Verfahren zum Betreiben einer Rekuperationsbremseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und Rekuperationsbremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Rekuperation kinetischer Energie von Kraftfahrzeugen, und insbesondere das gesteuerte Zuleiten der Rekuperationsenergie zu einer Batterie, um diese aufzuladen, oder zu anderen Verbrauchern. Es ist allgemein bekannt, kinetische Energie eines Kraftfahrzeugs über eine elektrische Maschine wiederzugewinnen. Dies wird als Rekupereration bezeichnet. Die Bremsenergie kann als elektrische Energie zwischengespeichert werden und kann wieder abgerufen werden. Zur Zwischenspeicherung von Rekuperationsenergie werden insbesondere elektrochemische oder auch elektrostatische Speicher ver- wendet.

Aus der Druckschrift DE 10 201 1 016 227 ist bekannt, dass zum Schutz vor Überladung oder thermischer Belastung eines elektrischen Energiespeichers dessen Ladeleistung reduziert wird. Um die Verringerung der Gesamtbremsleistung zu reduzieren, wird vorgeschlagen, die Motorbremse eines Verbrennungsmotors dosiert zu aktivieren. Hierbei wird der Verbrennungsmotor über eine Kupplung bei Bedarf zugeschaltet.

Zum Einen schadet dies auf Dauer dem Verbrennungsmotor und zum Anderen ergibt sich eine Verzögerung bei der Aktivierung dieser zusätzlichen Bremse, da zur Ankopplung der Motorbremse elektromechanische Aktuatoren zum Steuern einer Kupplung notwendig sind, die per se verzögert ansprechen.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Herangehensweise aufzuzeigen, die zumindest einen dieser Nachteile überwindet.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Weitere Ausführungsformen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche. Die hier beschriebene Herangehensweise sieht vor, dass bei einer Reduzierung oder dem Wegfall der elektrischen Batterie als Leistungssenke für die

Rekuperationsleistung nicht eine mechanische oder mechanisch zu aktivierende Bremse zur Kompensation verwendet wird, sondern dass eine Senke für elektrische Leistung zugeschaltet wird, die insbesondere auch die volle Rekuperationsleistung zur vollständigen Entlastung der Batterie aufnehmen kann. Die elektrische

Rekuperationsleistung wird gemäß der hier vorgestellten Herangehensweise falls notwendig von einer elektrischen Speichereinrichtung auf einen Leistungswiderstand oder eine andere elektrische Last teilweise oder vollständig umgeleitet. Da beide Leistungssenken, zwischen denen umgeleitet wird, d. h. die aufzuladende Batterie und der Leistungswiderstand, die gleiche Energieart aufnehmen, nämlich elektrische Energie, ist der Umschaltvorgang zwischen diesen Leistungssenken im Wesentlichen verzögerungsfrei. Die hier verwendete Ersatzleistungssenke, nämlich ein Leistungswiderstand oder eine andere elektrische Last, zu der ggf. die Rekuperationsleistung umgeleitet wird, ist im Wesentlichen abnutzungsfrei und es werden im Gegensatz zum Stand der Technik keine zusätzlichen mechanischen Teile zum Umlenken oder Leiten der Rekuperationsleistung verwendet. Ferner kann im Wesentlichen verzögerungsfrei und ohne Vorlauf auch ein plötzlicher Abwurf der zu ladenden Batterie als

Rekuperationsleistungssenke reagiert werden, da durch rein elektronische Schaltungen der Pfad der Rekuperationsleistung umgelenkt werden kann. So kann die hier beschriebene Vorgehensweise auch bei einem plötzlichen Abtrennen der Batterie verwendet werden, beispielsweise wenn ein Fehler auftritt oder andere Schutzmechanismen der Batterie greifen; eine Koordination der Abtrennung der Batterie mit anderen Komponenten kann entfallen. Auch wenn die aufzuladende Batterie während eines Bremsvorgangs als Rekuperationsleistungssenke plötzlich ausfallen würde, würde der Leistungswiderstand im Wesentlichen ohne Verzögerung diese ersetzen, vor allem hinsichtlich der Höhe der abgenommenen

Rekuperationsleistung, so dass das Bremsverhalten trotz plötzlichen Ausfall einer Komponente des Bremssystems (d. h. die aufzuladende Batterie) nicht von der Änderung der Ladeleistung der Batterie beeinträchtigt wird. Da die

Rekuperationsleistung elektrisch vorliegt und zwischen elektrischen Leistungssenken umgelenkt werden kann, ergibt sich auch kein plötzlich einsetzender tem- porärer Ausfall der Bremsleistung. Dies trägt zur deutlichen Verbesserung der Verkehrssicherheit bei. Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Rekuperationsbremseinrichtung eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Zunächst wird eine Bremsleistungsvorgabe erfasst. Die Bremsleistungsvorgabe entspricht einer Pedalbetätigung des Bremspedals und/oder des Fahrpedals und kann insbesondere erfasst werden durch Erfassung der Stellung des Fahr- oder Bremspedals oder durch Erfassung der Kraft, die auf das Fahr- oder Bremspedal ausgeübt wird. Eine geringe oder keine Pedalbetätigung des Fahrpedals entspricht einer geringen Bremsleistungsvorgabe, welche insbesondere eine von Verbrennungsmotorfahrzeugen bekannten Motorbremswirkung entspricht. Mit abnehmender Betätigung des Fahrpedals steigt die

Bremsleistungsvorgabe, wobei dies vorzugsweise nur für Betätigungen unter einer vorgegebenen Grenze (entsprechend einer sehr geringen Betätigung) gilt. Im Gegensatz zum Fahrpedal steigt mit der Betätigung des Bremspedals die Bremsleistungsvorgabe. Als Betätigung des Fahr- oder Bremspedals wird das Einstellen einer Stellung des Pedals oder das Ausüben einer Kraft auf das Pedal bezeichnet. Mit der Betätigung des Fahr- oder Bremspedals wird gemäß einer Betrachtungsweise der Erfindung die Bremsleistungsvorgabe, eine Bremsmomentvorgabe bzw. (indirekt) der Grad der Rekuperation von dem Fahrer eingestellt.

Am Fahr- oder Bremspedal wird durch die Stellung bzw. die darauf ausgeübte Kraft unmittelbar eine Bremsmomentvorgabe erfasst. Da diese unmittelbar über die

Drehzahl der Räder des Kraftfahrzeugs der Bremsleistungsvorgabe entspricht und die hier beschriebene Vorgehensweise Leistungsflüsse und deren Änderung betrachtet, wird hier davon ausgegangen, dass mit der Bremsmomentvorgabe die Bremsleistungsvorgabe anhand der Pedalbetätigung erfasst wird. Bremsmoment- vorgäbe und Bremsleistungsvorgabe geben daher gleichermaßen eine Größe wieder, die die Stärke der Bremsbetätigung wiedergeben, mit der der Fahrer zu bremsen wünscht.

Die Bremsleistungsvorgabe wird umgesetzt durch Betreiben der

Rekuperationsbremseinrichtung gemäß der Bremsleistungsvorgabe und insbesondere gemäß einem Bremsleistungssollwert, der (zunächst) der Bremsleistungsvorgabe entspricht. Es ist vorgesehen, dass kinetische Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Rekuperationsleistung gewandelt wird. Insbesondere wird die kinetische Energie (zumindest zu Beginn des Bremsvorgangs) gemäß dem Bremsleistungssollwert gewandelt, welcher der Bremsleistungsvorgabe entspricht. Die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs wird in elektrische Rekuperationsleistung gewandelt indem die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs von dem Kraftfahrzeug abgerufen wird. Hierdurch wird das Kraftfahrzeug verlangsamt oder die Beschleu- nigung (etwa bei abschüssigem Gefälle) wird verringert. Der Prozess des Abrufens der kinetischen Energie findet mit einer Rate statt, die durch die abgerufene kinetische Energie pro Zeiteinheit definiert ist. Die Rate wird durch die Bremsleistungsvorgabe eingestellt und entspricht dem Bremsleistungssollwert und vor- zugsweise (zumindest zu Beginn des Bremsvorgangs) dem Bremsleistungsistwert. Die abgerufene kinetische Energie bezogen auf die Zeiteinheit, in der diese abgerufen wird, kann auch als Rekuperationsleistung bezeichnet werden. Das Wandeln der kinetischen Energie umfasst daher insbesondere das Abrufen der kinetischen Energie gemäß der Rate bzw. gemäß der Bremsleistungsvorgabe bzw. dem Bremsleistungssollwert und (zumindest temporär) dem Bremsleistungsistwert. Das Wandeln umfasst insbesondere auch das Überführen der pro Zeiteinheit abgerufenen kinetischen Energie (d.h. der abgerufenen kinetischen Leistung) in elektrische Leistung, die als Rekuperationsleistung bezeichnet wird. Der Bremsleistungssollwert gibt die Bremsleistung wieder, mit der die

Rekuperationsbremseinrichtung betrieben wird und die Bremsleistungsvorgabe entspricht der Vorgabe, die vom Fahrer über das Bremspedal eingegeben wird. Da sich zumindest anfangs der Bremsleistungssollwert und die Bremsleistungsvorgabe entsprechen, wird - zumindest zu Beginn des Schrittes des Wandeins - die Bremsleistungsvorgabe als Bremsleistungssollwert von der Rekuperationsbremseinrichtung realisiert.

Die Bremsleistungsvorgabe kann ferner von einer Bremsensteuerung vorgegeben werden, die wiederrum von einer Vorgabe des Fahrers gesteuert wird. Die Brem- sensteuerung steuert sowohl eine Reibbremse als auch die Rekuperationsbremseinrichtung an. Die Bremsensteuerung teilt die durch die Vorgabe des Fahrers angeforderte Bremsleistung auch ohne Auftreten einer Abweichung wie sie im weiteren beschrieben ist, in eine Bremsleistung auf, mit der die Reibbremse betrieben wird, und in einen als Bremsleistungsvorgabe auf, die von der

Rekuperationsbremseinrichtung zu leisten ist. Da die vom Fahrer vorgegebene

Bremsleistung über die Bremsensteuerung auch als Bremsleistungsvorgabe an die Rekuperationsbremseinrichtung abgegeben wird, kann die von der Bremsensteuerung vorgegebene Bremsleistung auch als Bremsleistungsvorgabe betrachtet werden, die vom Fahrer abgegeben wird.

Die Rekuperationsleistung wird an eine elektrische Speichereinrichtung geleitet, um diese aufzuladen. Die gewandelte kinetische Energie kann so in der Speichereinrichtung zwischengespeichert werden, insbesondere um diese später abzurufen, beispielsweise zur Traktion des Kraftfahrzeugs. Die Rekuperationsleistung wird vorzugsweise während dem Schritt des Wandeins an die elektrische Speichereinrichtung geleitet. Gemäß der hier beschriebenen Vorgehensweise wird erfasst, wenn zwischen dem Bremsleistungssollwert und einem Bremsleistungsistwert eine Abweichung auftritt. Insbesondere wird erfasst, wenn eine negative Abweichung auftritt, d.h. wenn der Bremsleistungsistwert kleiner ist als der Bremsleistungssollwert. Der Bremsleistungsistwert entspricht der Bremsleistung, mit dem das Kraftfahrzeug (tatsächlich) abgebremst wird, d.h. der Bremsleistung, mit der die Rekuperations- bremseinrichtung und ggf. weitere Bremseinrichtungen das Kraftfahrzeug abbremsen. Während die Rekuperationsbremseinrichtung den Bremsleistungssollwert als Vorgabe zum Betreiben der Bremse verwendet, entspricht der Bremsleistungsistwert der tatsächlich von der Rekuperationsbremseinrichtung ausgeübten Bremsleistung. Eine Abweichung entspricht einem Fehler zwischen dem Soll- und Istwert, der beispielsweise gemäß einer Regelung innerhalb der Rekuperationsbremseinrichtung durch entsprechende Ansteuerung der Rekuperationsbremseinrichtung auf null zu führen ist. Bremsleistungsistwert und Bremsleistungssollwert sind somit Soll- und Istwerte einer Regelung innerhalb der

Rekuperationsbremseinrichtung. Die Abweichung gibt wieder, wenn diese Regelung den Regelungsfehler nicht auf null führen kann. Insbesondere wird eine Abweichung erfasst, die über eine Mindestabweichung hinausgeht, um ein unnötig häufiges Umlenken zu vermeiden. Vorzugsweise ist die Abweichung die Differenz zwischen Bremsleistungssollwert und -istwert.

Die Rekuperationsleistung, welche von der Rekuperationsbremseinrichtung als elektrische Leistung abgegeben wird, wird von der Speichereinrichtung (als erste Leistungssenke der Rekuperationsleistung) an einen Leistungswiderstand (als zweite, darauffolgende Leistungssenke der Rekuperationsleistung) umgelenkt, wenn die Abweichung auftritt, bzw. wie oben bemerkt eine vorzugsweise vorgegebene Mindestabweichung überschreitet. Die Mindestabweichung kann beispielsweise 5, 10, 20 oder 30 Prozent der Bremsleistungsvorgabe entsprechen.

Das Umlenken der Rekuperationsleistung bedeutet, dass die

Rekuperationsleistung nicht mehr vollständig an die Speichereinrichtung geht, sondern durch das Umlenken zumindest teilweise oder vollständig an den Leistungswiderstand geleitet wird, wenn das Umlenken stattgefunden hat. Das Umlenken ist hierbei die Änderung des Pfads (ausgehend von der Rekuperations- bremseinrichtung), entlang dem die Rekuperationsleistung geleitet wird, oder, mit anderen Worten, die Änderung der Leistungssenke (Speichereinrichtung oder Leistungswiderstand) für die Rekuperationsleistung. Hierbei kann die Rekuperationsleistung umgelenkt werden, indem der Leistungswiderstand teilweise oder vollständig zugeschaltet wird. Ferner kann die Rekuperationsleistung umgelenkt werden, indem eine Verbindung zwischen der Rekuperationsbremseinrichtung zu der Speichereinrichtung zumindest teilweise aufgehoben wird und eine Verbindung zu dem Leistungswiderstand teilweise oder vollständig aufgebaut wird. Das Umlenken kann mittels einer zweipoligen Schalteinrichtung vorgesehen werden, wel- che die Rekuperationsbremseinrichtung gesteuert mit dem Leistungswiderstand verbindet. Ferner kann das Umlenken vorgesehen werden mittels einer dreipoligen Umschaltvorrichtung, die die Rekuperationsbremseinrichtung wahlweise mit der Speichereinrichtung oder dem Leistungswiderstand verbindet. Schließlich kann das Umlenken vorgesehen werden mittels einer ersten Schaltvorrichtung, die die Rekuperationsbremseinrichtung mit der Speichereinrichtung verbindet, und einer zweiten Schaltvorrichtung, die die Rekuperationsbremseinrichtung mit dem Leistungswiderstand verbindet. Die erste und die zweite Schaltvorrichtung sind jeweils zweipolig. Die Schaltzustände der ersten und zweiten Schaltvorrichtung können komplementär zueinander sein, sind jedoch insbesondere unterschiedlich.

Als Schaltvorrichtung wird vorzugsweise ein Halbleiterschalter verwendet werden, insbesondere ein Transistor wie ein IGBT- oder MOSFET-Transistor. Alternativ können elektromechanische Schalter vorgesehen sein, beispielsweise ein Relais oder ein Schütz, die die jeweilige Schaltvorrichtung vorsehen. Die Schaltvorrichtung kann grundsätzlich zwei Zustände aufweisen, nämlich leitend und nicht leitend. In Abweichung hiervon können ferner weitere Zustände vorgesehen sein, in denen die jeweiligen Pole der Schaltvorrichtung nur teilweise miteinander verbunden sind. Als eine teilweise Verbindung wird beispielsweise eine pulsweitenmodulierte An- steuerung der jeweiligen Schaltvorrichtungen angesehen, so dass hinsichtlich des zeitlichen Verlaufs die entsprechenden Pole nur teilweise miteinander verbunden sind. Die Schaltvorrichtungen können als Schutz vor zu hohen Strömen einen Reihenwiderstand umfassen.

Das Umlenken sieht vor, dass der Pfad, entlang dem die Rekuperationsleistung geleitet wird, geändert wird und entweder eine weitere Leistungssenke zugeschaltet wird oder die Rekuperationsleistung vollständig an eine andere Leistungssenke abgeführt wird. Hierbei bildet insbesondere der Leistungswiderstand die weitere Leistungssenke. Der Begriff Pfad, entlang dem die Rekuperationsleistung geleitet wird, ist als Verbindung innerhalb einer topologischen Betrachtung zu sehen, die die Rekuperationsbremseinrichtung als Leistungsquelle und die Speichereinrichtung sowie den Leistungswiderstand als zwei Leistungssenken umfasst. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass nach dem Umlenken der Rekuperationsleistung (d. h. nachdem die Rekuperationsleistung nicht mehr ausschließlich an die elektrische Speichereinrichtung geleitet wird) die

Rekuperationsleistung teilweise oder vollständig an den Leistungswiderstand geleitet wird. Durch Hinzufügen des Leistungswiderstands ergibt sich eine weitere Leistungssenke, die neben oder die anstelle der Speichereinrichtung tritt. Es ist vorgesehen, dass der Bremsleistungssollwert gegenüber der Bremsleistungsvorgabe über eine vorgegebene Zeitdauer verringert wird. Hierbei wird die Verringerung gemäß einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf ausgeführt, beispielsweise gemäß einer konstanten Verringerungsrate oder gemäß einem anderen, vorge- gebenen zeitlichen Verlauf. Die vorgegebene Zeitdauer gibt das Zeitintervall vor, in dem der Leistungswiderstand die Rekuperationsleistung aufzunehmen hat.

Gleichzeitig entspricht die vorgegebene Zeitdauer bzw. die Verringerung bzw. die Verringerungsrate einer durch den Fahrer zu kompensierbare Abweichung des Bremsleistungssollwerts von der Bremsleistungsvorgabe. Die Zeitdauer liegt vor- zugsweise unter einer Zeitdauer, die zu einer Überhitzung des Leistungswiderstands beim Abbremsen von einer hohen Geschwindigkeit (beispielsweise 100 km/h oder 150 km/h) führen würde. Die Zeitdauer kann somit von der Wärmekapazität des Leistungswiderstands abhängen, von einem Nennwert des Bremsleistungssollwerts oder von der Wärmeabgabefähigkeit des Leistungswiderstands, falls von diesem Wärme abgeführt wird. Ferner hängt die Zeitdauer damit auch von einer Nenn-Betriebstemperatur und einer maximalen Betriebstemperatur ab. Diesbezüglich liegt die Zeitdauer beispielsweise unter 2 Minuten, 1 Minute oder 30 Sekunden. Die maximale Erinnerungsrate der Verringerung ist beispielsweise kleiner als 50 Prozent, 20 Prozent oder 10 Prozent eines Nennwerts der Bremsleistung der Rekuperationsbremseinrichtung oder der Bremsleistungsvorgabe bezogen auf 10, 20 oder 30 Sekunden. Diese Verringerungsrate erlaubt trotz Verringerung der Bremsleistung eine sichere Bedienung des Fahrzeugs, dass sich das Fahrzeug an die langsame Verringerung einstellen kann. Der Leistungswiderstand ist thermisch vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sich seine Temperatur ausgehend von einer Nenntemperatur (beispielsweise 20° C) beim Abbremsen mit einer Nennbremsleistung der Rekuperationsbremseinrichtung nicht über eine Maximaltemperatur der Rekuperationsbremseinrichtung erhöht. Diese thermische Ausgestaltung betrifft insbesondere die Wärmeaufnahmekapazität und/oder die Wärmeabgabeleistung des Leistungswiderstands.

Vorzugsweise wird nach dem Umlenken der Bremsleistungssollwert, gemäß dem die Rekuperationsbremseinrichtung betrieben wird, nicht auf null verringert, sondern auf eine Minimal-Rekuperationsleistung. Es ist vorgesehen, dass nach dem Umlenken die an dem Leistungswiderstand abgegebene Rekuperationsleistung über die vorgegebene Zeitdauer auf die Minimal-Rekuperationsleistung verringert wird. Da die Dynamik des Verringerns (d.h. erfassbar als Verringerungsrate oder Änderungsrate) langsamer (bzw. kleiner) ist als die Dynamik (ebenso erfassbar als Verringerungsrate), mit der der Fahrer die Verringerung beim Fahren in sicherer Weise umsetzen kann, wird die Fahrsicherheit nicht beeinträchtigt. Bei einer hochdynamischen Verringerung des Bremsleistungssollwerts, die auftreten würde, wenn nicht wie hier beschrieben die Rekuperationsleistung umgelenkt wird, würde sich hingegen eine unkontrollierte Situation für den Fahrer ergeben.

Ferner muss der Fahrer auch mit dem Ende der Zeitdauer nicht auf die Funktion der Bremse verzichten, sondern kann sich in der vorangehenden Zeitdauer auf das neue Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs einstellen, um schließlich das Kraftfahrzeug gemäß der Minimal-Rekuperationsleistung zu bremsen.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass sich innerhalb der Zeitdauer oder nach dem Ende der Zeitdauer eine Reibbremse zuschaltet. Da sich während der Zeitdauer der Bremsleistungssollwert nur mit einer geringen Änderungsrate, wie oben beschrie- ben, verringert, besteht ausreichend Zeit, die mechanische Reibbremse zu aktivieren und zuzuschalten. Die Bremsleistung der Reibbremse kommt zu der Bremsleistung der Rekuperationsbremseinrichtung hinzu, so dass ein teilweiser oder vollständiger Ausfall der Speichereinrichtung als Bremsleistungssenke (sofort) kompensiert werden kann durch Umlenken der Rekuperationsleistung auf den Leistungswiderstand, und langfristig kompensiert werden kann durch Hinzuschalten einer Reibbremse. Diese Kompensationen können teilweise oder vollständig sein. Bei teilweiser Kompensation entsteht keine vergleichsweise schnelle Änderung oder hohe Änderungsrate des Bremsleistungssollwerts, so dass die Änderungsrate an die Reaktionsfähigkeit des Fahrers angepasst ist und sich dieser auf sichere Weise an neue Fahreigenschaften des Kraftfahrzeugs gewöhnen kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass beim Leiten der Rekuperationsleistung an die Speichereinrichtung die Rekuperationsleistung als ein Hochspannungssignal erzeugt wird oder weitergeleitet wird. Das Hochspannungssignal dient zum Aufladen einer Hochspannungsbatterieeinrichtung, die die Speichereinrichtung bildet. Das Hochspannungssignal kann eine Spannung größer 60 Volt haben, insbesondere von 100 Volt, 150 Volt, 230 Volt, 380 Volt, 400 Volt, 600 Volt oder mehr. Weiterhin kann das Hochspannungssignal nach dem Umlenken teilweise oder vollständig an den Leistungswiderstand abgegeben werden. Dieser ist vorzugsweise als Hochspan- nungs-Leistungswiderstand ausgebildet. Bei der Verwendung eines Hochspannungssignals zum Leiten der Rekuperationsleistung (an welche Energiesenke auch immer) können Leitungen mit geringem Querschnitt verwendet werden, da bei gleicher Leistung kleinere Ströme fließen, als bei Signalen mit geringerer Spannung.

Gemäß weiterer Ausführungsformen wird erfasst, wenn eine Abweichung zwischen den Bremsleistungssollwert und dem Bremsleistungsistwert auftritt,

(i) indem Regelungsgrößen der Regelung der Rekuperationsbremseinrichtung verwendet werden;

(ii) indem die Auswirkung der Rekuperationsbremseinrichtung auf das Kraftfahrzeug betrachtet wird, insbesondere auf dessen Verlangsamung; (iii) indem der zeitliche Verlauf der Bremsleistungsvorgabe dem zeitlichen Verlauf des Bremsleistungsistwerts gegenübergestellt wird, oder

(iv)indem ein Fehlersignal der Speichereinrichtung oder einer zugehörigen

Schutzeinrichtung oder eines Steuergeräts erfasst wird, um daraus abzuleiten, dass die Speichereinrichtung aufgrund eines Fehlers oder aufgrund eines anderen Ereignisses zumindest teilweise von der

Rekuperationsbremseinrichtung abgetrennt wurde.

Eine erste Ausführungsform hiervon sieht daher vor, dass die Abweichung erfasst wird durch Vergleichen des Bremsleistungssollwerts mit dem Bremsleistungsist- wert. Dies entspricht der Erfassung eines Regelungsfehlers in der Regelung der Rekuperationsbremseinrichtung. Der Bremsleistungsistwert entspricht hierbei der Rekuperationsleistung, die an die elektrische Speicherrichtung umgeleitet wird, oder entspricht der gesamten Rekuperationsleistung, die durch den Schritt des Wandeins der kinetischen Energie entsteht (d. h. die von der Rekuperations- bremseinrichtung abgegeben wird). Dies entspricht der vorangehend unter (i) genannten Vorgehensweise. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Abweichung erfasst wird durch Vergleichen der aktuellen Verzögerung des Kraftfahrzeugs mit einer Verzögerung, die der Bremsleistungsvorgabe entspricht. Hierbei wird das tatsächliche Abbremsen des Kraftfahrzeugs der Bremsleistungsvorgabe gegenübergestellt, von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise über das Bremspedal eingegeben wird. Werden hierbei Differenzen beobachtet, ist davon auszugehen, dass die Leistungssenke für die Rekuperationsleistung nachgelassen hat, etwa wenn die aktuelle Verzögerung geringer ist als die Bremsleistungsvorgabe, so dass umgelenkt wird und der Leistungswiderstand zumindest teilweise die elektrische Speichereinrichtung als Leis- tungssenke für die Rekuperationsleistung ersetzt. Dies entspricht der vorangehend unter (ii) genannten Vorgehensweise.

Eine weitere Möglichkeit ist es, dass eine Abweichung erfasst wird durch Vergleichen einer relativen zeitlichen Änderung der Bremsleistungsvorgabe mit einer relativen zeitlichen Änderung des Bremsleistungsistwerts oder einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs. Hierbei wird die Realisierung der Bremsleistungsvorgabe durch die Rekuperationsbremseinrichtung überprüft, wobei die Bremsleistungsvorgabe eine Regelungsgröße der Rekuperationsbremseinrichtung gegenübergestellt wird, d. h. dem Bremsleistungsistwert (wobei statt des Bremsleistungsistwerts auch der Bremsleistungssollwert verwendet werden kann). Ferner wird die relative zeitliche Änderung der Bremsleistungsvorgabe der relativen zeitlichen Änderung der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit gegenübergestellt, so dass sich auch hier Fehler bei der Realisierung der Bremsleistungsvorgabe erkennen lassen. Diese Abweichung führt zu der Annahme, dass die Rekuperationsleistung nicht vollständig an die Speichereinrichtung abgegeben werden kann und dass der Leistungswiderstand als Leistungssenke (zunehmend) hinzutreten soll. Dies entspricht der vorangehend unter (iii) genannten Vorgehensweise.

Schließlich ist es eine weitere Möglichkeit, dass eine Abrechnung erfasst wird durch Erfassen eines Fehlersignals. Dieses kann von der Speichereinrichtung stammen, kann von einem Steuergerät stammen oder kann von einer Schutzeinrichtung der Speichereinrichtung stammen. Das Fehlersignal kann ein teilweises oder vollständiges Entkoppeln der Speichereinrichtung ankündigen. In diesem Fall wird die Speichereinrichtung erst dann teilweise oder vollständig entkoppelt, wenn nach dem Fehlersignal eine Verzögerungszeitdauer verstrichen ist. Beispielsweise bei Erfassung eines hohen Temperaturwerts der Speichereinrichtung, der noch weiter ansteigt, kann davon ausgegangen werden, dass nach einem weiteren Zeitintervall die Speichereinrichtung zumindest teilweise entkoppelt werden wird, um einer Überhitzung entgegenzutreten. Dies kann ebenso für einen hohen Ladezustand gelten, wobei bei Annäherung an einen Ladezustand von 100 Prozent zum Schutz vor Überladung die Speichereinrichtung teilweise oder vollständig von der

Rekuperationsbremseinrichtung entkoppelt wird, wobei ein hoher Ladezustand von beispielsweise 95, 98 oder 99 Prozent diese Abschaltung zum Beladungsschutz ankündigt.

Alternativ kann das Fehlersignal ein teilweises oder vollständiges Entkoppeln der Speichereinrichtung wiedergeben, so dass das Fehlersignal im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Abtrennen der Speichereinrichtung auftritt. Anstatt des Fehlersignals kann auch ein weiteres Ereignis verwendet werden, dass Einfluss auf das Abtrennen der Speichereinrichtung hat oder Einfluss auf das Auslösen eines Schutzmechanismus hat, der die Batterie schützt. Dieses Ereignis kann beispielsweise das Übersteigen eines bestimmten Temperaturwerts sein oder das Übersteigen eines Ladezustands, wobei ab dem Temperaturwert oder ab dem Ladezustand die Batterie in eine kritische Betriebsphase eintritt. Die hier beschriebene Verwendung eines Fehlersignals bzw. Erfassung eines Ereignisses entspricht der vorangehend unter (iv) genannten Vorgehensweise. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird nach dem Umlenken der Rekuperationsleistung von der Speichereinrichtung an den Leistungswiderstand eine Reibbremse aktiviert. Mit der Aktivierung der Reibbremse wird eine Differenz der Bremsleistungsvorgabe einerseits und des Bremsleistungssollwerts oder des Bremsleistungsistwerts andererseits kompensiert. Insbesondere wird diese Differenz kompensiert durch Erzeugen eines (zusätzlichen) Bremsleistungsanteils, der zu der Bremsleistung der Rekuperationsbremseinrichtung hinzutritt. Insbesondere kann die Reibbremse aktiviert werden, wenn eine Abweichung zwischen dem Bremsleistungssollwert und dem Bremsleistungsistwert eine vorgegebene Grenze übersteigt. Ferner kann die Reibbremse aktiviert werden nach einer vorgegebenen Verzögerung nach dem Erfassen der Abweichung, wobei die Verzögerung Zeit für die Aktivierung der Reibbremse bietet und diese so nicht schlagartig hinzugeschaltet werden muss.

Das hier beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere für Straßen- und Ge- ländefahrzeuge, vorzugsweise für Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen. Das Kraftfahrzeug, dessen Rekuperationsbremseinrichtung verfahrensgemäß betrieben wird, ist mit einem rekuperationsfähigen Antrieb ausgestattet, der die

Rekuperationsbremseinrichtung umfasst. Die Rekuperationsbremseinrichtung wird insbesondere von einer elektrischen Maschine vorgesehen, die auch als Antrieb für das Kraftfahrzeug dienen kann. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere mit einem Elektroantrieb ausgestattet oder mit einem Hybridantrieb, der eine elektrische und eine verbrennungsmotorgestützte Antriebsart aufweist.

Weiterhin wird eine Rekuperationsbremseinrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die zur Ausführung des oben genannten Verfahrens geeignet ist und insbesondere die oben genannten Größen verwendet. Die Rekuperationsbremseinrichtung umfasst eine elektrische Maschine eingerichtet zur Verbindung mit einem Abtrieb des Kraftfahrzeugs und zur Wandlung von kinetischer Energie des Kraftfahrzeugs in Rekuperationsleistung. Die Verbindung zwischen elektrischer Maschine und Abtrieb ist eine bewegungsübertragende Verbindung.

Ferner umfasst die Rekuperationsbremseinrichtung eine Eingabeschnittstelle ein- gerichtet zum Empfang einer Bremsleistungsvorgabe. Diese Eingabeschnittstelle wird insbesondere von einem Bremspedal und einem zugehörigen Stellungs- oder Kraftsensor vorgesehen.

Weiterhin umfasst die Rekuperationsbremseinrichtung eine Steuervorrichtung, die zur Ermittlung eines Bremsleistungssollwerts aus der Bremsleistungsvorgabe eingerichtet ist. Ferner ist die Steuervorrichtung zur Ansteuerung der elektrischen Maschine ausgebildet. Hierbei kann die Steuervorrichtung Steuersignale an die elektrische Maschine abgeben oder eine Endstufe (oder Leistungselektronik bzw. einen Bremschopper) umfassen, mit der Ströme gesteuert werden, die von der elektrischen Maschine erzeugt werden (oder die die elektrische Maschine antreiben). Die Endstufe, die Leistungselektronik oder der Bremschopper, die bzw. der der elektrischen Maschine vorgeschaltet ist, ist vorzugsweise zur

pulsweitenmodulierten Ansteuerung eingerichtet. Die Steuervorrichtung ist der elektrischen Steuervorrichtung zugeordnet und dieser vorgeschaltet, um sie anzu- steuern.

Die Rekuperationsbremseinrichtung umfasst ferner eine Leistungssteuerungsein- richtung. Diese ist ebenso mit der elektrischen Maschine verbunden. Im Gegensatz zur Steuervorrichtung ist die Leistungssteuereinrichtung jedoch der elektrischen Maschine nachgeschaltet und empfängt die als elektrische Leistung vorgesehene Rekuperationsleistung, die von der elektrischen Maschine während des

Rekuperierens bzw. Wandeins erzeugt wird. Die Leistungssteuerungseinrichtung ist eingerichtet, die (von der elektrischen Maschine stammende) Rekuperationsleistung auf einen ersten und einen zweiten Abgabeanschluss in veränderlicher Weise und insbesondere steuerbar aufzuteilen. Die Leistungssteuerungseinnchtung kann somit als Weiche für die Rekuperationsleistung angesehen werden, die von der elektrischen Maschine erzeugt wird.

Gemäß der hier beschriebenen Vorgehensweise weist die Leistungssteuerungseinnchtung eine mit der Eingabeschnittstelle verbundene Erfassungseinrichtung auf. Die Erfassungseinrichtung ist eingerichtet, eine Abweichung zwischen dem Bremsleistungssollwert und einem Bremsleistungsistwert der elektrischen Ma- schine zu erfassen. Die Abweichung kann insbesondere zwischen dem Bremsleistungssollwert und dem Bremsleistungsistwert erfasst werden, die in einer Regelung der elektrischen Maschine verwendet wird, wobei die Regelung vorzugsweise von der Steuervorrichtung realisiert wird. Die Leistungssteuerungseinnchtung wird eingerichtet, bei einer Abweichung die Rekuperationsleistung von dem ersten Abgabeanschluss an den zweiten Abgabeanschluss umzuleiten, entweder teilweise oder vollständig. Die Erfassungseinrichtung steuert somit die als Weiche für die Rekuperationsleistung dienende Leistungssteuerungseinnchtung. Allgemein dient die Leistungssteuerungseinnchtung zur Aufteilung der Rekuperationsleistung an den ersten und den zweiten Abgabeanschluss. Der erste Abgabeanschluss ist zum Anschluss einer elektrischen Speichereinrichtung vorgesehen, die mit der

Rekuperationsleistung geladen wird, und der zweite Anschluss ist vorgesehen, an einen Leistungswiderstand angeschlossen zu werden. Die Speichervorrichtung umfasst hierbei elektrostatische oder vorzugsweise elektrochemische Energiespeicherzellen, und insbesondere eine Ladeelektronik und/oder Schutzelektronik. In einer spezifischen Ausführungsform umfasst die Rekuperationsbremseinrichtung auch die Ladeelektronik und/oder die Schutzelektronik.

Die Leistungssteuerungseinnchtung ist wie an das Verfahren ausgeführt mittels einer Schaltereinrichtung realisiert, der insbesondere als Halbleiterschalter ausge- bildet sein kann.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Leistungssteuerungseinnchtung mit der Steuervorrichtung der elektrischen Maschine ansteuernd verbunden. Die Leistungssteuerungseinnchtung ist ferner eingerichtet, den Bremsleistungs- sollwert, mit dem die Steuervorrichtung die elektrische Maschine ansteuert, gegenüber der Bremsleistungsvorgabe, die an der Eingabeschnittstelle vorliegt, gemäß einem vorgegebenen Verringerungsprofil zu verringern. Das Verringerungsprofil ist beispielsweise in einem Speicher der Rekuperationsbremseinrichtung hinterlegt, insbesondere als ein Wert, der die Verringerungsrate angibt oder als Parametermenge, mit der der Verlauf bestimmt wird. Das Verringerungsprofil um- fasst vorzugsweise eine Minimal-Rekuperationsleistung, die das absolute Minimum des Verringerungsprofils darstellt. Die Minimal-Rekuperationsleistung entspricht insbesondere der oben anhand des Verfahrens beschriebenen Minimal-Rekuperationsleistung. Auch das Verringerungsprofil ist vorzugsweise wie oben anhand des Verfahrens beschrieben ausgebildet.

Die Minimal-Rekuperationsleistung ist als Wert in einem Speicher hinterlegt, vor- zugsweise in einem (Daten-)Speicher der Rekuperationsbremseinrichtung und insbesondere innerhalb des gleichen Speichers, in dem auch das Verringerungsprofil hinterlegt ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der erste und/oder der zweite Abgabeanschluss als Hochspannungsanschluss ausgelegt sind. Insbesondere ist der erste und/oder der zweite Abgabeanschluss für eine Nennspannung von 100 Volt, 150 Volt, 230 Volt, 380 Volt, 400 Volt, 600 Volt oder mehr ausgelegt. Diese Auslegung kann realisiert werden mittels entsprechender Isolatormaterialien und Isolatorschichten und deren Geometrie.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Erfassungseinrichtung zur Erfassung des Bremsleistungssollwerts mit der Steuervorrichtung verbunden ist. Insbesondere ist die Erfassungseinrichtung hierzu mit einer Regelkreisschaltung der Steuervorrichtung verbunden, die die hier beschriebene Regelung der

Rekuperationsbremseinrichtung vorsieht. Zur Erfassung des Bremsleistungsistwerts ist die Erfassungseinrichtung mit einem Leistungssensor der elektrischen Maschine verbunden oder, mit einem Leistungssensor an den ersten Abgabeanschluss, oder mit einen Regelkreis der Steuervorrichtung, insbesondere mit der bereits genannten Regel kreisschaltung.

Die Erfassungseinrichtung ist mit einem Geschwindigkeitseingang der

Rekuperationsbremseinrichtung verbunden. Der Geschwindigkeitseingang ist zum Anschluss an einen Geschwindigkeitsgeber des Kraftfahrzeugs eingerichtet. Der Geschwindigkeitsgeber kann etwa ein Sensor sein, der mit einem Rad des Fahr- zeugs verbunden ist, oder kann ein Navigationsgerät sein, welches zur Abgabe der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit eingerichtet ist. Alternativ ist die Erfassungseinrichtung mit einem Fehlersignaleingang der

Rekuperationsbremseinrichtung verbunden. Der Fehlersignaleingang ist zum An- schluss an eine Überwachungselektronik oder an ein Steuermodul der elektrischen Speichereinrichtung eingerichtet, insbesondere mit einer Schutzelektronik oder einer Ladeelektronik wie sie vorangehend beschrieben ist. Die Rekuperationsbremseinrichtung ist zum Anschluss der elektrischen Speichereinrichtung an den ersten Abgabeanschluss ausgestaltet. Der Fehlersignaleingang kann Fehlersignale oder auch Signale erfassen, die andere Ereignisse als einen Fehler darstellen, etwa Betriebsparameter der Speichereinrichtung.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Rekuperationsbremseinrichtung ferner einen Reibbremsensteuerausgang umfasst. Der Reibbremsensteueraus- gang ist mit der Leistungssteuerungseinrichtung verbunden. Die Leistungssteue- rungseinrichtung ist eingerichtet, dem Reibbremsensteuerausgang ein Bremssignal zu übermitteln, wenn eine Abweichung erfasst wird, d. h. wenn eine von der Erfassungseinrichtung erfasste Abweichung aufgetreten ist (oder bevorsteht). Dadurch kann die Rekuperationsbremseinrichtung das zeitverzögerte Zuschalten der Reibbremse koordinieren. Ein weiterer Aspekt ist es, dass eine Bremsvorrichtung vorgesehen ist, die die Rekuperationsbremseinrichtung umfasst sowie eine Reibbremse, die von dem Reibbremsensteuerausgang bzw. von dessen Signal angesteuert wird. Ferner kann ein Antriebsstrang vorgesehen sein, der die Rekuperationsbremseinrichtung und die Speichereinrichtung und/oder den Leistungswiderstand umfasst.

Kurzbeschreibung der Figuren

Figur 1 zeigt einen beispielhaften zeitlichen Verlauf von Bremsleistungen zur näheren Erläuterung der hier beschriebenen Vorgehensweise;

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform der hier beschriebenen

Rekuperationsbremseinrichtung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Die Figur 1 gibt Kurven wieder, die den Verlauf von Bremsleistungen bzw.

Rekuperationsleistungen in Abhängigkeit der Zeit t darstellen. Die mit durchgezogener Linie dargestellte Kurve Pr gibt die Rekuperationsleistung wieder, die von der elektrischen Maschine umgewandelt wird. Die mit gestrichelter Linie dargestellte Kurve Pv gibt die Bremsleistungsvorgabe wieder. Die ebenso mit gestrichelter Linie dargestellte Kurve Pb gibt die Leistung wieder, welche an eine elektrische Speichereinrichtung geleitet wird. Die als Punktlinien dargestellte Kurve Pw gibt die Leistung wieder, welche an einen Leistungswiderstand abgegeben wird. Schließlich gibt die gestrichelte Linie Pf die Bremsleistung der Reibbremse (auch Friktionsbremse genannt) wieder.

Zum Zeitpunkt tO beginnt der Fahrer einen Bremsvorgang, wobei die Bremsleis- tungsvorgabe gemäß der Kurve Pv ab dem Zeitpunkt tO ansteigt. Ein Bremsleistungssollwert folgt diesem Anstieg, wobei die Rekuperationsbremseinrichtung derart gesteuert wird, dass auch der Bremsleistungsistwert der Vorgabe folgt. Bis zum Zeitpunkt t1 entspricht die Bremsleistungsvorgabe dem Bremsleistungssollwert, welcher wiederum den Bremsleistungsistwert entspricht. Bis zum Zeitpunkt t1 ergibt sich eine Rekuperationsleistung Pr, die dem Bremsleistungssollwert entspricht. Bis zum Zeitpunkt t1 wird diese (vollständig) der Speichereinrichtung zugeführt.

Zum Zeitpunkt t1 tritt ein Ereignis auf, welches die Speichereinrichtung zum plötz- liehen Abtrennen der Rekuperationsbremseinrichtung veranlasst. Dementsprechend geht die mit gestrichelter Linie dargestellte Kurve Pb auf null, welche die Leistung wiedergibt, die zum Laden der Speichereinrichtung zugeleitet wird. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das starke Abfallen der

Rekuperationsleistung, die an die Speichereinrichtung zum Laden geleitet wird, erfasst, und die erzeugte Rekuperationsleistung, siehe Kurve Pr, wird im Wesentlichen unverzögert an den Leistungswiderstand umgelenkt und bildet die Leistung, welche mit der Kurve Pw wiedergegeben ist.

Zum Zeitpunkt t1 tritt das Umlenken auf, wobei vor dem Zeitpunkt t1 die

Rekuperationsleistung der Rekuperationsbremseinrichtung vollständig an die Speichereinrichtung geleitet wird, vergleiche Kurve Pb, und nach dem Umlenken zum Zeitpunkt t1 die Rekuperationsleistung der Rekuperationsbremseinrichtung vollständig an den Leistungswiderstand geleitet, vergleiche Kurve Pw. Dementsprechend steigt mit dem Zeitpunkt t1 oder unmittelbar danach die Bremsleistung, die einen Leistungswiderstand abgegeben wird, und die mit der Kurve Pw wiedergegeben wird. Anhand der Figur 1 ist zu erkennen, dass ab dem Zeitpunkt des Umlenkens die Bremsleistungsvorgabe, siehe Kurve Pv, konstant bleibt, während die erzeugte Rekuperationsleistung (und somit auch der Bremsleistungssollwert), siehe Kurve Pr, über eine vorgegebene Zeitdauer verringert wird. Diese Zeitdauer reicht von t1 bis t3. Hierbei folgt nach dem Zeitpunkt t1 der Bremsleistungsistwert dem Bremsleistungssollwert, welcher wiederum der Rekuperationsleistung entspricht, die mit Kurve Pr wiedergegeben wird. Die Rekuperationsleistung, siehe Kurve Pr, wird nach dem Zeitpunkt t1 vollständig an den Leistungswiderstand abgegeben und entspricht der Kurve Pw. Es ist eine zunehmende Diskrepanz zwischen der Bremsleistungsvorgabe, siehe Kurve Pv, und dem Bremsleistungssollwert zu erkennen, der von der Rekuperationsleistung (zumindest bis zum Zeitpunkt t2) wiedergegeben wird, siehe Kurve Pr.

Ab dem Zeitpunkt t2, der nach dem Zeitpunkt t1 liegt, wird eine Reibbremse hinzugeschaltet, wodurch sich die zusätzliche Bremsleistung Pf ergibt. Diese addiert sich zu der Bremsleistung, die sich durch die Rekuperationsleistung (wiedergegeben von Kurve Pr) ergibt. Somit kompensiert auch die Bremsleistung der Reibbremse (wiedergegeben von Kurve Pf) ab dem Zeitpunkt t2 die ab dem Zeitpunkt t1 fehlende Rekuperationsleistung, die an die Speichereinrichtung abgege- ben werden kann, und die wiedergegeben wird durch Kurve Pb). Darüber hinaus kompensiert ab dem Zeitpunkt t2 die Bremsleistung der Reibbremse, wiedergegeben durch Kurve Pf, die zunehmende Diskrepanz zwischen der Bremsleistungsvorgabe (Kurve Pv) und der Bremsleistung (Kurve Pr), die sich aus der Rekuperationsleistung ergibt, und welche dem Bremsleistungsistwert bzw.

-sollwert entspricht.

Ab dem Zeitpunkt t3 wird die Rekuperationsleistung nicht weiter verringert, da zum Zeitpunkt t3 die Minimal-Rekuperations- leistung Pmin erreicht wurde. Es ist zu erkennen, dass ab dem Zeitpunkt t4 die Summe aus Pmin und der Bremsleistung der Reibbremse (strichpunktiert, Kurve Pf) der Bremsleistungsvorgabe (Kurve Pv) entspricht.

Es ist zu erkennen, dass ab einem Zeitpunkt t2', der kurz nach dem Zeitpunkt t2 liegt, die Bremsleistungsvorgabe (Kurve Pv) leicht ansteigt, da der Fahrer die zu- nehmende Diskrepanz zwischen Bremsleistungsvorgabe (Kurve Pv) und dem

Bremsleistungsistwert korrigiert durch zunehmende Betätigung des Bremspedals. Ab dem Zeitpunkt t3 (oder später) ist jedoch eine derartige zunehmende Betätigung des Bremspedals nicht mehr notwendig, da ab diesem Zeitpunkt die Diskrepanz zwischen der Bremsleistungsvorgabe und der Summe aus Bremsleistung der Reibbremse, siehe Kurve Pf, sowie der Bremsleistung, die sich durch Rekuperation ergibt, siehe Kurve Pr, verringert wird. Ferner ist festzustellen, dass ab dem Zeitpunkt t2 die Diskrepanz zwischen der Bremsleistungsvorgabe, Kurve Pv, und der Gesamtbremsleistung nicht mehr weiter anwächst, da ab dem Zeitpunkt t2 die Bremsleistung der Reibbremse, Kurve Pf, zunimmt und die abnehmende Bremsleistung, die sich aus der

Rekuperationsleistung ergibt, Kurve Pr, kompensiert. In Figur 1 steigt die Kurve Pf in gleicher Weise an, wie die Kurve Pr abnimmt. Der Betrag der Steigungen kann jedoch auch voneinander abweichen.

Die Kurve Pw' zeigt einen alternativen Verlauf der Rekuperationsleistung ab dem Zeitpunkt t1 , wobei zum Zeitpunkt t1 bzw. darauf folgend der Bremsleistungssoll- wert gegenüber der Bremsleistungsvorgabe sprunghaft verringert wird. Nach der sprunghaften Verringerung wird die Bremsleistung für eine Zeitdauer z konstant gehalten. Es folgt eine monotone Verringerung. Durch den Sprung zum Zeitpunkt t1 wird dem Fahrer mitgeteilt, dass die Bremsleistung im Weiteren verringert wird. Nach dem Sprung wird die Differenz zwischen Bremsleistungssollwert und

Bremsleistungsvorgabe konstant gehalten für eine Zeitdauer, die ausreichend ist, um den Fahrer Zeit zur Umstellung auf die sich im Folgenden ändernden Bremsverhalten zu geben. Die Zeitdauer z, in der die Differenz zwischen dem Bremsleistungssollwert und Bremsleistungsvorgabe im Wesentlichen konstant gehalten wird, beträgt vorzugsweise mindestens 1 Sekunde, 2 Sekunden, 5 Sekunden oder 10 Sekunden.

Ferner kann vorgesehen sein, dass nach dem Zeitpunkt t1 der Verlauf der Differenz zwischen Bremsleistungsvorgabe und Bremsleistungsistwert oder auch der Verringerungsverlauf der Differenz keinen Knick aufweist und insbesondere die zweite zeitliche Ableitung der Differenz ab dem Zeitpunkt t1 endlich bleibt bzw. unter einem vorgegebenen Wert bleibt. Dies trifft vorzugsweise auch für die erste zeitliche Ableitung der Verringerung zu. Die Differenz ist an dem Zeitpunkt t1 eine monoton fallende Funktion bzw. die Verringerung wird von einer derartigen Funktion wiedergegeben, und kann insbesondere abschnittsweise streng monoton fallend sein, zumindest bis zu dem Zeitpunkt t1 .

Es ist zu erkennen, dass zunächst der Bremsleistungssollwert um eine Verringerungsrate bzw. auf einen Wert (oder Werte) verringert wird, die ein sicheres Führen des Kraftfahrzeugs erlauben. Diese Verringerungsrate bzw. dieser Wert sind an ein Regelverhalten angepasst, das typisch für einen Menschen ist, wobei hierzu insbesondere Regelungsmodelle zugrunde gelegt werden können, die das Regelungsverhalten eines Menschen modellieren. Danach wird der Bremsleistungs- sollwert auf einen Wert (oder Werte) verringert, der die begrenzte Wärmeaufnahmefähigkeit des Rekuperationswiderstands widerspiegelt. Dies kann durch eine maximale Betriebstemperatur des Widerstands, Wärmetransporteigenschaften, der Wärmekapazität oder durch andere Eigenschaften des Rekuperationswiderstands definiert sein.

Die Figur 2 zeigt als schematische Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Rekuperationsbremseinnchtung zur näheren Erläuterung des hier beschriebenen Verfahrens. Die Darstellungen sind symbolisch und legen insbesondere keinen örtlichen Bezug der dargestellten Komponenten untereinander fest.

Das Kraftfahrzeug 100 umfasst eine Rekuperationsbremsein- richtung 1 10 mit einer elektrischen Maschine 120. Die elektrische Maschine ist mechanisch mit einem Abtrieb 102 des Kraftfahrzeugs 100 verbunden, wie es der auf die elektrische Maschine gerichtete Doppelpfeil 120 zeigt. Der Doppelpfeil 120 gibt die Übertra- gungsrichtung kinetischer Energie wieder. Die Rekuperations- bremseinrichtung 1 10 umfasst ferner eine Eingabeschnittstelle 130 zum Empfang einer Bremsleistungsvorgabe, die beispielsweise von einem symbolisch dargestellten Bremspedal 132 bzw. von dessen Lagegeber stammen kann. Ferner ist eine Steuervorrichtung 140 zum Ansteuern der elektrischen Maschine 120 vorgesehen. Die Steuervorrichtung 140 ist zur Ermittlung eines Bremsleistungssollwerts eingerichtet. Die Rekuperationsbremseinnchtung 1 10 umfasst ferner eine Leistungssteuerungseinrichtung 150, die mit einem ersten Abgabeanschluss 160 und einem zweiten Abgabeanschluss 162 verbunden ist, um die von der elektrischen Maschine 120 abgegebene elektrische Leistung gesteuert aufzuteilen. Die vertikalen Doppelpfeile zeigen hierbei die steuerbare Aufteilung bzw. den aufgeteilten Leistungsfluss.

Die Leistungssteuerungseinrichtung 150 umfasst ferner eine Erfassungseinrichtung 170, die eine Abweichung zwischen dem Bremsleistungssollwert und einem

Bremsleistungsistwert der elektrischen Maschine 120 erfasst. Wie symbolisch dargestellt, steuert die Erfassungseinrichtung 170 die aufteilende Funktion der Leistungssteuerungseinrichtung 150 an. Die Leistungssteuerungseinrichtung 150 leitet die Rekuperationsleistung, die als elektrische Leistung von der elektrischen Maschine 120 abgegeben wird, zwischen dem ersten und dem zweiten Abgabe- anschluss 160, 162 gesteuert um. Der Abgabeanschluss 160 ist mit einer elektrischen Speichereinrichtung 200 verbunden, der insbesondere nicht Teil der Rekuperationsbremseinrichtung 1 10 ist, und der eine Übertragungselektronik 210 (oder auch ein Steuerungsmodul, nicht dargestellt) umfasst, sowie aufladbare Zellen 220, die den Energiespeicher der Speichereinrichtung realisieren.

Die Rekuperationsbremseinrichtung 1 10 umfasst ferner ein Verringerungsprofil 172, welches als Werte vorgesehen sein kann, die in einem Datenspeicher abgelegt sind. Das Verringerungsprofil gibt eine zeitlich zunehmende (vorzugsweise negative) Abweichung zwischen der Bremsleistungsvorgabe einerseits und des

Bremsleistungssollwerts sowie des Bremsleistungsistwerts andererseits wieder, wie es in Figur 1 dargestellt ist. Das Verringerungsprofil 172 umfasst vorzugsweise auch eine Minimal-Rekuperationsleistung, insbesondere als Wert, der in dem Speicher abgelegt ist, in welchem auch die Werte abgelegt sind, die das Verringerungsprofil der Rekuperationsleistung gegenüber der Bremsleistungsvorgabe wiedergeben.

Die Erfassungseinrichtung 170 kann auf verschiedene Weise die Abweichung ermitteln, wobei die Figur 2 einige Möglichkeiten darstellt. Hierbei kann, wie in Figur 2 dargestellt, die Erfassungseinrichtung 170 mit der Steuervorrichtung 140 verbun- den sein, insbesondere mit einem Regelkreis der Steuervorrichtung 140, um eine Diskrepanz zwischen Soll- und Istwert hinsichtlich der Bremsleistung zu erkennen. Bei einer Diskrepanz, die über einer vorgegebenen Grenze liegt, wird die

Rekuperationsleistung mittels der Einrichtung 150 teilweise oder vollständig zu dem zweiten Abgabeanschluss bzw. zu dem Leistungswiderstand umgelenkt.

Ferner kann die Erfassungseinrichtung 170 mit einem Leistungssensor 122 der elektrischen Maschine oder mit einem Leistungssensor 160' an dem ersten Abgabeanschluss 160 verbunden sein. Der Leistungssensor kann insbesondere als Stromsensor ausgebildet sein, beispielsweise als Hallsensor oder als

Shunt-Widerstand. Hierbei erfasst die Erfassungseinrichtung 170 eine Abweichung zwischen Soll- und Istwert hinsichtlich der Bremsleistung der elektrischen Maschine 120 anhand von Regelungsgrößen oder Abgabegrößen der elektrischen Maschine. Alternativ kann die Erfassungseinrichtung 170 mit einem Geschwindigkeitseingang 180 der Rekuperationsbremseinnchtung 1 10 verbunden sein. In Figur 2 ist dargestellt, dass diese Verbindung über die Eingabeschnittstelle 130 läuft, wobei diese jedoch auch umgangen werden kann und eine direkte Verbindung zwischen dem Geschwindigkeitseingang und der Erfassungseinrichtung 170 bestehen kann. Der Geschwindigkeitseingang ist mit einem Geschwindigkeitsgeber 104 des Kraftfahrzeugs 100 verbunden. In Figur 2 ist ein Geschwindigkeitsgeber 104 dargestellt, der die Radbewegung erfasst und daraus die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 ermittelt. Alternativ kann jedoch der Geschwindigkeitsgeber 104 auch ein Naviga- tionsgerät sein, welches in bekannter Weise ein Geschwindigkeitssignal abgibt. Anhand der Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann die Erfassungseinrichtung 170 ermitteln, wenn das Abbremsen des Fahrzeugs 100 von der Bremsleistungsvorgabe des Bremspedals 132 abweicht. Die Rekuperationsbremseinnchtung kann auf diese Abweichung reagieren und beispielsweise die Bremsleistung dadurch erhö- hen, dass die Leistungssteuerungseinrichtung 150 die Bremsleistung zum ersten Abgabeanschluss 160 umleitet. Hierbei wird davon ausgegangen, dass bei einer Abweichung der tatsächlichen Abbremsung des Fahrzeugs 1 10 gegenüber der Bremsleistungsvorgabe des Bremspedals 132 die Rekuperationsleistung der elektrischen Maschine 120 nicht mehr vollständig von dem Speichereinrichtung 200 aufgenommen wird und daher zumindest ein Teil der Rekuperationsleistung auch an den zweiten Abgabeanschluss 162 abgegeben wird, der mit einem

Rekuperationswiderstand bzw. Leistungswiderstand 190 verbunden ist.

Weiterhin ist es möglich, dass die Erfassungseinrichtung 170 mit einem Fehler- Signaleingang 182 der Rekuperationsbremseinnchtung verbunden ist. Der Fehlersignaleingang 182 ist mit der Überwachungselektronik oder einem Steuermodul der Speichereinrichtung 200 verbunden, wie es mit dem gestrichelt dargestellten Pfeil zwischen diesen Komponenten dargestellt ist. Die Überwachungselektronik 210 trennt die elektrischen Speichereinrichtung 200 von dem ersten Ausgabeanschluss 160 ab, zumindest teilweise, und das Steuermodul (kann durch die Zeichenelemente des Bezugszeichens 210 dargestellt werden) steuert den Ladevorgang der Speichereinrichtung 200. Bei Auftreten eines Fehlers, beispielsweise bei zu hoher Temperatur oder bei einem zu hohen Strom trennt hierbei die Überwachungselektronik 210 den Energiespeicher ab, und das Steuerungsmodul verringert die Ladeleistung, so dass die Rekuperationsleistung nicht mehr vollständig von der Speichereinrichtung 200 aufgenommen werden kann. Falls Überwachungs- oder Steuerungsfunktionen der Speichereinrichtung 200 oder anderer Antriebskomponenten, die die Rekuperationsleistung beeinflussen, von einer zentralen Steuerung 106 realisiert werden, kann der Fehlersignaleingang 182 auch zu deren Anschluss eingerichtet sein. Der Fehlersignaleingang kann auch als Ereignissignaleingang bezeichnet werden, insbesondere wenn dieser zum Empfang von Ereignissignalen eingerichtet ist, die den aktuellen oder zukünftigen Rekuperationsbetrieb der Rekuperationsbremseinrichtung 1 10 definieren. Die zentrale Steuerung 106 kann als zentrales Steuergerät realisiert sein.

Die Rekuperationsbremseinrichtung 100 kann ferner einen Reibbremsensteuer- ausgang 195 umfassen, der eine Reibbremse 300 ansteuert, welche auf den Ab- trieb 102 des Kraftfahrzeugs 100 wirkt. Hierbei kann die Leistungssteuerungsein- richtung 150 ein Bremssignal oder auch ein Vorbereitungssignal an den Reib- bremsensteuerausgang 195 übermitteln, um die Reibbremse nach dem Umleiten der Rekuperationsleistung durch die Leistungssteuerungseinrichtung 150 zu aktivieren oder zur Aktivierung vorzubereiten. Als Aktivieren wird hierbei insbesondere das Betätigen der Reibbremse 300 bezeichnet oder die Vorbereitung zur Betätigung.

In Figur 2 ist dargestellt, dass der Fehlersignaleingang 182 über die Eingabeschnittstelle 130 mit der Erfassungseinrichtung 170 verbunden ist. Dies kann jedoch auch eine direkte Verbindung zwischen dem Fehlersignaleingang 182 und der Erfassungseinrichtung 170 sein.

Ferner kann die Erfassungseinrichtung 170 nicht innerhalb der Leistungssteuerungseinrichtung 150 vorgesehen sein, sondern innerhalb einer Einrichtung der Rekuperationsbremseinrichtung, jedoch außerhalb der Leistungssteuerungseinrichtung. Beispielsweise kann die Steuerung 140 und die Erfassungseinrichtung 170 kombiniert sein als eine Einrichtung, die die elektrische Maschine 120 und die Leistungssteuerungseinrichtung 150 ansteuert. Ferner kann die Erfassungseinrichtung 170 mit der Eingabeschnittstelle 130 kombiniert sein. Die Funktion der Erfassungseinrichtung bzw. der Steuervorrichtung können als Software realisiert sein, die auf einen Prozessor abläuft. Dieser Prozessor kann auch die Schnittstelle 130 umfassen.

Die Leistungssteuerungseinrichtung 150 ist vorzugsweise als IGBT- oder

MOSFET-Schalter oder auch gegebenenfalls als elektromechanisches Relais ausgestaltet und kann in einer besonders einfachen Ausführung ein einfacher ein- und ausschaltbarer Schalter sein, der den zweiten Abgabeanschluss 162 zuschalten kann, so dass zumindest ein Teil der Rekuperationsleistung von der elektrischen Maschine 120 auch zu dem Leistungswiderstand 190 gelangen kann Die Leistungssteuerungseinrichtung 150 ist vorzugsweise eingerichtet, die Rekuperationsleistung pulsweitenmoduliert jeweils teilweise oder vollständig auf einen der Anschlüsse 160, 162 aufzuteilen und ist hierzu vorzugsweise als Halb- leiterschalter ausgestaltet.

Der Leistungswiderstand 190 kann thermisch mit einer Wärmesenke verbunden sein, insbesondere mit einem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs oder mit einem Kühlkörper. Der Leistungswiderstand 190 kann gas- oder flüssigkeitsgekühlt und insbesondere luft- oder wassergekühlt sein.

Bezugszeichenliste

Pr Kurve, die die Rekuperationsleistung der elektrischen Maschine 120 wiedergibt

Pw Kurve, die die an den Leistungswiderstand geleitete Rekuperationsleistung wiedergibt

Pb Kurve, die die an die Speichereinrichtung geleitet Rekuperationsleistung wiedergibt

Pv Kurve, die die Bremsleistungsvorgabe wiedergibt

Pf Kurve, die die Bremsleistung der Reibbremse wiedergibt

Pmin Minimal-Rekuperationsleistung

t0-t4 Zeitpunkte

z Zeitdauer

100 Kraftfahrzeug

102-106: Komponenten des Kraftfahrzeugs 100: Abtrieb 102, Geschwindigkeitsgeber 104 und zentrale Steuerung 106

1 10 Reibbremse

120 elektrische Maschine

122 Leistungssensor der elektrischen Maschine

130 Eingabeschnittstelle

140 Steuervorrichtung

142 Regelkreis bzw. Regelkreisschaltung der Steuervorrichtung

150 Leistungssteuerungseinrichtung

160, 162 erster und zweiter Abgabeanschluss (Leistungsanschluss)

160' Leistungssensor an dem ersten Abgabeanschluss

170 Erfassungseinrichtung

180 Geschwindigkeitseingang

182 Fehlersignaleingang

190 Leistungswiderstand

195 Reibbremsensteuerausgang

200 elektrische Speichereinrichtung des Fahrzeugs

210 Überwachungselektronik der Speichereinrichtung

220 Speicherzellen der Speichereinrichtung 200

300 Reibbremse des Fahrzeugs