DE102017218855A1

DE102017218855A1 - Dynamisch bestimmte Zustartleistung für einen Verbrennungsmotor eines Hybridfahrzeugs

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Publication number: DE102017218855A1
Application number: DE102017218855.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Glück; Markus Fischer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2019-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem Elektromotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung für das Hybridfahrzeug zu erbringen und bei einem Bremsen eine kinetische Energie des Hybridfahrzeugs in eine rekuperierte elektrische Energie zu wandeln, einem elektrischen Generator, welcher zum Erzeugen einer elektrischen Energie ausgebildet ist, einem zustartbaren Verbrennungsmotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung für das Hybridfahrzeug zu erbringen und den elektrischen Generator bei einer entsprechenden Lastpunktanhebung wahlweise anzutreiben, und mehreren ein elektrisches Bordnetz bildenden elektrischen Verbrauchern, bei dem während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs der Verbrennungsmotor zugestartet wird, wenn bei einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit eine angeforderte Vortriebsleistung eine für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit bestimmte Zustartleistung übersteigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem Elektromotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung für das Hybridfahrzeug zu erbringen und bei einem Bremsen eine kinetische Energie des Hybridfahrzeugs in eine rekuperierte elektrische Energie zu wandeln, einem elektrischen Generator, welcher zum Erzeugen einer elektrischen Energie ausgebildet ist, einem zustartbaren Verbrennungsmotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung für das Hybridfahrzeug zu erbringen und den elektrischen Generator bei einer entsprechenden Lastpunktanhebung wahlweise anzutreiben, und mehreren ein elektrisches Bordnetz bildenden elektrischen Verbrauchern, bei dem während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs der Verbrennungsmotor zugestartet wird, wenn bei einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit eine angeforderte Vortriebsleistung eine für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit bestimmte Zustartleistung übersteigt.
Hybridfahrzeuge weisen einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor (Verbrennungskraftmaschine, VKM) auf und werden üblicherweise danach unterschieden, in welcher Form eine für das Betreiben des Hybridfahrzeugs erforderliche Energie von außen zugeführt wird. Bei reinen Hybridfahrzeugen (Hybrid Electric Vehicle, HEV) wird zur Deckung des Energiebedarfs wie bei konventionellen Fahrzeugen ausschließlich ein Kraftstoff von außen zugeführt, während Plugin-Hybridfahrzeuge (Plugin Hybrid Electric Vehicle, PHEV) zusätzlich elektrische Energie von außen aufnehmen und speichern können.
Im Folgenden wird ein Hybridfahrzeug betrachtet, bei dem sowohl der Elektromotor als auch der Verbrennungsmotor jeweils unmittelbar eine Vortriebsleistung erbringen können, d. h. der Elektromotor und der Verbrennungsmotor bilden gemeinsam einen Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs. Der Elektromotor und der Verbrennungsmotor sind demnach vorgesehen, das Hybridfahrzeug abhängig von einer angeforderten Vortriebsleistung, welche von einem Fahrer des Hybridfahrzeugs durch Drücken eines Gaspedals vermittelt wird, einzeln oder gemeinsam anzutreiben.
Bei dem Hybridfahrzeug sind entsprechend drei verschiedene Betriebsmodi prinzipiell möglich. In einem ersten Betriebsmodus (elektrisches Fahren) wird der Vortrieb des Hybridfahrzeugs ausschließlich von dem Elektromotor, in einem zweiten Betriebsmodus (verbrennungsmotorisches Fahren) ausschließlich von dem Verbrennungsmotor und in einem dritten Betriebsmodus (Boost-Modus) von dem Elektromotor und dem Verbrennungsmotor gemeinsam erzeugt.
Wie bei einem konventionellen Fahrzeug, dessen Vortriebsleistung ausschließlich von einem Verbrennungsmotor erbracht wird, ist sowohl für ein reines Hybridfahrzeug (HEV) als auch für ein Plugin-Hybridfahrzeug (PHEV), sofern ihm keine elektrische Energie von außen zugeführt wird, ein streckenbezogener Kraftstoffverbrauch eine für den Vortriebswirkungsgrad des Hybridfahrzeugs maßgebliche Kenngröße. Entsprechend wird angestrebt, die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs zu erhöhen, d. h. den streckenbezogenen Kraftstoffverbrauch zu senken.
Das Hybridfahrzeug umfasst ferner eine aufladbare und entladbare Batterie zum Aufnehmen, Speichern und Abgeben von elektrischer Energie, welche zum Betreiben des Elektromotors und weiterer elektrischer Verbraucher, wie beispielsweise einer Klimaanlage oder einer Fahrzeugbeleuchtung, die gemeinsam ein elektrisches Bordnetz des Hybridfahrzeugs bilden, benötigt und verbraucht wird. Um sicherzustellen, dass der Ladezustand (State Of Charge, SOC), d. h. der elektrische Energiegehalt der Batterie während einer Fahrt nicht so weit absinkt, dass ein Betrieb des Elektromotors und des elektrischen Bordnetzes ausgeschlossen ist oder die Batterie durch eine allzu tiefe Entladung dauerhaft geschädigt wird, muss die Batterie während der Fahrt nachgeladen werden. Dies gilt auch für ein Plugin-Hybridfahrzeug (PHEV), da während einer Fahrt ein Zuführen elektrischer Energie von außen naturgemäß ausgeschlossen ist.
Zum Nachladen der Batterie während der Fahrt kann zum einen elektrische Energie verwendet werden, die mittels eines von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Generators erzeugt wird. Als Generator kann entweder der Elektromotor selbst oder eine von dem Elektromotor verschiedene separate Komponente des Hybridfahrzeugs vorgesehen sein. Der Generator stellt aber eine zusätzliche Last für den Verbrennungsmotor dar. Entsprechend ist bei gleicher Fahrgeschwindigkeit die erforderliche Vortriebsleistung des Verbrennungsmotors erhöht. Mit anderen Worten verschiebt sich der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors bei gleicher Fahrgeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs wegen der zusätzlichen durch den Generator verursachten Antriebslast in Richtung einer höheren Ausgangsleistung. Dieser weitere Unterbetriebsmodus des verbrennungsmotorischen Fahrens wird daher als Lastpunktanhebung bezeichnet und stellt eine Lastpunktverschiebung (LPV) des Verbrennungsmotors dar.
Zum anderen kann ein Nachladen der Batterie während der Fahrt durch elektrische Energie erfolgen, welche durch Umwandeln einer kinetischen Energie des Hybridfahrzeugs gewonnen wird. Dazu muss der Elektromotor ausgebildet sein, zu einem Bremsen des Hybridfahrzeugs verwendet zu werden und die bei dem Bremsen freigesetzte kinetische Energie mindestens teilweise in eine rekuperierte elektrische Energie umzuwandeln. Dies setzt allerdings voraus, dass der Energiegehalt der Batterie während einer Fahrt nicht so weit steigt, dass ein Aufnehmen und Speichern von rekuperierter elektrischer Energie unmöglich ist.
Insgesamt muss also der Energiegehalt der Batterie stets in einem mittleren Bereich der Batteriekapazität gehalten werden. Mit anderen Worten wird prinzipiell angestrebt, dass eine Fahrt des Hybridfahrzeugs den Energiegehalt der Batterie im Wesentlichen unverändert lässt, sich also hinsichtlich des Energiegehalts der Batterie neutral verhält, d. h. die Bruttoaufnahme von elektrischer Energie und die Bruttoabgabe von elektrischer Energie durch die Batterie sollen während der Fahrt im Wesentlichen gleich sein. Dies gilt auch für ein Plugin-Hybridfahrzeug mit einer an dem Ausgangspunkt der Fahrt vollständig geladenen Batterie, sobald die Batterie nach einem ersten Abschnitt der Fahrt teilweise entladen ist.
Beispielsweise offenbart die DE 11 2005 003 039 T5 ein Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor, einem Verbrennungsmotor, einem an den Verbrennungsmotor gekoppelten Generator, einer Brennstoffzelle und einer Batterie. Während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs wird ein Vortrieb ausschließlich durch den Elektromotor erzeugt. Die dabei verbrauchte elektrische Energie wird in erster Linie von der Brennstoffzelle bereitgestellt, die allerdings eine relativ geringe nutzbare elektrische Ausgangsleistung aufweist. Deshalb muss dem Elektromotor bei einer höheren angeforderten Vortriebsleistung zusätzlich elektrische Energie zugeführt werden, die von der Batterie abgegeben wird. Damit die Batterie dadurch nicht allmählich entladen wird, muss während der Fahrt mittels des Generators elektrische Energie erzeugt werden, die von der Batterie aufgenommen und gespeichert wird. Dazu wird der Verbrennungsmotor zugestartet, wenn der elektrische Energiegehalt der Batterie einen bestimmten Minimalwert unterschreitet.
Das hier beschriebene Hybridfahrzeug umfasst weiterhin ein Steuergerät, welches während einer Fahrt von einem Ausgangspunkt zu einem Fahrtziel mittels entsprechender Sensoren fortlaufend die von dem Fahrer angeforderte Vortriebsleistung, den Energiegehalt der Batterie, die rekuperierte elektrische Energie, die verbrennungsmotorisch erzeugte Energie, den elektrischen Energieverbrauch des Bordnetzes sowie den elektrischen Energieverbrauch des Elektromotors erfasst und die genannten Komponenten des Hybridfahrzeugs steuert, um den Energiegehalt der Batterie in dem mittleren Bereich der Batteriekapazität zu halten. Insbesondere obliegt es dem Steuergerät, den Betriebsmodus des Hybridfahrzeugs während einer Fahrt abhängig von der angeforderten Vortriebsleistung zu bestimmen und bei Bedarf zu ändern, um einen möglichst hohen Vortriebswirkungsgrad des Hybridfahrzeugs zu erzielen.
Üblicherweise wird aus der rekuperierten elektrischen Energie zunächst der Energiebedarf des Bordnetzes gedeckt. Eine danach verbleibende rekuperierte elektrische Energie wird bevorzugt für das Betreiben des Elektromotors verwendet. Denn während einer elektrischen Fahrt wird naturgemäß kein Kraftstoff verbraucht, was sich sehr positiv auf den Vortriebswirkungsgrad auswirkt.
Allerdings kann eine Fahrt eines Hybridfahrzeugs unter der vorgenannten Neutralitätsbedingung aus Gründen der Energieerhaltung nicht allein mittels rekuperierter elektrischer Energie absolviert werden. Vielmehr ist es unvermeidlich, zusätzlich den Verbrennungsmotor unter Lastpunktanhebung zu betreiben, um mittels des Generators elektrische Energie zum Aufladen der Batterie zu erzeugen.
Die DE 10 2015 106 028 A1 offenbart ein Hybridfahrzeug mit einem Antriebsstrang, welcher einen rekuperierenden Elektromotor und einen zustartbaren Verbrennungsmotor umfasst. Ferner umfasst das Hybridfahrzeug einen mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten separaten Generator, eine Batterie sowie ein Steuergerät, welches eine Zustartleistung und eine Abschaltleistung, welche kleiner als die Zustartleistung ist, definiert. Während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs wird der Verbrennungsmotor durch das Steuergerät zugestartet, wenn eine Summe aus einer angeforderten Vortriebsleistung und einer zeitlich konstant vorgegebenen elektrischen Ladeleistung für die Batterie die definierte Zustartleistung übersteigt, und abgeschaltet, wenn diese Summe die definierte Abschaltleistung unterschreitet. Zwischen dem Zustarten und dem Abschalten des Verbrennungsmotors sorgt der Verbrennungsmotor demnach sowohl für einen der angeforderten Vortriebsleistung entsprechenden Vortrieb des Hybridfahrzeugs als auch für den Antrieb des separaten Generators, um elektrische Energie zum Aufladen der Batterie zu erzeugen. Mit anderen Worten wird das Hybridfahrzeug bei verbrennungsmotorischer Fahrt in dem Betriebsmodus LPV betrieben.
Die EP 2 907 683 B1 offenbart dagegen ein Plugin-Hybridfahrzeug mit einem einen rekuperierfähigen Elektromotor und einen zustartbaren Verbrennungsmotor umfassenden Antriebsstrang, einer Batterie und einem Steuergerät, welches einen Modusschalter zum manuellen Wählen einer Zustartleistung umfasst. Der Modusschalter erlaubt dadurch einen Wechsel zwischen einem „EV Priority“-Modus mit einer höheren Zustartleistung, in dem während einer Fahrt elektrische Fahranteile des Plugin-Hybridfahrzeugs unter allmählicher Verringerung des elektrischen Energiegehalts der Batterie überwiegen, und einem „HV“-Modus mit einer niedrigeren Zustartleistung, in dem während der Fahrt vermehrte verbrennungsmotorische Fahranteile durch eine Lastpunktverschiebung eine Beibehaltung des Energiegehalts der Batterie erlauben. Auf diese Weise ist es möglich, eine durch eine externe Stromquelle voll geladene Batterie zunächst in dem „EV Priority“-Modus teilweise zu entladen und dann einen mittleren Energiegehalt der Batterie in dem „HV“-Modus im Wesentlichen beizubehalten. Ein besonderer Aspekt des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass das Betätigen des Modusschalters nur dann die beabsichtigte Wirkung hat, wenn der gewählte Modus zu dem im Betätigungszeitpunkt aktuellen Energiegehalt der Batterie passt.
Ein Nachteil bekannter Hybridfahrzeuge besteht darin, dass Schwankungen des elektrischen Energieverbrauchs des Bordnetzes, die im Vergleich zu der rekuperierten elektrischen Energie erheblich sein können, ein unerwünscht starkes Aufladen oder Entladen der Batterie während der Fahrt bewirken können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs vorzuschlagen, welches die beschriebenen Nachteile vermeidet und zudem einen verbesserten Vortriebswirkungsgrad erreicht. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Hybridfahrzeug mit verbessertem Vortriebswirkungsgrad zur Verfügung zu stellen.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem Elektromotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung für das Hybridfahrzeug zu erbringen und bei einem Bremsen eine kinetische Energie des Hybridfahrzeugs in eine rekuperierte elektrische Energie zu wandeln, einem elektrischen Generator, welcher zum Erzeugen einer elektrischen Energie ausgebildet ist, einem zustartbaren Verbrennungsmotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung für das Hybridfahrzeug zu erbringen und den elektrischen Generator bei einer entsprechenden Lastpunktanhebung wahlweise anzutreiben, und mehreren ein elektrisches Bordnetz bildenden elektrischen Verbrauchern, bei dem während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs der Verbrennungsmotor zugestartet wird, wenn bei einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit eine angeforderte Vortriebsleistung eine für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit bestimmte Zustartleistung übersteigt. Durch das Bestimmen einer Zustartleistung für den Verbrennungsmotor wird erreicht, dass bei einer geringen angeforderten Vortriebsleistung ausschließlich der Elektromotor zum Erzeugen eines mechanischen Vortriebs für das Hybridfahrzeug verwendet wird. Da Verbrennungsmotoren bei geringen Vortriebsleistungen eine geringe Kraftstoffeffizienz besitzen, kann auf diese Weise die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs insgesamt verbessert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die bestimmte Zustartleistung abhängig von einer prognostizierten von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchten elektrischen Energie während der Fahrt automatisch abgesenkt oder angehoben. Dadurch wird das Verhältnis zwischen dem elektrischen Fahranteil und dem verbrennungsmotorischen Fahranteil unmittelbar an eine sich während der Fahrt dynamisch ändernde Bordnetzlast gekoppelt. Dadurch wird erreicht, dass ein Verändern der Bordnetzlast sich nicht in demselben Maße auf den Energiegehalt der Batterie auswirkt, wodurch sich während der Fahrt ein gleichmäßiger Verlauf des Energiegehalts der Batterie einstellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die bestimmte Zustartleistung abgesenkt, wenn die prognostizierte von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchte elektrische Energie ansteigt, und die bestimmte Zustartleistung angehoben, wenn die prognostizierte von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchte elektrische Energie absinkt. Der elektrische Energieverbrauch des Bordnetzes während einer Fahrt kann starken Schwankungen unterworfen sein. Beispielsweise kann eine Beleuchtungsanlage, eine Scheibenwischanlage, eine Klimaanlage oder ein Infotainmentsystem des Fahrzeugs ein- oder ausgeschaltet werden, wodurch der elektrische Energieverbrauch des Bordnetzes stark steigen oder sinken kann. Durch ein entsprechendes Absenken bzw. Anheben der Zustartleistung für den Verbrennungsmotor werden die verbrennungsmotorischen und die elektrischen Fahranteile entsprechend verschoben, d. h. bei einem Ansteigen des elektrischen Energieverbrauchs des Bordnetzes steigt der verbrennungsmotorische Fahranteil und sinkt der elektrischen Fahranteil und bei einem Absinken des elektrischen Energieverbrauchs des Bordnetzes steigt der elektrische Fahranteil und sinkt der verbrennungsmotorische Fahranteil.
In einer Ausführungsform wird die bestimmte Zustartleistung aus einer minimalen Zustartleistung und mindestens und insbesondere genau einer weiteren höheren Zustartleistung ausgewählt. Demnach stehen mindestens zwei Zustartleistungen zur Auswahl. Es kann aber sinnvoll sein, aus mehr als zwei Zustartleistungen auszuwählen, d. h. zwischen der minimalen Zustartleistung und einer maximalen Zustartleistung steht mindestens eine weitere mittlere Zustartleistung zur Auswahl. Ein Wechseln zwischen wenigen, insbesondere genau zwei diskreten Zustartleistungen je Fahrgeschwindigkeit lässt sich verfahrenstechnisch besonders einfach umsetzen. Die minimale Zustartleistung verhindert ein ineffizientes Betreiben des Verbrennungsmotors.
In einer weiteren Ausführungsform wird die minimale Zustartleistung ausgewählt, wenn die prognostizierte von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchte elektrische Energie eine bestimmte Absenkschwellenergie überschreitet, und wird die mindestens eine weitere höhere Zustartleistung ausgewählt, wenn die prognostizierte von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchte elektrische Energie die bestimmte Absenkschwellenergie unterschreitet. Nur große Veränderungen der Bordnetzlast können den Energiegehalt der Batterie negativ beeinflussen. Durch ein adäquates Bestimmen einer Absenkschwellenergie für die von dem Bordnetz verbrauchte elektrische Energie wird erreicht, dass kleinere Veränderungen der Bordnetzlast, welche die Absenkschwellenergie weder nach oben noch nach unten überschreiten, nicht zu einem Wechsel der Zustartleistung führen, wodurch sich die Zahl der erforderlichen Wechsel verringert.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine von dem Bordnetz und dem Elektromotor während der Fahrt insgesamt verbrauchte elektrische Energie mindestens im Wesentlichen durch eine während der Fahrt von dem Elektromotor rekuperierte und von dem Generator insgesamt erzeugte elektrische Energie gedeckt. Dies führt zu einem während der Fahrt gleichmäßigen Verlauf des elektrischen Energiegehalts der Batterie, d. h. der Ladezustand (SOC) der Batterie ist während der Fahrt nur geringen Schwankungen unterworfen. Infolgedessen kann der Elektromotor während der Fahrt jederzeit zum Rekuperieren und zum Vortrieb des Hybridfahrzeugs verwendet werden. Zudem ergibt sich für die Fahrt des Hybridfahrzeugs insgesamt eine ausgeglichene elektrische Energiebilanz, d. h. der elektrische Energiegehalt der Batterie an dem Fahrtziel ist im Wesentlichen identisch mit dem Energiegehalt der Batterie an dem Ausgangspunkt der Fahrt.
In einer weiteren Ausführungsform wird die von dem Elektromotor während der Fahrt insgesamt rekuperierte elektrische Energie aus mindestens einem Beobachtermodell prognostiziert. Beobachtermodelle sind dazu geeignet, nicht direkt messbare Größen aus bekannten Eingangsgrößen und messbaren Ausgangsgrößen zu rekonstruieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die von dem Elektromotor während der Fahrt insgesamt rekuperierte elektrische Energie vorrangig zum Decken der von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchten elektrischen Energie verwendet. Mit anderen Worten erhält das elektrische Bordnetz gegenüber dem Elektromotor Priorität hinsichtlich des Verteilens der rekuperierten elektrischen Energie. Dies stellt einen kontinuierlichen Betrieb der an das elektrische Bordnetz angeschlossenen Verbraucher sicher.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Bestimmen von minimalen Zustartleistungen für ein auf einer minimalen Zustartleistung beruhendes Verfahren, bei dem für mehrere bestimmte Fahrgeschwindigkeiten und mehrere Betriebspunkte, die jeweils durch eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit und eine bestimmte Vortriebsleistung definiert sind, jeweils

- ein Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors ermittelt wird;
- ein elektrischer Energieverbrauch des Elektromotors ermittelt wird;
- ein über mehrere charakteristische Fahrprofile gemittelter Verhältnisfaktor zwischen dem ermittelten Kraftstoffverbrauch und dem ermittelten elektrischen Energieverbrauch berechnet wird;
- der ermittelte elektrische Energieverbrauch des Elektromotors in jedem Betriebspunkt durch Multiplizieren mit dem berechneten Verhältnisfaktor in einen virtuellen Kraftstoffverbrauch des Elektromotors umgerechnet wird;

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung für das Hybridfahrzeug zu erbringen und bei einem Bremsen eine kinetische Energie des Hybridfahrzeugs in eine rekuperierte elektrische Energie zu wandeln, einem elektrischen Generator, welcher zum Erzeugen einer elektrischen Energie ausgebildet ist, einem zustartbaren Verbrennungsmotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung für das Hybridfahrzeug zu erbringen und den elektrischen Generator bei einer entsprechenden Lastpunktanhebung wahlweise anzutreiben, mehreren ein elektrisches Bordnetz bildenden elektrischen Verbrauchern und einem Steuergerät, welches konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor zuzustarten, wenn eine angeforderte Vortriebsleistung bei einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs eine für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit bestimmte Zustartleistung übersteigt, bei dem das Steuergerät konfiguriert ist, die bestimmte Zustartleistung abhängig von einer prognostizierten von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchten elektrischen Energie während der Fahrt automatisch abzusenken oder anzuheben. Bei einem solchen Hybridfahrzeug hängen verbrennungsmotorische und elektrische Fahranteile von der Bordnetzlast ab, wodurch sich eine verbesserte Kraftstoffeffizienz erzielen lässt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuergerät konfiguriert, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs auszuführen. Das oben beschriebene Verfahren stellt eine besonders einfache Möglichkeit dar, die Zustartleistung abhängig von der Bordnetzlast zu wählen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wir unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigt:

1 in einer schematischen Darstellung verschiedene Kapazitätsbereiche einer Batterie einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs,
2 in einem Diagramm ein Lastpunktverschiebungskennfeld eines Verbrennungsmotors mit mehreren Bereichen einer jeweils unterschiedlichen Lastpunktverschiebung,
3 in einem Diagramm eine minimale Zustartleistung und eine weitere höhere Zustartleistung für eine Anwendung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 in einem Diagramm eine elektrische Energiebilanz während einer Fahrt eines Hybridfahrzeugs mit einem niedrigen Energieverbrauch des Bordnetzes,
5 in einem Diagramm eine elektrische Energiebilanz während einer Fahrt eines Hybridfahrzeugs mit einer hohen Bordnetzlast bei einer Anwendung eines Verfahrens gemäß dem Stand der Technik,
6 in einem Diagramm eine elektrische Energiebilanz während einer Fahrt eines Hybridfahrzeugs mit einer hohen Bordnetzlast bei einer Anwendung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
7 in einem Diagramm die in 5 dargestellten Zustartleistungen und Betriebspunkte des Elektromotors bzw. des Verbrennungsmotors.

Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen Komponenten sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugs umfasst einen Elektromotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung 23 für das Hybridfahrzeug zu erbringen und bei einem Bremsen eine kinetische Energie des Hybridfahrzeugs in eine rekuperierte elektrische Energie 10 zu wandeln. Ferner umfasst das Hybridfahrzeug einen elektrischen Generator, welcher zum Erzeugen einer elektrischen Energie 11 ausgebildet ist.
Das Hybridfahrzeug umfasst weiterhin einen zustartbaren Verbrennungsmotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, wie der Elektromotor eine mechanische Vortriebsleistung 23 für das Hybridfahrzeug zu erbringen und den elektrischen Generator bei einer entsprechenden Lastpunktanhebung wahlweise anzutreiben. Der rekuperierende Elektromotor und der Generator stellen während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs Quellen elektrischer Energie dar.
Ferner umfasst das Hybridfahrzeug mehrere ein elektrisches Bordnetz bildende elektrische Verbraucher. Der vortreibende Elektromotor und das elektrische Bordnetz stellen während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs entsprechend Senken elektrischer Energie dar, welchen den Quellen elektrischer Energie gegenüberstehen.
Das Hybridfahrzeug umfasst auch eine Batterie, welche mit dem Elektromotor, dem Generator und dem Bordnetz verbunden ist. Die Batterie ist ausgelegt, elektrische Energie 10, 11 von dem rekuperierenden Elektromotor und dem Generator aufzunehmen, zu speichern und elektrische Energie 12, 13 an den vortreibenden Elektromotor und das Bordnetz abzugeben. Sie kann somit einen kurzfristigen Ausgleich zwischen erzeugter elektrischer Energie 10, 11 und verbrauchter elektrischer Energie 12, 13 schaffen.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung verschiedene Kapazitätsbereiche der Batterie. Ein während einer Fahrt nutzbarer Kapazitätsbereich 32 umfasst die mittleren 60% eines gesamten Kapazitätsbereichs 31 von 100% der Batterie, d. h. ein elektrischer Energiegehalt 30 der Batterie soll während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs stets zwischen 20% und 80% des gesamten Kapazitätsbereichs 31 liegen. Der nutzbare Kapazitätsbereich 32 ist in fünf Unterkapazitätsbereiche 35, 36, 37, 38, 39 unterteilt, welchen jeweils ein hinsichtlich einer Lastpunktverschiebung (LPV) des Verbrennungsmotors unterschiedlicher Betriebsmodus des Verbrennungsmotors zugeordnet ist, nämlich eine große Lastpunktanhebung 35, eine geringe Lastpunktanhebung 36, keine Lastpunktverschiebung 37, eine geringe Lastpunktabsenkung 38 und eine große Lastpunktabsenkung 39. 1 zeigt beispielhaft einen zeitlichen Verlauf 34 des Energiegehalts 30 der Batterie, welcher sich bei einem für die Europäische Union eingeführten Testverfahren, dem WLTP-Fahrzyklus (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure) einstellt. Aus dem Zeitverlauf 34 ist ersichtlich, dass der Energiegehalt 30 während des WLTP-Fahrzyklus überwiegend in dem Unterkapazitätsbereich mit geringer Lastpunktabsenkung 38 und sonst in dem Unterkapazitätsbereich ohne Lastpunktverschiebung 37 schwankt.
Das Hybridfahrzeug umfasst ein Steuergerät, welches mit dem Elektromotor, dem elektrischen Generator, dem Verbrennungsmotor, der Batterie und dem Bordnetz verbunden ist. Es ist konfiguriert, den Elektromotor, den Verbrennungsmotor und bei einer verbrennungsmotorischen Fahrt den Antrieb des elektrischen Generators durch den Verbrennungsmotor, d. h. eine Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors zu steuern und dadurch während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs eine im Wesentlichen ausgeglichene elektrische Energiebilanz zu schaffen.
2 zeigt beispielhaft in einem Diagramm ein Lastpunktverschiebungskennfeld eines Verbrennungsmotors mit mehreren Bereichen einer jeweils unterschiedlichen Lastpunktanhebung 52, d. h. eines gegen die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors wirkenden negativen Drehmoments des anzutreibenden elektrischen Generators. In Abhängigkeit von einer Drehzahl 51 des Verbrennungsmotors und einem Drehmoment 50 des Verbrennungsmotors an einem Getriebeeingang für den Vortrieb des Hybridfahrzeugs wählt das Steuergerät einen bestimmten Wert der Lastpunktanhebung 52 aus. Aus dem Lastpunktverschiebungskennfeld ist zum einen ersichtlich, dass der Verbrennungsmotor bei Drehzahlen 51 unterhalb von ca. 800 U/min, in denen er naturgemäß einen sehr geringen Wirkungsgrad aufweist, nicht betrieben wird. Zum anderen geht aus dem Lastpunktverschiebungskennfeld hervor, dass die Lastpunktanhebung 52 in Bereichen eines relativ geringen Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors am größten ist und in Bereichen eines relativ hohen Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors verschwindet, d. h. bei niedrigen Drehmomenten 50 und niedrigen Drehzahlen 51 ist die Lastpunktanhebung 52 am größten und nimmt zu höheren Drehmomenten 50 und höheren Drehzahlen 51 hin ab.
Das Steuergerät ist ferner konfiguriert, den Verbrennungsmotor zuzustarten, wenn eine angeforderte Vortriebsleistung 23 bei einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit 22 während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs eine für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit 22 bestimmte Zustartleistung 24, 25 übersteigt. Dabei wird die bestimmte Zustartleistung 24, 25 abhängig von einer mittels eines Beobachtermodells prognostizierten von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchten elektrischen Energie 12 während der Fahrt automatisch auf eine minimale Zustartleistung 24 abgesenkt oder auf eine weitere höhere Zustartleistung 25 angehoben.
3 zeigt in einem Diagramm die minimale Zustartleistung 24 und die weitere höhere Zustartleistung 25 für eine Anwendung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Jede der beiden Zustartleistungen 24, 25 ist jeweils bei Fahrgeschwindigkeiten des Hybridfahrzeugs oberhalb einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit konstant.
Die Grenzgeschwindigkeit für die minimale Zustartleistung 24 liegt bei ca. 50 km/h, während die Grenzgeschwindigkeit für die weitere höhere Zustartleistung 25 bei ca. 70 km/h liegt. Bei Vortriebsleistungen 23 unterhalb einer Grenzantriebsleistung von ca. 6 kW bzw. bei Fahrgeschwindigkeiten unterhalb einer Grenzfahrgeschwindigkeit von ca. 15 km/h fallen die minimale Zustartleistung 24 und die weitere höhere Zustartleistung 25 zusammen, d. h. im Bereich geringer Vortriebsleistungen und Fahrgeschwindigkeiten existiert unabhängig von dem elektrischen Energieverbrauch des Bordnetzes nur eine einzige Zustartleistung 24, 25. Die in 3 dargestellten Kurven für die Zustartleistungen 24, 25 sind selbstverständlich nicht allgemeingültig, sondern beschreiben lediglich beispielhaft die Verhältnisse bei einer bestimmten Topologie, d. h. einer Kombination eines bestimmten Elektromotors mit einem bestimmten Verbrennungsmotor. Für Ausführungsformen mit abweichenden Topologien können sich entsprechend abweichende Verläufe der Zustartleistungen 24, 25 ergeben.
4 zeigt beispielhaft in einem Diagramm eine elektrische Energiebilanz während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs mit einem niedrigen Energieverbrauch des Bordnetzes, welche auf der weiteren höheren Zustartleistung 25 beruht. Der elektrische Energieverbrauch 12 des Bordnetzes während der Fahrt beträgt beispielsweise ca. 400 Wh. Die von dem Elektromotor rekuperierte elektrische Energie 10 beträgt demgegenüber ca. 1.500 Wh. Der Elektromotor verbraucht während der Fahrt eine elektrische Energie 13 von ca. 1.100 Wh. Demnach besteht zwischen der rekuperierten elektrischen Energie 10 einerseits und der von dem Bordnetz und dem Elektromotor verbrauchten elektrischen Energie 12, 13 andererseits bereits eine ausgeglichene Energiebilanz. Mit anderen Worten kann der Verbrennungsmotor bei dieser beispielhaften Fahrt fast ausschließlich ohne Lastpunktverschiebung betrieben werden. Die rekuperierte elektrische Energie 10 reicht also aus, sowohl die von dem Bordnetz verbrauchte elektrische Energie 12 als auch die für elektrisches Fahren von dem Elektromotor verbrauchte Energie 13 nahezu vollständig zu decken.
5 zeigt dagegen beispielhaft in einem Diagramm eine elektrische Energiebilanz während einer Fahrt eines Hybridfahrzeugs mit einer hohen Bordnetzlast bei einer Anwendung eines Verfahrens gemäß dem Stand der Technik, welche - unabhängig von der Bordnetzlast - ebenfalls auf der weiteren höheren Zustartleistung 25 beruht. Der elektrische Energieverbrauch 12 des Bordnetzes während der Fahrt beträgt nunmehr ca. 1.200 Wh. Die von dem Elektromotor rekuperierte elektrische Energie 10 beträgt weiterhin ca. 1.500 Wh. Um dennoch ca. 1.100 Wh elektrischer Energie 13 zum Verbrauchen durch den Elektromotor bereitzustellen, werden ca. 800 Wh zusätzlicher durch Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors erzeugte elektrische Energie 11 bereitgestellt.
6 zeigt in einem Diagramm eine elektrische Energiebilanz während einer Fahrt eines Hybridfahrzeugs mit einer hohen Bordnetzlast bei einer Anwendung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche auf der minimalen Zustartleistung 24 beruht. Die rekuperierte elektrische Energie 10 und der elektrische Energieverbrauch 12 des Bordnetzes betragen auch hier ca. 1.500 Wh bzw. 1.200 Wh. Im Unterschied zu der in 5 dargestellten Energiebilanz gemäß dem Stand der Technik werden bei der niedrigeren Zustartleistung allerdings lediglich ca. 400 Wh elektrischer Energie 11 aus verbrennungsmotorischer Lastpunktverschiebung bereitgestellt und lediglich 700 Wh elektrischer Energie 13 von dem Elektromotor für elektrisches Fahren verbraucht. Die minimale Zustartleistung 24 führt somit gegenüber dem Stand der Technik ebenso zu verringerten Fahranteilen unter verbrennungsmotorischer Lastpunktverschiebung wie zu verringerten elektrischen Fahranteilen.
7 zeigt in einem Diagramm die in 3 dargestellten Zustartleistungen 24, 25 sowie Betriebspunkte 20, 21 des Elektromotors bzw. des Verbrennungsmotors, welche zum Bestimmen der minimalen Zustartleistung 24 angefahren wurden.
Zum Bestimmen der minimalen Zustartleistung 24 wird für mehrere bestimmte Fahrgeschwindigkeiten 22 und mehrere Betriebspunkte 20, 21, die jeweils durch eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit 22 und eine bestimmte Vortriebsleistung 23 definiert sind, jeweils ein Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors ermittelt. Ebenso wird an den Betriebspunkten 20, 21 ein elektrischer Energieverbrauch des Elektromotors ermittelt. In einem weiteren Schritt wird ein über mehrere charakteristische Fahrprofile gemittelter Verhältnisfaktor zwischen dem ermittelten Kraftstoffverbrauch und dem ermittelten elektrischen Energieverbrauch berechnet. Dann wird der ermittelte elektrische Energieverbrauch des Elektromotors in jedem Betriebspunkt 20, 21 durch Multiplizieren mit dem berechneten Verhältnisfaktor in einen virtuellen Kraftstoffverbrauch des Elektromotors umgerechnet.
Eine minimale Zustartleistung 24 für eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit 22 wird bestimmt, so dass in Betriebspunkten 20 mit der bestimmten Fahrgeschwindigkeit 22 und einer Antriebsleistung, die niedriger ist als die bestimmte minimale Zustartleistung 24, der virtuelle Kraftstoffverbrauch des Elektromotors niedriger ist als der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors und in Betriebspunkten 21 mit der bestimmten Fahrgeschwindigkeit 22 und einer Antriebsleistung, die höher ist als die bestimmte minimale Zustartleistung 24, der virtuelle Kraftstoffverbrauch des Elektromotors höher ist als der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors.
Im Rahmen des WLTP-Fahrzyklus hat sich gezeigt, dass durch die vorgeschlagene Abhängigkeit der Zustartleistung von einem Energieverbrauch des Bordnetzes zu einer Kraftstoffeinsparung entsprechend einem CO₂-Abgaswert von ca. 0,5 g/km führt.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht demnach darin, dass der Vortriebswirkungsgrad, d. h. die Kraftstoffeffizienz des Hybridfahrzeugs erhöht ist. Die im Rahmen des WLTP-Fahrzyklus ermittelte Kraftstoffersparnis dürfte sich auch im realen Fahrbetrieb des Hybridfahrzeugs auswirken (off-cycle credits). Der während einer Fahrt gleichmäßigere Verlauf des Energiegehalts der Batterie sowie die geringeren Betriebsdauern sowohl des Generators als auch des Elektromotors gehen überdies mit einer verringerten Belastung der wesentlichen elektrischen Komponenten des Hybridfahrzeugs einher, wodurch deren Lebensdauer und damit die Wirtschaftlichkeit des Hybridfahrzeugs erhöht ist.
Bezugszeichenliste

10: rekuperierte elektrische Energie
11: verbrennungsmotorisch erzeugte elektrische Energie
12: von dem Bordnetz verbrauchte elektrische Energie
13: von dem Elektromotor verbrauchte elektrische Energie
20: Betriebspunkte, an denen elektrisches Fahren effizienter ist als verbrennungsmotorisches Fahren
21: Betriebspunkte, an denen verbrennungsmotorisches Fahren effizienter ist als elektrisches Fahren
22: Fahrgeschwindigkeit
23: mechanische Vortriebsleistung
24: minimale Zustartleistung
25: weitere höhere Zustartleistung
30: Energiegehalt der Batterie (SOC)
31: gesamter Kapazitätsbereich der Batterie
32: nutzbarer Kapazitätsbereich der Batterie
33: für den WLTP-Fahrzyklus relevanter Kapazitätsbereich der Batterie
34: Zeitverlauf des Energiegehalts der Batterie während des WLTP-Fahrzyklus
35: große Lastpunktanhebung
36: geringe Lastpunktanhebung
37: keine Lastpunktverschiebung
38: geringe Lastpunktabsenkung
39: große Lastpunktabsenkung
50: Getriebeeingangsmoment
51: Drehzahl
52: Lastpunktverschiebungsmoment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 112005003039 T5 [0010]
DE 102015106028 A1 [0014]
EP 2907683 B1 [0015]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs mit einem Elektromotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung (23) für das Hybridfahrzeug zu erbringen und bei einem Bremsen eine kinetische Energie des Hybridfahrzeugs in eine rekuperierte elektrische Energie (10) zu wandeln, einem elektrischen Generator, welcher zum Erzeugen einer elektrischen Energie (11) ausgebildet ist, einem zustartbaren Verbrennungsmotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung (23) für das Hybridfahrzeug zu erbringen und den elektrischen Generator bei einer entsprechenden Lastpunktanhebung wahlweise anzutreiben, und mehreren ein elektrisches Bordnetz bildenden elektrischen Verbrauchern, bei dem während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs der Verbrennungsmotor zugestartet wird, wenn bei einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit (22) eine angeforderte Vortriebsleistung (23) eine für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit (22) bestimmte Zustartleistung (24, 25) übersteigt, und bei dem die bestimmte Zustartleistung (24, 25) abhängig von einer prognostizierten von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchten elektrischen Energie (12) während der Fahrt automatisch abgesenkt oder angehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die bestimmte Zustartleistung (24) abgesenkt wird, wenn die prognostizierte von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchte elektrische Energie (12) ansteigt, und die bestimmte Zustartleistung (25) angehoben wird, wenn die prognostizierte von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchte elektrische Energie (12) absinkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die bestimmte Zustartleistung (24, 25) aus einer minimalen Zustartleistung (24) und mindestens und insbesondere genau einer weiteren höheren Zustartleistung (25) ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, beim dem die minimale Zustartleistung (24) ausgewählt wird, wenn die prognostizierte von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchte elektrische Energie (12) eine bestimmte Absenkschwellenergie überschreitet, und bei dem die mindestens eine weitere höhere Zustartleistung (25) ausgewählt wird, wenn die prognostizierte von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchte elektrische Energie (12) die bestimmte Absenkschwellenergie unterschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine von dem Bordnetz und dem Elektromotor während der Fahrt insgesamt verbrauchte elektrische Energie (12, 13) mindestens im Wesentlichen durch eine während der Fahrt von dem Elektromotor rekuperierte und von dem Generator insgesamt erzeugte elektrische Energie (10, 11) gedeckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 5, bei dem die von dem Elektromotor während der Fahrt insgesamt rekuperierte elektrische Energie (10) aus mindestens einem Beobachtermodell prognostiziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die von dem Elektromotor während der Fahrt insgesamt rekuperierte elektrische Energie (10) vorrangig zum Decken der von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchten elektrischen Energie (12) verwendet wird.
Verfahren zum Bestimmen von minimalen Zustartleistungen (24) für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem für mehrere bestimmte Fahrgeschwindigkeiten (22) und mehrere Betriebspunkte (20, 21), die jeweils durch eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit (22) und eine bestimmte Vortriebsleistung (23) definiert sind, jeweils - ein Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors ermittelt wird; - ein elektrischer Energieverbrauch des Elektromotors ermittelt wird; - ein über mehrere charakteristische Fahrprofile gemittelter Verhältnisfaktor zwischen dem ermittelten Kraftstoffverbrauch und dem ermittelten elektrischen Energieverbrauch berechnet wird; - der ermittelte elektrische Energieverbrauch des Elektromotors in jedem Betriebspunkt (20, 21) durch Multiplizieren mit dem berechneten Verhältnisfaktor in einen virtuellen Kraftstoffverbrauch des Elektromotors umgerechnet wird; und bei dem eine minimale Zustartleistung (24) für eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit (22) bestimmt wird, so dass in Betriebspunkten (20) mit der bestimmten Fahrgeschwindigkeit (22) und einer Antriebsleistung, die niedriger ist als die bestimmte minimale Zustartleistung (24), der virtuelle Kraftstoffverbrauch des Elektromotors niedriger ist als der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors und in Betriebspunkten (21) mit der bestimmten Fahrgeschwindigkeit (22) und einer Antriebsleistung, die höher ist als die bestimmte minimale Zustartleistung (24), der virtuelle Kraftstoffverbrauch des Elektromotors höher ist als der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors.
Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung (23) für das Hybridfahrzeug zu erbringen und bei einem Bremsen eine kinetische Energie des Hybridfahrzeugs in eine rekuperierte elektrische Energie (10) zu wandeln, einem elektrischen Generator, welcher zum Erzeugen einer elektrischen Energie (11) ausgebildet ist, einem zustartbaren Verbrennungsmotor, welcher vorgesehen und ausgebildet ist, eine mechanische Vortriebsleistung (23) für das Hybridfahrzeug zu erbringen und den elektrischen Generator bei einer entsprechenden Lastpunktanhebung wahlweise anzutreiben, mehreren ein elektrisches Bordnetz bildenden elektrischen Verbrauchern und einem Steuergerät, welches konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor zuzustarten, wenn eine angeforderte Vortriebsleistung (23) bei einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit (22) während einer Fahrt des Hybridfahrzeugs eine für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit (22) bestimmte Zustartleistung (24, 25) übersteigt, bei dem das Steuergerät konfiguriert ist, die bestimmte Zustartleistung (24, 25) abhängig von einer prognostizierten von dem Bordnetz während der Fahrt insgesamt verbrauchten elektrischen Energie (12) während der Fahrt automatisch abzusenken oder anzuheben.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 9, bei dem das Steuergerät konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.