DE102008037241A1 - Verfahren und System zur Antriebsstrangregelung für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb - Google Patents

Verfahren und System zur Antriebsstrangregelung für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Antriebsstrangregelung (Ra) für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten. Erfindungsgemäß wird die Antriebsstrangregelung (Ra) leistungsbasiert als eine Kaskadenregelung in einer vorgebbaren Anzahl von Ebenen (E1 bis E3) ausgeführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren oder ein System nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 bzw. Patentanspruches 12.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 195 05 431 A1 ist ein Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten bekannt. In diesem Leistungssteuersystem sind Mittel zur Bestimmung des Gesamtwirkungsgrades aus den Wirkungsgraden der einzelnen Komponenten sowie Mittel zur Berechnung und Einstellung eines Wertes für einen wirkungsgradbeeinflussenden Parameter einer Komponente zum Erreichen eines optimalen Gesamtwirkungsgrades im Fahrzeug vorhanden.
  • In den VDI-Berichten Nr. 1975 (2006) wird von M. Schüssler, H. Meinheit und J. Biermann eine Regelung für einen Parallelhybrid auf der Basis von drehmomentabhängigen Schaltschwellen für die Nutzung der optimalen Betriebsart vorgestellt.
  • Von J. Schlurmann und D. Schröder ist in den VDI-Berichten Nr. 1975 (2006) ein drehmomentbasiertes Regelungssystem für einen Parallelhybrid mit mechanischem, kontinuierlich verstellbarem Getriebe (kurz CVT bezeichnet) beschrieben, bei dem die Solldrehmomente von Verbrennungsmotor und Elektromotor in Abhängigkeit von einem Zustandsautomaten berechnet werden.
  • Des Weiteren wurde von M. Stiegeler, L. Jochmann und H. Kazba in den VDI-Berichten Nr. 1975 (2006) eine Antriebsstrangregelung für einen Parallelhybrid mit Schaltgetriebe beschrieben, bei der durch eine Kostenfunktion nach Berechnung aller möglichen Arbeitspunkte des Hybridantriebs der wirkungsgradgünstigste Arbeitspunkt ausgewählt werden kann.
  • O. Fried stellt in seiner Dissertation („Betriebsstrategie für einen Minimalhybrid-Antriebsstrang", Shaker-Verlag, Aachen, 2004, eine drehmomentbasierte Regelung für einen Parallelhybrid mit automatisiertem Schaltgetriebe vor. Das Fahr- und das Bremspedalsignal werden als Drehmomentvorgabe interpretiert. Ein Momentenkoordinator, der einen Zustandsautomat enthält, regelt das Getriebeausgangsmoment.
  • Die oben genannten Regelungsansätze interpretieren die Pedalsignale als ein Solldrehmoment. Um einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor in den optimalen Betriebs- oder Arbeitspunkten betreiben zu können, ist es wichtig, dass das Drehmoment und die Drehzahl dieser Energiewandler (Verbrennungsmotor und Elektromotor) durch die Antriebsstrangregelung mit Hilfe von Kennlinien frei bestimmt werden können. Die Vorgabe eines Drehmoments über das Fahrpedal für die Energiewandler erschwert die Bestimmung der optimalen Arbeitspunkte von Verbrennungsmotor und Elektromotor. Zur Lösung dieses Konflikts, insbesondere zur Ermittlung der optimalen Arbeitspunkte der Energiewandler (Verbrennungsmotor und Elektromotor) werden deshalb im Fahrzeug unter anderem rechenaufwändige echtzeitfähige Optimierungsverfahren eingesetzt, die während der Fahrt zuerst die möglichen Arbeitspunkt-Kombinationen ermitteln und auswerten.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Antriebsstrangregelung anzugeben.
  • Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird erfindungsgemäß gelöst durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
  • Die Aufgabe hinsichtlich des Systems wird erfindungsgemäß gelöst durch die in Anspruch 12 angegebenen Merkmale.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Antriebsstrangregelung wird diese leistungsbasiert als eine Kaskadenregelung in einer vorgebbaren Anzahl von miteinander verknüpften, insbesondere ineinander verschachtelten Ebenen ausgeführt.
  • Durch eine leistungsbasierte Kaskadenregelung ist gegenüber herkömmlichen drehmomentbasierten Regelungen leichter eine ganzheitliche Betrachtung der Antriebsstrangre gelung unter Berücksichtigung aller Verluste von Triebstrangverlusten bis hin zu Verlusten am Rad und Reifen möglich.
  • Durch die Vorgabe einer Sollleistung bei einer leistungsbasierten Antriebsstrangregelung statt eines herkömmlichen Solldrehmoments hat die Antriebsstrangreglung weitreichende Freiheitsgrade für eine effektive Leistungserzeugung. Bei einer solchen übergeordneten leistungsbasierten Antriebsstrangregelung (auch Fahrleistungsregler genannt) kann zudem unberücksichtigt bleiben, welcher Energiewandler, d. h. Elektromotor oder Verbrennungsmotor, gerade die Leistung am Rad erzeugt. Damit sind auch die Störungen auf die Antriebsstrangregelung bei Betriebsartenwechsel (z. B. vom elektrischen zum verbrennungsmotorischen Betrieb) nur minimal. Das ist sehr vorteilhaft für einen hohen Fahrkomfort.
  • Eine mögliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in einer ersten Ebene in einer Leistungsregelung eine angeforderte Radsollleistung mittels einer aus einem kennfeldbasierten Antriebsstrangmodell ermittelten Radistleistung korrigiert wird. Dadurch ist bei der Arbeitspunktermittlung durch die Antriebsstrangregelung sichergestellt, dass alle Triebstrangverluste, insbesondere Reibungsverluste, sowie Rollreibungsverluste des Reifens auf der Fahrbahn berücksichtigt werden. Dies führt zu größtmöglichen Energieeinsparungen bzw. Dynamikverbesserungen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird die ermittelte korrigierte Radsollleistung in einer zweiten Ebene einer Leistungsverteilung zugeführt und dort anhand mindestens eines momentanen, eines maximalen und/oder eines optimalen Leistungsparameters einer der leistungsumsetzenden Komponenten, wie Verbrennungsmotor, Elektromotor, etc. in eine Verbrennungsmotorsollleistung, eine Elektromotorsollleistung und eine Radbremssollleistung aufgeteilt. Die Leistungsverteilung ist bevorzugt ein zentrales Modul der Antriebsstrangregelung, wobei dem Modul zur optimalen Verteilung der Sollleistung als Leistungsparameter unter anderem Daten über die aktuelle, die optimale und die maximale Leistung von Verbrennungsmotor, Elektromotor, Radbremsen und/oder Batterie zugeführt werden.
  • In einer dritten Ebene wird mindestens eine Komponentenregelung ausgeführt, die direkt auf einen oder mehrere leistungsumsetzende Komponenten oder Energiewandler, insbesondere Verbrennungsmotor, Elektromotor und Radbremsen, wirkt, wobei mittels der jeweiligen Komponentenregelung der jeweilige Arbeitspunkt der zugehörigen leistungsumsetzenden und leistungsübertragenden Komponenten, insbesondere mindestens ein den Arbeitspunkt beeinflussender Parameter, z. B. Drehzahl und/oder Drehmoment, geregelt wird. Dadurch dass erst in der dritten Ebene die Arbeitspunkte, d. h. Drehmoment und Drehzahl, festgelegt werden, bleiben in der ersten bzw. in der zweiten Ebene maximale Freiheitsgrade für eine optimale Leistungsregelung bzw. optimale Leistungsverteilung erhalten.
  • Ein optimaler Arbeitspunkt des oder der Energiewandler wird zweckmäßigerweise kennfeldbasiert bestimmt. Dadurch kann die Optimierung der Regelung offline erfolgen, wodurch die aus dem Stand der Technik bekannten, rechenaufwändigen Online-Optimierungsverfahren im Fahrzeug vermieden werden.
  • In einer weiteren möglichen Weiterbildung der Erfindung wird der Antriebsstrangregelung eine Vorsteuerung vorgeschaltet, bei der eine Fahrertyperkennung ausgeführt wird und dabei mindestens eine Fahrweise identifiziert oder vorgegeben und die Antriebsstrangregelung an diese identifizierte bzw. vorgegebene Fahrweise angepasst wird. Dies kann z. B. eine sportliche, eine komfortable oder eine ökonomische Fahrweise sein. Dadurch kann das Hybridfahrzeug je nach Fahrerwunsch deutlich dynamischer, komfortabler oder ökonomischer betrieben werden als ein konventionelles Fahrzeug. Erfolgt die Fahrertyperkennung vorteilhaft durch eine Fuzzy-Logik, so werden ebenfalls Übergangs- beziehungsweise Mischformen identifiziert.
  • Bei der Antriebsstrangregelung werden darüber hinaus zweckmäßigerweise in mindestens einer der Ebenen der Kaskadenregelung Triebstrangverluste und/oder Rollreibungsverluste berücksichtigt. Dies führt zu größtmöglichen Energieeinsparungen bzw. Dynamikverbesserungen.
  • Des Weiteren ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Einfluss der Triebstrangträgheiten bei Drehzahländerungen kompensiert wird. Hierzu ist in der Antriebsstrangregelung ein kennfeldbasiertes Antriebsstrangmodell hinterlegt, in dem auch die Massenträgheiten der einzelnen Antriebsstrangkomponenten, wie z. B. Rotor des Elektromotors, Kurbeltrieb des Verbrennungsmotors, hinterlegt sind. Der Einfluss der Triebstrang(reibungs)verluste wird durch die Verlustkennfelder und die Berechnung innerhalb des kennfeldbasierten Antriebsstrangmodells berücksichtigt.
  • Das erfindungsgemäße System zur Antriebsstrangregelung für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb umfasst eine von der Fahrweise abhängige, leistungsbasierte Antriebsstrangregelung, die als eine Kaskadenregelung in einer vorgebbaren Anzahl von miteinander verknüpften, insbesondere ineinander verschachtelten Ebenen ausgeführt ist. Das System besteht aus einem ersten Modul für eine Leistungsregelung, einem zweiten, dem ersten Modul nachgeschalteten Modul für eine Leistungsverteilung und mindestens einem weiteren, dem zweiten Modul nachgeschalteten Modul für mindestens eine Komponentenregelung.
  • Dem ersten Modul für die Leistungsregelung ist zweckmäßigerweise eine Vorsteuerung vorgeschaltet, die mindestens eine Erfassungseinheit zur Erfassung der Daten von Fahr- und Bremspedalauswertung, Fahrertyperkennung, Sollleistungsbestimmung und/oder der Regelung des elektrischen Zweiges umfasst.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch eine leistungsbasierte, kaskadierte Antriebsstrangregelung mit Unterteilung dieser in kleine, miteinander verknüpfte Teilregelungen weitgehend alle Triebstrangverluste einschließlich Rollreibungsverluste berücksichtigt werden und somit eine effektive Leistungserzeugung ohne aufwändige herkömmliche echtzeitfähige Optimierungsverfahren ermöglicht ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
  • 1 schematisch ein Blockbild der verschiedenen Module einer leistungsbasierten als Kaskadenregelung ausgebildeten Antriebsstrangregelung.
  • In 1 ist ein Blockbild einer leistungsbasierten Antriebsstrangregelung Ra abgebildet.
  • Die leistungsbasierte Antriebsstrangregelung Ra umfasst eine Vorsteuerung V, die eine vorgebbare Anzahl von Steuermodulen S1 bis Sm aufweist. Mittels der Vorsteuerung V werden die für die Antriebsstrangregelung Ra erforderlichen Sollwerte, wie z. B. Radsollleistung PSollR und/oder elektrische Sollleistung PSollEM, und Randbedingungen, wie beispielsweise gewünschte Fahrweise FW, vorgegeben.
  • Die Steuermodule S1 bis Sm umfassen hierzu beispielsweise ein erstes Steuermodul S1 ”Fahr- und Bremspedalauswertung”. Die Fahr- und Bremspedalauswertung liefert Daten über die Leistungsanforderung P und die Betätigungsgeschwindigkeit vB eines Fahr- und eines Bremspedals 2 an ein zweites Steuermodul S2 für eine ”Fahrertyperkennung” und ein drittes Steuermodul S3 eine ”Sollleistungsbestimmung”. Bei der Fahrertyperkennung im zweiten Steuermodul S2 wird zweckmäßigerweise anhand bei der Fahr- und Bremspedalauswertung ermittelten Betätigungsgeschwindigkeit vB des Fahr- und des Bremspedals 2 und/oder der Leistungsanforderung P eine Fahrweise FW, beispielsweise eine sportliche, komfortable oder ökonomische Fahrweise identifiziert. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche gewünschte Fahrweise FW auch vorgegeben werden. Beispielsweise kann der Fahrer die gewünschte Fahrweise FW über Betätigung einer Taste vorgeben.
  • Dabei sind vorzugsweise für die unterschiedlichen Fahrweisen FW entsprechende Kennfelder, insbesondere Drehmoment-Drehzahl-Wirkungsgrad-Kennfelder, hinterlegt. Anhand dieser hinterlegten Kennfelder und von erfassten Momentanwerten, wie Drehzahl, Drehmoment, Betätigungsgeschwindigkeit vB des Fahr- und des Bremspedals 2 und Pedalstellung, wird im dritten Steuermodul S3 für die Sollleistungsbestimmung eine Radsollleistung PSollR, insbesondere radbezogen bestimmt. Die Sollleistungsbestimmung ermittelt dabei anhand der Daten aus der Fahr- und Bremspedalauswertung und der Fahrertyperkennung die Radsollleistung PSollR und übermittelt diese an ein erstes Modul R1 ”Leistungsregelung” der Antriebsstrangregelung Ra.
  • Die Regelung des elektrischen Zweigs, welche insbesondere den Batterieladezustand überwacht und regelt, ermittelt die tatsächlich verfügbare elektrische Sollleistung PSoll und übermittelt diese an ein zweites Modul R2 ”Leistungsverteilung” der Antriebsstrangregelung Ra. Die Steuermodule S1 bis S4 – Fahr- und Bremspedalauswertung, Fahrertyperkennung, Sollleistungsbestimmung und Regelung des elektrischen Zweigs – bestimmen die Sollwerte PSoll, PSollR und die Randbedingungen, wie die ermittelte Fahrweise FW, für die gesamte Antriebsstrangregelung Ra.
  • Dabei ist der Vorsteuerung V nachfolgend eine vorgebbare Anzahl von Modulen R1 bis R3.m als Regelungsmodule der Antriebsstrangregelung Ra nachgeschaltet. Die Module R1 bis R3.m sind bevorzugt in Art einer Kaskadenregelung in mehreren Ebenen E1 bis E3 miteinander verknüpft oder ineinander geschachtelt. Mit anderen Worten: Die als Kaskadenregelung aufgebaute Antriebsstrangregelung Ra ist in mehreren Ebenen E1 bis E3 in mehrere Einzelregelungen unterteilt, wodurch die Regelgenauigkeit steigt und verschiedene Störgrößen, wie z. B. Triebstrangverluste, Rollreibungsverluste, optimal berücksichtigt werden können.
  • In dem ersten Modul R1 der Leistungsregelung wird zur Einstellung der geforderten Radsollleistung PSollR am Rad eine korrigierte Radsollleistung PkSollR ermittelt. Grundlage dieser Ermittlung sind die Daten der Fahrertyperkennung, insbesondere der ermittelten Fahrweise FW des Steuermoduls S2, der Sollleistungsbestimmung, insbesondere der Radsollleistung PSollR des Steuermoduls S3 und eine aus einem kennfeldbasierten Antriebsstrangmodell MAS abgeleitete Radistleistung PIstR.
  • Im kennfeldbasierten Antriebsstrangmodell MAS wird die Radistleistung PIstR berechnet. Die Wirkungsgrade aller Triebstrangkomponenten fließen in Form von hinterlegten Kennfeldern in diese Berechnung ein. Die Differenz D von Radsollleistung PSollR und korrigierter Radsollleistung PkSollR kompensiert hierdurch die Antriebstrang- und Rollreibungsverluste und den Einfluss der Triebstrangträgheiten bei dynamischen Vorgängen. Die im ersten Modul R1 implementierte Leistungsregelung ist die erste Ebene E1 einer mehrstufigen Kaskadenregelung der Antriebsstrangregelung Ra.
  • Die ermittelte korrigierte Radsollleistung PkSollR wird anschließend dem zweiten Modul R2 der Antriebsstrangregelung Ra zugeführt, in welcher eine Leistungsverteilungs-Funktion implementiert ist, die ein zentrales Modul der Antriebsstrangregelung Ra bildet. Dabei wird die momentane Betriebsart des Fahrzeugs bestimmt und in Abhängigkeit davon die in der Leistungsregelung ermittelte korrigierte Radsollleistung PkSollR auf die einzelnen Energiewandler oder leistungsumsetzenden Komponenten, d. h. Verbrennungsmotor VM, Elektromotor EM und Radbremsen R aufgeteilt. D. h. es werden eine Verbrennungsmotorsollleistung PSollVM für den Verbrennungsmotor VM und eine Elektromotorsollleistung PSollEM für den Elektromotor EM sowie eine Radbremssollleistung PSollRB für die Radbremsen bestimmt, anhand derer Sollzustände für Kupplung K und Getriebe G abgeleitet werden.
  • Um die korrigierte Radsollleistung PkSollR optimal zu verteilen, werden dem zweiten Modul R2 unter anderem Daten über die aktuelle, die optimale und die maximale Leistung PIst, POpt, PMax von Verbrennungsmotor VM, Elektromotor EM, Radbremsen R, Batterie B, Kupplung K und/oder Getriebe G zugeführt. Diese Daten werden dem zweiten Modul R2 vom Steuermodul S4 und/oder vom kennfeldbasierten Antriebsstrangmodell MAS zugeführt. Das zweite Modul R2 mit implementierter Leistungsverteilungs-Funktion bildet dabei die zweite Ebene E2 der mehrstufigen Kaskadenregelung.
  • Die ermittelten Leistungswerte des zweiten Moduls R2 werden anschließend einzelnen Modulen R3.1 bis R3.m zugeführt, die als Komponentenregelungen auf Grundlage der von der Leistungsverteilung ermittelten Sollleistungen PSollEM, PSollVM und PSollRB die einzel nen leistungsumsetzenden und leistungsübertragenden Komponenten des Antriebsstranges AS, wie Verbrennungsmotor VM, Elektromotor EM, Radbremsen R, Kupplung K, Getriebe G, etc. regeln und/oder steuern.
  • Je nach Aufbau und Ausbildung der Kaskadenregelung entspricht die Anzahl der Module 3.1 bis 3.m der Komponentenregelungen vorzugsweise der Anzahl der leistungsumsetzenden und zu steuernden und/oder regelnden Komponenten, wie Verbrennungsmotor VM, Elektromotor EM, Radbremsen R, Kupplung K und/oder Getriebe G.
  • In den einzelnen Komponentenregelungen werden die Arbeitspunkte AP1 bis APn, insbesondere Drehmomente M1 bis Mk und/oder Drehzahlen n1 bis nm festgelegt und geregelt. Die Komponentenregelungen und somit die Module R3.1 bis R3.m bilden die dritte Ebene E3 der mehrstufigen Kaskadenregelung.
  • Alle nichtmessbaren Parameter, wie zum Beispiel die Radistleistung PIstR, werden beispielsweise anhand von Modellen und/oder Kennfeldern, z. B. dem kennfeldbasierten Antriebsstrangmodell MAS ermittelt, welches Teil der Antriebsstrangregelung Ra ist und auf Daten des Antriebstrangs AS zurückgreift.
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19505431 A1 [0002]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - VDI-Berichten Nr. 1975 (2006) [0003]
    • - VDI-Berichten Nr. 1975 (2006) [0004]
    • - VDI-Berichten Nr. 1975 (2006) [0005]
    • - „Betriebsstrategie für einen Minimalhybrid-Antriebsstrang”, Shaker-Verlag, Aachen, 2004 [0006]

Claims (16)

  1. Verfahren zur Antriebsstrangregelung (Ra) für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrangregelung (Ra) leistungsbasiert als eine Kaskadenregelung in einer vorgebbaren Anzahl von Ebenen (E1 bis E3) ausgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Ebene (E1) in einer Leistungsregelung eine angeforderte Radsollleistung (PSollR) mittels einer aus einem kennfeldbasierten Antriebsstrangmodell (MAS) ermittelten Radistleistung (PIstR) korrigiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierte Radsollleistung (PkSollR) in einer zweiten Ebene (E2) einer Leistungsverteilung zugeführt wird, bei der anhand mindestens eines momentanen, eines maximalen und/oder eines optimalen Leistungsparameters (PIstVM, PIstEM, PIstR, PIstB, PMaxVM, PMaxEM, PMaxR, PMaxB, POptVM, POptEM, POptR, POptB) die korrigierte Radsollleistung (PkSollR) in eine Verbrennungsmotorsollleistung (PSollVM) und eine Elektromotorsollleistung (PSollEM) aufgeteilt wird und aus diesen ein jeweiliger Arbeitspunkt (AP1 bis APn) einer Kupplung und eines Getriebe abgeleitet und eingestellt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Ebene mindestens eine Komponentenregelung direkt auf ein oder mehrere leistungsumsetzende Komponenten, insbesondere Verbrennungsmotor (VM), Elektromotor (EM) und/oder Radbremsen (R), wirken, wobei mittels der jeweiligen Komponentenregelung der jeweilige Arbeitspunkt (AP1 bis APn) der Komponente, insbesondere mindestens ein den Arbeitspunkt (AP1 bis APn) beeinflussender Parameter, z. B. Drehzahl (n1 bis nm) und/oder Drehmoment (M1 bis Mk), geregelt und/oder gesteuert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein optimaler Arbeitspunkt (AP1 bis APn) des oder der Komponenten kennfeldbasiert bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrangregelung (Ra) eine Vorsteuerung (V) vorgeschaltet ist, bei der mindestens eine Fahrweise (FW) identifiziert und/oder vorgegeben wird und die Antriebsstrangregelung (Ra) an die ermittelte Fahrweise (FW) angepasst wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als eine mögliche Fahrweise (FW) eine sportliche Fahrweise identifiziert und ein zugehöriges erstes Kennfeld aktiviert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als eine mögliche Fahrweise (FW) eine komfortable Fahrweise identifiziert und ein zugehöriges zweites Kennfeld aktiviert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als eine mögliche Fahrweise (FW) eine ökonomische Fahrweise identifiziert und ein zugehöriges drittes Kennfeld aktiviert wird.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Antriebsstrangregelung (Ra) Triebstrangverluste und/oder Rollreibungsverluste berücksichtigt werden.
  11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Antriebsstrangregelung (Ra) der Einfluss von Triebstrangträgheiten bei steigender Drehzahl kompensiert wird.
  12. System zur Antriebsstrangregelung für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb, gekennzeichnet durch eine von der Fahrweise (FW) abhängige, leistungsbasierte Antriebsstrangregelung (Ra), die als eine Kaskadenregelung in einer vorgebbaren Anzahl von miteinander verknüpften Ebenen (E1 bis E3) ausgeführt ist.
  13. System nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein erstes Modul (R1) für eine Leistungsregelung, das eine erste Ebene (E1) der Kaskadenregelung bildet.
  14. System nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch ein zweites Modul (R2) für eine Leistungsverteilung, das eine zweite Ebene (E2) der Kaskadenregelung bildet.
  15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, gekennzeichnet durch mindestens ein weiteres Modul (R3.1 bis R3.m) für eine Komponentenregelung, das eine dritte Ebene (E3) der Kaskadenregelung bildet.
  16. System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Modul (R1) für die Leistungsregelung eine Vorsteuerung (V) vorgeschaltet ist, die mindestens eine Erfassungseinheit zur Erfassung von Parametern einer Fahr- und Bremspedalauswertung, Fahrertyperkennung, Sollleistungsbestimmung und/oder Regelung eines elektrische Komponenten umfassenden elektrischen Zweiges umfasst.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112011105301B4 (de) 2011-06-01 2019-01-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung
DE102018202182A1 (de) 2018-02-13 2019-08-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Ermitteln einer Lastverteilung, Steuerung, Antriebsstrang und Kraftfahrzeug

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19505431A1 (de) 1995-02-17 1996-08-22 Bayerische Motoren Werke Ag Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19505431A1 (de) 1995-02-17 1996-08-22 Bayerische Motoren Werke Ag Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Betriebsstrategie für einen Minimalhybrid-Antriebsstrang", Shaker-Verlag, Aachen, 2004
VDI-Berichten Nr. 1975 (2006)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112011105301B4 (de) 2011-06-01 2019-01-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung
DE102018202182A1 (de) 2018-02-13 2019-08-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Ermitteln einer Lastverteilung, Steuerung, Antriebsstrang und Kraftfahrzeug
US11407315B2 (en) 2018-02-13 2022-08-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for determining a load distribution, control unit, powertrain and motor vehicle

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