DE102012203778A1

DE102012203778A1 - Verfahren zur Steuerung eines hybridischen Antriebsstrangs und Akkumulatoreinrichtung in diesem

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Publication number: DE102012203778A1
Application number: DE102012203778A
Authority: DE
Inventors: Carsten Angrick; Matthias Gramann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2012-10-04
Also published as: US20160339796A1; US20140025248A1; WO2012136180A2; DE112012001560A5; CN103608208A; WO2012136180A3; US10343550B2; CN103608208B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines hybridischen Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und mit einer als Motor und Generator betreibbaren Elektromaschine mit einem mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung stehenden Rotor, einem mit der Kurbelwelle wirksam verbundenen Drehschwingungsdämpfer, einer Akkumulatoreinrichtung zum Austausch von elektrischer Energie mit der Elektromaschine sowie einem Steuergerät zur Steuerung der Akkumulatoreinrichtung und der Elektromaschine sowie eine entsprechende Akkumulatoreinrichtung. Um die Elektromaschine mit schnellwechselnden Motor- und Generatoreinsätzen ohne Schädigung der Akkumulatoreinrichtung betreiben zu können, wird die Elektromaschine mit zumindest zwei elektrischen Akkumulatoren der Akkumulatoreinrichtung in Wirkverbindung geschaltet, wobei zumindest zeitweise im Takt von auftretenden Restschwingungen des Drehschwingungsdämpfers einer der Akkumulatoren geladen wird, während der andere entladen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines hybridischen Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und mit einer als Motor und Generator betreibbaren Elektromaschine mit einem mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung stehenden Rotor, einem mit der Kurbelwelle wirksam verbundenen Drehschwingungsdämpfer, einer Akkumulatoreinrichtung zum Austausch von elektrischer Energie mit der Elektromaschine sowie einem Steuergerät zur Steuerung der Akkumulatoreinrichtung und der Elektromaschine sowie eine entsprechende Akkumulatoreinrichtung.
Hybridische Antriebsstränge sind aus Serienanwendungen in Kraftfahrzeugen bekannt. In diesen wird beispielsweise eine Elektromaschine, die als Starter für die Brennkraftmaschine, als zusätzlicher oder zeitweise alleiniger Antrieb und zur Rekuperation von kinetischer Energie des Kraftfahrzeugs dient, als Motor und Generator eingesetzt, wobei die Elektromaschine in Wirkverbindung mit einer Akkumulatoreinheit steht, die elektrische Energie speichert und abgibt.
Aus der DE 197 09 299 A1 ist weiterhin eine Vorrichtung zur Verringerung von Drehungleichförmigkeiten einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der über einem mittleren Moment der Brennkraftmaschine liegende Halbwellen von der im Generatorbetrieb geschalteten Elektromaschine gedämpft und die frei werdende Energie in der Akkumulatoreinheit gespeichert werden und zur Auffüllung von unter einem mittleren Moment liegenden Halbwellen die Elektromaschine angetrieben wird, wobei der Akkumulatoreinrichtung Energie entnommen wird. Insgesamt sind hierbei die im Takt der Drehungleichförmigkeiten der Brennkraftmaschine erfolgenden Ladungs- und Entladungsströme an der Akkumulatoreinrichtung hoch, so dass diese gegebenenfalls keine ausreichende Umladungskinetik aufweist und auf Dauer infolge der Umladungen geschädigt wird.
Weiterhin sind die Drehungleichförmigkeiten wie Drehschwingungen in modernen Brennkraftmaschinen insbesondere durch Downsizing und dergleichen so hoch, dass herkömmlich eingesetzte Drehschwingungsdämpfer an ihre Kapazitäten stoßen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, einen hybridischen Antriebsstrang so zu betreiben, dass zum Einen die Drehschwingungen der Brennkraftmaschine in befriedigender Weise gedämpft und zum Anderen die Akkumulatoreinrichtung geschont wird. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung eine entsprechende Akkumulatoreinrichtung so auszulegen, dass diese eine längere und bessere Funktionsfähigkeit aufweist, insbesondere bei hochfrequenten Umladungsvorgängen zwischen Ladung und Entladung.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines hybridischen Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und mit einer als Motor und Generator betreibbaren Elektromaschine mit einem mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung stehenden Rotor, einem mit der Kurbelwelle wirksam verbundenen Drehschwingungsdämpfer, einer Akkumulatoreinrichtung zum Austausch von elektrischer Energie mit der Elektromaschine sowie einem Steuergerät zur Steuerung der Akkumulatoreinrichtung und der Elektromaschine gelöst, wobei die Elektromaschine mit zumindest zwei elektrischen Akkumulatoren der Akkumulatoreinrichtung in Wirkverbindung steht und zumindest zeitweise im Takt von auftretenden Restschwingungen des Drehschwingungsdämpfers einer der Akkumulatoren geladen wird, während der andere entladen wird. Insbesondere zur Dämpfung der Restschwingungen des Drehschwingungsdämpfers durch wechselweisen Betrieb der Elektromaschine im Motor- und Generatorbetrieb können die mit hoher Frequenz auftretenden Umladeströme an der Akkumulatoreinrichtung so gesteuert werden, dass ein Akkumulator nur geladen und der andere nur entladen wird. Eine derartige Betriebsweise ist für die Akkumulatoren der Akkumulatoreinrichtung schonender, so dass deren Lebensdauer verlängert werden kann.
Um einen Lade- beziehungsweise Entladezustand der Akkumulatoren zu berücksichtigen, ist weiterhin vorgesehen, diese abhängig von deren Ladezustand von dem Steuergerät, dessen Funktion in einem oder mehreren physikalischen Steuergeräten und Steuereinheiten vorgesehen sein kann, in einen Lade- oder Entladezustand zu schalten. Hierbei können technisch bekannte, beispielsweise bereits in den Akkumulatoren in vorteilhafter Weise für jede einzelne Zelle vorhandene Einrichtungen zur Feststellung des Ladezustands an das Steuergerät übermittelt werden, das insbesondere für die Lade- und Entladeströme zum Betrieb der die Restschwingungen dämpfenden Elektromaschine steuert. Es versteht sich, dass während Betriebszuständen der Elektromaschine beispielsweise während des Starts, einer Rekuperation oder dergleichen auch beide Akkumulatoren gleichzeitig geladen beziehungsweise entladen werden können. Weiterhin kann eine Dämpfung der Restschwingungen mittels der Elektromaschine ausgesetzt werden, wenn der Ladezustand oder Betriebszustand der Akkumulatoren beispielsweise bei sehr geringen Temperaturen, langen Fahrten mit Unterstützung durch die Elektromaschine oder dergleichen eine vorgegebene Restladung beziehungsweise Restkapazität unterschreitet.
Hierbei erfolgt durch das Steuergerät neben der Steuerung der Akkumulatoreinheit die Steuerung der Elektromaschine, wobei der in den Ladezustand geschaltete Akkumulator mittels über einem mittleren Moment der Restschwingungen liegenden, durch Antrieb der Elektromaschine in elektrische Energie gewandelte Halbwellen geladen wird und der in den Entladezustand geschaltete Akkumulator die Elektromaschine in Phasen von unter einem mittleren Moment der Restschwingungen liegenden Halbwellen zu deren Kompensation die Elektromaschine antreibt. Die Betriebsdaten zur Steuerung der Elektromaschine und der Akkumulatoreinrichtung werden dabei von entsprechenden Sensoreinrichtungen zur Erfassung von Drehkennwerten wie Drehwinkeln und deren zeitliche Ableitungen von Wellen wie der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, der Getriebeeingangswelle(n) eines Getriebes, der Rotorwelle der Elektromaschine, inneren Größen der Motorsteuerung der Brennkraftmaschine wie Motorkennfeldern, oberer Totpunkt und dergleichen bereitgestellt.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Akkumulatoreinrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens in einem hybridischen Antriebsstrang gelöst, die zwei wechselweise mittels stromrichtungsempfindlichen Schaltern beschaltbare Akkumulatoren und ein Steuergerät zur Steuerung der Schalter sowie einen Umrichter enthält. Hierbei werden bevorzugt die Minuspole auf Masse gelegt und die Pluspole mittels der Schalter beschaltet. Alternativ können die Massepfade der Akkumulatoren mittels der vorgeschlagenen Schalter beschaltet sein. Hierzu gibt das Steuergerät in bevorzugter Weise ein Steuersignal auf zwei wechselweise schaltende Logikschalter aus, die die Schalter selbst schalten, wobei in einer vorteilhaften Ausführungsform an jedem Pluspol eines Akkumulators ein Schalter für den Ladestrom und ein Schalter für den Entladestrom vorgesehen ist und diese jeweils wechselweise gegeneinander geschaltet sind. Um die Restschwingungen des Drehschwingungsdämpfers zu dämpfen, sind hierbei die Schalter bezüglich der Akkumulatoren wechselweise geschaltet, so dass nur ein Akkumulator geladen und der andere entladen wird. Soll die Elektromaschine im Motorbetrieb die Brennkraftmaschine starten oder in einem Boost-Betrieb ein zusätzliches Antriebsmoment leisten, können die Entladeschalter beider Akkumulatoren geschaltet und die Ladeschalter deaktiviert sein. Im Falle einer Rekuperation im Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs können hingegen beide Ladeschalter der Akkumulatoren geschaltet und die Entladeschalter deaktiviert sein. Es versteht sich, dass die Beschaltung der Schalter so ausgelegt sein kann, dass beispielsweise zur gleichzeitigen Entladung oder gleichzeitigen Ladung beider Akkumulatoren die Schalter entsprechend geschaltet, beispielsweise die Ladeschalter gleichzeitig und die Entladeschalter gleichzeitig durchgeschaltet sein können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform einer Akkumulatoreinrichtung können in den Akkumulatoren jeweils Einrichtungen zur Ermittlung des Ladezustands vorgesehen sein, die in Signalverbindung mit dem Steuergerät stehen und den aktuellen Ladezustand der Akkumulatoren bis hin zu einzelnen Ladezuständen der Akkumulatorzellen mitteilen. Das Steuergerät erfasst die Ladezustände und ermittelt ein Ladekonzept für die verschiedenen Betriebszustände des Kraftfahrzeugs, insbesondere für die Dämpfung der Restschwingungen des Drehschwingungsdämpfers mittels der Elektromaschine. Das Steuergerät erfasst und/oder erhält hierzu Daten zur Beurteilung der Betriebszustände wie beispielsweise Start der Brennkraftmaschine, Schaltungen des Getriebes, Schub- und Zugbetrieb des Kraftfahrzeugs und dergleichen.
Die Schalter können beispielsweise aus aktiven elektronischen Bauelementen wie beispielsweise MOSFETS (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) gebildet sein. Als besonders vorteilhaft haben sich jedoch Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT, insulated-gate bipolar transistor) erwiesen, die infolge der gegenüber MOSFETS fehlenden Freilaufdioden gegen die Schaltrichtung komplett sperren.
Als Akkumulatoren können beispielsweise Bleiakkumulatoren und dergleichen eingesetzt werden. Wegen ihres günstigen Leistungsgewichts, des zeitabhängigen Lade- und Entladeverhaltens haben sich jedoch Li-Ionen-Akkumulatoren als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Beschaltung dieser mittels der Schalter beugt dabei Schädigungen vor, die insbesondere durch die Beaufschlagung dieser mit Mikrozyklen, wie Sie bei der Dämpfung von Restschwingungen mittels der Elektromaschine erforderlich sind, auftreten können. Durch die über den Umrichter und die Schalter in den entsprechenden Akkumulator nur in eine Flussrichtung gerichteten Ströme werden dabei lange Ladezyklen erzeugt, die als Makrozyklen pro Akkumulator von einem niedrigen Ladezustand bis zu einem vorgegebenen Ladezustand eingestellt werden können. Bei Auslegung der Akkumulatoren mit gleicher Kapazität kann dabei jeder Akkumulator wechselweise annähernd bis zur Maximalkapazität geladen werden.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Schaltplan zur Steuerung der Ladezustände von Akkumulatoren einer Akkumulatoreinrichtung,
2 eine Darstellung von Ladevorgängen einer konventionellen Akkumulatoreinrichtung mit einem Akkumulator und der vorgeschlagenen Akkumulatoreinrichtung über die Zeit,
3 eine Darstellung der in einem hybridischen Antriebsstrang während einer Kompensation von Restschwingungen eines Drehschwingungsdämpfers an einer konventionellen und der vorgeschlagenen Akkumulatoreinrichtung auftretenden Ströme über die Zeit
und
4 einen gegenüber dem Schaltplan der 1 ähnlichen Schaltplan zur Steuerung der Ladezustände von Akkumulatoren einer Akkumulatoreinrichtung.
Die 1 zeigt den Schaltplan 2 der Akkumulatoreinrichtung 1 mit den beiden Akkumulatoren 3, 4 mit gleicher oder unterschiedlicher Kapazität, dem Steuergerät 5 und dem Umrichter 6, welche mittels der Masseleitung 7 miteinander verbunden sind. Der Umrichter 6 bildet die Schnittstelle zu der nicht dargestellten Elektromaschine und wandelt den Gleichstrom der Akkumulatoren 3, 4 in bevorzugt mehrere Wechselstromphasen, von denen hier nur ein Phase w symbolisch dargestellt ist, zum Antrieb der Elektromaschine.
Zwischen Umrichter 6 und die Akkumulatoren 3, 4 sind jeweils zwei parallel geschaltete, bezüglich ihrer Schaltstellung umgekehrt beschaltete Schalter 8, 9, 10, 11 in Form von IGBTs angeordnet, so dass bei durch die Logikschalter 12, 13 jeweils mit gleichem Signalpegel beschalteten Gates der Schalter 8, 9, 10, 11 jeweils ein Schalter eines Akkumulators 3, 4 durchlässig und der andere sperrend geschaltet ist. Hierbei sind die Gates so beschaltet, dass beispielsweise an Akkumulator 3 bei an dem Ausgang Out1 des Steuergeräts 5 anliegendem positivem Pegel der Schalter 8 des Akkumulators 3 und der Schalter 11 des Akkumulators 4 geschaltet ist, so dass bei an der Zugangsleitung 14 anliegendem Wechselstromsignal lediglich der Akkumulator 3 über den geschlossenen Schalter 8 Ladestrom aufnimmt, während der für den Ladestrom des Akkumulators 4 verantwortliche Schalter 10 geöffnet bleibt. Bezüglich des Entladestroms ist der Schalter 9 des Akkumulators 3 geöffnet und über den geschlossenen Schalter 11 kann aus dem Akkumulator 4 ein Entladestrom fließen.
Wird der Pegel an dem Ausgang Out1 auf Low gestellt, geben die invers geschalteten Logikschalter 12, 13 einen Pegel an die Gates der Schalter 9, 10 aus, so dass durch den Schalter 9 der Entladestrom aus dem Akkumulator 3 und der Ladestrom für den Akkumulator 4 geschaltet wird, während die Schalter 8, 11 geöffnet bleiben.
Die Beschaltung des Ausgangs Out1 des Steuergeräts 5 erfolgt abhängig von den in den Akkumulatoren 3, 4 von den Einrichtungen 15, 16 ermittelten Ladungszuständen, die aus den Ladungszuständen der einzelnen Zellen gebildet und mittels der Signalleitungen 17, 18 den Eingängen In1, In2 des Steuergeräts 5 zugeführt werden.
2 zeigt das Diagramm 19, in dem die Kurven 20, 21, 22 die Ladungszustände von Akkumulatoren gegen die Zeit im Bereich von beispielsweise mehreren Minuten bis zu mehreren Stunden wiedergeben, wo diese Ladezeiten variieren können und unter Anderem von der Kapazität der Akkumulatoren und deren Elektrodenkinetik abhängen. Die eigentlichen Anregungen des Antriebsstrangs, die der im Antriebsstrang befindliche Drehschwingungsdämpfer nicht ausreichend dämpft, verursachen in dem dem Umrichter nachgeschalteten Gleichspannungsteil kleine Wellen im Bereich von ca. 100 Hz. Die Darstellung des langzeitigen Ladevorgangs und die Darstellung der Wechselspannungsanteile der Anregungen sind in dem Diagramm 19 zur Erläuterung der Effekte überzeichnet dargestellt.
Die mit den Symbolen ‚+‘ gekennzeichnete Kurve 22 zeigt eine konventionelle Akkumulatoreinrichtung mit einem Ladezustand von ca. 30% während einer Kompensation von Restschwingungen eines Drehschwingungsdämpfers mittels einer Elektromaschine, die mit dem einzigen Akkumulator der Akkumulatoreinrichtung verbunden ist. Hierbei wird der Akkumulator mit Mikrozyklen ge- und entladen, die im Bereich der Frequenz der auftretenden Restschwingungen des Drehschwingungsdämpfers liegen können. Durch derartige Mikrozyklen kann der Akkumulator geschädigt werden und eine geringe Lebensdauer aufweisen.
Die mit den Symbolen ‚o‘ beziehungsweise ‚x‘ gekennzeichneten Kurven 20, 21 geben den Ladungszustand der Akkumulatoreinrichtung 1 der 1 wieder, wobei die beiden Akkumulatoren 3, 4 – wie aus 2 hervorgeht – unterschiedliche Kapazitäten aufweisen. Durch die Beschaltung der Akkumulatoren 3, 4 entsprechend Schaltplan 2 ist eine gleichmäßige Ladung und Entladung der Akkumulatoren über Makrozyklen gegeben, die den vom Hersteller empfohlenen Ladungs- und Entladungsvorgängen angenähert werden können. Hierbei hat der Akkumulator mit der Kurve 20 die kleinere Kapazität, so dass dieser die Makrozyklen, die im Bereich weniger Minuten bis zu einigen Stunden dauern können, bestimmt. Die Ladungszustände werden an den Akkumulatoren gemessen und vom Steuergerät 5 erfasst, das die Schaltung der Schalter 8, 9, 10, 11 zur Einstellung der Makrozyklen steuert. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Akkumulator mit der Kurve 20 bis zu einem Ladezustand von 80% der gesamten Kapazität geladen und bis zu 20% dieser entladen, woraus sich für den Akkumulator mit der größeren Kapazität eine Umladung zwischen 20% und 32% seiner gesamten Ladekapazität ergibt.
3 zeigt das Diagramm 23 mit an Akkumulatoreinrichtungen zyklisch auftretenden Strömen während einer Kompensation von Restschwingungen eines Drehschwingungsdämpfers mittels einer mit den Akkumulatoren der Akkumulatoreinrichtungen verbundenen Elektromaschine über die Zeit. Hierbei zeigt die mit den Symbolen ‚x‘ kennzeichnete Kurve 24 die Ströme einer konventionellen Akkumulatoreinrichtung mit einem einzigen Akkumulator, der in der Frequenz der Wechselströme mikrozyklisch umgeladen wird. Die gemäß des Schaltplans 2 der 1 beschalteten Akkumulatoren werden dagegen jeweils nur geladen beziehungsweise entladen, erfahren also über einen längeren Makrozyklus lediglich positive beziehungsweise negative Stromzyklen, wie den mit den Symbolen ‚o‘ beziehungsweise ‚+‘ bezeichneten, jeweils den Strom eines Akkumulators wiedergebenden Kurven 25, 26 zu entnehmen ist.
Die 4 zeigt den Schaltplan 2a den beiden Akkumulatoren 3a, 4a mit gleicher oder unterschiedlicher Kapazität, dem Steuergerät 5a und dem Umrichter 6a, welche mittels der Masseleitung 7a und der Zugangsleitung 14a miteinander verbunden sind. Der Umrichter 6a bildet die Schnittstelle zu der Elektromaschine 27 und wandelt den Gleichstrom der Akkumulatoren 3a, 4a in bevorzugt mehrere Wechselstromphasen u, v, w zum Antrieb der Elektromaschine 27 an. Hierbei werden phasenselektiv Kommutierungsströme beziehungsweise Kommutierungsspannungen im Bereich von 100 Hz bis 1 kHz ausgegeben, während die von der Elektromaschine 27 zur Schwingungsdämpfung des Antriebsstrangs rekuperierten Spannungsmodulationen, die über den Umrichter 6a auf das Gleichspannungsnetz, also über die Zugangsleitung 14a und die Masseleitung 7a auf die Akkumulatoren übertragen werden, im Bereich von ca. 60 bis 100 Hz liegen. Die Schalter 8a, 9a, 10a, 11a werden direkt mittels der Steuerleitungen 28, 29, 30, 31 von dem Steuergerät 5a angesteuert und damit in einen durchgeschalteten oder offenen Zustand gesetzt.
Durch die freie Ausbildung der Beschaltung der Schalter 8a, 9a, 10a, 11a durch das Steuergerät 5a kann einer der Akkumulatoren 3a, 4a geladen werden, während der andere entladen wird. Hierzu sind beispielsweise der Schalter 8a in Richtung des Akkumulators 3a und der Schalter 11a in Richtung Umrichter 6a durchgeschaltet, während die Schalter 9a, 10a geöffnet sind. Hierdurch wird der Akkumulator 3a geladen und der Akkumulator 4a entladen. Durch gleichsinniges Schließen der Schalter 8a, 10a werden beide Akkumulatoren 3a, 4a beispielsweise während einer Rekuperation des Antriebsstrangs im Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs geladen und durch gleichsinniges Schließen der Schalter 9a, 11a werden beide Akkumulatoren 3a, 4a gleichzeitig entladen, beispielsweise während eines Starts der Brennkraftmaschine oder im Boostbetrieb des Antriebsstrangs.
Das Steuergerät 5a steht mittels der Signalleitungen 17a, 18a, 32 mit den Akkumulatoren 3a, 4a sowie dem Umrichter 6a in Signalverbindung und steuert damit die Ladung der Akkumulatoren und die Kommutierung der Elektromaschine 27.
Bezugszeichenliste

1: Akkumulatoreinrichtung
2: Schaltplan
2a: Schaltplan
3: Akkumulator
3a: Akkumulator
4: Akkumulator
4a: Akkumulator
5: Steuergerät
5a: Steuergerät
6: Umrichter
6a: Umrichter
7: Masseleitung
7a: Masseleitung
8: Schalter
8a: Schalter
9: Schalter
9a: Schalter
10: Schalter
10a: Schalter
11: Schalter
11a: Schalter
12: Logikschalter
13: Logikschalter
14: Zugangsleitung
14a: Zugangsleitung
15: Einrichtung
16: Einrichtung
17: Signalleitung
17a: Signalleitung
18: Signalleitung
18a: Signalleitung
19: Diagramm
20: Kurve
21: Kurve
22: Kurve
23: Diagramm
24: Kurve
25: Kurve
26: Kurve
27: Elektromaschine
28: Steuerleitung
29: Steuerleitung
30: Steuerleitung
31: Steuerleitung
32: Signalleitung
In1: Eingang
In2: Eingang
Out1: Ausgang
u: Phase
v: Phase
w: Phase

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19709299 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines hybridischen Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und mit einer als Motor und Generator betreibbaren Elektromaschine (27) mit einem mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung stehenden Rotor, einem mit der Kurbelwelle wirksam verbundenen Drehschwingungsdämpfer, einer Akkumulatoreinrichtung (1) zum Austausch von elektrischer Energie mit der Elektromaschine (27) sowie einem Steuergerät (5, 5a) zur Steuerung der Akkumulatoreinrichtung (1) und der Elektromaschine (27), dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (27) mit zumindest zwei elektrischen Akkumulatoren (3, 3a, 4, 4a) der Akkumulatoreinrichtung (1) in Wirkverbindung steht und zumindest zeitweise im Takt von auftretenden Restschwingungen des Drehschwingungsdämpfers einer der Akkumulatoren (3, 3a, 4, 4a) geladen wird, während der andere entladen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkumulatoren (3, 3a, 4, 4a) abhängig von deren Ladezustand von dem Steuergerät (5, 5a) in einen Ladeoder Entladungszustand geschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Ladezustand geschaltete Akkumulator (3, 3a, 4, 4a) mittels über einem mittleren Moment der Restschwingungen liegenden, durch Antrieb der Elektromaschine (27) in elektrische Energie gewandelte Halbwellen geladen wird und der in den Entladezustand geschaltete Akkumulator (4, 4a, 3, 3a) die Elektromaschine in Phasen von unter einem mittleren Moment der Restschwingungen liegenden Halbwellen zu deren Kompensation die Elektromaschine antreibt.
Akkumulatoreinrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit zwei mittels stromrichtungsempfindlicher Schalter (8, 8a, 9, 9a, 10, 10a, 11, 11a) beschaltbaren Akkumulatoren (3, 3a, 4, 4a) und einem Steuergerät (5, 5a) zur Steuerung der Schalter (8, 8a, 9, 9a, 10, 10a, 11, 11a) sowie einem Umrichter (6, 6a).
Akkumulatoreinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Akkumulatoren (3, 3a, 4, 4a) jeweils eine Einrichtung (15, 16) zur Ermittlung des Ladezustands vorgesehen ist, die in Signalverbindung mit dem Steuergerät (5, 5a) steht.
Akkumulatoreinrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Akkumulator (3, 3a, 4, 4a) jeweils mittels eines Schalters (8, 8a, 11, 11a; 9, 9a, 10, 10a) zur Ladung und Entladung versehen ist und die Schalter (8, 8a, 11, 11a; 9, 9a, 10, 10a) wechselweise vom Steuergerät (5, 5a) betätigbar sind.
Akkumulatoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (8, 8a, 9, 9a, 10, 10a, 11, 10a) vom Steuergerät (5, 5a) geschaltete Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode sind.
Akkumulatoreinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeweils einem Schalter (9, 10) und einem Ausgang (Out1) des Steuergeräts (5) ein invertierender Logikschalter (12, 13) angeordnet und die anderen beiden Schalter (8, 11) direkt mit einem Ausgang (Out1) verbunden sind.
Akkumulatoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (8a, 9a, 10a, 11a) einzeln ansprechbar von dem Steuergerät (5a) gesteuert sind.
Akkumulatoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkumulatoren (3, 3a, 4, 4a) Li-Ionen-Akkumulatoren sind.
Akkumulatoreinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkumulatoren (3, 3a, 4, 4a) unterschiedliche Kapazitäten aufweisen.