DE102016200399A1 - Verfahren zur Steuerung einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, System zum Betreiben einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, Computerprogrammprodukt, Steuerungs-/Regelungsvorrichtung, Hybridantrieb und Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur Steuerung einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, System zum Betreiben einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, Computerprogrammprodukt, Steuerungs-/Regelungsvorrichtung, Hybridantrieb und Kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102016200399A1
DE102016200399A1 DE102016200399.2A DE102016200399A DE102016200399A1 DE 102016200399 A1 DE102016200399 A1 DE 102016200399A1 DE 102016200399 A DE102016200399 A DE 102016200399A DE 102016200399 A1 DE102016200399 A1 DE 102016200399A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electric machine
exhaust gas
traction electric
gas turbocharger
electrical energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102016200399.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016200399B4 (de
Inventor
Timo WEHLEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102016200399.2A priority Critical patent/DE102016200399B4/de
Publication of DE102016200399A1 publication Critical patent/DE102016200399A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016200399B4 publication Critical patent/DE102016200399B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/15—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with additional electric power supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18027—Drive off, accelerating from standstill
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4808—Electric machine connected or connectable to gearbox output shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/246—Temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Betriebsweise einer Elektromaschine (2.1) eines elektrifizierten Abgasturboladers (2) bei einem Hybridantrieb (100) eines Kraftfahrzeuges mit einer mittels des Abgasturboladers (2) aufladbaren Verbrennungsmaschine (1) und einer Traktions-Elektromaschine (8), welche mit wenigstens einer Abtriebswelle (10) des Hybridantriebes wirkverbindbar sind, und mit einem elektrischen Energiespeicher (9) zur Energieversorgung der Traktions-Elektromaschine (8) umfassend die Verfahrensschritte: • Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers (9) mittels wenigstens einer physikalischen Größe; • Überführen der Elektromaschine (2.1) des Abgasturboladers (2) in einen elektrische Energie erzeugenden generatorischen Betrieb, wenn ein aktueller Wert der physikalischen Größe einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet oder einem vorgegebenen Mindestwert entspricht oder einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet oder einem vorgegebenen Höchstwert entspricht; • Bereitstellung zumindest eines Teiles der elektrischen Energie der Elektromaschine (2.1) als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine (8). Die Erfindung umfasst ferner ein System (200) zum Betreiben einer Elektromaschine (2.1) eines elektrifizierten Abgasturboladers (2), ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs-/Regelungsvorrichtung (40), ein Hybridantrieb (100) für ein Fahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Betriebsweise einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers bei einem Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer mittels des Abgasturboladers aufladbaren Verbrennungsmaschine, einer Traktions-Elektromaschine und einem elektrischen Energiespeicher zur Energieversorgung der Traktions-Elektromaschine. Die Erfindung betrifft ferner ein System zum Betreiben einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, eine Steuerungs-/Regelungsvorrichtung, einen Hybridantrieb und ein Kraftfahrzeug.
  • Hybridfahrzeuge weisen üblicherweise wenigstens zwei Energieumwandler und zwei im Fahrzeug eingebaute Energiespeicher auf, um das Fahrzeug anzutreiben. Beispielsweise sind in Hybridelektrofahrzeugen eine Traktions-Elektromaschine und eine Verbrennungsmaschine miteinander kombiniert, welche die Energieumwandler bilden. Hinzu kommen ein Akkumulator und ein Kraftstofftank, welche die Energiespeicher bilden.
  • Bei der Weiterentwicklung derartiger Antriebssysteme kommt der Traktions-Elektromaschine immer größere Bedeutung zu. Es wird eine höhere Ausnutzung der Traktions-Elektromaschine beispielsweise angestrebt, um den mechanischen Aufwand des Antriebssystems zu begrenzen und Kosten sowie Bauvolumen zu reduzieren.
  • Demgegenüber steht jedoch, dass die Traktionsenergie aus dem elektrischen Energiespeicher üblicherweise nur eingeschränkt zur Verfügung steht oder nicht ausreichend ist, um den sich aus einer jeweiligen Fahrsituation ergebenden elektrischen Energiebedarf der Elektromaschine zu decken. Eine Ursache dafür ist beispielsweise die deutlich verminderte elektrische Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers bei niedrigen Temperaturen, wenn Lithium-Ionen-Akkumulatoren zum Einsatz kommen. Auch kann es sein, dass der elektrische Energiespeicher einen zu geringen Ladestand aufweist.
  • Einer Ausführungsform der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wenigstens eine Möglichkeit vorzuschlagen, bei einem Hybridantrieb mit Traktions-Elektromaschine und elektrischem Energiespeicher einen Betrieb der Traktions-Elektromaschine auch dann zu ermöglichen, wenn der Bedarf an elektrischer Antriebsenergie aus dem elektrischen Energiespeicher nicht oder nur teilweise gedeckt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Ferner wird diese Aufgabe mit einem System gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 6 aufweist. Darüber hinaus werden zur Lösung der Aufgabe ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruches 11, eine Steuerungs-/Regelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 12, ein Hybridantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 13 sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 19 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung der Betriebsweise einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers bei einem Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer mittels des Abgasturboladers aufladbaren oder aufgeladenen Verbrennungsmaschine und einer Traktions-Elektromaschine, welche mit wenigstens einer Abtriebswelle des Hybridantriebes wirkverbindbar oder wirkverbunden sind, und mit einem elektrischen Energiespeicher zur Energieversorgung der Traktions-Elektromaschine vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:
    • • Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers mittels wenigstens einer physikalischen Größe;
    • • Überführen der Elektromaschine des Abgasturboladers in einen elektrische Energie erzeugenden generatorischen Betrieb, wenn ein aktueller Wert der physikalischen Größe einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet oder einem vorgegebenen Mindestwert entspricht oder einen vorgegebenen Höchstwert, wie beispielsweise einen Temperaturwert, überschreitet oder einem vorgegebenen Höchstwert entspricht;
    • • Bereitstellung zumindest eines Teiles der elektrischen Energie der Elektromaschine als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine.
  • Durch ein solches Verfahren ist ein hybridisches Fahren oder Anfahren des Kraftfahrzeuges mittels der Verbrennungsmaschine und der Traktions-Elektromaschine oder ein rein elektrisches Fahren oder Anfahren mittels der Traktions-Elektromaschine auch dann möglich, wenn der elektrische Energiespeicher die für die jeweilige Fahrsituation erforderliche Antriebsleistung bzw. Traktionsleistung nur eingeschränkt oder nicht ausreichend zur Verfügung stellt. Dazu wird auf den Abgasturbolader für die Verbrennungsmaschine zurückgegriffen, indem die Elektromaschine des Abgasturboladers als Generator genutzt wird.
  • Dies kann in der Art und Weise geschehen, dass die im Verdichterbetrieb des Abgasturboladers motorisch arbeitende Elektromaschine oder abgeschaltete Elektromaschine von dem motorischen Betrieb in den generatorischen Betrieb umgeschaltet wird. Im generatorischen Betrieb wird die Elektromaschine durch die Abgasturbine und/oder die Luftverdichtereinheit des Abgasturboladers angetrieben und dadurch von der Elektromaschine elektrische Energie erzeugt, welche dann als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine genutzt wird.
  • Beispielsweise ist dadurch ein Anfahren des Fahrzeuges auch bei kalten Temperaturen möglich, wobei dazu gar nicht oder zumindest nur teilweise auf den elektrischen Energiespeicher zurückgegriffen werden braucht. Selbst auf ein Vorheizen des elektrischen Energiespeichers kann verzichtet werden, da je nach Anwendungsfall dann elektrische Antriebsenergie teilweise oder vollständig von der Elektromaschine des Abgasturboladers zur Verfügung gestellt wird.
  • Durch das Verfahren lassen sich in technisch einfacher Weise wenigstens folgende Situationen durch die Bereitstellung von elektrischer Antriebsenergie aus der Elektromaschine des Abgasturboladers abdecken: Der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers ist unzureichend. Die Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers ist unzureichend. Es liegt kurzfristig eine hohe Leistungsanforderung vor, welche von dem elektrischen Energiespeicher nicht mehr gedeckt werden kann. Diese Situation ist beispielsweise gegeben, wenn beim Fahren oder Anfahren stark beschleunigt wird.
  • Die wenigstens eine physikalische Größe, welche zur Überwachung des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers genutzt wird, kann die Spannung des elektrischen Energiespeichers und/oder der elektrische Strom und/oder die Kapazität des elektrischen Energiespeichers und/oder wenigstens eine Temperatur, wie beispielsweise die Temperatur des elektrischen Energiespeichers, sein. Die physikalische Größe kann durch Messen erfasst werden. Auch kann die physikalische Größe eine Berechnungsgröße sein, welche aus berechneten und/oder gemessenen Größen ermittelt wird. Die physikalische Größe kann auf Momentanwerte basieren, welche beispielsweise in vorgegebenen Abständen ermittelt werden, und den vorstehend beschriebenen aktuellen Wert bilden können.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf ein hybridisches Anfahren mittels der Verbrennungsmaschine und der Traktions-Elektromaschine, beispielsweise ein Vorwärtsanfahren oder ein Rückwärtsanfahren. Es sind dabei die Verfahrensschritte umfasst:
    • • Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers mittels der wenigstens einen physikalischen Größe;
    • • Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges, beispielsweise anhand der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder der Stellung des Gaspedales;
    • • Überführen der Elektromaschine des Abgasturboladers in den generatorischen Betrieb, wenn ein Anfahrvorgang oder ein sich anbahnender Anfahrvorgang des Kraftfahrzeuges festgestellt ist und wenn ein aktueller Wert der physikalischen Größe einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet oder einem vorgegebenen Mindestwert entspricht oder einen vorgegebenen Höchstwert, wie beispielsweise einen Temperaturwert, überschreitet oder einem vorgegebenen Höchstwert entspricht;
    • • Bereitstellung zumindest eines Teiles der elektrischen Energie der Elektromaschine als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine.
  • Bezüglich dieser Weiterbildung kann der vorgegebene Höchstwert der bereits vorstehend beschriebene Höchstwert sein. Auch kann der vorgegebene Mindestwert der bereits vorstehend beschriebene Mindestwert sein.
  • Eine weitere Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf ein rein elektromotorisches Anfahren mittels der Traktions-Elektromaschine, beispielsweise ein Vorwärtsanfahren und/oder ein Rückwärtsanfahren. Es sind dabei die Verfahrensschritte umfasst:
    • • Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers mittels der wenigstens einen physikalischen Größe;
    • • Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges, beispielsweise anhand der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder der Stellung des Gaspedales;
    • • Starten der Verbrennungsmaschine, insbesondere selbsttätiges Starten der Verbrennungsmaschine, und vorzugsweise anschließendes oder gleichzeitiges Überführen der Elektromaschine des Abgasturboladers in den generatorischen Betrieb, wenn ein Anfahrvorgang oder ein sich anbahnender Anfahrvorgang festgestellt ist und wenn ein aktueller Wert der physikalischen Größe einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet oder einem vorgegebenen Mindestwert entspricht oder einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet, wie beispielsweise einen Temperaturwert, oder einem vorgegebenen Höchstwert entspricht;
    • • Bereitstellung zumindest eines Teiles der elektrischen Energie der Elektromaschine als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine.
  • Bezüglich dieser weiteren Weiterbildung kann der vorgegebene Höchstwert der bereits vorstehend beschriebene Höchstwert sein. Auch kann der vorgegebene Mindestwert der bereits vorstehend beschriebene Mindestwert sein.
  • Es bietet sich an, dass die von der Elektromaschine bereitgestellte Antriebsenergie zumindest teilweise der Traktions-Elektromaschine zugeführt wird, insbesondere direkt zugeführt wird. Dadurch ist eine schnelle Versorgung der Traktions-Elektromaschine mit elektrischer Antriebsenergie von der Elektromaschine des Turboladers gewährleistet. Kurzfristig auftretende Situationen mit einer Unterversorgung der Traktions-Elektromaschine mit elektrischer Leistung aus dem elektrischen Energiespeicher können dadurch schnell und in technisch einfacher Weise behoben werden. Sofern eine derartige Situation bereits vorab erkannt wird, ist auf diese Art und Weise eine schnelle Bereitstellung aus der Elektromaschine des Abgasturboladers möglich, so dass etwaige Unterdeckungssituationen erst gar nicht entstehen.
  • Alternativ oder ergänzend kann es vorgesehen sein, dass die von der Elektromaschine bereit gestellte Antriebsenergie zumindest teilweise dem elektrischen Energiespeicher zugeführt wird. Dadurch kommt es zugleich auch zu einer Aufladung des elektrischen Energiespeichers.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein System zum Betreiben einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers bei einem Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer mittels des Abgasturboladers aufladbaren oder aufgeladenen Verbrennungsmaschine und einer Traktions-Elektromaschine, welche mit wenigstens einer Abtriebswelle des Hybridantriebes wirkverbindbar sind, und mit einem elektrischen Energiespeicher zur Energieversorgung der Traktions-Elektromaschine vorgesehen. Das System ist zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens nutzbar. Das System umfasst:
    • • Mittel zum Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers unter Nutzung wenigstens einer physikalischen Größe;
    • • Mittel zum Überführen der Elektromaschine des Abgasturboladers in einen elektrische Energie erzeugenden generatorischen Betrieb;
    • • Mittel zum Bereitstellen zumindest eines Teiles der elektrischen Energie der Elektromaschine als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine.
  • Dadurch lässt sich das vorstehend beschriebene Verfahren in technisch einfacher Weise realisieren.
  • Die wenigstens eine physikalische Größe, welche zur Überwachung des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers genutzt wird, kann die Spannung des elektrischen Energiespeichers und/oder der elektrische Strom und/oder die Kapazität des elektrischen Energiespeichers und/oder wenigstens eine Temperatur, wie beispielsweise die Temperatur des elektrischen Energiespeichers, sein. Die physikalische Größe kann durch Messen erfasst werden. Auch kann die physikalische Größe eine Berechnungsgröße sein, welche aus berechneten und/oder gemessenen Größen ermittelt wird. Die physikalische Größe kann auf Momentanwerte basieren, welche beispielsweise in vorgegebenen Abständen ermittelt werden.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zum Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Dadurch lässt sich das vorstehend beschriebene Verfahren bei einem Anfahren des Kraftfahrzeuges in technischer einfacher Weise realisieren. Die Mittel zum Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges können die Geschwindigkeit und/oder die Stellung des Gaspedales des Fahrzeuges, beispielsweis als Messwerte und/oder berechnete Werte, nutzen oder enthalten.
  • Durch die Mittel zum Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges ist das System zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens im Hinblick auf ein hybridisches Anfahren mittels der Verbrennungsmaschine und der Traktions-Elektromaschine und im Hinblick auf ein rein elektromotorisches Anfahren mittels der Traktions-Elektromaschine geeignet.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass Mittel zum Starten der Verbrennungsmaschine, insbesondere zum selbsttätigen Starten der Verbrennungsmaschine vorgesehen sind. Dadurch lässt sich das vorstehend beschriebene Verfahren bei einem rein elektromotorischen Anfahren des Kraftfahrzeuges mittels der Traktions-Elektromaschine in technischer einfacher Weise realisieren.
  • Es bietet sich an, dass die Elektromaschine des Abgasturboladers und die Traktions-Elektromaschine elektrisch verbindbar sind oder elektrisch verbunden sind, beispielsweise um von der Elektromaschine bereitgestellte Antriebsenergie der Traktions-Elektromaschine zuzuführen.
  • Ergänzend oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Elektromaschine des Abgasturboladers und der elektrische Energiespeicher elektrisch verbindbar sind oder elektrisch verbunden sind, beispielsweise um von der Elektromaschine bereit gestellte Antriebsenergie über den elektrischen Energiespeicher der Traktions-Elektromaschine zuzuführen.
  • Mittel im Sinne der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch, beispielsweise als Computerprogramm oder als Computerprogrammmodul, ausgebildet sein.
  • Die Mittel können insbesondere eine digitale Verarbeitungseinheit aufweisen, die vorzugsweise eine Mikroprozessoreinheit (CPU) aufweist. Die CPU kann mit einem Speichersystem und/oder Bussystem Daten- und/oder signalverbunden sein. Die Mittel können ferner ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die digitale Verarbeitungseinheit kann derart ausgebildet sein, dass Befehle, welche als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abgearbeitet, Eingangssignale von einem Datenbussystem entgegengenommen und/oder Ausgangssignale an ein Datenbussystem abgegeben werden.
  • Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien aufweisen. Die Speichermedien können insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere, vorzugsweise nicht-flüchtige Speichermedien sein.
  • Durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt umfasst, welches einen Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, aufweist, zur Durchführung wenigstens einer Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
  • Auch ist durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung eine Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung mit einem Computerprogrammprodukt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst.
  • Nach einer wiederum weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Hybridantrieb für ein Fahrzeug umfasst, mit einem elektrifizierten Abgasturbolader, aufweisend eine Elektromaschine, mit einer mittels eines Abgasturboladers aufladbaren oder aufgeladenen Verbrennungsmaschine und einer Traktions-Elektromaschine, welche mit wenigstens einer Abtriebswelle des Hybridantriebes wirkverbindbar sind, mit einem elektrischen Energiespeicher zur Energieversorgung der Traktions-Elektromaschine und mit einer Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Systems, welches zum Betreiben der Elektromaschine des Abgasturboladers dient.
  • Insbesondere sind die Verbrennungsmaschine und die Traktions-Elektromaschine mit der Abtriebswelle direkt oder indirekt wirkverbindbar. Insbesondere sind die Traktions-Elektromaschine und die Verbrennungsmaschine mit der wenigstens einen Abtriebswelle derart wirkverbindbar, dass eine von der Verbrennungsmaschine und/oder der Traktions-Elektromaschine zur Verfügung gestellte Antriebskraft zumindest teilweise über die wenigstens eine Abtriebswelle in den Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges leitbar ist. Der Hybridantrieb kann als Achshybrid ausgebildet sein. Beispielsweise sind dann zwei Abtriebswellen vorgesehen, von denen eine Abtriebswelle mit der Verbrennungsmaschine wirkverbindbar ist und die andere Abtriebswelle mit der Traktions-Elektromaschine wirkverbindbar oder wirkverbunden ist. Der Hybridantrieb kann ferner als Range-Extender-Antrieb ausgebildet sein.
  • Dieser Hybridantrieb ermöglicht es, dass das vorstehend beschriebene Verfahren, beispielsweise mittels des vorstehend beschriebenen Systems durchgeführt werden kann, ein elektrifizierter Abgasturbolader vorgesehen ist. Durch die Elektromaschine des Abgasturboladers ist ein Energiewandler vorhanden, mittels dem mechanische Energie in elektrische Energie gewandelt werden kann, um sie als Antriebsenergie der Traktions-Elektromaschine zur Verfügung zu stellen.
  • Es bietet sich an, dass der Hybridantrieb ein auf die wenigstens eine Abtriebswelle treibend wirkendes oder wirkbares Getriebe hat, welches mit der Verbrennungsmaschine wirkverbindbar ist oder wirkverbunden ist. Es bietet sich ferner an, dass das Getriebe ohne Anfahr-Vorwärtsgang und/oder ohne Anfahr-Rückwärtsgang und/oder ohne Anfahrelement ausgeführt ist. Durch ein solches reduziertes Getriebe ist der Getriebewirkungsgrad verbessert, da aufgrund des fehlenden Anfahrganges bzw. fehlenden Anfahrelementes verlusterzeugende Bauteile eingespart sind.
  • Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Getriebe eine Getriebeeingangswelle aufweist und die Traktions-Elektromaschine mit der Getriebeeingangswelle triebverbindbar oder triebverbunden ist. Insbesondere ist die Abtriebswelle der Traktions-Elektromaschine mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbindbar oder verbunden.
  • Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Traktions-Elektromaschine als Modul an dem Getriebe angebunden ist, dessen Antriebskraft in das Getriebe einkoppelbar ist, insbesondere als Überlagerungskraft zu der Antriebskraft der Verbrennungsmaschine in das Getriebe einkoppelbar ist.
  • Nach einer wiederum alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Traktions-Elektromaschine in das Getriebe integriert ist, so dass bei einem Antreiben durch die Verbrennungsmaschine die Antriebskraft der Traktions-Elektromaschine zur Stützung und/oder Synchronisation im Zuge eines Schaltvorganges nutzbar ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Traktions-Elektromaschine mit der Abtriebswelle des Hybridantriebes triebverbindbar ist oder triebverbunden ist und in Richtung des von der Verbrennungsmaschine ausgehenden Kraftflusses dem Getriebe nachgeschaltet angeordnet ist.
  • Eine weitere alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Hybridantrieb neben der Abtriebswelle eine weitere Abtriebswelle aufweist, von denen eine Abtriebswelle mit der Verbrennungsmaschine wirkverbindbar ist und die andere Abtriebswelle mit der Traktions-Elektromaschine wirkverbindbar oder wirkverbunden ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem System und/oder einem Hybridantrieb und/oder einem Computerprogrammprodukt gemäß wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung.
  • Durch die Erfindung wird ein Hybridsystem umfassend ein Hybridgetriebe mit einer Traktions-Elektromaschine oder ein Range-Extender-Getriebe mit einer Traktions-Elektromaschine oder ein Hybridsystem mit einer abtriebsgekoppelten Traktions-Elektromaschine kombiniert mit einer Verbrennungsmaschine, welche mit einem elektrischen Abgasturbolader ausgeführt ist. Durch den elektrischen Abgasturbolader kann seriell die Traktions-Elektromaschine mit elektrischer Antriebsenergie versorgt werden. Auch kann das Getriebe, also das Hybridgetriebe bzw. das Range-Extender-Getriebe, reduziert ausgeführt werden, beispielsweise indem das Getriebe keinen Anfahrgang, wie beispielsweise keinen Vorwärts-Anfahrgang und/oder keinen Rückwärts-Anfahrgang, aufweist.
  • Durch die Erfindung kann der Hybridantrieb auf lediglich eine einzige Traktions-Elektromaschine reduziert werden. Eine zusätzliche zweite Traktions-Elektromaschine zur Bereitstellung der elektrischen Leistung für den Antrieb kann entfallen.
  • Durch die Erfindung verfügt der Hybridantrieb im seriellen Betrieb über hohe Raddrehmomente bei geringer bis mittlerer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, je nach Leistungsfähigkeit des elektrifizierten Abgasturboladers und der eingesetzten Traktions-Elektromaschine. Es ist über den seriellen Betrieb ein elektrisches Anfahren oder Fahren oder Rückwärtsfahren möglich, selbst wenn der elektrische Energiespeicher entladen ist.
  • Durch die Erfindung kann der Hybridantrieb folgende Funktionen aufweisen: Standladen in den Gangpositionen „P“ und „N“ des Gangwahlhebels des Getriebes, Anfahren aus dem Ladebetrieb in den Gangpositionen „D“ und „R“, dauerhafte Kriechfahrt im seriellen Betrieb ohne Kupplungsbelastung, Hochvoltbordnetzversorgung im Kriechbetrieb.
  • Durch die Erfindung bleiben die Vorteile eines elektrifizierten Abgasturboladers unberührt, da je nach Bedarf der Abgasturbolader aktiviert werden kann, wobei sich dann die Elektromaschine des Abgasturboladers in einem motorischen Betrieb befindet. Insofern ist durch die Erfindung auch sichergestellt, dass mittels des elektrifizierten Abgasturboladers eine Reduzierung des Turbolochs und/oder eine Effizienz- und Leistungssteigerung der Verbrennungsmaschine erreicht ist und beispielsweise auch eine Kühlung erreicht wird, wenn das Kraftfahrzeug bei laufender Verbrennungsmaschine stillsteht.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
  • 1 eine mögliche Ausführungsform eines Hybridantriebes für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungsmaschine, einem elektrifizierten Abgasturbolader und einer Traktions-Elektromaschine in schematisierter Darstellung,
  • 2 bis 6 zeigen unterschiedliche Varianten der Einbindung der Traktions-Elektromaschine in den Hybridantrieb gemäß der 1 jeweils in schematisierter Darstellung.
  • 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Hybridantriebes 100 für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungsmaschine 1 und einer Traktions-Elektromaschine 8.
  • Der Hybridantrieb 100 hat eine Abtriebswelle 10 als Ausgangswelle, welche mit der Verbrennungsmaschine 1 und der Traktions-Elektromaschine 8 derart triebverbindbar ist, dass eine von der Verbrennungsmaschine 1 und/oder der Traktions-Elektromaschine 8 zur Verfügung gestellte Antriebskraft zumindest teilweise über die Abtriebswelle 10 in den (in der 1 nicht dargestellten) Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges leitbar ist. Dazu kann eine Kupplung K0 vorgesehen sein, mittels welcher die Verbrennungsmaschine 1 mit der Abtriebswelle 10 triebverbindbar ist. Ergänzend oder alternativ kann eine Kupplung K1 vorgesehen sein, mittels welcher die Traktions-Elektromaschine 8 mit der Abtriebswelle 10 triebverbindbar ist. Die Kupplungen K0 und K1 sind beispielhaft in der 1 angedeutet.
  • Der Hybridantrieb 100 hat einen elektrischen Energiespeicher 9, welcher zur Versorgung der Traktions-Elektromaschine 8 mit elektrischer Antriebsenergie dient und dazu beispielsweise über eine elektrische Leitung 98 mit der Traktions-Elektromaschine 8 elektrisch verbunden oder verbindbar ist. Der elektrische Energiespeicher 9 kann aus mehreren Akkumulatoren gebildet sein, beispielsweise aus einer Vielzahl von Lithium-Ionen-Akkumulatoren.
  • Der Hybridantrieb 100 hat ferner einen elektrifizierten Abgasturbolader 2. Seine Elektrifizierung ist dadurch bewirkt, dass eine Elektromaschine 2.1 vorgesehen ist, welche in einem generatorischen Betrieb und/oder in einem motorischen Betrieb und/oder im Leerlauf betrieben werden kann. Die Elektromaschine 2.1 hat dazu beispielsweise einen (in der 1 nicht dargestellten) Rotor an einer Welle 2.2 des Abgasturboladers 2 drehfest angebunden. Wenn die Elektromaschine 2.1 sich im motorischen Betrieb befindet, treibt die Elektromaschine 2.1 die Welle 2.2 beispielsweise gemäß Pfeil 12 an. Sofern sich die Elektromaschine 2.1 im generatorischen Betrieb befindet, wird die Elektromaschine 2.1 von der Welle 2.2 angetrieben und damit die kinetische Bewegungsenergie der Welle 2.2 in nutzbare elektrische Energie gewandelt.
  • Bevorzugt weist der Abgasturbolader 2 wenigstens eine Abgasturbine 2.3 und wenigstens einen Verdichter 2.4 auf, welche beispielsweise mit der Welle 2.2 drehfest verbunden sind. Bevorzugt sind die Abgasturbine 2.3 und der Verdichter 2.4 gemeinsam auf der Welle 2.2 und/oder koaxial zur Welle 2.2 angeordnet. Die Abgasturbine 2.3 kann innerhalb eines Abgaskanales 3 angeordnet sein, mittels dem das Abgas der Verbrennungsmaschine 1 in Richtung gemäß der Pfeile 4 von der Verbrennungsmaschine 1 weggeführt wird. Der Verdichter 2.4 kann innerhalb eines Verbrennungsluftkanales 5 angeordnet sein, wobei mittels des Verbrennungsluftkanales 5 Verbrennungsluft gemäß der Pfeile 6 der Verbrennungsmaschine 1 zugeführt wird.
  • Die Elektromaschine 2.1 des Abgasturboladers 2 ist von einer Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung 40, beispielsweise einer Steuereinheit 41, ansteuerbar, welche Teil eines Systems 200 zum Betreiben einer Elektromaschine eines Abgasturboladers ist. Vorliegend dient das System 200 zum Betreiben der Elektromaschine 2.1 des Abgasturboladers 2.
  • Das System 200 weist Mittel 50 zum Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers 9 auf. Die Mittel 50 können zum Überwachen des Ladezustandes bzw. der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers 9 wenigstens eine physikalische Größe, wie beispielsweise die elektrische Spannung und/oder der elektrische Strom und/oder die elektrische Kapazität des Energiespeichers 9 und/oder die Temperatur des elektrischen Energiespeichers 9 nutzen, beispielsweise indem die Mittel 50 wenigstens ein Erfassungselement auf der Basis einer solchen physikalischen Größe aufweisen.
  • Das System 200 weist ferner Mittel 60 zum Überführen der Elektromaschine 2.1 des Abgasturboladers 2, beispielsweise ausgehend von einem motorischen Betrieb oder einem Leerlaufbetrieb, in einen generatorischen Betrieb auf. Die Mittel 60 können als Schaltmittel ausgebildet sein, mittels welchen die Elektromaschine 2.1, beispielsweise ausgehend von dem motorischen Betrieb, in den generatorischen Betrieb umgeschaltet wird.
  • Weiterhin weist das System 200 Mittel 70 zum Bereitstellen zumindest eines Teiles der elektrischen Energie der Elektromaschine 2.1 als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine 8 auf. Die Mittel 70 umfassen eine elektrische Verbindung zwischen der Elektromaschine 2.1 und der Traktions-Elektromaschine 8, über welche die Traktions-Elektromaschine 8 mit elektrischer Antriebsenergie versorgt wird, wenn die Elektromaschine 2.1 sich im generatorischen Betrieb befindet und wenn hierzu die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung 40 bzw. die Steuereinheit 41 die Elektromaschine 2.1 und/oder die Traktions-Elektromaschine 8 beispielsweise über elektrische Steuer- und/oder Signalleitungen 92, 93 entsprechend ansteuert.
  • Die elektrische Verbindung kann eine elektrische Leitung 91 von der Elektromaschine 2.1 zu der Traktions-Elektromaschine 8 sein. Auch kann die elektrische Verbindung durch eine (in der 1 nicht dargestellte) elektrische Leitung von der Elektromaschine 2.1 zu dem elektrischen Energiespeicher 9 gebildet sein, über welchen dann die Traktions-Elektromaschine 8 mit Antriebsenergie versorgt wird und der elektrische Energiespeicher 9 zusätzlich aufladbar ist.
  • Zusätzlich kann das System 200 Mittel 80 zum Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges aufweisen. Die Mittel 80 können zum Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges die Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder die Stellung des Gaspedales des Fahrzeuges nutzen. Hierzu können entsprechende Sensorelemente oder dergleichen Erfassungs- oder Erkennungselemente vorgesehen sein.
  • Ebenfalls kann das System 200 Mittel 90 zum Starten der Verbrennungsmaschine 1 aufweisen. Bevorzugt sind die Mittel 90 zum selbsttätigen Starten der Verbrennungsmaschine 1 ausgebildet.
  • Bevorzugt sind die Mittel 50 über wenigstens eine elektrische Steuerleitung 94, die Mittel 70 über wenigstens eine elektrische Steuer- und/oder Signalleitung 95, die Mittel 80 über wenigstens eine elektrische Steuer- und/oder Signalleitung 96 und die Mittel 90 über wenigstens eine elektrische Steuer- und/oder Signalleitung 97 mit der Steuerungs-/Regelungsvorrichtung 40 bzw. der Steuereinheit 41 wirkverbunden. Die Mittel 60 können in die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung 40 bzw. die Steuereinheit 41 integriert sein oder über eine (in der 1 nicht dargestellte) elektrische Steuer- und/oder Signalleitung mit der Steuerungs-/Regelungsvorrichtung 40 bzw. die Steuereinheit 41 wirkverbunden sein.
  • Bevorzugt weist der Hybridantrieb 100 ein Getriebe 7 mit einer Getriebeeingangswelle 7.1 und einer Getriebeausgangswelle 7.2 auf. Das Getriebe 7 ist über die Getriebeeingangswelle 7.1 mit der Verbrennungsmaschine 1 wirkverbindbar und über die Getriebeausgangswelle 7.2 mit der Abtriebswelle 10 wirkverbindbar bzw. wirkverbunden, insbesondere drehfest verbunden ist.
  • Der Hybridantrieb 100 gemäß der 1 ist in der Weise ausgebildet, dass das Fahrzeug rein elektrisch mittels der Traktions-Elektromaschine 8 angefahren wird. Bevorzugt ist dazu das Getriebe 7 als ein reduziertes Getriebe ausgebildet, welches beispielsweise ohne Anfahr-Vorwärtsgang und/oder ohne Anfahr-Rückwärtsgang und/oder ohne Anfahrelement ausgeführt ist.
  • Mittels des Systems 200 ist bei einem Kraftfahrzeug mit dem Hybridantrieb 100 folgende Funktionsweise möglich:
    Durch die Mittel 50 wird der Ladezustand und/oder die Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers 9 überwacht. Ferner wird durch die Mittel 80 ein Anfahrvorgang oder ein sich anbahnender Anfahrvorgang des Kraftfahrzeuges erkannt. Sofern der Fahrer des Kraftfahrzeuges Vorbereitungen trifft, um das Kraftfahrzeug anzufahren, beispielsweise indem der Fahrer das Zündschloss betätigt und/oder das Gaspedal betätigt, werden diese Maßnahmen von den Mitteln 80 als Anfahrvorgang oder sich anbahnender Anfahrvorgang erkannt. Gegebenenfalls ist auch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bei der Erkennung genutzt, da einem Anfahrvorgang bzw. sich anbahnenden Anfahrvorgang ein Stillstand des Fahrzeuges oder eine zumindest nur geringfügige Fahrgeschwindigkeit zugrunde liegt.
  • Sofern nunmehr die Mittel 80 einen Anfahrvorgang oder einen sich anbahnenden Anfahrvorgang des Kraftfahrzeuges erkennen, wird mittels der Steuerungs-/Regelungsvorrichtung 40 bzw. der Steuereinheit 41 überprüft, ob der Ladezustand und/oder die Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers 9 ausreichend ist, um für ein Anfahren des Kraftfahrzeuges mittels der Traktions-Elektromaschine 8 die benötigte Traktionsenergie ausreichend zur Verfügung steht. Dieser Überprüfungsvorgang kann dadurch vollzogen werden, dass ein aktueller Wert der hierzu benutzten wenigstens einen physikalischen Größe, wie beispielsweise die elektrische Spannung und/oder der elektrische Strom und/oder die elektrische Kapazität des elektrischen Energiespeichers 9 einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet.
  • Diese Überprüfungsprozedur kann auch vor dem Feststellen des Anfahrvorganges oder des sich anbahnenden Anfahrvorganges vorgenommen sein. Maßgebend ist, dass die zur Überwachung des Ladezustandes bzw. der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers 9 zugrunde gelegte wenigstens eine physikalische Größe einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet und ein Anfahrvorgang oder ein sich anbahnender Anfahrvorgang erkannt worden ist.
  • In diesem Fall steuert die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung 40 bzw. die Steuereinheit 41 die Mittel 90 und die Mittel 60 an. Durch die Mittel 90 wird die Verbrennungsmaschine 1 selbsttätig startet. Durch die Mittel 60 wird die Elektromaschine 2.1 des Abgasturboladers 2 in den generatorischen Betrieb überführt. Das Starten der Verbrennungsmaschine 1 kann vor dem Umschalten der Elektromaschine 2.1 in den generatorischen Betrieb erfolgen. Grundsätzlich kann das Starten der Verbrennungsmaschine 1 gleichzeitig oder nach dem Überführen der Elektromaschine 2.1 in den generatorischen Betrieb erfolgen.
  • Die Verbrennungsmaschine 1 befindet sich dann ohne Last im Leerlauf oder in einer erhöhten Leerlaufdrehzahl, so dass durch das erzeugte Abgas und die eingesaugte Verbrennungsluft die Abgasturbine 2.3 und der Verdichter 2.4 des Abgasturboladers 2 angetrieben werden und über die Welle 2.2 zugleich die Elektromaschine 2.1 angetrieben wird.
  • Darüber hinaus steuert die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung 40 bzw. die Steuereinheit 41 die Mittel 70 an, durch welche zumindest ein Teil der nunmehr erzeugten elektrischen Energie der Elektromaschine 2.1 als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine bereit gestellt wird. Durch die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung 40 bzw. die Steuereinheit 41 wird dazu beispielsweise gesteuert, dass die von der Elektromaschine 2.1 erzeugte elektrische Energie über die elektrische Leitung 91 zu der Traktions-Elektromaschine 8 geleitet wird.
  • 2 zeigt den Hybridantrieb 100 gemäß der 1 in einer schemenhaften Darstellung der Verbrennungsmaschine 1, des Getriebes 7 und der Traktions-Elektromaschine 8, um die Art und Weise der mechanischen Anbindung der Traktions-Elektromaschine 8 zu zeigen. Wie daraus und bereits aus der 1 ersichtlich ist, ist die Verbrennungsmaschine 1 über deren Abtriebswelle 14, beispielsweise mittels der Kupplung K0 und/oder mittels des Kupplung K1, mit der Getriebeeingangswelle 7.1 wirkverbindbar oder wirkverbunden. Die Antriebskraft der Traktions-Elektromaschine 8 ist über deren Abtriebswelle 13 am Eingang oder vor dem Eingang des Getriebes 7, beispielsweise mittels der Kupplung K1, einkoppelbar, beispielsweise wenn vorab oder im Wesentlichen gleichzeitig mittels der Kupplung K0 die Verbrennungsmaschine 1 abgekoppelt wurde bzw. wird. Im eingekoppelten Zustand wirkt die Traktions-Elektromaschine 8 treibend auf die Getriebeeingangswelle 7.1. Für einen elektromotorischen Betrieb mittels der Traktions-Elektromaschine 8 ist dann die Verbrennungsmaschine 1 von der Getriebeeingangswelle 7.1 abgekoppelt.
  • 3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Hybridantriebes 100.1. Dort ist die Traktions-Elektromaschine 8 als Modul an dem Getriebe 7 angebunden und die Antriebskraft in das Getriebe 7 einkoppelbar. Dies kann in der Weise erfolgen, dass die Antriebskraft der Traktions-Elektromaschine 8 als Überlagerungskraft zu der Antriebskraft der Verbrennungsmaschine 1 in das Getriebe 7 eingekoppelt wird. Alternativ kann dies in der Weise erfolgen, dass die Traktions-Elektromaschine 8 mittels einer Kupplung K2 mit einer Welle 15 des Getriebes 7 triebverbunden wird, wie das beispielhaft in der 3 dargestellt ist.
  • 4 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung eines Hybridantriebes 100.2. Der Hybridantrieb 100.2 unterscheidet von den Hybridantrieben 100 und 100.1 unter anderem dadurch, dass der Hybridantrieb 100.2 neben der Abtriebswelle 10 eine weitere Abtriebswelle 11 hat. Die Abtriebswelle 10 ist über das Getriebe 7 mit der Verbrennungsmaschine 1 wirkverbindbar, beispielsweise mittels einer Kupplung K4. Die weitere Abtriebswelle 11 ist mit der Traktions-Elektromaschine 8 wirkverbindbar, beispielsweise mittels einer Kupplung K3, oder wirkverbunden. Dadurch kann ein sogenannter Achshybrid realisiert werden, beispielsweise indem die Abtriebswelle 10 auf Vorderräder treibend wirkt und die Abtriebswelle 11 auf die Hinterräder des Kraftfahrzeuges treibend wirkt.
  • 5 zeigt eine wiederum weitere alternative Ausführungsform eines Hybridantriebes 100.3. Der Hybridantrieb 100.3 unterscheidet sich von dem Hybridantrieb 100, dem Hybridantrieb 100.1 und dem Hybridantrieb 100.2 unter anderem dadurch, dass die Traktions-Elektromaschine 8 in das Getriebe 7 integriert ist, so dass bei einem Antreiben durch die Verbrennungsmaschine 1 die Antriebskraft der Traktions-Elektromaschine 8 zur Stützung und/oder zur Synchronisation im Zuge eines Schaltvorganges genutzt werden kann.
  • 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Hybridantriebes 100.4. Der Hybridantrieb 100.4 unterscheidet sich von dem Hybridantrieb 100, dem Hybridantrieb 100.1 und dem Hybridantrieb 100.2 unter anderem dadurch, dass die Traktions-Elektromaschine 8 mit der Abtriebswelle 10 triebverbindbar ist, auf welche auch die Verbrennungsmaschine 1 treibend wirkt, wobei die Antriebskraft der Traktions-Elektromaschine 8 erst nach dem Getriebe 7 in den Kraftflusspfad eingekoppelt wird. Dazu kann eine Kupplung K4 vorgesehen sein, mittels welcher die Verbrennungsmaschine 1 und/oder das Getriebe 7 abkoppelbar ist. Ergänzend oder alternativ kann eine Kupplung K5 vorgesehen sein, mittels welcher die Traktions-Elektromaschine 8 von der Abtriebswelle 10 abkoppelbar ist. Beispielsweise können beide Kupplungen K4 und K5 vorgesehen sein, welche in Richtung des Kraftflusspfades hintereinanderliegend angeordnet sind und dazwischen die Antriebskraft der Traktions-Elektromaschine 8 eingekoppelt ist. Durch die Kupplung K5 können dann die Verbrennungsmaschine 1 und die Traktions-Elektromaschine 8 von der Abtriebswelle 10 abgekoppelt werden, wohingegen dann die Kupplung K4 nur auf das Getriebe 7 wirkt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungsmaschine
    2
    Abgasturbolader
    2.1
    Elektromaschine
    2.2
    Welle
    2.3
    Abgasturbine
    2.4
    Verdichter
    3
    Abgaskanal
    4
    Pfeil
    5
    Verbrennungsluftkanal
    6
    Pfeil
    7
    Getriebe
    7.1
    Getriebeeingangswelle
    7.2
    Getriebeausgangswelle
    8
    Traktions-Elektromaschine
    9
    elektrischer Energiespeicher
    10
    Abtriebswelle
    11
    weitere Abtriebswelle
    12
    Pfeil
    13
    Abtriebswelle der Traktions-Elektromaschine
    14
    Abtriebswelle der Verbrennungsmaschine
    15
    Welle
    K0
    Kupplung
    K1
    Kupplung
    K2
    Kupplung
    K3
    Kupplung
    K4
    Kupplung
    K5
    Kupplung
    40
    Steuerungs-/Regelungsvorrichtung
    41
    Steuereinheit
    50
    Mittel zum Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit eines elektrischen Energiespeichers
    60
    Mittel zum Überführen einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers in einen elektrische Energie erzeugenden generatorischen Betrieb
    70
    Mittel zum Bereitstellen zumindest eines Teiles der elektrischen Energieeiner Elektromaschine als Antriebsenergie für eine Traktions-Elektromaschine
    80
    Mittel zum Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeuges
    90
    Mittel zum Starten einer Verbrennungsmaschine
    91
    elektrische Leitung
    92
    elektrische Steuer-/Signalleitung
    93
    elektrische Steuer-/Signalleitung
    94
    elektrische Steuer-/Signalleitung
    95
    elektrische Steuer-/Signalleitung
    96
    elektrische Steuer-/Signalleitung
    97
    elektrische Steuer-/Signalleitung
    98
    elektrische Leitung
    100
    Hybridantrieb
    100.1
    Hybridantrieb
    100.2
    Hybridantrieb
    100.3
    Hybridantrieb
    100.4
    Hybridantrieb
    200
    System zum Betreiben einer Elektromaschine eines Abgasturboladers

Claims (19)

  1. Verfahren zur Steuerung der Betriebsweise einer Elektromaschine (2.1) eines elektrifizierten Abgasturboladers (2) bei einem Hybridantrieb (100) eines Kraftfahrzeuges mit einer mittels des Abgasturboladers (2) aufladbaren Verbrennungsmaschine (1) und einer Traktions-Elektromaschine (8), welche mit wenigstens einer Abtriebswelle (10) des Hybridantriebes (100) wirkverbindbar sind, und mit einem elektrischen Energiespeicher (9) zur Energieversorgung der Traktions-Elektromaschine (8), umfassend die Verfahrensschritte: • Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers (9) mittels wenigstens einer physikalischen Größe; • Überführen der Elektromaschine (2.1) des Abgasturboladers (2) in einen elektrische Energie erzeugenden generatorischen Betrieb, wenn ein aktueller Wert der physikalischen Größe einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet oder einem vorgegebenen Mindestwert entspricht oder einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet oder einem vorgegebenen Höchstwert entspricht; • Bereitstellung zumindest eines Teiles der elektrischen Energie der Elektromaschine (2.1) als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine (8).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hybridischen Anfahren mittels der Verbrennungsmaschine (1) und der Traktions-Elektromaschine (8) die Verfahrensschritte umfasst sind: • Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers (9) mittels der wenigstens einen physikalischen Größe; • Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges; • Überführen der Elektromaschine (2.1) des Abgasturboladers (2) in den generatorischen Betrieb, wenn ein Anfahrvorgang oder ein sich anbahnender Anfahrvorgang des Kraftfahrzeuges festgestellt ist und wenn ein aktueller Wert der physikalischen Größe einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet oder einem vorgegebenen Mindestwert entspricht oder einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet oder einem vorgegebenen Höchstwert entspricht; • Bereitstellung zumindest eines Teiles der elektrischen Energie der Elektromaschine (2.1) als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine (8).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem reinen elektromotorischen Anfahren mittels der Traktions-Elektromaschine (8) die Verfahrensschritte umfasst sind: • Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des elektrischen Energiespeichers (9) mittels der wenigstens einen physikalischen Größe; • Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges; • Starten der Verbrennungsmaschine (1) und Überführen der Elektromaschine (2.1) des Abgasturboladers (2) in den generatorischen Betrieb, wenn ein Anfahrvorgang oder ein sich anbahnender Anfahrvorgang des Kraftfahrzeuges festgestellt ist und wenn ein aktueller Wert der physikalischen Größe einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet oder einem vorgegebenen Mindestwert entspricht oder einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet oder einem vorgegebenen Höchstwert entspricht; • Bereitstellung zumindest eines Teiles der elektrischen Energie der Elektromaschine (2.1) als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine (8).
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Elektromaschine (2.1) bereitgestellte Antriebsenergie zumindest teilweise der Traktions-Elektromaschine (8) zugeführt wird, insbesondere direkt zugeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Elektromaschine (2.1) bereitgestellte Antriebsenergie zumindest teilweise dem elektrischen Energiespeicher (9) zugeführt wird.
  6. System zum Betreiben einer Elektromaschine (2.1) eines elektrifizierten Abgasturboladers (2) bei einem Hybridantrieb (100) eines Kraftfahrzeuges mit einer mittels des Abgasturboladers (2) aufladbaren Verbrennungsmaschine (1) und einer Traktions-Elektromaschine (8), welche mit wenigstens einer Abtriebswelle (10) des Hybridantriebes (100) wirkverbindbar sind, und mit einem elektrischen Energiespeicher (9) zur Energieversorgung der Traktions-Elektromaschine (8), aufweisend: • Mittel (50) zum Überwachen des Ladezustandes und/oder der Leistungsfähigkeit des Energiespeichers (9) unter Nutzung wenigstens einer physikalischen Größe; • Mittel (60) zum Überführen der Elektromaschine (2.1) des Abgasturboladers (2) in einen elektrische Energie erzeugenden generatorischen Betrieb; • Mittel (70) zum Bereitstellen zumindest eines Teiles der elektrischen Energie der Elektromaschine (2.1) als Antriebsenergie für die Traktions-Elektromaschine (8).
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (80) zum Erkennen eines Anfahrvorganges oder eines sich anbahnenden Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges vorgesehen sind.
  8. System nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch Mittel (90) zum Starten der Verbrennungsmaschine (1).
  9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (2.1) des Abgasturboladers (2) und die Traktions-Elektromaschine (8) elektrisch verbindbar sind oder elektrisch verbunden sind, um von der Elektromaschine (2.1) bereitgestellte Antriebsenergie der Traktions-Elektromaschine (8) zuzuführen.
  10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (2.1) des Abgasturboladers (2) und der elektrische Energiespeicher (9) elektrisch verbindbar sind oder elektrisch verbunden sind, um von der Elektromaschine (2.1) bereitgestellte Antriebsenergie über den elektrischen Energiespeicher (9) der Traktions-Elektromaschine (8) zuzuführen.
  11. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  12. Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung (40) mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11.
  13. Hybridantrieb (100) für ein Fahrzeug mit einem elektrifizierten Abgasturbolader (2), aufweisend eine Elektromaschine (2.1), mit einer mittels des Abgasturboladers (2) aufladbaren Verbrennungsmaschine (1) und einer Traktions-Elektromaschine (8), welche mit wenigstens einer Abtriebswelle (10) des Hybridantriebes (100) wirkverbindbar sind, mit einem elektrischen Energiespeicher (9) zur Energieversorgung der Traktions-Elektromaschine (8) und mit einem System nach einem der Ansprüche 6 bis 10, welches zum Betreiben der Elektromaschine (2.1) des Abgasturboladers (2) dient.
  14. Hybridantrieb nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein auf die Abtriebswelle (10) treibend wirkendes oder wirkbares Getriebe (7), welches mit der Verbrennungsmaschine (1) wirkverbindbar ist und ohne Anfahr-Vorwärtsgang und/oder ohne Anfahr-Rückwärtsgang und/oder ohne Anfahrelement ausgeführt ist.
  15. Hybridantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (7) eine Getriebeeingangswelle (7.1) aufweist und die Traktions-Elektromaschine (8) mit der Getriebeeingangswelle (7.1) triebverbindbar oder triebverbunden ist.
  16. Hybridantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktions-Elektromaschine (8) als Modul an dem Getriebe (7) angebunden ist, dessen Antriebskraft in das Getriebe (7) einkoppelbar ist, insbesondere als Überlagerungskraft zu der Antriebskraft der Verbrennungsmaschine (1) in das Getriebe (7) einkoppelbar ist.
  17. Hybridantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktions-Elektromaschine (8) in das Getriebe (7) integriert ist, so dass bei einem Antreiben durch die Verbrennungsmaschine (1) die Antriebskraft der Traktions-Elektromaschine (8) zur Stützung und/oder zur Synchronisation im Zuge eines Schaltvorganges nutzbar ist.
  18. Hybridantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridantrieb (100) neben der Abtriebswelle (10) eine weitere Abtriebswelle (11) aufweist, von denen eine Abtriebswelle (10) mit der Verbrennungsmaschine (1) wirkverbindbar ist und die andere Abtriebswelle (11) mit der Traktions-Elektromaschine (8) wirkverbindbar oder wirkverbunden ist.
  19. Kraftfahrzeug mit einem System (200) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 und/oder einem Hybridantrieb (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 18 und/oder einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11.
DE102016200399.2A 2016-01-14 2016-01-14 Verfahren zur Steuerung einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, System zum Betreiben einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, Computerprogrammprodukt, Steuerungs-/Regelungsvorrichtung, Hybridantrieb und Kraftfahrzeug Active DE102016200399B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016200399.2A DE102016200399B4 (de) 2016-01-14 2016-01-14 Verfahren zur Steuerung einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, System zum Betreiben einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, Computerprogrammprodukt, Steuerungs-/Regelungsvorrichtung, Hybridantrieb und Kraftfahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016200399.2A DE102016200399B4 (de) 2016-01-14 2016-01-14 Verfahren zur Steuerung einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, System zum Betreiben einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, Computerprogrammprodukt, Steuerungs-/Regelungsvorrichtung, Hybridantrieb und Kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016200399A1 true DE102016200399A1 (de) 2017-08-03
DE102016200399B4 DE102016200399B4 (de) 2021-04-15

Family

ID=59328042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016200399.2A Active DE102016200399B4 (de) 2016-01-14 2016-01-14 Verfahren zur Steuerung einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, System zum Betreiben einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, Computerprogrammprodukt, Steuerungs-/Regelungsvorrichtung, Hybridantrieb und Kraftfahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016200399B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110593998A (zh) * 2019-09-28 2019-12-20 天津市胤运汽车用品有限公司 一种利用汽车排气的储能装置
DE202022001090U1 (de) 2022-05-06 2023-08-08 Ulrich Bruhnke Antriebssystem für ein Fahrzeug und ein damit ausgerüstetes Fahrzeug

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10360440A1 (de) * 2002-12-25 2004-07-22 Toyota Jidosha K.K., Toyota Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung und -verfahren
DE19747265B4 (de) * 1997-10-25 2010-11-04 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantrieb für ein Fahrzeug

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012004394A1 (de) * 2012-03-03 2013-09-05 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie Antriebseinrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19747265B4 (de) * 1997-10-25 2010-11-04 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantrieb für ein Fahrzeug
DE10360440A1 (de) * 2002-12-25 2004-07-22 Toyota Jidosha K.K., Toyota Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung und -verfahren

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110593998A (zh) * 2019-09-28 2019-12-20 天津市胤运汽车用品有限公司 一种利用汽车排气的储能装置
CN110593998B (zh) * 2019-09-28 2020-07-24 浙江利恩工程设计咨询有限公司 一种利用汽车排气的储能装置
DE202022001090U1 (de) 2022-05-06 2023-08-08 Ulrich Bruhnke Antriebssystem für ein Fahrzeug und ein damit ausgerüstetes Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016200399B4 (de) 2021-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008002666B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Starten eines Verbrennungsmotors eines Hybridantriebsstranges
DE102017103717A1 (de) System und Verfahren zur Stromversorgung von Komponenten und Nebenaggregaten in einem Start-Stopp- und einem Hybrid-Fahrzeug
DE102016224600A1 (de) Einrichtung und Verfahren zum Steuern des Starts eines Verbrennungsmotors für Mildhybrid-Elektrofahrzeuge
DE102017105066A1 (de) Hybrid-Fahrzeug mit einem System zum gekoppelten und entkoppelten Start
DE102017214087A1 (de) Kraftfahrzeug
DE102011087969A1 (de) Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug
EP3026237A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines elektromotorisch unterstützten abgasturboladers eines kraftfahrzeugs
DE102010041631A1 (de) Fahrzeugantrieb mit mindestens zwei Startsystemen
DE102017218840B4 (de) Fahrzeug
DE102013223365A1 (de) Verfahren und system zum steuern eines hybridfahrzeugs
DE102018206050B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102007010027A1 (de) Antriebsstrang, zugehöriges Betriebsverfahren und Kraftfahrzeug
DE102017222307A1 (de) Hybridfahrzeug
DE102007013873A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laden eines Energiespeichers
DE102017129305A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Kühlen eines Mildhybrid-Startergenerators (MHSG) eines Mildhybridelektrofahrzeugs
DE102012209386B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug
DE102016200399B4 (de) Verfahren zur Steuerung einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, System zum Betreiben einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, Computerprogrammprodukt, Steuerungs-/Regelungsvorrichtung, Hybridantrieb und Kraftfahrzeug
DE102020132074A1 (de) System zum steuern einer motortrennkupplung in einem hybridfahrzeug
DE102017222126A1 (de) Hybridfahrzeug
DE102013224379A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs mit einem Triebstrang und Hybridfahrzeug
DE102019124748A1 (de) Verfahren und system zum heizen einer fahrzeugkabine mit einer wassergekühlten lichtmaschine
DE102018125227A1 (de) Hybridfahrzeug mit Turboloch-Reduzierungsvorrichtung
DE102017222305A1 (de) Hybridfahrzeug
DE102015114261A1 (de) Steuervorrichtung für ein Fahrzeug
DE102017203623A1 (de) Verfahren zur Durchführung von LaunchControl-Anfahrten in einem Hybrid-Fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F01N0005040000

Ipc: F02B0039100000

R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final