DE-102025103123-B3 - Verfahren zur Verbesserung der Rekuperation in einem Elektrofahrzeug

Abstract

Verfahren zur Verbesserung der Rekuperation in einem Elektrofahrzeug mit mindestens zwei elektrisch angetriebenen Achsen, umfassend die folgenden Schritte: Erkennung einer Abfahrt mittels einer Analyse eines Fahrzeugneigungswinkels und/oder von Navigationsdaten mittels einer Analyseeinheit, Steuerung einer Motorsteuerungseinheit zur Ankoppelung einer Sekundärachse, die zuvor abgekoppelt war, Nutzung beider elektrischer Achsen, nämlich der Sekundärachse und einer Primärachse, für eine Rekuperation einer Bremsenergie des Fahrzeugs während der Abfahrt.

Inventors

• Felix Winkelmeyr

Assignees

• AUDI AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20250129

Claims (7)

1. Verfahren zur Verbesserung der Rekuperation in einem Elektrofahrzeug mit mindestens zwei elektrisch angetriebenen Achsen, einer Primärachse und einer Sekundärachse, umfassend die folgenden Schritte: Erkennung einer Abfahrt mittels einer Analyse eines Fahrzeugneigungswinkels und/oder von Navigationsdaten mittels einer Analyseeinheit, Steuerung einer Motorsteuerungseinheit zur Ankoppelung der Sekundärachse, die zuvor abgekoppelt war, Nutzung beider elektrischer Achsen, nämlich der Sekundärachse und der Primärachse, für eine Rekuperation einer Bremsenergie des Fahrzeugs während der Abfahrt, dadurch gekennzeichnet , dass das Ankoppeln der Sekundärachse durch ein elektronisches Schaltgetriebe realisiert wird, welches mittels der Motorsteuerungseinheit gesteuert wird, wobei das elektronische Schaltgetriebe ein Mechanismus ist, der einen Antriebsstrang der Sekundärachse koppelt oder entkoppelt, wobei die Navigationsdaten mittels eines mit dem Fahrzeug verbundenen GPS-Sensors erfasst werden und unter Berücksichtigung von Kartendaten eine vorausliegende Abfahrt auf einer Fahrbahn des Fahrzeugs erkannt wird, wobei die Analyseeinheit eine Vorhersagefunktion zur Bestimmung von Abfahrten innerhalb eines definierten Streckenabschnitts verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Erkennung des Fahrzeugneigungswinkels mittels eines im Fahrzeug integrierten Neigungssensors und/oder eines Beschleunigungssensors erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sekundärachse nur dann angekoppelt wird, wenn eine verbleibende Batteriekapazität des Elektrofahrzeugs mindestens einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Analyseeinheit geeignet ist, einen Grad der Abfahrt zu klassifizieren, und die Ankoppelung der Sekundärachse nur bei einem vorgegebenen Mindestwert des Fahrzeugneigungswinkels von mindestens 10° und/oder bei einer Gesamtlänge der Abfahrt von mindestens 50 m erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Analyseeinheit ein maschinelles KI (künstliche Intelligenz)-Lernmodell verwendet, um die Effizienz der Rekuperation durch die Sekundärachse basierend auf vorherigen Fahrten zu optimieren.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ankoppelung der Sekundärachse automatisch deaktiviert wird, wenn das Fahrzeug einen Streckenbereich der Abfahrt verlässt und/oder ein erhöhter Schlupf an der Sekundärachse festgestellt wird.
7. Fahrzeug zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , umfassend: die Analyseeinheit zur Erkennung der Abfahrt mittels Analyse des Fahrzeugneigungswinkels und/oder von Navigationsdaten, die Motorsteuerungseinheit zur Steuerung der Ankoppelung der zuvor abgekoppelten Sekundärachse, mindestens zwei elektrisch angetriebene Achsen, nämlich die Sekundärachse und eine Primärachse, die so ausgelegt sind, dass beide elektrischen Achsen zur Rekuperation von Bremsenergie während einer Abfahrt genutzt werden, wobei das Fahrzeug ferner ein elektronisches Schaltgetriebe zur Ankoppelung der Sekundärachse aufweist.

Description

Das technische Gebiet sind Verfahren zur Verbesserung der Rekuperation in einem Elektrofahrzeug. Der Stand der Technik umfasst mehrere Ansätze zur Optimierung der Rekuperation und Nutzung elektrischer Antriebe in Fahrzeugen. EP 3 634 825 B1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung einer Differenzialbremsanlage eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug mindestens eine Hilfsbremsanlage aufweist. US 2020 / 0 171 956 A1 offenbart ein Fahrzeug und ein Bergabfahrkontrollverfahren dafür bereitgestellt, um stabiles Fahren auf einer abschüssigen Straße zu ermöglichen. DE 10 2016 116 538 A1 offenbart einen Antriebstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit zwei antreibbaren Achsen. DE 10 2017 213 199 A1 offenbart ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit mehreren Hinterachsen, bei dem während des Rekuperationsbetriebs über eine Einstellvorrichtung das Niveau und die Achslastverteilung verändert werden. Hierdurch soll die Energierückgewinnung verbessert werden. Die Achslast wird pneumatisch geregelt, um eine gleichmäßige Belastung der Achsen zu erreichen. DE 10 2018 214 246 A1 betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Betriebsweise eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs unter Verwendung prognostizierter Fahrtdaten. Dabei werden Navigationsdaten, Verkehrsinformationen und Wetterdaten berücksichtigt, um die Energieverteilung im Fahrzeug vorausschauend anzupassen. DE 10 2016 116 538 A1 beschreibt ein elektrisches Antriebssystem mit einem Übersetzungsgetriebe, das mehrere Schaltstufen umfasst. DE 10 2023 003 283 A1 offenbart ein Steuerungssystem für Elektrofahrzeuge, bei dem eine künstliche Intelligenz (KI) zur Optimierung des Energieverbrauchs und zur Anpassung der Fahrstrategie eingesetzt wird. DE 10 2019 124 649 A1 betrifft ein Fahrzeug mit einer Liftachse, deren Anheben oder Absenken in Abhängigkeit von Schlupf oder Achslast erfolgt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Verbesserung der Rekuperation bereitzustellen, welches eine zuverlässige Fahrzeugkontrolle auf Strecken mit einem Gefälle gewährleistet. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Rekuperation in einem Elektrofahrzeug mit mindestens zwei elektrisch angetriebenen Achsen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Erkennung einer Abfahrt mittels einer Analyse eines Fahrzeugneigungswinkels und/oder von Navigationsdaten durch eine Analyseeinheit, Steuerung einer Motorsteuerungseinheit zur Ankoppelung einer zuvor abgekoppelten Sekundärachse und Nutzung beider elektrischen Achsen, nämlich der Sekundärachse und einer Primärachse, zur Rekuperation von Bremsenergie des Fahrzeugs während der Abfahrt. Das Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug mit mindestens zwei elektrisch angetriebenen Achsen, die unabhängig voneinander oder gemeinsam zur Energieerzeugung und Bremsung genutzt werden können. Die Primärachse ist die Hauptantriebsachse des Fahrzeugs, während die Sekundärachse als zusätzliche Achse ausgeführt ist, die in bestimmten Fahrsituationen abgekoppelt werden kann. Eine Abfahrt bezeichnet eine topografische Fahrbahneigenschaft mit einem Gefälle, das eine spezifische Anpassung des Bremsvorgangs durch die Nutzung von Rekuperation erforderlich macht. Die Analyseeinheit ist eine elektronische Einheit, die Neigungswinkel- und Navigationsdaten verarbeitet, um Abfahrten zu erkennen. Die Motorsteuerungseinheit ist eine Vorrichtung zur Steuerung der elektrischen Antriebe und zur Umsetzung der Ankoppelung der Sekundärachse. Ein Vorteil des Verfahrens liegt in der Maximierung der Rekuperationsleistung durch die Nutzung der Sekundärachse. Ein weiterer Vorteil ist die Reduktion des Verschleißes der mechanischen Bremsen durch eine optimierte Nutzung der Rekuperation der elektrischen Antriebe während des Bremsvorgangs. Vorteilhafterweise kann die Erkennung des Fahrzeugneigungswinkels mittels eines im Fahrzeug integrierten Neigungssensors und/oder eines Beschleunigungssensors erfolgen. Ein Neigungssensor ist eine Vorrichtung, die den Neigungswinkel des Fahrzeugs relativ zur Horizontalen misst, während ein Beschleunigungssensor Veränderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit und - richtung erfassen kann. Dadurch wird eine präzise Erkennung von Abfahrten ermöglicht, selbst bei komplexen Straßenbedingungen. Vorteilhafterweise können die Navigationsdaten mittels eines mit dem Fahrzeug verbundenen GPS-Sensors erfasst werden, wobei unter Berücksichtigung von Kartendaten eine vorausliegende Abfahrt auf einer Fahrbahn des Fahrzeugs erkannt wird. Der GPS (Global Positioning System)-Sensor dient zur Positionsbestimmung und Navigation. Dadurch kann das Fahrzeug frühzeitig auf Abfahrten reagieren und die Rekuperation frühzeitig aktivieren. Vorteilhafterweise kann die Analyseeinheit eine Vorhersagefunktion zur Bestimmung von Abfahrten innerhalb eines definierten Streckenabschnitts verwenden. Die Vorhersagefunktion ist ein Algorithmus, der basierend auf Navigationsdaten und topografischen Informationen zukünftige Abfahrten prog