DE102019217513A1 - Method for operating a vehicle with two drivable axles - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (100) mit zwei antreibbaren Achsen (110, 120) und mehreren Antriebseinheiten (130, 140), wobei jeder Achse jeweils wenigstens eine Antriebseinheit (130, 140) zugeordnet ist, und wobei wenigstens eine der Antriebseinheiten (130, 140) als elektrische Maschine ausgebildet ist, wobei während eines Betriebs des Fahrzeugs (100) eine Aufteilung einer angeforderten Leistung und/oder eines angeforderten Drehmoments auf die mehreren Antriebseinheiten (130, 140) dynamisch vorgenommen wird, und wobei eine zeitliche Veränderung der Aufteilung begrenzt wird, und/oder wobei die Aufteilung derart vorgenommen wird, dass die Antriebseinheiten (130, 140) nicht die jeweils maximal mögliche Leistung und/oder das jeweils maximal mögliche Drehmoment bereitstellen.The invention relates to a method for operating a vehicle (100) with two drivable axles (110, 120) and several drive units (130, 140), each axle being assigned at least one drive unit (130, 140), and at least one of the Drive units (130, 140) is designed as an electrical machine, with a requested power and / or a requested torque being distributed dynamically to the multiple drive units (130, 140) during operation of the vehicle (100), and with a change over time the division is limited, and / or the division is carried out in such a way that the drive units (130, 140) do not provide the maximum possible power and / or the maximum possible torque in each case.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit zwei antreibbaren Achsen und mehreren Antriebseinheiten, wobei jeder Achse jeweils wenigstens eine Antriebseinheit zugeordnet ist, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu deren Durchführung.The present invention relates to a method for operating a vehicle with two drivable axles and a plurality of drive units, each axle being assigned at least one drive unit, as well as a computing unit and a computer program for executing them.

Stand der TechnikState of the art

Neben Kraftfahrzeugen mit nur einer Brennkraftmaschine gibt es auch immer mehr Kraftfahrzeuge mit einer oder mehreren elektrischen Antriebseinheiten zusätzlich zu der Brennkraftmaschine. Solche Fahrzeuge werden dann als sog. Hybridfahrzeuge bezeichnet. Ebenso gibt es Fahrzeuge mit nur elektrischen Antrieben, d.h. Antrieben, die als elektrische Maschine ausgebildet sind. Hierbei spricht man dann von sog. Elektrofahrzeugen.In addition to motor vehicles with only one internal combustion engine, there are also more and more motor vehicles with one or more electric drive units in addition to the internal combustion engine. Such vehicles are then referred to as so-called hybrid vehicles. There are also vehicles with only electric drives, i.e. drives that are designed as electrical machines. One then speaks of so-called electric vehicles.

Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge mit zwei angetriebenen Achsen zeichnen sich in der Regel dadurch aus, dass jeder Achse jeweils wenigstens eine Antriebseinheit zugeordnet ist bzw. dass zwei getrennte Antriebseinheiten (z.B. zwei elektrische Maschine oder eine elektrische Maschine sowie eine Brennkraftmaschine) unabhängig voneinander Antriebsleistung abgeben können. Diese Antriebseinheiten sind dann typischerweise mechanisch an getrennte Antriebsachsen angekoppelt.Electric vehicles and hybrid vehicles with two driven axles are usually characterized by the fact that each axle is assigned at least one drive unit or that two separate drive units (e.g. two electric machines or one electric machine and an internal combustion engine) can deliver drive power independently of one another. These drive units are then typically mechanically coupled to separate drive axles.

Basierend auf einem Fahrerwunsch (ausgedrückt in der Regel über das Fahrpedal) und/oder einem Antriebswunsch von Fahrerassistenzsystemen (z.B. Cruise Control, Adaptive Cruise Control oder ähnliche) sowie ggf. auch einer Drehzahl der Antriebseinheiten, ggf. auch indirekt über die Fahrgeschwindigkeit, kann eine Aufteilung zwischen den Antriebseinheiten bzgl. der jeweils abzugebenden Leistung und/oder des abzugebenden Drehmoments ermittelt werden. Allgemein bedeutet dies, dass eine Aufteilung einer angeforderten Leistung und/oder eines angeforderten Drehmoments auf die mehreren Antriebseinheiten vorgenommen wird, und zwar vorzugsweise dynamisch, d.h. während des Fahrbetriebs verändert wird. Randbedingungen für diese Ermittlung der Aufteilung können diverse Optimierungskriterien sein, wie z.B. Energieeffizienz, Komfort oder Komponentenlebensdauer.Based on a driver request (usually expressed via the accelerator pedal) and / or a drive request from driver assistance systems (e.g. cruise control, adaptive cruise control or similar) and possibly also a speed of the drive units, possibly also indirectly via the driving speed, a Distribution between the drive units with regard to the power to be output and / or the torque to be output can be determined. In general, this means that a requested power and / or a requested torque is distributed to the multiple drive units, preferably dynamically, i.e. changed during driving. Boundary conditions for this determination of the division can be various optimization criteria, such as energy efficiency, comfort or component service life.

Eine solche Aufteilung von Leistung bzw. Drehmoment sowie deren Bestimmung sind beispielsweise aus der EP 3 132 966 A1 oder der EP 2 323 862 B1 bekannt.Such a division of power or torque and its determination are, for example, from the EP 3 132 966 A1 or the EP 2 323 862 B1 known.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu deren Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, methods for operating a vehicle as well as a computing unit and a computer program for executing them are proposed with the features of the independent claims. Advantageous configurations are the subject of the subclaims and the description below.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit zwei antreibbaren (bzw. angetriebenen) Achsen und mehreren Antriebseinheiten, wobei jeder Achse jeweils wenigstens eine der mehreren Antriebseinheiten zugeordnet ist. Vorzugsweise ist dabei jede der mehreren Antriebseinheiten auch für nur eine der beiden Achsen vorgesehen, d.h. mechanisch damit gekoppelt. Dabei ist wenigstens eine der mehreren Antriebseinheiten als elektrische Maschine ausgebildet. Bevorzugt kommen dabei also die vorstehend erwähnten Hybridfahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine, oder aber Elektrofahrzeuge mit zwei elektrischen Maschinen in Betracht. Es versteht sich jedoch, dass auch mehr als zwei Antriebseinheiten vorgesehen sein können. Denkbar und typisch sind z.B. auch Fahrzeuge, bei denen zwei elektrische Maschinen für eine Achse vorgesehen sind, beispielsweise eine an jedem bzw. für jedes Rad. Dasselbe kann dann für die andere Achse gelten.The invention is based on a method for operating a vehicle with two drivable (or driven) axles and several drive units, each axle being assigned at least one of the several drive units. In this case, each of the multiple drive units is preferably also provided for only one of the two axes, i.e. mechanically coupled to it. At least one of the plurality of drive units is designed as an electrical machine. The above-mentioned hybrid vehicles with an internal combustion engine and an electric machine, or else electric vehicles with two electric machines, are therefore preferred. It goes without saying, however, that more than two drive units can also be provided. Also conceivable and typical are, for example, vehicles in which two electrical machines are provided for one axle, for example one on each or for each wheel. The same can then apply to the other axle.

Wie schon erwähnt, wird beim Betrieb bzw. während des Betriebs eines solchen Fahrzeugs nun auch eine Aufteilung einer angeforderten Leistung und/oder eines angeforderten Drehmoments auf die mehreren Antriebseinheiten vorgenommen, und zwar insbesondere dynamisch. Mit anderen Worten wird die Aufteilung, welche der Antriebseinheiten aktuell welchen Anteil der gesamten angeforderten Leistung und/oder des gesamten angeforderten Drehmoments bereitstellt, während des Fahrbetriebs variiert. Bei einer solchen Aufteilung kann auch von einem Aufteilungsfaktor für jede der Antriebseinheiten gesprochen werden, der dann den Beitrag der betreffenden Antriebseinheit zur gesamten Leistung bzw. zum gesamten Drehmoment angibt. Im Falle von nur zwei Antriebseinheiten ist grundsätzlich aber auch die Angabe nur eines solchen Aufteilungsfaktors ausreichend (der andere ergibt sich aus der Differenz zu 100%), wobei dieser dann aber immer auf dieselbe Antriebseinheit zu beziehen ist.As already mentioned, during the operation or during the operation of such a vehicle, a requested power and / or a requested torque is now also distributed to the multiple drive units, in particular dynamically. In other words, the division of which of the drive units is currently providing which portion of the total requested power and / or the total requested torque is varied during driving operation. In the case of such a division, one can also speak of a division factor for each of the drive units, which then indicates the contribution of the drive unit in question to the total power or to the total torque. In the case of only two drive units, however, it is generally sufficient to specify just one such distribution factor (the other one results from the difference to 100%), but this must always be related to the same drive unit.

Eine auf diese Weise angegebene Aufteilung ist dabei zu unterscheiden von einem Faktor, welchen Anteil einer maximal möglichen Leistung bzw. eines maximal möglichen Drehmoments eine Antriebseinheit bereitstellt bzw. abgibt.A subdivision specified in this way is to be distinguished from a factor, which portion of a maximum possible power or a maximum possible torque a drive unit provides or emits.

Auf diese Weise können die Antriebseinheiten effizienter verwendet werden. Ein Fahrer des Fahrzeugs erhält dabei jedoch nicht notwendigerweise Rückmeldung über eine solche Veränderung der Aufteilung während des Betriebs bzw. während der Fahrt, zumal die insgesamt von den Antriebseinheiten abgegebene Leistung bzw. das abgegebene Drehmoment sich nicht ändert.In this way, the drive units can be used more efficiently. However, a driver of the vehicle does not necessarily receive feedback about such a change in the division during operation or during operation the journey, especially since the total power output or the torque output by the drive units does not change.

Die Anforderung einer bestimmten Leistung und/oder eines bestimmten Drehmoments kann dabei, wie schon erwähnt, vorzugsweise durch einen Fahrerwunsch, typischerweise über ein Fahrpedal, und/oder eine Anforderung aus einem Fahrerassistenzsystem erfolgen. So kann ein Fahrerassistenzsystem zur Abstandsregelung z.B. eine Beschleunigung und damit einer Erhöhung der Leistung bzw. des Drehmoments anfordern.The request for a specific power and / or a specific torque can, as already mentioned, be made preferably by a driver's request, typically via an accelerator pedal, and / or a request from a driver assistance system. For example, a driver assistance system for distance control can request acceleration and thus an increase in power or torque.

Insbesondere Elektrofahrzeuge mit zumindest zwei elektrischen Maschinen, aber auch Hybridfahrzeuge, ermöglichen eine besonders schnelle Veränderung der Aufteilung der (insgesamt) angeforderten Leistung und/oder des (insgesamt) angeforderten Drehmoments auf die mehreren Antriebseinheiten, nämlich durch einen hochdynamischen Leistungsaufbau bzw. Leistungsabbau, dann auch an den betreffenden Achsen.In particular, electric vehicles with at least two electrical machines, but also hybrid vehicles, enable a particularly rapid change in the distribution of the (overall) requested power and / or the (overall) requested torque to the multiple drive units, namely through a highly dynamic power build-up or power reduction on the relevant axes.

Es hat sich nun jedoch herausgestellt, dass eine solche, besonders schnelle bzw. hochdynamische Veränderung der Aufteilung z.B. während Lenkmanövern des Fahrers oder/und bei Straßenbedingungen mit geringen oder transienten Straßenreibwerten zum Ausbrechen des Fahrzeuges führen kann. Dies ist insbesondere deswegen von Nachteil, da eine Veränderung der Aufteilung für den Fahrer in aller Regel nicht nachvollziehbar, bemerkbar oder reproduzierbar auftreten kann und damit ein Ausbrechen des Fahrzeuges den Fahrer überraschen kann.However, it has now been found that such a particularly rapid or highly dynamic change in the distribution, e.g. during steering maneuvers by the driver and / and under road conditions with low or transient road friction coefficients, can lead to the vehicle breaking away. This is particularly disadvantageous because a change in the division can generally not occur in a comprehensible, noticeable or reproducible manner for the driver, and thus a breakaway of the vehicle can surprise the driver.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird nun eine zeitliche Veränderung der Aufteilung bzw. deren Maß (z.B. ein Gradient oder eine Differenz) begrenzt, indem bevorzugt eine zulässige Veränderung der Aufteilung pro Zeiteinheit auf einen Schwellwert begrenzt wird. Etwaige nachteilige Auswirkungen einer zu schnellen Veränderung auf die Fahrdynamik werden damit verhindert oder zumindest reduziert. Auch werden damit Fälle, in denen ein Fahrstabilitätsprogramm oder dergleichen zu spät bzw. nicht schnell genug reagieren würde, vermieden. Hintergrund ist hier, dass z.B. ein Fahrstabilitätsprogramm bei kritischen Fahrmanövern ein etwaiges Ausbrechen des Fahrzeugs zwar bei gleichbleibenden Drehmomenten auf die Achsen bzw. Räder abfangen kann, hierzu allerdings eine gewisse Zeit benötigt, um die Situation zu erfassen und Gegenmaßnahmen einzuleiten. Aufgrund der grundsätzlich möglichen, hohen Dynamik der elektrischen Antriebseinheiten und einer damit möglichen (schnellen) Veränderung der Aufteilung während eines solchen kritischen Fahrmanövers würde es aber dazu kommen, dass ein solches Ausbrechen beschleunigt wird, sodass das Fahrstabilitätsprogramm zu spät reagieren würde. In diesem Sinne ist es auch zweckmäßig, wenn der erwähnte Schwellwert in Abhängigkeit von einem verwendeten Fahrstabilitätsprogramm, und dann zweckmäßigerweise auch von dessen Bedingungen oder Kriterien, vorgegeben wird.According to one aspect of the invention, a temporal change in the division or its extent (e.g. a gradient or a difference) is now limited by preferably limiting a permissible change in the division per unit of time to a threshold value. Any adverse effects of a change that is too rapid on the driving dynamics are thus prevented or at least reduced. This also avoids cases in which a driving stability program or the like would react too late or not quickly enough. The background to this is that, for example, a driving stability program during critical driving maneuvers can intercept a possible breakaway of the vehicle with constant torques on the axles or wheels, but needs a certain time to record the situation and initiate countermeasures. Due to the fundamentally possible, high dynamics of the electric drive units and a possible (rapid) change in the distribution during such a critical driving maneuver, however, such a breakout would be accelerated, so that the driving stability program would react too late. In this sense, it is also expedient if the mentioned threshold value is specified as a function of a driving stability program used, and then expediently also on its conditions or criteria.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Maß der zeitlichen Veränderung der Aufteilung in Abhängigkeit von der angeforderten Leistung und/oder des angeforderten Drehmoments begrenzt wird. Ebenso zweckmäßig ist eine Begrenzung in Abhängigkeit von aktuellen Fahrbedingungen. Auf diese Weise kann besonders individuell reagiert werden, während zugleich möglichst große Freiräume für die Aufteilung gelassen werden. So kann z.B. bei insgesamt geringer, angeforderter Leistung eine schnellere zeitliche Veränderung zugelassen werden, da dann eine kritische Fahrsituation kaum eintreten wird. Hingegen kann z.B. bei insgesamt hoher, angeforderter Leistung nur eine langsame zeitliche Veränderung zugelassen werden, da dann eine kritische Fahrsituation mit deutlich höherer Wahrscheinlichkeit eintreten kann.It is also advantageous if the extent to which the division changes over time is limited as a function of the requested power and / or the requested torque. A limitation depending on current driving conditions is also useful. In this way, it is possible to react in a particularly individual manner, while at the same time leaving as much freedom as possible for the division. For example, if the requested power is low overall, a faster change over time can be permitted, since a critical driving situation will then hardly occur. On the other hand, only a slow change over time can be permitted, for example with an overall high, requested power, since a critical driving situation can then occur with a significantly higher probability.

Bei der Aufteilung der angeforderten Leistung und/oder des angeforderten Drehmoments auf die mehreren Antriebseinheiten ist es bisher üblich, die maximal mögliche Leistung bzw. das maximal mögliche Drehmoment der Antriebseinheit zu verwenden. Mit anderen Worten treten also oft Situationen ein, in denen zumindest eine der Antriebseinheiten bei einer im Übrigen zweckmäßigen Aufteilung die maximal mögliche Leistung bzw. das maximal mögliche Drehmoment abgibt. Sofern nicht ohnehin schon alle Antriebseinheiten an ihrem jeweiligen Maximum stehen (sodass keine Erhöhung der gesamten Leistung bzw. des gesamten Drehmoments mehr möglich wäre), führt eine Erhöhung der angeforderten Leistung und/oder des angeforderten Drehmoments dazu, dass zunächst eine Veränderung der Aufteilung mit entsprechenden Einregelung vorgenommen werden muss, bevor die Erhöhung der Anforderung der Leistung bzw. des Drehmoments umgesetzt werden kann. Dies führt zu einer gewissen Verzögerung im Ansprechverhalten des Fahrzeugs.When dividing the requested power and / or the requested torque over the multiple drive units, it has hitherto been customary to use the maximum possible power or the maximum possible torque of the drive unit. In other words, situations often arise in which at least one of the drive units delivers the maximum possible power or the maximum possible torque with an otherwise expedient division. Unless all drive units are already at their respective maximum (so that an increase in the total power or the total torque would no longer be possible), an increase in the requested power and / or the requested torque leads to a change in the distribution with corresponding Adjustment must be made before the increase in the power or torque requirement can be implemented. This leads to a certain delay in the response of the vehicle.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird daher die Aufteilung derart vorgenommen, dass die Antriebseinheiten nicht die jeweils maximal mögliche Leistung und/oder das jeweils maximal mögliche Drehmoment bereitstellen zumindest dann, falls dies basierend auf einer angeforderten Leistung und/oder eines angeforderten Drehmoment noch ermöglicht wird. Mit anderen Worten wird also die Aufteilung derart vorgenommen, dass die Antriebseinheiten eine geringere bzw. ein geringeres als die jeweils maximal mögliche Leistung und/oder das jeweils maximal mögliche Drehmoment bereitstellen. Hier kann, beispielsweise eine Art Reserve von 5%, 10%, 20% oder auch 30% der jeweils maximal möglichen Leistung bzw. des maximal möglichen Drehmoments vorgehalten werden. Dies hat die direkte Folge, dass eine angeforderte Erhöhung der Leistung und/oder des Drehmoments sofort umgesetzt werden kann, auch wenn damit ggf. zeitweise aus Energieeffizienzgründen nicht die optimale Aufteilung verwendet wird.According to a further aspect of the invention, the division is therefore carried out in such a way that the drive units do not provide the maximum possible power and / or the maximum possible torque, at least if this is still possible based on a requested power and / or a requested torque . In other words, the division is carried out in such a way that the drive units provide a lower or a lower than the maximum possible power and / or the maximum possible torque. Here, for example, a kind of reserve of 5%, 10%, 20% or even 30% of the maximum possible Power or the maximum possible torque are kept. This has the direct consequence that a requested increase in the power and / or the torque can be implemented immediately, even if the optimal distribution is sometimes not used for reasons of energy efficiency.

Wenn daraufhin dann eine Erhöhung der Leistung bzw. des Drehmoments erfolgt, wenn also die vorhandene Reserve (zumindest zum Teil) ausgeschöpft wird, wird vorzugsweise eine Veränderung der Aufteilung vorgenommen, und zwar insbesondere derart, dass die Antriebseinheiten wieder nicht die jeweils maximal mögliche Leistung und/oder das jeweils maximal mögliche Drehmoment bereitstellen. Die Reserve kann also - mit geänderter Aufteilung - wieder vorgehalten werden. Es versteht sich, dass nahe der gesamten, maximal verfügbaren Leistung bzw. des gesamten, maximal verfügbaren Drehmoments eine solche Reserve ggf. nicht mehr oder nicht mehr wie gewünscht eingehalten werden kann. Denkbar ist hier dann das Vorhalten einer geringeren, aber noch möglichen Reserve. Ein Großteil der Betriebsbereiche kann auf diese Weise jedoch abgedeckt werden.If there is then an increase in the power or the torque, i.e. if the existing reserve is (at least partially) exhausted, the division is preferably changed, in particular in such a way that the drive units again do not have the maximum possible power and / or provide the maximum possible torque in each case. The reserve can therefore be held again - with a different division. It goes without saying that such a reserve can no longer be maintained or can no longer be maintained as desired, close to the total maximum available power or the total maximum available torque. It is then conceivable to hold a smaller, but still possible, reserve. However, a large part of the operational areas can be covered in this way.

Ein besonderer Vorteil ist hierbei auch, dass die Antriebseinheiten auf diese Weise seltener an ihrer Leistungsgrenze operieren und damit die Lebensdauer der Antriebseinheiten positiv beeinflusst wird.A particular advantage here is that the drive units operate less often at their performance limit in this way and the service life of the drive units is thus positively influenced.

Es sei darauf hingewiesen, dass beide Aspekte der Erfindung, d.h. das Maß der zeitlichen Veränderung der Aufteilung zu begrenzen und die Reserve für die Antriebseinheiten bei der Aufteilung vorzuhalten, auch zusammen bzw. gemeinsam verwendet werden können. Beide Aspekte ermöglichen ein besonders angenehmes und von herkömmlichen Fahrzeugen bekanntes Fahrverhalten für den Fahrer, während aber trotzdem die Vorteile der Aufteilung der Leistung bzw. des Drehmoments auf die Antriebseinheiten genutzt werden können.It should be pointed out that both aspects of the invention, i.e. to limit the extent to which the division changes over time and to hold the reserve for the drive units during division, can also be used together or jointly. Both aspects enable particularly pleasant driving behavior for the driver that is known from conventional vehicles, while the advantages of the distribution of the power or the torque to the drive units can still be used.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.A computing unit according to the invention, e.g. a control unit of a motor vehicle, is set up, in particular in terms of programming, to carry out the method according to the invention.

Auch die Implementierung der erfindungsgemäßen Verfahren in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.The implementation of the method according to the invention in the form of a computer program or computer program product with program code for performing all method steps is advantageous, since this causes particularly low costs, especially if an executing control device is used for other tasks and is therefore available anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, such as hard drives, flash memories, EEPROMs, DVDs, etc. A program can also be downloaded via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention emerge from the description and the accompanying drawing.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using exemplary embodiments and is described below with reference to the drawing.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug, bei dem erfindungsgemäße Verfahren durchführbar sind. 1 shows schematically a vehicle in which the method according to the invention can be carried out.
  • 2 zeigt schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform. 2 shows schematically a sequence of a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • 3 zeigt schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. 3 shows schematically a sequence of a method according to the invention in a further preferred embodiment.
  • 4 zeigt schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. 4th shows schematically a sequence of a method according to the invention in a further preferred embodiment.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist schematisch ein Fahrzeug dargestellt, bei dem erfindungsgemäße Verfahren durchführbar sind. Das Fahrzeug 100 weist zwei Achsen 110 und 120 auf, die jeweils als antreibbare bzw. angetriebene Achse - mit entsprechend antreibbaren Rädern - ausgebildet sind. Das Fahrzeug 100 weist zudem zwei Antriebseinheiten 130 und 140 auf, die beispielhaft jeweils als elektrische Maschine ausgebildet sind, und die jeweils für eine der beiden Achsen 110, 120 vorgesehen sind, d.h. mechanisch und damit drehmomentübertragend damit gekoppelt sind.In 1 a vehicle is shown schematically in which the method according to the invention can be carried out. The vehicle 100 has two axes 110 and 120 which are each designed as a drivable or driven axle - with appropriately drivable wheels. The vehicle 100 also has two drive units 130 and 140 which are each designed as an electrical machine, for example, and each for one of the two axes 110 , 120 are provided, ie mechanically and thus torque-transmitting are coupled therewith.

Es versteht sich, wie vorstehend schon erwähnt, dass die vorgeschlagenen Verfahren nicht nur bei einem Elektrofahrzeug, wie in 1 gezeigt, durchführbar sind, sondern auch bei einem Hybridfahrzeug, bei dem beispielsweise anstelle der elektrischen Maschine 130 eine Brennkraftmaschine verwendet wird, dann typischerweise mit einem Getriebe.It goes without saying, as already mentioned above, that the proposed methods not only apply to an electric vehicle, as in FIG 1 shown, are feasible, but also in a hybrid vehicle in which, for example, instead of the electric machine 130 an internal combustion engine is used, then typically with a transmission.

Weiterhin ist eine als Steuergerät ausgebildete Recheneinheit 180 vorgesehen, mittels welcher die Antriebseinheiten 130, 140 ansteuerbar sind. Beispielsweise kann das Steuergerät 180 eine Leistung und/oder ein Drehmoment von jeder der Antriebseinheiten 130, 140 anfordern bzw. diese zur Abgabe dieser Leistung bzw. dieses Drehmoments ansteuern. Hierzu kann das Steuergerät 180 insbesondere auch eine insgesamt - von beispielsweise einem Fahrpedal und/oder einem Fahrerassistenzsystem - angeforderte Leistung bzw. ein Drehmoment auf die Antriebseinheiten 130, 140 verteilen, d.h. eine entsprechende Aufteilung vornehmen.Furthermore, there is a computing unit designed as a control unit 180 provided, by means of which the drive units 130 , 140 are controllable. For example, the control unit 180 a power and / or a torque of each of the drive units 130 , 140 request or control them to deliver this power or this torque. The control unit can do this 180 in particular also a total - of, for example, an accelerator pedal and / or a driver assistance system - Requested power or a torque on the drive units 130 , 140 distribute, ie make an appropriate division.

In 2 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt, wie es beispielsweise bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug durchgeführt werden kann. Hierzu ist beispielhaft eine Leistung P als die von den Antriebseinheiten bereitzustellende bzw. abzugebende Größe über der Zeit t aufgetragen.In 2 a sequence of a method according to the invention is shown schematically in a preferred embodiment, as is the case, for example, with the in 1 shown vehicle can be carried out. For this purpose, a power P as the variable to be provided or output by the drive units is plotted as an example over time t.

Für dieses Beispiel soll davon ausgegangen werden, dass die eine Antriebseinheit 130 eine Leistung von maximal 120 kW zur Verfügung stellen kann, die Antriebseinheit 140 hingegen nur maximal 60 kW.For this example it should be assumed that the one drive unit 130 the drive unit can provide a maximum output of 120 kW 140 however, only a maximum of 60 kW.

Zunächst soll dann insgesamt eine Leistung P1 von 100 kW angefordert sein, wobei eine Aufteilung A1 eingestellt ist, bei der die Antriebseinheit 130 von der gesamten Leistung 70% bereitstellt, die Antriebseinheit 140 hingegen nur 30%. Damit stellt die Antriebseinheit 130 eine Leistung von 70 KW bereit, die Antriebseinheit 140 eine Leistung von 30 kW.Initially, a total power P 1 of 100 kW should then be requested, with a division A 1 is set in which the drive unit 130 70% of the total power is provided by the drive unit 140 on the other hand only 30%. This represents the drive unit 130 a power of 70 KW ready, the drive unit 140 an output of 30 kW.

Nun soll, z.B. aufgrund veränderter Bedingungen zur Energieeffizienz, bei weiterhin einer angeforderten Leistung P1 von 100 kW, die Aufteilung A2 eingestellt werden, bei der die Antriebseinheit 130 von der gesamten Leistung 50% bereitstellt, die Antriebseinheit 140 ebenfalls 50%. Bei den elektrischen Maschinen als Antriebseinheiten könnten diese veränderte Leistung von jeweils 50 kW pro Antriebseinheit zwar sehr schnell bzw. innerhalb sehr kurzer Zeit eingestellt bzw. umgesetzt werden.Now, for example due to changed conditions for energy efficiency, the division is to continue with a requested power P 1 of 100 kW A 2 be set in which the drive unit 130 The drive unit provides 50% of the total power 140 also 50%. In the case of the electric machines as drive units, this changed power of 50 kW per drive unit could be set or implemented very quickly or within a very short time.

Um jedoch kritische Fahrsituationen, die ggf. von einem Fahrstabilitätsprogramm nicht mehr abgefangen werden können, zu vermeiden, wird nur eine gewisse Änderung ΔA pro Zeiteinheit Δt zugelassen. Denkbar ist, dass die Veränderung der Aufteilung nur derart erfolgen darf, dass eine Antriebseinheit pro Sekunde ihre Leistung um maximal 1 kW erhöht oder reduziert.However, in order to avoid critical driving situations which may no longer be intercepted by a driving stability program, only a certain change ΔA per time unit Δt is permitted. It is conceivable that the division may only be changed in such a way that one drive unit increases or reduces its output by a maximum of 1 kW per second.

Weiterhin soll nun, z.B. aufgrund eines veränderten Fahrerwunsches, die angeforderte Leistung auf P2 von 150 kW erhöht werden. Wenn nun ausgehend von der aktuellen Aufteilung A2 die Leistung beider Antriebseinheiten in etwa gleichmäßig (relativ oder absolut) erhöht würde, stieße die Antriebseinheit 140, die nur maximal 60 kW bereitstellen kann, schnell an ihre Grenzen, da diese nur 40% der gesamten angeforderten Leistung P2 bereitstellen kann, nicht aber 50 %. Furthermore, the requested power is now to be increased to P 2 of 150 kW, for example due to a changed driver's request. If now based on the current division A 2 the power of both drive units would be increased more or less equally (relative or absolute), the drive unit would collide 140 , which can only provide a maximum of 60 kW, quickly reaches its limits, since it can only provide 40% of the total requested power P 2 , but not 50%.

Damit müsste während der Veränderung der Aufteilung, nämlich bei einer gesamten Leistung von 120 kW, wenn also beide Antriebseinheiten 60 kW und jeweils 50% der gesamten Leistung bereitstellen, die Aufteilung geändert werden. This would mean that during the change in the division, namely with a total power of 120 kW, that is, if both drive units provide 60 kW and 50% of the total power each, the division would have to be changed.

Daher kann sofort die Aufteilung A3 , wie sie sich gemäß der maximal möglichen Leistung der Antriebseinheiten 130, 140, nämlich ca. 67% (bzw. 2/3) und ca. 33% (bzw. 1/3) der gesamten Leistung ergibt, berücksichtigt werden. Entsprechend wird die Leistung des Antriebs 130 auf 100 kW, die Leistung des Antriebs 140 auf 50 kW eingestellt.Therefore, the division can immediately A 3 as they are according to the maximum possible power of the drive units 130 , 140 , namely approx. 67% (or 2/3) and approx. 33% (or 1/3) of the total performance should be taken into account. The power of the drive is accordingly 130 to 100 kW, the power of the drive 140 set to 50 kW.

Es versteht sich, dass die Berücksichtigung der Aufteilung, wie sie sich gemäß der maximal möglichen Leistung der Antriebseinheiten zueinander ergibt (also 2/3 zu 1/3) auch bedeuten kann, dass zusätzlich die im konkreten Fall insgesamt geforderte Leistung (bzw. ein Drehmoment) berücksichtigt wird, sodass z.B. eine Aufteilung von 65% für die Antriebseinheit 130 und 35% für die Antriebseinheit 140 eingestellt wird, da dies - bei einer gesamten angeforderten Leistung von 150 kW - noch leistbar ist.It goes without saying that the consideration of the division, as it results according to the maximum possible power of the drive units to each other (i.e. 2/3 to 1/3) can also mean that the total power required in the specific case (or a torque ) is taken into account, so that, for example, a split of 65% for the drive unit 130 and 35% for the drive unit 140 is set because this is still affordable with a total requested output of 150 kW.

In 3 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt, wie es beispielsweise bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug durchgeführt werden kann. Hierzu ist, wie auch in 2, beispielhaft eine Leistung P über der Zeit t aufgetragen.In 3 a sequence of a method according to the invention is shown schematically in a further preferred embodiment, as is the case, for example, with the in 1 shown vehicle can be carried out. As in 2 , for example, a power P plotted over time t.

Auch hier sollen die Daten gemäß dem Beispiel aus 2 gelten, wobei auch hier zunächst insgesamt eine Leistung P1 von 100 kW angefordert sein soll, wobei eine Aufteilung A1 eingestellt ist, bei der die Antriebseinheit 130 von der gesamten Leistung 70% bereitstellt, die Antriebseinheit 140 hingegen nur 30%. Damit stellt die Antriebseinheit 130 eine Leistung von 70 KW bereit, die Antriebseinheit 140 eine Leistung von 30 kW.Here, too, the data should look like in the example 2 apply, whereby a total power P 1 of 100 kW should initially be requested here too, with a division A 1 is set in which the drive unit 130 70% of the total power is provided by the drive unit 140 on the other hand only 30%. This represents the drive unit 130 a power of 70 KW ready, the drive unit 140 an output of 30 kW.

Bei gleichbleibender, insgesamt angeforderter Leistung P1 soll, z.B. aufgrund veränderter Bedingungen zur Energieeffizienz, bei weiterhin einer angeforderten Leistung P1 von 100 kW, die Aufteilung geändert werden. Gewünscht ist, wie in 2 gezeigt, eine Aufteilung von 50% und 50%. Dies ist hier mittels einer gestrichelten Linie gezeigt.If the total requested power P 1 remains the same, for example due to changed conditions for energy efficiency, with a further requested power P 1 of 100 kW, the division should be changed. What is desired is, as in 2 shown a division of 50% and 50%. This is shown here by means of a dashed line.

Diese Aufteilung würde dazu führen, dass bei beiden Antriebseinheiten eine abzugebende Leistung von jeweils 50 kW eingestellt würde. Bei der Antriebseinheit 140, die insgesamt nur maximal 60 kW bereitstellen kann, bedeutete dies einen Anteil von ca. 83% (bzw. 5/6) der maximal möglichen Leistung. Dies ließe für nachfolgende, höhere angeforderte Leistungen, jedoch wenig Spielraum zur Leistungserhöhung, wenn die Aufteilung zwischen den Antriebseinheiten dann weiterhin gleichbleiben soll.This division would mean that a power output of 50 kW each would be set for both drive units. At the drive unit 140 , which can only provide a maximum of 60 kW, this means a share of approx. 83% (or 5/6) of the maximum possible power. This would, however, leave little scope for increasing the output for subsequent, higher requested outputs if the division between the drive units is then to remain the same.

Daher wird beispielhaft angenommen, dass - sofern dies insgesamt darstellbar ist - jede Antriebseinheit nur höchstens 70% ihrer maximal möglichen Leistung bereitstellen soll. Dies führt zu der Aufteilung A4, bei der die Antriebseinheit 130 dann 58% der gesamten Leistung, also 58 kW, bereitstellt, die Antriebseinheit 140 dann 42%, also 42 kW (dies entspricht 70% von 60 kW). Auf diese Weise stehen bei beiden Antriebseinheiten, also insbesondere auch bei der Antriebseinheit 140, noch ausreichend Reserven für eine kurzfristige Erhöhung der gesamten, bereitzustellenden Leistung zur Verfügung, ohne die Aufteilung ändern zu müssen.It is therefore assumed by way of example that - if this can be represented overall - each drive unit should only provide a maximum of 70% of its maximum possible power. This leads to the division A 4 , in which the drive unit 130 then 58% of the total power, i.e. 58 kW, is provided by the drive unit 140 then 42%, i.e. 42 kW (this corresponds to 70% of 60 kW). In this way, there are both drive units, that is to say in particular also with the drive unit 140 , still have sufficient reserves for a short-term increase in the total output to be provided without having to change the division.

In 4 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt, und zwar insbesondere in Form von Berechnungsketten bzw. Folgen von Berechnungsvorgängen, wie sie bei einer Einstellung oder Veränderung der Aufteilung einer angeforderten Leistung bzw. eines angeforderten Drehmoments vorgenommen werden können.In 4th a sequence of a method according to the invention is shown schematically in a further preferred embodiment, in particular in the form of calculation chains or sequences of calculation processes, as can be carried out when setting or changing the division of a requested power or a requested torque.

Zunächst wird aus einem Fahrerwunsch 410 und einer Anforderung 411 eines Fahrerassistenzsystems in einem Schritt 420 die tatsächlich und aktuell angeforderte Leistung bzw. das Drehmoment ermittelt (z.B. das Maximum von beiden gewählt). Im Schritt 430 wird dann ermittelt, ob diese Anforderung umgesetzt werden kann, wobei die Grenzen der Antriebseinheiten berücksichtigt werden.First, a driver's request becomes 410 and a requirement 411 a driver assistance system in one step 420 the actual and currently requested power or torque is determined (e.g. the maximum of both selected). In step 430 it is then determined whether this requirement can be implemented, taking into account the limits of the drive units.

Letzteres wird in den Schritten 460, 470, 480 ermittelt. In Schritt 460 wird die gesamte Leistungsfähigkeit der Antriebseinheiten ohne etwaige Aufteilung ermittelt, in Schritt 470 dann speziell die Grenze für die bereitstellbare Leistung, in Schritt 480 dann für das Drehmoment. Anschließend wird in Schritt 440 eine Umsetzungsstrategie ermittelt, in Schritt 450 erfolgt dann die Aufteilung auf die Antriebseinheiten.The latter is in the steps 460 , 470 , 480 determined. In step 460 the total performance of the drive units is determined without any division, in step 470 then specifically the limit for the power that can be provided, in step 480 then for the torque. Then in step 440 an implementation strategy determined in step 450 then the distribution to the drive units takes place.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 3132966 A1 [0005]EP 3132966 A1 [0005]
  • EP 2323862 B1 [0005]EP 2323862 B1 [0005]

Claims (9)

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (100) mit zwei antreibbaren Achsen (110, 120) und mehreren Antriebseinheiten (130, 140), wobei jeder Achse jeweils wenigstens eine der mehreren Antriebseinheiten (130, 140) zugeordnet ist, und wobei wenigstens eine der mehreren Antriebseinheiten (130, 140) als elektrische Maschine ausgebildet ist, wobei während eines Betriebs des Fahrzeugs (100) eine Aufteilung (A1, A2, A3, A4) einer angeforderten Leistung (P) und/oder eines angeforderten Drehmoments auf die mehreren Antriebseinheiten (130, 140) dynamisch vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maß der zeitlichen Veränderung (ΔA/Δt) der Aufteilung begrenzt wird.Method for operating a vehicle (100) with two drivable axles (110, 120) and several drive units (130, 140), with each axle being assigned at least one of the several drive units (130, 140), and with at least one of the several drive units (130, 140) is designed as an electrical machine, wherein during operation of the vehicle (100) a division (A 1, A 2 , A 3 , A 4 ) of a requested power (P) and / or a requested torque among the plurality of Drive units (130, 140) is made dynamically, characterized in that a measure of the temporal change (ΔA / Δt) of the division is limited. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Maß der zeitlichen Veränderung (ΔA/Δt) der Aufteilung in Abhängigkeit von der angeforderten Leistung (P) und/oder des angeforderten Drehmoments begrenzt wird.Procedure according to Claim 1 , whereby the amount of change over time (ΔA / Δt) of the division is limited depending on the requested power (P) and / or the requested torque. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Maß der zeitlichen Veränderung (ΔA/Δt) der Aufteilung in Abhängigkeit von aktuellen Fahrbedingungen begrenzt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , whereby the amount of change over time (ΔA / Δt) of the division is limited as a function of current driving conditions. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Maß der zeitlichen Veränderung (ΔA/Δt) der Aufteilung begrenzt wird, indem eine zulässige Veränderung der Aufteilung pro Zeiteinheit (Δt) auf einen Schwellwert (ΔA) begrenzt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the extent of the temporal change (ΔA / Δt) of the division is limited by limiting a permissible change in the division per unit of time (Δt) to a threshold value (ΔA). Verfahren, vorzugsweise nach einem der vorstehenden Ansprüche, zum Betreiben eines Fahrzeugs (100) mit zwei antreibbaren Achsen (110, 120) und mehreren Antriebseinheiten (130, 140), wobei jeder Achse jeweils wenigstens eine der mehreren Antriebseinheiten (130, 140) zugeordnet ist, und wobei wenigstens eine der mehreren Antriebseinheiten (130, 140) als elektrische Maschine ausgebildet ist, wobei während eines Betriebs des Fahrzeugs (100) eine Aufteilung (A1, A2, A3, A4) einer angeforderten Leistung (P) und/oder eines angeforderten Drehmoments auf die mehreren Antriebseinheiten dynamisch vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung (A4) derart vorgenommen wird, dass die Antriebseinheiten (130, 140) nicht die jeweils maximal mögliche Leistung und/oder das jeweils maximal mögliche Drehmoment bereitstellen.Method, preferably according to one of the preceding claims, for operating a vehicle (100) with two drivable axles (110, 120) and several drive units (130, 140), each axle being assigned at least one of the several drive units (130, 140) , and wherein at least one of the plurality of drive units (130, 140) is designed as an electrical machine, wherein during operation of the vehicle (100) a division (A 1, A 2 , A 3 , A 4 ) of a requested power (P) and / or a requested torque is performed dynamically on the multiple drive units, characterized in that the division (A 4 ) is performed in such a way that the drive units (130, 140) do not provide the maximum possible power and / or the maximum possible torque . Verfahren nach Anspruch 5, wobei, wenn nach Vornahme der Aufteilung (A1, A2, A3, A4) die angeforderte Leistung (P) und/oder das angeforderte Drehmoment erhöht werden, nachfolgend eine Veränderung der Aufteilung (A1, A2, A3, A4) vorgenommen wird.Procedure according to Claim 5 , whereby, if after the division (A 1, A 2 , A 3 , A 4 ) the requested power (P) and / or the requested torque are increased, the division (A 1, A 2 , A 3 , A 4 ) is made. Recheneinheit (180), die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Computing unit (180) which is set up to carry out all method steps of a method according to one of the preceding claims. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (180) dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (180) ausgeführt wird.Computer program that causes a computing unit (180) to perform all method steps of a method according to one of the Claims 1 to 6th perform when it is executed on the computing unit (180). Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 8.Machine-readable storage medium with a computer program stored thereon Claim 8 .
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