DE102011118543A1

DE102011118543A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs mit einer Nebenantriebsfunktion

Info

Publication number: DE102011118543A1
Application number: DE102011118543A
Authority: DE
Inventors: Ottmar Gehring; Axel Zuschlag; Christof Bunz; Wilhelmus Kok
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-05-16
Also published as: WO2013071990A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs (1) eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion, wobei der Hybridantriebsstrang (1) mindestens eine Verbrennungskraftmaschine (2) und eine elektrische Maschine (3) umfasst, welche im Bremsbetrieb als Generator betrieben wird und elektrische Energie in einem Energiespeicher (19) speichert und im Antriebsbetrieb für den Fahrzeugantrieb und/oder den Antrieb der Nebenabtriebsfunktion genutzt wird, wobei die Nebenabtriebsfunktion von Verbrennungskraftmaschine (2) und/oder elektrischer Maschine (3) angetrieben wird und Funktionen des Hybridantriebsstrangs (1) mittels einer Steuereinheit (10) gesteuert werden. Erfindungsgemäß wird ein aus einer Steuerung oder Regelung des Hybridantriebsstrangs (1) resultierender Ladezustand des Energiespeichers (19) in Abhängigkeit einer voraus liegenden Fahrtstrecke, der auf dieser Fahrtstrecke prognostizierten rekuperierbaren elektrischen Energie und/oder einem prognostizierten Energiebedarf der Nebenabtriebsfunktion prädiktiv gesteuert oder geregelt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs (1) eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Die US 5 892 346 A beschreibt eine Betriebstrategie für ein Hybridfahrzeug, wobei anhand von Karteninformationen das Fahrzeug derart prädiktiv betrieben wird, dass am Ende der Fahrt der elektrische Energiespeicher einen möglichst niedrigen Ladezustand aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Beim Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion, wobei der Hybridantriebsstrang mindestens eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Maschine umfasst, welche im Bremsbetrieb als Generator betrieben wird und elektrische Energie in einem Energiespeicher speichert und im Antriebsbetrieb für den Fahrzeugantrieb und/oder den Antrieb der Nebenabtriebsfunktion genutzt wird, wobei die Nebenabtriebsfunktion von Verbrennungskraftmaschine und/oder elektrischer Maschine angetrieben wird und Funktionen des Hybridantriebsstrangs mittels einer Steuereinheit gesteuert werden, wird erfindungsgemäß ein aus einer Steuerung oder Regelung des Hybridantriebsstrangs resultierender Ladezustand des Energiespeichers in Abhängigkeit einer voraus liegenden Fahrtstrecke, der auf dieser Fahrtstrecke prognostizierten rekuperierbaren elektrischen Energie und/oder einem prognostizierten Energiebedarf der Nebenabtriebsfunktion prädiktiv gesteuert oder geregelt.
Hierdurch wird mit einfachen Mitteln eine energieeffiziente Steuerung eines Hybridantriebsstrangs mit einer Nebenabtriebsfunktion, insbesondere die Steuerung und/oder Regelung des Ladezustands des Energiespeichers in Abhängigkeit einer erkannten und/oder einer prognostizierten Verkehrssituation, von Karteninformationen, einer vorgegebenen Fahrtstrecke und deren Profil, der auf dieser Fahrtstrecke prognostizierten rekuperierbaren elektrischen Energie und/oder einem prognostizierten Energiebedarf der Nebenabtriebsfunktion, ermöglicht.
Somit kann der Energiespeicher am Ende einer Fahrt nahezu vollständig entladen sein und ein Aufladen des Energiespeichers kann vorteilhafterweise in einem Ruhezustand des Fahrzeugs im so genannten Plug-In-Verfahren erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch eine derartige vorausschauende Betriebsweise eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der daraus resultierenden Schadstoffemissionen.
Bei der Vorrichtung zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion, wobei der Hybridantriebsstrang mindestens eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Maschine umfasst, welche im Bremsbetrieb als Generator betreibbar ist und elektrische Energie in einem Energiespeicher speichert und im Antriebsbetrieb für den Fahrzeugantrieb und/oder den Antrieb der Nebenabtriebsfunktion nutzbar ist, wobei die Nebenabtriebsfunktion von Verbrennungskraftmaschine und/oder elektrischer Maschine antreibbar ist und Funktionen der Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Maschine mittels einer Steuereinheit steuerbar sind, umfasst die Steuereinheit erfindungsgemäß ein Prädiktionsmodul und einen Antriebsstrangkoordinator.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch einen Hybridantriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion.
1 zeigt schematisch einen Hybridantriebsstrang 1 eines nicht dargestellten Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Hybridantriebsstrang 1 ist bevorzugt als herkömmlicher Hybridantriebsstrang ausgebildet und umfasst in der dargestellten Ausführungsform mindestens eine Verbrennungskraftmaschine 2 sowie eine damit koppelbare elektrische Maschine 3, eine mit diesen gekoppelte Steuereinheit 10, eine Kupplung 4, ein Getriebe 5, ein Differential 6, die Antriebsräder 7, die Antriebswellen 8 und eine Kardanwelle 9.
Die elektrische Maschine 3 wirkt in der dargestellten Ausführungsform direkt auf eine Eingangswelle des Getriebes 5 ein. Dabei kann die elektrische Maschine 3 in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform in das Getriebe 5 integriert sein.
Am Getriebe 5 zweigt ein herkömmlicher Nebenabtrieb 11. Ein solcher Nebenabtrieb 11 wird auch als Zapfwelle oder nach der Abkürzung des englischen Begriffs power take-off als PTO bezeichnet und stellt bei Traktoren sowie Lastkraftwagen und Nutzfahrzeugen eine zuschaltbare mechanische Antriebsquelle an einem Nebenausgang des Getriebes 5 bereit. Die mechanische Antriebsenergie des Nebenabtriebs 11 kann direkt über eine Gelenkwelle genutzt werden oder beispielsweise angebaute Mähbalken, Riemengetriebe oder Hydraulikpumpen 12 antreiben.
Die Verbrennungskraftmaschine 2 sowie die damit verbundene elektrische Maschine 3 sind mittels der Kupplung 4 mechanisch koppelbar, so dass ein Kraftschluss oder eine mechanische Wirkverbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und der elektrischen Maschine 3 und daraus resultierend dem Getriebe 5 erzeugbar ist. Dabei ist die Kupplung 4 vorzugsweise als herkömmliche automatisierte Anfahrkupplung ausgebildet, welche beispielsweise mittels einer elektrischen, hydraulischen, pneumatischen Aktorik, welche diese Funktionsarten auch in kombinierter Form aufweisen kann, ein Betätigungsniveau an der Kupplung 4 einstellt, welches ein gewünschtes Moment über die Kupplung 4 überträgt.
Die elektrische Maschine 3 ist mit einem Energiespeicher 19, beispielsweise einer herkömmlichen Batterie, einem Akkumulator und/oder einem Kondensator, gekoppelt. Dabei kann die elektrische Maschine 3 von der Steuereinheit 10 gesteuert oder geregelt elektromotorisch oder generatorisch betrieben werden. Im elektromotorischen Betrieb wandelt die elektrische Maschine 3 elektrische Energie aus dem Energiespeicher 19 in mechanische Energie um und treibt eine Eingangswelle des Getriebes 5 an. Im generatorischen Betrieb wandelt die elektrische Maschine 3 mechanische Energie in elektrische Energie um, welche im Energiespeicher 19 gespeichert wird. Eine solche Wandlung mechanischer Energie in elektrische Energie erfolgt beispielsweise bei einem herkömmlichen Rekuperationsvorgang zur Bremsenergierückgewinnung, Der Energiespeicher 19 ist mit einem Lademodul 20 gekoppelt, mittels dessen dem Energiespeicher 19 im Fahrzeugstillstand von außerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise aus einem herkömmlichen elektrischen Energienetz, elektrische Energie zugeführt wird.
In Abhängigkeit einer Steuerung oder Regelung des Hybridantriebsstrangs 1 können das Fahrzeug und/oder der Nebenabtrieb 11 jeweils ausschließlich mittels der Verbrennungskraftmaschine 2 oder der elektrischen Maschine 3 betrieben werden oder Verbrennungskraftmaschine 2 und elektrische Maschine 3 treiben das Fahrzeug und/oder den Nebenabtrieb 11 gemeinsam an.
Ein Getriebeausgang des Getriebes 5 ist mittels der Kardanwelle 9 mit dem Differential 6 verbunden. In einer nicht näher dargestellten Ausführungsform für ein Fahrzeug mit Frontantrieb kann das Differential 6 in das Gehäuse des Getriebes 5 integriert werden und eine Kardanwelle 9 wird nicht benötigt.
Das Differential 6 ist an der Antriebsachse des Fahrzeugs mittels zweier Antriebswellen 8 mit den beiden Antriebsrädern 7 und den Reibbremsen verbunden. Zusätzlich ist eine nicht näher dargestellte Ausführungsform für ein Fahrzeug mit Allradantrieb möglich, bei welcher beide Achsen des Fahrzeugs als Antriebsachsen ausgebildet und die beiden Differentiale 6 mittels Kardanwellen 9 mit dem Getriebeausgang verbunden sind.
Die Verbrennungskraftmaschine 2, die elektrische Maschine 3 und die Kupplung 4 sind mittels eines herkömmlichen Bussystems 13 mit der Steuereinheit 10 verbunden. Das Bussystem 13 ist dabei vorzugsweise als CAN-(Controller Area Network) oder LIN-(Local Interconnect Network)Bus ausgebildet. Das Getriebe 5 kann ebenfalls mittels des Bussystems 13 mit der Steuereinheit 10 verbunden sein.
Die Steuereinheit 10 ist als herkömmliche Steuereinheit ausgebildet und umfasst eine Mehrzahl einzelner Steuergeräte, beispielsweise ein Steuergerät der Verbrennungskraftmaschine 2, ein Steuergerät der elektrischen Maschine 3, ein Steuergerät der Kupplung 4 und ein Getriebesteuergerät. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit 10 als integrierte Steuereinheit ausgebildet, bei welcher die einzelnen Funktionen zur Steuerung und/oder Regelung von Verbrennungskraftmaschine 2, elektrischer Maschine 3, Kupplung 4 und/oder Getriebe 5 als Programmabläufe auf einem Mikroprozessor ablaufen.
In der Steuereinheit 10 sind Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, z. B. Steuer-, Regel-, Auswerte- und/oder Analysemodule, die als Steuerprogramme und/oder Erfassungs- und Analyseprogramme implementiert sind, integriert. Der Steuereinheit 10 sind Sensorsignale von Verbrennungskraftmaschine 2, elektrischer Maschine 3, Kupplung 4 und/oder Getriebe 5 zuführbar, die von mindestens einem der Module zur Erzeugung von Steuersignalen und/oder Ausgabesignalen verarbeitet werden. Bei diesen nicht näher dargestellten Sensoren handelt es sich insbesondere um Drehmomentsensoren zur Erfassung von Momenten der Verbrennungskraftmaschine 2 und der elektrischen Maschine 3 sowie Drehzahlsensoren zur Erfassung von Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine 2 und der elektrischen Maschine 3.
Weiterhin umfasst die Steuereinheit 10 ein Prädiktionsmodul 14 und einen Antriebsstrangkoordinator 15. Das Prädiktionsmodul 14 umfasst zumindest drei Analysemodule 16 bis 18.
Dabei wird mittels des ersten Analysemoduls 16 ein Energiebedarf für die voraus liegende Fahrtstrecke des Fahrzeugs prognostiziert.
Mittels des zweiten Analysemoduls 17 wird eine entlang der voraus liegenden Fahrtstrecke anfallende Rekuperationsenergie prognostiziert.
Mittels des dritten Analysemoduls 18 wird ein entlang der voraus liegenden Fahrtstrecke entstehender Energiebedarf für die Nebenabtriebsfunktion prognostiziert.
Der Antriebsstrangkoordinator 15 steuert oder regelt in Abhängigkeit der ermittelten und/oder prognostizierten Werte des Prädiktionsmoduls 14 den Hybridantriebsstrang 1.
Bei Nutzfahrzeugen ist neben dem reinen Fahrantrieb auch der Antrieb von Zusatzaggregaten mittels des Nebenabtriebs 11 notwendig, beispielsweise beim Betreiben einer Müllpresse in einem Müllfahrzeug. Dazu wird eine Nebenabtriebsfunktion eingesetzt, die die entsprechenden Zusatzaggregate mit mechanischer Energie versorgt. Um einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch zu erreichen und die Emissionen zu reduzieren, kann der Nebenabtrieb 11 rein elektrisch mittels der elektrischen Maschine 3 oder mittels der Verbrennungskraftmaschine 2 betrieben werden. Unter Umständen kann es auch gewünscht sein, an speziellen Orten, beispielsweise in Wohngebieten, aufgrund der auftretenden Geräuschentwicklung beim Antrieb mittels der Verbrennungskraftmaschine 2 einen elektrischen Antrieb der Nebenabtriebsfunktion zu benutzen.
Eine optimierte Ansteuerung eines solchen Hybridantriebsstrangs 1 mit einer Nebenabtriebsfunktion ist nur dann möglich, wenn das Fahrprofil bekannt ist und der Steuereinheit 10 eine Information darüber vorliegt, wie viel Energieeinsatz im zukünftigen Betrieb für den Nebenabtrieb respektive den Fahrbetrieb notwendig sein wird. Mittels dieser Informationen kann eine optimierte Lade- und Entladestrategie des Energiespeichers 19 für das vorliegende Fahrprofil ermittelt werden.
Um zusätzliche Kraftstoffeinsparungen zu erzielen, werden Hybridantriebsstränge 1 als so genannte Plug-In-Systeme ausgeführt, d. h. der Energiespeicher 19 wird mittels des Lademoduls 20 in den Stillstandszeiten des Fahrzeugs, beispielsweise über Nacht, am stationären Stromnetz aufgeladen. Hierbei wird im Vergleich zur Aufladung mittels der Verbrennungskraftmaschine 2 während des Fahrbetriebs ein signifikant verbesserter Wirkungsgrad bei der Aufladung des Energiespeichers 19 erzielt.
Somit ist bei derartigen extern aufladbaren Plug-In-Systemen anzustreben, den Energiespeicher 19 im Fahrbetrieb möglichst wenig mittels der Verbrennungskraftmaschine 2 aufzuladen und vielmehr nahezu vollständig zu entleeren, um den Energiespeicher 19 mit optimiertem Wirkungsgrad am Stromnetz aufzuladen.
Um dies zu erreichen, ist eine genaue Kenntnis der voraus liegenden Fahrtstrecke erforderlich, welche mittels des Prädiktionsmoduls 14 ermöglicht ist. Wenn bekannt ist, zu welchem Zeitpunkt die Fahrt endet, kann im Fahrbetrieb gezielt eine Entladung des Energiespeichers 19 auf einen gewünschten Zielwert am Ende der Fahrt erfolgen. Die Steuereinheit 10 kann auch über eine Schnittstelle verfügen, über welche Informationen über das voraus liegende Fahrprofil eingelesen werden können. Die Schnittstelle kann beispielsweise als ein Leser für eine Datenkarte, eine Funkschnittstelle oder eine Tastatur ausgeführt sein. Es ist auch möglich, dass das Prädiktionsmodul 14 selbstlernende Algorithmen aufweist, mittels welchen Informationen über das Fahrprofil gelernt, abgelegt und bei einer Wiedererkennung des Profils abgerufen werden kennen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Steuereinheit 10 das Prädiktionsmodul 14, welches zumindest aus den Analysemodulen 16 bis 18 gebildet ist.
Mittels der Analysemodule 16 bis 18 können beispielweise Verkehrssituationen erkannt und/oder prognostiziert werden, Karteninformationen, eine vorgegebene Fahrtstrecke und deren Profil ermittelt werden. Weiterhin kann mittels der Analysemodule 16 bis 18 die auf dieser Fahrtstrecke rekuperierbare elektrische Energie und/oder ein Energiebedarf der Nebenabtriebsfunktion prognostiziert werden.
Der Antriebsstrangkoordinator 15 verarbeitet die Informationen des Prädiktionsmoduls 14 und ermittelt daraus eine Betriebsstrategie des Hybridantriebsstrangs 1, die die vorhandene, im Energiespeicher 19 gespeicherte, elektrische Energie vorzugsweise für das elektrische Betreiben des Nebenabtriebs 11 verwendet.
Je nach Topographie und Fahrprofil wird der Energiespeicher 19 im Fahrbetrieb des Fahrzeugs durch Rekuperation von Bremsenergie mittels der elektrischen Maschine 3, beispielsweise beim Verzögern oder beim Befahren einer Gefällestrecke, aufgeladen. Die dabei entlang der vorgebbaren Fahrtstrecke anfallende elektrische Energie wird vom Prädiktionsmodul 14 vorausgesagt, insbesondere vom zweiten Analysemodul 17 prognostiziert, und dem Antriebsstrangkoordinator 15 zugeleitet. Dabei wird diese prognostizierte elektrische Energie in die Berechnung der Betriebsstrategie des Hybridantriebsstrangs 1 einbezogen.
Ein Nachladen der Energiespeicher 19 mittels der elektrischen Maschine 3 erfolgt nur in der Form, dass die dadurch erzeugte elektrische Energie für die restliche, mittels des dritten Analysemoduls 18 prognostizierte Betriebszeit des Nebenabtriebs 11 im elektrischen Modus noch ausreicht. Ein unnötiges Aufladen des Energiespeichers 19 im Fahrbetrieb wird dadurch vermieden. Die bevorzugte Aufladung erfolgt außerhalb der Betriebszeiten des Fahrzeuges mittels des Lademoduls 20.
Ein weiteres Ziel der Betriebsstrategie ist es, den Ladezustand des Energiespeichers 19 zum Ende der Fahrstrecke hin auf einen definierten Zielwert zu entladen. Durch die vom Prädiktionsmodul 14 vorausgesagten Energiemengen für den Fahrantrieb, den Nebenabtrieb 11 und die rekuperierte Bremsenergie kann so ein optimaler Ladezustandsverlauf des Energiespeichers 19 ermittelt werden.
Der Antriebsstrangkoordinator 15 steuert oder regelt entsprechend der berechneten Betriebsstrategie die elektrische Maschine 3 und die Verbrennungskraftmaschine 2, welche den Fahrantrieb und/oder den Antrieb des Nebenabtriebs 11 ermöglichen.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Steuereinheit 10, insbesondere das Prädiktionsmodul 14, mit einem herkömmlichen Navigationssystem gekoppelt sein, welches entsprechendes Kartenmaterial mit Höheninformationen umfasst, in welchem beispielsweise die Streckenparameter der vorgegebenen Fahrtstrecke in einer dreidimensionalen, elektronischen Streckenkarte hinterlegt sind. Durch eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs mittels eines globalen Positionsbestimmungssystems ist ein Streckenabschnitt und ein Streckenprofil ermittelbar, auf welchem sich das Fahrzeug befindet oder welcher vor dem Fahrzeug zu befahren ist, und mittels des Kartenmaterials mit Höheninformationen ist ermittelbar, ob dieser Streckenabschnitt eine Steigungsstrecke, eine Ebene oder eine Gefällestrecke ist.
Als weitere Parameter zur Bestimmung des Streckenprofils und des daraus resultierenden Energiebedarfs für die voraus liegende Fahrtstrecke des Fahrzeugs können der Straßenverlauf, Kreuzungen mit Ampelbetrieb, beschilderte Kreuzungen, vorgeschriebene Höchstgeschwindigkeiten, angegebene Steigungen etc., aber auch auf der zu befahrenden Strecke ereignete Unfälle, Staus usw. hinzugezogen werden.
Gerade die zuletzt genannten Parameter können im Voraus mittels des globalen Positionsbestimmungssystems, Navigationssystemen oder Verkehrsleitsystemen erfasst werden.
Im Fahrzeug mit dem Hybridantriebsstrang 1 sind somit Mittel, beispielsweise herkömmliche Sensoren, zur Erfassung mehrerer Umgebungsparameter, Fahrzeugparameter, Fahrzeugbetriebsparameter und/oder Streckenparameter vorhanden und mit der Steuereinheit 10 zur Steuerung des Hybridantriebsstrangs 1 verbunden. Die Steuereinheit 10 des Fahrzeugs prognostiziert bei Fahrtantritt oder permanent an Hand dieser Umgebungsparameter, Fahrzeugparameter, Fahrzeugbetriebsparameter und/oder Streckenparameter einen Energiebedarf des Fahrzeugantriebs und des Nebenabtriebs 11, während sich das Fahrzeug über eine bestimmte, beispielsweise vorgebbare Strecke fortbewegt.
Die beschriebenen Mittel zur Prognostizierung des Energieverbrauchs können je für sich, parallel, aber voneinander unabhängig, zusammenwirkend und/oder einander ergänzend angewandt werden.
Besonders bevorzugt wird als eine Optimierungsfunktion eine Steigerung des Gesamtwirkungsgrades des Hybridantriebsstrangs 1 oder eine Maximierung der Betriebszeiten der elektrisch betriebenen Nebenabtriebsfunktion für den Betrieb von Verbrennungskraftmaschine 2, elektrischer Maschine 3 und/oder Nebenabtriebsfunktion vorgegeben.
Mittels der prädiktiven Steuerung oder Regelung einer Betriebsart des Fahrzeugs, insbesondere der Nebenabtriebsfunktion, während der Fahrt entlang der Fahrtstrecke erfolgt vorteilhafter Weise eine gezielte Entladung des Energiespeichers 19 auf einen vorgebbaren Wert bei Fahrtende.
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

US 5892346 A [0002]

Claims

Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Hybridantriebsstrangs (1) eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion, wobei der Hybridantriebsstrang (1) mindestens eine Verbrennungskraftmaschine (2) und eine elektrische Maschine (3) umfasst, welche im Bremsbetrieb als Generator betrieben wird und elektrische Energie in einem Energiespeicher (19) speichert und im Antriebsbetrieb für den Fahrzeugantrieb und/oder den Antrieb der Nebenabtriebsfunktion genutzt wird, wobei die Nebenabtriebsfunktion von Verbrennungskraftmaschine (2) und/oder elektrischer Maschine (3) angetrieben wird und Funktionen des Hybridantriebsstrangs (1) mittels einer Steuereinheit (10) gesteuert oder geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einer Steuerung oder Regelung des Hybridantriebsstrangs (1) resultierender Ladezustand des Energiespeichers (19) in Abhängigkeit einer voraus liegenden Fahrtstrecke, der auf dieser Fahrtstrecke prognostizierten rekuperierbaren elektrischen Energie und/oder einem prognostizierten Energiebedarf der Nebenabtriebsfunktion prädiktiv gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladezustand des Energiespeichers (19) zusätzlich in Abhängigkeit einer erkannten und/oder einer prognostizierten Verkehrssituation, von Karteninformationen und/oder einem Profil der voraus liegenden Fahrtstrecke prädiktiv gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Karteninformationen die Daten einer digitalen Straßenkarte eines Navigationssystems, insbesondere Höhendaten, wie Daten von Steigungs- und Gefällestrecken sowie Knotenpunkten, verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als eine Optimierungsfunktion eine Steigerung des Gesamtwirkungsgrades des Hybridantriebsstrangs (1) oder eine Maximierung der Betriebszeiten der elektrisch betriebenen Nebenabtriebsfunktion für den Betrieb von Verbrennungskraftmaschine (2), elektrischer Maschine (3) und/oder Nebenabtriebsfunktion vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der prädiktiven Steuerung oder Regelung des Hybridantriebsstrangs (1) während der Fahrt entlang der vorgegebenen Fahrtstrecke eine gezielte Entladung des Energiespeichers (19) auf einen vorgebbaren Wert bei Fahrtende erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der prädiktiven Steuerung oder Regelung der Nebenabtriebsfunktion während der Fahrt entlang der Fahrtstrecke eine gezielte Entladung des Energiespeichers (19) auf einen vorgebbaren Wert bei Fahrtende erfolgt.
Vorrichtung zur Steuerung eines Hybridantriebsstrangs (1) eines Fahrzeugs mit einer Nebenabtriebsfunktion, wobei der Hybridantriebsstrang (1) mindestens eine Verbrennungskraftmaschine (2) und eine elektrische Maschine (3) umfasst, welche im Bremsbetrieb als Generator betreibbar ist und elektrische Energie in einem Energiespeicher (19) speichert und im Antriebsbetrieb für den Fahrzeugantrieb und/oder den Antrieb der Nebenabtriebsfunktion nutzbar ist, wobei die Nebenabtriebsfunktion von Verbrennungskraftmaschine (2) und/oder elektrischer Maschine (3) antreibbar ist und Funktionen der Verbrennungskraftmaschine (2) und der elektrischen Maschine (3) mittels einer Steuereinheit (10) steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10) ein Prädiktionsmodul (14) und einen Antriebsstrangkoordinator (15) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Prädiktionsmoduls (14) ein Energiebedarf für die voraus liegende Fahrtstrecke prognostiziert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Prädiktionsmoduls (14) eine entlang der voraus liegenden Fahrtstrecke anfallende Rekuperationsenergie prognostiziert wird.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Prädiktionsmoduls (14) ein entlang der voraus liegenden Fahrtstrecke entstehender Energiebedarf für die Nebenabtriebsfunktion prognostiziert wird.