DE10042414A1 - System zum Betreiben von elektrischen Traktionskomponenten - Google Patents

System zum Betreiben von elektrischen Traktionskomponenten

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Abstract

Ein System dient zum Betreiben von elektrischen Traktionskomponenten in einem mit einer Brennkraftmaschine und wenigstens einer Elektromaschine ausgestatteten Kraftfahrzeug. Das System ist mit wenigstens einer Batterie und wenigstens einem Hochleistungskondensator ausgestattet. Die Ladung des Hochleistungskondensators aus der Batterie und die Rückführung von in dem Hochleistungskondensator gespeicherter elektrischer Energie in die Batterie erfolgt in Abhängigkeit des Ladezustands des Hochleistungskondensators und in Abhängigkeit wenigstens einer eine bevorstehende Energiebereitstellung oder einen bevorstehenden Energiebedarf von/durch die wenigstens eine Elektromaschine ankündigenden Kenngröße.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Betreiben von elektrischen Traktionskomponenten in einem Kraftfahr­ zeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher de­ finierten Art.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind sogenannte Superkodensatoren oder Supercaps bekannt. Diese Hoch­ leistungskondensatoren weisen bei vergleichsweise kleinem Bauraum eine sehr hohe Leistung auf, welche prinzipbedingt mit einem geringen Verlust beim Laden und Entladen des Kondensators in diesem zwischenge­ speichert und aus diesem entnommen werden kann.
Außerdem kennt der allgemeine Stand der Technik die Anwendungen von solchen Supercaps zur Stabilisierung der Spannung in den Batterien an Bord von Kraftfahr­ zeugen.
Allerdings weisen die Supercaps den Nachteil auf, daß sie sehr teuer sind, so daß zur Bereitstellung einer entsprechenden Kapazität in dem Supercap vergleichs­ weise hohe Kosten anfallen.
Weiterhin ist es aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, Kraftfahrzeuge mit elektrischen Traktionskom­ ponenten auszustatten. Beispiele hierfür wären Hybrid­ fahrzeuge mit Brennkraftmaschine und Elektromaschine oder Kraftfahrzeuge mit entsprechenden Elektromaschi­ nen im Bereich von Kurbelwelle und/oder Getriebeaus­ gang zur Bereitstellung von Traktionsenergie. Diese können beispielsweise zum Anfahren des Kraftfahrzeugs und zum gleichzeitigen Starten der Brennkraftmaschine bei Start/Stop-Systemen dienen. Es sind jedoch auch Anwendungen zum Ausgleich von Zugkraftunterbrechungen, welche beispielsweise durch Schaltvorgänge, durch das sogenannte "Turboloch" oder dergleichen verursacht werden, oder zur Synchronisation der Brennkraftmaschi­ ne bei Schaltvorgängen bekannt.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein System zum Be­ treiben von elektrischen Traktionskomponenten in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, bei welchem der erforderli­ che Energieeinsatz im Gesamtsystem Kraftfahrzeug mini­ miert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch den erfindungsgemäßen Betrieb des Hochleistungs­ kondensators bzw. Supercaps, welcher damit Bestandteil eines Energiemanagements wird, läßt sich der Supercap in seiner Dimensionierung so knapp bemessen, daß er seine Aufgabe gerade noch zu erfüllen vermag. Damit wird der Supercap an das Minimum der erforderlichen Kapazität herangeführt, wodurch entsprechende Kosten eingespart werden können.
Da der Hochleistungskondensator prinzipbedingt einen weitaus besseren Speicherwirkungsgrad, also weitaus geringere Leistungsverluste beim Aufladen und Wieder­ entladen aufweist als derzeit übliche Batteriesysteme, ergibt sich ein erheblicher Vorteil aus energetischer Sicht dadurch, daß eine Ladung des Supercaps bzw. die Rückführung von in dem Supercap gespeicherter Energie in die Batterie, also die Entladung des Supercaps, in Abhängigkeit der einen bevorstehenden Energiebedarf oder eine bevorstehende Energiebereitstellung durch die Elektromaschine ankündigenden Kenngröße erfolgt. Auf diese Weise kann der Ladezustand des Supercaps auf ein jeweils sehr günstiges Niveau gebracht werden, so daß entweder eine wenigstens maximale Energiemenge in dem Supercap gespeichert ist, welche dann zur Verfü­ gung gestellt werden kann, oder daß der Supercap we­ nigstens annähernd leer ist, so daß die durch die Elektromaschine beispielsweise bei einem Bremsvorgang erzeugte elektrische Energie in dem Supercap gespei­ chert werden kann.
Des weiteren wird hierdurch der Supercap praktisch für alle Anwendungen genutzt, welche einen sehr hohen Strom benötigen, da der Supercap hier einen weitaus besseren Wirkungsgrad bei der Ladung bzw. Entladung aufweist als Batteriesysteme.
Außerdem können bereits kleine Supercaps sehr hohe Leistungen aufnehmen und abgeben, für die man sonst sehr große und teure Batterien benötigen würde, die über dies nur eine begrenzte Lebensdauer haben, wäh­ rend der Supercap auch bei hoher Belastung eine höhere Lebensdauer als ein Kraftfahrzeug aufweist.
Somit wird bei allen Anwendungen, welche innerhalb einer sehr kurzen Zeit eine sehr hohe Leistung erfor­ dern oder abgeben, die Abgabe oder die Speicherung der elektrischen Energie aus bzw. in den Supercap sinn­ voll. Teilweise wird das Einspeichern von Energie, welche beispielsweise beim Bremsen anfällt, überhaupt erst im Zusammenhang mit dem Supercap möglich, da in sehr kurzer Zeit eine vergleichsweise hohe Leistung anfällt, welche in einer handelsüblichen Batterie prinzipbedingt nicht direkt zu speichern wäre.
Ein weiterer Vorteil entsteht dadurch, daß, wie be­ reits oben erwähnt, durch den Supercap Leistung für Anwendungen, welche einen sehr hohen Strom benötigen, bereitgestellt werden kann, so daß es zu keinen Span­ nungseinbrüchen im Bordnetz des Kraftfahrzeugs kommt, wenn diese "Hochstrom-Verbraucher", deren Versorgung durch den Supercap erfolgt, eingeschaltet werden. Da­ bei wird das Bordnetz in den meisten Fällen vom Super­ cap abgekoppelt.
Erfindungsgemäß kann über einen Rechner oder ein Steu­ ergerät eine bestimmte zu erwartende Situation anhand der Kenngröße vorhergesehen und dementsprechend der Ladezustand des Supercaps vorab auf diese Situation vorbereitet bzw. angepaßt werden. Der Supercap kann dazu nach der Aktivierung der Kenngröße, jedoch noch vor dem Eintreten der eigentlichen Situation geladen oder entladen werden, was je nach erforderlicher Situation in Kooperation mit der Batterie oder durch ein direktes Zusammenwirken von Elektromaschine und Super­ cap erfolgen kann, damit er zum fraglichen Zeitpunkt das bestmögliche Quantum, z. B. eine Maximum, an Stütz­ energie abgeben oder aufnehmen kann.
Weitere besonders vorteilhafte Anwendungen erschließen sich beim Einsatz des erfindungsgemäßen Systems in einem Start/Stop-System, also einem Kraftfahrzeug mit einem System, bei dem in Stillstandsphasen, wie bei­ spielsweise roten Ampelphasen und dergleichen, die Brennkraftmaschine selbsttätig abgeschaltet und beim Wiederanfahren selbsttätig wieder eingeschaltet wird. Bei derartigen Kraftfahrzeugen könnte beim Bremsen erzeugte Energie in dem Supercap zwischengespeichert werden, um dann für andere Anwendungen, wie beispiels­ weise das nun sehr bald zu erwartende Anfahren des Kraftfahrzeugs und das zeitgleiche Starten der Brenn­ kraftmaschine über die Elektromaschine, wiederverwen­ det zu werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen und dem anhand einer Zeichnung nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiel.
Die einzige beigefügte Figur zeigt ein System zum Be­ treiben von elektrischen Traktionskomponenten in einem Kraftfahrzeug in einer prinzipmäßigen Darstellung.
Darin ist ein prinzipmäßig angedeutetes Kraftfahrzeug 1 mit einer Brennkraftmaschine 2, einem Starter/­ Generator 3 und einem Getriebe 4 dargestellt. Zwischen dem Ausgang des Getriebes 4 und einem prinzipmäßig angedeuteten Kardanstrang 5 ist eine Elektromaschine 6 angeordnet.
Von bzw. zu dem Starter/Generator 3 gelangt elektri­ sche Leistung über einen beispielsweise bidirektional ausgebildeten Wechselrichter 7 in das Bordnetz 8 des Kraftfahrzeugs 1. Bestandteil dieses Bordnetzes 8 sind unter anderem eine Batterie 9, ein optionaler bidirek­ tionaler DC/DC-Wandler 10, ein Hochleistungskondensa­ tor bzw. Supercap 11 sowie weitere allgemein übliche elektrische Verbraucher 12, wie z. B. Hilfsaggregate, Bordcomputer, Radioanlage, Hupe, Gebläse, heizbare Spiegel und Scheiben oder dergleichen. Des weitern ist ein angedeuteter Leistungssteller 13 für diese Ver­ braucher 12 vorgesehen.
Außerdem zeigt das Bordnetz 8 einen weiteren bidirek­ tionalen Wechselrichter 14, welcher die Elektromaschi­ ne 6 mit dem Bordnetz 8 verbindet.
Zur Verschaltung der einzelnen Bereiche, also zum Zu­ schalten und/oder Abschalten der Batterie 9, des Su­ percaps 11 und dergleichen, sind Schaltschütze bzw. Schalthalbleiter 15, 16 in dem Bordnetz 8 vorgesehen. Diese werden über ein Steuergerät 17 gesteuert bzw. betätigt. Das Steuergerät 17 überwacht und steuert auch alle anderen Komponenten des Bordnetzes 8, wie Beispielsweise die Wechselrichter 7, 14 und den DC/DC- Wandler 10.
Das Steuergerät 17, welches eine elektronische Daten­ verarbeitung enthält, überwacht auch zahlreiche Kenn­ größen des Bordnetzes 8 und des Fahrzeuges 1 an sich. Dies ist anhand einiger mit den Steuergerät 17 verbundener, im weiteren Verlauf noch zu erläuternder Senso­ ren angedeutet.
In der prinzipmäßigen Darstellung des Kraftfahrzeugs 1 ist ein Sensor 18 im Bereich einer Tür 19 des Kraft­ fahrzeugs 1 erkennbar, welcher eine derartige Verbin­ dung mit dem Steuergerät 17 aufweist. Dieser Sensor 18 ist dabei eine symbolisch beispielhafte Darstellung für eine Möglichkeit zur Erzeugung einer Kenngröße, welche mit einem Entriegeln bzw. Öffnen der Tür 19 zusammenhängt. Alternativ dazu könnte das Steuergerät 17 beispielsweise auch durch eine Fernbedienung einer Zentralverriegelung oder dergleichen einen Impuls er­ halten, welcher es darüber informiert, daß ein Entrie­ geln oder ein Öffnen des Kraftfahrzeugs 1 erfolgt ist, und daß mit großer Wahrscheinlichkeit ein Starten der Brennkraftmaschine 2 des Kraftfahrzeugs 1 in einem absehbaren Zeitraum bevorsteht.
Zudem ist das Steuergerät 17 über einen prinzipmäßig angedeuteten Sensor 20 mit dem Supercap 11 verbunden, so daß Kenngrößen, wie beispielsweise der Ladezustand des Supercaps 11, erfaßt und dem Steuergerät 17 zu­ gänglich gemacht werden können.
Das Öffnen der Tür 19 ist ein erstes Beispiel für eine Kenngröße, welche einen baldigen Energiebedarf aus dem Supercap 11, hier zum Starten der Brennkraftmaschine 2, mit hoher Wahrscheinlichkeit erwarten läßt. In Ab­ hängigkeit des vorliegenden Ladezustands des Supercaps 11, welcher dem Steuergerät über den Sensor 20 zugäng­ lich ist, wird nun der Supercap 11 auf diese Situation vorbereitet. Dies kann beispielsweise durch ein Aufla­ den des Supercaps 11 auf seine maximal möglich Kapazität erfolgen. Da noch einige Zeit bis zum Starten der Brennkraftmaschine 2 verbleibt kann dieses Umladen von elektrischer Energie bei einer vergleichsweise gerin­ gen Stromstärke erfolgen, so daß der von der Strom­ stärke abhängige Lade- bzw. Entladewirkungsgrad der Batterie hoch bleibt.
Nun kann die zum Starten der Brennkraftmaschine 2 er­ forderliche Energie, welche aufgrund der hohen benö­ tigten Leistung und der mit üblicherweise 12 V bzw. 24 V sehr kleinen Spannung in dem Bordnetz 8 einen sehr hohen Strom erfordert, direkt aus dem Supercap 11 ent­ nommen werden. Ein Einbrechen der Spannung des Bord­ netzes 8 durch den schlagartigen hohen Leistungsbedarf kann so vermeiden werden und der Gesamtwirkungsgrad des Vorgangs wird gegenüber bisher üblichen Systemen erhöht.
Das Vorladen des Supercaps 11 erfolgt jedoch nur ein oder zwei Mal nach Aktivierung der entsprechenden Kenngröße, um eine zu starke Entladung der Batterie 9 zu vermeiden. Diese Vorgehensweise, welche hier am ersten Beispiel der Kenngröße "Tür-Öffnen" beschrieben wird, gilt selbstverständlich auch für alle nachfol­ gend noch beschriebenen Beispiele sinngemäß. Nach dem zweiten Öffnen der Tür 19, falls das Kraftfahrzeug 1 dann immer noch nicht gestartet ist, erfolgt eine letzte Vorladung des Supercaps 11 erst beim Betätigen eines Zündschlüssels 21, was durch einen dort ange­ brachten Sensor 22 erfaßt werden kann bzw. durch das Aktivieren der Zündung als elektrisches Signal in dem Kraftfahrzeug 1 ohnehin erfaßt ist. Dies gilt ohnehin für alle bereits angesprochenen und noch anzusprechen­ den Kenngrößen, da diese selbstverständlich nicht immer getrennt erfaßt sondern direkt genutzt werden, sofern sie in dem Elektroniksystem des Kraftfahrzeugs 1 bereits vorliegen oder aus vorliegenden Größen ein­ fach abzuleiten sind.
Zu den Belastungssituationen, also einem erforderli­ chen Laden oder Entladen des Supercaps 11 zählen bei­ spielsweise:
  • - der Start der Brennkraftmaschine 2;
  • - eine Synchronisierungshilfe für die Kurbelwelle über den Starter/Generator 3 bei Schaltvorgängen oder wenn zum Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 im sogenannten "Segel-Betrieb" ausgekuppelt wird;
  • - eine Aufnahme von beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs 1 von der Elektromaschine 6 und/oder dem Star­ ter/Generator 3 in elektrische Energie umgewandelte Bremsrekuperationsenergie;
  • - ein Ausgleich von Zugkraftunterbrechungen, welche beim Schalten mittels des beispielsweise automati­ schen Getriebes 4 auftreten können bzw. zum Aus­ gleich von Zugkraftunterbrechungen bei Schaltstößen des Getriebes 4 oder zum Ausgleich von Zugkraftun­ terbrechungen beim sogenannten "Turboloch", welches bei entsprechenden Grenzdrehzahlen eines Turboladers (nicht dargestellt) auftreten kann.
Im letzteren Fall kann das Steuergerät 17 beispiels­ weise über einen Sensor 23 am Getriebe 4 bzw. über eine Getriebesteuerung vorab informiert werden, wann ein entsprechender Schaltvorgang bevorsteht. Das Steu­ ergerät 17 kann dann präzise vorausberechnen, welche Hilfsenergie an der Elektromaschine 6 bzw. dem Star­ ter/Generator 3 benötigt wird, und wie hoch der Super­ cap 11 entladen oder beladen werden muß. Die erforder­ liche Hilfsenergie hierzu läßt sich anhand einer Funk­ tion der eingelegten Gangstufe und der Drehzahl der Brennkraftmaschine 2 errechnen.
Je nach Systemtyp können hierbei entsprechende Unter­ schiede entstehen:
  • - Bei Triebsträngen ohne Starter/Generator 3 wird im Falle eines Parallelhybriden mit Elektromaschine 6 am Ausgang des Getriebes 4 nur diese Elektromaschine 6 mit der elektrischen Hilfsenergie aus dem Supercap 11 versorgt. Im allgemeinen erfolgt dies abgekoppelt von der Batterie 9, um entsprechende Netzstörungen in dem Bordnetz 8 des Kraftfahrzeugs 1 zu vermeiden. In einem entsprechenden Sonderfall kann jedoch auch eine Zuschaltung der Batterie 9 erfolgen, sobald der verbleibende Unterschied zwischen der Spannung der Batterie 9 und der von dem Supercap 11 abgegebenen Spannung nur noch so gering ist, daß sowohl Energie­ verluste als auch Störungen des Bordnetzes 8 unbe­ deutend klein werden.
  • - Ein weiter Sonderfall kann bei Systemen eintreten, die zusätzlich über den Starter/Generator 3 verfü­ gen, welcher beispielsweise auf der Kurbelwelle an­ geordnet sein kann, wenn beim Herunterschalten zu­ sätzlich zur Energie zum Ausgleich der Zugkraftun­ terbrechung auch noch weitere Hilfsenergie für die Synchronisierung der Brennkraftmaschine 2, also zu einem Erhöhen der Drehzahl der Brennkraftmaschine 2, erforderlich ist. Umgekehrt gibt der Starter/­ Generator 3 aufgrund der Erniedrigung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 2 beim Hochschalten wiederum Energie ab, welche über die Elektromaschine 6 ent­ sprechend zum Ausgleich der Zugkraftunterbrechung genutzt werden kann. Dadurch sinkt der Energiebe­ darf, welcher aus dem Supercap 11 zu decken ist. Der Supercap 11 muß durch das Steuergerät 17 also nicht mit der vollen Kapazität vorgeladen werden, was wie­ derum den Wirkungsgrad verbessert.
Bei Schaltvorgängen von Gang 1 nach 2 bei hohem Dreh­ zahlniveau kann beim elektrischen Herunterbremsen der Kurbelwelle zum Zwecke der Hilfssynchronisation so viel Energie anfallen, daß der Supercap vor dem Schaltvorgang entladen werden muß, um den Energiestoß aufzunehmen. Die Ladeenergie kann dann anderen Ver­ brauchern und/oder der Batterie zufließen.
Gleichzeitig entstehen hier entsprechend Freiheitsgra­ de für die elektronische Datenverarbeitung des Steuer­ geräts, welche es erlauben, anderweitige Energieanfor­ derungen von den weiteren Verbrauchern 13 des Bordnet­ zes 8 zu berücksichtigen, welche ansonsten gegebenen­ falls zu Zielkonflikten, also zu einem gleichzeitigen Anforderung von Energie und damit eine Überforderung des Energieangebots, führen könnten. Derartige Ver­ braucher 13, welche während des Startens der Brenn­ kraftmaschine 2 einen vergleichsweise hohen Strom er­ fordern, könnten beispielsweise eine elektrische Kata­ lysatorbeheizung oder dergleichen sein.
Selbstverständlich sind neben den bisher genannten Kenngrößen auch zahlreiche weitere Kenngrößen nutzbar, welche eine entsprechend zuverlässige Abschätzung ei­ nes bevorstehenden Ereignisses widerspiegeln, welches eine Ladung bzw. Entladung des Supercaps 11 ermög­ licht, auf welche der Supercap 11 durch die Reduzie­ rung oder Steigerung der in ihm gespeicherten elektri­ schen Energie durch einen Energieaustausch, beispiels­ weise mit der Batterie 9, vorbereitet werden sollte. Dieser Energieaustausch erfolgt über einen zeitlich größeren Bereich als die Nutzanwendung des Supercaps 11 zur Versorgung der elektrischen Verbraucher 3, 6, 13. Somit kann hier bei einer entsprechend geringeren Stromstärke geladen bzw. entladen werden, was insbe­ sondere zu den oben bereits erläuterten Wirkungs­ gradvorteilen der an den Lade- bzw. Entladevorgängen beteiligten Batterie 9 führt.
Die jeweiligen optimalen Schaltungsarten hängen auch noch von dem momentanen Betriebspunkt des Generators 3 ab. Der Rechner kennt die Wirkungsgradkennfelder der elektrischen Komponenten 6, 10, 13, 14, . . . und wählt jeweils die Betriebsart aus, die ein Minimum an Ge­ samtverlusten erzeugt.
Um weiter bei dem Beispiel des Anlaßvorgangs der Brennkraftmaschine 2 zu bleiben, kann dieser bei Nor­ malbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 zusammen mit Batterie 9 und Supercap 11, z. B. immer beim Erststart, erfol­ gen.
Wird das System in einem Kraftfahrzeug 1 mit Start/Stop-Betrieb eingesetzt, so kann bei bereits warmem Motor der Wiederstart der Brennkraftmaschine 2 allein aus dem Supercap 11 erfolgen. Dadurch wird ein Einbruch der Spannung des Bordnetzes 8 vermieden. Sehr günstig ist es dabei, wenn dieses Nachladen in einer Bremsphase des Kraftfahrzeugs 1 über den Star­ ter/Generator 3 erfolgt, welcher dabei die Bremsener­ gie des Kraftfahrzeugs 1 in elektrische Energie umwan­ delt und damit den Grundenergiebedarf des Kraftfahr­ zeugs 1 nicht erhöht. Dieses Konzept ermöglicht es außerdem, mit nur einer Bordbatterie 9 auszukommen.
Insbesondere bei dem Kraftfahrzeug 1 mit einem derar­ tigen Start/Stop-System ist es sinnvoll, wenn außerdem über einen Sensor 24 eine Kenngröße dem Steuergerät 17 zugänglich gemacht wird, welche das Steuergerät 17 unmittelbar über das Abschalten der Brennkraftmaschine 2 informiert. Beispielsweise wird der Supercap 11 für den bevorstehenden Wiederstart vorgeladen werden, so­ fern dies nicht ohnehin aus der beim Abbremsen ent­ standenen elektrischen Energie bereits erfolgt ist.
Eine weitere Kenngröße, welche einen entsprechenden Zustand anzeigt, der ein Entladen oder ein Beladen des Supercaps 11 nach sich zieht, um den Energieinhalt des Supercaps 11 auf bevorstehende Aufgaben in energetisch sinnvoller Weise vorzubereiten, könnte dabei bei­ spielsweise ein Signal sein, welches durch ein Wech­ seln des Kraftfahrzeuges 1 vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb ausgelöst wird, und welches den Supercap 11 darauf vorbereitet, mit in dem Schubbetrieb erzeug­ ter Bremsrekuperationsenergie aufgeladen zu werden.
Eine weitere Kenngröße könnte beispielsweise ein Ab­ standsradar 25 liefern, welcher über einen Sensor 26 ein Signal an das Steuergerät 17 weiterleitet, welches dieses über bevorstehende Brems- bzw. Beschleunigungsvorgänge des Kraftfahrzeugs 1 aufgrund von Abständen zu einem beispielsweise davor fahrenden Kraftfahrzeug informiert.
Vergleichbares könnte beispielsweise auch für einen Sensor 27 gelten, welcher eine Information über eine Steigungsstrecke geben könnte, in welcher sich das Kraftfahrzeug 1 bewegt. Hier wäre dann im Falle eines Gefälles mit hoher Wahrscheinlichkeit zu erwarten, daß das Kraftfahrzeug 1 zumindest teilweise abgebremst wird, so daß der Supercap 11 auf die Aufnahme von durch den Starter/Generator 3 erzeugter Energie vorzu­ bereiten wäre. Vorbereiten würde dabei bedeuten, den Energieinhalt des Supercaps 11 bei entsprechend nied­ riger Stromstärke in die Batterie 9 umzuladen, um den Supercap 11 zur Aufnahme von anstehender Bremsrekupe­ rationsenergie nutzen zu können. Im selben Zusammen­ hang könnten beispielsweise auch Signale eines Naviga­ tionssystems 28 des Kraftfahrzeugs 1 genutzt werden, welche ebenfalls Auskunft über bevorstehende Stei­ gungs- bzw. Gefällestrecken liefern könnten. Dieses Navigationssystem 28 könnte in bekannter Weise auf Daten eines Satellitenortungssystems, beispielsweise des weit verbreiteten GPS, zurückgreifen.
Eine sinnvolle Kombination und Nutzung von einer oder mehrerer der beschriebenen Kenngrößen ermöglicht dabei erhebliche Energieeinsparungen mittels des Systems zum Betreiben von elektrischen Traktionskomponenten in dem Kraftfahrzeug 1.
Bei allen Anwendungen des beschriebenen Systems wäre es dabei sicherlich sinnvoll, wenn zumindest eine der Elektromaschinen 6 bzw. 3 die Energie direkt aus dem Supercap 11 bezieht bzw. die Energie direkt in den Supercap 11 einlädt. Damit könnten weitere Verluste, welche durch das Zwischenschalten der Batterie 9 er­ zeugt werden, vermieden werden, so daß eine weitere energetische Optimierung des Gesamtsystems des Kraft­ fahrzeugs 1 ermöglicht wird.
Die komplexen Vorgänge in dem Steuergerät 17 können über die bereits erwähnte elektronische Datenverarbei­ tung, beispielsweise mittels einer Fuzzy-Logik, gelöst werden.

Claims (16)

1. System zum Betreiben von elektrischen Traktions­ komponenten in einem mit einer Brennkraftmaschine und wenigstens einer Elektromaschine ausgestatte­ ten Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Batterie und wenigstens einem Hochleistungskondensator, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung des Hochleistungskondensators (11) aus der Batterie (9) und die Rückführung von in dem Hochleistungskondensator (11) gespeicherter elek­ trischer Energie in die Batterie (9) in Abhängig­ keit des Ladezustands des Hochleistungskondensa­ tors (11) und in Abhängigkeit wenigstens einer ei­ ne bevorstehende Energiebereitstellung oder einen bevorstehenden Energiebedarf von/durch die wenig­ stens eine Elektromaschine (3, 6) ankündigenden Kenngröße erfolgt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs (1) anfallende Bremsenergie über wenigstens eine der Elektroma­ schinen (Starter/Generator 3) in elektrische Ener­ gie umgewandelt und in den Hochleistungskondensator (11) eingeladen wird.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieaustausch zwischen Batterie (9) und Hochleistungskondensator (11) bei einer geringeren Stromstärke erfolgt als das Laden des Hochlei­ stungskondensators (11) durch die wenigstens eine Elektromaschine (Starter/Generator 3).
4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Ladung/Entladung des Hochlei­ stungskondensators (11) über eine elektronische Datenverarbeitung (Steuergerät 17) mittels einer Fuzzy-Logik erfolgt.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kenngrößen ein Signal ist, welches durch einen bevorstehenden Schaltvorgang in einem auto­ matischen Getriebe (4) von einer Getriebesteuerung ausgelöst wird.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kenngrößen ein Signal ist, welches durch ein Wechseln des Kraftfahrzeuges (1) aus einem Zugbetrieb in einen Schubbetrieb ausgelöst wird.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kenngrößen ein Signal ist, welches durch ein Einschieben des Zündschlüssels (21) in das Zündschloß ausgelöst wird.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kenngrößen ein Signal ist, welches durch ein Abschalten der Brennkraftmaschine (2) durch ein Steuergerät eines Start/Stop-Systems ausgelöst wird.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kenngrößen ein Signal ist, welches durch ein Entriegeln oder Öffnen zumindest einer Tür (19) des Kraftfahrzeugs (1) ausgelöst wird.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kenngrößen ein Signal ist, welches durch ein Bewegen des Kraftfahrzeugs (1) auf einer Ge­ fällstrecke ausgelöst wird.
11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kenngrößen ein Signal ist, welches durch ein Navigationssystem (28) des Kraftfahrzeugs (1) ausgelöst wird.
12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kenngrößen ein Signal ist, welches durch ein Abstandsradar (25) des Kraftfahrzeugs (1) aus­ gelöst wird.
13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstes eine Elektromaschine (3, 6) Energie direkt aus dem Hochleistungskondensator (11) be­ zieht bzw. direkt an den Hochleistungskondensator (11) abgibt.
14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug (1) mit einem Start/Stop-System vorgesehen ist.
15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kenngröße ein Signal ist, das sich aus der momentanen Summe der elektrischen Dauerverbraucher (12) ergibt.
16. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsaufnahme oder -abgabe der wenigstens einen Elektromaschine (3, 6) wirkungsgradbewertet und gesteuert wird.
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