DE102014204545A1 - Method for operating a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) einen elektrischen Antrieb (2) umfasst und wobei der elektrische Antrieb (2) mit einer Stromquelle (4) verbindbar ist, um eine Drehbewegung auszuführen. Um bei niedrigen Temperaturen ein besseres und schonenderes Laufverhalten zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass der elektrische Antrieb (2) vor der Erzeugung der Drehbewegung für eine vorgegebene Zeit (t) mit einem Strom (I) vorgegebener Stromstärke beaufschlagt wird.The invention relates to a method for operating a motor vehicle (1), wherein the motor vehicle (1) comprises an electric drive (2) and wherein the electric drive (2) can be connected to a power source (4) in order to carry out a rotational movement. In order to achieve a better and gentler running behavior at low temperatures, the invention provides that the electric drive (2) is subjected to a current (I) of predetermined current intensity for a predetermined time (t) before the rotary movement is generated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen elektrischen Antrieb umfasst und wobei der elektrische Antrieb mit einer Stromquelle verbindbar ist, um eine Drehbewegung auszuführen.The invention relates to a method for operating a motor vehicle, wherein the motor vehicle comprises an electric drive and wherein the electric drive is connectable to a power source to perform a rotational movement.

Elektrische Antriebe in Kraftfahrzeugen sind allgemein bekannt. Beispielsweise handelt es sich hierbei um die Lichtmaschine, die zum Anlassen des Verbrennungsmotors als elektrischer Motor und anschließend als Generator arbeitet. Solche elektrischen Antriebe können aber auch als Fahrmotoren eingesetzt werden, wobei sowohl Hybrid-Betriebsweisen als auch reine elektrische Betriebsweise vorgesehen werden können.Electric drives in motor vehicles are well known. For example, this is the alternator, which works to start the engine as an electric motor and then as a generator. Such electric drives can also be used as traction motors, with both hybrid modes of operation and pure electrical operation can be provided.

Damit solche elektrische Maschinen einwandfrei arbeiten, ist es nötig, die Lagerungen mit geringem Spiel auszubilden und im Übrigen ein Schmiermittel (Schmierfett) einzusetzen, das über einen großen Temperaturbereich einsatzfähig ist. Bei niedrigen Temperaturen ist die Viskosität des Fetts noch entsprechend groß.In order for such electrical machines to work properly, it is necessary to form the bearings with little play and, incidentally, to use a lubricant (grease) that can be used over a wide temperature range. At low temperatures, the viscosity of the fat is still correspondingly large.

Aufgrund dessen ergibt es sich allerdings nachteilig, dass bei niedrigen Temperaturen und beim Anlauf des elektrischen Antriebs die Wälzkörper in den Lagern nicht einwandfrei abrollen können. Beim Anlauf bei niedrigen Temperaturen kommt es zu einem Rutschen der Wälzkörper über die Laufbahnen, d. h. die Wälzkörper können nicht korrekt in den Laufbahnen abwälzen. Dies hat ein Kreischgeräusch zur Folge, dass unter Qualitätsgesichtspunkten oft nicht akzeptabel ist. Zudem wird hierdurch die Lebensdauer des Lagers herabgesetzt. Due to this, however, it is disadvantageous that at low temperatures and at the start of the electric drive, the rolling elements in the camps can not roll properly. During start-up at low temperatures, the rolling elements slip over the raceways, i. H. The rolling elements can not roll off correctly in the raceways. This results in a shriek noise that is often unacceptable under quality aspects. In addition, this reduces the life of the bearing.

Die Änderung des Spiels in den Lagern ist hierbei keine Lösung, da diese bei Betriebstemperatur einwandfrei arbeiten sollen, wofür ein entsprechend geringes Spiel nötig ist. Dasselbe gilt für die Art des Lagerfetts, für das ein breiter Bereich der Arbeitstemperatur gefordert wird. The change of the game in the camps is not a solution, since they should work properly at operating temperature, for which a correspondingly low clearance is needed. The same applies to the type of bearing grease, for which a wide range of working temperature is required.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit dem dieser Nachteil behoben werden kann. Es soll also auch bei niedrigen Temperaturen ermöglicht werden, dass Kreischgeräusche in den elektrischen Antrieben vermieden werden, so dass die Lebensdauer der Antriebe und insbesondere deren Lagerungen nicht herabgesetzt wird. Somit soll insbesondere bei niedrigen Temperaturen ein besseres und schonenderes Laufverhalten erreicht werden.The invention is therefore based on the object to propose a method of the type mentioned, with which this disadvantage can be solved. It should also be possible at low temperatures that screeching noises are avoided in the electric drives, so that the life of the drives and in particular their bearings is not reduced. Thus, a better and gentler running behavior should be achieved, especially at low temperatures.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb vor der Erzeugung der Drehbewegung für eine vorgegebene Zeit mit einem Strom vorgegebener Stromstärke beaufschlagt wird.The solution of this object by the invention is characterized in that the electric drive is applied for a predetermined time with a current of predetermined current before the generation of the rotational movement.

Die Drehbewegung kann dabei während der vorgegebenen Zeit durch Bremsmittel verhindert werden. The rotational movement can be prevented during the given time by braking means.

Die Zeit liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 2 s und 30 s.The time is preferably in a range between 2 s and 30 s.

Zum Betrieb des elektrischen Antriebs ist ein Nennstrom vorgesehen ist, wobei der während der vorgegebenen Zeit in den elektrischen Antrieb eingespeiste Strom bevorzugt unterhalb des Nennstroms liegt. Der während der vorgegebenen Zeit in den elektrischen Antrieb eingespeiste Strom beträgt bevorzugt maximal 70 % des Nennstroms. Der Strom liegt besonders bevorzugt zwischen 25 % und 67 % des Nennstroms.For the operation of the electric drive, a rated current is provided, wherein the current supplied to the electric drive during the predetermined time is preferably below the rated current. The current fed into the electric drive during the predetermined time is preferably at most 70% of the rated current. The current is particularly preferably between 25% and 67% of the rated current.

Die Zeit und der Strom sind dabei bevorzugt so gewählt, dass sich zumindest Teile des elektrischen Antriebs um mindestens 5 K erwärmt haben, bevor es zur Drehung des elektrischen Antriebs kommt.The time and the current are preferably chosen so that at least parts of the electric drive have warmed by at least 5 K before it comes to the rotation of the electric drive.

Der elektrische Antrieb steht nach einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung mit einem Aggregat des Kraftfahrzeugs in Verbindung, um eine Drehbewegung auf das Aggregat zu übertragen. Das Aggregat des Kraftfahrzeugs ist dabei bevorzugt eine Verbrennungskraftmaschine. Hierbei kann auch ein Hybridantrieb vorgesehen sein.The electric drive is connected to a possible embodiment of the invention with an aggregate of the motor vehicle in conjunction to transmit a rotary motion to the unit. The unit of the motor vehicle is preferably an internal combustion engine. In this case, a hybrid drive can be provided.

Der elektrische Antrieb kann insofern auch ein Generator oder ein riemengetriebenes Start-Stopp-System sein.The electric drive can insofar also be a generator or a belt-driven start-stop system.

Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt ein Personenkraftwagen. The motor vehicle is preferably a passenger car.

Die vorliegende Erfindung stellt also darauf ab, dass ein Vorheizen des elektrischen Antriebs erfolgt, bevor dieser betätigt wird. Der elektrische Antrieb wird dabei blockiert bzw. er wird so betrieben, dass es zunächst zu keiner Drehung kommt. Erst nach einer Aufheizphase wird die Bremse gelöst bzw. dem elektrischen Antrieb ein solcher Betriebsstrom aufgegeben, dass es zu einer Rotation kommt. The present invention thus provides that a preheating of the electric drive is carried out before it is actuated. The electric drive is thereby blocked or it is operated so that it does not turn first. Only after a heating phase, the brake is released or the electric drive such an operating current abandoned that it comes to a rotation.

Der elektrische Antrieb ist dabei – wie oben bereits ausgeführt – beliebiger Natur; es kann auch ein Generator oder ein riemengetriebenes Start-Stopp-System oder ein anderer elektrischer Antrieb sein, dessen Laufverhalten sich verbessert, wenn es vor dem Start zu einer Temperaturerhöhung im Antrieb kommt. The electric drive is - as already stated above - of any nature; it may also be a generator or a belt-driven start-stop system or another electric drive, whose running behavior improves when it comes to a temperature increase in the drive before the start.

Durch den vorab aufgegebenen Strom bei nicht-rotierendem Antrieb kommt es aufgrund des Stromflusses bzw. aufgrund des erzeugten magnetischen Feldes zu einer Erwärmung des Antriebs und in der Folge dann zu einem besseren Laufverhalten beim Betätigen des Antriebs.Due to the pre-discontinued power with non-rotating drive, it comes due to the Current flow or due to the generated magnetic field to a heating of the drive and then to a better running behavior when operating the drive.

Primär wird die vorliegende Erfindung bei Fahrmotoren eingesetzt, aber es kann sich auch um Lichtmaschinen in Kraftfahrzeugen handeln. Andere bevorzugte Einsatzgebiete sind Start-Stopp-Systeme, sonstige elektrische Antriebe oder Generatoren in Kraftfahrzeugen.Primarily, the present invention is applied to traction motors, but it may also be to alternators in motor vehicles. Other preferred applications are start-stop systems, other electrical drives or generators in motor vehicles.

Demgemäß ist vorgesehen, dass zunächst ein Betrieb des elektrischen Antriebs ohne Bewegung erfolgt, wodurch der Antrieb soweit erwärmt wird, dass der nachteilige Arbeitszustand bei geringer Temperatur vermieden werden kann.Accordingly, it is provided that initially takes place operation of the electric drive without movement, whereby the drive is heated to the extent that the adverse working condition can be avoided at low temperature.

Dabei wird von der Steuerung des Antriebs ein solcher Strom vorgegeben, dass eine hinreichend schnelle Erwärmung stattfindet, dennoch aber keine Schädigungen der Komponenten auftritt. In this case, the control of the drive such a current is given that a sufficiently rapid heating takes place, but still no damage to the components occurs.

Im Falle einer Lichtmaschine bzw. Anlassers kann das Verhindern der Drehbewegung in einfacher Weise erfolgen. Durch die per Keilriemen angebundenen Komponenten wird eine Bewegung zuverlässig verhindert, wenn der Motorstrom nicht über einer definierten Grenze liegt. Ansonsten kann der Einsatz einer gesteuerten mechanischen Bremse ins Auge gefasst werden, um vor dem eigentlichen Start die Drehung des elektrischen Antriebs zu verhindern.In the case of an alternator or starter preventing the rotation can be done in a simple manner. The components connected by V-belts reliably prevent movement if the motor current does not exceed a defined limit. Otherwise, the use of a controlled mechanical brake can be envisaged to prevent the rotation of the electric drive before the actual start.

Da moderne Motorsystem und Anlasser mit einer Betriebsspannung von 48 V arbeiten, ist eine hinreichend schnelle Erwärmung sichergestellt. Since modern engine system and starter with an operating voltage of 48 V work, a sufficiently rapid heating is ensured.

Im Falle von vollelektrischen Antrieben kann der Bremseffekt über das Getriebe bewerkstelligt werden. In the case of all-electric drives of the braking effect can be accomplished via the transmission.

Ein im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung vorhandener Vorteil liegt darin, dass es möglich ist, ein Lagerfett ins Auge zu fassen, das nicht für das übliche breite Temperaturspektrum ausgelegt ist. Üblich ist eine Auslegung für einen Temperaturbereich zwischen –40 °C und 180 °C. Durch den Einsatz der vorliegenden Erfindung kann im gegebenen Falle auf ein Fett übergegangen werden, dass nur für einen kleineren Temperaturbereich vorgesehen ist. Hiermit kann das Fett an den Arbeitsbereich besser und optimiert angepasst werden. An advantage present in connection with the present invention is that it is possible to envisage a bearing grease which is not designed for the usual broad temperature spectrum. It is customary for a temperature range between -40 ° C and 180 ° C. By the use of the present invention, in the given case can be transferred to a grease, which is provided only for a smaller temperature range. This allows the fat to be adjusted to the working area better and optimized.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing, an embodiment of the invention is shown. Show it:

1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der von einem elektrischen Antrieb angelassen wird, und 1 schematically a motor vehicle with an internal combustion engine, which is started by an electric drive, and

2 schematisch den Verlauf eines Motorstrom für den elektrischen Antrieb über der Zeit. 2 schematically the course of a motor current for the electric drive over time.

In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 angedeutet, das mit einem Aggregat 3 in Form einer Verbrennungskraftmaschine betrieben wird. Angelassen wird das Aggregat 3 mit einem elektrischen Antrieb 2. Der elektrische Antrieb 2 steht über Leitungen mit einer Stromquelle 4 (Batterie) in Verbindung. Nicht dargestellt ist eine Steuerung, die die Steuerung des Stroms in den elektrischen Antrieb 2 veranlasst und steuert. In 1 is a motor vehicle 1 indicated with an aggregate 3 is operated in the form of an internal combustion engine. The aggregate is released 3 with an electric drive 2 , The electric drive 2 is via lines with a power source 4 (Battery) in connection. Not shown is a controller that controls the current in the electric drive 2 initiates and controls.

Angedeutet sind weiterhin Bremsmittel 5, mit denen die Drehung des elektrischen Antriebs 2 verhindert werden kann. Beim Bremsen werden beispielsweise Bremsbacken in Richtung der Pfeile auf die zentral angeordnete Welle gepresst.Also indicated are brake means 5 with which the rotation of the electric drive 2 can be prevented. During braking, for example, brake shoes are pressed in the direction of the arrows on the centrally arranged shaft.

Vorgesehen ist, dass – sofern die Außentemperatur unter einem vorgegebenen Wert liegt – nicht sofort beim Starten des Aggregats 3 der elektrische Antrieb 2 betätigt wird, sondern dass der elektrische Antrieb 2 vor der Erzeugung der Drehbewegung für eine vorgegebene Zeit t mit einem Strom I vorgegebener Stromstärke beaufschlagt wird, um insoweit eine Vorwärmung zu bewerkstelligen.It is envisaged that - if the outside temperature is below a predetermined value - not immediately when starting the unit 3 the electric drive 2 is actuated, but that the electric drive 2 is supplied with a current I predetermined current before the generation of the rotational movement for a predetermined time t, so far as to accomplish a preheating.

Dies ist in 2 illustriert, wo der Strom I, der dem elektrischen Antrieb aufgegeben wird, über der Zeit t skizziert ist. This is in 2 illustrates where the current I, which is given to the electric drive, is sketched over the time t.

Zu erkennen ist, dass der Startvorgang des Aggregats 3 durch den elektrischen Antrieb 2 mit einem Nennstrom Inom erfolgt, der auf einem definierten Niveau liegt. It can be seen that the starting process of the unit 3 through the electric drive 2 with a rated current I nom , which is at a defined level.

Das Starten erfolgt hier allerdings erst ca. 2,5 Sekunden (oder nach einer noch längeren Zeit t), nachdem dem elektrischen Antrieb 2 ein niedriger Strom aufgegeben wurde. Dieser ist so gewählt, dass es hierbei noch nicht zu einer Drehung des elektrischen Antriebs 2 kommt, dass allerdings der Strom zu einer Vorwärmung des elektrischen Antriebs 2 und insbesondere dessen Lagerungen kommt. However, the starting takes place here only about 2.5 seconds (or after an even longer time t), after the electric drive 2 a low current was abandoned. This is chosen so that it does not cause a rotation of the electric drive 2 comes, however, that the power to preheat the electric drive 2 and especially its bearings come.

Im schematisch skizzierten Ausführungsbeispiel nach 2 liegt während der Zeit bis zum Starten ein Strom I an, der ca. ein Drittel des Nennstroms beträgt. In the schematically outlined embodiment according to 2 during the time to start a current I, which is about one third of the rated current.

Demgemäß kann das Anlassen des Aggregats 3 bei leicht vorgewärmtem Antrieb 2 erfolgen, so dass trotz geringer Toleranzen im Lager und der Verwendung eines entsprechenden Fetts für ein großes Temperaturspektrums Kreischgeräusche vermieden werden können. Die Lebensdauer der Komponenten wird somit vorteilhaft verlängert. Accordingly, the starting of the unit 3 with slightly preheated drive 2 be done so that in spite of low tolerances in the warehouse and the use of a corresponding fat for a wide temperature spectrum squawk noises can be avoided. The life of the components is thus advantageously extended.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kraftfahrzeug motor vehicle
22
elektrischer Antrieb  electric drive
33
Aggregat aggregate
44
Stromquelle  power source
55
Bremsmittel braking means
tt
Zeit  Time
II
Strom  electricity
Inom I nom
Nennstrom  current

Claims (10)

Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) einen elektrischen Antrieb (2) umfasst und wobei der elektrische Antrieb (2) mit einer Stromquelle (4) verbindbar ist, um eine Drehbewegung auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (2) vor der Erzeugung der Drehbewegung für eine vorgegebene Zeit (t) mit einem Strom (I) vorgegebener Stromstärke beaufschlagt wird.Method for operating a motor vehicle ( 1 ), wherein the motor vehicle ( 1 ) an electric drive ( 2 ) and wherein the electric drive ( 2 ) with a power source ( 4 ) is connectable to perform a rotational movement, characterized in that the electric drive ( 2 ) is applied with a current (I) of predetermined current strength for a predetermined time (t) prior to the generation of the rotational movement. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung während der vorgegebenen Zeit (t) durch Bremsmittel (5) verhindert wird. A method according to claim 1, characterized in that the rotational movement during the predetermined time (t) by braking means ( 5 ) is prevented. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit (t) in einem Bereich zwischen 2 s und 30 s liegt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the time (t) is in a range between 2 s and 30 s. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betrieb des elektrischen Antriebs (2) ein Nennstrom (Inom) vorgesehen ist, wobei der während der vorgegebenen Zeit (t) in den elektrischen Antrieb (2) eingespeiste Strom (I) unterhalb des Nennstroms (Inom) liegt. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the operation of the electric drive ( 2 ) a nominal current (I nom ) is provided, wherein during the predetermined time (t) in the electric drive ( 2 ) fed current (I) is below the rated current (I nom ). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der während der vorgegebenen Zeit (t) in den elektrischen Antrieb (2) eingespeiste Strom (I) maximal 70 % des Nennstroms (Inom) beträgt.A method according to claim 4, characterized in that during the predetermined time (t) in the electric drive ( 2 ) fed current (I) is a maximum of 70% of the rated current (I nom ). Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der während der vorgegebenen Zeit (t) in den elektrischen Antrieb (2) eingespeiste Strom (I) zwischen 25 % und 67 % des Nennstroms (Inom) beträgt.A method according to claim 4 or 5, characterized in that during the predetermined time (t) in the electric drive ( 2 ) supplied current (I) between 25% and 67% of the rated current (I nom ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit (t) und der Strom (I) so gewählt werden, dass sich zumindest Teile des elektrischen Antriebs (2) um mindestens 5 K erwärmt haben.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the time (t) and the current (I) are chosen so that at least parts of the electric drive ( 2 ) have warmed to at least 5K. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb (2) mit einem Aggregat (3) des Kraftfahrzeugs (1) in Verbindung steht, um eine Drehbewegung auf das Aggregat (3) zu übertragen.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electric drive ( 2 ) with an aggregate ( 3 ) of the motor vehicle ( 1 ) is connected to a rotational movement on the unit ( 3 ) transferred to. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat (3) des Kraftfahrzeugs (1) eine Verbrennungskraftmaschine ist. Method according to claim 8, characterized in that the aggregate ( 3 ) of the motor vehicle ( 1 ) is an internal combustion engine. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) ein Personenkraftwagen ist. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the motor vehicle ( 1 ) is a passenger car.
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Citations (4)

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