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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Leistungsabgabe
an die Räder
in einem Fahrzeug.
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Fahrzeuge,
die ihre Antriebsenergie zumindest zum Teil aus elektrischen Energiequellen
beziehen, sind bekannt. Elektrofahrzeuge werden im Allgemeinen in
eine Kategorie von den drei Kategorien reine Elektrofahrzeuge (electric
vehicles (EVs)), Hybridfahrzeuge (hybrid electric vehicles (HEVs)
und Brennstoffzellenfahrzeuge (fuel cell electric vehicles (FCEVs))
eingeordnet. Jeder dieser drei Fahrzeugtypen kann von einem oder
mehreren Elektromotoren angetrieben werden, die ihrerseits Energie
von einer Energiespeichervorrichtung, wie einer Batterie oder einem
Kondensator, erhalten.
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Im
Unterschied zu Benzinkraftstoff, der – ungeachtet der Menge des
in dem Fahrzeug gespeicherten Benzinkraftstoffs – eine gleichförmige verfügbare Energiemenge
liefert, variieren die verfügbare Energie
und die Leistung einer Batterie in Abhängigkeit von dem Zustand der
Batterie, z.B. dem Batterieladezustand, der Batterietemperatur od.
dgl. Daher ist es wünschenswert,
dass die aus der Batterie entnommene Leistung geregelt wird, um
einen einwandfreien Betrieb des Fahrzeugs zu gewährleisten.
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Ein
Verfahren zur Regulierung der Batterieleistungsabgabe besteht im
Einsatz eines Motorregelsystems, das eine Obergrenze festlegt, unterhalb derer
die Fah rerleistungsanforderung, d.h. das von dem Fahrer angeforderte
Drehmoment, liegen muss. Durch Begrenzung des Wertes der Fahrerleistungsanforderung
unter eine vorbestimmte Grenze versucht das Motorregelsystem, die
Batteriespannung innerhalb einer Spanne zu halten, die ausreichend ist,
um zu verhindern, dass der Elektromotor (oder der Wechselrichter
des Elektromotors) aufgrund eines Tiefentladungszustandes abgeschaltet
wird.
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Ein
System und ein Verfahren zur Motorregelung ist beispielhaft aus
der US- Patentanmeldung No. 2004/00364434 der Anmelder Chen et al. ("Chen") bekannt. Chen offenbart
ein Permanentmagnetmotorregelungsverfahren und -system mit geschlossener
Regelschleife zur optimalen Aufteilung der Drehmoment- und der Flussschwächungsströme, um ein
gewünschtes
Drehmoment zu erzeugen, ohne dass die Leistungsfähigkeit der Gleichstromenergiequelle überschritten
wird. Gemäß dem System von
Chen wird, wenn der angeforderte Drehmomentstrom höher ist
als die maximale Drehmomentstromgrenze, die Größe des Flussstroms erhöht, indem
die Spitzendrehmoment-pro-Ampere-Komponente des Flussstroms und
das Ausgangssignal eines Proportional-Integral-Reglers (PI-Regler)
zusammenaddiert werden. Die Wirkungsweise des PI-Reglers beruht auf
der Differenz zwischen dem angeforderten Drehmomentstrom und dem
befohlenen Drehmomentstrom und gewährleistet, dass der angeforderte Drehmomentstrom
die maximale Drehmomentstromgrenze nicht übersteigt. Auf diese Weise
kann bei der Erzeugung von Drehmoment durch den Elektromotor dessen
maximale Leistungsfähigkeit
ausgenutzt werden, während
ein Übergang
in den Flussschwächungsbereich
und aus diesem heraus stattfindet.
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Ein
Nachteil des von Chen offenbarten Lösungsansatzes besteht darin,
dass eine genaue Schätzung
der maximalen Grenze der Leistungsanforderung, d.h. von Lmax, schwierig
ist. Die Leistungsanforderung des Fahrers ist als solche ggf. nicht
in geeigneter Weise begrenzt, was dazu führen kann, dass die Batterie
außerhalb
ihres Betriebsbereiches betrieben wird. Darüber hinaus bleiben bei diesem
Lösungsansatz
Batterietiefentladungszustände,
die eine Folge von Ungenauigkeiten im Motordrehmomentregelmechanismus
sind, unberücksichtigt.
Da Ungenauigkeiten im Regelmechanismus zu einer größeren Batterieleistungsabgabe
führen kön nen als
dies mit einem gegebenen Leistungsanforderungssignal normalerweise
verbunden wäre, kann
hieraus ein Batterietiefentladungszustand resultieren, obwohl ermittelt
wurde, dass das Leistungsanforderungssignal innerhalb der Grenzen
lag. Ebenso kann die mangelnde Fähigkeit
zur genauen Vorhersage von zusätzlichen
Leistungsanforderungen, die durch Verluste im System erforderlich
gemacht werden, zu einem Batterietiefentladungszustand führen, obwohl
das Leistungsanforderungssignal innerhalb der Anforderungsgrenzen
lag.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug und ein Verfahren
zu schaffen, bei dem die Leistungsabgabe an die Räder eines
Fahrzeugs so geregelt ist, dass das Auftreten von Batterietiefentladungen
reduziert oder beseitigt ist.
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Die
Lösung
der vorgenannten Aufgabe erfolgt mittels eines Verfahrens mit den
Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Fahrzeug
und ein Verfahren vorgeschlagen wird, bei dem die Leistungsabgabe
an die Räder
eines Fahrzeugs so geregelt wird, dass Batterietiefentladungszustande
reduziert oder beseitigt werden.
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Die
vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zur Regelung der Leistungsabgabe
an die Räder in
einem Fahrzeug vor. Das Fahrzeug verfügt über eine Energiespeichervorrichtung,
mittels derer der elektrischen Maschine Leistung zur Verfügung gestellt
wird. Das Verfahren weist. die folgenden Schritte auf: Bestimmen
einer ersten Leistungsanforderung für das Fahrzeug, die zumindest
zum Teil auf einer Fahrereingabe basiert, Bestimmen einer zweiten Leistungsanforderung,
die zumindest zum Teil auf der Größe der ersten Leistungsanforderung
basiert, Bestimmen einer Leistungsanpassung, die auf zumindest einem
Zustand der Energiespeichervorrichtung basiert, und Anwenden der
Leistungsanpassung auf die zweite Leistungsanforderung, wodurch ein
Leistungsabruf für
die Fahrzeugräder
erzeugt wird.
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Das
Bestimmen einer Leistungsanpassung, die auf zumindest einem Zustand
der Energiespeichervorrichtung, wie einer Batterie, basiert, erlaubt es,
dass die Leistungsanforderung gemäß dem tatsächlichen Zustand der Energiequelle,
d.h. der Batterie, modifiziert werden kann. Daher kann, wenn ein gegebener
Leistungsabruf dazu führt,
dass die Batteriespannung unter eine berechnete Referenzentladespannung
fällt,
die Leistungsanpassung auf die Leistungsanforderung angewandt werden,
so dass die Batteriespannung über
dem Referenzwert gehalten wird. Auf diese Weise kann das Auftreten
von Batterietiefentladungen reduziert werden, indem gewährleistet
wird, dass die Leistungsanforderung die tatsächliche Kapazität der Fahrzeugenergiequelle
nicht übersteigt.
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Die
vorliegende Erfindung sieht allgemein ein robustes Verfahren vor,
das Tiefentladen einer Energiespeichervorrichtung, wie etwa einer
Batterie, reduziert oder verhindert. Die vorliegende Erfindung bietet
allgemein den Vorteil, dass die Lebensdauer der Batterie verlängert wird,
indem eine Beschädigung
der Batterie reduziert oder verhindert wird.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
schematisches Diagramm eines Teils eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ein
Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens der vorliegenden
Erfindung;
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3 ein
Flussdiagramm einer in 2 dargestellten Leistungsanpassungsbestimmung;
und
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4 ein
Flussdiagramm einer in 3 dargestellten Spannungsanpassungsbestimmung.
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das einen Teil eines Fahrzeugs 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. Das Fahrzeug 100 weist ein Steuersystem
auf, das über
wenigstens ein Steuergerät 102 verfügt. Ferner
weist das Fahrzeug 100 eine Energiespeichervorrichtung
oder Batterie 104, ein Elektromotorsteuermodul 106,
mehrere Räder 150 sowie
eine elektrische Maschine bzw. einen Elektromotor 108 auf.
Selbstverständlich
liegen auch andere Fahrzeugkonfigurationen, die mehr als eine elektrische
Maschine aufweisen, sowie Konfigurationen, die einen oder mehrere
Verbrennungsmotoren 152 (in Phantomdarstellung gezeigt)
aufweisen, innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung.
Darüber
hinaus können
auch andere Energiespeichervorrichtungen, wie etwa Kondensatoren, verwendet
werden, um die elektrischen Maschinen mit Energie zu versorgen.
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Wie
in 1 dargestellt, weist das wenigstens eine Steuergerät 102 – das beispielsweise
ein Fahrzeugsystemsteuergerät
(vehicle system controller (VSC)) sein kann – ein Fahrerdrehmomentanforderungsmodul
(driver torque demand module (DTDM)) 110, ein Batteriespannungsreferenzmodul (battery
voltage reference module (BVRM)) 112, ein Spannungsreglermodul
(voltage control module (VCM)) 114, Multiplikationsmodule 120, 122,
Begrenzungsmodule 130, 132, 134 und Additions-/Subtraktionsmodule 140, 142, 144, 146 auf.
Es besteht die Möglichkeit,
dass, wie in 1 dargestellt, sämtliche oder
ein Teil der Funktionen der Komponenten in dem Steuergerät 102 in
einem einzigen Fahrzeugsteuergerät
integriert sein können.
Alternativ können diese
auch auf mehrere Fahrzeugsteuergeräte verteilt sein. Die Steuergeräteingangs-
und Ausgangsdaten können über ein
Controller Area Network (CAN), über
dedizierte Datenübertragungskabel
od. dgl. empfangen und zwischen den Steuergeräten übermittelt werden.
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Das
DTDM 110 empfängt
im Allgemeinen mindestens ein Fahreranforderungseingangssignal (d.h.
D1, D2 ... Dn). Das Fahrereingangssignal kann einer Position des
Fahrzeugfahrpedals (nicht dargestellt), einer Position eines Fahrzeugbremspedals (nicht
dargestellt), oder einer beliebigen Fahreranforderung entsprechen,
die bei der Generierung einer Radleistungsanforderung verwendet
werden kann.
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Das
DTDM 110 erzeugt mittels der Fahrereingangssignale eine
Fahrerdrehmomentanforderung (Tdr). Die Fahrerdrehmomentanforderung
(Tdr) entspricht dem gesamten Raddrehmoment, das zur Erfüllung der
Leistungsanforderung des Fahrers erforderlich ist. Das DTDM 110 sendet
das Tdr-Signal an das Multiplikationsmodul 120. Das Modul 120 empfängt ein
Fahrzeugradwinkelgeschwindigkeitssignal (ω) und das Tdr-Signal. Durch
Bestimmen des Produktes aus Tdr und ω wird eine Fahrerleistungsanforderung
(Pdr) erzeugt.
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In
dem Additionsmodul 140 wird eine erste Leistungsanforderung
(P1) erzeugt, indem die Summe der elektrischen Verluste (P_loss)
des Fahrzeugs 100 und der Fahrerleistungsanforderung bestimmt wird.
Die elektrischen Verluste des Fahrzeugs 100 lassen sich
durch Nachschlagen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Motordrehmomentes
in einer Tabelle bestimmen. Alternativ lässt sich P_loss mathematisch
anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Fahrzeugdrehmomentes
berechnen, oder der Wert kann auf Null gesetzt werden. Im Allgemeinen
kann P_loss mittels jedes zur Erfüllung der Entwicklungskriterien
einer bestimmten Anwendung geeigneten Verfahrens bestimmt werden.
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Bei
dem Begrenzungsmodul 130 wird durch Berechnen von P1 eine
Zwischenleistungsanforderung P1' erzeugt.
Mit diesen Berechnungen geht einher, dass der Wert von P1 mit einem
ersten und einem zweiten vorbestimmten Wert oder Ober- und Untergrenzen
Lmax and Lmin verglichen wird. Unter normalen Fahrzeugbetriebsbedingungen
kann der Wert von Lmax die für
die Räder
maximal verfügbare Leistung
darstellen. Das Begrenzen der ersten Leistungsanforderung P1 auf
einen Wert kleiner oder gleich Lmax trägt dazu bei, zu gewährleisten,
dass P1 die Leistungsfähigkeit
der Batterie 104 nicht übersteigt.
In der Praxis kann es gegebenenfalls schwierig sein, den Wert von
Lmax genau zu bestimmen. Daher kann es bei Verfahren, die sich zur
Modifikation einer Leistungsanforderung ausschließlich auf
ein Begrenzungsmodul wie das Modul 130 stützen, trotzdem
dazu kommen, dass die Leistungsanforderung eine Tiefentladung der
Batterie verursacht.
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Der
Wert von Lmin kann auf eine vorbestimmte Leistungsanforderung gesetzt
werden, unterhalb derer die Fahrzeugbatterie 104 in einen
Wiederauflademodus versetzt wird. Daher trägt das Begrenzen von P1 auf
einen Wert größer als
oder gleich Lmin dazu bei, zu gewährleisten, dass der Batteriewiederauflademodus
nicht wiederholt unterbrochen wird. Unter Verwendung des Begrenzungsmoduls 130 wird
der Wert von P1' gleich
P1 gesetzt, wenn P1 kleiner als oder gleich Lmax und größer als
oder gleich Lmin ist. Ebenso wird P1' gleich Lmax gesetzt, wenn P1 größer ist
als Lmax, und auf Null gesetzt, wenn P1 kleiner als Lmin ist. Durch
Subtrahieren des Wertes von P_loss von dem Wert von P1' erzeugt das Additions-/Subtraktionsmodul 142 eine
zweite Leistungsanforderung (P2). Nach Bestimmen von P2 wird eine
Leistungsanpassung (Padj) eingesetzt, um einen Leistungsabruf (Preq)
für die
Räder 150 zu
erzeugen.
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Mit
der Bestimmung von Padj geht der Schritt des Bestimmens einer Batteriereferenzentladespannung
(Vref) einher. Die Referenzspannung Vref wird von dem BVRM 112 bestimmt.
Das BVRM 112 empfängt
im Allgemeinen mindestens ein Batteriezustandseingangssignal, d.h.
B1, B2 ... Bn, das bei der Bestimmung von Vref verwendet wird. Das
Batteriestatuseingangssignal kann dem Ladezustand (state of charge
(SOC)) der Batterie 104 oder der Temperatur der Batterie 104 entsprechen.
Im Allgemeinen kann das Batteriestatuseingangssignal jeden beliebigen
Batterieparameter oder jede beliebige Kombination von Parametern
darstellen, der bzw. die dazu verwendet werden kann bzw. können, eine
Referenzspannung, wie etwa die Spannung Vref, zu bestimmen. In einer
Ausführungsform
wird Vref bestimmt, indem dem Batterieladezustand und der Batterietemperatur
mittels einer in dem BVRM 112 gespeicherten Nachschlagtabelle
ein entsprechender Wert zugeordnet wird. In einer anderen Ausführungsform
wird Vref mathematisch anhand des Batterieladezustands und der Batterietemperatur
berechnet.
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An
dem Additions-/Subtraktionsmodul 144 wird ein Spannungsfehler
(Verr) bestimmt, indem eine gemessene oder tatsächliche Batteriespannung Vact
von der Batteriereferenzentladespannung Vref subtrahiert wird. Daher
ist Verr positiv, wenn die tatsächliche
Batteriespannung Vact unter der Referenzspannung Vref liegt. Umgekehrt
ist Verr negativ, wenn Vact über
Vref liegt. Nach der Bestimmung von Verr wird der Wert an das Spannungsreglermodul 114 gesandt.
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Das
Spannungsreglermodul 114 hält die Systembatteriespannung
im Allgemeinen durch Erzeugen eines Spannungsanpassungssignals Vadj auf
einem Niveau über
der ermittelten Referenzspannung. Das Spannungsreglermodul 114 kann
einen Proportionalregler (P) aufweisen, in welchem Fall das Vadj-Signal
eine Proportionalkomponente enthält.
Alternativ kann das Reglermodul 114 einen Proportional-Integral-Regler (PI-Regler)
aufweisen, so dass das Vadj-Signal Proportional- und Integralkomponenten
enthält.
Das Reglermodul 114 kann auch einen Proportional-Integral-Differential-Regler (PID-Regler)
aufweisen, in welchem Fall das Vadj-Signal Proportional-, Integral- und
Differentialkomponenten aufweist. Das Reglermodul 114 kann
eine Nachschlagtabelle aufweisen, in der der Wert von Vadj bestimmten
Werten des Spannungsfehlers Verr entspricht.
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Wenn
die Spannungsanpassung eine Proportionalkomponente enthält und der
Spannungsfehler negativ ist, wird die Proportionalkomponente der Spannungsanpassung
auf Null gesetzt. Daher ist die Proportionalkomponente der Spannungsanpassung im
Allgemeinen inaktiv, wenn die Batteriespannung Vact über der
Referenzspannung Vref liegt.
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Ebenso
bleibt, wenn Vadj eine Integralkomponente I enthält, die Integralkomponente
unverändert,
wenn das Produkt von Vadj und einer gemessenen Batteriestromabgabe
(lact) größer ist
als der Wert von P2. Außerdem
wird, wenn I negativ ist, der I-Term gleich Null gesetzt, da der
negative I-Term im Allgemeinen anzeigt, dass die Batterie 104 nicht
tiefentlädt,
d.h. dass die Batteriespannung größer ist als die Batteriereferenzspannung,
so dass nichts veranlasst werden muss.
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Ein
Leistungswandler Pmod wird am Multiplikationsmodul 122 als
das Produkt von Vadj und lact bestimmt. Wenn der tatsächliche
Batteriestrom lact negativ ist, kann es sein, dass die Batterie 104 auflädt. Daher
setzt das Begrenzungsmodul 132 in diesem Fall den Wert
von lact auf Null. Dementsprechend ist der Leistungswandler Pmod
im Allgemeinen Null, wenn die Batterie 104 auflädt.
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Die
Leistungsanpassung Padj wird am Begrenzungsmodul 134 bestimmt,
indem Padj gleich dem Leistungsanforderungswandler Pmod gesetzt wird,
wenn der Leistungsanforderungswandler nicht größer ist als die zweite Leistungsanforderung
P2. Umgekehrt wird die Leistungsanpassung Padj gleich P2 gesetzt,
wenn Pmod größer ist
als P2. Dementsprechend wird Pmod modifiziert, so dass ein endgültiges Leistungsabrufsignal
(Preq) niemals negativ ist. Ein negatives Preq würde die Räder 150 dazu veranlassen,
sich in eine Richtung entgegengesetzt zu der von dem Fahrer über die
Fahrerdrehmomentanforderung (Tdr) angeforderten Richtung zu drehen.
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Das
Additions-/Subtraktionsmodul 146 erzeugt, indem es die
Differenz zwischen der zweiten Leistungsanforderung P2 und der Leistungsanpassung
Padj bestimmt, das Leistungsabrufsignal Preq. In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird Preq in Verbindung mit einem Elektrofahrzeug und/oder
einem Brennstoffzellenfahrzeug implementiert. Bei Implementationen
in Elektrofahrzeugen und Brennstoffzellenfahrzeugen wird Preq in
das Elektromotorsteuermodul 106 eingegeben. Das Elektromotorsteuermodul 106 nimmt
im Allgemeinen den Leistungsabruf Preq von der Batterie 104 auf
und überträgt Leistung
an den Elektromotor 108. In einer anderen Ausführungsform
wird Preq jedoch in Verbindung mit einem Hybridfahrzeug implementiert.
Bei einer Implementation in einem Hybridfahrzeug kann Preq zwischen
dem Elektromotorsteuermodul 106 und einem Verbrennungsmotorsteuermodul 152 (in Phantomdarstellung
gezeigt) aufgeteilt werden. Das Verbrennungsmotorsteuermodul 152 kontrolliert
im Allgemeinen die Erzeugung von Raddrehmoment durch einen mit dem
Modul in Verbindung stehenden Verbrennungsmotor (nicht dargestellt).
Wie dem Fachmann bekannt, liegt das Verfahren des Aufteilens des
Signals Preq und des Umwandelns von Preq in ein physikalisches Raddrehmoment
außerhalb
des Bereichs der vorliegenden Erfindung und berührt die Bestimmung von Preq
im Allgemeinen nicht. Um den Entwicklungskriterien einer bestimmten
Anwendung zu genügen,
kann Preq als solches in jeder beliebigen Fahrzeuganordnung und
mit jeder beliebigen Kombination aus Verbrennungs- und Elektromotoren
implementiert werden.
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2 zeigt
ein Flussdiagramm 200 eines Verfahrens der vorliegenden
Erfindung. Das Verfahren 200 kann vorteilhaft in Verbindung
mit dem Fahrzeug 100 der vorliegenden Erfindung implementiert werden.
Ein Steuergerät,
zum Beispiel das DTDM 110, empfängt Fahrzeugzustandseingangssignale, wie
etwa Fahrereingangssignale (D1...Dn), Winkelgeschwindigkeitssignale
(ω), elektrische
Verlustsignale (P_loss) od. dgl. (siehe Schritt 202).
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Anschließend bestimmt
das DTDM 110, wie oben dargelegt, die erste Leistungsanforderung
(P1), die wenigstens zum Teil auf einem Fahrereingangssignal (Schritt 204)
basiert. Die erste Leistungsanforderung kann durch die Bestimmung
des Produktes der Fahrerdrehmomentanforderung (Tdr) und einer gemessenen
Raddrehzahl (ω)
erzeugt werden. Alternativ kann die erste Leistungsanforderung dadurch erzeugt
werden, dass zu dem Produkt eines vom Fahrer gewünschten Raddrehmoments und
eines gemessenen Raddrehmoments ein ermittelter elektrischer Leistungsverlust
(P_loss) hinzuaddiert wird.
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Anschließend bestimmt
das Steuergerät
die zweite Leistungsanforderung (P2), die wenigstens zum Teil auf
der Größe der ersten
Leistungsanforderung basiert (Schritt 206). Das zweite
Leistungsanforderungssignal kann bestimmt werden, indem die zweite
Leistungsanforderung gleich der ersten Leistungsanforderung gesetzt
wird, wenn die Größe der ersten
Leistungsanforderung nicht größer ist
als ein vorbestimmter Wert Lmax. Wenn die Größe der ersten Leistungsanforderung
größer ist
als Lmax, wird die zweite Leistungsanforderung gleich Lmax gesetzt.
In einer anderen Ausführungsform
wird die zweite Leistungsanforderung bestimmt, indem der ermittelte
elektrische Leistungsverlust (P_loss) von der ersten Leistungsanforderung
subtrahiert wird, wenn die Größe der ersten
Leistungsanforderung nicht größer ist
als Lmax. Wenn die Größe der ersten Leistungsanforderung
größer ist
als Lmax, wird die zweite Leistungsanforderung bestimmt, indem P_loss
von Lmax subtrahiert wird. Das Leistungsanpassungssignal (Padj)
wird, wie in 3 (Schritt 208) ausführlich dargestellt,
basierend auf wenigstens einem Zustand der Batterie 104 bestimmt.
Ein Radleistungsabruf (Preq) wird erzeugt, indem die Leistungsanpassung
Padj auf die zweite Leistungsanforderung P2 angewandt wird (Schritt 210).
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In 3 ist
ein Flussdiagramm der Bestimmung einer Leistungsanpassung gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Das Verfahren 300 kann vorteilhaft
in Ver bindung mit dem in 2 dargestellten operationalen
Flussdiagramm 200 implementiert werden. Das BVRM 112 empfängt Batteriestatuseingangssignale
(Schritt 302). Die Batteriestatuseingangssignale können Batterieladezustandssignale,
Batterietemperatursignale, Batteriespannungssignale (Vact), Batteriestromabgabesignale
(lact) u. dgl. enthalten. Auf der Basis wenigstens eines der Batteriestatuseingangssignale
bestimmt das BVRM 112 die Batteriereferenzspannung (Vref) (Schritt 304).
Mittels der Bestimmung der Differenz zwischen der Batteriespannung
Vact und dem Batteriereferenzspannungssignal Vref wird der Batterieentladespannungsfehler
(Verr) ermittelt (Schritt 306). Die Bestimmung der Spannungsanpassung
(Vadj) ist ausführlich
in 4 (Schritt 308) dargestellt. Die Batteriestromabgabe
lact wird berechnet und auf Null gesetzt, wenn ermittelt wird, dass
die Stromabgabe negativ ist, d.h. wenn die Batterie sich im Auflademodus
(Schritt 310) befindet.
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Der
Leistungsanforderungswandler (Pmod) wird erzeugt, indem das Produkt
der Spannungsanpassung Vadj und die Batteriestromabgabe bestimmt wird
(Schritt 312). Anschließend wird die Leistungsanpassung
(Padj) bestimmt, indem Padj gleich Pmod gesetzt wird, wenn die Größe von Pmod
nicht größer ist
als die zweite Leistungsanforderung. Die Leistungsanpassung wird
gleich der zweiten Leistungsanforderung gesetzt, wenn die Größe von Pmod
größer ist
als die zweite Leistungsanforderung (Schritt 314).
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In 4 ist
ein Flussdiagramm der Bestimmung einer Spannungsanpassung gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Das Verfahren 400 kann vorteilhaft
in Verbindung mit dem operationalen Flussdiagramm 300 der
vorliegenden Erfindung implementiert werden. 4 zeigt
ein Verfahren zur Bestimmung des Spannungsanpassungssignals Vadj; jedoch
soll das Verfahren nicht alle möglichen
Bestimmungen von Vadj darstellen.
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Wie
in Schritt 402 in 4 dargestellt,
wird eine Reihe von Parametern bestimmt. Zu den Parametern gehören das
zweite Leistungsanforderungssignal P2, das Leistungsanforderungswandlersignal Pmod,
das Batteriespannungsfehlersignal Verr u. dgl.. Die Bestimmung jedes
einzelnen der Parameter wird oben ausführlich beschrieben. Das Spannungsanpassungssignal
Vadj, enthält
einen Proportionalterm P und einen Integralterm I. Der Proportionalterm basiert
wenigstens zum Teil auf dem Vorzeichen des Batteriespannungsfehlers
Verr (Entscheidungsblock 404). Der Proportionalterm, P,
wird erzeugt, indem das Produkt eines vorbestimmten Proportionalbeiwerts
(Kp) und des Batteriespannungsfehlers Verr bestimmt wird, wenn Verr
positiv ist (Block 406). Wenn Verr negativ ist, wird der
Proportionalterm P erzeugt, indem P gleich Null gesetzt wird (Block 408).
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Der
Integralterm I basiert zumindest zum Teil auf der Größe der Leistungsmodifikation
Pmod (Entscheidungsblock 410). Wenn Pmod größer als
oder gleich der zweiten Leistungsanforderung P2 ist, wird das Verfahren
direkt bei Entscheidungsblock 414 fortgesetzt. Wenn Pmod
kleiner ist als P2, wird der I-Term (I(n)) erzeugt, indem ein zuvor
bestimmter I-Term (I(n-1)) zu dem Produkt eines vorbestimmten Integralbeiwerts
(Ki) und des Batteriespannungsfehlers Verr hinzuaddiert wird (Block 412).
Anschließend wird
das Vorzeichen des Wertes I(n) bestimmt (Entscheidungsblock 414),
und der Wert von I(n) wird gleich Null gesetzt, wenn das Vorzeichen
von I(n) als negativ ermittelt wird (Block 416). Dementsprechend wird
der Wert der Spannungsanpassung Vadj erzeugt, indem die Summe des
Proportionalterms P und des Integralterms I bestimmt wird (Block 418).
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung unmittelbar hervorgeht, stellt
die vorliegende Erfindung eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren
zur Verfügung,
bei dem der Leistungsabruf für
die Fahrzeugräder
so bestimmt wird, dass die Batteriespannung über einer Referenzentladespannung bleibt.
Die verbesserte Vorrichtung und das verbesserte Verfahren der vorliegenden
Erfindung können das
Auftreten von Batterieschäden,
die durch das Tiefentladen der Batterie verursacht werden, reduzieren
oder beseitigen.