DE102019203985A1 - Method for controlling a drive train, controller, drive train and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs (2), wobei der Antriebsstrang (2) eine erste Elektromaschine (3) und eine zweite Elektromaschine (6) aufweist, wobei das Verfahren umfasst:Generatorisches Betreiben (21) der ersten Elektromaschine (3), undZuführen (26) der von der ersten Elektromaschine (3) erzeugten elektrischen Energie zur zweiten Elektromaschine (6), wobei eine dabei entstehende Wirkungsgradverlustleistung zum Bremsen des Antriebsstrangs (2) verwendet wird.The present invention relates to a method for controlling a drive train (2), the drive train (2) having a first electric machine (3) and a second electric machine (6), the method comprising: operating (21) the first electric machine (3) in a regenerative manner ), and supplying (26) the electrical energy generated by the first electrical machine (3) to the second electrical machine (6), a resulting loss of efficiency being used to brake the drive train (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrang, eine Steuerung, einen Antriebsstrang und ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for controlling a drive train, a controller, a drive train and a motor vehicle.
Allgemein sind elektrisch oder auch hybridisch betriebene (Kraft-)Fahrzeuge bekannt, bei denen bspw. mehr als ein Fahrmotor bzw. Antriebsmotor vorgesehen ist, z. B. ein Vorder- und ein Hinterachsantrieb.In general, electrically or hybrid-powered (motor) vehicles are known in which, for example, more than one traction motor or drive motor is provided, e.g. B. a front and a rear axle drive.
Bei einer eingeschränkten Batterieladeleistung kann es aufgrund zugezogener Batterieladegrenzen vorkommen, dass nicht elektrisch gebremst werden kann, da die dabei entstehende elektrische Energie nicht mehr der Batterie zugeführt werden kann. Dies kann vor allem bei langen Bergabfahrten zu einer erhöhten Belastung der hydraulischen Bremse führen. Zudem kann es in solchen Fällen schwierig sein, ein reproduzierbares Schubverhalten bzw. eine reproduzierbare Fahrzeug-Verzögerung darzustellen.If the battery charging power is limited, it may happen that the battery cannot be braked electrically due to the applied battery charging limits, since the electrical energy generated can no longer be fed to the battery. This can lead to an increased load on the hydraulic brake, especially on long downhill drives. In addition, it can be difficult in such cases to represent a reproducible overrun behavior or a reproducible vehicle deceleration.
In solchen Fällen ist es grundsätzlich bekannt, die elektrischen Energie bspw. durch Erhöhung einer elektrischen Nebenverbraucherleistung bspw. in Wärme umzuwandeln. Dies kann z. B. durch Zuschalten oder Erhöhen der (elektrischen) Last eines Hochvolt-Klimakompressors erfolgen, durch Betreiben eines PTC-Zuheizers, durch Anheben einer Spannung im 12V-Bordnetz des Kraftfahrzeugs, etc. Außerdem ist es bekannt, den Wirkungsgrad einer Elektromaschine über Einstellungen der Leistungselektronik, z. B. durch Veränderung der IGBT-Ansteuerung, zu verschlechtern und damit überschüssige elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Diese Lösungen haben allerdings die Nachteile, dass die in Wärme umsetzbare elektrische Bremsenergie relativ gering ist, dass sie schlechter skalierbar ist, da bspw. der PTC typischerweise nur feste Leistungsstufen hat und dass sie nicht so dynamisch regelbar ist, da bspw. das Kraftfahrzeugbussystem nur feste Laufzeiten hat. Zum Beispiel hat der LIN-Bus feste LIN-Laufzeiten, welche einer dynamischen Regelung entgegenstehen können.In such cases, it is known in principle to convert the electrical energy into heat, for example by increasing an electrical auxiliary load. This can e.g. B. by connecting or increasing the (electrical) load of a high-voltage air conditioning compressor, by operating a PTC heater, by increasing a voltage in the 12V electrical system of the motor vehicle, etc. It is also known to increase the efficiency of an electric machine via settings of the power electronics , e.g. B. by changing the IGBT control to worsen and thus convert excess electrical energy into heat. However, these solutions have the disadvantages that the electrical braking energy that can be converted into heat is relatively low, that it is more difficult to scale, since, for example, the PTC typically only has fixed power levels and that it cannot be regulated as dynamically as the motor vehicle bus system, for example, only fixed Has maturities. For example, the LIN bus has fixed LIN transit times, which can prevent dynamic regulation.
Des Weiteren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern eines Bremsvorgangs in einem Antriebsstrang, eine Steuerung, einen Antriebsstrang und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden.The object of the present invention is to provide a method for controlling a braking process in a drive train, a controller, a drive train and a motor vehicle which at least partially overcome the above-mentioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1, die Steuerung nach Anspruch 7, den Antriebsstrang nach Anspruch 8 und das Kraftfahrzeug nach Anspruch 10 gelöst.This object is achieved by the method according to the invention according to claim 1, the control according to
Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs bereit, wobei der Antriebsstrang eine erste Elektromaschine und eine zweite Elektromaschine aufweist, wobei das Verfahren umfasst:
- Generatorisches Betreiben der ersten Elektromaschine, und
- Zuführen der von der ersten Elektromaschine erzeugten elektrischen Energie zur zweiten Elektromaschine, wobei eine dabei entstehende Wirkungsgradverlustleistung zum Bremsen des Antriebsstrangs verwendet wird.
- Generator operation of the first electric machine, and
- Supplying the electrical energy generated by the first electrical machine to the second electrical machine, with a resulting loss of efficiency being used to brake the drive train.
Nach einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Steuerung für einen Antriebsstrang bereit, wobei der Antriebsstrang eine erste Elektromaschine und eine zweite Elektromaschine aufweist, wobei die Steuerung zum Ausführen des Verfahrens nach dem ersten Aspekt eingerichtet ist.According to a second aspect, the present invention provides a controller for a drive train, the drive train having a first electric machine and a second electric machine, the controller being set up to carry out the method according to the first aspect.
Nach einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug bereit, der eine erste Elektromaschine, eine zweite Elektromaschine und eine Steuerung umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach dem ersten Aspekt auszuführen.According to a third aspect, the present invention provides a drive train for a motor vehicle that comprises a first electric machine, a second electric machine and a controller that is configured to carry out the method according to the first aspect.
Nach einem vierten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang nach dem dritten Aspekt bereit.According to a fourth aspect, the present invention provides a motor vehicle with a drive train according to the third aspect.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims and the following description of preferred exemplary embodiments of the present invention.
Wie ausgeführt, betreffen manche Ausführungsbeispiele ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs, insbesondere zum Steuern eines Bremsvorgangs und/oder einer Schubrekuperation, wobei der Antriebsstrang eine erste Elektromaschine und eine zweite Elektromaschine aufweist, wobei das Verfahren generatorisches Betreiben der ersten Elektromaschine umfasst, und Zuführen der von der ersten Elektromaschine erzeugten elektrischen Energie zur zweiten Elektromaschine, wobei eine dabei entstehende Wirkungsgradverlustleistung zum Bremsen des Antriebsstrangs verwendet wird.As stated, some exemplary embodiments relate to a method for controlling a drive train, in particular for controlling a braking process and / or overrun recuperation, the drive train having a first electric machine and a second electric machine, the method comprising operating the first electric machine as a generator, and supplying the from The electrical energy generated by the first electric machine to the second electric machine, with a resulting loss of efficiency being used to brake the drive train.
Damit ist bei manchen Ausführungsbeispielen die Darstellung eines negativen elektrischen Moments, bspw. Radmomentes, und somit einer Verzögerung eines Antriebsstrangs (z. B. eines Fahrzeugs) bei eingeschränkter Batterieladeleistung möglich, um bspw. ein mechanisches Bremssystem zu entlasten und um z. B. ein reproduzierbares Fahrverhalten wie eine reproduzierbare Fahrzeugverzögerung darzustellen.Thus, in some exemplary embodiments, it is possible to display a negative electrical torque, for example a wheel torque, and thus a deceleration of a drive train (e.g. a vehicle) with limited battery charging power, for example to relieve a mechanical brake system and to e.g. B. to represent a reproducible driving behavior such as a reproducible vehicle deceleration.
Bei manchen Ausführungsbeispiele erfolgt dabei eine Erzeugung einer zusätzlichen Bremsverzögerungsleistung (z. B. Fahrzeugverzögerung durch Bremsen oder Darstellen eines Schleppmomentes) durch Wandlung der mechanischen Leistung der ersten Elektromaschine (die im Generatorbetrieb ist) auf einer ersten Achse (z. B. eine Vorderachse/Primärachse) in elektrische Leistung und Nutzung dieser erzeugten elektrischen Leistung in der zweiten Elektromaschine (die im Motorbetrieb ist) an einer zweiten Achse (z. B. eine Hinterachse/Sekundärachse (oder andersherum)), um wieder eine mechanische Leistung zu erzeugen, ohne das auf den Antriebsstrang (z. B. das Fahrzeug) wirkende Gesamtradmoment zu verändern.In some exemplary embodiments, an additional braking deceleration power is generated (e.g. vehicle deceleration by braking or displaying a drag torque) by converting the mechanical power of the first electric machine (which is in generator mode) on a first axle (e.g. a front axle / primary axle ) in electrical power and use of this generated electrical power in the second electric machine (which is in motor operation) on a second axle (e.g. a rear axle / secondary axle (or vice versa)) in order to generate mechanical power again without this to change the total wheel torque acting on the drive train (e.g. the vehicle).
Das heißt, durch die Wandlung der Leistung und die vorhandenen Wirkungsgrade der beiden Elektromaschinen entsteht eine Verlustleistung, die als (zusätzliche) Antriebs- bzw. Fahrzeugverzögerung genutzt werden kann, indem das Moment der zweiten Elektromaschine genutzt wird und bspw. nicht oder nur verringert eine mechanische Bremse zum Einsatz kommt. Dadurch kann eine (hydraulische) Bremse entlastet werden. Über den Betrag der umgesetzten elektrischen Leistung kann das resultierende elektrische Bremsmoment stufenlos variiert werden.That is, through the conversion of the power and the existing efficiencies of the two electric machines, a power loss arises that can be used as (additional) drive or vehicle deceleration by using the torque of the second electric machine and, for example, not or only reduced a mechanical one Brake is used. This can relieve a (hydraulic) brake. The resulting electrical braking torque can be varied continuously via the amount of electrical power converted.
Folglich nutzen manchen Ausführungsbeispiele Wirkungsgradverluste zweier „gegeneinander“ arbeitender Elektromaschinen zum Umwandeln elektrisch generierter Rekuperationsenergie in Wärme (bspw. in den beiden Elektromaschinen, in der Leistungselektronik, im gesamten Antriebsstrang (z. B. Reifen, Übersetzungsstufen bzw. Getriebe, Antriebswellen, welche entsprechende Reibungsverluste liefern, etc.)).As a result, some exemplary embodiments use the efficiency losses of two electric machines working "against each other" to convert electrically generated recuperation energy into heat (e.g. in the two electric machines, in the power electronics, in the entire drive train (e.g. tires, gear ratios or gearboxes, drive shafts, which have corresponding friction losses deliver, etc.)).
Der Antriebsstrang kann für ein Kraftahrzeug ausgestaltet sein, wie zum Beispiel ein Elektrofahrzeug, aber auch ein Hybrid-Fahrzeug, welches bspw. neben der ersten und der zweiten Elektromaschine eine innere Verbrennungskraftmaschine aufweist, bspw. einen Benzinmotor, Dieselmotor oder Gasmotor, etc.The drive train can be designed for a motor vehicle, such as an electric vehicle, but also a hybrid vehicle which, for example, has an internal combustion engine in addition to the first and second electric machines, for example a gasoline engine, diesel engine or gas engine, etc.
Bei manchen Ausführungsbeispielen findet das Verfahren aber auch bei anderen Antriebssträngen Anwendung. Zum Beispiel betreffen manchen Ausführungsbeispiele Industrieroboter mit mehreren elektrisch betriebenen Achsen, die zum Bewegen von Teilen des Industrieroboters, wie bspw. Armen und dergleichen, verwendet werden und bei denen manche Achsen in gewissen Situationen motorisch und andere generatorisch betrieben werden. Das Rückspeisen elektrischer Energie vom Roboter in ein Stromnetz kann aufgrund der Beeinflussung der Netzfrequenz schwierig sein. Aktuell ist es bekannt, überschüssige Rekuperations-Energie in Industrierobotern über einen ohmschen Widerstand in Wärme umzuwandeln oder in einem elektrischen Kondensator zwischenzuspeichern. Auf diese Bauteile kann folglich bei manchen Ausführungsbeispielen verzichtet werden bzw. sie können kleiner ausgelegt werden. Die Achsen können bei einem Roboter im Gegensatz zu den oben beschriebenen Hybrid- und Elektrofahrzeugen typischerweise nicht „gegeneinander arbeiten“, wie es hierin beschrieben ist. Bei manchen Ausführungsbeispielen ist aber vorgesehen, dass bei einer Rekuperation auf einer oder mehreren Achsen eine notwendige motorische Bewegung gleichzeitig ausgeführt wird oder dass auch eine „unnötige“ motorische Bewegungen einer oder mehrerer zu diesem Zeitpunkt nicht genutzter Achsen ausgeführt wird, wobei dann beim Erreichen der angestrebten Zielposition diese Achsen aber wieder die vorgesehene Position eingenommen haben müssen.In some exemplary embodiments, however, the method is also used in other drive trains. For example, some exemplary embodiments relate to industrial robots with a plurality of electrically operated axes that are used to move parts of the industrial robot, such as arms and the like, and in which some axes are operated as motors and others as generators in certain situations. Feeding electrical energy back from the robot into a power grid can be difficult due to the influence of the grid frequency. It is currently known to convert excess recuperation energy in industrial robots into heat via an ohmic resistor or to store it temporarily in an electrical capacitor. These components can consequently be dispensed with in some exemplary embodiments or they can be designed to be smaller. In contrast to the hybrid and electric vehicles described above, the axes of a robot typically cannot “work against one another”, as described herein. In some exemplary embodiments, however, it is provided that a necessary motor movement is carried out simultaneously on one or more axes during recuperation or that an “unnecessary” motor movement is also carried out on one or more axes that are not used at this point in time, whereby when the desired one is reached Target position these axes must have taken the intended position again.
Die erste bzw. die zweite Elektromaschine kann eine Asynchronmaschine oder eine permanent erregte Synchronmaschine oder dergleichen sein.The first or the second electric machine can be an asynchronous machine or a permanently excited synchronous machine or the like.
Ohne die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht zu beschränken, kann die erste Elektromaschine für den Antrieb einer ersten Achse, z. B. einen Vorderantrieb, vorgesehen bzw. als Motor-Starter-Generator ausgestaltet sein und kann, bspw. über ein Getriebe und/oder eine Kupplung, eine Vorderachse oder ein Vorderrad antreiben. Dementsprechend kann die erste Elektromaschine auch bei manchen Ausführungsbeispielen als Radnabenmotor oder dergleichen ausgestaltet sein und kann bspw. ein Vorderrad direkt antreiben.Without restricting the present invention in this regard, the first electric machine can be used to drive a first axle, e.g. B. a front drive, provided or designed as a motor starter generator and can, for example. Via a transmission and / or a clutch, a Drive the front axle or a front wheel. Accordingly, in some exemplary embodiments, the first electric machine can also be designed as a wheel hub motor or the like and can, for example, drive a front wheel directly.
Ohne die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht zu beschränken, kann die zweite Elektromaschine für den Antrieb einer zweiten Achsen, z. B. einen Hinterantrieb, vorgesehen sein und kann, bspw. über ein Getriebe und/oder eine Kupplung, eine Hinterachse oder ein Hinterrad antreiben. Dementsprechend kann die zweite Elektromaschine auch bei manchen Ausführungsbeispielen als Radnabenmotor oder dergleichen ausgestaltet sein und kann ein Hinterrad direkt antreiben.Without restricting the present invention in this regard, the second electric machine can be used to drive a second axle, e.g. B. a rear drive can be provided and can, for example. Drive a rear axle or a rear wheel via a gearbox and / or a clutch. Accordingly, in some exemplary embodiments, the second electric machine can also be designed as a wheel hub motor or the like and can drive a rear wheel directly.
Auch wenn in der folgenden Beschreibung von einer Vorderachse und einer Hinterachse die Rede ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf Antriebsstränge bzw. Fahrzeuge mit zwei Achsen beschränkt, sondern manche Ausführungsbeispiele betreffen auch Antriebsstränge bzw. Fahrzeuge mit mehr als zwei Achsen. Der Fachmann wird begrüßen, dass das Prinzip über die Anzahl der Elektromaschinen und/oder über die Anzahl der Achsen beliebig skalierbar ist.Even if the following description refers to a front axle and a rear axle, the present invention is not limited to drive trains or vehicles with two axles, but some exemplary embodiments also relate to drive trains or vehicles with more than two axles. The person skilled in the art will appreciate that the principle can be scaled as required via the number of electrical machines and / or via the number of axes.
Außerdem kann natürlich auch die erste Elektromaschine an einer zweiten Achse (z. B. Hinterantrieb) vorgesehen sein und die zweite Elektromaschine an einer ersten Achse (z. B. Vorderantrieb).In addition, the first electric machine can of course also be provided on a second axle (e.g. rear drive) and the second electric machine on a first axle (e.g. front drive).
Bei manchen Ausführungsbeispielen hat die erste Elektromaschine eine Leistung, die geringer ist als die Leistung der zweiten Elektromaschine, ohne dass die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht beschränkt ist und bei anderen Ausführungsbeispielen ist es genau umgekehrt oder die Leistungen sind (nahezu) identisch.In some exemplary embodiments, the first electric machine has a power which is less than the power of the second electric machine, without the present invention being restricted in this regard, and in other exemplary embodiments it is exactly the opposite or the powers are (almost) identical.
Ähnliches gilt für die Wirkungsgrade der ersten und der zweiten Elektromaschine, die identisch oder unterschiedlich sein können.The same applies to the efficiencies of the first and second electric machines, which can be identical or different.
Ferner kann auch die erste Elektromaschine in einem Traktionsbetrieb betreibbar und dafür ausgestaltet sein und umgekehrt kann auch die zweite Elektromaschine für einen generatorischen Betrieb ausgestaltet sein.Furthermore, the first electric machine can also be operated in traction mode and designed for this, and conversely, the second electric machine can also be designed for generator operation.
Wie erwähnt, umfasst das Verfahren das generatorische Betreiben der ersten Elektromaschine und das Zuführen der von der ersten Elektromaschine erzeugten elektrischen Energie zur zweiten Elektromaschine, wobei eine dabei entstehende Wirkungsgradverlustleistung zum Bremsen des Antriebsstrangs verwendet wird, wie es auch schon oben erläutert wurde.As mentioned, the method comprises operating the first electric machine as a generator and supplying the electrical energy generated by the first electric machine to the second electric machine, with a resulting loss of efficiency being used to brake the drive train, as has already been explained above.
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird das Verfahren in Abhängigkeit eines Batteriezustandes durchgeführt. Zum Beispiel kann das Verfahren dann ausgeführt werden, wenn ein vorgegebener Zustand einer Batterie erkannt wird, welche durch den generatorischen Betrieb der ersten Elektromaschine sonst geladen werden würde. Die Batterie kann bspw. zu heiß sein, d .h. die Batterietemperatur kann oberhalb eines Temperaturschwellwerts liegen, bei dessen Überschreitung die Batterie nicht geladen werden soll, der Batterieladezustand kann zu hoch sein, sodass in weiteres Laden der Batterie zu einer Überladung führen würde, etc. Dies hat den Vorteil, dass das Verfahren nur dann ausgeführt wird, wenn die Batterie nicht in einem Zustand ist, indem sie geladen werden kann, sodass ansonsten die elektrische Energie zur Rekuperation und zur Ladung der Batterie verwendet werden kann.In some exemplary embodiments, the method is carried out as a function of a battery status. For example, the method can be carried out when a predefined state of a battery is recognized, which would otherwise be charged by the generator operation of the first electric machine. For example, the battery may be too hot, i. the battery temperature can be above a temperature threshold, beyond which the battery should not be charged, the battery state of charge can be too high so that further charging of the battery would lead to overcharging, etc. This has the advantage that the method is only carried out then when the battery is not in a state in which it can be charged, so that the electrical energy can otherwise be used for recuperation and for charging the battery.
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird die erste Elektromaschine durch mechanischen Schub generatorisch betrieben und die zweite Elektromaschine wird dann geschleppt, da die ihr zugeführte Energie aufgrund von Wirkungsgradverlusten nicht ausreicht, um das gleiche Moment bereitzustellen, welches auf die erste Elektromaschine wirkt. Wie oben ausgeführt, kann bspw. bei einem Fahrzeug bei einer Bergabfahrt Schub auf die erste Elektromaschine angewendet werden, sodass diese mechanisch betrieben wird und aufgrund der generatorischen Betriebsart elektrische Energie erzeugt. Da die erste Elektromaschine einen vorgegebenen Wirkungsgrad hat, der kleiner als 100 %, und auch die zweite Elektromaschine einen vorgegebenen Wirkungsgrad hat, der kleiner als 100 % ist, und die zweite Elektromaschine nur mit der elektrischen Energie gespeist wird, die von der ersten Elektromaschine erzeugt wird, ist das von der zweiten Elektromaschine erzeugte Moment kleiner als dasjenige, welches auf die erste Elektromaschine wirkt, sodass die zweite Elektromaschine geschleppt wird und daher eine Bremswirkung erzielt wird. Dieser Effekt wird noch durch weitere Wirkungsgradverlustleistungen verstärkt, wobei die Wirkungsgradverlustleistungen bspw. durch mechanische Reibung entstehen können, in der Leistungselektronik entstehen können, etc. Damit kann vorteilhafterweise bspw. das Betätigen einer Bremse unterbleiben, sodass die Bremsanlage geschont wird. Ferner können noch beliebige andere Maßnahmen, die im Stand der Technik bekannt sind, z. B. Beeinflussen des Wirkungsgrads der ersten oder der zweiten Elektromaschine, das Betreiben von elektrischen Verbrauchern, etc., hinzugefügt werden, um eine zu erzielende Bremsleistung beliebig ei nzustell en.In some exemplary embodiments, the first electric machine is operated as a generator by mechanical thrust and the second electric machine is then towed, since the energy supplied to it is not sufficient due to efficiency losses to provide the same torque that acts on the first electric machine. As stated above, in the case of a vehicle, for example, when driving downhill, thrust can be applied to the first electric machine so that it is operated mechanically and generates electrical energy due to the generator operating mode. Since the first electric machine has a predetermined efficiency that is less than 100%, and the second electric machine also has a predetermined efficiency that is less than 100%, and the second electric machine is only fed with the electrical energy generated by the first electric machine is, the torque generated by the second electric machine is smaller than that which acts on the first electric machine, so that the second electric machine is dragged and therefore a braking effect is achieved. This effect is intensified by further losses in efficiency, whereby the losses in efficiency can arise, for example, from mechanical friction, can arise in the power electronics, etc. Thus, advantageously, for example, the actuation of a brake can be omitted, so that the brake system is protected. Furthermore, any other measures known in the art, e.g. B. influencing the efficiency of the first or the second electric machine, the operation of electrical consumers, etc., can be added to any desired braking power.
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird das Verfahren in Abhängigkeit einer vorgegebenen Streckenführung für ein Kraftfahrzeug durchgeführt. Zum Beispiel kann erkannt werden, dass die vorgegebene Streckenführung, die entweder von einem Nutzer eingegeben ist, von einem Navigationsgerät berechnet ist, durch einen wahrscheinlichsten Streckenverlauf vorgegeben ist oder dergleichen, Abschnitte mit entsprechenden positiven und negativen Steigungen enthält. So kann bspw. eine Batterie bewusst beim Bergauffahrten entladen werden, um dann die beim Bergabfahren durch Rekuperation erzeugte elektrische Energie für das Aufladen der Batterie zu nutzen.In some exemplary embodiments, the method is carried out as a function of a predetermined route for a motor vehicle. For example, it can be recognized that the predetermined route, either by a User input, is calculated by a navigation device, is predetermined by a most likely route or the like, contains sections with corresponding positive and negative gradients. For example, a battery can be deliberately discharged when driving uphill so that the electrical energy generated by recuperation when driving downhill can be used to charge the battery.
Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Verfahren weiter das Ermitteln einer bereitzustellenden Bremsleistung. Die Bremsleistung kann bspw. beim Bergabfahren so ermittelt werden, dass eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs gehalten wird, eine Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs erreicht und dann gehalten wird, etc. Damit kann vorteilhafterweise die Fahreigenschaft eines Kraftfahrzeugs verbessert werden.In some exemplary embodiments, the method further comprises determining a braking power to be provided. The braking power can be determined, for example when driving downhill, in such a way that a current speed of the vehicle is maintained, a target speed of the vehicle is reached and then maintained, etc. In this way, the driving properties of a motor vehicle can advantageously be improved.
Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren weiter das Einstellen einer Getriebeübersetzung für die zweite Elektromaschine in Abhängigkeit der ermittelten bereitzustellenden Bremsleistung. Da die Getriebeübersetzung einen Einfluss auf die Wirkungsgradverlustleistung hat, da bspw. das Getriebe selbst und/oder Teile des Antriebsstrangs bzw. die zweite Elektromaschine selbst einen drehzahlabhängigen Wirkungsgrad haben können, kann so verteilhafterweise die Bremsleistung entsprechend an aktuelle Betriebsbedingungen angepasst werden.In some exemplary embodiments, the method further includes setting a gear ratio for the second electric machine as a function of the determined braking power to be provided. Since the gear ratio has an influence on the efficiency loss, for example the gear itself and / or parts of the drive train or the second electric machine itself can have a speed-dependent efficiency, the braking power can be appropriately adapted to current operating conditions.
Manche Ausführungsbeispiele betreffen eine Steuerung für einen Antriebsstrang, z. B. eines Kraftfahrzeugs, wie hierin beschrieben, wobei die Steuerung zum Ausführen des Verfahrens, wie ausgeführt, eingerichtet ist.Some embodiments relate to a control for a drive train, e.g. B. a motor vehicle, as described herein, wherein the controller is set up to carry out the method, as stated.
Die Steuerung ist hier funktional zu verstehen und sie kann bspw. Steuerelemente einer Motorsteuerung, eines Hybridkoordinators, eines Batteriemanagementsystems, eines Fahrzeugsteuergeräts und dergleichen umfassen. Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst die Steuerung einen oder mehrere (Mikro-)Prozessoren, Logikschaltungen und dergleichen, eine flüchtigen und/oder nicht-flüchtigen Speicher, in dem bspw. Daten, die für das Verfahren benötigt werden, abgespeichert sind, eine Schnittstelle zur Kommunikation mit anderen Elementen des Fahrzeugs, z. B. die erste und zweite Elektromaschine, Automatikgetriebe, etc.The control is to be understood functionally here and it can include, for example, control elements of an engine control, a hybrid coordinator, a battery management system, a vehicle control device and the like. In some exemplary embodiments, the controller includes one or more (micro) processors, logic circuits and the like, a volatile and / or non-volatile memory in which, for example, data required for the method are stored, an interface for communication with other elements of the vehicle, e.g. B. the first and second electric machine, automatic transmission, etc.
Manche Ausführungsbeispiele betreffen einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wie hierin beschrieben, wobei der Antriebsstrang die erste und die zweite Elektromaschine aufweist und die hierin beschriebene Steuerung, die dazu eingerichtet ist, das hierin beschriebene Verfahren auszuführen.Some exemplary embodiments relate to a drive train for a motor vehicle, as described herein, the drive train having the first and the second electric machine and the controller described herein, which is set up to carry out the method described herein.
Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Antriebsstrang weiter eine erste Achse (z. B. Vorderachse) und eine zweite Achse (z. B. Hinterachse), wobei die erste Elektromaschine an der ersten Achse angeordnet ist und die zweite Elektromaschine an der zweiten Achse angeordnet ist, wie es oben auch schon beschrieben wurde.In some exemplary embodiments, the drive train further comprises a first axle (e.g. front axle) and a second axle (e.g. rear axle), the first electric machine being arranged on the first axis and the second electric machine being arranged on the second axis, as it was already described above.
Bei manchen Ausführungsbeispielen sind die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine gemeinsam an der ersten oder der zweiten Achse angeordnet (oder einer weiteren Achse, falls vorhanden). Die erste und die zweite Elektromaschine können dabei direkt mechanisch miteinander verbunden sein, sodass bspw. Querdynamikeffekte vermieden werden können. Dazu sind bei manchen Ausführungsbeispielen die erste und die zweite Elektromaschine hintereinander angeordnet und nicht beispielsweis nahe an den Rädern (z. B. nicht eine links und die andere rechts an der Achse).In some exemplary embodiments, the first electric machine and the second electric machine are arranged together on the first or the second axis (or a further axis, if present). The first and the second electric machine can be directly mechanically connected to one another, so that, for example, transverse dynamic effects can be avoided. For this purpose, in some exemplary embodiments, the first and second electric machines are arranged one behind the other and not, for example, close to the wheels (e.g. not one on the left and the other on the right of the axle).
Manche Ausführungsbeispiele betreffen auch ein Kraftfahrzeug, wie hierin beschrieben, mit dem hierin beschriebenen Antriebsstrang.Some exemplary embodiments also relate to a motor vehicle, as described herein, with the drive train described herein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
-
1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsstrang veranschaulicht; -
2 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Steuerung veranschaulicht; und -
3 schematisch ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Steuern eines Bremsvorgangs darstellt.
-
1 schematically illustrates an embodiment of a motor vehicle with a drive train; -
2 schematically illustrates an embodiment of a controller; and -
3 schematically represents a flowchart of an exemplary embodiment of a method for controlling a braking process.
Ein Ausführungsbeispiel eines Elektro-Kraftfahrzeugs
Der Antriebsstrang
Der Antriebsstrang
Ein als Lithium-Ionen-Hochvolt-Batterie ausgebildeter elektrischer Energiespeicher
Die Steuerung
Im Folgenden wird ein Verfahren
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit und lediglich beispielhaft und zur Vereinfachung angenommen, dass die erste 3 und die zweite 6 Elektromaschine bei gleicher Drehzahl agieren.In the present exemplary embodiment, it is assumed, without loss of generality and merely by way of example and for the sake of simplicity, that the first 3 and second 6 electric machines operate at the same speed.
Außerdem wird rein beispielhaft angenommen, dass die erste Elektromaschine
Dementsprechend wird bei 21 auch die erste Elektromaschine
Ferner wird rein beispielhaft angenommen, dass die erste Elektromaschine
Mit anderen Worten ergibt sich ein negatives (Schlepp-)Moment von -14,5 Nm bei der zweiten Elektromaschine
Im vorliegenden Ausführungsbeispielwird wird beispielhaft und ohne Beschränkung der Allgemeinheit angenommen, dass der Stellbereich der beiden Elektromaschinen
Bei
Im vorliegenden Beispiel wird angenommen, dass die Hochvolt-Batterie
Bei
Bei
Bei
Bei
Die Reihenfolge der Verfahrensschritte
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 22
- AntriebsstrangPowertrain
- 33
- Erste ElektromaschineFirst electric machine
- 44th
- Erstes GetriebeFirst transmission
- 55
- VorderachseFront axle
- 66th
- Zweite ElektromaschineSecond electric machine
- 77th
- Zweites Getriebe/AutomatikgetriebeSecond transmission / automatic transmission
- 88th
- HinterachseRear axle
- 99
- EnergiespeicherEnergy storage
- 1010
- Hochvolt-BordnetzHigh-voltage electrical system
- 1111
- erster elektrischer Leistungswandlerfirst electrical power converter
- 1212
- zweiter elektrischer Leistungswandlersecond electrical power converter
- 1313
- Navigationsgerätnavigation device
- 1515th
- Steuerungcontrol
- 2020th
- VerfahrenProcedure
- 2121st
- Generatorisches Betreiben der ersten ElektromaschineGeneric operation of the first electric machine
- 2222nd
- Ermitteln des BatteriezustandsDetermining the battery condition
- 2323
- Ermitteln der StreckenführungDetermining the route
- 2424
- Ermitteln bereitzustellende BremsleistungDetermine the braking power to be provided
- 2525th
- Einstellen GetriebeübersetzungSetting the gear ratio
- 2626th
- Zuführen elektrischer Energie zur zweiten ElektromaschineSupplying electrical energy to the second electrical machine
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102010045030 A1 [0005]DE 102010045030 A1 [0005]
- DE 102013111951 A1 [0006]DE 102013111951 A1 [0006]
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- 2019-03-22 DE DE102019203985.5A patent/DE102019203985A1/en active Pending
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