DE102012208895A1 - Method for controlling and regulating multiple power machines of a hybrid vehicle, involves defining multiple operating points of internal combustion engine of hybrid vehicle, where each operating point is assigned air supply value - Google Patents

Method for controlling and regulating multiple power machines of a hybrid vehicle, involves defining multiple operating points of internal combustion engine of hybrid vehicle, where each operating point is assigned air supply value Download PDF

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DE102012208895A1
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Abstract

The method involves defining multiple operating points of an internal combustion engine of the hybrid vehicle, where each operating point is assigned an air supply value. One of the operating point of the internal combustion engine is selected based on a driver command. The power of an electric motor and a generator of the hybrid vehicle is regulated based on the driver command and on the torque of the internal combustion engine at the selected operating point. Another different operating point is selected when the driver command differs by a specified value from another driver command, which is associated to the currently selected operating point.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und Regelung von mehreren Kraftmaschinen eines Hybridfahrzeugs. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie einen Datenträger, der dieses Computerprogramm speichert. Außerdem betrifft die Erfindung ein Steuergerät, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Schließlich betrifft die Erfindung ein Hybridfahrzeug, welches das erfindungsgemäße Steuergerät umfassen kann.The present invention relates to a method for controlling multiple engines of a hybrid vehicle. Furthermore, the present invention relates to a computer program that performs all the steps of the inventive method when it runs on a computing device, and a disk that stores this computer program. Moreover, the invention relates to a control device which is designed for carrying out the method according to the invention. Finally, the invention relates to a hybrid vehicle, which may comprise the control device according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen wird als Fahrerwunsch ein vorgegebenes Drehmoment einer Verbrennungskraftmaschine mittels des Gaspedals gestellt. Da die tatsächliche Momentenabnahme aber unterschiedlich sein kann, resultiert dies in einer Veränderung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine. Dies führt zu einer sehr großen Anzahl an Betriebspunkten und einer hohen Dynamik, da sich die Last unterschiedlicher Abnehmer, wie Generatoren und Klimaanlagen, sowie das Fahrbahnrelief permanent ändern. Bei derzeit im Einsatz befindlichen Kraftfahrzeugen führt dies zu einer Regelung der Luftzufuhr der Verbrennungskraftmaschine über bis zu 1.000 Betriebspunkte. Nicht jeder Betriebspunkt ist dabei jedoch ideal für das Abgasverhalten und die Verbrauchswerte der Verbrennungskraftmaschine. Außerdem werden hierbei hohe Anforderungen an die Motorsteuerung und die Steller der Luftzufuhr gestellt. Insbesondere muss eine in der Luftzufuhr eines Ottomotors angeordnete Drosselklappe eine hohe Stellgenauigkeit aufweisen, um die Regelung über eine derart große Anzahl von Betriebspunkten zu ermöglichen.In conventional motor vehicles, a predetermined torque of an internal combustion engine is set by means of the gas pedal as the driver's request. However, since the actual torque decrease can be different, this results in a change in the speed of the internal combustion engine. This leads to a very large number of operating points and high dynamics, since the load of different customers, such as generators and air conditioning systems, as well as the road relief constantly change. For motor vehicles currently in use, this leads to a regulation of the air supply of the internal combustion engine over up to 1,000 operating points. However, not every operating point is ideal for the exhaust behavior and the fuel consumption of the internal combustion engine. In addition, this high demands are placed on the engine control and the controller of the air supply. In particular, a throttle valve arranged in the air supply of a gasoline engine must have a high positioning accuracy in order to enable control over such a large number of operating points.

Aufgrund der verschärften Abgasgesetzgebung werden zunehmend Hybridkraftfahrzeuge eingesetzt, welche neben einem Verbrennungsmotor mindestens einen Elektromotor und mindestens einen Generator aufweisen. Mit der Hybridtechnik lässt sich der Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen gerade im Stadtverkehr wesentlich senken. Darüber hinaus sorgt der Elektromotor für zusätzliche Fahrdynamik. Die neuen Möglichkeiten der Hybridfahrzeuge wurden beispielsweise bereits benutzt, um Hybridfahrzeuge zu entwickeln, welche über ein elektrisch geregeltes, stufenloses Getriebe verfügen. Es ist jedoch bisher nicht gelungen, die Anwesenheit eines Elektromotors neben dem Verbrennungsmotor zu nutzen, um eine wesentliche bauliche Vereinfachung des Verbrennungsmotors zu ermöglichen.Due to the stricter exhaust gas legislation, hybrid motor vehicles are increasingly being used which, in addition to an internal combustion engine, have at least one electric motor and at least one generator. With hybrid technology, the fuel consumption of motor vehicles can be significantly reduced, especially in city traffic. In addition, the electric motor provides additional driving dynamics. The new possibilities of hybrid vehicles, for example, have already been used to develop hybrid vehicles that have an electrically controlled, continuously variable transmission. However, it has not yet been possible to use the presence of an electric motor in addition to the internal combustion engine to allow a substantial structural simplification of the internal combustion engine.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und Regelung von mehreren Kraftmaschinen eines Hybridfahrzeugs umfasst das Definieren einer Mehrzahl von Betriebspunkten einer Verbrennungskraftmaschine des Hybridfahrzeugs, wobei jedem Betriebspunkt ein Luftzuführungswert zugeordnet wird, das Wählen eines der Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von einem Fahrerwunsch und das Regeln der Leistung mindestens eines Elektromotors und mindestens eines Generators des Hybridfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Fahrerwunsch und von dem Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine an dem gewählten Betriebspunkt. Unter einem Hybridfahrzeug werden erfindungsgemäß sowohl Fahrzeuge verstanden, die über mindestens einen Verbrennungsmotor und über mindestens einen Elektromotor zum Antreiben der Räder verfügen, als auch Fahrzeuge, deren Räder nur über mindestens einen Elektromotor angetrieben werden und die zusätzlich über einen Range-Extender-Verbrennungsmotor verfügen. In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Hybridfahrzeug somit einen Range-Extender auf. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Hybridfahrzeug um einen Vollhybrid. Der mindestens eine Generator kann erfindungsgemäß auch der mindestens eine Elektromotor sein, wenn dieser als Generator betreibbar ist. Erfindungsgemäß erfolgt keine Regelung der Verbrennungskraftmaschine über eine Vielzahl von Betriebspunkten mehr, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, sondern vielmehr nur eine Steuerung der Verbrennungskraftmaschine unter Wählen weniger definierter Betriebspunkte. Hierbei werden vorzugsweise emissionsarme und/oder verbrauchsarme Betriebspunkte definiert. Ein Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren entfallen. Durch die Wahl eines der definierten Betriebspunkte ergibt sich nicht mehr ein festes abgegebenes Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine, sondern ein Drehmomentbereich, beispielsweise in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck der von der Verbrennungskraftmaschine angesaugten Luft. Eine Regelung, um den gewünschten Arbeitspunkt einzustellen, erfolgt nun über eine Regelung der abgenommenen Leistung des Elektromotors bzw. der Elektromotoren, wobei erzeugte elektrische Energie in einem Energiespeicher gespeichert wird. Im Falle eines Hybridfahrzeugs mit Range Extender kann praktisch die gesamte Leistung bzw. der für den direkten Antrieb des mindestens einen Elektromotors nicht benötigte Anteil der Leistung in den Energiespeicher geladen werden. Bei einem Vollhybrid wird das Fahrerwunschmoment an die Antriebsachse abgegeben, und die Differenz zur erzeugten Leistung (Moment) in den Energiespeicher geladen oder aus diesem entnommen. Je nachdem, ob die Differenz positiv oder negativ ist, fungiert der Elektromotor dabei als Antriebsaggregat oder als Generator. Ein Kraftfahrzeug mit Range Extender kann beispielsweise auf eine feste Drehzahl geregelt werden. Die Verbrennungskraftmaschine läuft dann komplett statisch, was in einem Betriebspunkt zu den besten Ergebnissen bei Abgas und Verbrauch führt. Bei einem Vollhybrid vereinfacht sich der Betrieb der Verbrennungskraftmaschine von einer drehzahl-/drehmomentbasierten Regelung auf eine rein drehmomentbasierte Steuerung in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch, was ebenfalls zu einer Verbesserung des Abgas- und Verbrauchsverhaltens führt. In beiden Fällen kann das Verhalten bei einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine ebenfalls wesentlich verbessert werden, da auch hier vorteilhafte Betriebspunkte angefahren werden können. Zudem ist bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kein Drosseln der Verbrennungskraftmaschine notwendig. Das beim Abschalten der ungedrosselten Verbrennungskraftmaschine auftretende Rütteln kann erfindungsgemäß vielmehr durch eine geeignete Regelung des Elektromotors auch bei entdrosselter Verbrennungskraftmaschine vermieden werden.The method according to the invention for controlling a plurality of engine of a hybrid vehicle comprises defining a plurality of operating points of an internal combustion engine of the hybrid vehicle, wherein each operating point is assigned an air supply value, selecting one of the operating points of the internal combustion engine in response to a driver's request and the power control at least an electric motor and at least one generator of the hybrid vehicle in response to the driver's request and the torque of the internal combustion engine at the selected operating point. According to the invention, a hybrid vehicle is understood to mean both vehicles which have at least one internal combustion engine and at least one electric motor for driving the wheels, as well as vehicles whose wheels are driven by at least one electric motor and which additionally have a range extender internal combustion engine. In one embodiment of the invention, the hybrid vehicle thus has a range extender. In another embodiment of the invention, the hybrid vehicle is a full hybrid. According to the invention, the at least one generator can also be the at least one electric motor if it can be operated as a generator. According to the invention, no regulation of the internal combustion engine takes place over a plurality of operating points, as known from the prior art, but rather only control of the internal combustion engine while selecting less defined operating points. Here, preferably low-emission and / or low-consumption operating points are defined. An idling of the internal combustion engine can be omitted in the method according to the invention. By selecting one of the defined operating points no longer results in a fixed output torque of the internal combustion engine, but a torque range, for example, as a function of the temperature and the pressure of the sucked by the internal combustion engine air. A control to set the desired operating point, now takes place via a regulation of the power taken off of the electric motor or the electric motors, wherein generated electrical energy is stored in an energy storage. In the case of a hybrid vehicle with range extender can be loaded into the energy storage virtually the entire power or not required for the direct drive of the at least one electric motor portion of the power. In a full hybrid, the driver's desired torque is delivered to the drive axle, and the difference to the generated power (torque) is loaded into or removed from the energy store. Depending on whether the difference is positive or negative, the electric motor acts as Drive unit or as a generator. A motor vehicle with range extender can be controlled, for example, to a fixed speed. The internal combustion engine then runs completely static, which leads to the best results in exhaust gas and consumption at one operating point. In a full hybrid, the operation of the internal combustion engine from a speed / torque-based control simplified to a purely torque-based control depending on the driver's request, which also leads to an improvement in the exhaust and consumption behavior. In both cases, the behavior during a cold start of the internal combustion engine can also be substantially improved, since advantageous operating points can also be approached here. In addition, no throttling of the internal combustion engine is necessary when using the method according to the invention. The shaking occurring when switching off the unthrottled internal combustion engine can be avoided according to the invention rather by a suitable control of the electric motor even with entdrosselter internal combustion engine.

Unter dem Luftzuführungswert wird erfindungsgemäß ein Wert verstanden, welcher die Luftzuführung zu der Verbrennungskraftmaschine definiert. Es kann sich beispielsweise um einen Luftmassenstrom oder um einen Luftvolumenstrom handeln. In einer Verbrennungskraftmaschine, welche eine Drosselklappe in ihrer Luftzuführung aufweist, wird der maximal mögliche Luftzuführungswert bei vollständig geöffneter Drosselklappe erreicht.Under the air supply value according to the invention is understood a value which defines the air supply to the internal combustion engine. It may, for example, be an air mass flow or an air volume flow. In an internal combustion engine, which has a throttle valve in its air supply, the maximum possible air supply value is achieved with the throttle fully open.

Zur Umschaltung zwischen den Betriebspunkten ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass nach Wahl eines Betriebspunktes ein anderer Betriebspunkt gewählt wird, wenn der Fahrerwunsch mindestens um einen festgelegten Wert von einem Fahrerwunsch abweicht, welcher dem aktuellen gewählten Betriebspunkt zugeordnet ist.For switching between the operating points, it is preferred according to the invention that, after the selection of an operating point, another operating point is selected if the driver's request deviates from a driver's request by at least a defined value, which is assigned to the current selected operating point.

Die minimale Anzahl Amin der Betriebspunkte wird vorzugsweise nach Formel 1 berechnet:

Figure 00040001
The minimum number A min of the operating points is preferably calculated according to formula 1:
Figure 00040001

Pver(max) gibt die maximale Leistung der Verbrennungskraftmaschine an. Pel(max) gibt die Summe der maximalen Leistungen aller Elektromotoren des Hybridfahrzeugs an. Die tatsächliche Anzahl der Betriebspunkte kann nur ganzzahlige Werte annehmen. Wenn die tatsächliche Anzahl der Betriebspunkte der minimalen Anzahl Amin (gegebenenfalls aufgerundet) der Betriebspunkte entspricht, bringt der Elektromotor bei einem Drehmomentsprung aufgrund eines Wechsels des Betriebspunktes die halbe Leistung der aus dem Drehmomentsprung entstehenden Differenzleistung auf. Da dies aber in einer hohen Zyklenzahl für den Energiespeicher resultiert, ist es besonders bevorzugt, dass der Elektromotor bzw. die Elektromotoren die volle Differenzleistung abnehmen können, wozu die Anzahl der Betriebspunkte mindestens dem Doppelten der minimalen Anzahl Amin der Betriebspunkte entsprechen muss (gegebenenfalls aufgerundet).P ver (max) indicates the maximum power of the internal combustion engine. P el (max) indicates the sum of the maximum power of all electric motors of the hybrid vehicle. The actual number of operating points can only take integer values. When the actual number of operating points equals the minimum number A min (rounded up, if any) of the operating points, the motor, in the event of a torque jump due to a change in the operating point, applies half the power of the differential power resulting from the torque jump. Since this results in a high number of cycles for the energy storage, it is particularly preferred that the electric motor or the electric motors can reduce the full differential power, to which the number of operating points must be at least twice the minimum number A min of the operating points (rounded up if necessary ).

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine einfachere und schnellere Regelung der Momentenabnahme, als dies durch eine Regelung des Verbrennungsmotors möglich ist, da der Elektromotor bzw. die Elektromotoren leichter geregelt werden können, und ein geänderter Fahrwunsch daher sofort Wirkung erzeugt.The inventive method allows easier and faster control of the torque decrease, as is possible by a control of the internal combustion engine, since the electric motor or the electric motors can be easily controlled, and therefore a changed driving request generated immediately effect.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm dient der einfachen Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Motorsteuergerät. Hierzu führt es alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens aus, wenn es auf einem Rechengerät abläuft. Der erfindungsgemäße Datenträger speichert das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein Steuergerät wird ein Steuergerät erhalten, das dazu ausgebildet ist, mehrere Kraftmaschinen eines Hybridfahrzeugs mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steuern und zu regeln.The computer program according to the invention serves for the simple implementation of the method according to the invention in an engine control unit. For this purpose, it performs all the steps of the method according to the invention when it runs on a computing device. The data carrier according to the invention stores the computer program product according to the invention. By loading the computer program according to the invention onto a control unit, a control unit is obtained which is designed to control and regulate a plurality of engine of a hybrid vehicle by means of the method according to the invention.

Die Steller im Luftpfad der Verbrennungskraftmaschine eines Hybridfahrzeugs, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird, müssen geringere Anforderungen an ihre Stellgenauigkeit erfüllen, als bei einer herkömmlich geregelten Verbrennungskraftmaschine. Vorzugsweise kann auf eine Drosselklappe bzw. Drosselverstelleinheit in der Luftzufuhr der Verbrennungskraftmaschine vollständig verzichtet werden. Dies gilt insbesondere für Hybridkraftfahrzeuge mit einer aufgeladenen Verbrennungskraftmaschine oder mit einer hohen Abgasrückführungsrate einer internen Abgasrückführung bzw. Nockenwellenverstellung oder einer externen Abgasrückführung. Wenn auf die Drosselklappe verzichtet wird, erfolgt die Einstellung der der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luftmenge über andere in der Verbrennungskraftmaschine verbaute Steller, wie beispielsweise ein Bypassventil bzw. Wastegate, eine Abgasrückführung oder eine Nockenwellenverstellung. Der Verzicht auf eine Drosselverstelleinheit mit hoher Stellgenauigkeit bzw. der vollständige Verzicht auf eine Drosselverstelleinheit, ermöglicht eine kostengünstigere Herstellung der Verbrennungskraftmaschine.The actuator in the air path of the internal combustion engine of a hybrid vehicle, which is operated by the method according to the invention, must meet lower requirements for their positioning accuracy than in a conventionally controlled internal combustion engine. Preferably, a throttle or Drosselverstelleinheit in the air supply of the internal combustion engine can be completely dispensed with. This applies in particular to hybrid motor vehicles with a supercharged internal combustion engine or with a high exhaust gas recirculation rate of an internal exhaust gas recirculation or camshaft adjustment or an external exhaust gas recirculation. If the throttle is dispensed with, adjustment of the quantity of air supplied to the internal combustion engine is effected via other actuators installed in the internal combustion engine, such as a bypass valve or wastegate, an exhaust gas recirculation or a camshaft adjustment. The waiver of a Drosselverstelleinheit with high positioning accuracy or the complete abandonment of a Drosselverstelleinheit, allows a more cost-effective production of the internal combustion engine.

Um die im erfindungsgemäßen Verfahren auftretenden Differenzleistungen aufnehmen zu können, benötigt das Hybridfahrzeug einen hinreichend großen Energiespeicher. Vorzugsweise handelt es sich daher bei dem Hybridfahrzeug um ein Fahrzeug mit Range Extender oder um einen Vollhybrid, da in diesen große Energiespeicher verbaut sind. In der Regel handelt es sich bei diesem Energiespeicher um eine Batterie.In order to be able to absorb the differential powers occurring in the method according to the invention, the hybrid vehicle requires a sufficiently large energy store. The hybrid vehicle is therefore preferably a vehicle with a range extender or a full hybrid, since large energy stores are installed in these. As a rule, this energy store is a battery.

Die Steuerung und Regelung des Hybridkraftfahrzeugs gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann durch ein Steuergerät erfolgen, welches dazu ausgebildet ist, die Kraftmaschinen des Hybridfahrzeugs mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu steuern und zu regeln.The control and regulation of the hybrid motor vehicle according to the method according to the invention can be carried out by a control unit which is designed to control the engine of the hybrid vehicle by means of the method according to the invention and to regulate.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description.

1 ist ein Diagramm, welches die Leistungsaufnahme eines Elektromotors in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei fünf unterschiedlichen Betriebspunkten darstellt. 1 is a diagram illustrating the power consumption of an electric motor in one embodiment of the method according to the invention at five different operating points.

Ausführungsbeispiel der ErfindungEmbodiment of the invention

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dient dieses zur Steuerung eines aufgeladenen Ottomotors mit 100 kW Leistung und eines Elektromotors mit 20 kW Leistung, die in einem Vollhybridkraftfahrzeug verbaut sind. Der Ottomotor weist in seiner Luftzufuhr keine Drosselklappe auf, sondern seine Luftzufuhr wird über ein Bypassventil des Turboladers, über eine interne Abgasrückführung bzw. Nockenwellenverstellung oder über eine externe Abgasrückführung gesteuert. Fünf Betriebspunkte des Ottomotors sind bei einer Leistung von 20 kW, 40 kW, 60 kW, 80 kW und 100 kW definiert. Ein Betrieb des Ottomotors im Leerlauf ist nicht vorgesehen. Der Elektromotor kann die vom Ottomotor in einem Betriebspunkt erzeugte Leistung mit einer eigenen Leistung von bis zu 20 kW unterstützen, um eine hohe Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Wenn der Elektromotor als Generator betrieben wird, kann er bis zu 20 kW der vom Ottomotor erzeugten Leistung aufnehmen und in einer Batterie des Hybridfahrzeugs speichern. 1 zeigt ein Diagramm, in welchem auf der Ordinate die für den Vortrieb des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehende Gesamtleistung Pges aufgetragen ist, und die Abzisse die aktuelle Leistung des Elektromotors Pel angibt. Positive Werte von Pel bezeichnen dabei den Motorbetrieb und negative Werte bezeichnen den Generatorbetrieb des Elektromotors. Der Leistungsverlauf in den fünf Betriebspunkten ist jeweils durch eine Gerade dargestellt, wobei jeder Betriebspunkt durch ein Bezugszeichen 20, 40, 60, 80, 100 bezeichnet wird, welches der Leistung des Ottomotors in diesem Betriebspunkt in Kilowatt entspricht. In jedem Betriebspunkt kann das Kraftfahrzeug über einen gesamten Leistungsbereich Pges von 40 kW betrieben werden. In Gesamtleistungsbereichen Pges von jeweils 20 kW kann der Ottomotor bei einer geforderten Gesamtleistung von Pges = 20–100 kW jeweils mit zwei unterschiedlichen Betriebspunkten betrieben werden. Dies ermöglicht es, dass bei einer Änderung des Fahrerwunsches in diesem Gesamtleistungsbereich nicht sofort ein Wechsel des Betriebspunktes erfolgen muss, sodass häufige Drehmomentsprünge der Verbrennungskraftmaschine und eine daraus resultierende höhere Zykluszahl des Energiespeichers vermieden wird.In one embodiment of the method according to the invention this serves to control a supercharged gasoline engine with 100 kW power and an electric motor with 20 kW power, which are installed in a full hybrid motor vehicle. The gasoline engine has no throttle valve in its air supply, but its air supply is controlled by a bypass valve of the turbocharger, an internal exhaust gas recirculation or camshaft adjustment or via an external exhaust gas recirculation. Five operating points of the gasoline engine are defined at an output of 20 kW, 40 kW, 60 kW, 80 kW and 100 kW. An operation of the gasoline engine at idle is not provided. The electric motor can support the power generated by the gasoline engine at an operating point with its own power of up to 20 kW in order to enable a high acceleration of the motor vehicle. When the electric motor is operated as a generator, it can take up to 20 kW of the power generated by the gasoline engine and store it in a battery of the hybrid vehicle. 1 shows a diagram in which is plotted on the ordinate for the propulsion of the motor vehicle available total power P ges , and the abscissa indicates the actual power of the electric motor P el . Positive values of P el denote the motor operation and negative values denote the generator operation of the electric motor. The performance curve in the five operating points is represented in each case by a straight line, wherein each operating point is denoted by a reference symbol 20 . 40 . 60 . 80 . 100 is called, which corresponds to the power of the gasoline engine in this operating point in kilowatts. At each operating point, the motor vehicle can be operated over a total power range P tot of 40 kW. In total power ranges P tot of 20 kW each, the gasoline engine can be operated with two different operating points at a required total power of Pges = 20-100 kW. This makes it possible that a change in the driver's request in this total power range does not immediately change the operating point must be made so that frequent torque jumps of the internal combustion engine and a resulting higher cycle number of the energy storage is avoided.

Das Hybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung weist einen durch Verzicht auf eine Drosselklappe der Luftzufuhr vereinfachten Verbrennungsmotor auf. Die Regelung des Systems der beiden Kraftmaschinen ist durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vereinfacht, und das System kann zudem schnell auf eine Änderung des Fahrerwunsches reagieren. Schließlich weist der Ottomotor durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein verbessertes Abgasverhalten auf.The hybrid vehicle according to this embodiment of the invention has an internal combustion engine simplified by dispensing with a throttle valve of the air supply. The control of the system of the two engines is simplified by the application of the method according to the invention, and the system can also react quickly to a change in the driver's request. Finally, the gasoline engine by using the method according to the invention on an improved emission behavior.

Claims (12)

Verfahren zur Steuerung und Regelung von mehreren Kraftmaschinen eines Hybridfahrzeugs umfassend – Definieren einer Mehrzahl von Betriebspunkten (20, 40, 60, 80, 100) einer Verbrennungskraftmaschine des Hybridfahrzeugs, wobei jedem Betriebspunkt (20, 40, 60, 80, 100) ein Luftzuführungswert zugeordnet wird, – Wählen eines der Betriebspunkte (20, 40, 60, 80, 100) der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von einem Fahrerwunsch, und – Regeln der Leistung mindestens eines Elektromotors und mindestens eines Generators des Hybridfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Fahrerwunsch und von dem Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine an dem gewählten Betriebspunkt (20, 40, 60, 80, 100).A method of controlling and controlling multiple engines of a hybrid vehicle, comprising - defining a plurality of operating points ( 20 . 40 . 60 . 80 . 100 ) of an internal combustion engine of the hybrid vehicle, wherein each operating point ( 20 . 40 . 60 . 80 . 100 ) an air supply value is assigned, - selecting one of the operating points ( 20 . 40 . 60 . 80 . 100 ) of the internal combustion engine in dependence on a driver's request, and - controlling the power of at least one electric motor and at least one generator of the hybrid vehicle in dependence on the driver's request and on the torque of the internal combustion engine at the selected operating point ( 20 . 40 . 60 . 80 . 100 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Wahl eines Betriebspunktes (20, 40, 60, 80, 100) ein anderer Betriebspunkt (20, 40, 60, 80, 100) gewählt wird, wenn der Fahrerwunsch mindestens um einen festgelegten Wert von einem Fahrerwunsch abweicht, welcher dem aktuell gewählten Betriebspunkt (20, 40, 60, 80, 100) zugeordnet ist.Method according to Claim 1, characterized in that, after the selection of an operating point ( 20 . 40 . 60 . 80 . 100 ) another operating point ( 20 . 40 . 60 . 80 . 100 ) is selected if the driver's request deviates at least by a set value from a driver's request which corresponds to the currently selected operating point ( 20 . 40 . 60 . 80 . 100 ) assigned. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Anzahl Amin der Betriebspunkte (20, 40, 60, 80, 100) nach der folgenden Formel berechnet wird:
Figure 00080001
wobei Pver(max) die maximale Leistung der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet und Pel(max) die Summe der maximalen Leistungen aller Elektromotoren des Hybridfahrzeugs bezeichnet. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the minimum number A min of the operating points ( 20 . 40 . 60 . 80 . 100 ) is calculated according to the following formula:
Figure 00080001
where P ver (max) denotes the maximum power of the internal combustion engine and P el (max) denotes the sum of the maximum powers of all the electric motors of the hybrid vehicle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Anzahl Amax der Betriebspunkte (20, 40, 60, 80, 100) zwanzig beträgt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the maximum number A max of the operating points ( 20 . 40 . 60 . 80 . 100 ) is twenty. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung der Luftzufuhr der Verbrennungskraftmaschine nicht mittels einer Drosselklappe erfolgt.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that a control of the air supply of the internal combustion engine is not effected by means of a throttle valve. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug einen Range-Extender aufweist.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hybrid vehicle has a range extender. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Hybridfahrzeug um einen Vollhybrid handelt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is the hybrid vehicle is a full hybrid. Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft.A computer program that performs all the steps of a method according to any one of claims 1 to 7 when running on a computing device. Datenträger, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Computerprogramm nach Anspruch 8 speichert.Data carrier, characterized in that it stores a computer program according to claim 8. Steuergerät das dazu ausgebildet ist, mehrere Kraftmaschinen eines Hybridfahrzeugs mittel eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zu Steuern und zu Regeln.Control unit which is designed to control and regulate a plurality of engine of a hybrid vehicle by means of a method according to one of claims 1 to 7. Hybridkraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verbrennungskraftmaschine umfasst, die in ihrer Luftzufuhr keine Drosselklappe aufweist.Hybrid motor vehicle, characterized in that it comprises an internal combustion engine having no throttle in its air supply. Hybridfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Steuergerät nach Anspruch 10 umfasst.Hybrid vehicle according to claim 11, characterized in that it comprises a control device according to claim 10.
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