DE102012211196A1 - Method for operating drive system of motor vehicle, involves providing power threshold value depending on average power consumption of drive motor or average power consumption of auxiliary unit - Google Patents

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Nikolaus Benninger
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Abstract

The method involves providing a power threshold value depending on an average power consumption of a drive motor (3) or an average power consumption of an auxiliary unit (7). The power is supplied to the auxiliary unit, which is dependent from a current driving power and the power threshold value. The power threshold value is equal to or less than the average power consumption of the drive motor and the auxiliary unit. The power is supplied, so that an average power corresponds to a desired power converted in the auxiliary unit. Independent claims are included for the following: (1) a device, particularly a computing unit, for operating a drive system of a motor vehicle (2) ;a computer program with a program code unit; and (3) a computer program product for executing an operating method for a drive system.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge mit einem Antriebssystem, das einen elektrischen Antriebsmotor und einen elektrisch betriebenen Nebenverbraucher, wie z. B. eine Klimaanlage, aufweist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Betriebsstrategie zum Betreiben des Antriebssystems.The present invention relates to motor vehicles with a drive system comprising an electric drive motor and an electrically operated auxiliary consumer, such. B. an air conditioner has. In particular, the present invention relates to an operating strategy for operating the drive system.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Energiespeicher in Kraftfahrzeugen werden aufgrund der hohen Lastdynamik des elektrischen Antriebsmotors, der dem Vortrieb des Kraftfahrzeugs dient, stark belastet und dadurch in ihrer Lebensdauer reduziert. Die hohe Lastdynamik ist jedoch unvermeidlich, da das Kraftfahrzeug bei unterschiedlichen Straßenbedingungen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt wird und so hohe und niedrige Lasten in schnellem Wechsel aufeinander folgen können. Electric energy storage in motor vehicles are heavily loaded due to the high load dynamics of the electric drive motor, which serves the propulsion of the motor vehicle and thereby reduced in their lifetime. However, the high dynamic load is inevitable, since the motor vehicle is moved in different road conditions and at different speeds and so high and low loads can follow each other in rapid change.

Üblicherweise sind neben dem elektrischen Antriebsmotor auch elektrisch betreibbare Nebenaggregate mit dem elektrischen Energiespeicher verbunden, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen.Usually, in addition to the electric drive motor and electrically operable ancillaries are connected to the electrical energy storage to provide them with electrical energy.

Die Druckschrift DE 19 801 167 C1 offenbart eine mechanisch an den Verbrennungsmotor angekoppelte Klimaanlage innerhalb eines Hybridfahrzeugs. Entsprechend dem Betriebsbedarf der Klimaanlage wird der Verbrennungsmotor gestartet oder abgeschaltet, so dass eine Leistungsaufnahme über eine Batterie zum Betreiben der Klimaanlage nicht erforderlich ist.The publication DE 19 801 167 C1 discloses an air conditioning system mechanically coupled to the engine within a hybrid vehicle. According to the operating requirement of the air conditioner, the engine is started or shut down, so that power consumption via a battery for operating the air conditioner is not required.

Die Druckschrift DE 10 2010 031 540 A1 beschreibt ein Verfahren für ein Fahrzeug mit einem Elektromotor, bei dem die bei einem Bremsvorgang anfallende Energie, die nicht von der Batterie aufgenommen werden kann, an Nebenaggregate abgeführt wird.The publication DE 10 2010 031 540 A1 describes a method for a vehicle with an electric motor, in which the energy generated during a braking process, which can not be absorbed by the battery, is dissipated to ancillaries.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem elektrischen Antriebsmotor gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung, ein Antriebssystem, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.According to the invention, a method for operating a drive system with an electric drive motor according to claim 1 and a device, a drive system, a computer program and a computer program product according to the independent claims are provided.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem elektrischen Antriebsmotor, dem elektrische Energie aus einem elektrischen Energiespeicher, insbesondere einer Batterie oder einer Brennstoffzelle, bereitgestellt wird, vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

  • – Bereitstellen eines Leistungsschwellenwerts abhängig von einer mittleren Leistungsaufnahme des Antriebsmotors und/oder einer mittleren Leistungsaufnahme eines Nebenaggregats; und
  • – Zuführen einer Leistung an das Nebenaggregat, die von der momentanen Leistungsaufnahme und dem Leistungsschwellenwert abhängt.
According to a first aspect, a method for operating a drive system with an electric drive motor, the electrical energy from an electrical energy storage, in particular a battery or a fuel cell, is provided. The method comprises the following steps:
  • - Providing a power threshold depending on an average power consumption of the drive motor and / or an average power consumption of an accessory; and
  • Supplying power to the accessory depending on the instantaneous power consumption and the power threshold.

Eine Idee des obigen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem elektrischen Antriebsmotor besteht darin, die zeitliche Dynamik der dem elektrischen Energiespeicher entnommenen elektrischen Energie zu dämpfen, indem neben der vom Fahrer des Kraftfahrzeugs abgerufenen elektrischen Leistung für den elektrischen Antriebsmotor ein weiterer elektrischer Energieverbraucher so mit Energie versorgt wird, dass aus Sicht des elektrischen Energiespeichers eine in der zeitlichen Dynamik deutlich reduzierte resultierende elektrische Leistung abgerufen wird. Das Glätten der zeitlichen Dynamik der dem elektrischen Energiespeicher entnommenen elektrischen Leistung kann durch Steuern der Leistungsaufnahme eines oder mehrerer Nebenaggregate vorgenommen werden. An idea of the above method for operating a drive system with an electric drive motor is to damp the temporal dynamics of the electric energy stored electrical energy, by in addition to the retrieved by the driver of the motor vehicle electrical power for the electric drive motor, another electrical energy consumers with energy is supplied that from the perspective of the electric energy storage in the temporal dynamics significantly reduced resulting electric power is retrieved. The smoothing of the temporal dynamics of the electrical energy stored electrical power can be made by controlling the power consumption of one or more ancillary units.

Die Nebenaggregate können so ausgewählt werden, dass eine Anpassung der Leistungsaufnahme nicht zu unmittelbaren Auswirkungen auf Fahrverhalten oder sonstige Funktionen eines Kraftfahrzeugs führt. Insbesondere kann die Leistungsaufnahme eines Nebenaggregats so gesteuert werden, dass sie im Wesentlichen bezüglich einer mittleren gesamten Leistungsaufnahme des Antriebsmotors und des Nebenaggregats gegenläufig zur Leistungsaufnahme des Antriebsmotors verläuft. Dadurch ergibt sich eine gedämpfte Leistungsdynamik mit geringeren Schwankungen der von dem elektrischen Energiespeicher bereitzustellenden Leistung.The ancillaries may be selected so that adaptation of the power consumption does not lead to immediate effects on driving behavior or other functions of a motor vehicle. In particular, the power consumption of an accessory can be controlled so that it runs counter to the power consumption of the drive motor substantially with respect to a mean total power consumption of the drive motor and the auxiliary unit. This results in a dampened power dynamics with smaller fluctuations in the power to be provided by the electrical energy store.

Weiterhin kann der Leistungsschwellenwert gleich oder kleiner sein als die mittlere gesamte Leistungsaufnahme des Antriebsmotors und des Nebenaggregats.Furthermore, the power threshold may be equal to or less than the average total power consumption of the drive motor and the accessory.

Insbesondere kann die Leistung dem Nebenaggregat so zugeführt werden, dass eine mittlere dem Nebenaggregat zugeführte Leistung einer gewünschten in dem Nebenaggregat umgesetzten Leistung entspricht.In particular, the power may be supplied to the accessory such that a mean power supplied to the accessory corresponds to a desired power converted in the accessory.

Gemäß einer Ausführungsform kann die elektrische Leistung dem Nebenaggregat so zugeführt werden, dass eine dem Nebenaggregat zugeführte Leistung für nicht länger als eine vorbestimmte Zeitdauer größer oder kleiner ist als der Leistungsschwellenwert.According to one embodiment, the electrical power may be supplied to the accessory such that one supplied to the accessory Power for no longer than a predetermined period of time is greater or less than the power threshold.

Weiterhin kann die elektrische Leistung dem Nebenaggregat so zugeführt werden, dass die dem Nebenaggregat während eines vorbestimmten Zeitraums zugeführte elektrische Energie nicht um mehr als einen vorgegebenen betragsmäßigen Energieschwellenwert von einem Energiewert abweicht, der sich aus der gewünschten in dem Nebenaggregat umgesetzten Leistung während der vorbestimmten Zeitraums ergibt.Further, the electrical power may be supplied to the accessory such that the electrical energy supplied to the accessory during a predetermined period of time does not deviate by more than a predetermined amount energy threshold from an energy value resulting from the desired power converted in the accessory during the predetermined period of time ,

Weiterhin kann der Leistungsschwellenwert abhängig von einer Summe der mittleren Leistungsaufnahme des Antriebsmotors und der mittleren Leistungsaufnahme des Nebenaggregats ermittelt werden.Furthermore, the power threshold value can be determined as a function of a sum of the average power consumption of the drive motor and the average power consumption of the auxiliary unit.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das obige Verfahren die folgenden weiteren Schritte umfassen:

  • – Anpassen des Leistungsschwellenwerts abhängig von einer Abweichung zwischen einem mittleren Leistungsaufnahme des Nebenaggregats und einer vorgegebenen mittleren Nebenaggregats-Sollleistung;
  • – Zuführen einer Leistung an das Nebenaggregat, die von der Abweichung zwischen dem Leistungsschwellenwert und der momentanen Antriebsleistung des Antriebsmotors abhängt.
According to a further embodiment, the above method may comprise the following further steps:
  • - adjusting the power threshold depending on a deviation between an average power consumption of the accessory and a predetermined average auxiliary power setpoint;
  • Supplying power to the accessory which depends on the deviation between the power threshold and the instantaneous drive power of the drive motor.

Weiterhin können die Schritte des Anpassens des Leistungsschwellenwerts und des Zuführens einer Leistung an das Nebenaggregat zyklisch wiederholt werden.Furthermore, the steps of adjusting the power threshold and supplying power to the accessory may be repeated cyclically.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere Recheneinheit, zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem elektrischen Antriebsmotor vorgesehen, dem elektrische Energie aus einem elektrischen Energiespeicher, insbesondere einer Batterie oder einer Brennstoffzelle, bereitgestellt wird, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:

  • – einen Leistungsschwellenwert abhängig von einer mittleren Leistungsaufnahme des Antriebsmotors und/oder einer mittleren Leistungsaufnahme eines Nebenaggregats; und
  • – dem Nebenaggregat eine Leistung zuzuführen, die von der momentanen Leistungsaufnahme und dem Leistungsschwellenwert abhängt.
According to a further aspect, an apparatus, in particular a computing unit, for operating a drive system with an electric drive motor is provided, to which electrical energy from an electrical energy store, in particular a battery or a fuel cell, is provided, wherein the device is designed to:
  • A power threshold value dependent on an average power consumption of the drive motor and / or an average power consumption of an auxiliary unit; and
  • - to supply the accessory with an output which depends on the instantaneous power consumption and the power threshold.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend:

  • – einen elektrischen Antriebsmotor;
  • – einen elektrischen Energiespeicher;
  • – eine mit dem elektrischen Energiespeicher gekoppeltes Nebenaggregat; und
  • – die obige Vorrichtung.
In another aspect, a drive system for a motor vehicle is provided, comprising:
  • An electric drive motor;
  • - An electrical energy storage device;
  • - An accessory coupled to the electrical energy storage accessory; and
  • - The above device.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln vorgesehen, um alle Schritte des obigen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder der obigen Vorrichtung ausgeführt wird.According to a further aspect, a computer program with program code means is provided to perform all the steps of the above method when the computer program is executed on a computer or the above device.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt.In another aspect, a computer program product is provided that includes program code stored on a computer-readable medium and that, when executed on a data processing device, performs the above method.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Antriebssystem und einem elektrisch betriebenen Nebenaggregat; 1 a schematic representation of a motor vehicle with an electric drive system and an electrically operated auxiliary unit;

2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem elektrischen Energiespeicher; 2 a flowchart for illustrating a method for operating a drive system with an electric drive motor and an electrical energy storage;

3 ein Leistungs-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung der Verläufe der Antriebsleistung, der Klimaanlagenleistung und der daraus resultierenden Abgabeleistung des elektrischen Energiespeichers; 3 a power-time diagram illustrating the characteristics of the drive power, the air conditioning power and the resulting power output of the electric energy storage;

4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Verfahrens zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem elektrischen Energiespeicher; und 4 a flowchart for illustrating a further method for operating a drive system with an electric drive motor and an electrical energy storage; and

5 ein Leistungs-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung der Verläufe der Antriebsleistung, des Leistungsschwellenwerts und der Klimaanlagenleistung. 5 a power-time diagram illustrating the characteristics of the drive power, the power threshold and the air conditioner performance.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1 mit einem Antriebssystem 2, das einen elektrischen Antriebsmotor 3 und einen elektrischen Energiespeicher 4 aufweist. Der elektrische Antriebsmotor 3 kann Teil eines Hybridmotorsystems oder der alleinige Antriebsmotor für einen Vortrieb des Kraftfahrzeugs 1 sein. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle 1 with a drive system 2 that has an electric drive motor 3 and an electrical energy storage 4 having. The electric drive motor 3 can be part of one Hybrid engine system or the sole drive motor for propulsion of the motor vehicle 1 be.

Der elektrische Energiespeicher 4 kann in Form einer wieder aufladbaren Batterie oder in Form eines Brennstoffzellenmoduls vorgesehen sein. The electrical energy storage 4 may be provided in the form of a rechargeable battery or in the form of a fuel cell module.

Das Antriebssystem 2 weist ein Steuergerät 5 auf, das die Vortriebsleistung des Antriebsmotors 3 durch Festlegen der bereitgestellten elektrischen Antriebsleistung des elektrischen Antriebsmotors 3 einstellt. Dazu kann mithilfe eines Fahrpedals 6 ein Fahrerwunschmoment (Fahrervorgabe) vorgegeben werden, entsprechend dem die Antriebsleistung des elektrischen Antriebsmotors 3 eingestellt wird. The drive system 2 has a controller 5 on that the propulsion power of the drive motor 3 by determining the provided electrical drive power of the electric drive motor 3 established. This can be done with the help of an accelerator pedal 6 a driver command torque (driver default) can be specified, according to the drive power of the electric drive motor 3 is set.

Weiterhin können durch automatische, in dem Steuergerät 5 ausgeführte Verfahren, wie beispielsweise eine Geschwindigkeitsregelung oder dergleichen, eine Erhöhung oder Erniedrigung der von dem elektrischen Antriebsmotor 3 bereitzustellenden Vortriebsleistung vorgegeben werden, indem dem Antriebsmotor 3 eine entsprechende elektrische Antriebsleistung zugeführt wird. Furthermore, by automatic, in the control unit 5 For example, methods such as speed control or the like, increase or decrease of the electric drive motor 3 be provided to be provided propulsion power by the drive motor 3 a corresponding electric drive power is supplied.

Im normalen Fahrbetrieb kommt es in der Regel aufgrund sich ändernder Fahrbedingungen des Kraftfahrzeugs 1 zu häufigen Lastwechseln in dem elektrischen Antriebsmotor 3, die sich für gewöhnlich in starken Schwankungen der von dem elektrischen Energiespeicher 4 bereitzustellenden elektrischen Leistung auswirken. Zusätzlich sind mit dem elektrischen Energiespeicher 4 auch ein oder mehrere Nebenaggregate 7 verbunden, die ebenfalls bei Bedarf elektrische Energie aus dem elektrischen Energiespeicher 4 abrufen und somit unter Umständen die Dynamik des Leistungsabrufs aus dem elektrischen Energiespeicher 4 verstärken können. In normal driving, it usually comes due to changing driving conditions of the motor vehicle 1 to frequent load changes in the electric drive motor 3 , which are usually in strong fluctuations of the electrical energy storage 4 affect the electric power to be supplied. In addition, with the electrical energy storage 4 also one or more accessories 7 connected, which also when needed electrical energy from the electrical energy storage 4 and thus, under certain circumstances, the dynamics of the power recall from the electrical energy storage 4 can amplify.

In der Regel erfüllen Nebenaggregate 7 eine bestimmte Aufgabe im Fahrzeug, so dass auf deren Funktion nicht verzichtet werden kann. Bei einer Gruppe von Nebenaggregaten 7, wie beispielsweise einer Klimaanlage, ist jedoch deren entsprechende Funktion lediglich wünschenswert und das entsprechende Nebenaggregat 7 kann unter Umständen zeitweilig abgeschaltet werden, ohne dass es zu spürbaren Einschränkungen für den Fahrer oder das Kraftfahrzeug kommt. Weiterhin können Nebenaggregate 7 über eine vergleichsweise lange Ansprechzeit verfügen, wie es beispielsweise bei einer Klimaanlage der Fall ist, deren Funktion bzw. Nichtfunktion sich erst nach einigen zehn Sekunden in einer Erhöhung oder Erniedrigung der Temperatur des Fahrzeuginnenraums auswirkt. Usually fulfill ancillaries 7 a specific task in the vehicle, so that their function can not be waived. For a group of ancillaries 7 However, such as an air conditioner, but their corresponding function is only desirable and the corresponding accessory 7 Under certain circumstances, it can be temporarily switched off without noticeable restrictions for the driver or the motor vehicle. Furthermore, ancillaries 7 have a comparatively long response time, as is the case for example in an air conditioner whose function or non-functioning only after a few tens of seconds in an increase or decrease in the temperature of the vehicle interior.

Zum Ausgleichen der Dynamik der abgerufenen elektrischen Leistung aus dem elektrischen Energiespeicher 4 kann nun die Leistungsaufnahme eines oder mehrerer derartiger Nebenaggregate 7 durch das Steuergerät 5 gesteuert werden. Im Prinzip soll vorgesehen sein, die Leistungsaufnahme gegenläufig zu der von dem elektrischen Antriebsmotor 3 aufgenommenen Antriebsleistung zu steuern.To compensate for the dynamics of the retrieved electrical power from the electrical energy storage 4 can now the power consumption of one or more such ancillaries 7 through the control unit 5 to be controlled. In principle, it should be provided, the power consumption in opposite directions to that of the electric drive motor 3 to control recorded drive power.

In 2 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das das Verfahren zum Betreiben des Antriebssystems 2 näher erläutert. In Schritt S1 wird für einen vorbestimmten zurückliegenden Zeitraum ein Mittelwert der abgerufenen elektrischen Antriebsleistung PAntrieb des elektrischen Antriebsmotors 3 (mittlere Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 3) ermittelt. Anschließend wird in Schritt S2 überprüft, ob ein Nebenaggregat 7 aktiv ist, dessen Eingangsleistung (zuzuführende Leistung) bzw. Nebenaggregats-Istleistung PNebenaggregat mit einer Periode moduliert bzw. variiert werden darf, die größer als einige Sekunden, z. B. 5 Sekunden, ist, ohne dass es zu einer Verschlechterung der durch das Nebenaggregat 7 ausgeführten Funktion bzw. zu für einen Fahrer spürbaren Auswirkungen kommt. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S3 fortgesetzt, andernfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.In 2 a flowchart is shown which illustrates the method of operating the drive system 2 explained in more detail. In step S1, for a predetermined past period, an average of the retrieved electric drive power P drive of the electric drive motor 3 (average power consumption of the drive motor 3 ). Subsequently, it is checked in step S2 whether an accessory 7 is active, the input power (supplied power) or auxiliary power P auxiliary unit may be modulated or varied with a period greater than a few seconds, z. B. 5 seconds, is without causing deterioration by the accessory 7 executed function or to a driver noticeable effects. If this is the case (alternative: yes), the method is continued with step S3, otherwise (alternative: no) is returned to step S1.

In Schritt S3 wird überprüft, ob die von dem elektrischen Antriebsmotor 3 abgerufene elektrische Antriebsleistung PAntrieb, die durch die Fahrervorgabe bestimmt bzw. angefordert ist, höher oder niedriger als ein vorgegebener Leistungsschwellenwert S ist. Der vorgegebene Leistungsschwellenwert S kann beispielsweise abhängig von einem Mittelwert der Summe der in Schritt S1 ermittelten, dem Antriebsmotor 2 zugeführten Antriebsleistung bzw. der abgerufenen elektrischen Antriebsleistung PAntrieb und der dem Nebenaggregat 7 zuzuführenden Leistung bzw. Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll sein. Die Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll entspricht im Wesentlichen einer Leistung, die zum Erreichen des gewünschten Kühlungseffekts im Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeugs 1 führt. Die Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll kann entweder durch das Steuergerät 5 oder von einem Benutzer vorgegeben werden.In step S3, it is checked whether the electric drive motor 3 retrieved electric drive power P drive , which is determined or requested by the driver specification, is higher or lower than a predetermined power threshold value S. The predefined power threshold value S can, for example, depend on an average value of the sum of the drive motor determined in step S1 2 supplied drive power or the retrieved electrical drive power P drive and the auxiliary unit 7 power to be supplied or auxiliary unit target power P Nebenaggregat_Soll be. The accessory setpoint power P auxiliary unit_setpoint essentially corresponds to a power that is required to achieve the desired cooling effect in the passenger compartment of the motor vehicle 1 leads. The auxiliary unit target power P Nebenaggregat_Soll either by the controller 5 or be specified by a user.

Ist die angeforderte Antriebsleistung PAntrieb höher als der vorgegebene Leistungsschwellenwert S, so wird die dem Nebenaggregat 7 zur Verfügung gestellte Nebenaggregats-Istleistung PNebenaggregat in Schritt S4 reduziert oder das Nebenaggregat 7 wird vollständig abgeschaltet. Insbesondere kann das Nebenaggregat 7 abgeschaltet werden, wenn die Differenz zwischen der geforderten Antriebsleistung PAntrieb für den Antriebsmotor 3 und dem Leistungsschwellenwert S größer ist als die dem Nebenaggregat 7 zuzuführende Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll.If the requested drive power P drive is higher than the predetermined power threshold value S, then that is the auxiliary unit 7 provided accessory power P auxiliary reduced in step S4 or the accessory 7 will be completely switched off. In particular, the accessory can 7 be switched off when the difference between the required drive power P drive for the drive motor 3 and the power threshold S is greater than that of the accessory 7 Auxiliary power setpoint to be supplied P auxiliary unit_desired.

Liegt die von dem elektrischen Antriebsmotor 3 bereitzustellende Antriebsleistung PAntrieb unter dem Leistungsschwellenwert S (Alternative: Nein), so kann dem Nebenaggregat 7 in Schritt S5 eine erhöhte Leistung zugeführt werden. Insbesondere bei einer Klimaanlage als Nebenaggregat 7 kann die Schwankung der von dem elektrischen Antriebsmotor 3 umzusetzenden Antriebsleistung PAntrieb verwendet werden, um die der Klimaanlage zugeführte erhöhte und reduzierte bzw. abgeschaltete Leistung um einen gewünschten Leistungsmittelwert, der der Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll entspricht, schwanken zu lassen, Is that from the electric drive motor 3 to be provided drive power P drive under the power threshold S (alternative: no), so can the accessory 7 In step S5, an increased power is supplied. Especially with an air conditioner as an accessory 7 can the fluctuation of the electric drive motor 3 reacted drive power P drive are used to supplied to the air conditioning increased and reduced or switched-off power to a desired power value corresponding to the secondary unit target power P Nebenaggregat_Soll to fluctuate,

Nach Ausführung der Schritte S4 oder S5 wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.After executing steps S4 or S5, the process returns to step S1.

Sollte die Leistungsanforderung für den elektrischen Antriebsmotor 3 über mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer, die im wesentlichen abhängig von der Ansprechzeit des Systems auf die Funktion des Nebenaggregats 7 ist, über dem vorgegebenen Leistungsschwellenwert S der Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers 4 liegen, so kann die Leistungsreduzierung bzw. Abschaltung des entsprechenden Nebenaggregats 7 aufgehoben werden und das Nebenaggregat 7 kann entsprechend der gewünschten Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll betrieben werden. Eine entsprechende Schwankung des Leistungsabrufs von dem elektrischen Energiespeicher 4 ist dabei unvermeidlich, wenn gleichzeitig gewährleistet werden soll, dass die Reduzierung oder Abschaltung des Nebenaggregats 7 nicht zu einer merklichen Auswirkung auf den Fahrer oder das Kraftfahrzeug 1 führt.Should the power requirement for the electric drive motor 3 over more than a predetermined period of time, which is essentially dependent on the system's response time to the function of the accessory 7 is, above the predetermined power threshold S of the power output of the electrical energy storage 4 may be the power reduction or shutdown of the corresponding auxiliary unit 7 be lifted and the accessory 7 can be operated according to the desired accessory set power P auxiliary unit_soll. A corresponding fluctuation of the power demand of the electrical energy storage 4 This is unavoidable if at the same time it should be ensured that the reduction or shutdown of the ancillary unit 7 not to a noticeable effect on the driver or the motor vehicle 1 leads.

Letztlich sollte das Nebenaggregat 7 so betrieben werden, dass ein Leistungsbetrag, um den die dem Nebenaggregat 7 zugeführte Leistung PNebenaggregat bezüglich einer gewünschten dem Nebenaggregat 7 zuzuführenden mittleren Leistung reduziert oder erhöht wird, möglichst gleich oder kleiner ist als ein durch die Differenz zwischen der geforderten Antriebsleistung PAntrieb und dem Leistungsschwellenwert S, so dass Schwankungen der von dem Energiespeicher 4 abgerufenen Leistung geglättet werden.Ultimately, the accessory should 7 be operated so that a power amount to which the the auxiliary 7 supplied power P accessory with respect to a desired accessory 7 is reduced or increased as much as possible equal to or less than one by the difference between the required drive power P drive and the power threshold S, so that fluctuations of the energy storage 4 be smoothed.

In 3 ist anhand eines Leistungsverlaufsdiagramms veranschaulichend dargestellt, aus welchen Leistungsdifferenzen die Leistung zum Betrieb des Nebenaggregats 7 entnommen wird. Die Kurve K1 stellt beispielhaft den Verlauf der für den Betrieb des Antriebsmotors 3 von dem elektrischen Energiespeicher 4 abgerufenen Leistung dar. Weiterhin gibt die Kurve K2 den vorgegebenen Leistungsschwellenwert an. Schraffiert sind die Zeitbereiche dargestellt, in denen die von dem elektrischen Energiespeicher 4 für den Antriebsmotor 3 abgerufene elektrische Leistung den Leistungsschwellenwert unterschreitet. In diesen Zeitbereichen kann, Leistung an das Nebenaggregat 7 bereitgestellt werden, um den Verlauf der gesamten bereitzustellenden Leistung PGesamt für den Antriebsmotor 3 (Kurve K3) zu glätten.In 3 is illustrated by means of a power curve diagram illustrating from which power differences the power to operate the accessory 7 is removed. The curve K1 exemplifies the course of the operation of the drive motor 3 from the electrical energy store 4 Furthermore, the curve K2 indicates the predetermined power threshold value. Hatched are the time ranges shown in which the of the electrical energy storage 4 for the drive motor 3 Retrieved electrical power falls below the power threshold. In these time ranges, power to the accessory 7 be provided to the course of the total to be provided power P total for the drive motor 3 To smooth (curve K3).

In 4 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Verfahrens zum Betreiben des Antriebssystems 2 näher erläutert. In Schritt S11 wird überprüft, ob ein Nebenaggregat 7, z.B. eine Klimaanlage, aktiv und dessen Einschwingphase abgeklungen ist. Ist dies der Fall (Alternative: Ja) ist, wird das Verfahren mit Schritt S12 fortgesetzt. Ansonsten (Alternative: Nein) wird zu Schritt S11 zurückgesprungen. In 4 FIG. 4 is a flow chart illustrating another method of operating the drive system. FIG 2 explained in more detail. In step S11 it is checked whether an accessory 7 , for example, an air conditioner, active and its transient phase has subsided. If this is the case (alternative: yes), the method is continued with step S12. Otherwise (alternative: no) returns to step S11.

In Schritt S12 wird als Initialwert für den Leistungsschwellenwert S ein Mittelwert der dem Antriebsmotor 2 zugeführten Antriebsleistung PAntrieb angenommen werden. Die für die Mittelwertbildung maßgebliche zurückliegende Zeitdauer kann vorgegeben sein und sich an dem Ansprechverhalten des Nebenaggregats 7 orientieren bzw. von diesem abhängig sein. In step S12, the initial value for the power threshold value S is an average value of the drive motor 2 supplied drive power P drive to be accepted. The relevant time period for the averaging can be predetermined and based on the response of the accessory 7 orient or be dependent on this.

In Schritt S13 wird nun überprüft, ob ein Mittelwert der dem Nebenaggregat 7 zugeführte Nebenaggregats-Istleistung PNebenaggregat eine gewünschte vorgegebene mittlere Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll übersteigt. Der Mittelwert der Nebenaggregats-Istleistung PNebenaggregat und der Mittelwert der Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll werden jeweils während einer vorgegebenen Zeitdauer ermittelt, die sich nach einem Ansprechverhalten des Nebenaggregats 7 richtet. Z.B. kann die Zeitdauer zwischen 5 und 60 Sekunden liegen. Die Zeitdauer ist so zu wählen, dass es bei einer Abweichung des Mittelwerts der Nebenaggregats-Istleistung PNebenaggregat von dem Mittelwert der Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll nicht zu einer merklichen Verschlechterung bzw. Abweichung vom Fahrerwunsch durch das Nebenaggregat kommt.In step S13 it is now checked whether an average value of the ancillary 7 supplied accessory power P auxiliary unit a desired predetermined average auxiliary power setpoint P auxiliary unit_Soll exceeds. The average of the auxiliary unit actual real power P accessory and the average of the auxiliary unit target power P Nebenaggregat_Soll be determined in each case during a predetermined period of time after a response of the secondary unit 7 directed. For example, the time can be between 5 and 60 seconds. The time period should be selected so that there is no event of a deviation of the mean value of the auxiliary unit actual real power P accessory of the mean of the auxiliary unit target power P Nebenaggregat_Soll to a noticeable deterioration and deviation from the driver's request by the secondary unit.

Übersteigt der Mittelwert der dem Nebenaggregat 7 zugeführten Nebenaggregats-Istleistung PNebenaggregat die gewünschte vorgegebene mittlere Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll (Alternative: Ja), so wird der Leistungsschwellenwert S in Schritt S14 dekrementell um einen vorgegeben Wert oder um einen von der Antriebsleistung PAntrieb und/oder der Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll abhängigen Wert erniedrigt. Andernfalls (Alternative: Nein) wird in Schritt S15 der Leistungsschwellenwert S inkrementell um einen vorgegeben Wert oder um einen von der Antriebsleistung PAntrieb und/oder der Nebenaggregats-Sollleistung PNebenaggregat_Soll abhängigen Wert erhöht. Exceeds the mean of the accessory 7 supplied auxiliary power P auxiliary unit the desired predetermined average auxiliary power P auxiliary unit (alternative: Yes), then the power threshold S in step S14 decrementally by a predetermined value or one of the drive power P drive and / or the accessory setpoint power P Ancillary_setpoint dependent value decreased. Otherwise (alternative: No), in step S15, the power threshold value S is incrementally increased by a predetermined value or by a value dependent on the drive power P drive and / or the accessory setpoint power P ancillary_soll .

Auf die Schritte S14 und S15 folgt Schritt S16, in dem überprüft wird, ob die dem Antriebsmotor 2 momentan zugeführte Antriebsleistung PAntrieb den Leistungsschwellenwert S übersteigt. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird in Schritt S17 das Nebenaggregat 7 abgeschaltet oder mit einer reduzierten Leistung betrieben. Die reduzierte Leistung kann beispielsweise der Differenz zwischen der momentan zugeführten Antriebsleistung PAntrieb und dem Leistungsschwellenwert S entsprechen. Steps S14 and S15 are followed by step S16, in which it is checked whether the drive motor 2 currently supplied drive power P drive exceeds the power threshold value S. If this is the case (alternative: yes), then in step S17 the accessory 7 switched off or operated at a reduced power. The reduced power may, for example, correspond to the difference between the currently supplied drive power P drive and the power threshold value S.

Wird in Schritt S16 festgestellt, dass die dem Antriebsmotor 2 momentan zugeführte Antriebsleistung PAntrieb den Leistungsschwellenwert S nicht übersteigt (Alternative: Nein), so wird in Schritt S18 das Nebenaggregat 7 mit einer Leistung betrieben, die der Differenz aus dem Leistungsschwellenwert S und der momentan zugeführten Antriebsleistung PAntrieb entspricht.If it is determined in step S16 that the drive motor 2 currently supplied drive power P drive does not exceed the power threshold S (alternative: no), then in step S18 the accessory 7 operated at a power which corresponds to the difference between the power threshold value S and the currently supplied drive power P drive .

Anschließend, d.h. nach Ausführung der Schritte S17 und S18 wird zu Schritt S13 zurückgesprungen. Subsequently, i. after execution of steps S17 and S18, the program returns to step S13.

In 5 sind die zeitlichen Verläufe des Leistungsschwellenwerts S und der Antriebsleistung PAntrieb grafisch dargestellt. Die schraffierte Differenz stellt die Flächenbereiche dar, in denen eine Nebenaggregats-Istleistung PNebenaggregat dem Nebenaggregat 7 zugeführt wird, wobei sich die Leistung aus der Differenz des Leistungsschwellenwerts S und der Antriebsleistung PAntrieb ergibt. In 5 the time profiles of the power threshold value S and the drive power P drive are shown graphically. The hatched difference represents the surface areas in which an auxiliary power P auxiliary unit to the auxiliary unit 7 is supplied, wherein the power results from the difference of the power threshold value S and the drive power P drive .

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19801167 C1 [0004] DE 19801167 C1 [0004]
  • DE 102010031540 A1 [0005] DE 102010031540 A1 [0005]

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems (2) mit einem elektrischen Antriebsmotor (3), dem elektrische Energie von einem elektrischen Energiespeicher (4), insbesondere einer Batterie oder einer Brennstoffzelle, bereitgestellt wird, mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Leistungsschwellenwerts (S) abhängig von einer mittleren Leistungsaufnahme des Antriebsmotors (3) und/oder einer mittleren Leistungsaufnahme eines Nebenaggregats (7); und – Zuführen (S4, S5) einer Leistung an das Nebenaggregat (7), die von einer momentanen Antriebsleistung (PAntrieb) und dem Leistungsschwellenwert (S) abhängt.Method for operating a drive system ( 2 ) with an electric drive motor ( 3 ), the electrical energy from an electrical energy store ( 4 ), in particular a battery or a fuel cell, comprising the following steps: - providing a power threshold value (S) as a function of an average power consumption of the drive motor ( 3 ) and / or an average power consumption of an accessory ( 7 ); and - supplying (S4, S5) a power to the accessory ( 7 ), which depends on a current drive power (P drive ) and the power threshold (S). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Leistungsschwellenwert (S) gleich oderkleiner ist als die mittlere gesamte Leistungsaufnahme des Antriebsmotors (3) und des Nebenaggregats (7).The method of claim 1, wherein the power threshold (S) is equal to or less than the average total power consumption of the drive motor ( 3 ) and ancillary equipment ( 7 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leistung dem Nebenaggregat (7) so zugeführt wird, dass eine mittlere dem Nebenaggregat (7) zugeführte Leistung einer gewünschten in dem Nebenaggregat (7) umgesetzten Leistung entspricht. A method according to claim 1 or 2, wherein the power is supplied to the accessory ( 7 ) is fed so that a middle of the accessory ( 7 ) supplied power of a desired in the auxiliary unit ( 7 ) equivalent performance. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Leistung dem Nebenaggregat (7) so zugeführt wird, dass eine dem Nebenaggregat (7) zugeführte Leistung für nicht länger als eine vorbestimmte Zeitdauer größer oder kleiner ist als der Leistungsschwellenwert (S).Method according to claim 3, wherein the power is supplied to the accessory ( 7 ) is supplied so that one of the auxiliary unit ( 7 ) is no greater than or less than the power threshold (S) for no longer than a predetermined period of time. Verfahren nach Anspruch 3, wobei dem Nebenaggregat (7) elektrische Leistung so zugeführt wird, dass die dem Nebenaggregat (7) während eines vorbestimmten Zeitraums zugeführte elektrische Energie nicht um mehr als einen vorgegebenen betragsmäßigen Energieschwellenwert von einem Energiewert abweicht, der sich aus der gewünschten während des vorbestimmten Zeitraums in dem Nebenaggregat (7) umgesetzten Leistung ergibt. Method according to claim 3, wherein the ancillary unit ( 7 ) electrical power is supplied so that the auxiliary unit ( 7 ) electrical energy supplied during a predetermined period of time does not deviate by more than a predetermined amount energy threshold value from an energy value resulting from the desired one during the predetermined period of time in the accessory ( 7 ) performance results. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Leistungsschwellenwert (S) abhängig von einer Summe der mittleren Leistungsaufnahme des Antriebsmotors (3) und der mittleren Leistungsaufnahme des Nebenaggregats (7) ermittelt wird.Method according to one of Claims 1 to 5, the power threshold value (S) being dependent on a sum of the average power consumption of the drive motor ( 3 ) and the average power consumption of the accessory ( 7 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, mit folgenden weiteren Schritten: – Anpassen des Leistungsschwellenwerts (S14, S15) abhängig von einer Abweichung zwischen einem mittleren Leistungsaufnahme des Nebenaggregats (7) und einer vorgegebenen mittleren Nebenaggregats-Sollleistung (PNebenaggregat_Soll); – Zuführen einer Leistung (S17, S18) an das Nebenaggregat (7), die von der Abweichung zwischen dem Leistungsschwellenwert (S) und der momentanen Antriebsleistung (PAntrieb) des Antriebsmotors (3) abhängt.Method according to Claim 1, with the following further steps: adaptation of the power threshold value (S14, S15) as a function of a deviation between an average power consumption of the ancillary unit ( 7 ) And a predetermined mean minor aggregate target power (P Nebenaggregat_Soll); Supplying a power (S17, S18) to the accessory ( 7 ), which is based on the deviation between the power threshold (S) and the instantaneous drive power (P drive ) of the drive motor ( 3 ) depends. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Schritte des Anpassens des Leistungsschwellenwerts (S) und des Zuführens einer Leistung an das Nebenaggregat (7) zyklisch wiederholt werden.The method of claim 7, wherein the steps of adjusting the power threshold (S) and supplying power to the accessory ( 7 ) are repeated cyclically. Vorrichtung, insbesondere Recheneinheit, zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem elektrischen Antriebsmotor (3), dem elektrische Energie von einem elektrischen Energiespeicher (4), insbesondere einer Batterie oder einer Brennstoffzelle, bereitgestellt wird, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um: – einen Leistungsschwellenwert abhängig von einer mittleren Leistungsaufnahme des Antriebsmotors (3) bereitzustellen; und – einem Nebenaggregat (7) eine Leistung zuzuführen, die von der momentanen Antriebsleistung (PAntrieb) und dem Leistungsschwellenwert (S) abhängt.Device, in particular a computing unit, for operating a drive system with an electric drive motor ( 3 ), the electrical energy from an electrical energy store ( 4 ), in particular a battery or a fuel cell, wherein the device is designed to: - a power threshold value dependent on an average power consumption of the drive motor ( 3 ) to provide; and - an accessory ( 7 ) to supply a power that depends on the current drive power (P drive ) and the power threshold (S). Antriebssystem (2) für ein Kraftfahrzeug (1), umfassend: – einen elektrischen Antriebsmotor (3); – einen elektrischen Energiespeicher (4); – ein mit dem elektrischen Energiespeicher (4) gekoppeltes Nebenaggregat (7); und – eine Vorrichtung nach Anspruch 9. Drive system ( 2 ) for a motor vehicle ( 1 ), comprising: - an electric drive motor ( 3 ); An electrical energy store ( 4 ); - one with the electrical energy storage ( 4 ) coupled ancillary unit ( 7 ); and - an apparatus according to claim 9. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer Vorrichtung gemäß Anspruch 9, ausgeführt wird.A computer program comprising program code means for carrying out all the steps of the method according to any one of claims 1 to 8 when the computer program is executed on a computer or a device according to claim 9. Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchführt.A computer program product containing program code stored on a computer-readable medium and which, when executed on a data processing device, performs the method of any one of claims 1 to 8.
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