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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Bremssteuerungsvorrichtung und ein Bremssteuerungsverfahren für ein zweirädriges Elektrofahrzeug sowie zweirädriges Elektrofahrzeug umfassend eine Bremssteuerungsvorrichtung.
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Bremssteuerungsvorrichtungen sind prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt.
DE 29 21 626 A1 beschreibt beispielsweise eine Motorradbremsanlage für ein Motorrad mit einem Federbein, in dem ein lastabhängiger Druck vorliegt, mit einem Hauptzylinder, einem daran angeschlossenen steuerbaren Bremskraftverteiler und zwei damit verbundenen Radbremszylindern für das Vorder- bzw. Hinterrad, wobei der Druck im Federbein an einen Steuereingang des steuerbaren Bremskraftverteilers angelegt ist, welcher das Verhältnis von Hinterradbremsdruck zu Vorderradbremsdruck entsprechend dem Steuerdruck einregelt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine verbesserte Bremssteuerungsvorrichtung für ein zweirädriges Elektrofahrzeug, ein verbessertes Bremssteuerungsverfahren für ein zweirädriges Elektrofahrzeug sowie ein verbessertes zweirädriges Elektrofahrzeug bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird zunächst gelöst durch eine Bremssteuerungsvorrichtung für ein zweirädriges Elektrofahrzeug, umfassend eine Bremskrafterfassungseinheit, die ausgebildet ist, eine von einem Benutzer des zweirädrigen Elektrofahrzeugs an einer einzigen, an einem Lenker des Elektrofahrzeugs angeordneten Bremsbetätigungsvorrichtung angeforderte Bremskraft zu erfassen; eine Bremskraftverteilungseinheit, die ausgebildet ist, die angeforderte Bremskraft an eine vordere Bremsvorrichtung an einem nicht angetriebenen Vorderrad des Elektrofahrzeugs und an eine hintere Bremsvorrichtung an einem durch einen Elektromotor angetriebenen Hinterrad des Elektrofahrzeugs in Abhängigkeit der Höhe der durch den Benutzer angeforderten Bremskraft zu verteilen; und eine Energierückgewinnungseinheit, die ausgebildet ist, die Bremsenergie von der hinteren Bremsvorrichtung an dem Hinterrad des Elektrofahrzeugs zu gewinnen und in einer elektrischen Speichervorrichtung des Elektrofahrzeugs zu speichern.
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Ein zweirädriges Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, wie beispielsweise ein Elektromotoroller oder ein Elektromotorrad, das ein Vorderrad und ein Hinterrad umfasst, von denen einzig das Hinterrad durch einen Elektromotor angetrieben wird. Der Elektromotor schöpft seine Energie aus einer elektrischen Speichervorrichtung, wie einer Batterie oder einem Akkumulator, und ist dabei beispielsweise als Nabenmotor oder Hinterradmotor am Hinterrad angeordnet und treibt dieses direkt oder indirekt, beispielsweise über eine Übersetzung, wie eine Kette oder Räderkette, an.
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Dabei weist sowohl das Vorderrad als auch das Hinterrad des Elektrofahrzeugs eine Bremsvorrichtung auf, die bei Betätigung einer an einem Lenker des Elektrofahrzeugs angebrachten Bremsbetätigungsvorrichtung betätigt werden. Die Bremsvorrichtung des Vorderrads ist ausgebildet, die Rotationsgeschwindigkeit des Vorderrads zu bremsen, beispielsweise durch Reibung. Die Bremsvorrichtung des Hinterrads ist ausgebildet, die Rotationsgeschwindigkeit des Hinterrads zu bremsen, beispielsweise durch eine elektrogeneratorische Bremswirkung.
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Die Bremsbetätigungsvorrichtung kann dabei als Hebel bzw. Bremshebel ausgebildet und an dem Lenker derart befestigt sein, dass ein Benutzer oder Fahrer des Elektrofahrzeugs diese mit einer Hand, insbesondere einem oder mehreren Fingern durch Zug betätigen kann, ohne dabei den Lenker loslassen zu müssen. Dazu ist die Bremsbetätigungsvorrichtung vorzugsweise an der rechten Seite des Lenkers angeordnet, wo sich auch eine Beschleunigungsbetätigungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Gasgriff oder ein Gashebel, befindet. Dadurch kann ein gleichzeitiges Bremsen und Beschleunigen durch den Benutzer vermieden werden.
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Das Elektrofahrzeug weist dabei lediglich eine einzige Bremsbetätigungsvorrichtung auf. Eine weitere, beispielsweise durch einen Fuß betätigbare Bremsbetätigungsvorrichtung kann dabei entfallen. Wenn eine durch einen Fuß betätigbare Bremsbetätigungsvorrichtung vorgesehen ist, kann diese insbesondere derart ausgestaltet sein, dass sie mit der durch eine Hand betätigbaren Bremsbetätigungsvorrichtung parallel wirkt, das bedeutet, dass sie dieselbe Funktion ausführt.
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Die Bremssteuerungsvorrichtung umfasst zunächst eine Bremskrafterfassungseinheit, die ausgebildet ist, eine von dem Benutzer an der Bremsbetätigungsvorrichtung angeforderte Bremskraft zu erfassen. Dazu erfasst die Bremskrafterfassungseinheit die an der Bremsbetätigungsvorrichtung beispielsweise einen Zugwinkel mittels eines Winkelsensors oder eine aufgewendete Kraft des Benutzers mittels eines Kraftsensors. Diese von dem Benutzer an der Bremsbetätigungsvorrichtung angeforderte Bremskraft entspricht der von dem Benutzer gewünschten Bremsstärke. Die Bremskrafterfassungseinheit erfasst dazu die Höhe bzw. die Stärke der von dem Benutzer angeforderten Bremskraft. Diese Höhe oder Stärke kann dabei beispielsweise in einem analogen oder digitalen Wert, entweder absolut oder relativ in Bezug auf eine maximale Betätigung, erfasst werden.
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Die Bremssteuerungsvorrichtung umfasst weiter eine Bremskraftverteilungseinheit, die ausgebildet ist, die von dem Benutzer an der Bremsbetätigungsvorrichtung angeforderte Bremskraft an die vordere und hintere Bremsvorrichtung zu verteilen bzw. die angeforderte Bremskraft der vorderen und der hinteren Bremsvorrichtung zuzuweisen. Dazu bekommt die Bremskraftverteilungseinheit die Höhe oder Stärke der von dem Benutzer angeforderten Bremskraft von der Bremskrafterfassungseinheit bereitgestellt bzw. ruft diese ab.
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Die Bremskraftverteilungseinheit verteilt dazu die von dem Benutzer angeforderte Bremskraft in Abhängigkeit von der Höhe an die vordere Bremsvorrichtung und an die hintere Bremsvorrichtung. Dazu hat die Bremskraftverteilungseinheit auf die vordere und hintere Bremsvorrichtung Zugriff bzw. kann diese individuell ansteuern.
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Beispielsweise weist die Bremskraftverteilungseinheit die überwiegende oder vollständige Bremskraft an die hintere Bremsvorrichtung zu, wenn eine geringe Bremskraft von dem Benutzer angefordert wird, und die überwiegende oder vollständige Bremskraft an die vordere Bremsvorrichtung zu, wenn eine hohe Bremskraft von dem Benutzer angefordert wird.
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Weiter beispielsweise wird die Bremskraft ausschließlich der hinteren Bremsvorrichtung zugewiesen, solange eine von dem Benutzer angeforderte Bremskraft einen bestimmten ersten Schwellwert nicht überschritten hat. Dieser Schwellwert kann beispielsweise bei 10%, 20%, 30% oder 40% der maximalen bzw. maximal anforderbaren Bremskraft liegen. Über diesem ersten Schwellwert kann dann die vordere Bremsvorrichtung hinzugeschaltet werden und die Bremskraft auf die vordere und hintere Bremsvorrichtung gleichermaßen oder mit einem festen Verhältnis verteilt werden. Diese gleichzeitige Nutzung von vorderer und hinterer Bremsvorrichtung kann beispielsweise bis zu einem zweiten Schwellwert erfolgen. Dieser zweite Schwellwert kann beispielsweise bei 30%, 40%, 50%, 60% oder 70% der maximalen bzw. maximal anforderbaren Bremskraft liegen. Über diesem zweiten Schwellwert kann dann beispielsweise die Bremskraft ausschließlich an die vordere Bremsvorrichtung zugewiesen werden.
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Weiter beispielsweise kann in dem Bereich zwischen dem ersten und zweiten Schwellwert die Verteilung auf die vordere Bremsvorrichtung und die hintere Bremsvorrichtung auch in einem nicht festen, d.h. beweglichen Verhältnis erfolgen. So kann beispielsweise die Verteilung auf die vordere Bremsvorrichtung linear bzw. proportional zur angeforderten Bremskraft nach Überschreiten des ersten Schwellwerts und vor Erreichen des zweiten Schwellwerts steigen.
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Weiter weist die Bremssteuerungsvorrichtung eine Energierückgewinnungseinheit auf, die ausgebildet ist, die Bremsenergie von der hinteren Bremsvorrichtung zu gewinnen und in der elektrischen Speichervorrichtung des Elektrofahrzeugs zu speichern. Dazu weist der an dem Hinterrad angeordnete Elektromotor beispielsweise einen Generatormodus auf bzw. kann als ein Generator betrieben werden. Der Elektromotor weist dazu beispielsweise eine Rekuperationsbrems- oder Nutzbremsfunktion auf oder ist als solche ausgebildet und kann somit gleichzeitig als hintere Bremsvorrichtung fungieren, die die Bremsenergie elektromotorisch gewinnt und in der elektrischen Speichervorrichtung speichert.
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Durch diese Bremssteuerungsvorrichtung ist es möglich, die Bremsenergie bei einem zweirädrigen Elektrofahrzeug effizient zu gewinnen. Da bei zweirädrigen Fahrzeugen, ob mit oder ohne Elektromotor, üblicherweise überwiegend mit der Vorderradbremse gebremst wird, ein möglicher Elektromotor, der auch als Generator betrieben werden kann, sich jedoch überwiegend am Hinterrad befindet, wird üblicherweise bei herkömmlichen Elektrofahrzeugen keine oder nur sehr wenig Bremsenergie gewonnen.
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Dadurch, dass nur eine einzige Bremsbetätigungsvorrichtung bereitgestellt wird, kann der Benutzer aus der Verantwortung genommen und die Verteilung durch die Bremssteuerungsvorrichtung übernommen werden. Dadurch, dass die Bremssteuerungsvorrichtung die Bremskraft aktiv auf die hintere Bremsvorrichtung verteilt, ist es möglich, diese dort aufgewendete Bremskraft auch zurückzugewinnen.
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Insbesondere ist es durch diese Bremssteuerungsvorrichtung möglich, auf einen zweiten, einzig zu Bremsenergiezwecken bereitzustellenden Motor bzw. Generator an dem Vorderrad zu verzichten.
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Die Bremssteuerungsvorrichtung kann dadurch weitergebildet werden, dass die Bremsbetätigungsvorrichtung ausgebildet ist, in einer ersten Richtung und in einer zweiten Richtung gedreht zu werden und wobei die Bremskrafterfassungseinheit weiter ausgebildet ist, bei einer Drehung in der ersten Richtung eine angeforderte Bremskraft zu erfassen und bei einer Drehung in der zweiten Richtung eine Beschleunigungskraft zu erfassen.
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Die Bremsbetätigungsvorrichtung ist dabei drehbar ausgebildet und insbesondere am Lenker des Elektrofahrzeugs angeordnet. Die Bremsbetätigungsvorrichtung kann dabei insbesondere als Drehgriff am Lenker ausgebildet sein, der sich in zwei Richtungen drehen lässt. Dabei lässt sich die Bremsbetätigungsvorrichtung insbesondere in einer ersten Richtung, die sich in einer Draufsicht in Fahrtrichtung befindet, und in einer zweiten Richtung, die sich in einer Draufsicht entgegengesetzt zur Fahrtrichtung befindet, drehen.
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Insbesondere befindet sich die Bremsbetätigungsvorrichtung auf der in Fahrtrichtung rechten Seite des Lenkers und kann so durch einen Benutzer oder Fahrer des Elektrofahrzeugs mit der rechten Hand betätigt, das heißt gedreht werden.
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Dabei ist die Bremskrafterfassungseinheit derart ausgebildet, dass bei Drehung in die erste Richtung eine angeforderte Bremskraft erfasst wird und bei Drehung in die zweite Richtung eine angeforderte Beschleunigungskraft erfasst wird. Die angeforderte Beschleunigungskraft kann dann an den Elektromotor bereitgestellt werden, so dass dieser zu der angeforderten Beschleunigungskraft proportional beschleunigt wird. Die Bremsbetätigungsvorrichtung erfüllt in dieser Ausführungsform somit auch die Funktion einer Beschleunigungsbetätigungsvorrichtung.
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Durch diese Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass die Bremssteuerungsvorrichtung besonders wenige Komponenten aufweist. Insbesondere ergibt sich durch diese Weiterbildung eine besonders einfache Bedienung.
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Die Bremssteuerungsvorrichtung kann dadurch weitergebildet werden, dass einer Drehung in der ersten Richtung eine erste Rückstellkraft entgegenwirkt und einer Drehung in der zweiten Richtung eine zweite Rückstellkraft entgegenwirkt, wobei die erste Rückstellkraft höher ist als die zweite Rückstellkraft.
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Die erste Rückstellkraft ist die Kraft, die bei einer Bremsbetätigung durch den Benutzer oder Fahrer des Elektrofahrzeugs überwunden werden muss bzw. gegen die die Bremsbetätigung, das heißt die Drehung in die erste Richtung ausgeführt wird. Ebenso ist die zweite Rückstellkraft die Kraft, die bei einer Beschleunigungsbetätigung durch den Benutzer oder Fahrer des Elektrofahrzeugs überwunden werden muss bzw. gegen die die Beschleunigungsbetätigung, das heißt die Drehung in die zweite Richtung ausgeführt wird.
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Dabei ist die erste Rückstellkraft größer als die zweite Rückstellkraft. Die erste Rückstellkraft kann dabei 1,5 Mal, 2 Mal oder 3 Mal größer sein als die zweite Rückstellkraft. Insbesondere kann der Drehweg in die erste Richtung kürzer sein als in die zweite Richtung.
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Durch diese Weiterbildung wird verhindert, dass ein mit einem herkömmlichen Gashebel vertrauter Benutzer eine übermäßige Bremsung auslöst. Diese Weiterbildung ist somit besonders sicher.
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Die Bremssteuerungsvorrichtung kann dadurch weitergebildet werden, dass sie weiter eine Drehzahlerfassungseinheit umfasst, die ausgebildet ist, eine Hinterrad-Drehzahl des durch den Elektromotor angetriebenen Hinterrades des Elektrofahrzeugs zu erfassen; wobei die Bremskraftverteilungseinheit weiter ausgebildet ist, die angeforderte Bremskraft an die vordere Bremsvorrichtung an dem nicht angetriebenen Vorderrad des Elektrofahrzeugs und an die hintere Bremsvorrichtung an dem durch den Elektromotor angetriebenen Hinterrads des Elektrofahrzeugs zusätzlich in Abhängigkeit der erfassten Hinterrad-Drehzahl des durch den Elektromotor angetriebenen Hinterrades zu verteilen.
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Die Drehzahlerfassungseinheit ist dazu ausgebildet, die Hinterrad-Drehzahl zu erfassen, beispielsweise durch einen ersten Drehzahlsensor, der an dem Hinterrad angeordnet ist und/oder der in den Elektromotor integriert ist. Die Drehzahlerfassungseinheit stellt dazu den erfassten Hinterrad-Drehzahlwert an die Bremskraftverteilungseinheit bereit. Die Bremskraftverteilungseinheit ist dabei weiter ausgebildet, die angeforderte Bremskraft an die vordere und die hintere Bremsvorrichtung zusätzlich in Abhängigkeit der Hinterrad-Drehzahl zu verteilen.
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Wenn die Drehzahl gleich oder nahezu null ist, deutet dies auf ein blockierendes Hinterrad des Elektrofahrzeugs hin.
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Optional kann die Drehzahlerfassungseinheit zusätzlich ausgebildet sein, die Vorderrad-Drehzahl zu erfassen, beispielsweise durch einen zweiten Drehzahlsensor, der an dem Vorderrad angeordnet ist. Die Drehzahlerfassungseinheit stellt dazu den erfassten Vorderrad-Drehzahlwert an die Bremskraftverteilungseinheit bereit. Die Bremskraftverteilungseinheit ist dabei weiter ausgebildet, die angeforderte Bremskraft an die vordere und die hintere Bremsvorrichtung zusätzlich in Abhängigkeit der Vorderrad-Drehzahl zu verteilen.
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Wenn die Drehzahl zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad einen bestimmten Schwellwert überschreitet, deutet dies auf ein blockierendes Hinterrad des Elektrofahrzeugs hin.
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Da ein blockierendes Hinterrad sich negativ auf die Stabilität des Elektrofahrzeugs auswirken kann, kann somit die Verteilung überwiegend oder vollständig auf die vordere Bremsvorrichtung verteilt werden, um eine Blockierung des Hinterrads zu verhindern oder aufzuheben.
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Insbesondere ist es somit möglich, die gewünschte Energiegewinnung zugunsten der Sicherheit auszusetzen.
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Durch diese Weiterbildung ist es insbesondere möglich, eine besonders sichere Bremsung durch die Bremssteuerungsvorrichtung bereitzustellen.
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Die Bremssteuerungsvorrichtung kann dadurch weitergebildet werden, dass die Drehzahlerfassungseinheit weiter ausgebildet ist, eine Vorderrad-Drehzahl des durch den Elektromotor angetriebenen Vorderrades des Elektrofahrzeugs zu erfassen; wobei die Bremskraftverteilungseinheit weiter ausgebildet ist, die angeforderte Bremskraft an die vordere Bremsvorrichtung an dem nicht angetriebenen Vorderrad des Elektrofahrzeugs und an die hintere Bremsvorrichtung an dem durch den Elektromotor angetriebenen Hinterrads des Elektrofahrzeugs zusätzlich in Abhängigkeit der erfassten Vorderrad-Drehzahl des nicht angetriebenen Vorderrades zu verteilen.
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Die Drehzahlerfassungseinheit ist dazu ausgebildet, die Vorderrad-Drehzahl zu erfassen, beispielsweise durch einen zweiten Drehzahlsensor, der an dem Vorderrad angeordnet ist. Die Drehzahlerfassungseinheit stellt dazu den erfassten Vorderrad-Drehzahlwert an die Bremskraftverteilungseinheit bereit. Die Bremskraftverteilungseinheit ist dabei weiter ausgebildet, die angeforderte Bremskraft an die vordere und die hintere Bremsvorrichtung zusätzlich in Abhängigkeit der Vorderrad-Drehzahl zu verteilen.
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Wenn die Drehzahl gleich oder nahezu null ist, deutet dies auf ein blockierendes Vorderrad des Elektrofahrzeugs hin. Da ein blockierendes Vorderrad sich negativ auf die Stabilität des Elektrofahrzeugs auswirken kann, kann somit die Verteilung überwiegend oder vollständig auf die hintere Bremsvorrichtung verteilt werden, um eine Blockierung des Vorderrads zu verhindern oder aufzuheben.
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Durch diese Weiterbildung ist es insbesondere möglich, eine besonders sichere Bremsung durch die Bremssteuerungsvorrichtung bereitzustellen.
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Einige oder alle von der Bremskrafterfassungseinheit, der Bremskraftverteilungseinheit, der Energierückgewinnungseinheit und der Drehzahlerfassungseinheit können dabei teilweise oder vollständig als Mikroprozessoren ausgebildet sein. Ebenso können einige oder alle von der Bremskrafterfassungseinheit, der Bremskraftverteilungseinheit, der Energierückgewinnungseinheit und der Drehzahlerfassungseinheit in einem Mikroprozessor zusammengefasst sein.
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Die Eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Bremssteuerungsverfahren für ein zweirädriges Elektrofahrzeug, umfassend die Schritte Erfassen einer von einem Benutzer des zweirädrigen Elektrofahrzeugs an einer einzigen, an einem Lenker des Elektrofahrzeugs angeordneten Bremsbetätigungsvorrichtung angeforderten Bremskraft; Verteilen der angeforderten Bremskraft an eine vordere Bremsvorrichtung an einem nicht angetriebenen Vorderrad des Elektrofahrzeugs und an eine hintere Bremsvorrichtung an einem durch einen Elektromotor angetriebenen Hinterrad des Elektrofahrzeugs in Abhängigkeit der Höhe der angeforderten Bremskraft; und Gewinnen der Bremsenergie von der hinteren Bremsvorrichtung an dem Hinterrad des Elektrofahrzeugs und Speichern der gewonnen Bremsenergie in einer elektrischen Speichervorrichtung des Elektrofahrzeugs.
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Das Bremssteuerungsverfahren kann dadurch weitergebildet werden, dass es weiter den Schritt Erfassen einer Hinterrad-Drehzahl des durch den Elektromotor angetriebenen Hinterrades des Elektrofahrzeugs umfasst, wobei der Schritt des Verteilens der angeforderten Bremskraft an die vordere Bremsvorrichtung an dem nicht angetriebenen Vorderrad des Elektrofahrzeugs und an die hintere Bremsvorrichtung an dem durch den Elektromotor angetriebenen Hinterrad des Elektrofahrzeugs zusätzlich in Abhängigkeit der erfassten Hinterrad-Drehzahl erfolgt.
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Das Bremssteuerungsverfahren kann dadurch weitergebildet werden, dass es weiter den Schritt Erfassen einer Vorderrad-Drehzahl des nicht angetriebenen Vorderrades des Elektrofahrzeugs umfasst, wobei der Schritt des Verteilens der angeforderten Bremskraft an die vordere Bremsvorrichtung an dem nicht angetriebenen Vorderrad des Elektrofahrzeugs und an die hintere Bremsvorrichtung an dem durch den Elektromotor angetriebenen Hinterrad des Elektrofahrzeugs zusätzlich in Abhängigkeit der erfassten Vorderrad-Drehzahl erfolgt.
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Das Bremssteuerungsverfahren bzw. dessen einzelne Schritte erfolgen dabei kontinuierlich, periodisch oder zyklisch. Es versteht sich, dass einzelne Schritte oder das gesamte Bremssteuerungsverfahren von der Bremskrafterfassungseinheit, der Bremskraftverteilungseinheit, der Energierückgewinnungseinheit und der Drehzahlerfassungseinheit bzw. der Bremssteuerungsvorrichtung ausgeführt werden können.
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Die Eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein zweirädriges Elektrofahrzeug, umfassend ein durch einen Elektromotor angetriebenes Hinterrad mit einer hinteren Bremsvorrichtung, ein nicht angetriebenes Vorderrad mit einer vorderen Bremsvorrichtung, einen Lenker sowie eine an dem Lenker angeordnete Bremsbetätigungsvorrichtung, eine elektrische Speichervorrichtung, sowie eine Bremssteuerungsvorrichtung nach einem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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Bezüglich der Vorteile des Bremssteuerungsverfahrens und des Elektrofahrzeugs sowie deren Ausgestaltungen wird zusätzlich auf die oben genannten Vorteile der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung und deren Ausgestaltungen verwiesen.
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Aspekte werden nun anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben, wobei
- 1 eine Ausführungsform einer Bremssteuerungsvorrichtung und eines Elektrofahrzeugs und
- 2 eine Ausführungsform einer Bremsbetätigungsvorrichtung der Bremssteuerungsvorrichtung abbildet.
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Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Merkmale.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines zweirädrigen Elektrofahrzeugs 1 umfassend eine Bremssteuerungsvorrichtung 23 gemäß einer Ausführungsform.
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Das Elektrofahrzeug 1, das hier beispielhaft als Elektroroller 1 abgebildet ist, weist zunächst ein Vorderrad 3 und ein Hinterrad 5 auf. An dem Hinterrad 5 ist ein Elektromotor 7 angebracht, der hier beispielhaft als Nabenmotor 7 abgebildet ist. Das Elektrofahrzeug umfasst weiter eine elektrische Speichervorrichtung 9, wie beispielsweise einen Akkumulator 9, aus der Energie zum Betrieb des Elektromotors 7 bezogen werden kann. Die elektrische Speichervorrichtung 9 ist dabei beispielhaft an einem Rahmen 11 des Elektrofahrzeugs 1 angeordnet.
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Das Elektrofahrzeug 1 weist weiter einen Sitz 13, auf dem ein Benutzer während der Fahrt sitzen kann, sowie einen Lenker 15 auf, mit der ein Benutzer das Vorderrad 3 über eine Lenkstange 17 lenken kann. An dem Lenker 15 ist eine einzige Bremsbetätigungsvorrichtung 19 auf, die in dieser Ausführungsform beispielhaft als Bremshebel abgebildet ist. Eine weitere Bremsbetätigungsvorrichtung weist das Elektrofahrzeug 1 nicht auf.
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Weiter weist das Elektrofahrzeug 1 eine vordere Bremsvorrichtung 21 auf, die beispielhaft als Scheibenbremse 21 abgebildet ist. Ebenso weist das Elektrofahrzeug 1 eine hintere Bremsvorrichtung auf, die in den Elektromotor 7 integriert ist. Dazu weist der Elektromotor 7 einen Generatormodus auf bzw. kann als ein Generator betrieben werden und verfügt über eine Rekuperationsbrems- oder Nutzbremsfunktion. Der Elektromotor 7 ist somit ausgebildet, Energie, die beim Bremsen entsteht, zu gewinnen.
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Darüber hinaus umfasst das Elektrofahrzeug 1 eine Bremssteuerungsvorrichtung 23. Die Bremssteuerungsvorrichtung 23 ist beispielhaft und nur schematisch als in die elektrische Speichervorrichtung 9 integriert abgebildet.
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Die Bremssteuerungsvorrichtung 23 umfasst dabei zunächst eine nicht im Detail abgebildete Bremskrafterfassungseinheit, die ausgebildet ist, eine von dem Benutzer an der Bremsbetätigungsvorrichtung 19 angeforderte Bremskraft zu erfassen. Dazu erfasst die Bremskrafterfassungseinheit die an der Bremsbetätigungsvorrichtung 19 beispielsweise einen Zugwinkel mittels eines Winkelsensors oder eine aufgewendete Kraft des Benutzers mittels eines Kraftsensors.
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Weiter weist die Bremssteuerungsvorrichtung 23 eine nicht im Detail abgebildete Drehzahlerfassungseinheit auf, die mittels eines ersten Drehzahlsensors 25 am Hinterrad 5 ausgebildet ist, eine Hinterrad-Drehzahl zu erfassen und die mittels eines zweiten Drehzahlsensors 27 am Vorderrad 3 ausgebildet ist, eine Vorderrad-Drehzahl zu erfassen.
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Die Bremssteuerungsvorrichtung 23 umfasst weiter eine nicht im Detail abgebildete Bremskraftverteilungseinheit, die ausgebildet ist, die von dem Benutzer an der Bremsbetätigungsvorrichtung 19 angeforderte Bremskraft individuell an die vordere Bremsvorrichtung 21 und hintere, in den Elektromotor 7 integrierte Bremsvorrichtung zu verteilen.
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Die Bremskraftverteilungseinheit verteilt dazu die von dem Benutzer angeforderte Bremskraft je nach Bedarf in Abhängigkeit von der Höhe der Bremskraft, von der Vorderrad-Drehzahl und von der Hinterrad-Drehzahl an die vordere Bremsvorrichtung 21 und an die hintere Bremsvorrichtung. Dazu kann die Bremskraftverteilungseinheit die vordere Bremsvorrichtung 21 und die hintere Bremsvorrichtung individuell ansteuern.
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Darüber hinaus weist die Bremssteuerungsvorrichtung 23 eine nicht im Detail abgebildete Energierückgewinnungseinheit auf, die ausgebildet ist, die Bremsenergie von der hinteren Bremsvorrichtung zu gewinnen und in der elektrischen Speichervorrichtung 9 des Elektrofahrzeugs 1 zu speichern.
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Im Betrieb des Elektrofahrzeugs 1 wird dazu kontinuierlich bzw. regelmäßig die von dem Benutzer an der Bremsbetätigungsvorrichtung 19 angeforderte Bremskraft sowie die Vorderrad- und Hinterrad-Drehzahl ermittelt bzw. erfasst. In Abhängigkeit dieser drei Größen bestimmt die Bremssteuerungsvorrichtung 23 dann, welcher von der vorderen Bremsvorrichtung 21 und der hinteren Bremsvorrichtung wie viel Bremskraft zugewiesen wird, sodass zum einen eine möglichst hohe Bremskraft auf die hintere Bremssteuerungsvorrichtung verteilt wird, jedoch ohne die Stabilität des Elektrofahrzeugs 1 zu gefährden.
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Dazu berücksichtigt die Bremssteuerungsvorrichtung 23 kontinuierlich bzw. regelmäßig die Höhe der angeforderten Bremskraft, die Drehzahl des Vorderrads 3 und die Drehzahl des Hinterrads 5, um dauerhaft einen stabilen Betriebszustand des Elektrofahrzeugs zu gewährleisten.
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2 zeigt eine Ausführungsform einer Bremsbetätigungsvorrichtung 19 der Bremssteuerungsvorrichtung 23.
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Die Bremsbetätigungsvorrichtung 19 ist in dieser 2 abweichend von 1 als Drehgriff dargestellt. Dabei ist die Bremsbetätigungsvorrichtung 19 in dieser gezeigten Ausführungsform drehbar um eine Nullstellung 39 ausgebildet und an einem in dieser Figur nicht gezeigten Lenker des ebenfalls nicht gezeigten Elektrofahrzeugs angeordnet.
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Die Bremsbetätigungsvorrichtung 19 ist dabei ausgebildet, in einer ersten Richtung 31 und in einer zweiten Richtung 33, die der ersten Richtung 31 gegenüber liegt bzw. dazu entgegengesetzt ist, gedreht zu werden. Die erste Richtung befindet sich dabei in einer Draufsicht, das heißt in einer Sicht auf die Nullstellung 39 bzw. ausgehend von der Nullstellung 39 in Fahrtrichtung 29 des Elektrofahrzeugs und die zweite Richtung entgegensetzt dazu, entgegen der Fahrtrichtung 29.
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Eine auch in dieser 2 nicht gezeigte Bremskrafterfassungseinheit ist dabei ausgebildet, bei einer Drehung in der ersten Richtung 31 eine angeforderte Bremskraft zu erfassen und bei einer Drehung in der zweiten Richtung 33 eine Beschleunigungskraft zu erfassen. Die angeforderte Beschleunigungskraft kann dann an den ebenfalls nicht gezeigten Elektromotor bereitgestellt werden, so dass dieser zu der angeforderten Beschleunigungskraft proportional beschleunigt wird.
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Dabei wirkt einer Drehung in der ersten Richtung 31 eine erste Rückstellkraft 35 entgegen und einer Drehung in der zweiten Richtung 33 wirkt eine zweite Rückstellkraft 37 entgegen. Die erste Rückstellkraft 35 und die zweite Rückstellkraft 37 sind dabei als Flächenintegrale eines Graphen, der über eine nicht gezeigte Längsachse, die ein Antriebsmoment abbildet und eine ebenfalls nicht gezeigte Hochachse, die eine Rückstellkraft abbildet, dargestellt. Dabei ist ersichtlich, dass die erste Rückstellkraft 35 ca. doppelt so hoch ist wie die zweite Rückstellkraft 37.
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Die erste Rückstellkraft 35 ist dabei die Kraft, die bei einer Bremsbetätigung durch den Benutzer oder Fahrer des Elektrofahrzeugs überwunden werden muss bzw. gegen die die Bremsbetätigung, das heißt die Drehung in die erste Richtung 31 ausgeführt wird. Ebenso ist die zweite Rückstellkraft 37 die Kraft, die bei einer Beschleunigungsbetätigung durch den Benutzer oder Fahrer des Elektrofahrzeugs überwunden werden muss bzw. gegen die die Beschleunigungsbetätigung, das heißt die Drehung in die zweite Richtung 33 ausgeführt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrofahrzeug
- 3
- Vorderrad
- 5
- Hinterrad
- 7
- Elektromotor
- 9
- elektrische Speichervorrichtung
- 11
- Rahmen
- 13
- Sitz
- 15
- Lenker
- 17
- Lenkstange
- 19
- Bremsbetätigungsvorrichtung
- 21
- vordere Bremsvorrichtung
- 23
- Bremssteuerungsvorrichtung
- 25
- erster Drehzahlsensor
- 27
- zweiter Drehzahlsensor
- 29
- Fahrtrichtung
- 31
- erste Richtung
- 33
- zweite Richtung
- 35
- erste Rückstellkraft
- 37
- zweite Rückstellkraft
- 39
- Nullstellung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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