DE102023109706A1

DE102023109706A1 - Optimierung der integrierten anhängerbremssteuerung für batterieelektrische fahrzeuge (bev)

Info

Publication number: DE102023109706A1
Application number: DE102023109706.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Nguyen; Gursimran Chauhan; Corey A. Robinson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2022-10-06
Filing date: 2023-04-18
Publication date: 2024-04-11
Also published as: CN117842016A; US20240116479A1

Abstract

In beispielhaften Ausführungsformen werden Verfahren und Systeme bereitgestellt, die Folgendes umfassen: Sensoren, die so konfiguriert sind, dass sie Sensordaten für ein Fahrzeug erhalten, das sowohl Reibungsbrems- als auch Rückgewinnungsbremsfähigkeiten aufweist und an einen Anhänger gekoppelt ist, wobei die Sensordaten Folgendes umfassen: Reibungsbremsdaten bezüglich einer Fahrzeug-Reibungsbremskraft für das Fahrzeug; und Regenerativbrems-Sensordaten bezüglich einer Fahrzeug-Regenerativbremskraft für das Fahrzeug; und einen Prozessor, der mit den Sensoren gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er zumindest die Steuerung der Bremsung des Anhängers erleichtert, indem er über Anweisungen, die von dem Prozessor bereitgestellt werden, eine Anhänger-Bremskraft bereitstellt, die sowohl auf den Reibungsbremsdaten als auch auf den Regenerativbrems-Sensordaten basiert, mit einer Empfindlichkeit gegenüber der Fahrzeug-Regenerativbremskraft, so dass die Anhänger-Bremskraft von der Fahrzeug-Regenerativbremskraft anders beeinflusst wird als von der Fahrzeug-Reibungsbremskraft.

Description

EINFÜHRUNG
Das technische Gebiet bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeuge und im Besonderen auf Verfahren und Systeme zur Steuerung der Bremsung eines Anhängers, der an ein Fahrzeug gekoppelt ist.
Bestimmte Fahrzeuge verfügen heute über Funktionen zum Ziehen eines Anhängers, der an das Fahrzeug angekoppelt ist. Einige dieser Fahrzeuge verfügen auch über eine regenerative Bremsfunktion, wie z. B. bei batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen (BEV). Einige dieser Fahrzeuge verfügen auch über Funktionen zur Steuerung des Bremsvorgangs bei einem Anhänger, der an das Fahrzeug angekoppelt ist. Die vorhandenen Fahrzeuge steuern die Bremsung des Anhängers jedoch nicht immer optimal.
Dementsprechend ist es wünschenswert, verbesserte Verfahren und Systeme zur Steuerung des Bremsens eines Anhängers, der an ein Fahrzeug gekoppelt ist, bereitzustellen, auch im Fall von batterieelektrischen Fahrzeuganwendungen. Darüber hinaus werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorstehenden technischen Gebiet und Hintergrund betrachtet werden.
BESCHREIBUNG
In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, das Folgendes umfasst Erhalten von Sensordaten über einen oder mehrere Sensoren eines Fahrzeugs, das sowohl Reibungsbrems- als auch Rückgewinnungsbremsfähigkeiten hat und an einen Anhänger gekoppelt ist, wobei die Sensordaten Reibungsbremsdaten bezüglich einer Fahrzeug-Reibungsbremskraft für das Fahrzeug und Rückgewinnungsbremsdaten bezüglich einer Fahrzeug-Rückgewinnungsbremskraft für das Fahrzeug enthalten; und Steuern des Bremsens des Anhängers durch Bereitstellen einer Anhängerbremskraft über Befehle, die von einem Prozessor des Fahrzeugs bereitgestellt werden, auf der Grundlage sowohl der Reibungsbremsdaten als auch der regenerativen Bremssensordaten, mit einer Empfindlichkeit gegenüber der regenerativen Fahrzeugbremskraft, so dass die Anhängerbremskraft von der regenerativen Fahrzeugbremskraft anders beeinflusst wird als von der Fahrzeugreibungsbremskraft.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Schritt des Erhaltens der Sensordaten außerdem das Erhalten zusätzlicher Sensordaten für das Fahrzeug von dem einen oder den mehreren Sensoren; und der Schritt des Steuerns der Bremsung des Anhängers umfasst außerdem: Berechnen eines dynamischen regenerativen Skalierungsfaktors über den Prozessor auf der Grundlage der zusätzlichen Sensordaten; und Bereitstellen der Bremskraft des Anhängers über die vom Prozessor bereitgestellten Anweisungen auf der Grundlage sowohl der Reibungsbremsdaten als auch der Sensordaten der regenerativen Bremsung, wobei die Empfindlichkeit gegenüber der regenerativen Bremskraft des Fahrzeugs auf dem dynamischen regenerativen Skalierungsfaktor basiert.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform: Die zusätzlichen Sensordaten umfassen RESS-Daten über die Ladefähigkeit eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems (RESS) des Fahrzeugs; und der dynamische regenerative Skalierungsfaktor spiegelt die Ladefähigkeit des RESS auf der Grundlage der RESS-Daten wider.
In einer beispielhaften Ausführungsform spiegelt der dynamische regenerative Skalierungsfaktor auch die Stabilität des Fahrzeugs wider.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform: Die zusätzlichen Sensordaten beziehen sich auf eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs; und der dynamische regenerative Skalierungsfaktor spiegelt die Stabilität des Fahrzeugs wider, die zumindest teilweise auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs basiert.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform beziehen sich die zusätzlichen Sensordaten auf die Masse des Anhängers, und der dynamische regenerative Skalierungsfaktor spiegelt die Stabilität des Fahrzeugs wider, die zumindest teilweise auf der Masse des Anhängers basiert.
In einer beispielhaften Ausführungsform spiegelt der dynamische regenerative Skalierungsfaktor auch die Benutzereingaben eines Fahrzeugbenutzers im Hinblick auf die persönliche Präferenz des Benutzers für die Bremsreaktion des Anhängers als Reaktion auf regenerative Bremskräfte wider.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform: die Sensordaten umfassen ferner angeforderte Bremskraftdaten, die sich auf eine angeforderte Reibungsbremskraft von einem Antriebssystem des Fahrzeugs beziehen; und der Schritt des Bereitstellens der Anhängerbremskraft umfasst: das Berechnen eines gesamten negativen Achsendrehmoments auf der Grundlage der Reibungsbremsdaten, der regenerativen Bremssensordaten, der angeforderten Bremskraftdaten und des dynamischen regenerativen Skalierungsfaktors; und das Bereitstellen der Anhängerbremskraft über die von dem Prozessor bereitgestellten Befehle, um proportional zu dem gesamten negativen Achsendrehmoment zu sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird das gesamte negative Achsdrehmoment vom Prozessor gemäß der folgenden Gleichung berechnet: TNAT = RegenForce*K + FrictionForce - PropFrictionRequestedForce*(1-K), wobei „TNAT“ das gesamte negative Achsdrehmoment darstellt; „RegnForce“ die regenerative Bremskraft des Fahrzeugs darstellt; „FrictionForce“ die Reibbremskraft des Fahrzeugs darstellt; „PropFrictionRequestedForce“ die vom Antriebssystem des Fahrzeugs angeforderte Reibbremskraft darstellt; und „K“ den dynamischen regenerativen Skalierungsfaktor darstellt.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird ein System bereitgestellt, das Folgendes umfasst: einen oder mehrere Sensoren, die so konfiguriert sind, dass sie Sensordaten für ein Fahrzeug erhalten, das sowohl über Reibungsbrems- als auch über Rückgewinnungsbremsfähigkeiten verfügt und an einen Anhänger gekoppelt ist, wobei die Sensordaten Folgendes umfassen: Reibungsbremsdaten bezüglich einer Fahrzeug-Reibungsbremskraft für das Fahrzeug; und Regenerativbrems-Sensordaten bezüglich einer Fahrzeug-Regenerativbremskraft für das Fahrzeug; und einen Prozessor, der mit dem einen oder den mehreren Sensoren gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er zumindest die Steuerung der Bremsung des Anhängers erleichtert, indem er über vom Prozessor bereitgestellte Befehle eine Anhänger-Bremskraft bereitstellt, die sowohl auf den Reibungsbremsdaten als auch auf den Regenerativbrems-Sensordaten basiert, mit einer Empfindlichkeit gegenüber der Fahrzeug-Regenerativbremskraft, so dass die Anhänger-Bremskraft durch die Fahrzeug-Regenerativbremskraft anders beeinflusst wird als durch die Fahrzeug-Reibungsbremskraft.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform: der eine oder die mehreren Sensoren sind ferner so konfiguriert, dass sie zusätzliche Sensordaten für das Fahrzeug erhalten; und der Prozessor ist ferner so konfiguriert, dass er zumindest Folgendes erleichtert: Berechnen eines dynamischen regenerativen Skalierungsfaktors auf der Grundlage der zusätzlichen Sensordaten; und Bereitstellen der Anhängerbremskraft über die vom Prozessor bereitgestellten Anweisungen auf der Grundlage sowohl der Reibungsbremsdaten als auch der regenerativen Bremssensordaten, wobei die Empfindlichkeit gegenüber der regenerativen Fahrzeugbremskraft auf dem dynamischen regenerativen Skalierungsfaktor basiert.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform: Die zusätzlichen Sensordaten umfassen RESS-Daten über die Ladefähigkeit eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems (RESS) des Fahrzeugs; und der dynamische regenerative Skalierungsfaktor spiegelt die Ladefähigkeit des RESS auf der Grundlage der RESS-Daten wider.
In einer beispielhaften Ausführungsform spiegelt der dynamische regenerative Skalierungsfaktor auch die Stabilität des Fahrzeugs wider.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform: Die zusätzlichen Sensordaten beziehen sich auf eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs; und der dynamische regenerative Skalierungsfaktor spiegelt die Stabilität des Fahrzeugs wider, die zumindest teilweise auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs basiert.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform beziehen sich die zusätzlichen Sensordaten auf die Masse des Anhängers, und der dynamische regenerative Skalierungsfaktor spiegelt die Stabilität des Fahrzeugs wider, die zumindest teilweise auf der Masse des Anhängers basiert.
In einer beispielhaften Ausführungsform spiegelt der dynamische regenerative Skalierungsfaktor auch die Benutzereingaben eines Fahrzeugbenutzers in Bezug auf die persönliche Präferenz des Benutzers für die Reaktion der Anhängerbremse als Reaktion auf regeneratives Bremsen wider.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform: Die Sensordaten umfassen ferner angeforderte Bremskraftdaten, die sich auf eine angeforderte Reibungsbremskraft von einem Antriebssystem des Fahrzeugs beziehen; und der Prozessor ist ferner so konfiguriert, dass er zumindest Folgendes erleichtert: Berechnen eines gesamten negativen Achsendrehmoments auf der Grundlage der Reibungsbremsdaten, der regenerativen Bremssensordaten, der angeforderten Bremskraftdaten und des dynamischen regenerativen Skalierungsfaktors; und Bereitstellen der Anhängerbremskraft über die vom Prozessor bereitgestellten Anweisungen, um proportional zum gesamten negativen Achsendrehmoment zu sein.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Prozessor ferner so konfiguriert, dass er zumindest die Berechnung des gesamten negativen Achsdrehmoments erleichtert, das vom Prozessor gemäß der folgenden Gleichung berechnet wird: TNAT = RegenForce*K + FrictionForce - PropFrictionRequestedForce*(1-K), wobei „TNAT“ das gesamte negative Achsmoment darstellt; „RegnForce“ die regenerative Bremskraft des Fahrzeugs darstellt; „FrictionForce“ die Reibungsbremskraft des Fahrzeugs darstellt; „PropFrictionRequestedForce“ die angeforderte Reibungsbremskraft vom Antriebssystem des Fahrzeugs darstellt; und „K“ den dynamischen regenerativen Skalierungsfaktor darstellt.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes umfasst: eine Karosserie, die so konfiguriert ist, dass sie an einen Anhänger mit einem Anhängerbremssystem gekoppelt werden kann; ein Fahrzeugbremssystem, das sowohl Reibungsbrems- als auch Rückgewinnungsbremsfähigkeiten aufweist; einen oder mehrere Sensoren, die so konfiguriert sind, dass sie Sensordaten für das Fahrzeug erhalten, wobei die Sensordaten Folgendes umfassen: Reibungsbremsdaten bezüglich einer Fahrzeug-Reibungsbremskraft für das Fahrzeug; und Regenerativbrems-Sensordaten bezüglich einer Fahrzeug-Regenerativbremskraft für das Fahrzeug; und einen Prozessor, der mit dem einen oder den mehreren Sensoren gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er zumindest die Steuerung der Bremsung des Anhängers erleichtert, indem er über Anweisungen, die der Prozessor dem Anhängerbremssystem bereitstellt, eine Anhängerbremskraft bereitstellt, die sowohl auf den Reibungsbremsdaten als auch auf den regenerativen Bremssensordaten basiert, mit einer Empfindlichkeit gegenüber der regenerativen Fahrzeugbremskraft, so dass die Anhängerbremskraft von der regenerativen Fahrzeugbremskraft anders beeinflusst wird als von der Fahrzeugreibungsbremskraft.
Ebenfalls in einer beispielhaften Ausführungsform: der eine oder die mehreren Sensoren sind ferner so konfiguriert, dass sie zusätzliche Sensordaten für das Fahrzeug erhalten; und der Prozessor ist ferner so konfiguriert, dass er zumindest Folgendes erleichtert: Berechnen eines dynamischen regenerativen Skalierungsfaktors auf der Grundlage der zusätzlichen Sensordaten; und Bereitstellen der Anhängerbremskraft über die vom Prozessor bereitgestellten Anweisungen auf der Grundlage sowohl der Reibungsbremsdaten als auch der regenerativen Bremssensordaten, wobei die Empfindlichkeit gegenüber der regenerativen Fahrzeugbremskraft auf dem dynamischen regenerativen Skalierungsfaktor basiert.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben, wobei gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen und wobei:

1 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit regenerativen Bremsfähigkeiten, das an einen Anhänger mit einem Anhängerbremssystem gekoppelt ist, und wobei das Fahrzeug ein Steuersystem zur Steuerung der Bremsung des Anhängers über das Anhängerbremssystem unter Berücksichtigung der regenerativen Bremsung des Fahrzeugs gemäß beispielhaften Ausführungsformen enthält; und
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung der Bremsung eines Anhängers, der an ein Fahrzeug mit regenerativen Bremsfähigkeiten gekoppelt ist, und das in Verbindung mit dem Fahrzeug und dem Steuersystem von 1 implementiert werden kann.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die Offenbarung oder deren Anwendung und Verwendung nicht einschränken. Darüber hinaus besteht nicht die Absicht, durch die im vorangegangenen Hintergrund oder in der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellte Theorie gebunden zu sein.
1 zeigt ein Fahrzeug 100, das so konfiguriert ist, dass es gemäß einer beispielhaften Ausführungsform an einen Anhänger 160 gekoppelt werden kann. In verschiedenen Ausführungsformen verfügt das Fahrzeug 100 über ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) 111 (z. B. eine Fahrzeugbatterie) sowie eine regenerative Bremsfunktion für das RESS 111.
Wie weiter unten ausführlicher beschrieben, umfasst das Fahrzeug 100 ein Steuersystem 102, das so konfiguriert ist, dass es die Bremsung des Anhängers 160 unter Berücksichtigung der Nutzbremsung des Fahrzeugs 100 steuert, wie es in beispielhaften Ausführungsformen der Fall ist. Insbesondere erkennt das Steuersystem 102, wie weiter unten im Zusammenhang mit dem Verfahren 200 von 2 näher erläutert, in verschiedenen Ausführungsformen die Nutzbremsung des Fahrzeugs 100 und steuert die Anhängerbremsung nach einer Desensibilisierung der Anhängerbremsreaktion gegenüber dem Nutzbremsmoment. In verschiedenen Ausführungsformen bietet dies dem Fahrzeug 100 größere Möglichkeiten, die kinetische Energie in den RESS 111 des Fahrzeugs 100 zurückzuspeisen, zum Beispiel wie weiter unten in Verbindung mit dem Verfahren 200 von 2 beschrieben.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug 100 ein Automobil. Bei dem Fahrzeug 100 kann es sich um eine beliebige Art von Automobilen handeln, wie z. B. eine Limousine, ein Kombi, ein Lastwagen oder ein Sport Utility Vehicle (SUV), und es kann einen Zweiradantrieb (2WD) (d. h. Hinterradantrieb oder Vorderradantrieb), einen Vierradantrieb (4WD) oder einen Allradantrieb (AWD) und/oder verschiedene andere Fahrzeugtypen in bestimmten Ausführungsformen aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen kann das Fahrzeug 100 auch ein Motorrad oder ein anderes Fahrzeug, wie z. B. ein Flugzeug, ein Raumschiff, ein Wasserfahrzeug usw., und/oder eine oder mehrere andere Arten von mobilen Plattformen (z. B. einen Roboter und/oder eine andere mobile Plattform) umfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Anhänger 160 auch eine beliebige Anzahl von verschiedenen Arten von Anhängern und/oder anderen Arten von mobilen Plattformen umfassen, die beispielsweise an das Fahrzeug 100 gekoppelt sind und sich zusammen mit dem Fahrzeug 100 bewegen. Wie in 1 dargestellt, umfasst der Anhänger 160 in verschiedenen Ausführungsformen neben anderen Merkmalen eine Vielzahl von Rädern 162, einen Aufbau 164 und ein Bremssystem 166. Während der Anhänger 160 in 1 mit vier Rädern 162 dargestellt ist, kann die Anzahl der Räder 162 in verschiedenen Ausführungsformen variieren.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Fahrzeug 100 eine Karosserie 104, die auf einem Fahrgestell 116 angeordnet ist. Die Karosserie 104 umschließt im Wesentlichen andere Komponenten des Fahrzeugs 100. Die Karosserie 104 und das Fahrgestell 116 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Das Fahrzeug 100 umfasst auch eine Vielzahl von Rädern 112. Die Räder 112 sind jeweils in der Nähe einer Ecke der Karosserie 104 drehbar mit dem Fahrgestell 116 verbunden, um die Bewegung des Fahrzeugs 100 zu erleichtern. In einer Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 100 vier Räder 112, obwohl dies in anderen Ausführungsformen (z. B. für Lastwagen und bestimmte andere Fahrzeuge) variieren kann.
Auf dem Fahrgestell 116 ist ein Antriebssystem 110 montiert, das die Räder 112 antreibt, zum Beispiel über die Achsen 114. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Antriebssystem 110 ein Antriebssystem. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Antriebssystem 100 einen oder mehrere Elektromotoren/Generatoren, die mit einem Getriebe gekoppelt sind. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Fahrzeug 100 ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), das das Antriebssystem 110 in Kombination mit dem RESS 111 von 1 verwendet, und wobei das Antriebssystem (d. h. das Antriebssystem) 110 Energie aus dem RESS 111 nutzt. In bestimmten Ausführungsformen kann das Antriebssystem 110 variieren und zum Beispiel auch eine oder mehrere andere Arten von Motoren, Verbrennungsmotoren und/oder Systemen umfassen.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Fahrzeug auch ein Bremssystem 106 (hier auch als Fahrzeugbremssystem bezeichnet). In beispielhaften Ausführungsformen steuert das Bremssystem 106 das Bremsen des Fahrzeugs 100 unter Verwendung von Bremskomponenten, die über Eingaben eines Fahrers gesteuert werden, wie z. B. ein Bremspedal 107, wie in 1 dargestellt, und in bestimmten Ausführungsformen auch über eine automatische Steuerung durch das Steuersystem 102 (z. B. mit einer Bremsanforderung durch das Antriebssystem 110 und/oder das Steuersystem 102). Ebenfalls in beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Bremssystem 106 sowohl ein Reibungsbremssystem (oder eine Komponente) 108 als auch ein regeneratives Bremssystem (oder eine Komponente) 109. In verschiedenen Ausführungsformen wird bei einer Reibungsbremsung über das Reibungsbremssystem 108 ein Reibungsbremsmoment für das Fahrzeug 100 aufgebracht, ohne dass der RESS 111 wieder aufgeladen wird. Umgekehrt wird bei verschiedenen Ausführungsformen beim regenerativen Bremsen über das regenerative Bremssystem 109 ein regeneratives Bremsmoment bereitgestellt, das den RESS 111 wieder auflädt.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Steuersystem 102 mit dem Bremssystem 106, dem Antriebssystem 110 und dem RESS 111 des Fahrzeugs 100 sowie mit dem Bremssystem 166 des Anhängers 160 verbunden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Steuersystem 102 auch mit einem oder mehreren anderen Systemen und/oder Komponenten des Fahrzeugs 100 und/oder des Anhängers 160 verbunden sein. Wie ebenfalls in 1 dargestellt, umfasst das Steuersystem 102 in verschiedenen Ausführungsformen eine Sensoranordnung 120 und ein Steuergerät 140.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst die Sensoranordnung 120 verschiedene Sensoren, die Sensordaten zur Verwendung bei der Steuerung der Bremsen des Fahrzeugs 100 sowie des Anhängers 160 erhalten, neben anderen möglichen Funktionen für das Fahrzeug 100 und/oder den Anhänger 160. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung 120 einen oder mehrere Reibungsbremssensoren 130, regenerative Bremssensoren 132, Geschwindigkeitssensoren 133, Massensensoren 134, Eingangssensoren 135 und RESS-Sensoren 136. In bestimmten Ausführungsformen kann die Sensoranordnung 120 auch einen oder mehrere andere Sensoren 137 umfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen erfassen die Reibungsbremssensoren 130 Reibungsbremsdaten bezüglich des Reibungsbremsmoments des Fahrzeugs 100. In bestimmten Ausführungsformen können die Reibungsbremsdaten das Reibungsbremsmoment direkt identifizieren, während in anderen Ausführungsformen die Reibungsbremsdaten zur Berechnung des Reibungsbremsmoments verwendet werden können. In bestimmten Ausführungsformen können die Reibungsbremssensoren auch mit dem Reibungsbremssystem 108 des Fahrzeugs 100 gekoppelt sein und/oder einen Betrag des damit verbundenen Reibungsbremsmoments messen; dies kann jedoch in anderen Ausführungsformen variieren. In verschiedenen Ausführungsformen erfassen die Sensoren 132 für die Nutzbremsung auch Daten zur Nutzbremsung, die zur Bestimmung des Nutzbremsmoments des Fahrzeugs 100 verwendet werden. In bestimmten Ausführungsformen können die regenerativen Bremsdaten das regenerative Bremsmoment direkt identifizieren, während in anderen Ausführungsformen die regenerativen Bremsdaten zur Berechnung des regenerativen Bremsmoments verwendet werden können. In bestimmten Ausführungsformen können die Sensoren für die Nutzbremsung auch mit dem regenerativen Bremssystem 109 des Fahrzeugs 100 gekoppelt sein und/oder einen Betrag des regenerativen Bremsmoments in Bezug auf dieses System messen; dies kann jedoch in anderen Ausführungsformen variieren.
In verschiedenen Ausführungsformen messen die Geschwindigkeitssensoren 133 eine Geschwindigkeit (und/oder deren Änderungen) des Fahrzeugs 100. In bestimmten Ausführungsformen umfassen die Geschwindigkeitssensoren 133 Raddrehzahlsensoren, die die Geschwindigkeit eines oder mehrerer der Räder 112 des Fahrzeugs 100 messen. In bestimmten anderen Ausführungsformen können die Geschwindigkeitssensoren 133 einen oder mehrere Beschleunigungssensoren und/oder eine oder mehrere andere Arten von Sensoren umfassen, die Parameter messen, die sich auf die Bewegung des Fahrzeugs 100 beziehen.
In verschiedenen Ausführungsformen messen die Massensensoren 134 die Masse des Fahrzeugs 100 und/oder des Anhängers 160 oder mehrere davon. In bestimmten Ausführungsformen messen die Massensensoren 134 die Masse des Anhängers 160, der von dem Fahrzeug 100 gezogen wird. In bestimmten anderen Ausführungsformen kann die Masse des Anhängers stattdessen indirekt auf der Grundlage von Messungen anderer Fahrzeugparameter abgeleitet werden.
In verschiedenen Ausführungsformen messen die Eingangssensoren 135 auch eine oder mehrere Eingaben eines Fahrers oder eines anderen Benutzers des Fahrzeugs 100. In bestimmten Ausführungsformen messen die Eingangssensoren 135 die Betätigung des Bremspedals 107 des Fahrzeugs 100 durch den Fahrer, z. B. die auf das Bremspedal 107 ausgeübte Kraft und/oder den Weg des Bremspedals 107, wenn es vom Fahrer betätigt wird. In bestimmten Ausführungsformen messen die Eingangssensoren 135 auch die persönliche Vorliebe des Fahrers oder eines anderen Benutzers für die Bremsreaktion des Anhängers in Reaktion auf regenerative Bremskräfte. In bestimmten Ausführungsformen kann der Fahrer zum Beispiel eine „niedrige“, „mittlere“ oder „hohe“ Einstellung für ein maximal tolerierbares Niveau der Anhängerbremsreaktion auf regenerative Bremsmomente usw. wählen.
In verschiedenen Ausführungsformen erhalten die RESS-Sensoren 136 auch Messungen in Bezug auf das RESS 111 des Fahrzeugs 100. In bestimmten Ausführungsformen messen die RESS-Sensoren 136 eine Ladefähigkeit des RESS 136 und/oder Änderungen daran. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ladefähigkeit des RESS 136 auf der Grundlage eines oder mehrerer Parameter bestimmt werden, zu denen unter anderem ein Ladezustand des RESS 136, ein Verlust der Kommunikation mit dem RESS und/oder einem RESS-Managementsystem und/oder andere Fehler und/oder Bedingungen gehören können, die das Fahrzeug daran hindern können, eine rein regenerative Bremsung durchzuführen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Sensoranordnung 120 auch einen oder mehrere andere Sensoren 137 enthalten. In bestimmten Ausführungsformen können die anderen Sensoren 137 beispielsweise einen oder mehrere Sensoren des Antriebssystems 110 oder dem Antriebssystem 110 zugeordnete Sensoren umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie ein Maß für die über das Antriebssystem 110 angeforderte Abbremsung erhalten, und so weiter. Als weitere Beispiele können die anderen Sensoren in bestimmten Ausführungsformen neben anderen möglichen Sensoren auch einen oder mehrere Sensoren der Trägheitsmesseinheit (IMU), Beschleunigungsmesser und/oder Erfassungssensoren (z. B. Kameras, Radar, LIDAR, Sonar und/oder andere Sensoren) umfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Steuergerät 140 mit der Sensoranordnung 120, dem Bremssystem 106 des Fahrzeugs 100 (einschließlich des Reibungsbremssystems 108 und des regenerativen Bremssystems 109) und dem Bremssystem 166 des Anhängers 160 verbunden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Steuergerät 140 auch mit dem RESS 111, dem Antriebssystem 110 und/oder einem oder mehreren anderen Systemen, Geräten und/oder Komponenten des Fahrzeugs 100 und/oder des Anhängers verbunden sein.
In verschiedenen Ausführungsformen empfängt das Steuergerät 140 Sensordaten von der Sensoranordnung 120, verarbeitet die Sensordaten und steuert das Bremsen des Fahrzeugs 100 und des Anhängers 160 (über das Fahrzeugbremssystem 106 bzw. das Anhängerbremssystem 166) auf der Grundlage der Verarbeitung der Sensordaten, wie weiter unten in Verbindung mit dem Verfahren 200 von 2 beschrieben. Darüber hinaus kann das Steuergerät 140 in bestimmten Ausführungsformen auch den Antrieb und/oder andere Fahrzeugfunktionen über das Antriebssystem 110 und/oder andere Systeme, Geräte und/oder Komponenten des Fahrzeugs 100 und/oder des Anhängers 160 steuern.
In verschiedenen Ausführungsformen besteht das Steuergerät 140 aus einem Computersystem (und wird hier auch als Computersystem 140 bezeichnet) und umfasst einen Prozessor 142, einen Speicher 144, eine Schnittstelle 146, eine Speichereinrichtung 148 und einen Computerbus 150. In verschiedenen Ausführungsformen steuert das Steuergerät (oder Computersystem) 140 den Betrieb des Fahrzeugs und des Anhängers, einschließlich der Bremsen für den Anhänger 160. In verschiedenen Ausführungsformen bietet das Steuergerät 140 diese und andere Funktionen in Übereinstimmung mit den Schritten des Prozesses 200 von 2.
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Steuergerät 140 (und in bestimmten Ausführungsformen das Steuersystem 102 selbst) innerhalb der Karosserie 104 des Fahrzeugs 100 angeordnet. In einer Ausführungsform ist das Steuersystem 102 auf dem Fahrgestell 116 montiert. In bestimmten Ausführungsformen kann das Steuergerät 140 und/oder das Steuersystem 102 und/oder eine oder mehrere Komponenten davon außerhalb der Karosserie 104 angeordnet sein, zum Beispiel auf einem entfernten Server, in der Cloud oder einem anderen Gerät, auf dem die Bildverarbeitung aus der Ferne durchgeführt wird.
Es wird deutlich, dass sich das Steuergerät 140 von der in 1 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann. Zum Beispiel kann das Steuergerät 140 mit einem oder mehreren entfernten Computersystemen und/oder anderen Steuersystemen gekoppelt sein oder diese anderweitig nutzen, zum Beispiel als Teil eines oder mehrerer der oben genannten Geräte und Systeme des Fahrzeugs 100.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Computersystem des Steuergeräts 140 einen Prozessor 142, einen Speicher 144, eine Schnittstelle 146, eine Speichereinrichtung 148 und einen Bus 150. Der Prozessor 142 führt die Berechnungs- und Steuerfunktionen des Steuergeräts 140 aus und kann jede Art von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelne integrierte Schaltungen wie einen Mikroprozessor oder eine beliebige Anzahl von integrierten Schaltkreisen und/oder Leiterplatten umfassen, die zusammenarbeiten, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit zu erfüllen. Während des Betriebs führt der Prozessor 142 ein oder mehrere Programme 152 aus, die im Speicher 144 enthalten sind, und steuert als solcher den allgemeinen Betrieb des Steuergeräts 140 und des Computersystems des Steuergeräts 140, im Allgemeinen bei der Ausführung der hierin beschriebenen Prozesse, wie z. B. des Prozesses 200 von 2, der weiter unten in Verbindung damit beschrieben wird.
Bei dem Speicher 144 kann es sich um jede Art von geeignetem Speicher handeln. Zum Beispiel kann der Speicher 144 verschiedene Arten von dynamischem Direktzugriffsspeicher (DRAM) wie SDRAM, die verschiedenen Arten von statischem RAM (SRAM) und die verschiedenen Arten von nichtflüchtigem Speicher (PROM, EPROM und Flash) umfassen. In bestimmten Beispielen befindet sich der Speicher 144 auf demselben Computerchip wie der Prozessor 142 und/oder ist mit diesem zusammen untergebracht. In der dargestellten Ausführungsform speichert der Speicher 144 das oben erwähnte Programm 152 zusammen mit einer oder mehreren Tabellen 155 und anderen gespeicherten Werten 157, auch zur Steuerung des Anhängers 160 auf der Grundlage der Verarbeitung der Sensordaten, die von der Sensoranordnung 120 erhalten werden.
Der Bus 150 dient der Übertragung von Programmen, Daten, Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Rechnersystems des Steuergeräts 140. Die Schnittstelle 146 ermöglicht die Kommunikation mit dem Computersystem des Steuergeräts 140, z. B. von einem Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem, und kann mit jeder geeigneten Methode und Vorrichtung implementiert werden. In einer Ausführungsform erhält die Schnittstelle 146 die verschiedenen Daten von der Sensoranordnung 120, neben anderen möglichen Datenquellen. Die Schnittstelle 146 kann eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen enthalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. Die Schnittstelle 146 kann auch eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen für die Kommunikation mit Technikern und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen für die Verbindung mit Speichergeräten, wie dem Speichergerät 148, enthalten.
Die Speichervorrichtung 148 kann jede geeignete Art von Speichergerät sein, einschließlich verschiedener Arten von Direktzugriffsspeichern und/oder anderen Speichervorrichtungen. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Speichervorrichtung 148 ein Programmprodukt, von dem der Speicher 144 ein Programm 152 empfangen kann, das eine oder mehrere Ausführungsformen eines oder mehrerer Prozesse der vorliegenden Offenbarung ausführt, wie z. B. die Schritte des Prozesses 200 von 2, die weiter unten in Verbindung damit beschrieben werden. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt in dem Speicher 144 und/oder einer Platte (z. B. Platte 156), wie nachstehend beschrieben, gespeichert und/oder anderweitig darauf zugegriffen werden.
Der Bus 150 kann jedes geeignete physikalische oder logische Mittel zur Verbindung von Computersystemen und -komponenten sein. Dazu gehören unter anderem direkte, fest verdrahtete Verbindungen, Glasfasertechnik, Infrarot und drahtlose Bustechnologien. Während des Betriebs wird das Programm 152 in dem Speicher 144 gespeichert und von dem Prozessor 142 ausgeführt.
Es wird deutlich, dass diese beispielhafte Ausführungsform zwar im Zusammenhang mit einem voll funktionsfähigen Computersystem beschrieben wird, dass aber Fachleute erkennen werden, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als Programmprodukt mit einer oder mehreren Arten von nicht transitorischen, computerlesbaren, signaltragenden Medien verteilt werden können, die zum Speichern des Programms und seiner Anweisungen und zur Durchführung seiner Verteilung verwendet werden, wie z. B. ein nicht transitorisches, computerlesbares Medium, das das Programm trägt und darin gespeicherte Computeranweisungen enthält, um einen Computerprozessor (wie den Prozessor 142) zu veranlassen, das Programm durchzuführen und auszuführen. Ein solches Programmprodukt kann eine Vielzahl von Formen annehmen, und die vorliegende Offenbarung gilt gleichermaßen unabhängig von der besonderen Art des computerlesbaren signaltragenden Mediums, das zur Durchführung der Verteilung verwendet wird. Beispiele für signaltragende Medien sind: beschreibbare Medien wie Disketten, Festplatten, Speicherkarten und optische Platten sowie Übertragungsmedien wie digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. In bestimmten Ausführungsformen können auch Cloud-basierte Speicher und/oder andere Techniken verwendet werden. Es wird ebenfalls anerkannt, dass sich das Computersystem des Steuergeräts 140 auch anderweitig von der in 1 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, zum Beispiel dadurch, dass das Computersystem des Steuergeräts 140 mit einem oder mehreren entfernten Computersystemen und/oder anderen Steuersystemen gekoppelt sein oder diese anderweitig nutzen kann.
2 zeigt ein Flussdiagramm des Prozesses 200 zur Steuerung der Bremsung eines Anhängers, der an ein Fahrzeug mit regenerativen Bremsfähigkeiten gekoppelt ist, in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben, erkennt das Verfahren 200 insbesondere das regenerative Bremsen des Fahrzeugs 100 und steuert die Anhängerbremsung, nachdem das Bremsverhalten des Anhängers gegenüber dem regenerativen Bremsmoment desensibilisiert wurde, wodurch dem Fahrzeug größere Möglichkeiten zur Rückgewinnung der kinetischen Energie in den RESS des Fahrzeugs gegeben werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 200 in Verbindung mit dem Fahrzeug 100, dem Steuersystem 102 und dessen Bremssystem 106, dem Anhänger 160 und dessen Bremssystem 166 sowie dessen Komponenten durchgeführt werden.
Wie in 2 dargestellt, beginnt das Verfahren 200 in Schritt 202. In einer Ausführungsform beginnt das Verfahren 200, wenn ein Fahrzeug „eingeschaltet“ wird oder den Betrieb aufnimmt, z. B. während einer aktuellen Fahrzeugfahrt. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 200 beispielsweise auch beginnen, wenn sich ein Fahrer dem Fahrzeug 100 nähert oder es betritt oder wenn der Fahrer das Fahrzeug und/oder ein Antriebssystem oder einen Motor dafür einschaltet (z. B. durch Drehen eines Schlüssels, Betätigen eines Schlüsselanhängers oder einer Starttaste usw.). In einer Ausführungsform werden die Schritte des Verfahrens 200 kontinuierlich während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt.
Die Sensordaten werden in Schritt 204 erfasst. In verschiedenen Ausführungsformen werden Sensordaten über jeden der Sensoren der Sensoranordnung 120 des Fahrzeugs von 1 erhalten. In bestimmten Ausführungsformen umfassen die Sensordaten von Schritt 204 Folgendes: (i) Reibungsbremsdaten, die von Daten gesammelt und/oder berechnet werden, die von dem einen oder den mehreren Reibungsbremssensoren 130 von 1 erhalten werden (z.B. hinsichtlich des Reibungsbremsmoments, das von dem Reibungsbremssystem 108 von 1 aufgebracht wird); (ii) regenerative Bremsdaten, die von Daten gesammelt und/oder berechnet werden, die von dem einen oder den mehreren regenerativen Bremssensoren 132 von 1 erhalten werden (z.B., bezüglich des regenerativen Bremsmoments, das durch das regenerative Bremssystem 109 von 1 aufgebracht wird); (iii) Geschwindigkeitsdaten von dem einen oder den mehreren Geschwindigkeitssensoren 133 von 1 (z. B., (iv) Massendaten von dem einen oder den mehreren Massensensoren 134 von 1 und/oder berechnet oder geschätzt aus einem oder mehreren anderen Fahrzeugparametern (z.B. hinsichtlich einer Masse des Anhängers 160 von 1); (v) Eingabedaten von dem einen oder den mehreren Eingabesensoren 135 von 1 (z.B., (v) Eingabedaten von dem einen oder den mehreren Eingabesensoren 135 von 1 (z. B. bezüglich der Betätigung des Bremspedals 107 von 1 durch den Fahrer und der Auswahl des Fahrers bezüglich der Benutzereingaben bezüglich der persönlichen Präferenz des Benutzers für die Bremsreaktion des Anhängers als Reaktion auf das regenerative Bremsen); und (vi) RESS-Daten von dem einen oder den mehreren RESS-Sensoren 136 von 1 (z. B. bezüglich der Ladefähigkeit des RESS 111 von 1 und/oder Änderungen daran). In bestimmten Ausführungsformen können die Sensordaten auch Daten von einem oder mehreren anderen Sensoren 137 von 1 enthalten (wie z. B. angeforderte Reibungsbremsungen durch das Antriebssystem, Fahrzeug-IMU-Daten, Fahrzeugbeschleunigungsdaten, Fahrzeugerkennungsdaten usw.).
In bestimmten Ausführungsformen können die Sensordaten von Schritt 204 in Fahrzeugdaten (Schritt 206) und Benutzereingaben (Schritt 208) aufgeteilt (und/oder separat betrachtet) werden. In bestimmten Ausführungsformen umfassen die Fahrzeugdaten von Schritt 206 die Reibungsbremsdaten, die regenerativen Bremsdaten, die Geschwindigkeitsdaten, die Massendaten, die vom Antriebssystem angeforderte Reibungsbremskraft und die RESS-Daten (und in bestimmten Ausführungsformen andere Sensordaten) von Schritt 204. In verschiedenen Ausführungsformen umfassen die Benutzereingaben von Schritt 208 auch die Eingabedaten von Schritt 204 (z. B. in Bezug auf die Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer und/oder die persönliche Vorliebe des Fahrers für die Bremsreaktion des Anhängers als Reaktion auf regenerative Bremskräfte).
In verschiedenen Ausführungsformen werden die Sensordaten aus Schritt 204 (einschließlich der Fahrzeugdaten aus Schritt 206 und der Benutzereingaben aus Schritt 208) einem regenerativen Skalierungsfaktor-Algorithmus zur Verfügung gestellt und von diesem verwendet (Schritt 210). In verschiedenen Ausführungsformen verwendet der Algorithmus für den regenerativen Skalierungsfaktor während des Schritts 210 die verschiedenen Sensordaten (einschließlich Fahrzeuggeschwindigkeit, Anhängermasse, RESS-Ladefähigkeit, benutzerspezifische Anhängerbremseingaben und/oder andere Parameter), um verschiedene Zustände stabiler bzw. instabiler regenerativer Skalierungsfaktoren zu bestimmen. In bestimmten Ausführungsformen kann beispielsweise eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine größere Anhängermasse neben anderen möglichen Faktoren zu einem relativ höheren Potenzial für instabile Zustände führen usw.
In verschiedenen Ausführungsformen wird der Algorithmus für den regenerativen Skalierungsfaktor vom Prozessor 142 von 1 ausgeführt. In verschiedenen Ausführungsformen ist der Algorithmus für den regenerativen Faktor auch im Speicher 144 von 1 gespeichert, beispielsweise als Teil des Programms/der Programme 152, der Tabelle(n) 155 und/oder der gespeicherten Werte 157. In bestimmten Ausführungsformen besteht der Regenerationsfaktor-Algorithmus aus einer Reihe von Nachschlagetabellen, die im Speicher 144 von 1 gespeichert sind; dies kann jedoch in anderen Ausführungsformen variieren.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Ratenbegrenzer angewendet (Schritt 212), um einen regenerativen Skalierungsfaktor „K“ zu erzeugen (Schritt 214). In verschiedenen Ausführungsformen wird der Ratenbegrenzer vom Prozessor 142 von 1 auf der Grundlage des Algorithmus für den regenerativen Skalierungsfaktor von Schritt 210 angewendet, um die Wirkung des regenerativen Bremsmoments auf die Anhängerbremssteuerung zu desensibilisieren, während die Kontrolle über das Fahrzeug 100 und den Anhänger 160 erhalten bleibt. In verschiedenen Ausführungsformen bestimmt der regenerative Skalierungsfaktor „K“ das Ausmaß, in dem die Anhängerbremssteuerung eine Anhängerbremssteuerung auf der Grundlage der regenerativen Bremskomponente des Bremsmoments des Fahrzeugs
In bestimmten Ausführungsformen ist der regenerative Skalierungsfaktor „K“ dynamischer Natur und basiert auf den Sensordaten (einschließlich der Fahrzeugdaten und der Benutzereingaben). In verschiedenen Ausführungsformen liegt der regenerative Skalierungsfaktor „K“ zwischen null (0) und eins (1), abhängig von den Fahrzeugbedingungen (Fahrzeugdaten) und den Präferenzen des Benutzers bei der Anhängerbremsung (B enutzereingab en).
In verschiedenen Ausführungsformen erhöht sich der regenerative Skalierungsfaktor „K“ (und nähert sich schließlich dem Wert „1“), wenn die Stabilität des Fahrzeugs 100 und/oder des Anhängers 160 andernfalls gefährdet sein könnte. Umgekehrt nimmt der regenerative Skalierungsfaktor „K“ in verschiedenen Ausführungsformen ab (und nähert sich schließlich dem Wert „0“), wenn die Stabilität des Fahrzeugs 100 und des Anhängers 160 gewährleistet ist.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der regenerative Skalierungsfaktor „K“ beispielsweise direkt proportional zu Parametern wie der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Anhängermasse sein, die andernfalls zur Instabilität des Fahrzeugs (und/oder in bestimmten Ausführungsformen zur Stabilität des Anhängers) führen könnten. Insbesondere liegt der regenerative Skalierungsfaktor „K“ in bestimmten Ausführungsformen näher an einem Wert von „1“, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Anhängermasse zunimmt (und/oder wenn andere Bedingungen vorliegen, die zu einer Instabilität des Fahrzeugs und/oder des Anhängers führen könnten). Umgekehrt liegt der regenerative Skalierungsfaktor „K“ bei bestimmten Ausführungsformen näher bei einem Wert von „0“, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Anhängermasse abnimmt (und/oder wenn andere Bedingungen vorliegen, die die Stabilität von Fahrzeug und Anhänger herstellen).
In verschiedenen Ausführungsformen ist der regenerative Skalierungsfaktor „K“ auch von der Ladefähigkeit des RESS 111 von 1 abhängig. Beispielsweise erhöht sich bei verschiedenen Ausführungsformen, bei denen andere Faktoren konstant gehalten werden, der regenerative Skalierungsfaktor „K“ (d. h. er nähert sich einem Wert von „1“), wenn die Ladekapazität des RESS 111 relativ gering ist (d. h. wenn das RESS 111 relativ vollständig geladen ist, so dass eine bevorstehende Aufladung nicht erforderlich ist). Umgekehrt nimmt der regenerative Skalierungsfaktor „K“ auch in verschiedenen Ausführungsformen bei konstant gehaltenen anderen Faktoren ab (d. h. er nähert sich einem Wert von „0“), wenn die Ladekapazität des RESS 111 relativ groß ist (d. h. wenn der RESS 111 relativ vollständig entladen ist, so dass eine sofortige Aufladung erforderlich sein kann).
In verschiedenen Ausführungsformen kann der regenerative Skalierungsfaktor „K“ im Hinblick auf die Benutzereingaben einen relativ höheren Wert (d.h. näher an einem Wert von „1") oder einen relativ kleineren Wert (d.h. näher an einem Wert von „0“) haben, je nach den Benutzereingaben (z.B. im Hinblick auf die persönliche Vorliebe des Benutzers für die Bremsreaktion des Anhängers in Reaktion auf regenerative Bremskräfte).
In verschiedenen Ausführungsformen werden die Bremsdaten ermittelt (Schritt 216). Insbesondere werden in verschiedenen Ausführungsformen Bremsdaten in Bezug auf jedes der folgenden Elemente ermittelt: (i) regeneratives Bremsmoment, das durch das regenerative Bremssystem 109 von 1 aufgebracht wird (Schritt 218); (ii) Reibungsbremsmoment, das durch das Reibungsbremssystem 108 von 1 aufgebracht wird (Schritt 220); und (iii) ein angefordertes Reibungsbremsmoment (Schritt 222). In verschiedenen Ausführungsformen: (i) wird das regenerative Bremsmoment über die regenerativen Bremssensoren 132 von 1 ermittelt; und (ii) wird das Reibungsbremsmoment über die Reibungsbremssensoren 130 von 1 ermittelt. In verschiedenen Ausführungsformen wird das angeforderte Reibungsbremsmoment auch durch einen oder mehrere Eingangssensoren 135 von 1 (z. B. hinsichtlich des Betätigens des Bremspedals 107 durch den Fahrer) und/oder einen oder mehrere andere Sensoren 137 von 1 (z. B. hinsichtlich eines Maßes der über das Antriebssystem 110 angeforderten Bremsung) ermittelt.
In verschiedenen Ausführungsformen werden die Bremsdaten der Schritte 216-222 zur Berechnung eines negativen Gesamtachsmoments für das Fahrzeug verwendet (Schritt 224). In verschiedenen Ausführungsformen stellt das gesamte negative Achsendrehmoment einen Betrag des Fahrzeugbremsmoments dar, der verwendet werden soll, um ein entsprechendes proportionales Anhängerbremsmoment zu erzeugen. In verschiedenen Ausführungsformen berechnet der Prozessor 142 von 1 während des Schritts 224 das gesamte negative Achsmoment auf der Grundlage des regenerativen Bremsmoments, des Reibungsbremsmoments und des angeforderten Reibungsbremsmoments der Schritte 216-222.
In verschiedenen Ausführungsformen wird das gesamte negative Achsendrehmoment (oder „TNAT“) in Schritt 224 gemäß der folgenden Gleichung berechnet: $TNAT = RegenForce * K + FrictionForce - PropFrictionRequestedForce * (1 - K)$
, wobei „RegnForce“ die regenerative Bremskraft (oder das regenerative Drehmoment) für das Fahrzeug 100 darstellt, „FrictionForce“ die Reibungsbremskraft (oder das Reibungsdrehmoment) für das Fahrzeug 100 darstellt, „PropFrictionRequestedForce“ die angeforderte Reibungsbremskraft (oder das Reibungsdrehmoment) für das Fahrzeug 100 (z. B. durch das Antriebssystem 100 oder dessen Antriebssystem) darstellt und „K“ den oben beschriebenen dynamischen regenerativen Skalierungsfaktor darstellt.
Der Antragsteller weist auch darauf hin, dass es in bestimmten Ausführungsformen möglich ist, dass eine Anforderung für ein regeneratives Bremsereignis stattdessen durch Reibungsbremsen erfüllt wird. Dies könnte beispielsweise darauf zurückzuführen sein, dass die RESS-Kapazität keinen Platz zum Aufladen hat, und/oder auf thermische Probleme, die das Aufladen verhindern könnten, usw. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerungsgleichung durch Berücksichtigung des dritten Terms in Gleichung 1 (d. h. der vom Antriebssystem des Fahrzeugs angeforderten Reibungsbremskraft oder „PropFrictionRequestedForce“) die gleiche „desensibilisierte“ Reaktion auf dieses Reibungsmoment beibehalten, als ob es sich um ein regeneratives Bremsereignis handeln würde.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Steuersignal erzeugt (Schritt 226). In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Steuersignal ein Anhängerbremssteuersignal zur Bereitstellung einer Anhängerbremsung in einer Größenordnung, die proportional zum gesamten negativen Achsendrehmoment (TNAT) ist, das gemäß Gleichung 1 oben berechnet wurde. In verschiedenen Ausführungsformen wird das Steuersignal auch vom Prozessor 142 von 1 erzeugt und an das Anhängerbremssystem 166 von 1 übertragen.
In verschiedenen Ausführungsformen wird eine Anhängerbremssteuerung implementiert (Schritt 228). In verschiedenen Ausführungsformen wird während des Schritts 228 eine Anhängerbremsung für den Anhänger 160 von 1 über das Anhängerbremssystem 166 von 1 basierend auf dem Steuersignal implementiert. In verschiedenen Ausführungsformen wird das Anhängerbremsmoment für den Anhänger 160 durch das Anhängerbremssystem 166 mit einer Größe bereitgestellt, die dem Steuersignal entspricht.
In verschiedenen Ausführungsformen wird festgestellt, ob das Verfahren 200 abgeschlossen ist (Schritt 230). In verschiedenen Ausführungsformen erfolgt diese Feststellung durch den Prozessor 142 von 1 auf der Grundlage der Frage, ob eine aktuelle Fahrzeugfahrt im Gange ist. Wenn in verschiedenen Ausführungsformen festgestellt wird, dass das Verfahren 200 nicht abgeschlossen ist (d. h., dass die aktuelle Fahrzeugfahrt andauert), kehrt das Verfahren zu Schritt 204 zurück, und das Verfahren wird (beginnend mit Schritt 204) in einer neuen Iteration und mit aktualisierten Sensordaten wiederholt. Umgekehrt wird in verschiedenen Ausführungsformen, wenn stattdessen festgestellt wird, dass das Verfahren 200 abgeschlossen ist (d. h., dass die aktuelle Fahrzeugfahrt abgeschlossen ist), das Verfahren 200 in Schritt 232 beendet.
Dementsprechend werden Verfahren, Systeme und Fahrzeuge zur Steuerung der Anhängerbremsung für Fahrzeuge mit regenerativer Bremsfähigkeit bereitgestellt. In verschiedenen Ausführungsformen steuern die offengelegten Verfahren und Systeme die Anhängerbremsung nach einer Desensibilisierung der Anhängerbremsreaktion gegenüber dem regenerativen Bremsmoment. In verschiedenen Ausführungsformen bieten die offengelegten Verfahren und Systeme dem Fahrzeug dadurch größere Möglichkeiten, die kinetische Energie in den RESS des Fahrzeugs zurückzugewinnen, während sie auch dazu beitragen, die Fahrzeugstabilität zusammen mit dem Fahrbereich des Fahrzeugs zu gewährleisten.
In verschiedenen Ausführungsformen werden diese Ziele durch die Empfindlichkeit (oder den Risikoskalierungsfaktor) der Anhängerbremse gegenüber den am Fahrzeug auftretenden regenerativen Kräften erreicht. In verschiedenen Ausführungsformen wird der Risikoskalierungsfaktor als dynamischer Wert bestimmt, der von Parametern wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Anhängermasse, RESS-Ladefähigkeit, Benutzereingaben und/oder anderen Faktoren abhängt, um die Notwendigkeit der Energierückgewinnung oder der Priorisierung der Systemstabilität zu bestimmen. In verschiedenen Ausführungsformen wird der dynamische Skalierungsfaktor auch zur Berechnung des effektiven Steuersignals herangezogen, zu dem die Anhängerbremsleistung proportional sein soll. In verschiedenen Ausführungsformen wird das Steuersignal, wie oben beschrieben, als Kombination aus regenerativen Bremskräften, Reibungsbremskräften und vom Antrieb angeforderter Reibungsbremsung erzeugt.
Ähnlich wie oben beschrieben, dient der dynamische Skalierungsfaktor in verschiedenen Ausführungsformen dazu, die Anhängerbremse unempfindlich gegenüber regenerativen Verzögerungskräften zu machen, wodurch mehr Möglichkeiten geschaffen werden, die kinetische Energie des Fahrzeugs in den RESS des Fahrzeugs zurückzuholen. In verschiedenen Ausführungsformen dienen die offengelegten Verfahren und Systeme auch dazu, die Systemstabilität proaktiv aufrechtzuerhalten, unter anderem durch die Verwendung von Fahrzeugsensordaten, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass das Fahrzeug instabil wird. In verschiedenen Ausführungsformen passen die offengelegten Verfahren und Systeme als Reaktion auf diese Faktoren den Skalierungsfaktor für die dynamische Anhängerbremsung entsprechend an, um ein Gleichgewicht zwischen Systemstabilität und Optimierung der Fahrzeugreichweite herzustellen.
Es wird deutlich, dass die Systeme, Fahrzeuge und Verfahren von den in den Figuren dargestellten und hier beschriebenen abweichen können. Beispielsweise können das Fahrzeug 100 von 1, das Steuersystem 102 und sein Bremssystem 106, der Anhänger 160 und sein Bremssystem 166 und/oder Komponenten des Fahrzeugs 100 und/oder des Anhängers 160 von 1 in verschiedenen Ausführungsformen variieren. Es wird ebenfalls deutlich, dass sich die Schritte des Verfahrens 200 von dem in 2 dargestellten unterscheiden können und/oder dass verschiedene Schritte des Verfahrens 200 gleichzeitig und/oder in einer anderen Reihenfolge als in 2 dargestellt ablaufen können.
Obwohl in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung mindestens eine beispielhafte Ausführungsform vorgestellt wurde, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass es eine Vielzahl von Varianten gibt. Es sollte auch gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Offenbarung in irgendeiner Weise zu begrenzen. Vielmehr soll die vorstehende detaillierte Beschreibung dem Fachmann einen praktischen Leitfaden für die Umsetzung der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen an die Hand geben. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und der Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren gesetzlichen Äquivalenten dargelegt ist, verlassen wird.

Claims

Ein Verfahren, das Folgendes umfasst: Erhalten von Sensordaten über einen oder mehrere Sensoren eines Fahrzeugs, das sowohl über Reibungsbrems- als auch über regenerative Bremsfähigkeiten verfügt und an einen Anhänger gekoppelt ist, wobei die Sensordaten umfassen: Reibungsbremsdaten hinsichtlich einer Fahrzeug-Reibungsbremskraft für das Fahrzeug; und regenerativen Bremssensordaten bezüglich der regenerativen Bremskraft des Fahrzeugs; und Steuern des Bremsens des Anhängers durch Bereitstellen einer Anhängerbremskraft über Anweisungen, die von einem Prozessor des Fahrzeugs bereitgestellt werden, basierend sowohl auf den Reibungsbremsdaten als auch auf den regenerativen Bremssensordaten, mit einer Empfindlichkeit gegenüber der regenerativen Bremskraft des Fahrzeugs, so dass die Anhängerbremskraft von der regenerativen Bremskraft des Fahrzeugs anders beeinflusst wird als von der Reibungsbremskraft des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 1: wobei der Schritt des Erhaltens der Sensordaten ferner das Erhalten zusätzlicher Sensordaten für das Fahrzeug von dem einen oder den mehreren Sensoren umfasst; und der Schritt der Steuerung der Bremsung des Anhängers ferner umfasst: Berechnen eines dynamischen regenerativen Skalierungsfaktors über den Prozessor auf der Grundlage der zusätzlichen Sensordaten; und Bereitstellen der Anhängerbremskraft über die vom Prozessor bereitgestellten Anweisungen auf der Grundlage sowohl der Reibungsbremsdaten als auch der regenerativen Bremssensordaten, wobei die Empfindlichkeit gegenüber der regenerativen Fahrzeugbremskraft auf dem dynamischen regenerativen Skalierungsfaktor basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei: die zusätzlichen Sensordaten RESS-Daten über die Ladefähigkeit eines wiederaufladbaren Energiespeichersystems, RESS, des Fahrzeugs umfassen; und der dynamische regenerative Skalierungsfaktor die Ladefähigkeit des RESS auf der Grundlage der RESS-Daten widerspiegelt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der dynamische regenerative Skalierungsfaktor eine Stabilität des Fahrzeugs widerspiegelt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei: die zusätzlichen Sensordaten sich auf eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs beziehen; und der dynamische regenerative Skalierungsfaktor die Stabilität des Fahrzeugs widerspiegelt, die zumindest teilweise auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs beruht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei: die zusätzlichen Sensordaten sich auf eine Masse des Anhängers beziehen; und der dynamische regenerative Skalierungsfaktor die Stabilität des Fahrzeugs widerspiegelt, die zumindest teilweise auf der Masse des Anhängers beruht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der dynamische regenerative Skalierungsfaktor auch Benutzereingaben eines Benutzers des Fahrzeugs in Bezug auf die persönliche Präferenz des Benutzers für die Bremsreaktion des Anhängers in Reaktion auf regenerative Bremskräfte widerspiegelt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei: die Sensordaten ferner angeforderte Bremskraftdaten umfassen, die sich auf eine angeforderte Reibungsbremskraft von einem Antriebssystem des Fahrzeugs beziehen; und der Schritt der Bereitstellung der Anhängerbremskraft umfasst: Berechnen eines gesamten negativen Achsendrehmoments auf der Grundlage der Reibungsbremsdaten, der regenerativen Bremssensordaten, der angeforderten Bremskraftdaten und des dynamischen regenerativen Skalierungsfaktors; und Bereitstellen der Bremskraft des Anhängers über die vom Prozessor gelieferten Befehle, die proportional zum gesamten negativen Achsmoment ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das gesamte negative Achsendrehmoment von dem Prozessor gemäß der folgenden Gleichung berechnet wird: $TNAT = RegenForce * K + FrictionForce - PropFrictionRequestedForce * (1 - K),$
wobei „TNAT“ für das gesamte negative Achsendrehmoment, „RegnForce“ für die regenerative Bremskraft des Fahrzeugs, „FrictionForce“ für die Reibungsbremskraft des Fahrzeugs, „PropFrictionRequestedForce“ für die vom Antriebssystem des Fahrzeugs angeforderte Reibungsbremskraft und „K“ für den dynamischen regenerativen Skalierungsfaktor stehen.
Ein System, umfassend: einen oder mehrere Sensoren, die so konfiguriert sind, dass sie Sensordaten für ein Fahrzeug erhalten, das sowohl über Reibungsbrems- als auch über regenerative Bremsfähigkeiten verfügt und an einen Anhänger gekoppelt ist, wobei die Sensordaten Folgendes umfassen: Reibungsbremsdaten hinsichtlich einer Fahrzeug-Reibungsbremskraft für das Fahrzeug; und regenerative Bremssensordatenbezüglich der regenerativen Bremskraft des Fahrzeugs; und einen Prozessor, der mit dem einen oder den mehreren Sensoren gekoppelt und so konfiguriert ist, dass er zumindest die Steuerung der Bremsung des Anhängers erleichtert, indem er über vom Prozessor bereitgestellte Befehle eine Anhängerbremskraft bereitstellt, die sowohl auf den Reibungsbremsdaten als auch auf den regenerativen Bremssensordaten basiert, mit einer Empfindlichkeit gegenüber der regenerativen Bremskraft des Fahrzeugs, so dass die Anhängerbremskraft von der regenerativen Bremskraft des Fahrzeugs anders beeinflusst wird als von der Reibungsbremskraft des Fahrzeugs.