DE102008008238A1 - Verfahren zur Ladestrategie eines Hybridantriebs und durchführendes Steuergerät - Google Patents

Verfahren zur Ladestrategie eines Hybridantriebs und durchführendes Steuergerät Download PDF

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Michael Dr.-Ing. Zillmer
Ekkehard Dr. Pott
David Prochazka
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Skoda Auto AS
Volkswagen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ladestrategie eines Hybridantriebs (1), mittels einer Brennkraftmaschine (2), einer Elektro-Maschine (3), einer Batterie und mindestens eines Steuergerätes, wobei in dem Steuergerät verschiedene Lade- und Entladefunktionen für die Batterie abgelegt sind, wobei in Abhängigkeit verschiedener Eingangsgrößen das Steuergerät eine der verschiedenen Lade- oder Entladefunktionen auswählt, die dann durch eine Lastpunktverschiebung an der Brennkraftmaschine (2) und der Elektro-Maschine (3) eingestellt wird, wobei die Eingangsgrößen mindestens die aktuelle Differenz zwischen Ist-SOC und Soll-SOC ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ladestrategie eines Hybridantriebs und ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Steuergerät.
  • Bei Hybridfahrzeugen werden zwei Antriebseinheiten miteinander kombiniert, die auf unterschiedliche Weise die Leistung für den Fahrzeugantrieb bereitstellen. Besonders gut ergänzen sich die Eigenschaften eines Verbrennungsmotors und (mindestens) einer Elektro-Maschine, weshalb Hybridfahrzeuge heute überwiegend mit einer solchen Kombination ausgestattet werden. Die Anbindung der Elektro-Maschine an die Motorkurbelwelle kann dabei auf verschiedene Arten erfolgen. So kann diese über eine Kupplung bzw. direkt mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden oder über einen Riemenantrieb bzw. ein Getriebe angekoppelt sein. Die Steuerung der Elektro-Maschine erfolgt über eine Steuerungseinheit (Wechselrichter, Leistungselektronik).
  • Als elektrische Energiespeicher werden bei Hybridfahrzeugen häufig zyklenfeste Batterien in NiMH- oder Li-Ionen-Technik eingesetzt. Die Lebensdauer einer Batterie ist u. a. über die durchgesetzte (d. h. ein- und ausgespeicherte) Energie sowie die Leistung bzw. den Energiehub während des Lade- bzw. Endladevorgangs begrenzt. Eine starke Zyklisierung führt somit zu einer verringerten Lebensdauer.
  • Um eine ausreichende Lebensdauer der Batterie zu erreichen, ist es daher erforderlich, die Ladezustandsschwankungen zu begrenzen und gleichzeitig den Ladezustand der Batterie SOC (state of charge) möglichst in einem Zielbereich zu halten, der durch einen unteren und einen oberen Grenzwert SOCmin und SOCmax gekennzeichnet ist. So sind dauerhaft sowohl sehr hohe als auch sehr niedrige Ladezustände zu vermeiden, wodurch sich der effektiv nutzbare SOC-Bereich der Batterie deutlich verkleinert. Typischerweise wird angestrebt, den Ladezustand von Hybridbatterien in einem Fenster +-30%, bevorzugt +-20% und besonders bevorzugt +-10% um den Sollzustand zu halten. Dabei können sich die bevorzugten SOC-Bereiche auch asymmetrisch um den Sollladezustand aufteilen.
  • Die erzielbare Verbrauchsabsenkung bei Hybridfahrzeugen resultiert entscheidend aus einer geeigneten Steuerungsstrategie, die den Betrieb in Bereichen geringer verbrennungsmotorischer Wirkungsgrade möglichst vermeidet bzw. die Wirkungsgradeigenschaften von Verbrennungsmotor und Elektro-Maschine vorteilhaft miteinander kombiniert.
  • So kann der rein elektromotorische Vortrieb beispielsweise in Bereichen mit nur geringen Lastanforderungen erfolgen, in denen ein Verbrennungsmotor typischerweise nur geringe Wirkungsgrade aufweist. Ein solcher Betrieb ist vor allem dann effektiv, wenn sich Verbrennungsmotor und Elektro-Maschine z. B. über eine zusätzliche Kupplung mechanisch voneinander entkoppeln lassen. Zusätzliche Verbrauchspotenziale ergeben sich beispielsweise aus einer Start-Stopp-Funktion und der Möglichkeit zur Bremsenergierückgewinnung.
  • Idealerweise wird der Großteil der für den Vortrieb des Fahrzeuges aufzubringenden Energie sowie für die Versorgung des elektrischen Bordnetzes benötigte Energie aus vorgelagerten Rekuperationsvorgängen gewonnen und im Energiespeicher zwischengespeichert. Hierfür werden Verzögerungsphasen des Fahrzeuges ausgenutzt, indem die erforderliche Bremsleistung zu einem möglichst großen Anteil über den Generatorbetrieb der Elektro-Maschine aufgebracht wird. In realen Fahrzyklen ist jedoch zur Erreichung des Zielladezustandes meistens die Erzeugung zusätzlicher elektrischer Energie über den Verbrennungsmotor und generatorischen Betrieb der Elektro-Maschine erforderlich.
  • Um bei günstigen Fahrsituationen (häufige Verzögerungs- bzw. Bremsvorgänge, Bergabfahrt) eine möglichst große elektrische Energie durch Rekuperation einspeichern zu können, ist ein ausreichender Abstand des aktuellen Ladestandes zum oberen zulässigen Wert erforderlich.
  • Vor diesem Hintergrund ist es sinnvoll, den Zielladezustand hier tendenziell niedrig zu halten, um die Rekuperationsenergie möglichst vollständig einspeichern zu können und damit möglichst selten (bzw. mit geringer Leistung) den generatorischen Ladevorgang über die Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors durchzuführen.
  • Darüber hinaus wird die Elektro-Maschine im Antriebsstrang häufig auch zur Verbesserung der Fahrleistungen des Hybridfahrzeuges eingesetzt. So kann die Momentenabgabe von Verbrennungsmotor und Elektro-Maschine auch parallel erfolgen, beispielsweise um das maximale Drehmoment der gesamten Antriebseinheit zu steigern (Boostbetrieb).
  • Hierbei ist es zur Darstellung eines reproduzierbaren Fahrverhaltens wichtig, die Boostfunktion bei vergleichbaren Randbedingungen möglichst immer mit gleicher Performance darzustellen.
  • Insbesondere hohe abgerufene elektrische Leistungen führen zu einer raschen Annäherung an den unteren zulässigen SOC-Wert des Energiespeichers und erfordern nachfolgend auch entsprechende Ladephasen, um bei mehrmaligem aufeinander folgendem Boostbetrieb Funktionseinschränkungen durch einen unzulässig niedrigen Ladezustand zu vermeiden.
  • Für einen Fahrbetrieb mit häufigen Boostvorgängen ist es somit vorteilhaft, einen möglichst hohen Zielladezustand der Batterie einzustellen, um für die Entladevorgänge einen entsprechenden Energievorhalt zu schaffen.
  • In der Hybridsteuerung von ausgeführten Hybridfahrzeugen wird unter Berücksichtigung der oben angeführten grundsätzlichen Zusammenhänge sowie zusätzlicher Einflussfaktoren wie z. B. thermische Grenzen, Strom- oder Spannungsgrenzen, Alterungseffekte etc. ein Sollwert bzw. ein Soll-Bereich für den Ladezustand der Batterie berechnet. Aufgabe einer Ladefunktion es nun, abhängig von der Fahrstrategie in geeigneter Weise den Ladezustand des Energiespeichers z. B. durch Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors und generatorischen Betrieb der Elektro-Maschine zur Ladung des Energiespeichers (Ist-SOC kleiner als Soll-SOC) gemäß dem berechneten Zielwert bzw. Zielbereich einzustellen.
  • Des Weiteren kann es auch erforderlich sein, bei Fahrsituationen mit hohem Rekuperationsanteil und seltenen bzw. nur leistungsschwachen Entladephasen über die Ladefunktion den Ladezustand des Energiespeichers gezielt abzusenken (Ist-SOC größer als Soll-SOC). Dies kann beispielsweise darüber erfolgen, dass eine elektromotorische Antriebsunterstützung bei laufendem Verbrennungsmotor (und geschlossener Trennkupplung) entsprechend 1 zur Substitution eines Teils der verbrennungsmotorischen Antriebsleistung erfolgt.
  • Im realen Fahrbetrieb des Hybridfahrzeuges ergibt sich dabei zusätzlich die Schwierigkeit, dass während der Ladephasen zur Darstellung eines weitgehend reproduzierbaren Fahrverhaltens zwischenzeitlich auch andere hybridische Funktionen (Boost, Rekuperation, E-Fahren, Start-Stopp) aktiv sind und den Ladezustand des Energiespeichers dadurch fortlaufend beeinflussen.
  • Gleichzeitig muss es auch über die Ladestrategie möglich sein, ein Optimum bezüglich Verbrauch oder Fahrleistungen bzw. einen optimalen Kompromiss aus beiden zu erreichen.
  • Aus der WO 2006/053624 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Kraftfahrzeuges mit einer Hybridantriebseinheit bekannt, welche einen Verbrennungsmotor sowie mindestens eine, wahlweise motorisch oder generatorisch betreibbare elektrische Maschine umfasst, wobei die elektrische Maschine im generatorischen Betrieb einen Energiespeicher lädt und/oder ein elektrisches Bordnetz des Kraftfahrzeuges versorgt, wobei in Abhängigkeit von der Einhaltung vorgegebener Randbedingungen die Betreibung der elektrischen Maschine im generatorischen Betrieb in alternierenden Intervallen erfolgt, wobei in einem ersten Intervall die elektrische Maschine mit einer ersten, hohen elektrischen Leistungsabgabe betrieben wird, die höher als eine aktuelle Leistungsaufnahme des elektrischen Bordnetzes ist und in einem zweiten Intervall ausgeschaltet wird.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Ladestrategie eines Hybridantriebes und ein das Verfahren durchführendes Steuergerät zu schaffen.
  • Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Hierzu ist das Steuergerät zur Durchführung eines Verfahrens zur Ladestrategie eines Hybridantriebs derart ausgebildet, das in dem Steuergerät verschiedene Lade- und Entladefunktionen abgelegt sind, wobei in Abhängigkeit verschiedener Eingangsgrößen das Steuergerät eine der verschiedenen Lade- oder Entladefunktionen auswählt, die dann durch eine Lastpunktverschiebung an der Brennkraftmaschine und der Elektro-Maschine eingestellt wird, wobei die Eingangsgrößen mindestens die aktuelle Differenz zwischen Ist-SOC und Soll-SOC ist.
  • Durch die Möglichkeit, während des Betriebes zwischen verschiedenen Lade- und Entladefunktionen umzuschalten, kann besser auf die unterschiedlichen Anforderungen Kraftstofferfordernis sowie reproduzierbares Verhalten des Hybridantriebes situativ reagiert werden. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, die Eingangsgrößen mit Wichtigkeits- bzw. Wichtungsfaktoren zu versehen und die Auswahl damit in einer Art Fuzzy-Logik vorzunehmen.
  • Die grundlegende Berechnung der Batterieladung bzw. allgemein des elektrischen Energiespeichers der verschiedenen Lade- und Entladefunktionen durch Lastpunktverschiebung kann vorzugsweise über ein Kennfeld erfolgen, welches als Eingangsgrößen unter anderem die Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Elektro-Maschine sowie das Brennkraftmotormoment vor der Lastpunktverschiebung erhält.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden als weitere Eingangsgrößen weitere Batteriekenngrößen wie insbesondere die Temperatur und/oder dem Zustand der Leistungsfähigkeit der Batterie SOH (state of health), der auch als Indikator für den Verschleißgrad der Batterie bezeichnet wird, Ganginformationen, Fahrzeuggeschwindigkeit, Zustand einer gegebenenfalls vorhandenen Trennkupplung, ein Abstand zwischen Ist-SOC zu SOC-Min/Max-Grenzen, die aktuellen Betriebspunkte von Brennkraftmaschine (z. B. Drehzahl und/oder Drehmoment) und Elektro-Maschine (z. B. Drehzahl und/oder Drehmoment und/oder Strom und/oder Spannung) sowie deren Wirkungsgradkennfeldern und/oder weitere Betriebsparameter von Brennkraftmaschine und/oder Getriebe berücksichtigt. Die Aufzählung ist dabei derart zu verstehen, dass mindestens einer der vorgenannten Parameter im Sinne einer und/oder- Verknüpfung zusätzlich berücksichtig wird. Hierdurch kann die Ladestrategie noch besser an den Gesamtzustand optimal angepasst werden. Die Wirkungsgradkennfelder sind dabei vorzugsweise fest im Steuergerät abgelegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind neben den Lade- und Entladefunktionen auch eine O-Ladungsfunktion und/oder ein Pulsladungsfunktion abgelegt, um geeignet auf Zustände zu reagieren, wo nur geringe Abweichungen zwischen Ist-SOC und Soll-SOC auftreten, wobei hinsichtlich der Pulsladungsfunktion ausdrücklich auf die WO 2006/053624 A1 Bezug genommen wird. Die 0-Ladungsfunktion bietet hierbei den Vorteil, dass der elektrische Energiespeicher in dieser Phase weder durch Lade- noch durch Entladevorgänge gestresst wird. Die Pulsladung bietet den Vorteil, dass mit dieser Lademethode die Lebensdauer elektrischer Energiespeicher im Gegensatz zu Konstantstromverfahren verlängert wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird abhängig von Batterievorgaben auf eine spezielle Batterieladefunktion zurückgegriffen. Diese Batterievorgaben können dabei aus den Eingangsgrößen des Steuergerätes berechnet werden oder aber von einem separaten Batteriemanagement geliefert werden. Dies verhindert, dass Lade- und Entladeleistungen ausgewählt werden, die zwar energetisch günstig erscheinen, aber aktuell suboptimal für die Batterie sind, beispielsweise aufgrund von Belastungsgrenzen (thermisch und/oder elektrisch) und/oder die Batteriealterung unzulässig beschleunigen. Durch die Berücksichtigung der Batterievorgabe in Bezug auf die Batterieladefunktion wird der Wirkungsgrad verbessert und die Lebensdauer der Batterie verlängert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann während des Betriebs der Soll-SOC angepasst werden. Durch die flexible Auslegung des Soll-Ladezustands in Bezug auf den Fahrbetrieb kann beispielsweise ein rekuperativer Betrieb häufiger erfolgen, was wiederum den Kraftstoffverbrauch verringert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Ausgangsgrößen des Steuergerätes einer Korrektur unterzogen, wobei weitere Systemgrenzen und/oder besondere Betriebszustände berücksichtigt werden, wie beispielsweise das Aufheizen eines Katalysators oder einer Lambda-Sonde, sowie dem Lambda-Signal (z. B. bei Gemisch-Anfettungen aufgrund von Bauteileschutzanforderungen). Bei dieser Art einer Optimalwertsteuerung bei der Eingangsvariablen beobachtet werden, um einen Prozess zu steuern, können beispielsweise Korrekturdaten für eine Katalysator-Aufheizung bewirken, dass im innerstädtischen Betrieb, beispielsweise abgeleitet aus Fahrsituationen, die Schadstoffemissionen frühzeitiger reduziert werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Korrekturinformationen als Eingangsgrößen zurückgekoppelt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Korrekturen bei der zukünftigen Auswahl in Form einer Rückkopplungssteuerung berücksichtigt werden. Bei dieser Art steht die Einhaltung des Ausgabewertes eines Prozesses im Vordergrund, das heißt die Sicherstellung, dass Vorgabewerte innerhalb einer hinreichenden Spanne von Sollgrößen liegen.
  • Vorzugsweise ist das Steuergerät als Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine ausgebildet. Prinzipiell kann die Ladestrategie über ein Getriebesteuergerät, ein separates Hybridsteuergerät (soweit vorhanden) oder gar in dem Steuergerät der Elektro-Maschine abgelegt sein. Dabei muss nur sichergestellt sein, dass das Steuergerät die Momentenanforderungen der Brennkraftmaschine und der Elektro-Maschine beeinflussen kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. zeigen:
  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines parallelen Hybridantriebs,
  • 2 eine schematische Darstellung der Auswahl aus verschiedenen Lade- und Entladefunktionen und
  • 3 eine beispielhafte Darstellung der Arbeitsweise des Verfahrens.
  • Der Hybridantrieb 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 2, eine Elektro-Maschine 3, einen Energiespeicher 4, der vorzugsweise als Batterie ausgebildet ist, ein Getriebe 5, ein Anfahrelement 6 (beispielsweise Doppelkupplung oder Wandler), ein Motorsteuergerät 7 und ein Getriebesteuergerät 8. Die Anbindung der Elektro-Maschine 3 an die Motorkurbelwelle kann dabei auf verschiedene Arten erfolgen, wobei hier die Anbindung über eine Kupplung 9 dargestellt ist. Alternativ kann die Elektro-Maschine auch direkt mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden sein oder über einen Riemenantrieb bzw. ein Getriebe angekoppelt sein. Die Steuerung der Brennkraftmaschine 2 erfolgt über das Motorsteuergerät 7 und des Getriebes 5 über das Getriebesteuergerät 8. Des Weiteren ist der Elektro-Maschine 3 ein nicht dargestelltes Steuergerät sowie ein Umrichter zugeordnet. Gegebenenfalls kann darüber hinaus ein separates Hybrid-Steuergerät 10 vorgesehen sein. Die Steuergeräte 7, 8 und 10 sowie das nicht dargestellte Steuergerät der Elektro-Maschine sind über ein Bussystem 11, beispielsweise einen CAN- oder FlexRay-Bus miteinander verbunden. In einem der Steuergeräte 7, 8 und 10 ist nun ein Verfahren implementiert, mittels dessen die Ladestrategie des Hybridantriebs festgelegt wird. Dieses Steuergerät beeinflusst dabei sowohl die Brennkraftmaschine 2 als auch die Elektro-Maschine 3.
  • In der 2 ist die Struktur der erfindungsgemäßen Ladefunktion schematisch dargestellt. In einem Strategieblock 13 wird basierend auf den Eingangsgrößen 12 z. B. aktueller Unterschied Ist-SOC – Soll-SOC, Abstand Ist-SOC zu (variablen z. B. "weichen" und "harten") SOC-Min/Max-Grenzen, der aktuelllen Betriebspunkte von Verbrennungsmotor und Elektro-Maschine sowie deren Wirkungsgradkennfeldern, Batteriekenngrößen (z. B. Temperatur SOH), Ganginformationen, Fahrzeuggeschwindigkeit, Zustand der Trennkupplung, weitere Betriebsparametern von Motor- und Getriebe eine Auswahl getroffen, welche Lade- bzw. Entladefunktion aktiviert wird.
  • Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, die Vielzahl der möglichen Eingangsgrößen mit Wichtigkeitsfaktoren zu versehen und die Auswahl damit in einer Art Fuzzy-Logik vorzunehmen.
  • Die grundlegende Berechnung der Batterieladung (Laden I, II, III ... bis n – Entladen äquivalent) durch Lastpunktverschiebung kann beispielsweise über ein Kennfeld erfolgen, welches als Eingangsgrößen u. a. die Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Elektro-Maschine sowie das Verbrennungsmotormoment vor der Lastpunktverschiebung erhält. Darüber hinaus kann bei Gleichheit bzw. nur geringen Abweichungen von Ist-SOC und Soll-SOC keine Ladung erfolgen (0-Ladung) bzw. auch mit einer Pulsladung gearbeitet werden. Zudem sind direkte Lade-Entladewünsche der Batterie zu berücksichtigen, die sich aufgrund von Belastungsgrenzen (thermisch/elektrisch) oder Alterungsvorgängen ergeben.
  • Bei den Ausgabewerten handelt es sich vorzugsweise um Leistungs- bzw. Moment-Werte der Elektro-Maschine.
  • Bei einem Wechsel der Auswahl im Strategieblock wird zwischen einzelnen Ladefunktionen mittels des Umschaltblocks 14 umgeschaltet bzw. auf Basis der aktuellen Ausgabewerte für die generatorische Leistung (oder Moment) oder elektromotorische Leistung (oder Moment) der Elektro-Maschine interpoliert.
  • Im letzten Block 15 erfolgt eine Korrektur der Ausgabewerte, die z. B. dann erforderlich werden kann, wenn weitere Systemgrenzen erreicht werden, sich der Verbrennungsmotor in besonderen Betriebszuständen befindet (z. B. Katheizen, Bauteileschutz/Anfettung, Fahrverhalten) oder auch die Vorgabewerte aus dem Batteriemanagement nachträglich begrenzt oder verändert werden müssen. Die Korrekturinformationen fließen auch wieder in den Strategieblock 13 zurück.
  • In 3 ist beispielhaft die Arbeitsweise des Verfahrens dargestellt. Neben dem Verlauf von Soll- und Ist-SOC sind jeweils eine (von mehreren möglichen) obere und untere SOC-Grenzen eingetragen. Die Betriebsstrategie soll zunächst mit dem Schwerpunkt der Kraftstoffverbrauchsersparnis arbeiten.
  • Nachdem im ersten Zeitabschnitt bis zum Zeitpunkt 1 eine elektrische Fahrt – hier mit dem Ziel, einen wirkungsgradgünstigen Betriebsbereich des Verbrennungsmotors durch elektrische Fahrt (und abgeschaltetem Verbrennungsmotor) zu ersetzen – stattgefunden hat, wird diese unterbrochen, d. h. der Verbrennungsmotor wird wieder gestartet (beispielsweise infolge einer höheren Momentenanforderungen oder wegen Erreichen eines (ersten) unteren Grenz-SOC-Wertes für E-Fahrt). Durch die E-Fahrt ist die dargestellte Abweichung Soll-SOC – Ist-SOC entstanden, so dass sich ein entsprechender Nachladebedarf ergibt. Da nicht direkt anschließend eine Rekuperation erfolgt, muss die Nachladung des Energiespeichers durch Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors erfolgen.
  • Grundsätzlich wird aber darauf "spekuliert", dass der Energiespeicher durch eine Rekuperation, d. h. ohne zusätzlichen Kraftstoffbedarf wieder geladen bzw. teilgeladen werden kann. In diesem Fall wird zunächst eine mittlere Ladeleistung (Laden II) gewählt, die sich als Kompromiss zwischen betriebspunktabhängig (Brennkraftmaschine + Elektro-Maschine) erreichbarem Ladewirkungsgrad und Ladestärke ergibt und entsprechend variieren kann. Während der Fahrt kann sich, wie hier dargestellt, gleichzeitig der vorgegebene Soll-SOC verändern. In diesem Fall wird für einen möglichst großen Vorhalt (Abstand zu einer oberen SOC-Grenze) für die rekuperierbare Energiemenge der Soll-SOC abgesenkt.
  • Beim Erreichen des SOC-Wertes zum Zeitpunkt 2 wird auf die Ladeleistung gemäß Laden I umgestellt, da nur noch eine geringe Abweichung zum Soll-SOC besteht. Auch hier wird mit hoher Priorität auf einen wirkungsgradoptimalen Ladevorgang geachtet, gleichzeitig jedoch auch eine möglichst geringe Ladeleistung eingestellt, mit dem Ziel, die Restladung möglichst über einen (eventuell auftretenden) Rekuperationsvorgang durchzuführen. Zum Zeitpunkt 3 findet eine Rekuperation durch einen Bremsvorgang statt. Hier wird die Batterie aufgeladen, so dass sich anschließend sogar ein Ist-SOC-Wert oberhalb des Soll-SOC-Wertes einstellt.
  • Direkt im Anschluss erfolgt ab Zeitpunkt 4 ein Boostvorgang, durch den sich der Energiespeicher sehr schnell auf einen geringen SOC-Wert entleert. Hier steht zunächst die Reproduzierbarkeit des Fahrverhaltens im Vordergrund (Priorität gegenüber Verbrauch). Um für einen nachfolgenden Boostvorgang wieder genügend Energie im Speicher zu haben, wird die Funktion Laden III aktiviert, mit der der Energiespeicher mit hoher Priorität bezüglich der Ladeleistung und zu Lasten einer wirkungsgradoptimalen Ladung möglichst schnell wieder aufgeladen werden soll. Zum Zeitpunkt 6 wird die Ladefunktion Laden II aktiviert, da sich der Abstand Soll-SOC – Ist-SOC bereits erheblich verringert hat und sich dadurch die Möglichkeit bietet, wieder stärker verbrauchsorientiert, d. h. mit höherer Priorität bezüglich der Ladewirkungsgrade, zu arbeiten. In diesem Fall erhöht sich parallel trotzdem der Soll-SOC, um für nachfolgende Boostvorgänge einen entsprechenden Vorhalt im Energiespeicher zu schaffen (zu Lasten des Energiespeicherpuffers für Rekuperationen). Alternativ kann hier vor Erreichen des Soll-SOC auch noch Laden I aktiviert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 2006/053624 A1 [0018, 0025]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Ladestrategie eines Hybridantriebs (1), mittels einer Brennkraftmaschine (2), einer Elektro-Maschine (3), einer Batterie und mindestens eines Steuergerätes, wobei in dem Steuergerät verschiedene Lade- und Entladefunktionen für die Batterie abgelegt sind, wobei in Abhängigkeit verschiedener Eingangsgrößen das Steuergerät eine der verschiedenen Lade- oder Entladefunktionen auswählt, die dann durch eine Lastpunktverschiebung an der Brennkraftmaschine (2) und der Elektro-Maschine (3) eingestellt wird, wobei die Eingangsgrößen mindestens die aktuelle Differenz zwischen Ist-SOC und Soll-SOC ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Eingangsgrößen weitere Batteriekenngrößen, Ganginformationen, Fahrzeuggeschwindigkeit, Zustand einer Trennkupplung, ein Abstand zwischen Ist-SOC zu SOC-Min/Max-Grenze, die aktuellen Betriebspunkte von Brennkraftmaschine (2) und Elektro-Maschine (3) sowie deren Wirkungsgradkennfeldern und/oder weitere Betriebsparameter von Brennkraftmaschine (2) und/oder Getriebe (5) berücksichtigt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Lade- und Entladefunktionen auch eine 0-Ladungsfunktion und/oder eine Pulsladungsfunktion im Steuergerät abgelegt ist.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von Batterievorgaben auf eine spezielle Batterieladefunktion zurückgegriffen wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebes des Hybridantriebs (1) der Soll-SOC angepasst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgrößen des Steuergerätes einer Korrektur unterzogen werden, wobei weitere Systemgrenzen und/oder besondere Betriebszustände berücksichtigt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturinformationen als Eingangsgrößen zurückgekoppelt werden.
  8. Steuergerät zur Durchführung eines Verfahrens zur Ladestrategie eines Hybridantriebs (1), wobei in dem Steuergerät verschiedener Eingangsgrößen das Steuergerät eine der verschiedenen Lade- oder Entladefunktionen auswählt, die dann durch eine Lastpunktverschiebung an der Brennkraftmaschine (2) und der Elektro-Maschine (3) eingestellt wird, wobei die Eingangsgrößen mindestens die aktuelle Differenz zwischen Ist-SOC und Soll-SOC, der Abstand zwischen Ist-SOC zu SOC-Min/Max-Grenzen und die aktuellen Betriebpunkte von Brennkraftmaschine (2) und Elektro-Maschine (3) sowie deren Wirkungsgradkennfeldern sind.
  9. Steuergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Eingangsgrößen weitere Batteriekenngrößen, Ganginformationen, Fahrzeuggeschwindigkeit, Zustand einer Trennkupplung und/oder weitere Betriebsparameter von Brennkraftmaschine (2) und/oder Getriebe (5) berücksichtigt werden.
  10. Steuergerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Lade- und Entladefunktionen auch eine 0-Ladungsfunktion und/oder eine Pulsladungsfunktion im Steuergerät abgelegt ist.
  11. Steuergerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Batterieladefunktion abgelegt ist, die in Abhängigkeit von Batterievorgaben ausgewählt wird.
  12. Steuergerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät ein Soll-SOC anpasst.
  13. Steuergerät nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsgrößen des Steuergerätes einer Korrektur unterzogen werden, wobei weitere Systemgrenzen und/oder besondere Betriebszustände berücksichtigt werden.
  14. Steuergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturinformation als Eingangsgrößen zurückgekoppelt werden.
  15. Steuergerät nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät als Motorsteuergerät (7) der Brennkraftmaschine (2), als Getriebesteuergerät (8), als Hybrid-Steuergerät (10) oder als Steuergerät der Elektro-Maschine ausgebildet ist.
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