DE102020203007A1 - Method for operating a hybrid drive system, hybrid drive system and motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei das hybride Antriebssystem (1) eine Verbrennungskraftmaschine (3), eine Motorsteuerungsvorrichtung (4) zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine (3), ein Elektromotorsystem (5) mit einem ersten Elektromotor (6) und einem zweiten Elektromotor (7) sowie mindestens eine Leistungselektronik (8) zum Betreiben des Elektromotorsystems (5) aufweist, wobei der erste Elektromotor (6) zum Generieren elektrischer Energie und der zweite Elektromotor (7) zum Antreiben des Kraftfahrzeus (2) sowie zum Generieren elektrischer Energie ausgebildet ist, aufweisend die folgenden Schritte:- Ansteuern der Verbrennungskraftmaschine (3) mittels der Motorsteuerungsvorrichtung (4) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2), und- Ansteuern des Elektromotorsystems (5) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8). Das Elektromotorsystem (5) wird mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) derart angesteuert, dass das Elektromotorsystem (5) einen derartigen Kompensationsstrom generiert, dass mittels des Kompensationsstroms ein elektrischer Verluststrom des Elektromotorsystems (5) ausgeglichen wird und dadurch ein quellenseitiger resultierender Gesamtstrom an der mindestens einen Leistungselektronik (8) 0 A beträgt. Ferner betrifft die Erfindung ein hybrides Antriebssystem (1) und ein Kraftfahrzeug (2).The invention relates to a method for operating a hybrid drive system (1) of a motor vehicle (2), the hybrid drive system (1) being an internal combustion engine (3), an engine control device (4) for controlling the internal combustion engine (3), an electric motor system (5) with a first electric motor (6) and a second electric motor (7) and at least one power electronics unit (8) for operating the electric motor system (5), the first electric motor (6) for generating electrical energy and the second electric motor (7) for driving of the motor vehicle (2) and for generating electrical energy, comprising the following steps: - controlling the internal combustion engine (3) by means of the engine control device (4) for driving the motor vehicle (2), and - controlling the electric motor system (5) by means of the at least a power electronics (8). The electric motor system (5) is controlled by means of the at least one power electronics unit (8) in such a way that the electric motor system (5) generates a compensation current such that an electrical leakage current of the electric motor system (5) is compensated for by means of the compensation current, and thus a source-side resulting total current at the at least one power electronics unit (8) is 0 A. The invention also relates to a hybrid drive system (1) and a motor vehicle (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein hybrides Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem hybriden Antriebssystem.The present invention relates to a method for operating a hybrid drive system of a motor vehicle. The invention also relates to a hybrid drive system for a motor vehicle and a motor vehicle with a hybrid drive system.

Es ist eine Vielzahl unterschiedlicher hybrider Antriebssysteme für Kraftfahrzeuge bekannt, wie beispielsweise Microhybrid, Mildhybrid, Vollhybrid, Pluginhybrid oder dergleichen. Hybride Antriebssysteme weisen mindestens eine Elektromaschine und mindestens eine Verbrennungskraftmaschine auf und unterscheiden sich in der Art der realisierbaren Fahrbetriebsmodi. Bekannte Betriebsmodi sind insbesondere Stillstand, vollelektrischer Fahrbetriebsmodus, serieller Fahrbetriebsmodus, paralleler Fahrbetriebsmodus mit oder ohne Boost-/Ladefunktion, Leerlauf. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere hybride Antriebssysteme mit einer Verbrennungskraftmaschine, einem ersten Elektromotor, welcher als Startergenerator ausgebildet ist, sowie einem zweiten Elektromotor, welcher zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.A large number of different hybrid drive systems for motor vehicles are known, such as, for example, microhybrid, mild hybrid, full hybrid, plug-in hybrid or the like. Hybrid drive systems have at least one electric machine and at least one internal combustion engine and differ in the type of driving modes that can be implemented. Known operating modes are, in particular, standstill, fully electric driving mode, serial driving mode, parallel driving mode with or without boost / charging function, idling. The present invention relates in particular to hybrid drive systems with an internal combustion engine, a first electric motor, which is designed as a starter generator, and a second electric motor, which is designed to drive the motor vehicle.

Beim Stillstand des Kraftfahrzeugs sind die Elektromotoren sowie die Verbrennungskraftmaschine inaktiv. Das bedeutet, dass die Drehzahlen 0 U/min und Drehmomente 0 Nm betragen. Eine Fahrzeuggeschwindigkeit beträgt 0 km/h. Beim vollelektrischen Fahrbetriebsmodus wird das Kraftfahrzeug von dem zweiten Elektromotor angetrieben. Die hierfür erforderliche elektrische Energie wird von einer Batterie und/oder einer Brennstoffzelle bereitgestellt. Die Verbrennungskraftmaschine ist mittels einer Trennvorrichtung, beispielsweise einer Kupplung oder einer schaltbaren Getriebeübersetzung, vom Getriebe entkoppelt und zum Sparen von Kraftstoff abgeschaltet. Unter einem seriellem Fahrbetriebsmodus wird verstanden, dass das Kraftfahrzeug von dem zweiten Elektromotor angetrieben wird. Die hierfür erforderliche elektrische Energie wird von dem ersten Elektromotor generiert, welcher von der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Die Verbrennungskraftmaschine ist ebenfalls vom Getriebe entkoppelt. Im parallelen Fahrbetriebsmodus wird das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine und ggf. beim Boosten bzw. einem Instationärausgleich zusätzlich vom zweiten Elektromotor angetrieben.When the motor vehicle is at a standstill, the electric motors and the internal combustion engine are inactive. This means that the speeds are 0 rpm and the torques are 0 Nm. A vehicle speed is 0 km / h. In the fully electric driving mode, the motor vehicle is driven by the second electric motor. The electrical energy required for this is provided by a battery and / or a fuel cell. The internal combustion engine is decoupled from the transmission by means of a separating device, for example a clutch or a switchable gear ratio, and is switched off to save fuel. A serial driving mode is understood to mean that the motor vehicle is driven by the second electric motor. The electrical energy required for this is generated by the first electric motor, which is driven by the internal combustion engine. The internal combustion engine is also decoupled from the transmission. In the parallel driving mode, the motor vehicle is additionally driven by the second electric motor by means of the internal combustion engine and, if necessary, during boosting or a transient compensation.

Aus den DE 10 2015 222 690 A1 , DE 10 2017 208 656 A1 und DE 10 2017 127 659 A1 sind unterschiedliche hybride Antriebssysteme sowie Verfahren zum Betreiben der hybriden Antriebssysteme bekannt, welche zur Ausführung des parallelen Fahrbetriebsmodus, des seriellen Fahrbetriebsmodus sowie des vollelektrischen Fahrbetriebsmodus ausgebildet sind. Im seriellen Fahrbetriebsmodus und im parallelen Fahrbetriebsmodus werden die Elektromotoren über mindestens eine Leistungselektronik mit Momentenregelung betrieben. Bei einer Momentenregelung wird ein Drehmoment des Elektromotors in Abhängigkeit eines erforderlichen Gesamtdrehmoments des Antriebssystems eingestellt. Gemäß der DE 10 2015 222 690 A1 wird ein Lastpunkt der Verbrennungskraftmaschine im seriellen Fahrbetriebsmodus derart verschoben, dass ein Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems optimiert ist. Grundsätzlich sind derartige Antriebssysteme ausgebildet, die Elektromotoren im parallelen Fahrbetriebsmodus mit Momentenregelung zu betreiben.From the DE 10 2015 222 690 A1 , DE 10 2017 208 656 A1 and DE 10 2017 127 659 A1 Different hybrid drive systems and methods for operating the hybrid drive systems are known, which are designed to execute the parallel driving mode, the serial driving mode and the fully electric driving mode. In the serial driving mode and in the parallel driving mode, the electric motors are operated via at least one power electronics with torque control. With torque control, a torque of the electric motor is set as a function of a required total torque of the drive system. According to the DE 10 2015 222 690 A1 a load point of the internal combustion engine is shifted in the serial driving mode in such a way that an overall efficiency of the drive system is optimized. Such drive systems are basically designed to operate the electric motors in the parallel driving mode with torque control.

Bekannte hybride Antriebssysteme sowie Verfahren zum Betreiben von hybriden Antriebssystemen haben den Nachteil, dass im Fahrbetrieb, insbesondere beim parallelen Fahrbetriebsmodus, im Antriebssystem besonders hohe elektrische Verluste auftreten. Hierdurch wird eine maximale Reichweite des Kraftfahrzeugs reduziert.Known hybrid drive systems and methods for operating hybrid drive systems have the disadvantage that particularly high electrical losses occur in the drive system during driving, in particular in the parallel driving mode. This reduces the maximum range of the motor vehicle.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs, einem hybriden Antriebssystem sowie einem Kraftfahrzeug mit einem hybriden Antriebssystem zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, ein hybrides Antriebssystem und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise elektrische Verluste des hybriden Antriebssystems verringern und somit einen streckenbezogenen Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs reduzieren sowie eine größere maximale Reichweite des Kraftfahrzeugs gewährleisten.It is therefore the object of the present invention to eliminate or at least partially eliminate the disadvantages described above in a method for operating a hybrid drive system of a motor vehicle, a hybrid drive system and a motor vehicle with a hybrid drive system. In particular, it is the object of the present invention to provide a method of creating a hybrid drive system and a motor vehicle that reduce electrical losses of the hybrid drive system in a simple and inexpensive manner and thus reduce the distance-related fuel consumption of the motor vehicle and ensure a greater maximum range of the motor vehicle .

Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein hybrides Antriebssystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einem hybriden Antriebssystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. The above problem is solved by the patent claims. Accordingly, the object is achieved by a method for operating a hybrid drive system of a motor vehicle with the features of independent claim 1, by a hybrid drive system with the features of independent claim 9 and by a motor vehicle with a hybrid drive system with the features of independent claim 10.

Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen hybriden Antriebssystem sowie dem Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.Further features and details of the invention emerge from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the method according to the invention naturally also apply in connection with the hybrid drive system according to the invention and the motor vehicle and vice versa, so that with regard to the disclosure to the individual Aspects of the invention are always referred to alternately or can be.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das hybride Antriebssystem weist eine Verbrennungskraftmaschine, eine Motorsteuerungsvorrichtung zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine, ein Elektromotorsystem mit einem ersten Elektromotor und einem zweiten Elektromotor sowie mindestens eine Leistungselektronik zum Betreiben des Elektromotorsystems auf. Der erste Elektromotor ist zum Generieren elektrischer Energie und der zweite Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeus sowie zum Generieren elektrischer Energie ausgebildet. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  • - Ansteuern der Verbrennungskraftmaschine mittels der Motorsteuerungsvorrichtung zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, und
  • - Ansteuern des Elektromotorsystems mittels der Leistungselektronik.
According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a method for operating a hybrid drive system of a motor vehicle. The hybrid drive system has an internal combustion engine, a motor control device for controlling the internal combustion engine, an electric motor system with a first electric motor and a second electric motor, and at least one power electronics unit for operating the electric motor system. The first electric motor is designed to generate electrical energy and the second electric motor is designed to drive the motor vehicle and to generate electrical energy. The procedure consists of the following steps:
  • - controlling the internal combustion engine by means of the engine control device for driving the motor vehicle, and
  • - Control of the electric motor system by means of the power electronics.

Erfindungsgemäß wird das Elektromotorsystem mittels der mindestens einen Leistungselektronik derart angesteuert, dass das Elektromotorsystem einen derartigen Kompensationsstrom generiert, dass mittels des Kompensationsstroms elektrische Verlustströme des Elektromotorsystems und der mindestens einen Leistungselektronik ausgeglichen wird und dadurch ein quellenseitiger resultierender Gesamtstrom an der mindestens einen Leistungselektronik 0 A, d.h. null Ampere, beträgt.According to the invention, the electric motor system is controlled by means of the at least one power electronics unit in such a way that the electric motor system generates such a compensation current that electrical leakage currents of the electric motor system and the at least one power electronics unit are compensated for by means of the compensation current, and thus a source-side resulting total current at the at least one power electronics unit 0 A, ie zero amps.

Unter einem Elektromotorsystem wird im Rahmen der Erfindung ein System verstanden, welches mindestens zwei Elektromotoren aufweist. Das Elektromotorensystem des hybriden Antriebssystems weist mindestens den ersten Elektromotor zum Generieren von elektrischer Energie und den zweiten Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeus sowie zum Generieren elektrischer Energie auf. Dabei ist der zweite Elektromotor vorzugsweise ausgebildet, das Kraftfahrzeug ohne die Mitwirkung der Verbrennungskraftmaschine anzutreiben. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der erste Elektromotor zusätzlich zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bzw. zumindest zum Bereitstellen eines Unterstützungsdrehmoments zum Motordrehmoment der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist.In the context of the invention, an electric motor system is understood to mean a system which has at least two electric motors. The electric motor system of the hybrid drive system has at least the first electric motor for generating electrical energy and the second electric motor for driving the motor vehicle and for generating electrical energy. The second electric motor is preferably designed to drive the motor vehicle without the assistance of the internal combustion engine. According to the invention it can be provided that the first electric motor is additionally designed to drive the motor vehicle or at least to provide an assist torque for the engine torque of the internal combustion engine.

Die erste Elektromaschine ist vorzugsweise mit der Verbrennungskraftmaschine mechanisch gekoppelt, beispielsweise über ein Getriebe, insbesondere ein Getriebe mit nur einem Gang. Die Verbrennungskraftmaschine ist vorzugsweise zusammen mit der ersten Elektromaschine mittels einer Trennvorrichtung, beispielsweise einer Kupplung, vom Rest des hybriden Antriebssystems entkoppelbar. Dies ist für den seriellen Fahrbetriebsmodus erforderlich, damit der erste Elektromotor mittels der Verbrennungskraftmaschine als Generator betreibbar ist, ohne dass hierbei ein Teil des Motordrehmoments auf den Rest des hybriden Antriebssystems übertragen wird. Im parallelen Fahrbetriebsmodus ist die Trennvorrichtung hingegen geschlossen, um das Kraftfahrzeug mittels der Verbrennungskraftmaschine anzutreiben.The first electric machine is preferably mechanically coupled to the internal combustion engine, for example via a transmission, in particular a transmission with only one gear. The internal combustion engine can preferably be decoupled from the rest of the hybrid drive system together with the first electric machine by means of a separating device, for example a clutch. This is necessary for the serial driving mode so that the first electric motor can be operated as a generator by means of the internal combustion engine without part of the engine torque being transferred to the rest of the hybrid drive system. In the parallel driving mode, however, the separating device is closed in order to drive the motor vehicle by means of the internal combustion engine.

Die zweite Elektromaschine ist vorzugsweise über ein Getriebe, insbesondere mit nur einem Gang, mit dem Rest des hybriden Antriebssystems, insbesondere mit einer von der Verbrennungskraftmaschine entfernten Vorrichtungsseite der Trennvorrichtung mechanisch gekoppelt, und vorzugsweise über ein weiteres Getriebe, beispielsweise ein schaltbares Getriebe mit mehreren Gängen oder ein Getriebe mit nur einem Gang, mit einem Abtrieb des hybriden Antriebssystems, wie beispielsweise Rädern des Kraftfahrzeugs, mechanisch gekoppelt. Somit ist das Kraftfahrzeug im seriellen Fahrbetriebsmodus mittels des zweiten Elektromotors antreibbar.The second electric machine is preferably mechanically coupled via a gearbox, in particular with only one gear, to the rest of the hybrid drive system, in particular with a device side of the separating device remote from the internal combustion engine, and preferably via a further gearbox, for example a switchable gearbox with several gears or a transmission with only one gear, mechanically coupled to an output of the hybrid drive system, such as the wheels of the motor vehicle. The motor vehicle can thus be driven in the serial driving mode by means of the second electric motor.

Die Verbrennungskraftmaschine wird mittels der Motorsteuerungsvorrichtung zum Antreiben des Kraftfahrzeugs angesteuert. Die Verbrennungskraftmaschine weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Zylindern auf, in welche hierbei Kraftstoff und Luft gezielt eingebracht, beispielsweise über ein Kraftstoffeinspritzsystem, wird. Das Gemisch aus Kraftstoff und Luft wird im Zylinder verdichtet, insbesondere mittels eines Kolbens, und kontrolliert entzündet, beispielsweise mittels einer Zündelektronik oder im Zuge des Verdichtens. Mittels der Kolben wird vorzugsweise eine Kurbelwelle angetrieben und somit ein Motordrehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Motordrehmoment ist mittels der Motorsteuerungsvorrichtung durch entsprechendes Ansteuern der Verbrennungskraftmaschine innerhalb eines Leistungsspektrums der Verbrennungskraftmaschine gezielt einstellbar.The internal combustion engine is controlled by means of the engine control device for driving the motor vehicle. The internal combustion engine preferably has a plurality of cylinders into which fuel and air are introduced in a targeted manner, for example via a fuel injection system. The mixture of fuel and air is compressed in the cylinder, in particular by means of a piston, and ignited in a controlled manner, for example by means of ignition electronics or in the course of compression. A crankshaft is preferably driven by means of the pistons and thus an engine torque for driving the motor vehicle is provided. The engine torque can be set in a targeted manner by means of the engine control device by appropriately activating the internal combustion engine within a power range of the internal combustion engine.

Mittels der mindestens einen Leistungselektronik wird das Elektromotorsystem derart angesteuert, dass das Elektromotorsystem einen Kompensationsstrom generiert. Das Elektromotorsystem wird demnach generatorisch, mit einem geringen negativen Drehmoment betrieben. Unter einem Kompensationsstrom wird ein Strom verstanden, welcher lediglich elektrische Verluste des hybriden Antriebssystems, wie beispielsweise Eisen- bzw. Kupferverluste, Ummagnetisierungsverluste, Schaltverluste der Leistungselektronik bei Phasenbestromung oder dergleichen, ausgleicht, sodass eine elektrische Bilanz des Elektromaschinensystems „null“ ergibt. Dies ist dadurch erkennbar, dass der quellenseitige resultierende Gesamtstrom 0 A beträgt. Ein derartiges Betreiben unterscheidet sich von der herkömmlichen Momentenregelung von Elektromotoren insbesondere darin, dass die Momentenregelung auf der Einstellung eines SOLL-Drehmoments basiert.The electric motor system is controlled by means of the at least one power electronics unit in such a way that the electric motor system generates a compensation current. The electric motor system is therefore operated as a generator with a low negative torque. A compensation current is understood to mean a current that only compensates for electrical losses of the hybrid drive system, such as iron or copper losses, magnetic reversal losses, switching losses of the power electronics when phase energization or the like, so that an electrical balance of the electrical machine system results in "zero". This can be seen from the fact that the resulting total current on the source side is 0 A. Such an operation differs from the conventional torque control of electric motors in particular in that that the torque control is based on the setting of a target torque.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass der Ansteuerung des Elektromotorsystems ein vorbestimmter SOLL-Kompensationsstrom zugrunde liegt. Der SOLL-Kompensationsstrom kann beispielsweise anhand von zuvor ermittelten Charakteristika des hybriden Antriebssystems ermittelt werden oder alternativ durch Messung ermittelt werden. Diese Charakteristika können beispielsweise in Form eines Kennfelds, einer Tabelle, eines Algorithmus oder dergleichen der mindestens einen Leistungselektronik, insbesondere mittels einer Datenspeicherungsvorrichtung, bereitgestellt werden.According to the invention, it is preferred that the control of the electric motor system is based on a predetermined target compensation current. The TARGET compensation current can, for example, be determined on the basis of previously determined characteristics of the hybrid drive system or, alternatively, can be determined by measurement. These characteristics can be provided, for example, in the form of a map, a table, an algorithm or the like of the at least one power electronics unit, in particular by means of a data storage device.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs hat gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Wirkungsgrad des hybriden Antriebssystems verbessert ist. Mit verbessertem Wirkungsgrad wird der streckenbezogene Kraftstoffverbrauch reduziert und die Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht. Dies wird erzielt, indem elektrische Verluste durch die Aufwendung mechanischer Energie, welche aus gesamtenergetischer Betrachtung günstiger ist, kompensiert werden. Ein derartiges Betreiben des Elektromotorsystems hat zudem gegenüber einem Versetzen des Elektromotorsystems in einen Standby-Modus den Vorteil, dass ein Starten des Elektromotorsystems mit einer herkömmlichen Momentenregelung, wie beispielsweise beim seriellen Fahrbetriebsmodus oder beim Boosten bzw. Instationärausgleich im parallelen Fahrbetriebsmodus, ohne nennenswerte Totzeiten erfolgen kann. Bei einem Reaktivieren eines Elektromotorsystems aus einem herkömmlichen Standby-Modus benötigt die Bestromung der Leistungselektronik etwas Zeit, bevor die Leistungselektronik wieder einsatzbereit ist, sodass die Aufnahme der Momentenregelung in diesem Fall erst verzögert erfolgen kann. Dies kann sich insbesondere negativ auf das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs auswirken.A method according to the invention for operating a hybrid drive system of a motor vehicle has the advantage over conventional methods that the efficiency of the hybrid drive system is improved with simple means and in a cost-effective manner. With improved efficiency, the distance-related fuel consumption is reduced and the range of the motor vehicle is increased. This is achieved by compensating for electrical losses through the use of mechanical energy, which is more favorable from an overall energy point of view. Operating the electric motor system in this way also has the advantage over putting the electric motor system into a standby mode that the electric motor system can be started with conventional torque control, such as in the serial driving mode or when boosting or transient compensation in the parallel driving mode, without significant dead times . When an electric motor system is reactivated from a conventional standby mode, the power electronics needs some time before the power electronics are ready for use again, so that the torque control can only be started with a delay in this case. This can have a particularly negative effect on the driving behavior of the motor vehicle.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass der Kompensationsstrom vollständig mittels des ersten Elektromotors oder vollständig mittels des zweiten Elektromotors generiert wird. Der jeweils andere Elektromotor kann beispielsweise mit Momentenregelung betrieben oder ohne Ansteuerung durch die mindestens eine Leistungselektronik mitgeschleppt werden. Eine Entscheidung über die Auswahl des ersten Elektromotors oder des zweiten Elektromotors erfolgt vorzugsweise auf Basis einer Wirkungsgradanalyse, wobei anschließend der Elektromotor ausgewählt wird, bei welchem die Gesamtenergieverluste des hybriden Antriebssystems am geringsten ausfallen. Alternativ kann die Auswahl auch mittels der mindestens einen Leistungselektronik und weiter bevorzugt auf Basis einer Prädiktion über einen zukünftig zu erwartenden Fahrbetriebsmodus erfolgen. Eine derartige Prädiktion kann beispielsweise mittels eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs erfolgen, welches beispielsweise die bevorstehende Befahrung einer Landstraße, einer Autobahn oder dergleichen der Leistungselektronik signalisiert. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Betreiben des hybriden Antriebssystems verbessert und somit eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht ist.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a method that the compensation current is generated completely by means of the first electric motor or completely by means of the second electric motor. The respective other electric motor can, for example, be operated with torque control or be dragged along by the at least one power electronics unit without being activated. A decision on the selection of the first electric motor or the second electric motor is preferably made on the basis of an efficiency analysis, the electric motor in which the total energy losses of the hybrid drive system are lowest is then selected. Alternatively, the selection can also be made by means of the at least one power electronics unit and, more preferably, on the basis of a prediction of a driving mode to be expected in the future. Such a prediction can take place, for example, by means of a navigation system of the motor vehicle which, for example, signals the imminent driving on a country road, a motorway or the like to the power electronics. This has the advantage that, with simple means and in a cost-effective manner, operation of the hybrid drive system is improved and the range of the motor vehicle is thus increased.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der nicht zum Generieren des Kompensationsstroms verwendete erste Elektromotor oder zweite Elektromotor mittels der mindestens einen Leistungselektronik in einen Standby-Modus versetzt wird, wobei im Standby-Modus des jeweiligen Elektromotors keine aktive Bestromung des Elektromotors mittels der mindestens einen Leistungselektronik erfolgt und mindestens ein Teilbereich der mindestens einen Leistungselektronik in einen inaktiven Zustand überführt ist. Hierbei wird vorzugsweise der Teilbereich der Leistungselektronik in den inaktiven Zustand versetzt, welcher für die Steuerung bzw. Bestromung desjenigen Elektromotors ausgebildet ist, der in den Standby-Modus versetzt wird. Eine Entscheidung über die Auswahl des Standby-Modus erfolgt vorzugsweise mittels der mindestens einen Leistungselektronik und weiter bevorzugt auf Basis einer Prädiktion über einen zukünftig zu erwartenden Fahrbetriebsmodus. So kann beispielsweise die erste Elektromaschine in den Standby-Modus versetzt werden, wenn sich das Kraftfahrzeug im parallelen Fahrbetriebsmodus befindet und ein elektrischer Fahrbetriebsmodus unmittelbar bevorsteht, beispielsweise, weil ein Navigationssystem des Kraftfahrzeugs die bevorstehende Einfahrt in eine Innenstadt, ein Parkhaus oder dergleichen der mindestens einen Leistungselektronik signalisiert. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Betreiben des hybriden Antriebssystems verbessert und somit eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Betreiben des hybriden Antriebssystems verbessert und somit eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht ist.According to the invention, it is preferred that the first electric motor or the second electric motor not used to generate the compensation current is put into a standby mode by means of the at least one power electronics unit, with no active current being supplied to the electric motor by means of the at least one power electronics unit in the standby mode of the respective electric motor and at least a partial area of the at least one power electronics unit has been converted into an inactive state. In this case, the sub-area of the power electronics is preferably put into the inactive state, which is designed to control or energize that electric motor that is put into the standby mode. A decision on the selection of the standby mode is preferably made by means of the at least one power electronics unit and more preferably on the basis of a prediction about a driving mode to be expected in the future. For example, the first electric machine can be switched to standby mode when the motor vehicle is in parallel driving mode and an electric driving mode is imminent, for example because a navigation system of the motor vehicle is about to enter a city center, a parking garage or the like of the at least one Power electronics signals. This has the advantage that, with simple means and in a cost-effective manner, operation of the hybrid drive system is improved and the range of the motor vehicle is thus increased. This has the advantage that, with simple means and in a cost-effective manner, operation of the hybrid drive system is improved and the range of the motor vehicle is thus increased.

Weiter bevorzugt wird der Kompensationsstrom teilweise mittels des ersten Elektromotors und teilweise mittels des zweiten Elektromotors generiert. Das bedeutet, dass der Kompensationsstrom in zwei Teilkompensationsströme aufgeteilt wird, wobei beide Elektromotoren für das Generieren des Kompensationsstroms jeweils entsprechend mit einem geringen negativen Drehmoment zur Erzielung des jeweiligen Teilkompensationsstroms mittels der Leistungselektronik betrieben werden. Eine Auswahl der Verteilung der Teilkompensationsströme auf die Elektromotoren erfolgt vorzugsweise mittels der mindestens einen Leistungselektronik und weiter bevorzugt auf Basis einer Wirkungsgradanalyse, wobei anschließend die Verteilung gewählt wird, bei welchem die Gesamtenergieverluste des hybriden Antriebssystems am geringsten ausfallen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Betreiben des hybriden Antriebssystems verbessert und somit eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht ist.More preferably, the compensation current is generated partly by means of the first electric motor and partly by means of the second electric motor. This means that the compensation current is divided into two partial compensation currents, with both electric motors for generating the compensation current each correspondingly with a low negative torque to achieve the respective partial compensation current by means of the Power electronics are operated. A selection of the distribution of the partial compensation currents to the electric motors is preferably made by means of the at least one power electronics and more preferably on the basis of an efficiency analysis, the distribution then being selected in which the total energy losses of the hybrid drive system are lowest. This has the advantage that, with simple means and in a cost-effective manner, operation of the hybrid drive system is improved and the range of the motor vehicle is thus increased.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass das Ansteuern des Elektromotorsystems mittels der mindestens einen Leistungselektronik zum Generieren des Kompensationsstroms über einen Zeitraum von mindestens einer Sekunde erfolgt. Vorzugsweise beträgt der Zeitraum mindestens drei Sekunden und besonders bevorzugt mindestens fünf Sekunden. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem derartigen Ansteuern des Elektromotorsystems nicht um einen Zwischenzustand, welcher beim Wechsel zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi naturgemäß, insbesondere spontan bzw. zufällig, auftreten kann, sondern um ein gezieltes Ansteuern zum Betreiben es Elektromaschinensystems in diesem Fahrbetriebszustand über einen Mindestzeitraum. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Betreiben des hybriden Antriebssystems verbessert und somit eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht ist.In a particularly preferred embodiment of the invention, a method can provide that the control of the electric motor system by means of the at least one power electronics unit for generating the compensation current takes place over a period of at least one second. The period of time is preferably at least three seconds and particularly preferably at least five seconds. In other words, this type of control of the electric motor system is not an intermediate state, which can naturally occur when changing between different operating modes, in particular spontaneously or accidentally, but a specific control to operate the electric machine system in this driving operating state over a minimum period of time. This has the advantage that, with simple means and in a cost-effective manner, operation of the hybrid drive system is improved and the range of the motor vehicle is thus increased.

Vorzugsweise wird der zweite Elektromotor anschließend zum Unterstützen der Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs mittels der Leistungselektronik mit Momentenregelung betrieben, wobei der erste Elektromotor mittels der Leistungselektronik derart angesteuert wird, dass der Kompensationsstrom vollständig mittels des ersten Elektromotors generiert wird. Das hybride Antriebssystem wird somit zuerst derart betrieben, dass das Elektromotorsystem den Kompensationsstrom generiert. Hierbei befindet sich das hybride Antriebssystem in dem parallelen Fahrbetriebsmodus. Darauffolgend erfolgt ein Umschalten vom parallelen Fahrbetriebsmodus in einen parallelen Fahrbetriebsmodus mit Instationärausgleich oder Boost. Beim Instationärausgleich wird ein Gesamtdrehmoment des hybriden Antriebsstrangs, welches kleiner gleich einem maximalen durch die Verbrennungskraftmaschine erzeugbaren Drehmoment ist, teilweise vom zweiten Elektromotor und teilweise von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt. Hierdurch sind Beeinträchtigungen aufgrund von Trägheiten der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere beim spontanen Beschleunigen, kompensierbar. Beim Boosten wird das Gesamtdrehmoment des hybriden Antriebsstrangs, welches größer als das maximale durch die Verbrennungskraftmaschine erzeugbare Drehmoment ist, teilweise vom zweiten Elektromotor und teilweise von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt. Hierdurch ist eine größere Beschleunigung des Kraftfahrzeugs erzielbar. Da der erste Elektromotor in diesem Fahrbetriebsmodus nicht benötigt wird, ist ein Kompensieren der elektrischen Verluste durch das Generieren des Kompensationsstroms mittels des ersten Elektromotors in diesem Fahrbetriebsmodus besonders vorteilhaft. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Betreiben des hybriden Antriebssystems verbessert und somit eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht ist.The second electric motor is then preferably operated to support the internal combustion engine for driving the motor vehicle by means of the power electronics with torque control, the first electric motor being controlled by the power electronics in such a way that the compensation current is generated entirely by the first electric motor. The hybrid drive system is thus first operated in such a way that the electric motor system generates the compensation current. Here, the hybrid drive system is in the parallel driving mode. This is followed by a switchover from the parallel driving mode to a parallel driving mode with transient compensation or boost. In the case of transient compensation, a total torque of the hybrid drive train, which is less than or equal to a maximum torque that can be generated by the internal combustion engine, is provided partly by the second electric motor and partly by the internal combustion engine. In this way, impairments due to inertia of the internal combustion engine, in particular during spontaneous acceleration, can be compensated. When boosting, the total torque of the hybrid drive train, which is greater than the maximum torque that can be generated by the internal combustion engine, is provided partly by the second electric motor and partly by the internal combustion engine. In this way, greater acceleration of the motor vehicle can be achieved. Since the first electric motor is not required in this driving mode, it is particularly advantageous to compensate for the electrical losses by generating the compensation current by means of the first electric motor in this driving mode. This has the advantage that the can be operated with simple means and in a cost-effective manner Hybrid drive system improved and thus a range of the motor vehicle is increased.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verbrennungskraftmaschine anschließend mittels der Motorsteuerungsvorrichtung deaktiviert, der zweite Elektromotor zum Antreiben oder Abbremsen des Kraftfahrzeugs mittels der mindestens einen Leistungselektronik mit Momentenregelung betrieben und der erste Elektromotor mittels der mindestens einen Leistungselektronik in einen Standby-Modus versetzt, wobei im Standby-Modus des ersten Elektromotors keine aktive Bestromung des ersten Elektromotors mittels der mindestens einen Leistungselektronik erfolgt und mindestens ein Teilbereich der mindestens einen Leistungselektronik in einen inaktiven Zustand überführt ist. In diesem Rahmen wird vorzugsweise der Teilbereich der Leistungselektronik in den inaktiven Zustand versetzt, welcher für die Steuerung bzw. Bestromung des ersten Elektromotors ausgebildet ist, der in den Standby-Modus versetzt wird. Das hybride Antriebssystem wird somit zuerst derart betrieben, dass das Elektromotorsystem den Kompensationsstrom generiert. Hierbei befindet sich das hybride Antriebssystem zunächst in dem parallelen Fahrbetriebsmodus. Darauffolgend erfolgt ein Umschalten vom parallelen Fahrbetriebsmodus in einen elektrischen Fahrbetriebsmodus. Im elektrischen Fahrbetriebsmodus erfolgt das Antreiben des Kraftfahrzeugs einzig mittels des zweiten Elektromotors, welcher die hierfür erforderliche elektrische Energie aus einer Batterie des Kraftfahrzeugs bezieht. Die Verbrennungskraftmaschine wird hierfür vorzugsweise mittels eines Trennelements entkoppelt, sodass die Verbrennungskraftmaschine vom zweiten Elektromotor nicht mitgeschleppt werden muss. Da der erste Elektromotor in diesem Fahrbetriebsmodus nicht benötigt wird, und anschließend beispielsweise anstatt eines seriellen Fahrbetriebsmodus zumindest kurzfristig ein paralleler Fahrbetriebsmodus auswählbar ist, ist es besonders vorteilhaft, dass der erste Elektromotor in den Standby-Modus versetzt wird, um somit möglichst viel Energie zu sparen. Ein kurzfristiges Reaktivieren des ersten Elektromotors ist in diesem Fahrbetriebszustand nicht erforderlich. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Betreiben des hybriden Antriebssystems verbessert und somit eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht ist.According to a preferred embodiment of the invention, the internal combustion engine is then deactivated by means of the motor control device, the second electric motor for driving or braking the motor vehicle is operated by means of the at least one power electronics unit with torque control, and the first electric motor is switched to a standby mode by means of the at least one power electronics unit Standby mode of the first electric motor, there is no active energization of the first electric motor by means of the at least one power electronics unit and at least a sub-area of the at least one power electronics unit is transferred to an inactive state. In this context, the subarea of the power electronics is preferably put into the inactive state, which is designed to control or energize the first electric motor, which is put into the standby mode. The hybrid drive system is thus first operated in such a way that the electric motor system generates the compensation current. The hybrid drive system is initially in the parallel driving mode. This is followed by a switchover from the parallel driving mode to an electric driving mode. In the electric driving mode, the motor vehicle is driven solely by means of the second electric motor, which draws the electrical energy required for this from a battery of the motor vehicle. For this purpose, the internal combustion engine is preferably decoupled by means of a separating element, so that the internal combustion engine does not have to be dragged along by the second electric motor. Since the first electric motor is not required in this driving mode and then, for example, instead of a serial driving mode, a parallel driving mode can be selected at least for a short time, it is particularly advantageous that the first electric motor is switched to standby mode in order to save as much energy as possible . A brief reactivation of the first electric motor is not necessary in this driving mode. This has the advantage that, with simple means and in a cost-effective manner, operation of the hybrid drive system is improved and the range of the motor vehicle is thus increased.

Besonders bevorzugt wird die Verbrennungskraftmaschine anschließend mittels der Motorsteuerungsvorrichtung in einen Leerlaufzustand versetzt und der erste Elektromotor mittels der mindestens einen Leistungselektronik mit Momentenregelung betrieben, wobei der zweite Elektromotor mittels der mindestens einen Leistungselektronik in den Standby-Modus versetzt wird. Das hybride Antriebssystem wird somit zuerst derart betrieben, dass das Elektromotorsystem den Kompensationsstrom generiert. Hierbei befindet sich das hybride Antriebssystem in dem parallelen Fahrbetriebsmodus. Das Kraftfahrzeug wird hierbei verzögert, die Verbrennungskraftmaschine mittels des Trennelements entkoppelt und das Kraftfahrzeug zum Stillstand gebracht. Auf diese Weise erfolgt ein Umschalten in einen Leerlauf Fahrbetriebsmodus, in welchem das Kraftfahrzeug steht und die Verbrennungskraftmaschine den zweiten Elektromotor zum Generieren elektrischer Energie antreibt. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Batterie des Kraftfahrzeugs einen unteren Ladezustand aufweist und wieder aufgeladen werden muss, beispielsweise nach längerem Betreiben des hybriden Antriebssystems im elektrischen Fahrbetriebsmodus, oder zum dauerhaften Betrieb elektrischer Verbraucher, beispielsweise einer elektrischen Klimaanlage. Durch das Versetzen des zweiten Elektromotors in den Standby-Modus kann zudem elektrische Energie eingespart werden, insbesondere, wenn aufgrund des niedrigen Ladezustands der Batterie ein Antreiben des Kraftfahrzeugs mittels des zweiten Elektromotors nicht unmittelbar bevorsteht, und eine längere Aktivierungszeit des zweiten Elektromotors aus dem Standby-Modus somit in Kauf genommen werden kann. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Betreiben des hybriden Antriebssystems verbessert und somit eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht ist.Particularly preferably, the internal combustion engine is then put into an idling state by means of the motor control device and the first electric motor is operated by means of the at least one power electronics unit with torque control, the second electric motor being put into standby mode by means of the at least one power electronics unit. The hybrid drive system is thus first operated in such a way that the electric motor system generates the compensation current. Here, the hybrid drive system is in the parallel driving mode. The motor vehicle is decelerated, the internal combustion engine is decoupled by means of the separating element and the motor vehicle is brought to a standstill. In this way, there is a switchover to an idling driving mode in which the motor vehicle is stationary and the internal combustion engine drives the second electric motor to generate electrical energy. This is particularly advantageous if the battery of the motor vehicle has a lower state of charge and has to be recharged, for example after prolonged operation of the hybrid drive system in the electric driving mode, or for permanent operation of electrical loads, for example an electric air conditioning system. By switching the second electric motor to standby mode, electrical energy can also be saved, in particular if the second electric motor is not imminent to drive the motor vehicle due to the low state of charge of the battery, and a longer activation time for the second electric motor from standby. Mode can therefore be accepted. This has the advantage that, with simple means and in a cost-effective manner, operation of the hybrid drive system is improved and the range of the motor vehicle is thus increased.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein hybrides Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das hybride Antriebssystem weist eine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, eine Motorsteuerungsvorrichtung zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine, ein Elektromotorsystem mit einem ersten Elektromotor und einem zweiten Elektromotor sowie mindestens eine Leistungselektronik zum Betreiben des Elektromotorsystems auf, wobei der erste Elektromotor zum Generieren elektrischer Energie und der zweite Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeus sowie zum Generieren elektrischer Energie ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist das das hybride Antriebssystem zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Vorzugsweise weist das hybride Antriebssystem eine Batterie, insbesondere eine Hochvoltbatterie, zum Versorgen des zweiten Elektromotors mit elektrischer Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a hybrid drive system for a motor vehicle. The hybrid drive system has an internal combustion engine for driving the motor vehicle, an engine control device for controlling the internal combustion engine, an electric motor system with a first electric motor and a second electric motor and at least one power electronics unit for operating the electric motor system, the first electric motor for generating electric energy and the second electric motor is designed to drive the motor vehicle and to generate electrical energy. According to the invention, the hybrid drive system is designed to carry out a method according to the invention. The hybrid drive system preferably has a battery, in particular a high-voltage battery, for supplying the second electric motor with electrical energy for driving the motor vehicle.

Bei dem erfindungsgemäßen hybriden Antriebssystem ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße hybride Antriebssystem gegenüber herkömmlichen hybriden Antriebssystemen den Vorteil, dass das hybride Antriebssystem mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist. Mit verbessertem Wirkungsgrad ist der streckenbezogene Kraftstoffverbrauch reduziert und die Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht. Dies wird erzielt, indem elektrische Verluste durch die Aufwendung mechanischer Energie, welche aus gesamtenergetischer Betrachtung günstiger ist, mittels des hybriden Antriebssystems kompensierbar sind. Das hybride Antriebssystem hat zudem gegenüber hybriden Antriebssystemen, bei welchen einem Versetzen des Elektromotorsystems in einen Standby-Modus erfolgt, den Vorteil, dass ein Starten des Elektromotorsystems mit einer herkömmlichen Momentenregelung, wie beispielsweise beim seriellen Fahrbetriebsmodus oder beim Boosten bzw. Instationärausgleich im parallelen Fahrbetriebsmodus, ohne nennenswerte Totzeiten erfolgen kann. Bei einem Reaktivieren eines Elektromotorsystems aus einem nach herkömmlichen Standby-Modus benötigt die Bestromung der Leistungselektronik etwas Zeit, bevor die Leistungselektronik wieder einsatzbereit ist, sodass die Aufnahme der Momentenregelung in diesem Fall erst verzögert erfolgen kann. Dies kann sich insbesondere negativ auf das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs auswirken.The hybrid drive system according to the invention results in all of the advantages that have already been described for a method for operating a hybrid drive system for a motor vehicle according to the first aspect of the invention. Accordingly, the hybrid drive system according to the invention has the advantage over conventional hybrid drive systems that the hybrid drive system has an improved degree of efficiency with simple means and in a cost-effective manner. With improved efficiency, the distance-related fuel consumption is reduced and the range of the motor vehicle is increased. This is achieved by eliminating electrical losses due to the expenditure of mechanical energy resulting from it is more favorable from an overall energy perspective, can be compensated by means of the hybrid drive system. The hybrid drive system also has the advantage over hybrid drive systems in which the electric motor system is switched to a standby mode that the electric motor system can be started with a conventional torque control, such as in the serial driving mode or when boosting or transient compensation in the parallel driving mode, can take place without significant dead times. When an electric motor system is reactivated from a conventional standby mode, the power electronics needs some time before the power electronics are ready for use again, so that the torque control can only be started with a delay in this case. This can have a particularly negative effect on the driving behavior of the motor vehicle.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug ein erfindungsgemäßes hybrides Antriebssystem auf. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einem hybriden Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass das hybride Antriebssystem des Kraftfahrzeugs mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist. Mit verbessertem Wirkungsgrad ist der streckenbezogene Kraftstoffverbrauch reduziert und die Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht. Dies wird erzielt, indem elektrische Verluste durch die Aufwendung mechanischer Energie, welche aus gesamtenergetischer Betrachtung günstiger ist, mittels des hybriden Antriebssystems kompensierbar sind. Das Kraftfahrzeug hat zudem gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeug, bei welchen einem Versetzen des Elektromotorsystems in einen Standby-Modus erfolgt, den Vorteil, dass ein Starten des Elektromotorsystems mit einer herkömmlichen Momentenregelung, wie beispielsweise beim seriellen Fahrbetriebsmodus oder beim Boosten bzw. Instationärausgleich im parallelen Fahrbetriebsmodus, ohne nennenswerte Totzeiten erfolgen kann. Bei einem Reaktivieren eines Elektromotorsystems aus einem nach herkömmlichen Standby-Modus benötigt die Bestromung der Leistungselektronik etwas Zeit, bevor die Leistungselektronik wieder einsatzbereit ist, sodass die Aufnahme der Momentenregelung in diesem Fall erst verzögert erfolgen kann. Dies kann sich insbesondere negativ auf das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs auswirken.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a motor vehicle. According to the invention, the motor vehicle has a hybrid drive system according to the invention. The motor vehicle according to the invention has all the advantages that have already been described for a method for operating a hybrid drive system for a motor vehicle according to the first aspect of the invention and for a hybrid drive system for a motor vehicle according to the second aspect of the invention. Accordingly, the motor vehicle according to the invention has the advantage over conventional motor vehicles that the hybrid drive system of the motor vehicle has an improved efficiency with simple means and in a cost-effective manner. With improved efficiency, the distance-related fuel consumption is reduced and the range of the motor vehicle is increased. This is achieved in that electrical losses due to the use of mechanical energy, which is more favorable from an overall energy perspective, can be compensated for by means of the hybrid drive system. The motor vehicle also has the advantage over conventional motor vehicles, in which the electric motor system is switched to a standby mode, that the electric motor system can be started with a conventional torque control, such as in the serial driving mode or when boosting or transient compensation in the parallel driving mode, without significant dead times can occur. When an electric motor system is reactivated from a conventional standby mode, the power electronics needs some time before the power electronics are ready for use again, so that the torque control can only be started with a delay in this case. This can have a particularly negative effect on the driving behavior of the motor vehicle.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs, ein erfindungsgemäßes hybrides Antriebssystem sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

  • 1 in einer Draufsicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hybriden Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug,
  • 2 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
  • 3 in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
A method according to the invention for operating a hybrid drive system of a motor vehicle, a hybrid drive system according to the invention and a motor vehicle according to the invention are explained in more detail below with reference to drawings. They each show schematically:
  • 1 in a top view a preferred embodiment of a hybrid drive system according to the invention for a motor vehicle,
  • 2 in a side view a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention, and
  • 3 in a flowchart a preferred embodiment of a method according to the invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are in the 1 until 3 each provided with the same reference numerals.

In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hybriden Antriebssystems 1 für ein Kraftfahrzeug 2 (vgl. 2) schematisch in einer Draufsicht abgebildet. Das hybride Antriebssystem 1 weist eine Verbrennungskraftmaschine 3 auf, welche mittels einer Motorsteuerungsvorrichtung 4 des hybriden Antriebssystems 1 steuerbar ist. Ferner weist das hybride Antriebssystem 1 ein Elektromotorsystem 5 mit einem ersten Elektromotor 6 und einem zweiten Elektromotor 7 auf, welche mittels einer Leistungselektronik 8 des hybriden Antriebssystems 1 steuerbar sind. Die Leistungselektronik 8 ist bevorzugt zum Steuern des ersten Elektromotors 6 und des zweiten Elektromotors 7 des Elektromotorsystems 5 ausgebildet. Der erste Elektromotor 6 ist als Generator zum Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie ausgebildet und eingerichtet. Der zweite Elektromotor 7 ist als Generator zum Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie sowie als Elektrokraftmaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 2 ausgebildet und eingerichtet.In 1 is a preferred embodiment of a hybrid drive system according to the invention 1 for a motor vehicle 2 (see. 2 ) shown schematically in a top view. The hybrid drive system 1 has an internal combustion engine 3 on, which by means of a motor control device 4th of the hybrid drive system 1 is controllable. Furthermore, the hybrid drive system 1 an electric motor system 5 with a first electric motor 6th and a second electric motor 7th on, which by means of power electronics 8th of the hybrid drive system 1 are controllable. The power electronics 8th is preferred for controlling the first electric motor 6th and the second electric motor 7th of the electric motor system 5 educated. The first electric motor 6th is designed and set up as a generator for converting mechanical energy into electrical energy. The second electric motor 7th is used as a generator for converting mechanical energy into electrical energy and as an electric motor for driving the motor vehicle 2 trained and furnished.

Der erste Elektromotor 6 ist über ein erstes Getriebe 10 des hybriden Antriebssystems 1 mit der Verbrennungskraftmaschine 3 mechanisch gekoppelt. Die Verbrennungskraftmaschine 3 ist über eine Trennvorrichtung 11 des hybriden Antriebssystems 1 mit einem dritten Getriebe 13 des hybriden Antriebssystems 1 mechanisch koppelbar sowie entkoppelbar. Der zweite Elektromotor 7 ist über ein zweites Getriebe 12 des hybriden Antriebssystems 1 mit dem dritten Getriebe 13 mechanisch gekoppelt. Das dritte Getriebe 13 ist mit Rädern 14 eines Abtriebs des hybriden Antriebssystems 1 mechanisch gekoppelt. Ferner weist das des hybride Antriebssystem 1 zum Speichern sowie Bereitstellen elektrischer Energie eine, vorzugsweise als Hochvoltbatterie ausgebildete, Batterie 9 auf.The first electric motor 6th is about a first gear 10 of the hybrid drive system 1 with the internal combustion engine 3 mechanically coupled. The internal combustion engine 3 is about a separator 11 of the hybrid drive system 1 with a third gear 13th of the hybrid drive system 1 mechanically connectable and decoupling. The second electric motor 7th is via a second gearbox 12th of the hybrid drive system 1 with the third gear 13th mechanically coupled. The third gear 13th is with wheels 14th an output of the hybrid drive system 1 mechanically coupled. It also has the hybrid drive system 1 a battery, preferably designed as a high-voltage battery, for storing and providing electrical energy 9 on.

2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 2 weist ein hybrides Antriebssystem 1, wie beispielsweise in 1 beschrieben, auf. 2 shows a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention 2 schematically in a side view. The car 2 exhibits a hybrid drive system 1 , such as in 1 described on.

In 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einem Ablaufdiagramm dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird die Verbrennungskraftmaschine 3 mittels der Motorsteuerungsvorrichtung 4 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 2 angesteuert. Dies erfolgt vorzugsweise derart, dass ein SOLL-Motordrehmoment von der Verbrennungskraftmaschine 3 bereitgestellt wird. In einem zweiten Verfahrensschritt 200 wird das Elektromotorsystem 5 mittels der Leistungselektronik 8 derart angesteuert, dass das Elektromotorsystem 5 einen derartigen Kompensationsstrom generiert, dass mittels des Kompensationsstroms ein elektrischer Verluststrom des Elektromotorsystems 5 ausgeglichen wird und dadurch ein quellenseitiger resultierender Gesamtstrom an der Leistungselektronik 8 0 A beträgt. Das im ersten Verfahrensschritt 100 gewählte SOLL-Motordrehmoment setzt sich vorzugsweise aus einem Fahrerwunschdrehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 2 sowie einem Kompensationsdrehmoment, insbesondere durch Lastpunktanhebung der Verbrennungskraftmaschine 3, zum Bereitstellen der zum Ansteuern des Elektromotorsystems 5 zum Generieren des Kompensationsstroms erforderlichen mechanischen Energie zusammen.In 3 a preferred embodiment of a method according to the invention is shown schematically in a flow chart. In a first process step 100 becomes the internal combustion engine 3 by means of the engine control device 4th for driving the motor vehicle 2 controlled. This is preferably done in such a way that a target engine torque is obtained from the internal combustion engine 3 provided. In a second process step 200 becomes the electric motor system 5 by means of power electronics 8th controlled in such a way that the electric motor system 5 generates a compensation current such that an electrical leakage current of the electric motor system is generated by means of the compensation current 5 is compensated and thereby a source-side resulting total current to the power electronics 8th 0 A. That in the first process step 100 The selected target engine torque is preferably composed of a torque desired by the driver for driving the motor vehicle 2 as well as a compensation torque, in particular by increasing the load point of the internal combustion engine 3 , to provide the to control the electric motor system 5 mechanical energy required to generate the compensation current.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
hybrides Antriebssystemhybrid drive system
22
KraftfahrzeugMotor vehicle
33rd
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
44th
MotorsteuerungsvorrichtungEngine control device
55
ElektromotorsystemElectric motor system
66th
erster Elektromotorfirst electric motor
77th
zweiter Elektromotorsecond electric motor
88th
LeistungselektronikPower electronics
99
Batteriebattery
1010
erstes Getriebefirst transmission
1111
TrennvorrichtungSeparator
1212th
zweites Getriebesecond gear
1313th
drittes Getriebethird gear
1414th
Radwheel
100100
erster Verfahrensschrittfirst procedural step
200200
zweiter Verfahrensschrittsecond procedural step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015222690 A1 [0004]DE 102015222690 A1 [0004]
  • DE 102017208656 A1 [0004]DE 102017208656 A1 [0004]
  • DE 102017127659 A1 [0004]DE 102017127659 A1 [0004]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei das hybride Antriebssystem (1) eine Verbrennungskraftmaschine (3), eine Motorsteuerungsvorrichtung (4) zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine (3), ein Elektromotorsystem (5) mit einem ersten Elektromotor (6) und einem zweiten Elektromotor (7) sowie mindestens eine Leistungselektronik (8) zum Betreiben des Elektromotorsystems (5) aufweist, wobei der erste Elektromotor (6) zum Generieren elektrischer Energie und der zweite Elektromotor (7) zum Antreiben des Kraftfahrzeus (2) sowie zum Generieren elektrischer Energie ausgebildet ist, aufweisend die folgenden Schritte: - Ansteuern der Verbrennungskraftmaschine (3) mittels der Motorsteuerungsvorrichtung (4) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2), und - Ansteuern des Elektromotorsystems (5) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Elektromotorsystem (5) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) derart angesteuert wird, dass das Elektromotorsystem (5) einen derartigen Kompensationsstrom generiert, dass mittels des Kompensationsstroms elektrische Verlustströme des Elektromotorsystems (5) ausgeglichen wird und dadurch ein quellenseitiger resultierender Gesamtstrom an der mindestens einen Leistungselektronik (8) 0 A beträgt.Method for operating a hybrid drive system (1) of a motor vehicle (2), wherein the hybrid drive system (1) comprises an internal combustion engine (3), a motor control device (4) for controlling the internal combustion engine (3), an electric motor system (5) with a first electric motor (6) and a second electric motor (7) as well as at least one power electronics unit (8) for operating the electric motor system (5), the first electric motor (6) for generating electrical energy and the second electric motor (7) for driving the motor vehicle (2 ) and is designed to generate electrical energy, having the following steps: - controlling the internal combustion engine (3) by means of the engine control device (4) for driving the motor vehicle (2), and - controlling the electric motor system (5) by means of the at least one power electronics unit (8) ), characterized in that the electric motor system (5) by means of the at least one power electronics (8) is controlled in such a way that the electric motor system (5) generates a compensation current such that electrical leakage currents of the electric motor system (5) are compensated for by means of the compensation current and a source-side resulting total current at the at least one power electronics unit (8) is 0 A. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsstrom vollständig mittels des ersten Elektromotors (6) oder vollständig mittels des zweiten Elektromotors (7) generiert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the compensation current is generated completely by means of the first electric motor (6) or completely by means of the second electric motor (7). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht zum Generieren des Kompensationsstroms verwendete erste Elektromotor (6) oder zweite Elektromotor (7) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) in einen Standby-Modus versetzt wird, wobei im Standby-Modus des jeweiligen Elektromotors keine aktive Bestromung des Elektromotors mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) erfolgt und mindestens ein Teilbereich der mindestens einen Leistungselektronik (8) in einen inaktiven Zustand überführt ist.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the first electric motor (6) or second electric motor (7) not used to generate the compensation current is put into a standby mode by means of the at least one power electronics unit (8), with no active current supply in the standby mode of the respective electric motor of the electric motor is carried out by means of the at least one power electronics unit (8) and at least a partial area of the at least one power electronics unit (8) is converted into an inactive state. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsstrom teilweise mittels des ersten Elektromotors (6) und teilweise mittels des zweiten Elektromotors (7) generiert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the compensation current is generated partly by means of the first electric motor (6) and partly by means of the second electric motor (7). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern des Elektromotorsystems (5) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) zum Generieren des Kompensationsstroms über einen Zeitraum von mindestens einer Sekunde erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control of the electric motor system (5) by means of the at least one power electronics unit (8) for generating the compensation current takes place over a period of at least one second. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Elektromotor (7) anschließend zum Unterstützen der Verbrennungskraftmaschine (3) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2) mittels mindestens der Leistungselektronik (8) mit Momentenregelung betrieben wird, wobei der erste Elektromotor (6) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) derart angesteuert wird, dass der Kompensationsstrom vollständig mittels des ersten Elektromotors (6) generiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second electric motor (7) is then operated to support the internal combustion engine (3) for driving the motor vehicle (2) by means of at least the power electronics (8) with torque control, the first electric motor (6 ) is controlled by means of the at least one power electronics unit (8) in such a way that the compensation current is generated entirely by means of the first electric motor (6). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (3) anschließend mittels der Motorsteuerungsvorrichtung (4) deaktiviert, der zweite Elektromotor (7) zum Antreiben oder Abbremsen des Kraftfahrzeugs (2) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) mit Momentenregelung betrieben und der erste Elektromotor (6) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) in einen Standby-Modus versetzt wird, wobei im Standby-Modus des ersten Elektromotors (6) keine aktive Bestromung des ersten Elektromotors (6) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) erfolgt und mindestens ein Teilbereich der mindestens einen Leistungselektronik (8) in einen inaktiven Zustand überführt ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (3) is then deactivated by means of the engine control device (4), the second electric motor (7) for driving or braking the motor vehicle (2) by means of the at least one power electronics (8) with torque control operated and the first electric motor (6) is put into a standby mode by means of the at least one power electronics unit (8), wherein in the standby mode of the first electric motor (6) no active current is supplied to the first electric motor (6) by means of the at least one power electronics unit ( 8) takes place and at least a partial area of the at least one power electronics unit (8) has been converted into an inactive state. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (3) anschließend mittels der Motorsteuerungsvorrichtung (4) in einen Leerlaufzustand versetzt und der erste Elektromotor (6) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) mit Momentenregelung betrieben wird, wobei der zweite Elektromotor (7) mittels der mindestens einen Leistungselektronik (8) in den Standby-Modus versetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine (3) is then put into an idling state by means of the engine control device (4) and the first electric motor (6) is operated with torque control by means of the at least one power electronics unit (8), the second Electric motor (7) is put into standby mode by means of the at least one power electronics unit (8). Hybrides Antriebssystem (1) für ein Kraftfahrzeug (2), aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine (3) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2), eine Motorsteuerungsvorrichtung (4) zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine (3), ein Elektromotorsystem (5) mit einem ersten Elektromotor (6) und einem zweiten Elektromotor (7) sowie mindestens eine Leistungselektronik (8) zum Betreiben des Elektromotorsystems (5), wobei der erste Elektromotor (6) zum Generieren elektrischer Energie und der zweite Elektromotor (7) zum Antreiben des Kraftfahrzeus (2) sowie zum Generieren elektrischer Energie ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das hybride Antriebssystem (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.Hybrid drive system (1) for a motor vehicle (2), comprising an internal combustion engine (3) for driving the motor vehicle (2), an engine control device (4) for controlling the internal combustion engine (3), an electric motor system (5) with a first electric motor (6) ) and a second electric motor (7) and at least one power electronics unit (8) for operating the electric motor system (5), the first electric motor (6) for generating electrical energy and the second electric motor (7) for driving the motor vehicle (2) and for Generating electrical energy is designed, characterized in that the hybrid drive system (1) is designed to carry out a method according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (2) ein hybrides Antriebssystem (1) nach Anspruch 9 aufweist.Motor vehicle (2), characterized in that the motor vehicle (2) has a hybrid drive system (1) Claim 9 having.
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