DE102017208024B4 - Method for operating a power supply device of a vehicle electrical system for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinrichtung (1) eines Bordnetzes (2) für ein Kraftfahrzeug, bei welchem- mittels eines Generators (7) an einem ein Getriebe (5) aufweisenden Antriebsstrang (3) des Kraftfahrzeugs über eine Fahrdrehzahl eines Antriebselements (6) eine Leistung abgegriffen wird, mittels welcher das Bordnetz (2) mit Energie (8) versorgt wird und eine Energiespeichereinheit (9), über welche das Bordnetz (2) mit Energie (8) versorgbar ist, geladen wird,- mittels einer Recheneinrichtung (12) ein Wunschschubmoment (11) des Generators (7) ermittelt wird, welches einen Energiebedarf des Bordnetzes (2) sowie einen Energiebedarf der Energiespeichereinheit (9) umfasst, und mittels der Recheneinrichtung (12) das Wunschschubmoment (11) mit einem Planschubmoment des Generators (7) verglichen wird,- mittels einer Schubabschalterkennungseinrichtung (13) eine Schubabschaltung des Antriebsstrangs (3) des Kraftfahrzeugs erfasst wird,- mittels einer Steuereinrichtung (10) die Fahrdrehzahl des Antriebselements (6) über eine Schaltung des Getriebes (5) des Antriebsstrangs (3) in Abhängigkeit von dem Vergleich des Wunschschubmoments (11) mit dem Planschubmoment bei einer erfassten Schubabschaltung zur Einstellung des Wunschschubmoments (11) im Generator (7) gesteuert wird, wobei die Fahrdrehzahl des Antriebselements (6) in Abhängigkeit von einem aktuellen Schleppmoment des Antriebsstrangs (3) gesteuert wird, wobei der Energiebedarf der Energiespeichereinheit (9) in Abhängigkeit von einem Ladezustand und einem Entladevorgang der Energiespeichereinheit (9) mittels der Recheneinrichtung (12) ermittelt wird, und wobei die Fahrdrehzahl des Antriebselements (6) bei einem Ladezustand der Energiespeichereinheit (9) unterhalb eines Grenzwerts in Abhängigkeit von dem Vergleich des Wunschschubmoments (11) mit dem Planschubmoment bei der erfassten Schubabschaltung zur Einstellung des Wunschschubmoments (11) im Generator (7) gesteuert wird.Method for operating a power supply device (1) of an on-board network (2) for a motor vehicle, in which by means of a generator (7) on a drive train (3) of the motor vehicle having a transmission (5) a power via a driving speed of a drive element (6) is tapped, by means of which the electrical system (2) is supplied with energy (8) and an energy storage unit (9), via which the electrical system (2) with power (8) can be supplied, is loaded by means of a computing device (12) Desired thrust torque (11) of the generator (7) is determined, which includes an energy requirement of the electrical system (2) and an energy requirement of the energy storage unit (9), and by means of the computing device (12) the desired thrust torque (11) with a shearing thrust moment of the generator (7) is compared, by means of a Schubabschalterkennungseinrichtung (13) a fuel cut of the drive train (3) of the motor vehicle is detected, - by means of a control device (10) the driving speed of the drive element (6) via a circuit of the transmission (5) of the drive train (3) in dependence on the comparison of the desired thrust torque (11) with the transverse thrust moment at a detected fuel cut to set the desired thrust torque (11) in the generator (7) controlled wherein the driving speed of the drive element (6) is controlled as a function of a current drag torque of the drive train (3), the energy requirement of the energy storage unit (9) being dependent on a charge state and a discharge process of the energy storage unit (9) by means of the computing device (12 ) is determined, and wherein the driving speed of the drive element (6) at a state of charge of the energy storage unit (9) below a threshold value in dependence on the comparison of the desired thrust torque (11) with the shear thrust at the detected overrun fuel cut to set the desired thrust torque (11) in the generator (7) is controlled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinrichtung eines Bordnetzes für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a power supply device of a vehicle electrical system for a motor vehicle.

Aus der DE 10 2013 218 999 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines sicheren Rekuperationsmoments einer elektrischen Maschine in einem Hybridantriebsstrang eines Fahrzeugs bekannt. Bei dem Verfahren wird ein freizugebendes Rekuperationsmoment reduziert, wenn kein stabiler Fahrzustand gewährleistet werden kann.From the DE 10 2013 218 999 A1 For example, a method for determining a safe recuperation torque of an electric machine in a hybrid powertrain of a vehicle is known. In the method, a recuperation torque to be released is reduced if a stable driving condition can not be ensured.

Aus der DE 10 2006 044 773 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben mindestens einer Brennkraftmaschine und mindestens einer eine elektrische Maschine aufweisenden Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs bekannt. Bei dem Verfahren wird ein Fahrpedalaufsetzpunkt in Abhängigkeit von einem Rekuperationsmoment vorgegeben. Dabei wird das Rekuperationsmoment in Abhängigkeit von mindestens einem Nebenaggregatmoment der Antriebsvorrichtung derart angepasst, dass ein möglichst konstanter Fahrpedalaufsetzpunkt einhaltbar ist.From the DE 10 2006 044 773 A1 a method for operating at least one internal combustion engine and at least one electric machine having a drive device of a hybrid vehicle is known. In the method, an accelerator pedal insertion point is predefined as a function of a recuperation torque. In this case, the recuperation torque is adjusted as a function of at least one accessory torque of the drive device such that the most constant possible Fahrpedalaufsetzpunkt is sustainable.

In der DE 10 2009 057 989 A1 wird ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Bei dem Verfahren wird eine elektrische Antriebseinrichtung des Antriebssystems in einem Rekuperationsbetrieb betrieben, bei welchem die Antriebseinrichtung in der Lage ist, elektrischen Strom in eine mit der elektrischen Antriebseinrichtung verbundenen Batterie einzuspeisen. Nähert sich eine Drehzahl der elektrischen Antriebseinrichtung einer Grenzdrehzahl, bei welcher eine Gefahr der Beschädigung der elektrischen Antriebseinrichtung besteht, wird zur Verringerung der Drehzahl der elektrischen Antriebseinrichtung ein mit einer Verbrennungskraftmaschine verbundenes Getriebe derart geschaltet, dass eine Antriebsachse des Antriebssystems über eine kleinere Übersetzung des Getriebes mit der elektrischen Antriebseinrichtung verbunden wird. Somit wird das Getriebe für einen Bauteilschutz der elektrischen Antriebseinrichtung entsprechend geschaltet.In the DE 10 2009 057 989 A1 A method for operating a drive system for a motor vehicle is described. In the method, an electric drive device of the drive system is operated in a recuperation mode, in which the drive device is able to feed electrical current into a battery connected to the electric drive device. Approaches a speed of the electric drive device of a limiting speed at which there is a risk of damage to the electric drive means is connected to reduce the speed of the electric drive means connected to an internal combustion engine transmission such that a drive axle of the drive system via a smaller translation of the transmission the electric drive device is connected. Thus, the transmission for component protection of the electric drive device is switched accordingly.

Die DE 102 02 531 A1 betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebs eines Fahrzeugs, wobei der Hybridantrieb als Antriebsmaschine eine Verbrennungskraftmaschine und wenigstens eine elektrische Maschine umfasst und die Abtriebswellen der Antriebsmaschine mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs direkt verbindbar sind. Dabei werden Steuerkennfelder und Maximalmomentenkennlinien für jedes der möglichen zulässigen Übersetzungsverhältnisse des Getriebes bestimmt und abgespeichert. Eine Schaltlogik kann bewirken, dass durch Gangwechsel der generatorische Wirkungsgrad der elektrischen Maschine verbessert werden kann, wenn sich diese im generatorischen Betrieb befindet und mit dem Getriebe wirkverbunden ist.The DE 102 02 531 A1 relates to a method for controlling a hybrid drive of a vehicle, wherein the hybrid drive as a drive machine comprises an internal combustion engine and at least one electric machine and the output shafts of the prime mover are directly connectable to a drive train of the vehicle. In this case, control maps and maximum torque characteristics are determined and stored for each of the possible permissible transmission ratios of the transmission. A switching logic can cause that by changing gear, the regenerative efficiency of the electric machine can be improved when it is in regenerative operation and is operatively connected to the transmission.

Die DE 10 2010 003 000 A1 betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Range-Extenders in einem Elektrofahrzeug. Das Elektrofahrzeug umfasst eine erste Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs sowie ferner einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der elektrischen Maschine. Ferner ist ein Range-Extender mit Verbrennungsmotor und eine mechanisch mit dem Verbrennungsmotor gekoppelte elektrische Maschine vorhanden. Gemäß dem Verfahren wird eine Leistungsangabe in Abhängigkeit eines angeforderten Antriebsdrehmoments bestimmt. Das angeforderte Antriebsdrehmoment basiert auf dem Fahrerwunsch. Der Range-Extender wird dann in Abhängigkeit der Leistungsangabe gesteuert. Bei der Leistungsangabe handelt es sich vorzugsweise um die angeforderte Leistung des Range-Extenders. Die angeforderte Leistung des Range-Extenders lässt sich aus dem angeforderten Antriebsmoment, der aktuellen Drehzahl sowie weiteren Parametern bestimmen.The DE 10 2010 003 000 A1 relates to a method for controlling a range extender in an electric vehicle. The electric vehicle includes a first machine for driving the motor vehicle and also an electric energy storage for supplying the electric machine. Furthermore, a range extender with internal combustion engine and a mechanically coupled to the internal combustion engine electric machine is present. According to the method, a performance indication is determined as a function of a requested drive torque. The requested drive torque is based on the driver's request. The range extender is then controlled as a function of the power specification. The power specification is preferably the requested power of the range extender. The requested power of the range extender can be determined from the requested drive torque, the current speed and other parameters.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Energieversorgung eines Bordnetzes für ein Kraftfahrzeug dauerhaft sicherzustellen.The object of the present invention is to permanently ensure a power supply of a vehicle electrical system for a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinrichtung eines Bordnetzes für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method for operating a power supply device of a vehicle electrical system for a motor vehicle having the features of patent claim 1.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinrichtung eines Bordnetzes für ein eine Verbrennungskraftmaschine aufweisendes Kraftfahrzeug. Hierbei wird mittels eines Generators an einem ein Getriebe aufweisenden Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs über eine Fahrdrehzahl eines Antriebselements eine Leistung abgegriffen, mittels welcher das Bordnetz mit Energie versorgt wird und eine Energiespeichereinheit geladen wird. Über die Energiespeichereinheit ist das Bordnetz mit Energie versorgbar. Mit anderen Worten wird das Bordnetz mittels der durch den Generator am Antriebselement abgegriffenen Leistung mit Energie versorgt. Darüber hinaus wird die Energiespeichereinheit mittels der durch den Generator von dem Antriebselement abgegriffenen Leistung geladen. Das Bordnetz ist sowohl direkt über die durch den Generator abgegriffene Leistung als auch über die Energiespeichereinheit mit Energie versorgbar.The invention relates to a method for operating a power supply device of a vehicle electrical system for a motor vehicle having an internal combustion engine. In this case, a power is tapped by means of a generator on a drive train of the motor vehicle having a transmission via a driving rotational speed of a drive element, by means of which the electrical system is supplied with energy and an energy storage unit is charged. About the energy storage unit, the electrical system is supplied with energy. In other words, the vehicle electrical system is supplied with energy by means of the power tapped by the generator on the drive element. In addition, the energy storage unit is charged by means of the tapped by the generator of the drive element power. The vehicle electrical system can be supplied with energy both directly via the power consumed by the generator and via the energy storage unit.

Des Weiteren wird bei dem Verfahren mittels einer Recheneinrichtung ein Wunschschubmoment des Generators ermittelt, welches einen Energiebedarf des Bordnetzes sowie einen Energiebedarf der Energiespeichereinheit umfasst, und mittels der Recheneinrichtung das Wunschschubmoment mit einem Planschubmoment des Generators verglichen. Unter dem Energiebedarf der Energiespeichereinheit ist eine Energiemenge zu verstehen, mittels welcher die Energiespeichereinheit von ihrem derzeitigen Ladezustand auf ihre Vollbeladung aufladbar ist. Bei dem Planschubmoment des Generators handelt es sich um ein Schubmoment, welches sich im Generator einstellen würde, wenn das Kraftfahrzeug derart betrieben würde, dass ein optimales Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs erreicht werden kann. Liegt das Planschubmoment oberhalb des Wunschschubmoments oder entspricht das Wunschschubmoment dem Planschubmoment, was bedeutet, dass bei Einstellung des Planschubmoments im Generator die Versorgung des Bordnetzes und der Energiespeichereinheit mit Energie sichergestellt werden kann, so erfolgt keine Änderung der Fahrdrehzahl des Antriebselements. Wird bei dem Vergleich jedoch festgestellt, dass das Wunschschubmoment größer als das Planschubmoment ist und bei Einstellung des Planschubmoments im Generator die Versorgung des Bordnetzes und der Energiespeichereinheit mit Energie nicht gewährleistet werden kann, so wird eine Anpassung der Fahrdrehzahl des Antriebselements mittels der Steuereinrichtung bewirkt.Furthermore, in the method by means of a computing device, a desired thrust torque of the generator is determined, which comprises an energy requirement of the electrical system and an energy requirement of the energy storage unit, and compared by means of the computing device, the desired thrust torque with a shearing thrust of the generator. The energy requirement of the energy storage unit is an amount of energy by means of which the energy storage unit can be charged from its current state of charge to its full charge. The plan thrust torque of the generator is a thrust torque which would occur in the generator if the motor vehicle were operated in such a way that an optimum driving behavior of the motor vehicle can be achieved. If the transverse thrust torque is above the desired thrust torque or the desired thrust torque corresponds to the transverse thrust torque, which means that the supply of the electrical system and the energy storage unit can be ensured with energy when adjusting the transverse thrust torque in the generator, there is no change in the driving speed of the drive element. If, however, it is determined in the comparison that the desired thrust torque is greater than the planned thrust torque and the supply of the electrical system and the energy storage unit can not be guaranteed with energy when adjusting the transverse thrust torque in the generator, the driving speed of the drive element is adjusted by means of the control device.

Überdies wird mittels einer Schubabschalterkennungseinrichtung eine Schubabschaltung des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs erfasst. Unter der Schubabschaltung ist ein Zustand der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs zu verstehen, in welchem zumindest im Wesentlichen keine Einspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskraftmaschine erfolgt. Dieser Zustand der Schubabschaltung kann beispielsweise bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs in einem Bereich mit negativer Steigung, insbesondere bei einer Bergabfahrt, auftreten.Moreover, a fuel cut-off of the drive train of the motor vehicle is detected by means of a fuel cut-off detection device. Under the fuel cut is a state of the internal combustion engine of the motor vehicle to understand, in which at least substantially no injection of fuel into the internal combustion engine. This state of overrun fuel cutoff can occur, for example, during a drive of the motor vehicle in an area with a negative gradient, in particular when driving downhill.

Anschließend wird bei dem Verfahren mittels einer Steuereinrichtung die Fahrdrehzahl des Antriebselements über eine Schaltung des Getriebes des Antriebsstrangs in Abhängigkeit von dem Vergleich des Wunschschubmoments mit dem Planschubmoment bei einer erfassten Schubabschaltung zur Einstellung des Wunschschubmoments im Generator gesteuert. Mit anderen Worten wird mittels der Steuereinrichtung bei der erfassten Schubabschaltung das Getriebe derart geschaltet, dass die Fahrdrehzahl des Antriebselements angepasst wird und sich dadurch im Generator das Wunschschubmoment einstellt. Somit kann mittels des Generators die dem Wunschschubmoment zuordenbare Leistung im Antriebselement abgegriffen werden, mittels welcher das Bordnetz sowie gegebenenfalls die Energiespeichereinheit mit Energie versorgt wird. Über die Einstellung der Fahrdrehzahl kann somit vorteilhafterweise eine ausreichende Versorgung des Bordnetzes mit Energie gewährleistet werden.Subsequently, in the method by means of a control device, the driving speed of the drive element via a circuit of the transmission of the drive train in dependence on the comparison of the desired thrust torque with the plan thrust torque at a detected overrun fuel cut to set the desired thrust torque in the generator controlled. In other words, by means of the control device in the detected fuel cut, the transmission is switched such that the driving speed of the drive element is adjusted and thereby adjusts the desired thrust torque in the generator. Thus, by means of the generator, the power to be assigned to the desired thrust torque can be tapped in the drive element, by means of which the vehicle electrical system and optionally the energy storage unit is supplied with energy. On the setting of the driving speed can thus be advantageously ensured an adequate supply of the electrical system with energy.

Die Fahrdrehzahl des Antriebselements wird in Abhängigkeit von einem aktuellen Schleppmoment des Antriebsstrangs gesteuert. Insbesondere handelt es sich dabei um das aktuelle Schleppmoment der Verbrennungskraftmaschine. Vorteilhafterweise wird somit das aktuelle Schleppmoment der Verbrennungskraftmaschine in die Steuerung der Fahrdrehzahl mit einbezogen, so dass die Fahrdrehzahl des Antriebselements zur Einstellung des Wunschschubmoments im Generator abhängig von dem aktuellen Schleppmoment eingestellt wird.The driving speed of the drive element is controlled in dependence on a current drag torque of the drive train. In particular, this is the current drag torque of the internal combustion engine. Advantageously, therefore, the current drag torque of the internal combustion engine is included in the control of the driving speed, so that the driving speed of the drive element for setting the desired thrust torque in the generator is set depending on the current drag torque.

Der Energiebedarf der Energiespeichereinheit wird in Abhängigkeit von einem Ladezustand und einem Entladevorgang der Energiespeichereinheit mittels der Recheneinrichtung ermittelt. Beispielsweise handelt es sich bei dem Energiebedarf um eine Differenz zwischen der Vollbeladung der Energiespeichereinheit und einem aktuellen Ladezustand der Energiespeichereinheit. Alternativ oder zusätzlich wird der Energiebedarf der Energiespeichereinheit in Abhängigkeit von dem Entladevorgang der Energiespeichereinheit ermittelt, worunter zu verstehen ist, dass die von der Energiespeichereinheit an das Bordnetz abgegebene Energie erfasst wird und der Energiebedarf anhand dessen ermittelt wird. Es kann somit vorteilhafterweise gewährleistet werden, dass das Wunschschubmoment derart angepasst wird, dass in der Energiespeichereinheit besonders viel Energie gespeichert werden kann.The energy requirement of the energy storage unit is determined as a function of a charge state and a discharge process of the energy storage unit by means of the computing device. For example, the energy requirement is a difference between the full charge of the energy storage unit and a current charge state of the energy storage unit. Alternatively or additionally, the energy requirement of the energy storage unit is determined as a function of the discharging process of the energy storage unit, which means that the energy emitted by the energy storage unit to the vehicle electrical system is detected and the energy requirement is determined on the basis of this. It can thus be advantageously ensured that the desired thrust torque is adjusted so that particularly energy can be stored in the energy storage unit.

Die Fahrdrehzahl des Antriebselements wird bei einem Ladezustand der Energiespeichereinheit unterhalb eines definierten Grenzwerts in Abhängigkeit von dem Vergleich des Wunschschubmoments mit dem Planschubmoment bei der erfassten Schubabschaltung zur Einstellung des Wunschschubmoments im Generator gesteuert. Mit anderen Worten wird die Fahrdrehzahl des Antriebselements mittels der Steuereinrichtung angepasst, wenn der Ladezustand der Energiespeichereinheit den definierten Grenzwert unterschreitet. Beispielsweise wird die Fahrdrehzahl des Antriebselements nicht in Abhängigkeit von dem Wunschschubmoment gesteuert, wenn der Ladezustand der Energiespeichereinheit oberhalb des definierten Grenzwertes liegt. Das über die Fahrdrehzahl steuerbare Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs kann in dieser vorteilhaften Ausführungsform bei einem Überschreiten des Grenzwerts durch den Ladezustand der Energiespeichereinheit an einen optimalen Fahrkomfort eines Nutzers des Kraftfahrzeugs angepasst werden. Bei einem Ladezustand der Energiespeichereinheit unterhalb des Grenzwerts kann die Fahrdrehzahl derart gesteuert werden, dass das Wunschschubmoment im Generator eingestellt wird.The driving speed of the drive element is controlled at a state of charge of the energy storage unit below a defined limit in dependence on the comparison of the desired thrust torque with the thrust load at the detected overrun fuel cut to set the desired thrust torque in the generator. In other words, the driving speed of the drive element is adjusted by means of the control device when the state of charge of the energy storage unit falls below the defined limit value. For example, the driving speed of the drive element is not controlled as a function of the desired thrust torque when the state of charge of the energy storage unit is above the defined limit value. The driving behavior of the motor vehicle, which can be controlled via the driving speed, can be adapted in this advantageous embodiment to optimum driving comfort of a user of the motor vehicle when the limit value is exceeded by the state of charge of the energy storage unit. In a state of charge of the energy storage unit below the limit, the driving speed can be controlled so that the desired thrust torque is set in the generator.

In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Fahrdrehzahl des Antriebselements in Abhängigkeit von der mittels des Generators abgegriffenen Leistung gesteuert wird. Mit anderen Worten wird die mittels des Generators abgegriffene Leistung in die Ermittlung des Wunschschubmoments mit einbezogen und die Fahrdrehzahl des Antriebselements anschließend derart gesteuert, dass das Wunschschubmoment im Generator eingestellt wird. Das Wunschschubmoment kann somit besonders genau aus der mittels des Generators abgegriffenen Leistung sowie dem Energiebedarf des Bordnetzes und der Energiespeichereinheit ermittelt werden. Folglich kann beispielsweise ein jeweiliger Wirkungsgrad des Generators mit in die Ermittlung des Wunschschubmoments einbezogen werden, da die abgegriffene Leistung des Generators und somit eine real von dem Antriebselement abgegriffene Leistung, mit der das Bordnetz und die Energiespeichereinheit versorgbar sind, ermittelt und in die Erstellung des Wunschschubmoments mit einbezogen werden.In this context, it has proved to be advantageous if the driving speed of the drive element is controlled in dependence on the power tapped by means of the generator. In other words, the means of the generator tapped power included in the determination of the desired thrust torque and the driving speed of the drive element then controlled such that the desired thrust torque is set in the generator. The desired thrust torque can thus be determined particularly accurately from the tapped by the generator power and the energy requirements of the electrical system and the energy storage unit. Consequently, for example, a respective efficiency of the generator can be included in the determination of the desired thrust torque, since the tapped power of the generator and thus a real tapped by the drive element power with which the electrical system and the energy storage unit can be supplied, determined and in the creation of the desired thrust torque be included.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Energieversorgungseinrichtung für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit einem eine Verbrennungskraftmaschine, ein Antriebselement sowie ein Getriebe aufweisenden Antriebsstrang, eine Recheneinrichtung, eine Schubabschalterkennungseinrichtung sowie eine Steuereinrichtung.In the following, embodiments of the invention are described. For this purpose, the single FIGURE shows a schematic representation of a power supply device for an electrical system of a motor vehicle with a drive train having an internal combustion engine, a drive element and a transmission, a computing device, a Schubabschalterkennungseinrichtung and a control device.

In der einzigen Figur sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the single figure functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.

In der einzigen Figur ist eine Energieversorgungseinrichtung 1 für ein Bordnetz 2 eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Zur Energieversorgung des Bordnetzes 2 weist die Energieversorgungseinrichtung 1 - wie dargestellt - einen Antriebsstrang 3 auf. Der Antriebsstrang 3 wiederum weist eine Verbrennungskraftmaschine 4, ein mit der Verbrennungskraftmaschine 4 gekoppeltes Getriebe 5 sowie ein mit dem Getriebe 5 verbundenes Antriebselement 6 auf. An dem Antriebselement 6 ist ein Generator 7 angeordnet, mittels welchem eine Leistung über eine Fahrdrehzahl des Antriebselements 6 abgreifbar ist. Bei der Fahrdrehzahl des Antriebselements 6 handelt es sich um eine Rotationsbewegung des Antriebselements 6 in Folge einer Momentenübertragung von der Verbrennungskraftmaschine 4 über das Getriebe 5 auf das Antriebselement 6. Mittels der über die Fahrdrehzahl des Antriebselements 6 abgegriffenen Leistung wird das Bordnetz 2 von dem Generator 7 mit Energie 8 versorgt. Das Bordnetz 2 ist ebenfalls von einer Energiespeichereinheit 9 der Energieversorgungseinrichtung 1 mit Energie 8 versorgbar. Die Energiespeichereinheit 9 wiederum ist mittels des Generators 7 mit Energie 8 versorgbar.In the single figure is a power supply device 1 for a wiring system 2 a motor vehicle shown. For energy supply of the electrical system 2 has the power supply device 1 - As shown - a drive train 3 on. The powertrain 3 in turn, has an internal combustion engine 4 , one with the internal combustion engine 4 coupled gearbox 5 as well as with the gearbox 5 connected drive element 6 on. On the drive element 6 is a generator 7 arranged, by means of which a power over a driving speed of the drive element 6 can be tapped. At the driving speed of the drive element 6 it is a rotational movement of the drive element 6 in consequence of a torque transmission from the internal combustion engine 4 over the transmission 5 on the drive element 6 , By means of the driving speed of the drive element 6 tapped power is the electrical system 2 from the generator 7 with energy 8th provided. The electrical system 2 is also from an energy storage unit 9 the power supply device 1 with energy 8th supplied. The energy storage unit 9 in turn, by means of the generator 7 with energy 8th supplied.

Zur Sicherstellung einer ausreichenden Energieversorgung des Bordnetzes 2 mit Energie 8 ist die Fahrdrehzahl des Antriebselements 6, an welchem der Generator 7 die Leistung abgreift, mittels einer Steuereinrichtung 10 über das Getriebe 5 einstellbar. Mittels der Steuereinrichtung 10 ist die Fahrdrehzahl des Antriebselements 6 über eine Schaltung des Getriebes 5 derart steuerbar, dass ein Wunschschubmoment 11, welches einen Energiebedarf des Bordnetzes 2 sowie einen Energiebedarf der Energiespeichereinheit 9 charakterisiert, im Generator 7 einstellbar ist. Hierfür empfängt die Steuereinrichtung 10 jeweils wenigstens eine Information von der Verbrennungskraftmaschine 4, einer Recheneinrichtung 12, einer Schubabschalterkennungseinrichtung 13 sowie einer Energiemesseinrichtung 14.To ensure a sufficient energy supply of the electrical system 2 with energy 8th is the driving speed of the drive element 6 at which the generator 7 the power picks up, by means of a control device 10 over the transmission 5 adjustable. By means of the control device 10 is the driving speed of the drive element 6 via a circuit of the transmission 5 controllable such that a desired thrust moment 11 , which is an energy requirement of the electrical system 2 and an energy requirement of the energy storage unit 9 characterized in the generator 7 is adjustable. For this purpose, the control device receives 10 in each case at least one piece of information from the internal combustion engine 4 , a computing device 12 , a fuel cut detection device 13 and an energy metering device 14 ,

Von der Verbrennungskraftmaschine 4 wird eine ein aktuelles Schleppmoment charakterisierende Schleppmomentinformation 15 an die Steuereinrichtung 10 übertragen. Das aktuelle Schleppmoment wird erfasst, wenn der Antriebsstrang 3 des Kraftfahrzeugs bei nicht getrenntem Kraftschluss zwischen der Verbrennungskraftmaschine 4 und dem Antriebselement 6 die Verbrennungskraftmaschine 4 durch eine Bewegung des Kraftfahrzeugs geschleppt wird. Die Schubabschalterkennungseinrichtung 13 erfasst eine Schubabschaltung des Antriebsstrangs 3 des Kraftfahrzeugs und überträgt eine die Schubabschaltung charakterisierende Schubabschaltinformation 16 an die Steuereinrichtung 10. Mittels der Energiemesseinrichtung 14 wird ein Ladezustand und ein Entladevorgang der Energiespeichereinheit 9 erfasst und eine den Ladezustand charakterisierende Ladezustandsinformation 17 sowie eine den Entladevorgang charakterisierende Entladevorgangsinformation 18 von der Energiemesseinrichtung 14 an die Steuereinrichtung 10 übertragen. Die Recheneinrichtung 12 ermittelt das Wunschschubmoment 11 des Generators 7, welches den Energiebedarf des Bordnetzes 2 sowie den Energiebedarf der Energiespeichereinheit 9 umfasst, und überträgt das Wunschschubmoment 11 an die Steuereinrichtung 10. Vorliegend ermittelt die Recheneinrichtung 12 das Wunschschubmoment 11 in Abhängigkeit von der Ladezustandsinformation 17 sowie der Entladevorgangsinformation 18, welche diese von der Energiemesseinrichtung 14 empfängt. Darüber hinaus ermittelt die Recheneinrichtung 12 ein Planschubmoment des Generators 7, welches sich in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs mit optimalem Fahrkomfort für einen Nutzer des Kraftfahrzeugs im Generator 7 einstellen würde. Wenigstens ein Ergebnis eines Vergleichs des Planschubmoments mit dem Wunschschubmoment 11 wird als Vergleichsinformation 19 von der Recheneinrichtung 12 an die Steuereinrichtung 10 übertragen.From the internal combustion engine 4 becomes a drag torque information characterizing a current drag torque 15 to the controller 10 transfer. The current drag torque is recorded when the powertrain 3 of the motor vehicle with not separate frictional connection between the internal combustion engine 4 and the drive element 6 the internal combustion engine 4 is dragged by a movement of the motor vehicle. The fuel cut detection device 13 detects a fuel cut of the powertrain 3 of the motor vehicle and transmits a fuel cut characterizing the fuel cut 16 to the controller 10 , By means of the energy measuring device 14 becomes a state of charge and discharge of the energy storage unit 9 detected and a state of charge characterizing state of charge information 17 and a discharge operation information characterizing the discharge operation 18 from the energy metering device 14 to the controller 10 transfer. The computing device 12 determines the desired thrust torque 11 of the generator 7 , which the energy needs of the electrical system 2 as well as the energy requirements of the energy storage unit 9 includes, and transmits the desired thrust moment 11 to the controller 10 , In the present case, the computing device determines 12 the desired thrust moment 11 depending on the state of charge information 17 and unloading information 18 These are from the energy metering device 14 receives. In addition, the calculator determines 12 a plan thrust moment of the generator 7 which is in a driving operation of the motor vehicle with optimum ride comfort for a user of the motor vehicle in the generator 7 would set. At least one result of a comparison of the transverse thrust torque with the desired thrust torque 11 is as comparative information 19 from the computing device 12 to the controller 10 transfer.

Die Steuereinrichtung 10 empfängt die Schleppmomentinformation 15, die Vergleichsinformation 19, das Wunschschubmoment 11, die Schubabschaltinformation 16, die Ladezustandsinformation 17 sowie die Entladevorgangsinformation 18 und steuert in Abhängigkeit davon eine Schaltung eines Getriebes 5. Die Fahrdrehzahl des Antriebselements 6 wird lediglich dann zur Einstellung des Wunschschubmoments 11 im Generator 7 gesteuert, wenn mittels der Schubabschalterkennungseinrichtung 13 die Schubabschaltung des Antriebsstrangs 3 des Kraftfahrzeugs erfasst wurde. Darüber hinaus erfolgt die Steuerung lediglich dann, wenn der Vergleich des Planschubmoments mit dem Wunschschubmoment 11 ergeben hat, dass das Wunschschubmoment 11 größer als das Planschubmoment ist. Mit anderen Worten bedeutet das, dass die Steuerung erfolgt wenn der Vergleich ergeben hat, dass bei einer Einstellung des Planschubmoments im Generator 7 die Energieversorgung des Bordnetzes 2 sowie der Energiespeichereinheit 9 nicht gewährleistet werden kann. Eine weitere Voraussetzung für die Steuerung der Fahrdrehzahl des Antriebselements 6 ist, dass der Ladezustand der Energiespeichereinheit 9 unterhalb eines definierten Grenzwerts liegt.The control device 10 receives the drag torque information 15 , the comparative information 19 , the desired thrust moment 11 , the fuel cutoff information 16 , the charge status information 17 and unloading information 18 and controls a shift of a transmission depending thereon 5 , The driving speed of the drive element 6 is only then used to set the desired thrust moment 11 in the generator 7 controlled when by means of Schubabschalterkennungseinrichtung 13 the thrust shutdown of the drive train 3 of the motor vehicle was detected. In addition, the control takes place only when the comparison of the axial thrust torque with the desired thrust torque 11 has revealed that the desired thrust moment 11 is greater than the plan thrust moment. In other words, this means that the control takes place when the comparison has shown that when setting the transverse thrust in the generator 7 the power supply of the electrical system 2 as well as the energy storage unit 9 can not be guaranteed. Another requirement for the control of the driving speed of the drive element 6 is that the state of charge of the energy storage unit 9 below a defined limit.

Bei einer Schaltstrategie eines Automatikgetriebes von aktuellen automatisch schaltbaren Kraftfahrzeugen wird normalerweise nicht berücksichtigt, ob der Generator 7, welcher auch als eine elektrische Maschine bezeichnet wird, bei der entsprechend vorliegenden Fahrdrehzahl des Antriebselements 6 aufgrund seines Zustands in der Lage ist, ein gefordertes Rekuperationsmoment, bei welchem es sich um das Wunschschubmoment 11 handelt, bereitzustellen. Beispielsweise kann eine Effizienz des Generators 7 aufgrund einer hohen Temperatur desselben, insbesondere aufgrund einer Durchströmung mit einer zu geringen Kühlmittelmenge beziehungsweise einer ungenügenden Anströmung mit Kühlluft bei einem luftgekühlten System, gering sein. Trotzdem ist eine ausreichende Energieversorgung des Bordnetzes 2 mit Energie 8 zu gewährleisten.In a shift strategy of an automatic transmission of current automatically switchable vehicles is usually not considered whether the generator 7 , which is also referred to as an electric machine, at the corresponding driving speed of the drive element 6 due to its condition is capable of a required Rekuperationsmoment, which is the desired thrust moment 11 act to provide. For example, an efficiency of the generator 7 the same due to a high temperature, in particular due to a flow with a too small amount of coolant or an insufficient flow of cooling air in an air-cooled system, be low. Nevertheless, a sufficient energy supply of the electrical system 2 with energy 8th to ensure.

Die im Zusammenhang mit der einzigen Figur beschriebene Energieversorgungseinrichtung 1 erkennt einen Wunsch einer Betriebsstrategie der Energieversorgungseinrichtung 1 ein definiertes Rekuperationsmoment, insbesondere das Wunschschubmoment 11, in dem Generator 7 einzustellen sowie eine Abweichung eines sich im Generator 7 einstellenden Schubmoments von dem Wunschschubmoment 11 zu minimieren. Darüber hinaus erkennt die Energieversorgungseinrichtung 1 über die mittels des Generators 7 über das Antriebselement 6 abgegriffene Leistung eine Leistungsfähigkeit beziehungsweise die Effizienz des Generators 7. Bei einer geringen Leistungsfähigkeit des Generators 7 kann mittels der Steuereinrichtung 10 eine Anhebung der Fahrdrehzahl des Antriebselements 6 durch eine entsprechende Schaltung des Getriebes 5 erwirkt werden. Für eine Erhöhung der Fahrdrehzahl des Antriebselements 6 im Vergleich zur derzeitigen Fahrdrehzahl kann mittels der Steuereinrichtung 10 eine Schaltung des Getriebes 5 zu einem im Vergleich zu einem derzeitigen eingestellten kleinen Gang mit einer größeren Übersetzung bewirkt werden. Hierdurch wird eine Versorgung des Bordnetzes 2 in Grenzsituationen der Energieversorgungseinrichtung 1, wie beispielsweise bei der Schubabschaltung, sichergestellt und besonders viel Energie 8 bei Umsetzung einer elektrischen Rekuperationsstrategie rekuperiert. Dies ermöglicht eine Sicherstellung eines Betriebs des Kraftfahrzeugs aufgrund der Gewährleistung der ausreichenden Versorgung des Bordnetzes 2 mit Energie 8.The power supply device described in connection with the single figure 1 recognizes a desire of an operating strategy of the power supply device 1 a defined recuperation moment, in particular the desired thrust moment 11 in the generator 7 set as well as a deviation of itself in the generator 7 adjusting thrust torque of the desired thrust torque 11 to minimize. In addition, the power supply device detects 1 via the means of the generator 7 via the drive element 6 consumed power efficiency or the efficiency of the generator 7 , At a low efficiency of the generator 7 can by means of the control device 10 an increase in the driving speed of the drive element 6 by a corresponding circuit of the transmission 5 be obtained. For an increase in the driving speed of the drive element 6 compared to the current driving speed can by means of the control device 10 a circuit of the transmission 5 to be effected at a larger gear ratio compared to a current set gear. As a result, a supply of the electrical system 2 in borderline situations of the power supply device 1 , such as in the fuel cut, ensured and extra energy 8th recuperated when implementing an electrical recuperation strategy. This makes it possible to ensure an operation of the motor vehicle due to the guarantee of sufficient supply of the vehicle electrical system 2 with energy 8th ,

Zur Gewährleistung der ausreichenden Versorgung des Bordnetzes 2 mit Energie 8 wird in der Recheneinrichtung 12, bei welcher es sich um ein Antriebssteuergerät handeln kann, der Ladezustand der Energiespeichereinheit 9 in die Ermittlung des Wunschschubmoments 11 mit einbezogen, und mit dem Planschubmoment, bei welchem es sich um ein elektrisches strategisches Schubmoment handelt, verglichen. Ist das elektrische strategische Schubmoment beziehungsweise das Planschubmoment geringer als das Wunschschubmoment 11 und ist Schubabschalten aktiv, wobei kurze Einspritzungen von Kraftstoff in die Verbrennungskraftmaschine 4 ignoriert werden können, und es wird eine negative Ladebilanz an der Energiespeichereinheit 9 erkannt, so kann eine Fahrdrehzahlanhebung des Antriebselements 6 bewirkt werden. Die Anhebung der Fahrdrehzahl kann vorliegend nur für Ladezustände oder Batterieenergieinhalte der Energiespeichereinheit 9 unterhalb einer Schwelle, das bedeutet unterhalb des definierten Grenzwerts, aktiviert werden. Hierdurch soll die Steuerung der Fahrdrehzahl mittels der Steuereinrichtung 10 lediglich in relevanten Betriebsbereichen der Energieversorgungseinrichtung 1 erfolgen. In diesen Betriebsbereichen steuert die Steuereinrichtung 10 über Schaltpunkte des Getriebes 5 die Einstellung einer Mindestdrehzahl zur Erreichung des Wunschschubmoments 11 im Generator 7.To ensure adequate supply of the electrical system 2 with energy 8th is in the computing device 12 in which it may be a drive control device, the state of charge of the energy storage unit 9 in the determination of the desired thrust torque 11 and compared to the shear thrust, which is an electrical thrust moment. Is the electrical strategic thrust moment or the plan thrust torque less than the desired thrust torque 11 and is fuel cut-off active, with short injections of fuel into the internal combustion engine 4 can be ignored, and there will be a negative charge balance on the energy storage unit 9 recognized, so can a driving speed increase of the drive element 6 be effected. The increase in the driving speed can be present only for charging states or battery energy contents of the energy storage unit 9 below a threshold, which means below the defined limit, activated. This is intended to control the driving speed by means of the control device 10 only in relevant operating areas of the power supply device 1 respectively. In these operating areas, the control device controls 10 via switching points of the gearbox 5 the setting of a minimum speed to achieve the desired thrust torque 11 in the generator 7 ,

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein elektrischer Schubwunsch im Generator 7 sichergestellt werden kann.Overall, the examples show how, by the invention, an electrical thrust request in the generator 7 can be ensured.

Claims (2)

Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinrichtung (1) eines Bordnetzes (2) für ein Kraftfahrzeug, bei welchem - mittels eines Generators (7) an einem ein Getriebe (5) aufweisenden Antriebsstrang (3) des Kraftfahrzeugs über eine Fahrdrehzahl eines Antriebselements (6) eine Leistung abgegriffen wird, mittels welcher das Bordnetz (2) mit Energie (8) versorgt wird und eine Energiespeichereinheit (9), über welche das Bordnetz (2) mit Energie (8) versorgbar ist, geladen wird, - mittels einer Recheneinrichtung (12) ein Wunschschubmoment (11) des Generators (7) ermittelt wird, welches einen Energiebedarf des Bordnetzes (2) sowie einen Energiebedarf der Energiespeichereinheit (9) umfasst, und mittels der Recheneinrichtung (12) das Wunschschubmoment (11) mit einem Planschubmoment des Generators (7) verglichen wird, - mittels einer Schubabschalterkennungseinrichtung (13) eine Schubabschaltung des Antriebsstrangs (3) des Kraftfahrzeugs erfasst wird, - mittels einer Steuereinrichtung (10) die Fahrdrehzahl des Antriebselements (6) über eine Schaltung des Getriebes (5) des Antriebsstrangs (3) in Abhängigkeit von dem Vergleich des Wunschschubmoments (11) mit dem Planschubmoment bei einer erfassten Schubabschaltung zur Einstellung des Wunschschubmoments (11) im Generator (7) gesteuert wird, wobei die Fahrdrehzahl des Antriebselements (6) in Abhängigkeit von einem aktuellen Schleppmoment des Antriebsstrangs (3) gesteuert wird, wobei der Energiebedarf der Energiespeichereinheit (9) in Abhängigkeit von einem Ladezustand und einem Entladevorgang der Energiespeichereinheit (9) mittels der Recheneinrichtung (12) ermittelt wird, und wobei die Fahrdrehzahl des Antriebselements (6) bei einem Ladezustand der Energiespeichereinheit (9) unterhalb eines Grenzwerts in Abhängigkeit von dem Vergleich des Wunschschubmoments (11) mit dem Planschubmoment bei der erfassten Schubabschaltung zur Einstellung des Wunschschubmoments (11) im Generator (7) gesteuert wird.Method for operating a power supply device (1) of a vehicle electrical system (2) for a motor vehicle, in which - by means of a generator (7) on a drive train (3) of the motor vehicle having a transmission (5) a power via a driving speed of a drive element (6) is tapped, by means of which the electrical system (2) is supplied with energy (8) and an energy storage unit (9), via which the electrical system (2) with power (8) can be supplied, is loaded by means of a computing device (12) Desired pushing moment (11) of the generator (7) is determined, which is an energy requirement of the electrical system (2) and an energy consumption of Energy storage unit (9) comprises, and by means of the computing means (12) the desired thrust torque (11) with a plan thrust of the generator (7) is compared - by means of a Schubabschalterkennungseinrichtung (13) a fuel cut of the drive train (3) of the motor vehicle is detected by means - a control device (10) the driving speed of the drive element (6) via a circuit of the transmission (5) of the drive train (3) in dependence on the comparison of the desired thrust torque (11) with the plan thrust torque at a detected fuel cut to set the desired thrust torque (11) in Generator (7) is controlled, wherein the driving speed of the drive element (6) in dependence on a current drag torque of the drive train (3) is controlled, the energy requirement of the energy storage unit (9) in response to a state of charge and a discharge of the energy storage unit (9) is determined by the computing device (12), and wherein the Fa hrdrehzahl of the drive element (6) in a state of charge of the energy storage unit (9) below a threshold value in dependence on the comparison of the desired thrust torque (11) with the transverse thrust moment at the detected overrun fuel cut to set the desired thrust torque (11) in the generator (7) is controlled. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fahrdrehzahl des Antriebselements (6) in Abhängigkeit von der mittels des Generators (7) abgegriffenen Leistung gesteuert wird.Method according to Claim 1 , wherein the driving speed of the drive element (6) is controlled in dependence on the power tapped by means of the generator (7).
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