DE102010031540A1 - Method and device for operating a vehicle, which comprises at least one electric machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, welche mindestens eine elektrische Maschine umfasst, wobei die elektrische Maschine (2) bei einem Bremsvorgang des Fahrzeuges (1), als Generator betrieben wird und die im generatorischen Betrieb durch die elektrische Maschine (2) bereitgestellte Energie als Nutzenergie zur Versorgung elektrischer Verbraucher im Fahrzeug (1) genutzt wird. Um eine Verzögerungs- bzw. Bremswirkung der elektrischen Maschine (2) sicherzustellen, um die Betriebsbremsanlage des Fahrzeuges zu entlasten und einen Leistungsabfall der Betriebsbremsanlage zu verhindern, wird ein Energiebetrag, welcher im Bremsbetrieb des Fahrzeuges (1) von der mindestens einen elektrischen Maschine (2) erzeugt wird, aber von den momentan entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges und/oder dem Fahrerwunsch betätigten elektrischen Verbrauchern nicht als Nutzenergie benötigt wird, durch Inbetriebnahme mindestens eines zusätzlichen elektrischen Verbrauchers des Fahrzeuges und/oder mindestens eines zusätzlichen Antriebsaggregates (4, 9) des Fahrzeuges (1) und/oder durch Verschiebung des Betriebspunktes mindestens eines elektrischen Verbrauchers und/oder mindestens eines Antriebsaggregates (4, 9) des Fahrzeuges in Wärme umgewandelt und an die Umgebung abgeführt.The invention relates to a method for operating a vehicle, which comprises at least one electrical machine, the electrical machine (2) being operated as a generator when the vehicle (1) brakes, and which is provided by the electrical machine (2) in generator operation Energy is used as useful energy to supply electrical consumers in the vehicle (1). In order to ensure a deceleration or braking effect of the electrical machine (2), to relieve the service brake system of the vehicle and to prevent a drop in performance of the service brake system, an amount of energy which is generated by the at least one electrical machine (2 ) is generated, but is not required as useful energy by the electrical consumers currently operated according to the driving state of the vehicle and / or the driver's request, by starting up at least one additional electrical consumer of the vehicle and / or at least one additional drive unit (4, 9) of the vehicle (1) and / or by shifting the operating point of at least one electrical consumer and / or at least one drive unit (4, 9) of the vehicle into heat and dissipated to the environment.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges, welches mindestens eine elektrische Maschine umfasst, wobei die elektrische Maschine bei einem Bremsvorgang des Fahrzeuges als Generator betrieben wird und im generatorischen Betrieb durch die elektrische Maschine bereitgestellte Energie zumindest teilweise als Nutzenergie zur Versorgung elektrischer Verbrauchern im Fahrzeug genutzt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for operating a vehicle, which comprises at least one electric machine, wherein the electric machine is operated as a generator during a braking operation of the vehicle and at least partially as useful energy for supplying electrical consumers in the vehicle during regenerative operation by the electric machine is used and a device for carrying out the method.
Elektro-, Hydraulik- oder Hybridfahrzeuge weisen meist ein oder mehrere Antriebsaggregate, wie Elektro- oder Hydraulikmotoren auf, die mit mindestens einem Antriebsrad mechanisch verbunden sind, wobei diese Antriebsaggregate von einem Energiespeicher mit Energie versorgt werden. Bei einer Verzögerung oder Bremsung des Fahrzeuges wird dabei Bremsenergie zurückgewonnen. Dies erfolgt, in dem das Antriebaggregat generatorisch betrieben wird und die Bremsenergie in den Energiespeicher eingelagert wird. Bei längeren Gefällstrecken wird die Bremswirkung des Antriebsaggregates genutzt, um die Betriebsbremsanlage des Kraftfahrzeuges zu entlasten und einen Leistungsabfall der Betriebsbremsanlage, z. B. infolge einer Überhitzung von Bremsscheiben und Reibbelägen usw. zu vermeiden.Electric, hydraulic or hybrid vehicles usually have one or more drive units, such as electric or hydraulic motors, which are mechanically connected to at least one drive wheel, said drive units are powered by an energy storage with energy. In a deceleration or braking of the vehicle while braking energy is recovered. This is done in which the drive unit is operated as a generator and the braking energy is stored in the energy storage. For longer descents the braking effect of the drive unit is used to relieve the service brake system of the motor vehicle and a power loss of the service brake system, z. B. due to overheating of brake discs and friction liners, etc. to avoid.
Die Einlagerung der zurückgewonnenen Bremsenergie in den Energiespeicher ist durch die Aufnahmekapazität des Energiespeichers begrenzt. Begibt sich z. B. ein Fahrer eines Elektrofahrzeuges mit einem nahezu vollständig aufgeladenen Energiespeicher auf eine längere Gefällstrecke kann die elektrische Maschine nicht oder nur in geringem Maße eine Bremswirkung erzeugen, da der aufgeladene Energiespeicher die elektrische Energie, welche die elektrische Maschine während der Fahrt im generatorischen Betrieb erzeugt, nicht aufnehmen kann. Die Bremsleistung muss in diesem Fall größtenteils von der Betriebsbremsanlage erzeugt werden. Es besteht somit die Gefahr einer Überhitzung der Betriebsbremsanlage, verbunden mit einer hohen Gefährdung der Fahrzeuginsassen und der Fahrzeugumwelt.The storage of the recovered braking energy in the energy storage is limited by the absorption capacity of the energy storage. Does z. B. a driver of an electric vehicle with a nearly fully charged energy storage on a longer gradient, the electric machine can not or only to a small extent generate a braking effect, since the charged energy storage, the electrical energy generated by the electric machine while driving in the generator mode, can not record. The braking power in this case must be largely generated by the service brake system. There is thus the risk of overheating of the service brake system, associated with a high risk to the vehicle occupants and the vehicle environment.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, das eine Verzögerungs- bzw. Bremswirkung der elektrischen Maschine jederzeit sichergestellt werden kann, um die Betriebsbremsanlage des Fahrzeuges zu entlasten und einen Leistungsabfall der Betriebsbremsanlage, verbunden mit sicherheitskritischen Situationen, zu vermeiden. Dadurch, dass ein Energiebetrag, welcher im Bremsbetrieb des Fahrzeuges von der mindestens einen elektrischen Maschine erzeugt wird, aber von den momentan entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges und/oder dem Fahrerwunsch betätigten elektrischen Verbrauchern nicht als Nutzenergie benötigt wird, durch Inbetriebnahme mindestens eines zusätzlichen elektrischen Verbrauchers des Fahrzeuges und/oder mindestens eines zusätzlichen Antriebsaggregates des Fahrzeuges und/oder durch Verschiebung des Betriebspunktes mindestens eines elektrischen Verbrauchers und/oder mindestens eines Antriebsaggregates des Fahrzeuges in Wärme umgewandelt und an die Umgebung abgeführt wird, wird sicher gestellt, dass der überschüssige Energiebetrag vollständig abgebaut wird und die elektrische Maschine eine maximal mögliche Bremsunterstützung für das Fahrzeug aufbringt, zum Beispiel wenn die Aufnahmekapazität eines Energiespeichers reduziert ist.The inventive method for operating a vehicle having the features of claim 1 has the advantage that a deceleration or braking effect of the electric machine can be ensured at any time to relieve the service brake system of the vehicle and a power loss of the service brake system, associated with safety-critical situations , to avoid. Characterized in that an amount of energy which is generated in the braking operation of the vehicle by the at least one electric machine, but is not required by the currently operated according to the driving condition of the vehicle and / or the driver's request electrical consumers as useful energy, by commissioning at least one additional electrical load the vehicle and / or at least one additional drive unit of the vehicle and / or by shifting the operating point of at least one electrical load and / or at least one drive unit of the vehicle is converted into heat and dissipated to the environment, it is ensured that the excess amount of energy completely degraded and the electric machine applies a maximum possible braking assistance to the vehicle, for example if the absorption capacity of an energy store is reduced.
Unter den momentan entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges und/oder dem Fahrerwunsch betätigten elektrischen Verbrauchern werden nur diejenigen Verbraucher verstanden, welche abhängig vom momentanen Fahrzustand des Fahrzeuges bzw. des Fahrerwunsches erforderlich sind. Der Fahrzustand und/oder der Fahrerwunsch bestimmen auch, mit welcher Leistung diese Verbraucher betrieben werden. Zum Beispiel kann der momentane Kühlbedarf von Antriebsaggregaten und Verbrauchern die momentane Leistung einer in der Leistung variierbaren elektrischen Kühlmittelpumpe bestimmen. Zu den momentan entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges und/oder dem Fahrerwunsch betätigten elektrischen Verbrauchern gehören nicht die entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren in Betrieb genommenen elektrischen Verbraucher.Among the currently operated according to the driving condition of the vehicle and / or the driver's request electrical consumers only those consumers are understood, which are required depending on the current driving condition of the vehicle or the driver's request. The driving condition and / or the driver's request also determine the power with which these consumers are operated. For example, the instantaneous cooling requirement of powertrains and consumers may determine the instantaneous power of a variable-power electrical coolant pump. The electrical consumers currently actuated according to the driving state of the vehicle and / or the driver's request do not include the electrical consumers put into operation in accordance with the method according to the invention.
Unter der Bezeichnung „Energie” wird in den vorliegenden Ausführungen auch eine Energiemenge pro Zeiteinheit im Sinne einer Leistung verstanden. D. h. mit den Bezeichnungen Energiebetrag und Nutzenergie sind auch entsprechende Leistungen wie ein Leistungsbetrag und eine Nutzleistung gemeintThe term "energy" is understood in the present embodiments, an amount of energy per unit time in terms of performance. Ie. The terms energy amount and useful energy also mean corresponding services such as a benefit amount and a net benefit
Vorteilhafterweise wird der Energiebetrag aus der Differenz zwischen der generatorisch erzeugten Energie der mindestens einen elektrischen Maschine und der momentan von den entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges und/oder dem Fahrerwunsch betätigten elektrischen Verbrauchern benötigten und/oder von einem oder mehreren Energiespeichern aufgenommenen Nutzenergie bestimmt. Die Bestimmung des Differenzbetrages der von der elektrischen Maschine im generatorischen Betrieb erzeugten Energie und der von den elektrischen Verbrauchern genutzten bzw. einem oder mehreren Energiespeichern aufgenommenen Energie ermöglicht eine genaue Strategie, welche weiteren Verbraucher bzw. Antriebsaggregate in Betrieb genommen und/oder welche Verbraucher bzw. Antriebsaggregate in ihrem Betriebspunkt verschoben werden müssen, um den ermittelten Differenzbetrag zu verbrauchen. Advantageously, the amount of energy is determined from the difference between the regenerated energy of the at least one electric machine and the current required by the driving state of the vehicle and / or the driver's request electrical consumers needed and / or recorded by one or more energy storage useful energy. The determination of the difference amount of the energy generated by the electric machine in regenerative operation and the power consumed by the electrical consumers or one or more energy stores allows a precise strategy, which further consumers or drive units put into operation and / or which consumers or Drive units must be moved at its operating point to consume the difference calculated.
In einer Ausgestaltung entspricht die Nutzenergie der Energie, die von den momentan entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges und/oder dem Fahrerwunsch betätigten elektrischen Verbrauchern bei bestmöglichen Wirkungsgraden benötigt wird und/oder dem oder den Energiespeichern maximal aufgenommen werden kann. Dabei bestimmt der Fahrzustand des Fahrzeuges bzw. der Fahrerwunsch, welche elektrischen Verbraucher betätigt werden und mit welcher Leistung diese erforderlich sind. Beispielsweise erfolgt dies dadurch, dass der Fahrer einen Innenraumlüfter einschaltet und eine von mehreren Lüfterstufen vorgibt. Die Nutzenergie wird bestimmt, indem für die entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges und/oder dem Fahrerwunsch betätigten elektrischen Verbraucher der Betrieb in Betriebspunkten mit bestmöglichen Wirkungsgraden zugrunde gelegt wird. Damit ergibt sich eine Basis bzw. ein definierter Ausgangspunkt für die erfindungsgemäße Verschiebung der Betriebspunkte. Dies ermöglicht eine genaue Strategie, ebenso wie die Betrachtung der von den Energiespeichern maximal aufnehmbaren Energie.In one embodiment, the useful energy corresponds to the energy that is required by the currently operated according to the driving condition of the vehicle and / or the driver's request electrical consumers at the best possible efficiencies and / or the energy storage or the maximum can be accommodated. In this case, the driving state of the vehicle or the driver's request determines which electrical consumers are actuated and with what power they are required. For example, this is done by the driver turning on an indoor fan and specifying one of several fan levels. The useful energy is determined by the operation in operating points with the best possible efficiencies is based on the operated according to the driving condition of the vehicle and / or the driver's desire electrical operation. This results in a basis or a defined starting point for the inventive shift of the operating points. This allows a precise strategy, as well as the consideration of the maximum of the energy storage recordable energy.
Zu den möglichen Verbrauchern können ein Klimakompressor, eine elektrische Innenraumheizung, eine elektrische Heizung zur Temperierung von Aggregaten ein elektrischer Kühlwasserzuheizer, eine Scheibenheizung, eine Lüftung, ein Kühlerlüfter, Pumpen, Lenkunterstützung, Beleuchtung, Radio, Steuergeräte, ein Kompressor für Brennstoffzellen usw. gehören.Potential consumers may include an air conditioning compressor, an interior electric heater, an electric heater for controlling the temperature of an aggregate, an electric cooling water heater, a window heater, a ventilation, a radiator fan, pumps, power steering, lighting, radio, controllers, a fuel cell compressor, and so on.
In einer Weiterbildung werden bei einer Zunahme des Energiebetrages, welcher als Nutzenergie nicht verwertet werden kann, mehrere zusätzliche elektrische Verbraucher und/oder das mindestens eine zusätzliche Antriebsaggregat nacheinander zu unterschiedlichen Zeitpunkten in Betrieb genommen. Durch die stufenweise Zuschaltung der zusätzlichen Verbraucher lässt sich der Verbrauch des Differenzbetrages gut einstellen, wodurch nur so viele Verbraucher in Betrieb genommen werden, wie zur Vernichtung der überschüssigen Energie benötigt werden.In a further development, with an increase in the amount of energy which can not be utilized as useful energy, a plurality of additional electrical consumers and / or the at least one additional drive unit are put into operation successively at different times. By gradually switching on the additional consumers, the consumption of the difference can be adjusted well, so that only as many consumers are put into operation as are needed to destroy the excess energy.
In einer Variante werden bei einer Zunahme des Energiebetrages, welcher als Nutzenergie nicht verwertet werden kann, mehrere Verbraucher und/oder Antriebsaggregate des Fahrzeuges nacheinander zu unterschiedlichen Zeitpunkten in einen geänderten Betriebspunkt gebracht. Damit wird sichergestellt, dass vermehrt elektrische Energie in Wärme bzw. Wärme-Energie umsetzt wird, welche an die Umgebung des Kraftfahrzeuges abgegeben wird. Bei einer elektrischen Maschine erfolgt dies beispielsweise durch eine Beeinflussung der Magnetisierung der elektrischen Maschine, der Wahl einer geeigneten Drehzahl der elektrischen Maschine durch Veränderung einer Übersetzung oder indem ein Einsatz als Wirbelstrombremse erfolgt.In one variant, with an increase in the amount of energy which can not be utilized as useful energy, a plurality of consumers and / or drive units of the vehicle are brought one after the other at different times into a changed operating point. This ensures that more electrical energy is converted into heat or heat energy, which is delivered to the environment of the motor vehicle. In an electric machine, this is done for example by influencing the magnetization of the electric machine, the choice of a suitable speed of the electric machine by changing a ratio or by using an eddy current brake.
Vorteilhafterweise ist der geänderte Betriebspunkt des mindestens einen Verbrauchers und/oder Antriebsaggregates des Fahrzeuges durch eine erhöhte Leistung und/oder einen geringen Wirkungsgrad gekennzeichnet. Eine erhöhte Leistung kann z. B. durch eine Drehzahlerhöhung eines Lüfters oder einer Pumpe erreicht werden, ein geringerer Wirkungsgrad ergibt sich bei einer elektrischen Maschine z. B. durch Beeinflussung der Magnetisierung.Advantageously, the changed operating point of the at least one consumer and / or drive unit of the vehicle is characterized by an increased power and / or a low efficiency. An increased performance can z. B. be achieved by increasing the speed of a fan or a pump, a lower efficiency results in an electric machine z. B. by influencing the magnetization.
In einer anderen Ausführungsform werden die zusätzlich in Betrieb genommenen und/oder im Betriebpunkt verschobenen, elektrischen Verbraucher und/oder Antriebsaggregate des Fahrzeuges von einem Kühlsystem überwacht, welches bei Erhöhung der Verlustleistung des zusätzlich in Betrieb genommenen und/oder im Betriebspunkt verschobenen mindestens einen elektrischen Verbrauchers und/oder des mindestens einen Antriebsaggregates eine erhöhte Kühlleistung zur Verfügung stellt. Dadurch wird der Bildung von Wärme durch die elektrischen Verbraucher und der Antriebsaggregate entgegengewirkt, so dass eine Überhitzung sowie eine Beeinflussung der Fahrzeuginsassen durch die zusätzlich freigesetzte Wärme unterbunden werden.In another embodiment, the additionally commissioned and / or shifted in the operating point, electrical consumers and / or drive units of the vehicle are monitored by a cooling system, which increases the power loss of the additionally commissioned and / or shifted at the operating point at least one electrical load and / or the at least one drive unit provides an increased cooling capacity. As a result, the formation of heat by the electrical consumers and the drive units is counteracted, so that overheating and influencing the vehicle occupants are prevented by the additional heat released.
In einer Weiterbildung wird zur Aufnahme der während des Bremsvorganges der Fahrzeuges durch die im generatorischen Betrieb arbeitende elektrische Maschine erzeugten Energie, mindestens ein Energiespeicher in einem Ladevorgang nur unvollständig aufgeladen. Dadurch wird sichergestellt, dass während eines Bremsvorganges des Fahrzeuges mindestens ein Energiespeicher zur Aufnahme für die von der elektrischen Maschine bereitgestellte Energie in der Lage ist.In a further development, at least one energy store in a charging process is charged only incompletely to absorb the energy generated during the braking process of the vehicle by the electric machine operating in generator mode. This ensures that during a braking operation of the vehicle at least one energy storage device is capable of receiving the energy provided by the electric machine.
In einer weiteren Variante wird ein Start-Ladezustand des mindestens einen Energiespeichers über mehrere Fahrten des Kraftfahrzeuges angepasst, wobei der Start-Ladezustand des Energiespeichers kontinuierlich abgesenkt wird. Diese Möglichkeit ist insbesondere immer dann von Vorteil, wenn eine täglich wiederkehrende Fahrt mit einer langen Gefällstrecke beginnt. Der Start-Ladezustand des mindestens einen Energiespeichers wird z. B. auf Basis des während den vorhergehenden Fahrten entstandenen Energiebetrages, welcher als Nutzenergie nicht verwertet werden kann und/oder auf Basis von Streckendaten, z. B. eines Navigationsgerätes, angepasst In a further variant, a starting state of charge of the at least one energy store is adapted over a plurality of journeys of the motor vehicle, wherein the starting state of charge of the energy store is lowered continuously. This option is particularly advantageous whenever a daily recurring trip begins with a long downhill. The starting state of charge of the at least one energy storage is z. B. on the basis of incurred during the previous trips energy amount, which can not be utilized as useful energy and / or based on route data, eg. B. a navigation device adapted
In einer Ausgestaltung wird der Energiebetrag, welcher im Bremsbetrieb des Fahrzeuges von der mindestens einen elektrischen Maschine erzeugt wird, aber von den momentan entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges und/oder dem Fahrerwunsch betätigten elektrischen Verbrauchern nicht als Nutzenergie benötigt wird, abgeschätzt, wenn der mindestens eine Energiespeicher und die betätigten elektrischen Verbraucher die von der elektrischen Maschine im Bremsbetrieb erzeugte elektrische Energie noch aufnehmen, wenn die Aufnahmekapazität des mindestens einen Energiespeichers eine vorgegebene Schwelle unterschreitet. Ein solcher Vorhalt erlaubt eine schnelle Reaktion auf Änderungen in der Bremsleistung und eine Schonung des Energiespeichers, indem eine Überlastung des Energiespeichers und somit eine Überhitzung desselben vermieden wird.In one embodiment, the amount of energy that is generated in the braking operation of the vehicle by the at least one electric machine, but is not required by the currently operated according to the driving condition of the vehicle and / or the driver's request electrical consumers, estimated when the at least one Energy storage and the actuated electrical consumers record the electrical energy generated by the electric machine during braking operation when the absorption capacity of the at least one energy storage device falls below a predetermined threshold. Such an allowance allows a quick response to changes in braking power and protection of the energy storage by an overload of the energy storage and thus overheating of the same is avoided.
Vorteilhafterweise erfolgt die Zuschaltung der Anzahl der zusätzlichen elektrischen Verbraucher bzw. der zusätzlichen Antriebsaggregate und/oder die Verschiebung der Betriebpunkte der Anzahl der elektrischen Verbraucher bzw. der Antriebsaggregate in Abhängigkeit von der Aufnahmekapazität des mindestens einen Energiespeichers und/oder des Energiebetrags. Dadurch lässt sich flexibel auf die sich ändernde Aufnahmekapazität des mindestens einen Energiespeichers reagieren. Je mehr die Aufnahmekapazität des mindestens einen Energiespeichers abnimmt, umso mehr erhöht sich die Anzahl der zusätzlich zugeschalteten Verbraucher oder Antriebsaggregate.Advantageously, the connection of the number of additional electrical loads or the additional drive units and / or the shift of the operating points of the number of electrical loads or the drive units takes place in dependence on the capacity of the at least one energy storage and / or the energy amount. As a result, it is possible to react flexibly to the changing absorption capacity of the at least one energy store. The more the absorption capacity of the at least one energy store decreases, the more the number of additionally connected consumers or drive units increases.
Durch die Beeinflussung der zusätzlichen elektrischen Verbraucher und/oder zusätzlichen Antriebsaggregate wird eine Mindest-Bremswirkung der elektrischen Maschine sichergestellt. Bei einem Ausbleiben einer Erzeugung einer Mindestenergie durch die generatorisch betriebene elektrische Maschine im Bremsbetrieb des Fahrzeuges wird eine Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben. Dabei wird von einem Defekt oder einer Abregelung der elektrischen Maschine, eines Energiespeichers, von Verbrauchern oder Antriebsaggregaten oder einer Steuerung ausgegangen.By influencing the additional electrical consumers and / or additional drive units, a minimum braking effect of the electric machine is ensured. If there is no generation of a minimum energy by the generator-operated electric machine during braking operation of the vehicle, a warning message is output to the driver. It is assumed that a defect or a reduction of the electrical machine, an energy storage, consumers or drive units or a controller.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeuges, welches mindestens eine elektrische Maschine umfasst, wobei die elektrische Maschine bei einem Bremsvorgang des Fahrzeuges als Generator betrieben wird und die im generatorischen Betrieb durch die elektrische Maschine bereitgestellte Energie als Nutzenergie zur Versorgung elektrischer Verbraucher im Fahrzeug genutzt wird. Um eine Verzögerungs- bzw. Bremswirkung der elektrischen Maschine sicherzustellen, um die Betriebsbremsanlage des Fahrzeuges zu entlasten und einen Leistungsabfall der Betriebsbremsanlage zu verhindern, sind Mittel vorhanden, welche einen Energiebetrag, der im Bremsbetrieb des Fahrzeuges von der mindestens einen elektrischen Maschine erzeugt wird, aber von den entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges und/oder dem Fahrerwunsch betätigten elektrischen Verbrauchern nicht als Nutzenergie benötigt wird, durch Inbetriebnahme mindestens eines zusätzlichen elektrischen Verbrauchers des Fahrzeuges und/oder mindestens eines zusätzlichen Antriebsaggregates des Fahrzeuges und/oder durch Verschiebung des Betriebspunktes mindestens eines elektrischen Verbrauchers und/oder mindestens eines Antriebsaggregates des Fahrzeuges in Wärme umwandeln und an die Umgebung abführen. Damit wird sicher gestellt, dass der überschüssige Energiebetrag vollständig abgebaut wird und die elektrische Maschine eine maximal mögliche Bremsunterstützung für die Betriebsbremsanlage des Kraftfahrzeuges aufbringt, z. B. wenn die Aufnahmekapazität des mindestens einen Energiespeichers begrenzt ist.A further development of the invention relates to a device for operating a vehicle, which comprises at least one electric machine, wherein the electric machine is operated as a generator during a braking operation of the vehicle and the energy provided in the generator mode by the electric machine as useful energy for supplying electrical consumers used in the vehicle. In order to ensure a deceleration or braking effect of the electric machine in order to relieve the service brake system of the vehicle and to prevent a drop in performance of the service brake system, means are provided which an amount of energy generated in the braking operation of the vehicle by the at least one electric machine, but of the according to the driving condition of the vehicle and / or the driver's request operated electrical consumers is not required as useful energy, by commissioning at least one additional electrical load of the vehicle and / or at least one additional drive unit of the vehicle and / or by shifting the operating point of at least one electrical load and / or convert at least one drive unit of the vehicle into heat and dissipate it to the environment. This ensures that the excess amount of energy is completely reduced and the electric machine applies a maximum possible brake support for the service brake system of the motor vehicle, z. B. if the absorption capacity of the at least one energy storage is limited.
Vorteilhafterweise weist das Fahrzeug eine erste elektrische Maschine als Antriebsaggregat, einen Energiespeicher sowie eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einer zweiten elektrischen Maschine auf, wobei im Bremsbetrieb des Fahrzeuges die zweite elektrische Maschine motorisch von der ersten elektrischen Maschine angetrieben wird und den Verbrennungsmotor schleppt. Da der Verbrennungsmotor nicht gezündet wird, sondern sich nur mechanisch mitdreht, wird die während des Bremsvorganges des Kraftfahrzeuges durch die erste elektrische Maschine bereitgestellte Energie durch die mechanische Bewegung des Verbrennungsmotors in Wärme umgewandelt und somit abgebaut.Advantageously, the vehicle has a first electric machine as a drive unit, an energy store and a combination of an internal combustion engine and a second electric machine, wherein in the braking mode of the vehicle, the second electric machine is driven by the first electric motor and drags the internal combustion engine. Since the internal combustion engine is not ignited, but only rotates mechanically, the energy provided by the first electric machine during the braking process of the motor vehicle is converted into heat by the mechanical movement of the internal combustion engine and thus degraded.
In einer Ausgestaltung ist eine, eine Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine variierende Steuereinrichtung mit der ersten elektrischen Maschine verbunden.In one embodiment, a, a speed of the second electric machine varying control device is connected to the first electrical machine.
Durch die Veränderung der Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine wird die Drehbewegung des Verbrennungsmotors und somit die Energiemenge beeinflusst, welche als Wärme an die Umgebung abgegeben wird.By changing the speed of the second electric machine, the rotational movement of the internal combustion engine and thus the Amount of energy that is released as heat to the environment.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden:
Es zeigt:The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing:
It shows:
In
Weiterhin sind die erste
Im rein elektrischen Fahrbetrieb des Hybridfahrzeuges
Unterschreitet die Aufnahmekapazität der Batterie
Die Schleppleistung des Verbrennungsmotors
Auch in dem Fall, in welchem eine mechanische Verbindung zwischen dem Range-Extender
Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Verschlechterung des Wirkungsgrades einer elektrischen Komponente, wenn die Aufnahmekapazität der Batterie
Alternativ und zusätzlich wird die Leistung einer elektrischen Komponente erhöht, wenn die Aufnahmekapazität der Batterie
Kann z. B. infolge eine Defektes oder einer Abregelung bei Über- oder Untertemperatur, z. B. der ersten elektrischen Maschine
Ein weiteres Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäße Lösung besteht beim Anfahren an einem Berg oder einem Gefälle. Das Anfahren am Berg erfolgt durch ein vorwärts, d. h. bergaufwärts antreibendes (positives) Drehmoment der ersten elektrischen Maschine
Auch beim Anfahrvorgang eines Hybridfahrzeuges, bei dem eine elektrische Maschine z. B. mit Hilfe eines Planetengetriebes die Funktion einer Anfahrkupplung zur Anpassung von unterschiedlichen Drehzahlen übernimmt und dabei generatorisch betrieben wird, kann die erfindungsgemäße Lösung eingesetzt werden.Also when starting a hybrid vehicle, in which an electric machine z. Example, with the aid of a planetary gear the function of a starting clutch for the adaptation of different speeds takes over and is operated as a generator, the solution according to the invention can be used.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich ebenso bei Fahrzeugen mit hydraulischen oder pneumatischen Antriebsaggregaten, Verbrauchern und Energiespeichern einsetzen.The inventive solution can also be used in vehicles with hydraulic or pneumatic drive units, consumers and energy storage.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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