DE102020001600A1 - Method for operating a drive train of a motor vehicle, in particular a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines einen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie, wenigstens eine mit der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie versorgbare elektrische Traktionsmaschine, und ein Getriebe aufweisenden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bei welchem ein Gangwechsel in dem Getriebe, über welches das Kraftfahrzeug mittels der Traktionsmaschine elektrisch antreibbar ist, durchgeführt wird, wobei der Gangwechsel in Abhängigkeit von einer aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers durchgeführt wird.The invention relates to a method for operating an energy store for storing electrical energy, at least one electric traction machine that can be supplied with the electrical energy stored in the energy store, and a drive train of a motor vehicle having a transmission, in which a gear change in the transmission via which the motor vehicle is electrically drivable by means of the traction machine, is carried out, the gear change being carried out as a function of a current electrical voltage of the energy store.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for operating a drive train of a motor vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, sodass ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a method for operating a drive train of a motor vehicle, so that operation that is particularly efficient can be implemented.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method with the features of claim 1. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Nutzfahrzeug, ausgebildet sein kann. Insbesondere wird das Verfahren während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs durchgeführt, welches während der Fahrt entlang eines Bodens beziehungsweise entlang einer Fahrbahn fährt beziehungsweise gefahren wird. Bei dem Verfahren weist das Kraftfahrzeug wenigstens einen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom auf, wobei der Energiespeicher beispielsweise eine Batterie, insbesondere eine Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), sein kann. Der Energiespeicher wird auch als elektrischer Speicher bezeichnet, wobei der Energiespeicher insbesondere eine Lithium-Ionen-Batterie sein kann. Das Kraftfahrzeug weist bei dem Verfahren außerdem wenigstens eine elektrische Maschine auf, welche auch als elektrische Traktionsmaschine oder einfach auch als Traktionsmaschine bezeichnet wird und mit der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie beziehungsweise mit dem in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Strom versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird. Mit anderen Worten kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass die Traktionsmaschine mit der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie versorgt wird. Durch das Versorgen der Traktionsmaschine mit der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie ist beziehungsweise wird die Traktionsmaschine als ein Elektromotor betreibbar beziehungsweise betrieben, mittels welchem das Kraftfahrzeug antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird, insbesondere während der genannten Fahrt des Kraftfahrzeugs. Die elektrische Maschine wird als Traktionsmaschine beziehungsweise als elektrische Traktionsmaschine bezeichnet, da das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Da hierzu die elektrische Maschine mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird, wird der Energiespeicher auch als Traktionsspeicher oder Traktionsbatterie bezeichnet. Um besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Energiespeicher und die Traktionsmaschine als Hochvolt-Komponenten ausgebildet sind. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass die jeweilige Hochvolt-Komponente (HV-Komponente) eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebs- oder Nennspannung, aufweist, welche vorzugsweise mindestens 48 Volt beträgt. Vorzugsweise ist die elektrische Spannung, insbesondere die elektrische Betriebsbeziehungsweise Nennspannung, größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die elektrische Spannung, insbesondere die elektrische Betriebs- beziehungsweise Nennspannung, mehrere 100 Volt beträgt, um besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen beziehungsweise realisieren zu können. Somit ist das Kraftfahrzeug beispielsweise als Hybridfahrzeug oder aber als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet.The invention relates to a method for operating a drive train of a motor vehicle, which can preferably be designed as a motor vehicle, in particular as a utility vehicle. In particular, the method is carried out while the motor vehicle is driving, which motor vehicle drives or is driven while driving along a floor or along a roadway. In the case of the method, the motor vehicle has at least one energy store for storing electrical energy or electrical current, wherein the energy store can be, for example, a battery, in particular a high-voltage battery (HV battery). The energy store is also referred to as an electrical store, it being possible for the energy store in particular to be a lithium-ion battery. In the method, the motor vehicle also has at least one electrical machine, which is also referred to as an electrical traction machine or simply also as a traction machine and can be or is supplied with the electrical energy stored in the energy store or with the electrical current stored in the energy store. In other words, the method can provide that the traction machine is supplied with the electrical energy stored in the energy store. By supplying the traction machine with the electrical energy stored in the energy store, the traction machine can be or is operated as an electric motor by means of which the motor vehicle can be or is driven, in particular while the motor vehicle is in motion. The electrical machine is referred to as a traction machine or as an electrical traction machine, since the motor vehicle can be or is driven electrically by means of the electrical machine, in particular purely electrically. Since for this purpose the electrical machine can be or is supplied with electrical energy stored in the energy store, the energy store is also referred to as a traction store or traction battery. In order to be able to realize particularly high electrical powers for driving the motor vehicle, in particular purely electrically, it is preferably provided that the energy store and the traction machine are designed as high-voltage components. This means in particular that the respective high-voltage component (HV component) has an electrical voltage, in particular an electrical operating or nominal voltage, which is preferably at least 48 volts. The electrical voltage, in particular the electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts. It has been shown to be particularly advantageous if the electrical voltage, in particular the electrical operating or nominal voltage, is several 100 volts in order to be able to provide or implement particularly large electrical powers for, in particular purely electrical, driving of the motor vehicle. The motor vehicle is thus designed, for example, as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, in particular as a battery-electric vehicle (BEV).
Bei dem Verfahren weist der Antriebsstrang außerdem ein Getriebe auf, über welches das Kraftfahrzeug bei dem Verfahren mittels der Traktionsmaschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist beziehungsweise angetrieben ist. Bei dem Verfahren wird in dem Getriebe ein Gangwechsel durchgeführt. Dies bedeutet, dass das Getriebe wenigstens oder genau zwei einfach auch als Gänge bezeichnete Gangstufen aufweist, welche jeweils einlegbar und auslegbar, das heißt wechselbar, sind. Insbesondere unterscheiden sich die Gänge beziehungsweise die Gangstufen hinsichtlich ihrer jeweiligen Übersetzungen voneinander, über welche das Kraftfahrzeug jeweils mittels der elektrischen Maschine antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Somit weist beispielsweise ein erster der Gänge eine erste Übersetzung und ein zweiter der Gänge eine zweite Übersetzung auf, wobei beispielsweise die zweite Übersetzung geringer als die erste Übersetzung ist. Somit ist beispielsweise unter einem beziehungsweise dem Gangwechsel zu verstehen, dass von dem ersten Gang in den zweiten Gang beziehungsweise von dem zweiten Gang in den ersten Gang geschaltet wird. Bei einem beziehungsweise dem Schalten von dem ersten Gang in den zweiten Gang wird der zunächst eingelegte und somit aktivierte erste Gang ausgelegt, und der zunächst ausgelegte beziehungsweise deaktivierte zweite Gang wird eingelegt, das heißt aktiviert. Bei einem beziehungsweise dem Gangwechsel von dem zweiten Gang in den ersten Gang wird der zunächst eingelegte beziehungsweise aktivierte zweite Gang ausgelegt und somit deaktiviert, und der zunächst ausgelegte beziehungsweise deaktivierte Gang wird eingelegt, das heißt aktiviert. Ein beziehungsweise der Gangwechsel von dem ersten Gang in den zweiten Gang wird auch als Hochschalten oder Hochschaltung bezeichnet, wobei ein beziehungsweise der Gangwechsel von dem zweiten Gang in den ersten Gang auch als Runterschalten, Herunterschalten, Runterschaltung oder Herunterschaltung bezeichnet wird. Die jeweilige Übersetzung des jeweiligen Gangs wird auch mit i bezeichnet und ergibt sich beispielsweise zu:
Dabei bezeichnet nAntrieb eine Eingangsdrehzahl des Getriebes, wobei nAbtrieb eine Ausgangsdrehzahl des Getriebes bezeichnet. Die Eingangsdrehzahl ist beispielsweise eine Drehzahl einer Eingangswelle des Getriebes, über dessen Eingangswelle von der elektrischen Maschine bereitstellbare Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs in das Getriebe einleitbar sind beziehungsweise eingeleitet werden. Die Ausgangsdrehzahl ist beispielsweise eine Drehzahl einer Ausgangswelle des Getriebes, über dessen Ausgangswelle das Getriebe Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellt. Das jeweilige Antriebsdrehmoment, welches das Getriebe über seine Ausgangswelle bereitstellt, resultiert beispielsweise aus dem jeweiligen Drehmoment, welches über die Eingangswelle in das Getriebe eingeleitet wird, wobei das Antriebsdrehmoment von dem jeweiligen, auch als Eingangsdrehmoment bezeichneten Drehmoment, welches über die Eingangswelle in das Getriebe eingeleitet wird, über die jeweilige Übersetzung des jeweiligen, aktivierten Gangs im Verhältnis steht, und zwar beispielsweise derart:
Dabei bezeichnet MAbtrieb das Antriebsdrehmoment, welches von dem Getriebe über dessen Ausgangswelle bereitgestellt wird, und MAntneb bezeichnet das jeweilige Drehmoment (Eingangsdrehmoment), welches beispielsweise von einer elektrischen Maschine bereitgestellt wird und über die Eingangswelle in das Getriebe eingeleitet wird.Here, M output denotes the drive torque that is provided by the transmission via its output shaft, and M Antneb denotes the respective torque (input torque), which is provided, for example, by an electrical machine and is introduced into the transmission via the input shaft.
Um nun einen besonders wirkungsgradgünstigen beziehungsweise effizienten Betrieb des Antriebsstrangs und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt realisieren zu können, ist es bei dem Verfahren erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Gangwechsel in Abhängigkeit von einer aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers durchgeführt wird. Unter der aktuellen elektrischen Spannung ist insbesondere eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebs- beziehungsweise Nennspannung, zu verstehen, welche von dem Energiespeicher aktuell, das heißt zurzeit, bereitgestellt wird. Die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers wird beispielsweise an ein elektrisches Energieversorgungssystem des Antriebsstrangs angelegt und ist somit eine beziehungsweise die an dem elektrischen Energieversorgungssystem anliegende elektrische Spannung beziehungsweise eine oder die an dem elektrischen Energieversorgungssystem anliegende, elektrische Spannung resultiert aus der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers. Somit ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass der Gangwechsel in Abhängigkeit von der aktuellen, an dem elektrischen Energieversorgungssystem anliegenden Spannung durchgeführt wird. Unter dem Merkmal, dass der Gangwechsel in Abhängigkeit von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers durchgeführt wird, ist insbesondere zu verstehen, dass, beispielsweise aktiv und/oder mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Antriebsstrangs, die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers oder wenigstens ein die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers charakterisierender Spannungswert ermittelt, insbesondere erfasst oder abgerufen, wird, wobei in Abhängigkeit von der ermittelten, aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers beziehungsweise in Abhängigkeit von dem ermittelten Spannungswert der Gangwechsel durchgeführt wird. Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Bei teil- und vollelektrifizierten Fahrzeugen kann sich die beispielsweise auch als Batteriespannung bezeichnete, aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers aufgrund von Entladung des Energiespeichers, zu dessen Entladung es beispielsweise dann kommt, wenn die in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie der elektrischen Maschine zugeführt wird, um die elektrische Maschine insbesondere in dem Motorbetrieb zu betreiben, oder aufgrund von Ladung des Energiespeichers verändern, das heißt sinken, steigen beziehungsweise schwanken kann. Zu einer Ladung des Energiespeichers kann es beispielsweise durch eine sogenannte Rekuperationseinspeisung kommen. Im Rahmen der Rekuperationseinspeisung findet eine Rekuperation statt, in deren Rahmen die elektrische Maschine in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betrieben wird. Mittels des Generators wird kinetische Energie des Kraftfahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt, die von dem Generator bereitgestellt und beispielsweise in den Energiespeicher eingespeist, das heißt in dem Energiespeicher gespeichert wird. Ferner kann es zu einer Ladung des Energiespeichers im Rahmen einer oder durch eine sogenannte Brennstoffzelleneinspeisung kommen, in deren Rahmen beispielsweise eine Brennstoffzelle elektrische Energie bereitstellt, die in dem Energiespeicher gespeichert wird. Das Verändern der elektrischen Spannung des Energiespeichers hat Auswirkungen auf Betriebspunkte der Traktionsmaschine, da bei geringerer elektrischer Spannung des Energiespeichers beispielsweise das zuvor genannte, elektrische Energieversorgungssystem, insbesondere ein Inverter des Energieversorgungssystems, über dessen Inverter die Traktionsmaschine mit der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird, nicht mehr eine gewünschte Statorspannung bereitstellen kann, weswegen die Traktionsmaschine bereits bei geringerer Drehzahl in die sogenannte Feldschwächung geht oder kommt. Dies hat zur Folge, dass sich die Wirkungsgradverläufe der Traktionsmaschine im Feldschwächebereich während der Fahrt verschieben. Bei höherer elektrischer Spannung ist der bestmögliche Wirkungsgradbereich in einem breiteren Drehzahlbereich möglich, während bei niedrigerer elektrischer Spannung des Energiespeichers sich der bestmögliche Wirkungsgradbereich in einem engeren Drehzahlbereich befindet.In order to be able to realize particularly efficient or efficient operation of the drive train and thus of the motor vehicle as a whole, the method according to the invention provides that the gear change is carried out as a function of a current electrical voltage of the energy store. The current electrical voltage is to be understood in particular as an electrical voltage, in particular an electrical operating or nominal voltage, which is currently, that is to say currently, made available by the energy store. The current electrical voltage of the energy store is applied, for example, to an electrical energy supply system of the drive train and is thus an electrical voltage applied to the electrical energy supply system or an electrical voltage applied to the electrical energy supply system results from the current electrical voltage of the energy store. It is thus provided in the method according to the invention that the gear change is carried out as a function of the current voltage applied to the electrical energy supply system. The feature that the gear change is carried out as a function of the current electrical voltage of the energy store is to be understood in particular that, for example actively and / or by means of an electronic computing device of the drive train, the current electrical voltage of the energy store or at least one of the current electrical Voltage value characterizing the voltage of the energy store is determined, in particular detected or retrieved, the gear change being carried out as a function of the determined, current electrical voltage of the energy store or as a function of the determined voltage value. The invention is based in particular on the following findings: In partially and fully electrified vehicles, the current electrical voltage of the energy storage device, also referred to as battery voltage, can be due to the discharge of the energy storage device, the discharge of which occurs, for example, when the energy stored in the energy storage device Electrical energy is supplied to the electrical machine in order to operate the electrical machine, in particular in the motor mode, or change, that is to say can decrease, increase or fluctuate, due to the charge of the energy store. The energy store can be charged, for example, through what is known as a recuperation feed. As part of the recuperation feed, recuperation takes place, in the context of which the electrical machine is operated in a generator mode and thus as a generator. By means of the generator, kinetic energy of the motor vehicle is converted into electrical energy, which is provided by the generator and, for example, fed into the energy store, that is to say is stored in the energy store. Furthermore, it can be too a charge of the energy store in the context of or through what is known as a fuel cell feed, in the context of which, for example, a fuel cell provides electrical energy that is stored in the energy store. Changing the electrical voltage of the energy store has effects on the operating points of the traction machine, since if the electrical voltage of the energy store is lower, for example, the aforementioned electrical energy supply system, in particular an inverter of the energy supply system, via whose inverter the traction machine can be supplied with the electrical energy stored in the energy store or is supplied, can no longer provide a desired stator voltage, which is why the traction machine already goes into what is known as field weakening at a lower speed. As a result, the efficiency curves of the traction machine shift in the field weakening range while driving. With a higher electrical voltage, the best possible efficiency range is possible in a wider speed range, while with a lower electrical voltage of the energy storage device, the best possible efficiency range is located in a narrower speed range.
Herkömmlicherweise ist eine einfach auch als Strategie bezeichnete Schaltstrategie, gemäß welcher Gangwechsel in dem Getriebe durchgeführt werden, bisher nur drehmoment- und drehzahlabhängig. Üblicherweise bezieht sich der Gangwechsel auf eine fest elektrische Spannung des Energiespeichers beziehungsweise es wird die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers und insbesondere deren Veränderung nicht berücksichtigt, sodass üblicherweise unabhängig von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers der Gangwechsel immer gleich, das heißt beispielsweise immer in oder bei demselben Schaltpunkt, durchgeführt wird. Conventionally, a shift strategy, also referred to simply as a strategy, according to which gear changes are carried out in the transmission, has so far only been dependent on torque and speed. The gear change usually relates to a fixed electrical voltage of the energy store or the current electrical voltage of the energy store and in particular its change is not taken into account, so that the gear change is usually always the same regardless of the current electrical voltage of the energy store, i.e., for example, always in or at the same switching point.
Demgegenüber ist es nun erfindungsgemäß vorgesehen, den auch als Schaltzeitpunkt bezeichneten Schaltpunkt, in beziehungsweise bei welchem der Gangwechsel durchgeführt wird, in Abhängigkeit von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers verschoben, das heißt variiert beziehungsweise verändert wird. Der Schaltpunkt ist insbesondere definiert durch eine, insbesondere aktuelle, Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und durch ein angefordertes, von der Traktionsmaschine bereitzustellendes Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, wobei das von der Traktionsmaschine bereitzustellende Drehmoment beispielsweise durch die zuvor genannte elektronische Recheneinrichtung beziehungsweise durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs insbesondere durch Betätigen eines Fahrpedals angefordert wird. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass der Gangwechsel in dem Schaltpunkt und somit dann durchgeführt wird, wenn das den Schaltpunkt definierende Drehmoment angefordert wird und das Kraftfahrzeug die den Schaltpunkt definierende Fahrgeschwindigkeit, mit welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere an der zuvor genannten Fahrbahn, gefahren wird, aufweist. Üblicherweise ist es vorgesehen, dass dieser Schaltpunkt unabhängig von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers starr beziehungsweise fix ist. Im Gegensatz dazu ist es nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Schaltpunkt in Abhängigkeit von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers verändert, das heißt verschoben wird. Beispielsweise ist der Schaltpunkt Bestandteil einer auch als Schaltlinie bezeichneten Kennlinie oder Bestandteil eines Kennfelds, wobei die Schaltlinie beziehungsweise das Kennfeld beispielsweise mehrere Schaltpunkte umfasst, zu denen jeweilige Gangwechsel des Getriebes beziehungsweise in dem Getriebe durchgeführt werden. Um beispielsweise den Schaltpunkt beziehungsweise die Schaltlinie oder das Kennfeld in Abhängigkeit von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers zu verändern, insbesondere zu verschieben, wird beispielsweise auf einen Faktor zurückgegriffen, mit welchem der Schaltpunkt beziehungsweise die Schaltlinie oder das Kennfeld beispielsweise multipliziert wird, wobei der Faktor beispielsweise in Abhängigkeit von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers variiert wird. Mit anderen Worten beeinflusst der Faktor den Schaltpunkt beziehungsweise die Kennlinie oder das Kennfeld. Dieser Faktor ist beziehungsweise berücksichtigt gegebenenfalls schwankende, elektrische Spannungen des Energiespeichers, insbesondere während der Fahrt.In contrast, it is now provided according to the invention that the shift point, also referred to as the shift time, at or at which the gear change is carried out, is shifted, that is, varied or changed, as a function of the current electrical voltage of the energy store. The switching point is defined in particular by a, in particular current, driving speed of the motor vehicle and by a requested torque to be provided by the traction machine to drive the motor vehicle, the torque to be provided by the traction machine, for example, by the aforementioned electronic computing device or by the driver of the motor vehicle in particular is requested by pressing an accelerator pedal. This is to be understood in particular that the gear change is carried out at the shift point and thus when the torque defining the shift point is requested and the motor vehicle is the driving speed defining the shift point at which the motor vehicle is driven, in particular on the aforementioned lane, having. It is usually provided that this switching point is rigid or fixed regardless of the current electrical voltage of the energy store. In contrast to this, it is now provided according to the invention that the switching point is changed, that is to say shifted, as a function of the current electrical voltage of the energy store. For example, the shift point is part of a characteristic curve, also referred to as a shift line, or part of a characteristic map, the shift line or characteristic map, for example, comprising several shift points at which respective gear changes of the transmission or in the transmission are carried out. In order, for example, to change the switching point or the switching line or the characteristic map as a function of the current electrical voltage of the energy store, in particular to shift it, a factor is used, for example, with which the switching point or the switching line or the characteristic map is multiplied, for example, the factor for example, is varied as a function of the current electrical voltage of the energy store. In other words, the factor influences the switching point or the characteristic curve or the characteristic field. This factor is or, if necessary, takes into account fluctuating electrical voltages of the energy store, in particular while driving.
Um einen besonders wirkungsgradgünstigen und somit energieverbrauchsarmen Betrieb des Antriebsstrangs und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt zu realisieren, ist es bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Gangwechsel in Abhängigkeit von einer beziehungsweise der, insbesondere aktuellen, Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird, welches, insbesondere während der zuvor genannten Fahrt, mit der aktuellen Fahrgeschwindigkeit, insbesondere entlang der zuvor genannten Fahrbahn, fährt beziehungsweise gefahren wird.In order to achieve a particularly efficient and thus low-energy operation of the drive train and thus of the motor vehicle as a whole, it is provided in an advantageous embodiment of the invention that the gear change is carried out as a function of one or, in particular, the current driving speed of the motor vehicle, which, in particular during the aforementioned trip, drives or is driven at the current driving speed, in particular along the aforementioned lane.
Dabei hat es sich ferner als vorteilhaft gezeigt, wenn der Gangwechsel in Abhängigkeit von einem beziehungsweise dem, insbesondere aktuellen, angeforderten, von der elektrischen Maschine bereitzustellenden Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Hierdurch kann ein besonders vorteilhafter und insbesondere besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb gewährleistet werden.It has also been shown to be advantageous if the gear change is carried out as a function of a torque or, in particular, the current, requested torque to be provided by the electric machine for driving the motor vehicle. In this way, a particularly advantageous and, in particular, particularly efficient operation can be ensured.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers abhängige Durchführen des Gangwechsels umfasst, dass der beziehungsweise wenigstens ein Schaltpunkt, in beziehungsweise bei welchem der Gangwechsel bei einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird, hin zu einem höheren angeforderten Drehmoment verschoben wird, wenn die elektrische Spannung des Energiespeichers abnimmt. Mit anderen Worten, weist die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers beispielsweise einen ersten Spannungswert auf, so wird der wenigstens eine Schaltpunkt beispielsweise durch die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit und durch ein erstes, von der elektrischen Maschine bereitzustellendes Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs definiert, sodass beispielsweise dann, wenn die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers den ersten Spannungswert aufweist, dann der Gangwechsel in dem Getriebe durchgeführt wird, wenn das Kraftfahrzeug die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit aufweist und das erste Drehmoment angefordert wird. Weist jedoch die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers einen gegenüber dem ersten Spannungswert geringeren zweiten Spannungswert auf, sodass die elektrische Spannung des Energiespeichers beispielsweise geringer wurde, so wird dann der beziehungsweise der gleiche Gangwechsel durchgeführt, wenn das Kraftfahrzeug die, insbesondere gleiche, vorgegebene Fahrgeschwindigkeit aufweist beziehungsweise erreicht und ein gegenüber dem ersten Drehmoment größeres, von der elektrischen Maschine bereitzustellendes zweites Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs angefordert wird. Hierdurch kann bei abnehmender elektrischer Spannung des Energiespeichers ein wirkungsgradgünstiger Betrieb beibehalten beziehungsweise im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen ein wirkungsgradgünstigerer Betrieb realisiert werden.It has been shown to be particularly advantageous if the implementation of the gear change dependent on the current electrical voltage of the energy store includes that the or at least one switching point, in or at which the gear change is carried out at a predetermined driving speed of the motor vehicle, is requested to a higher one Torque is shifted when the electrical voltage of the energy storage device decreases. In other words, if the current electrical voltage of the energy store has, for example, a first voltage value, the at least one switching point is defined, for example, by the specified driving speed and by a first torque to be provided by the electrical machine for driving the motor vehicle, so that, for example, when the current electrical voltage of the energy store has the first voltage value, then the gear change is carried out in the transmission when the motor vehicle is at the specified driving speed and the first torque is requested. If, however, the current electrical voltage of the energy store has a second voltage value that is lower than the first voltage value, so that the electrical voltage of the energy store has, for example, been lower, then the or the same gear change is carried out when the motor vehicle has the, in particular the same, predetermined driving speed and a second torque, which is greater than the first torque and is to be provided by the electric machine, is requested for driving the motor vehicle. As a result, when the electrical voltage of the energy store decreases, an operation that is favorable in terms of efficiency can be maintained or, in comparison with conventional solutions, an operation that is more favorable in terms of efficiency can be implemented.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers abhängige Durchführen des Gangwechsels umfasst, dass wenigstens ein Schaltpunkt, in beziehungsweise bei welchem der Gangwechsel bei einem angeforderten, von der elektrischen Maschine bereitzustellenden Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird, hin zu einer höheren Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verschoben wird, wenn die elektrische Spannung des Energiespeichers zunimmt. Mit anderen Worten, weist beispielsweise die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers einen dritten Spannungswert auf, so wird der Gangwechsel durchgeführt, wenn das den Schaltpunkt für den dritten Spannungswert definierende Drehmoment angefordert wird und das Kraftfahrzeug eine erste Fahrgeschwindigkeit aufweist beziehungsweise erreicht, in welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere entlang der zuvor genannten Fahrbahn, fährt beziehungsweise gefahren wird. Weist jedoch die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers einen gegenüber dem dritten Spannungswert größeren vierten Spannungswert auf, sodass die elektrische Betriebsspannung des Energiespeichers zugenommen hat, so wird der, insbesondere gleiche, Gangwechsel dann durchgeführt, wenn das gleiche, den Schaltpunkt für den dritten Spannungswert und für den vierten Spannungswert definierende Drehmoment angefordert wird und das Kraftfahrzeug eine gegenüber der ersten Fahrgeschwindigkeit größere zweite Fahrgeschwindigkeit aufweist, mit welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere entlang der zuvor genannten Fahrbahn, fährt beziehungsweise gefahren wird. Hierdurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass die elektrische Maschine (Traktionsmaschine) trotz eines etwaigen Veränderns der aktuelle elektrischen Spannung des Energiespeichers zumindest nahezu stets mit einem besonders hohen Wirkungsgrad, das heißt einem besonders vorteilhaften Wirkungsgradbereich, betrieben wird, sodass ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb des Antriebsstrangs und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt gewährleistet werden kann.Another embodiment is characterized in that performing the gear change as a function of the current electrical voltage of the energy store includes at least one switching point at or at which the gear change is carried out at a requested torque to be provided by the electric machine to drive the motor vehicle , is shifted towards a higher driving speed of the motor vehicle when the electrical voltage of the energy storage device increases. In other words, if, for example, the current electrical voltage of the energy store has a third voltage value, the gear change is carried out when the torque defining the shift point for the third voltage value is requested and the motor vehicle has or reaches a first driving speed at which the motor vehicle, in particular along the aforementioned roadway, drives or is driven. However, if the current electrical voltage of the energy store has a fourth voltage value that is greater than the third voltage value, so that the electrical operating voltage of the energy store has increased, then the gear change, in particular the same, is carried out when the same, the switching point for the third voltage value and for the torque defining the fourth voltage value is requested and the motor vehicle has a second driving speed which is greater than the first driving speed and at which the motor vehicle is driving or being driven, in particular along the aforementioned roadway. In this way it can be ensured, for example, that the electrical machine (traction machine) is operated at least almost always with a particularly high efficiency, i.e. a particularly advantageous efficiency range, despite any change in the current electrical voltage of the energy store, so that a particularly efficient operation of the drive train and thus the motor vehicle as a whole can be guaranteed.
Insgesamt ist erkennbar, dass es vorzugsweise erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der auch als Gangwechselzeitpunkt bezeichnete Schaltpunkt zumindest in einigen Betriebspunkten später durchgeführt wird, wenn die Batteriespannung zunimmt beziehungsweise höher ist. Bei demgegenüber niedriger Batteriespannung hingegen wird der Gangwechselzeitpunkt zumindest in einigen Betriebspunkten früher gelegt.Overall, it can be seen that it is preferably provided according to the invention that the switching point, also referred to as the gear change time, is carried out later at least in some operating points when the battery voltage increases or is higher. In contrast, when the battery voltage is low, the gear change time is set earlier, at least in some operating points.
Unter dem Gangwechsel beziehungsweise unter dem Durchführen des Gangwechsels ist insbesondere zu verstehen, dass der Gangwechsel beispielsweise mittels der zuvor genannten, elektronischen Recheneinrichtung und mittels einer Aktoreinrichtung, insbesondere automatisch, durchgeführt wird. Hierbei steuert beispielsweise die elektronische Recheneinrichtung die Aktoreinrichtung an, sodass mittels der Aktoreinrichtung Schaltelemente derart bewegt werden, dass im Rahmen des Gangwechsels der erste Gang ausgelegt und der zweite Gang eingelegt ist beziehungsweise der zweite Gang ausgelegt und der erste Gang eingelegt wird. Die elektronische Recheneinrichtung ist dabei beispielsweise zum Regeln und/oder Steuern des Getriebes, insbesondere des Antriebsstrangs, ausgebildet und kann wenigstens oder genau ein Steuergerät oder mehrere Steuergeräte umfassen, welche beispielsweise über ein Bussystem Daten untereinander austauschen können. Der Schaltpunkt ist ein Punkt zur Auslösung des auch als Gangschaltung bezeichneten Gangwechsels. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass dann, wenn der Antriebsstrang in einen durch den Schaltpunkt charakterisierten Betriebszustand kommt, der Gangwechsel ausgelöst, das heißt durchgeführt, wird. Wie bereits zuvor beschrieben, ist der Schaltpunkt beispielsweise definiert durch eine beziehungsweise die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, welches mit der Fahrgeschwindigkeit fährt, und der Schaltpunkt ist definiert durch das beziehungsweise ein Drehmoment, welches angefordert wird und von der elektrischen Maschine bereitzustellen ist, um mittels des Drehmoments das Kraftfahrzeug anzutreiben. Beispielsweise ist das angeforderte, von der elektrischen Maschine bereitzustellende Drehmoment das zuvor genannte, jeweilige Eingangsdrehmoment. Der Schaltpunkt wird in Abhängigkeit von der aktuelle elektrischen Spannung des Energiespeichers insbesondere derart variiert beziehungsweise verschoben, dass beispielsweise unter Beibehaltung der den Schaltzeitpunkt definierenden Fahrgeschwindigkeit das den Schaltzeitpunkt definierende Drehmoment in Abhängigkeit von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers verändert wird, und/oder dass beispielsweise unter Beibehaltung des den Schaltzeitpunkt definierenden Drehmoments die den Schaltzeitpunkt definierende Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verändert beziehungsweise variiert wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Traktionsmaschine zumindest nahezu stets in einem besonders guten Wirkungsgradbereich und somit in einem besonders hohen Wirkungsgrad betrieben wird.The gear change or the execution of the gear change is to be understood in particular to mean that the gear change is carried out, for example, by means of the aforementioned electronic computing device and by means of an actuator device, in particular automatically. Here, for example, the electronic computing device controls the actuator device so that shift elements are moved by means of the actuator device in such a way that the first gear is disengaged and the second gear is engaged or the second gear is disengaged and the first gear is engaged as part of the gear change. The electronic computing device is designed, for example, to regulate and / or control the transmission, in particular the drive train, and can comprise at least or precisely one control device or a plurality of control devices which can exchange data with one another via a bus system, for example. The shift point is a point for triggering the gear change, also known as gear shift. This is to be understood in particular as meaning that when the drive train is in one characterized by the switching point Operating status comes, the gear change is triggered, that is, carried out. As already described above, the switching point is defined, for example, by or the driving speed of the motor vehicle, which is traveling at the driving speed, and the switching point is defined by the or a torque that is requested and is to be provided by the electric machine in order to use the torque to drive the motor vehicle. For example, the requested torque to be provided by the electrical machine is the aforementioned respective input torque. The switching point is varied or shifted as a function of the current electrical voltage of the energy store in particular such that, for example, while maintaining the driving speed defining the switching point, the torque defining the switching point is changed as a function of the current electrical voltage of the energy store, and / or that, for example, below Maintaining the torque defining the switching point in time, the driving speed of the motor vehicle defining the switching point in time is changed or varied. This can ensure that the traction machine is operated at least almost always in a particularly good efficiency range and thus with a particularly high efficiency.
Dabei ist es denkbar, dass für erste aktuelle, elektrische Spannungen des Energiespeichers, wobei die ersten elektrischen Spannungen größer oder kleiner als eine mittlere und/oder vorgegebene oder vorgebbare elektrische Spannung des Energiespeichers sind, eine Verschiebung des Schaltpunkts beziehungsweise von Schaltpunkten bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit beziehungsweise bei einer jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit hin zu höheren, angeforderten Drehmomenten erfolgt.It is conceivable that for first current electrical voltages of the energy store, the first electrical voltages being greater or smaller than a mean and / or predetermined or predeterminable electrical voltage of the energy store, a shift of the switching point or switching points at a vehicle speed or at a respective vehicle speed to higher, requested torques takes place.
Alternativ oder zusätzlich ist es beispielsweise vorgesehen, dass für zweite aktuelle, elektrische Spannungen des Energiespeichers, wobei die zweiten elektrischen Spannungen kleiner oder größer als die mittlere beziehungsweise vorgegebene oder vorgebbare elektrische Spannung des Energiespeichers sind, eine Verschiebung des Schaltpunkts beziehungsweise der Schaltpunkte bei der Fahrzeuggeschwindigkeit beziehungsweise bei der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit hin zu kleineren Drehmomenten erfolgt.Alternatively or additionally, provision is made, for example, that for second current electrical voltages of the energy store, the second electrical voltages being smaller or larger than the mean or predetermined or predeterminable electrical voltage of the energy store, a shift of the switching point or the switching points at the vehicle speed or takes place at the respective vehicle speed towards lower torques.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Gangwechsel umfasst, dass von einem der Gänge des Getriebes in einen gegenüber dem einen Gang höheren, anderen der Gänge des Getriebes geschaltet wird. Der eine Gang des Getriebes ist beispielsweise der zuvor genannte erste Gang, wobei beispielsweise der andere Gang des Getriebes der zuvor genannte zweite Gang ist. Somit weist beispielsweise der andere Gang eine geringere Übersetzung als der eine Gang auf.Another embodiment is characterized in that the gear change includes shifting from one of the gears of the transmission to one of the gears of the transmission, which is higher than the one gear, and another of the gears. One gear of the transmission is, for example, the aforementioned first gear, with the other gear of the transmission, for example, being the aforementioned second gear. Thus, for example, the other gear has a lower gear ratio than the one gear.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Gangwechsel umfasst, dass von dem anderen Gang in den einen Gang geschaltet wird. Der Gangwechsel kann somit ein Hochschalten und/oder ein Runterschalten des Getriebes umfassen.It has also been shown to be particularly advantageous if the gear change includes shifting from the other gear to one gear. The gear change can thus include an upshift and / or a downshift of the transmission.
Um ein übermäßiges Hin- und Herschalten des Getriebes zu vermeiden, ist vorzugsweise eine sogenannte Hysterese vorgesehen, welche auch als Schalthysterese bezeichnet wird. Dabei sind vorzugsweise unterschiedliche Schaltzeitpunkte vorgesehen, zu denen hochgeschaltet, das heißt von dem ersten Gang in den zweiten Gang beziehungsweise von dem einen Gang in den anderen Gang beziehungsweise heruntergeschaltet, das heißt von dem anderen Gang in den einen Gang, geschaltet wird.In order to avoid excessive shifting of the transmission, what is known as a hysteresis is preferably provided, which is also referred to as a shift hysteresis. Different shift times are preferably provided at which upshifts are made, that is, from first gear to second gear or from one gear to the other gear or downshifting, that is, from the other gear to one gear.
Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in oder bei einem ersten Schaltpunkt von dem einen Gang in den anderen Gang und bei einem zweiten Schaltpunkt von dem anderen Gang in den einen Gang geschaltet wird, wobei der erste Schaltpunkt durch eine erste Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und durch ein erstes angefordertes, von der elektrischen Maschine bereitzustellendes Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs definiert ist.Thus, it is preferably provided that in or at a first shift point from one gear to the other gear and at a second shift point from the other gear to one gear, the first shift point being determined by a first driving speed of the motor vehicle and by a first requested torque to be provided by the electric machine for driving the motor vehicle is defined.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der zweite Schaltpunkt durch eine gegenüber der ersten Fahrgeschwindigkeit geringere, zweite Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und durch das erste, angeforderte, von der elektrischen Maschine bereitzustellende Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs definiert ist. Bleibt somit beispielsweise das angeforderte, von der elektrischen Maschine bereitzustellende Drehmoment zumindest im Wesentlichen konstant, während jedoch beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs schwankt, so kann ein unerwünschtes, übermäßig oft erfolgendes Hin- und Herschalten durch die Hysterese vermieden werden.It has been shown to be particularly advantageous if the second switching point is defined by a second driving speed of the motor vehicle that is lower than the first driving speed and by the first requested torque to be provided by the electric machine for driving the motor vehicle. Thus, for example, if the requested torque to be provided by the electric machine remains at least essentially constant, while, for example, the driving speed of the motor vehicle fluctuates, then undesired, excessively frequent switching back and forth due to the hysteresis can be avoided.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der zweite Schaltpunkt durch die erste Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und ein gegenüber dem ersten Drehmoment größeres zweites, von der elektrischen Maschine bereitzustellendes, Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs definiert ist. Auch hierdurch kann eine Schaltungshysterese erzeugt werden, wodurch ein besonders effizienter und wirkungsgradgünstiger Betrieb darstellbar ist.Alternatively or additionally, it is preferably provided that the second switching point is defined by the first driving speed of the motor vehicle and a second torque to be provided by the electric machine, which is greater than the first torque, for driving the motor vehicle. In this way, too, a circuit hysteresis can be generated, as a result of which a particularly efficient and efficient operation can be represented.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred embodiment and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without the scope of the Invention to leave.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 zwei Schaubilder mit Wirkungsgrad- und Drehmomentkennlinien einer als Traktionsmaschine ausgebildeten elektrischen Maschine für unterschiedliche elektrische Spannungen eines Energiespeichers, mittels welchem die elektrische Maschine mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischen Energie versorgbar ist; -
2 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs; -
3 ein weiteres Diagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens; und -
4 ein weiteres Diagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens.
-
1 two diagrams with efficiency and torque characteristics of an electrical machine designed as a traction machine for different electrical voltages of an energy store, by means of which the electrical machine can be supplied with electrical energy stored in the energy store; -
2 a diagram to illustrate a method according to the invention for operating a drive train of a motor vehicle; -
3 a further diagram to illustrate the method; and -
4th another diagram to illustrate the process.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Im Folgenden wird anhand der Fig. ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein Kraftwagen, insbesondere ein Nutzfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Daher wird die elektrische Maschine auch als Traktionsmaschine oder elektrische Traktionsmaschine bezeichnet. Das Kraftfahrzeug weist außerdem einen Energiespeicher auf, in beziehungsweise mittels welchem elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom zu speichern ist oder gespeichert ist. Beispielsweise wird das Verfahren während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs durchgeführt, welches während der Fahrt entlang einer Fahrbahn fährt beziehungsweise gefahren wird und mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben wird. Um das Kraftfahrzeug mittels der Traktionsmaschine, insbesondere rein, elektrisch anzutreiben, wird die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben. Hierzu wird die elektrische Maschine mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie versorgt. Daher wird der Energiespeicher auch als Traktionsspeicher oder Traktionsbatterie bezeichnet, insbesondere dann, wenn der Energiespeicher als eine Batterie, insbesondere als eine Hochvolt-Batterie, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist beispielsweise ein elektrisches Energieversorgungssystem auf, über welches die elektrische Maschine mit der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird. Hierzu stellt der Energiespeicher eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebs- oder Nennspannung, bereit, welche in der Folge an dem Energieversorgungssystem anliegt, insbesondere sodass der Energiespeicher die in ihm gespeicherte elektrische Energie über das Energieversorgungssystem die Traktionsmaschine bereitstellt. Mit anderen Worten wird die Traktionsmaschine über das Energieversorgungssystem mit der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie versorgt. Hierzu wird die von dem Energiespeicher bereitgestellte, insbesondere aktuelle, elektrische Spannung an das Energieversorgungssystem angelegt. Die elektrische Spannung, welche von dem Energiespeicher bereitgestellt und an das Energieversorgungssystem angelegt wird, kann, insbesondere während der Fahrt, schwanken, das heißt variieren, sodass die von dem Energiespeicher bereitgestellte und an das Energieversorgungssystem angelegte elektrische Spannung ein aktuelle elektrische Spannung ist, welche aktuell von dem Energiespeicher bereitgestellt wird.A method for operating a drive train of a motor vehicle is described below with reference to the figure. The motor vehicle is preferably a motor vehicle, in particular a utility vehicle. The motor vehicle has at least one electrical machine by means of which the motor vehicle can be or is driven electrically, in particular purely electrically. The electric machine is therefore also referred to as a traction machine or electric traction machine. The motor vehicle also has an energy store in or by means of which electrical energy or electrical current is to be stored or is stored. For example, the method is carried out while the motor vehicle is driving, which is driving or is being driven along a roadway while driving and is driven electrically, in particular purely, by means of the electrical machine. In order to drive the motor vehicle electrically, in particular purely, by means of the traction machine, the electric machine is operated in a motor mode and thus as an electric motor. For this purpose, the electrical machine is supplied with electrical energy stored in the energy store. The energy store is therefore also referred to as a traction store or traction battery, in particular when the energy store is designed as a battery, in particular as a high-voltage battery. The motor vehicle has, for example, an electrical energy supply system via which the electrical machine can be or is supplied with the electrical energy stored in the energy store. For this purpose, the energy store provides an electrical voltage, in particular an electrical operating or nominal voltage, which is then applied to the energy supply system, in particular so that the energy store provides the electrical energy stored in it via the energy supply system to the traction machine. In other words, the traction machine is supplied with the electrical energy stored in the energy store via the energy supply system. For this purpose, the in particular current electrical voltage provided by the energy store is applied to the energy supply system. The electrical voltage, which is provided by the energy store and applied to the energy supply system, can fluctuate, i.e. vary, in particular while driving, so that the electrical voltage provided by the energy store and applied to the energy supply system is a current electrical voltage, which is currently is provided by the energy store.
Das Kraftfahrzeug weist außerdem ein Getriebe auf, über welches das Kraftfahrzeug von der Traktionsmaschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist beziehungsweise elektrisch angetrieben wird. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass das Kraftfahrzeug wenigstens zwei Fahrzeugräder aufweist, über die das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten an der zuvor genannten Fahrbahn abgestützt ist, während das Kraftfahrzeug entlang der Fahrbahn fährt. Hierbei rollen die Fahrzeugräder an der Fahrbahn ab. Dabei sind beziehungsweise werden die Fahrzeugräder über das Getriebe von der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar beziehungsweise angetrieben.The motor vehicle also has a transmission, via which the motor vehicle can be electrically driven or is electrically driven by the traction machine, in particular purely. This can in particular be understood to mean that the motor vehicle has at least two vehicle wheels, via which the motor vehicle is supported in the vertical direction of the vehicle downwards on the aforementioned roadway, while the motor vehicle is traveling along the roadway. The vehicle wheels roll on the roadway. In this case, the vehicle wheels are or will be electrically drivable or driven by the electric machine, in particular pure, via the transmission.
Das Getriebe ist beispielsweise ein Wechselgetriebe. Dabei umfasst das Getriebe beispielsweise wenigstens oder genau zwei schaltbare beziehungsweise wechselbare Gänge, welche somit einlegbar und auslegbar sind. Im Folgenden wird einer der Gänge auch als erster Gang bezeichnet, während ein anderer der Gänge auch als zweiter Gang bezeichnet wird. Die Gänge, welche auch als Gangstufen bezeichnet werden, unterscheiden sich hinsichtlich ihrer jeweiligen Übersetzungen voneinander, insbesondere derart, dass der erste Gang eine erste Übersetzung und der zweite Gang eine gegenüber der ersten Übersetzung geringere, zweite Übersetzung aufweist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird bei dem Verfahren wenigstens ein Gangwechsel des Getriebes beziehungsweise in dem Getriebe durchgeführt. Unter dem Gangwechsel ist insbesondere zu verstehen, dass beispielsweise der zunächst eingelegte erste Gang ausgelegt und der zunächst ausgelegte zweite Gang eingelegt wird. Dies wird auch als Hochschalten oder Hochschaltung bezeichnet. Ferner kann der Gangwechsel umfassen, dass der zunächst eingelegte zweite Gang ausgelegt und der zunächst ausgelegte erste Gang eingelegt wird, was auch als Runterschalten oder Runterschaltung bezeichnet wird.
Des Weiteren zeigt
Um nun einen besonders wirkungsgradgünstigen Betrieb des Antriebsstrangs realisieren zu können, ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass der Gangwechsel, das heißt das Hochschalten und/oder das Runterschalten, in Abhängigkeit von der aktuellen elektrischen Spannung des Energiespeichers durchgeführt wird.
Außerdem ist in das in
Somit umfasst die jeweilige Schaltkennlinie
Ist beispielsweise zunächst der zweite Gang eingelegt, so wird in dem Schaltpunkt
Die Wirkungsgradlinie 52b veranschaulicht den Wirkungsgrad von 0,92 der elektrischen Maschine, wenn der zweite Gang eingelegt ist und die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers 400 Volt beträgt. Schließlich veranschaulicht die Wirkungsgradlinie
Dies wird im Folgenden am Beispiel des Schaltpunkts 36 veranschaulicht. Nimmt beispielsweise ausgehend von dem ersten Spannungswert die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers zu, beispielsweise derart, dass die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers den zweiten Spannungswert aufweist, so wird der Schaltpunkt 36 bei gleichem Drehmoment
Ferner ist Folgendes denkbar: Nimmt beispielsweise ausgehend von dem ersten Spannungswert die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers zu, sodass beispielsweise die aktuelle elektrische Spannung des Energiespeichers den zweiten Spannungswert aufweist, so wird beispielsweise der Schaltpunkt 36 bei gleicher beziehungsweise gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit
Selbstverständlich kann das beschriebene Verfahren für alle Leistungsklassen, alle Spannungsebenen und auch für solche Mehrganggetriebe verwendet werden, die mehr als zwei schaltbare Gänge aufweisen. Ferner kann das Verfahren für jedwedes Kraftfahrzeug und dabei insbesondere für jedwedes teil- oder vollelektrisch betriebenes Kraftfahrzeug verwendet werden. Insbesondere ergeben sich durch das Verfahren im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen die folgenden Vorteile:
- - Wirkungsgraderhöhung des Antriebsstrangs aufgrund der Optimierung einiger Betriebspunkte und somit größere elektrische Reichweite
- - geringere Kühlungsanforderung in den bestimmten Betriebspunkten notwendig, da höherer Wirkungsgrad der elektrischen Maschine bei gleichem Achsmoment beziehungsweise teilweise geringere Kühlleistung des Kühlkreislaufs und mehr elektrische Reichweite
- - Maximaldrehmoment und -leistung des Kraftfahrzeugs kann, wenn die Betriebspunkte im Gangwechselbereich sind, aufgrund geringerer Wärmeentwicklung der elektrischen Maschine länger gefahren werden.
- - Increase in efficiency of the drive train due to the optimization of some operating points and thus greater electric range
- - Lower cooling requirements are necessary at the specific operating points, because the electrical machine is more efficient with the same axle torque or, in some cases, the cooling circuit has a lower cooling capacity and greater electrical range
- - Maximum torque and power of the motor vehicle can, if the operating points are in the gear change range, be driven longer due to the lower heat development of the electrical machine.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Schaubildgraph
- 1212th
- Abszisseabscissa
- 1414th
- Ordinateordinate
- 1616
- Schaubildgraph
- 1818th
- BetriebsbereichOperating area
- 2020th
- BetriebsbereichOperating area
- 2222nd
- Abszisseabscissa
- 2424
- Ordinateordinate
- 2626th
- Verlaufcourse
- 2828
- Verlaufcourse
- 3030th
- WirkungsgradverlaufEfficiency curve
- 32, 32a, b32, 32a, b
- SchaltkennlinieSwitching characteristic
- 34, 34a, b34, 34a, b
- SchaltkennlinieSwitching characteristic
- 36a, d36a, d
- SchaltpunktSwitching point
- 3838
- SchaltpunktSwitching point
- 4040
- FahrgeschwindigkeitDriving speed
- 4242
- DrehmomentTorque
- 4444
- FahrgeschwindigkeitDriving speed
- 4646
- SchaltpunktSwitching point
- 4848
- DrehmomentTorque
- 50a-c50a-c
- WirkungsgradlinieEfficiency line
- 52a-c52a-c
- WirkungsgradlinieEfficiency line
- 5454
- FahrgeschwindigkeitDriving speed
- 5656
- FahrgeschwindigkeitDriving speed
- 5858
- DrehmomentTorque
- 6060
- DrehmomentTorque
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102014119115 A1 [0002]DE 102014119115 A1 [0002]
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