bedarfsermittlungsschaltung Geopositionsdaten eines aktuellen Aufenthaltsorts des Kraftfahrzeugs enthält und ein Bedarf vorliegt, falls bei einem Abgleich mit Kartendaten erkannt wird, dass das Kraftfahrzeug sich in einer vorbestimmten Zone befindet oder diese verlässt, für die eine Bremsenreinigung vorgesehen ist. In den Kartendaten können somit solche Zonen kartographiert oder angegeben sein, für die bekannt ist, dass sich während des Aufenthalts in der Zone oder nach Verlassen der Zone der Reinigungsbedarf ergibt. Beispielsweise kann in den Kartendaten eine jeweilige Waschstraße kartographiert sein. Wird anhand der Geopositionsdaten erkannt, dass sich das Kraftfahrzeug in einer solchen Zone befindet oder diese verlässt, so kann dies dahingehend interpretiert oder bewertet werden, dass der Bedarf für eine Bremsenreinigung vorliegt. Hier kann der Fachmann durch Kartographieren entsprechender Zonen in den Kartendaten festlegen, wann eine Bremsenreinigung durch Reibbremsen oder durch einen erhöhten Anteil an Bremsmoment durch Reibbremsen bewirkt werden soll. Die Bedarfsermittlungsschaltung kann somit einen Empfänger für ein Geopositionssignal eines GNSS (Global navigation satellite system), z.B. des GPS (Global positioning system) umfassen.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass das Bedarfssignal der Bedarfsermittlungsschaltung Wetterdaten einer aktuellen Witterung und Fahrgeschwindigkeitsdaten enthält und ein Bedarf vorliegt, falls Regen und/oder Schneefall in einer vorbestimmten, von der signalisierten Fahrgeschwindigkeit abhängig gewählten Mindestmenge vorliegt, dass bei der signalisierten Fahrgeschwindigkeit eine Benetzung der Reibbremsen gegeben ist. Dies ermöglicht in der beschriebenen Weise das Berücksichtigen, dass Regenwasser und/oder Schneematsch geschwindigkeitsabhängig in unterschiedlich großen Mengen in einen Radkasten eines jeweiligen Rades des Kraftfahrzeugs aufgeworfen werden kann, je nach Niederschlagsmenge/Schneemenge und je nach Fahrgeschwindigkeit. Überschreitet die mögliche Menge an aufgeworfenem Wasser und/oder Schnee die besagte Mindestmenge, so kann dies als Bedarfssignal für den Bedarf an einer Bremsenreinigung gewertet werden. Die Mindestmenge wird hierbei in der beschriebenen Weise in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit eingestellt. Die Bedarfsermittlungsschaltung kann somit eine Kommunikationseinheit zum Kommunizieren mit z.B. einem Internetserver eines Wetterdienstes umfassen. Die Kommunikationseinheit kann z.B. ein Mobilfunkmodul und/oder ein WLAN-Funkmodul (WLAN - wireless local area network) enthalten.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass das Bedarfssignal der Bedarfsermittlungsschaltung Kameradaten und/oder Objekterkennungsdaten von zumindest einem Objekt in einer Fahrzeugumgebung des Kraftfahrzeugs enthält und ein Bedarf vorliegt, falls zumindest ein vorbestimmtes Auslöseobjekt erkannt wird. Somit ist in vorteilhafter Weise eine optische Erkennung eines Auslöseobjekts, durch welches der Bedarf an einer Bremsenreinigung ausgelöst werden kann oder welches den Bedarf für eine Bremsenreinigung anzeigt oder signalisiert, ermöglicht. Beispielsweise kann als Auslöseobjekt ein Schild mit einer Aufforderung zu einem Bremstest und/oder ein Gebäude einer Waschstraße erkannt oder detektiert werden. Ein weiteres mögliches Auslöseobjekt ist eine Pfütze auf einer Straße. Eine entsprechende Objekterkennung von solchen Auslöseobjekten kann z.B. in der Bedarfsermittlungsschaltung mit an sich aus dem Stand der Technik bekannten Mitteln bewirkt werden, beispielsweise einer Objekterkennung oder Objektklassifikation auf der Grundlage einer Methode des maschinellen Lernens, wie sie beispielsweise mittels eines künstlichen neuronalen Netzwerks realisiert werden kann.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass das Bedarfssignal der Bedarfsermittlungsschaltung Niederschlagsdaten eines Regensensors des Kraftfahrzeugs und/oder ein Signalmuster mehrerer vorbestimmter Sensoren enthält und ein Bedarf vorliegt, falls ein vorbestimmter Niederschlagswert überschritten und/oder ein vorbestimmtes Referenzmuster erkannt wird. Die Bedarfsermittlungsschaltung kann somit durch zumindest einen Regensensor des Kraftfahrzeugs und/oder eine Gruppe aus mehreren Sensoren des Kraftfahrzeugs realisiert sein, selbst wenn das Kraftfahrzeug sich in einem Gebäude befindet. Wird dann Regen detektiert, so handelt es sich bei dem Gebäude offensichtlich um eine Waschstraße, was ebenfalls den Bedarf für eine Bremsenreinigung in Form einer Trocknung der Bremse signalisiert. Ein Signalmuster aus den Sensordaten oder Sensorsignalen mehrerer Sensoren kann beispielsweise dazu genutzt werden, einen für einen Waschvorgang in einer Waschstraße typischen Vorgang zu detektieren, beispielsweise das Schleppen des Kraftfahrzeugs in einer Spur der Waschstraße. Hier kann beispielsweise als Referenzmuster erkannt werden, ob in dem Kraftfahrzeug der Antrieb von den Rädern entkoppelt ist (Leerlauf oder Neutralstellung des Getriebes), die Parkbremse gelöst ist und dennoch das Kraftfahrzeug gezogen wird und hierbei zumindest ein Rad aber nicht rollt (weil es auf einem schleppenden Schlitten abgestellt ist). Wird ein solches Referenzmuster erkannt, so wird das Kraftfahrzeug offenbart durch eine Anlage geschleppt. Signalisiert dann zusätzlich der Regensensor einen Niederschlag, so kann insgesamt erkannt werden, dass sich das Kraftfahrzeug in einer Waschanlage befindet.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass das Bedarfssignal der Bedarfsermittlungsschaltung ein Sendersignal eines Funksenders mit einer Aufforderung zu einem Bremstest enthält. Die Bedarfsermittlungsschaltung kann somit beispielsweise einen Empfänger für das Funksignal oder Sendersignal des Funksenders darstellen. Somit kann der Fachmann solche Orte mit einem Funksender ausstatten, für die bekannt ist, dass während des Aufenthalts an einem solchen Ort oder nach Verlassen eines solchen Orts ein Bedarf an einer Bremsenreinigung besteht. Beispiele für solche Orte können sein: Eine Waschstraße, eine Baustelle, ein überfluteter Straßenabschnitt, ein verunreinigter Fahruntergrund. Ein Funksender kann entsprechend auch temporär aufgestellt sein, beispielsweise in einem Baustellenbereich auf einer Straße.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass das Erledigt-Ereignis umfasst, dass ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs eine zur Freibremsung nötige Mindeststärke, und/oder Mindestdauer und/oder Mindestintensität einer Bremsung der Reibbremsen signalisiert. Indem ein Erledigt-Ereignis nur dann erkannt wird, wenn die Mindeststärke und/oder Mindestdauer und/oder Mindestintensität der Bremsung der Reibbremsen überschritten ist, kann sichergestellt werden, dass ein ausreichend großer Reinigungseffekt für die Bremsenreinigung durch die Reibbremsen erzielt oder bewirkt wurde. Mittels tabellierter Werte und/oder Kennlinien kann hierbei auch eine aktuelle Fahrsituation dahingehend abgebildet oder interpretiert werden, welche Werte für die Mindeststärke und/oder Mindestdauer und/oder Mindestintensität eingestellt oder genutzt werden sollen. Beispielsweise kann eine Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und/oder Parkdauer und/oder Niederschlagsmenge mittels zumindest einer Tabelle und/oder zumindest einer Kennlinie festgelegt werden.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass das Erledigt-Ereignis umfasst, dass aufgrund eines aktuell zwischen dem Rekuperationssystem und den Reibbremsen eingestelltes Überblendverhalten und/oder aufgrund vorbestimmter Einstellungen für das Rekuperationssystem und/oder die Reibbremsen eine Begrenzung des Rekuperationsanteils verhindert werden soll. Ein möglicher Widerspruch oder eine mögliche Einstellung, die das Reduzieren oder Begrenzen des Rekuperationsanteils verhindern kann, kann beispielsweise die Einstellung für eine Maximierung des Energiesparanteils in einem Rekuperationssystem sein. Ein anderer Widerspruch oder eine andere Verhinderung kann sich durch ein vorgegebenes Überblendverhalten ergeben, bei welchem während eines einzelnen Bremsvorgangs oder während eines ablaufenden Bremsvorgangs ohnehin zwischen dem Rekuperationssystem und den Reibbremsen dynamisch und/oder zeitabhängig übergeblendet wird. Hier ergibt sich dann die Notwendigkeit, den aktuellen Bedarf einer Bremsenreinigung zu ignorieren oder zu übersteuern, sodass dies als ein weiteres mögliches Erledigt-Ereignis vorgegeben werden kann.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass das Erledigt-Ereignis umfasst, dass eine vorbestimmte Höchstzeitdauer seit Erkennen des Bedarfs vergangen ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass nach Ablauf der Höchstzeitdauer sichergestellt ist, dass die Rekuperation wieder unbegrenzt in Betrieb ist. Die Höchstzeitdauer kann in einem Bereich von einer Minute bis zehn Stunden gewählt werden, um nur beispielhafte Werte zu nennen.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass bei Erkennen des Bedarfs eine Aufforderung zu einem Bremstest an einen Benutzer des Kraftfahrzeugs ausgegeben wird. Der Benutzer oder Fahrzeugnutzer kann beispielsweise durch ein optisches Signal oder eine Nachricht (also Symbol und/oder als Schrift und/oder eine Sprachansage) zu einem Bremstest aufgefordert werden. Dies kann in dem Kraftfahrzeug beispielsweise über das Infotainmentsystem ausgegeben werden. Die Aufforderung weist den Vorteil auf, dass nach Erkennen des Bedarfs an einer Bremsenreinigung die Wartezeit bis zum Eintritt eines Erledigt-Ereignisses verkürzt werden kann. Beispielsweise kann der Fahrzeugnutzer bewusst oder aktiv nach dem Aktivieren der Begrenzung des Rekuperationsanteils die Reibbremse durch Betätigen des Bremspedals aktivieren, wodurch die Bremsenreinigung bewirkt wird.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass bei Erkennen des Bedarfs eine Benutzereingabe zum Freigeben des Begrenzens des Rekuperationsanteils von einem Benutzer abgefragt wird und nur bei Freigabe durch den Benutzer das Begrenzen durchgeführt wird. Indem die Begrenzung des Rekuperationsanteils von der Freigabe durch den Fahrzeugnutzer oder Benutzer abhängig gemacht wird, kann verhindert werden, dass ohne bewusstes oder willentliches Zutun des Benutzers das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs verändert wird und hierdurch der Benutzer beispielsweise überrascht oder in unerwarteter Weise eine Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs erfährt.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass während die Begrenzung andauert, eine Rückmeldung betreffend die aktive Begrenzung in dem Kraftfahrzeug ausgegeben wird. Somit ist der Fahrzeugnutzer oder Benutzer dauerhaft während der aktiven Begrenzung im Bewusstsein darüber gehalten, dass sich die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs durch eine Begrenzung des Rekuperationsanteils verändert hat oder verändert gehalten wird.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass bei Erkennen des Erledigt-Ereignisses in dem Kraftfahrzeug mittels einer Ausgabe angegeben wird, aus welchem Grund die Begrenzung beendet wird. Beispielsweise kann eine Bestätigung ausgegeben werden, dass der Bremstest oder die Bremsreinigung erfolgreich war. Wird dagegen beispielsweise nach Ablauf der Höchstdauer ohne Erkennen eines Bremsvorgangs abgebrochen, so ist der Benutzer darüber informiert, dass die Bremsen weiterhin den Bedarf für eine Bremsenreinigung aufweisen könnten.
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Eine Weiterbildung umfasst, dass das Erledigt-Ereignis umfasst, dass von einem Benutzer eine Beendigung der Begrenzung bestätigt oder genehmigt wird. Hierdurch kann das aktuell erkannte Erledigt-Ereignis ignoriert oder übergangen werden und die Begrenzung aufrecht erhalten werden. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn als Erledigt-Ereignis erkannt wird, dass die Höchstzeitdauer ohne Eintritt eines Bremsereignisses verstrichen ist. Der Benutzer kann dann willentlich einschreiten, um die Begrenzung der Rekuperation aufrecht zu erhalten, oder er hat eine Steuermöglichkeit, um weiterhin die Begrenzung aufrecht zu erhalten.
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Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung eine Prozessorschaltung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Prozessorschaltung eine Kommunikationseinheit zum Empfangen eines Bedarfssignals aus einer Bedarfsermittlungsschaltung und zum Aussenden eines Höchstanteils für eine Begrenzung eines Rekuperationsanteils an ein Rekuperationssystem umfasst und dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des Verfahrens durchzuführen. Die Prozessorschaltung kann beispielsweise auf der Grundlage eines Steuergeräts oder eines Verbunds aus mehreren Steuergeräten des Kraftfahrzeugs und/oder auf der Grundlage eines Zentralrechners des Kraftfahrzeugs realisiert sein. Die Prozessorschaltung kann zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller umfassen. Des Weiteren kann ein Datenspeicher bereitgestellt sein, in welchem maschinenlesbare Instruktionen gespeichert sein können, die bei Ausführen durch die Prozessorschaltung diese veranlassen, die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.
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Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Bedarfsermittlungsschaltung zum Erzeugen eines Bedarfssignals, das einen Bedarf für die Bremsenreinigung signalisiert, und mit einem Rekuperationssystem mit einstellbarem Rekuperationsanteil und mit einer Ausführungsform der Prozessorschaltung. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere ein Kraftwagen, beispielsweise ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, sein. In dem Kraftfahrzeug können als Reibbremsen beispielsweise Sattelbremsen und/oder Trommelbremsen vorgesehen sein. Als jeweilige elektrische Maschine kann beispielsweise ein Radnabenmotor oder ein Elektromotor für einen Frontantrieb und/oder Heckantrieb vorgesehen sein. Als elektrische Maschine kann beispielsweise eine Synchronmaschine und/oder Reluktanzmaschine und/oder Asynchronmaschine vorgesehen sein. Ein Rekuperationssystem mit einstellbarem Rekuperationsanteil kann aus dem Stand der Technik entnommen sein.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur:
- Fig. eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, in welchem eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prozessorschaltung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführen kann.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In der Figur sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die Figur zeigt ein Kraftfahrzeug 10, das beispielsweise ein Kraftwagen, insbesondere ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, sein kann. Das Kraftfahrzeug 10 kann als Fahrantrieb zumindest eine elektrische Maschine 11 aufweisen, die durch eine Leistungselektronik 12 und einen Energiespeicher 13 betrieben werden kann. Während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 10 kann zum Verringern der Fahrgeschwindigkeit oder zum Verzögern mittels der elektrischen Maschine 11 eine Rekuperation 14 von Energie erreicht werden, indem die elektrische Maschine 11 mittels der Leistungselektronik 12 in einen Generatorbetrieb 15 geschaltet wird, wodurch die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs 10 unter Erzeugung eines Bremsmoments 16 zur Rekuperation 14 elektrische Energie erzeugt, die in den Energiespeicher 13 zurückgespeist werden kann. Zusätzlich zur Rekuperation 14 kann für eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs 10, also zum Verringern der Fahrgeschwindigkeit, ein Bremssystem 17 mit Reibbremsen 18, beispielsweise Scheibenbremsen mit Bremsscheiben 18`, bereitgestellt sein. Auch mittels der Reibbremsen 18 kann das Bremsmoment 16 erzeugt werden. Das Bremssystem 17 und die Leistungselektronik 12 können bei dem Kraftfahrzeug 10 ein Rekuperationssystem 19 bilden, bei welchem der jeweilige Anteil am Bremsmoment 16 eingestellt oder verändert werden kann, sodass ein Rekuperationsanteil 20 der elektrischen Maschine 11 steuerbar oder veränderbar ist.
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Bei dem Kraftfahrzeug 10 kann dies dazu genutzt sein, den Rekuperationsanteil 20 gezielt zu verringern, um beim Bereitstellen eines Bremsmoments 16 die Reibbremsen 18 zu verwenden, um hierdurch eine Bremsenreinigung der Reibbremsen 18 zu erreichen, indem beispielsweise Bremsbeläge von Bremssatteln 21 der Reibbremsen 18 die Bremsscheiben 18' schmirgeln und/oder trocknen, um beispielsweise Nässe 22 zu entfernen.
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Hierbei kann eine Reduktion oder Verringerung des Rekuperationsanteils 20 durch eine Prozessorschaltung 23 auf einen Höchstwert oder Höchstanteil 24 begrenzt werden. Der Höchstanteil 24 kann beispielsweise null betragen, um die Rekuperation 14 vollständig zu deaktivieren. Es kann aber auch ein Intervall von null Prozent bis zu dem Höchstanteil 24 für die Rekuperation 14 zugelassen werden. Wird bei der Rekuperation 14 der Rekuperationsanteil größer als der Höchstanteil 24 oder wird der Höchstanteil 24 erreicht, so wird eine weitere Steigerung des Rekuperationsanteils 20 durch die Prozessorschaltung 23 vermieden oder begrenzt, indem eine weitere Steigung des Bremsmoments 16 mittels der Reibbremsen 18 bewirkt oder erreicht oder vorgegeben wird.
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Wann ein Bedarf 25 für eine Bremsenreinigung notwendig ist und dann die Rekuperation 14 mittels des Höchstanteils 24 in Bezug auf den Rekuperationsanteil 20 reduziert wird, kann durch die Prozessorschaltung 23 mittels einer Bedarfsermittlungsschaltung 26 ermittelt werden, welche ein Bedarfssignal 27 bereitstellen kann, aus welchem durch die Prozessorschaltung 23 ermittelt werden kann, ob ein Bedarf für die Bremsenreinigung vorliegt. Die Bedarfsermittlungsschaltung 26 kann beispielsweise zumindest einen Sensor 28 des Kraftfahrzeugs 10 dafür nutzen, um eine Ursache für eine Beschmutzung oder Nässe 22 an den Bremsscheiben 19' zu ermitteln.
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Die Prozessorschaltung 23 kann beispielsweise durch ein Steuergerät oder mehrere Steuergeräte des Kraftfahrzeugs 10 realisiert sein. Die Bedarfsermittlungsschaltung 26 kann durch eines oder mehrere Steuergeräte realisiert sein. Die Bedarfsermittlungsschaltung 26 kann auch mehrere unterschiedliche Bedarfe für eine Bremsenreinigung oder Ursachen für eine Verschmutzung der Reibbremsen 18 detektieren.
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In der Figur ist als Beispiel dargestellt, dass durch die Bedarfsermittlungsschaltung 26 ermittelt wird, dass das Kraftfahrzeug 10 gerade eine Ausfahrt oder ein Verlassen 30 einer Waschstraße 31 durchführt. Beim Verlassen einer Waschstraße 31 muss damit gerechnet werden, dass sich Nässe 22 an den Reibbremsen 18, insbesondere auf den Bremsscheiben 18`, befindet. Dadurch kann eine Effektivität der Reibbremsen reduziert sein. Aus diesem Grund ist eine Bremsenreinigung zum Entfernen der Nässe 22 und/oder eines Seifenfilms sinnvoll. Entsprechend kann durch die Bedarfsermittlungsschaltung 26 mittels des Bedarfssignals 27 signalisiert werden, dass aktuell das Verlassen 30 der Waschstraße 31 stattfindet. Das Bedarfssignal 27 kann auch auf Grundlage eines Empfängers für ein Positionssignal eines GNSS 32 mittels des Positionssignals 33 eine aktuelle Geoposition des Kraftfahrzeugs 10 signalisieren. Durch die Prozessorschaltung 23 kann auf Grundlage von Kartendaten 35 ermittelt werden, dass aktuell eine Waschstraße 31 verlassen wird.
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Daraufhin kann abgewartet werden, bis ein nächstes Bremsmanöver beispielsweise durch eine autonome Fahrfunktion und/oder einen Fahrer durchgeführt wird. Es muss also nicht aktiv ein Bremsmanöver durch die Prozessorschaltung 23 ausgelöst werden. Für dieses nächste Bremsmanöver kann der Rekuperationsanteil 20 durch Einstellen des Höchstanteils 24 oder Höchstanteils 24 reduziert werden, beispielsweise auf null. Wird dann das Bremsmanöver durchgeführt, so wird dieses zum überwiegenden Teil oder vollständig mittels der Reibbremsen 18 durchgeführt und hierdurch eine Bremsenreinigung zum Entfernen der Nässe 22 bewirkt. Die Prozessorschaltung 23 kann den weiteren Verlauf der Fahrt nach dem Einstellen des Höchstanteils 24 in Bezug auf ein Eintreten eines Erledigt-Ereignisses 34 überwachen. Ist das Erledigt-Ereignis 34 erkannt, so kann die Begrenzung des Rekuperationsanteils 20 durch den Höchstanteil 24 aufgehoben oder beendet werden. Damit ist die Steuerung der Rekuperation 14 im weiteren Verlauf der Fahrt unabhängig von einem Bedarf einer Bremsenreinigung einstellbar. Mit anderen Worten können andere Steuermechanismen den Rekuperationsanteil 20 ohne eine Begrenzung durch den Höchstanteil 24 durchführen.
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Die Idee sieht somit vor, dass über Umgebungsinformationen aus der Sensorik des Fahrzeugs und/oder Geopositionsdaten ermittelt wird, ob sich ein Fahrzeug gerade in einer Waschstraße befindet. Ebenfalls aus Fahrzeugsensoren kann ermittelt werden, wenn das Fahrzeug die Waschstraße wieder verlässt. Sobald das Verlassen der Waschstraße festgestellt wird, deaktiviert ein System im Fahrzeug die Rekuperation, optional nach eingeforderter Bestätigung durch den Fahrer über z.B. ein Human-Machine-Interface HMI und optional nach Aufforderung zu einem Bremstest. Nach einer vom Fahrer ausgelösten Bremsung (in einer Ausführungsform wird eine zur Freibremsung nötige Stärke, Dauer oder Intensität der Bremsung aus tabellierten Werte ermittelt) wird entweder automatisch oder nach erneuter eingeforderter Bestätigung die Rekuperation wieder aktiviert. Auch ist vorstellbar, dass auch bei ausgebliebener Bremsung nach einer gewissen Zeit die Rekuperation automatisch wieder aktiviert wird.
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Als Erweiterung ist vorstellbar, dass in Regensituationen automatisch z.B. in von Regenintensität und Straßenbedingungen abhängigen Intervallen eine automatische/zu bestätigende Deaktivierung der Rekuperation bei geeigneten Bremsungen stattfindet, um die Bildung von Flüssigkeitsfilmen auf Bremsenteilen zu reduzieren. Falls eine Deaktivierung der Rekuperation fahrzeugabhängig zur Durchführung eines Bremstests nicht notwendig ist, da beispielsweise der Anteil der mechanischen Bremse bei niedrigen Geschwindigkeiten ausreichend hoch ist, um eine Befreiung von Flüssigkeitsspuren sicherzustellen, ist auch vorstellbar, dass eine Deaktivierung der Rekuperation ausbleibt, aber nach Ausfahren aus einer Waschstraße und erfolgter Bremsung eine Meldung an den Insassen „Bremstest erfolgreich“ ausgegeben wird, damit Unsicherheiten bei den Insassen beseitigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- Kraftfahrzeug
- 11
- Maschine
- 12
- Leistungselektronik
- 13
- Energiespeicher
- 14
- Rekuperation
- 15
- Generatorbetrieb
- 16
- Bremsmoment
- 17
- Bremssystem
- 18
- Bremsscheiben
- 18'
- Bremsschreiben
- 19
- Rekuperationssystem
- 20
- Rekuperationsanteil
- 21
- Bremssattel
- 22
- Nässe
- 23
- Prozessorschaltung
- 24
- Höchstanteil
- 25
- Bedarf
- 26
- Bedarfsermittlungsschaltung
- 27
- Bedarfssignal
- 28
- Sensor
- 30
- Verlassen
- 31
- Waschstraße
- 32
- GNSS
- 33
- Positionssignal
- 34
- Erledigt-Ereignis
- 45
- Kartendaten
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019102244 A1 [0005]
- DE 102011085347 A1 [0006]
- DE 102007058799 A1 [0007]
- DE 102013209242 A1 [0008]
- DE 102019002591 A1 [0009]