EP2542457A1

EP2542457A1 - Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung

Info

Publication number: EP2542457A1
Application number: EP10784997A
Authority: EP
Inventors: Konstantin Neiss; Matthias Schlutter; Ralf KÖRBER; Jan Kipping
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2013-01-09
Also published as: DE102010010149A1; WO2011107125A1; US20130013141A1; JP2013521176A; CN102781751A

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeughybridantriebsvorrichtung, mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (11), die dazu vorgesehen ist, eine Energiespeicher-Leistungseinheit (12) zum Laden und/oder Entladen einer Energiespeichereinheit (13) in Abhängigkeit von zumindest einer von einem Datenassistenzsystem (10) bereitgestellten Fahrstreckeninformation zu steuern. Es wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (11) in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit der Fahrstreckeninformation zumindest einen SOC-Arbeitspunkt (A₄, A₆) mit einem SOC-Vorhalt vorausschauend zu berechnen.

Description

Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung, insbesondere eine

Kraftfahrzeughybridantriebsvorrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 10 2006 033 930 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, eine Energiespeicher- Leistungseinheit zum Laden und/oder Entladen einer Energiespeichereinheit in

Abhängigkeit von zumindest einer von einem Datenassistenzsystem bereitgestellten Fahrstreckeninformation zu steuern, bekannt.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Fahrkomfort zu steigern und insbesondere bei einer Hybridantriebsvorrichtung für einen Fahrer durch eine gezielte Verwendung eines elektrischen Fahrmodus eine Hybriderlebbarkeit zu steigern. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere

Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeughybridantriebsvorrichtung, mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, eine Energiespeicher-Leistungseinheit zum Laden und/oder Entladen einer Energiespeichereinheit in Abhängigkeit von zumindest einer von einem

Datenassistenzsystem bereitgestellten Fahrstreckeninformation zu steuern.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit der Fahrstreckeninformation zumindest einen SOC-Arbeitspunkt mit einem SOC-Vorhalt vorausschauend zu berechnen. Dadurch kann ein Ladezustand der Energiespeichereinheit vorteilhaft auf eine Fahrstrecke angepasst werden. Durch die Berechnung von SOC-Arbeitspunkten mit einem SOC-Vorhalt kann die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung insbesondere vorteilhaft auf Anforderungen von Vortriebsmomenten reagieren, wobei insbesondere für eine Hybridantriebsvorrichtung dabei ein elektrischer Fahrmodus in definierter Fahrsituation verwendet werden kann. Dadurch kann ein Fahrkomfort gesteigert werden. Insbesondere bei einer Hybridantriebsvorrichtung kann dadurch für einen Fahrer durch die gezielte Verwendung des elektrischen Fahrmodus eine Hybriderlebbarkeit gesteigert werden. Unter einem„SOC" soll insbesondere der Ladezustand (state of Charge) der

Energiespeichereinheit verstanden werden. Vorzugsweise wird der SOC in Prozent angegeben, wobei 0% einer vollständig entladenen Energiespeichereinheit und 100% einer vollständig geladenen Energiespeichereinheit entspricht. Ein SOC-Arbeitsbereich der Energiespeichereinheit liegt vorteilhafterweise zwischen 30% und 90%. Ein SOC- Normalwert liegt vorteilhafterweise zwischen 50% und 60%, wobei 55% besonders vorteilhaft sind. In diesem Zusammenhang soll unter einem„SOC-Arbeitswert" insbesondere ein Zielwert für den SOC verstanden werden, dessen Einstellung durch die Steuer- und/oder Regeleinheit mittels der Energiespeicher-Leistungseinheit angestrebt wird. Der tatsächliche SOC folgt dem SOC-Arbeitswert, kann grundsätzlich aber von dem aktuell vorgegebenen SOC-Arbeitswert abweichen.

Unter einem„SOC-Vorhalt" soll weiter insbesondere ein Wert verstanden werden, der zu dem SOC-Normalwert hinzuaddiert wird. Unter einem„SOC-Arbeitswert mit einem SOC- Vorhalt" soll somit insbesondere ein SOC-Arbeitswert verstanden werden, der in Bezug auf den SOC-Normalwert erhöht ist. Insbesondere soll darunter. ein SOC-Arbeitswert verstanden werden, der sich aus dem SOC-Normalwert und dem SOC-Vorhalt zusammensetzt. Unter einem„vorausschauenden Berechnen des SOC-Arbeitswerts mit dem SOC-Vorhalt" soll insbesondere verstanden werden, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit einen SOC-Arbeitswert mit SOC-Vorbehalt berechnet, der zu einem späteren Zeitpunkt eingestellt sein soll.

Unter einer Energiespeicher-Leistungseinheit soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, der Energiespeichereinheit definiert Energie zuzuführen oder definiert Energie aus der Energiespeichereinheit abzuführen. Unter einer„Steuer- und/oder Regeleinheit" soll insbesondere eine Prozessoreinheit mit einer Speichereinheit und einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit der Fahrstreckeninformation zumindest einen SOC-Arbeitspunkt mit einem SOC-Potential vorausschauend zu berechnen. Dadurch kann die Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung vorteilhaft auch auf Anforderungen von Bremsmomenten, wie insbesondere durch Rekuperation, reagieren, wodurch der Fahrkomfort weiter gesteigert werden kann. Unter einem„SOC-Potential" soll insbesondere ein Wert verstanden werden, der von dem SOC-Normalwert abgezogen wird. Unter einem„SOC-Arbeitswert mit einem SOC-Potential" soll somit insbesondere ein SOC-Arbeitswert verstanden werden, der in Bezug auf den SOC-Normalwert abgesenkt ist. Insbesondere soll darunter ein SOC-Arbeitswert verstanden werden, der sich aus dem SOC-Normalwert und dem SOC-Potential zusammensetzt. Unter einem

„vorausschauenden Berechnen des SOC-Arbeitswerts mit dem SOC-Potential" soll insbesondere verstanden werden, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit einen SOC- Arbeitswert mit SOC-Potential berechnet, der zu einem späteren Zeitpunkt eingestellt sein soll.

Grundsätzlich ist die Berechnung der SOC-Arbeitspunkte mit einem SOC-Potential unabhängig von der Berechnung der SOC-Arbeitspunkte mit einem SOC-Vorhalt. Eine Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeughybridantriebsvorrichtung, mit zumindest einem Datenassistenzsystem, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Fahrstreckeninformation bereitzustellen, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, eine Energiespeicher-Leistungseinheit zum Laden und/oder Entladen einer Energiespeichereinheit in Abhängigkeit der Fahrstreckeninformation zu steuern, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit der Fahrstreckeninformation zumindest einen SOC- Arbeitspunkt mit einem SOC-Potential vorausschauend zu berechnen, kann grundsätzlich unabhängig von einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung realisiert werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, als Fahrstreckinformation zumindest eine Kraftfahrzeugstreckenprognose und/oder eine Kraftfahrzeuggeschwindigkeitsprognose zu berücksichtigen. Dadurch kann die Einstellung verschiedener Fahrmodi besonders gut an die Fahrstrecke angepasst werden.

Vorzugsweise stellt das Datenassistenzsystem eine Vielzahl von permanenten

Fahrstreckeninformationen bereit, wie beispielsweise Informationen über

Straßenkreuzungen, insbesondere innerstädtische Straßenkreuzungen mit hoher Wichtigkeit und hohen Verkehrsaufkommen, Zielangaben, die beispielsweise von einem Fahrer eingegeben wurden, Geschwindigkeitsbeschränkungen, wie insbesondere Tempo- 30-Zonen, Fußgängerzonen, Spielstraßen und/oder Wohnnebenstraßen, sowie

Informationen über Parkplätze und/oder Parkhäuser. Grundsätzlich ebenfalls denkbar ist es, dass das Datenassistenzsystem auch temporäre Fahrstreckeninformationen bereitstellt, wie beispielsweise ein aktuelles Verkehrsaufkommen und/oder Stauanfänge.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, den zumindest einen SOC-Arbeitspunkt in Abhängigkeit von zumindest einem diskreten Fahrstreckenereignis festzulegen. Dadurch kann die Steuer- und/oder Regeleinheit die SOC-Arbeitspunkte besonders einfach festlegen. Unter„diskreten Fahrstreckenereignissen" sollen dabei insbesondere ausgezeichnete Positionen entlang der Fahrstrecke verstanden werden, die insbesondere in Bezug auf die Einstellung definierter SOC-Arbeitspunkte eine besondere Wichtigkeit aufweisen. Insbesondere sollen darunter Position verstanden werden, auf die nachfolgend ein besonderer Fahrmodus, wie insbesondere eine rein elektrischer Fahrmodus oder ein Rekuperationsmodus, besonders vorteilhaft ist. Das diskrete Fahrstreckenereignis kann dabei von der Steuer- und/oder Regeleinheit aus den Fahrstreckeninformationen ermittelt oder von dem

Datenassistenzsystem bereitgestellt werden. Unter„in Abhängigkeit von dem diskreten Fahrstreckenereignis" soll insbesondere verstanden werden, dass der SOC-Arbeitspunkt einen auf das Fahrstreckenereignis angepassten Wert aufweist, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, den SOC-Arbeitspunkt zeitlich mit dem Erreichen des Fahrstreckenereignisses eingestellt zu haben.

In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit zumindest einen Prognosehorizont aufweist und dazu vorgesehen ist, innerhalb des Prognosehorizonts für unterschiedliche Fahrstreckenereignisse unterschiedliche SOC- Arbeitspunkte festzulegen. Dadurch kann der SOC vorteilhaft auf die verschiedenen Fahrstreckenereignisse innerhalb des Prognosehorizonts angepasst werden. Dadurch kann ein besonders komfortabler Betrieb erreicht werden.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, die unterschiedlichen Fahrstreckenereignisse und/oder die unterschiedlichen SOC- Arbeitspunkte zu gewichten. Dadurch können die unterschiedlichen

Fahrstreckenereignisse unterschiedlich berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine Kreuzung, die eine niedrige Stopwahrscheinlichkeit aufweist, in der Berechnung einer Betriebsstrategie anders berücksichtigt werden als eine Ampelkreuzung, die häufige Rotphasen aufweist. Unter einer„Gewichtung" soll dabei insbesondere eine Angabe verstanden werden, die eine Eintrittswahrscheinlich und/oder eine Priorisierung angibt. Vorzugsweise ist der Prognosehorizont geschwindigkeitsabhängig. Dadurch kann der Prognosehorizont vorteilhaft angepasst werden. Vorzugsweise ist der Prognosehorizont bei hohen Geschwindigkeiten größer als bei niedrigen Geschwindigkeiten.

Der Prognosehorizont kann insbesondere auch von einer aktuellen

Bordnetzverbraucherlast abhängig sein. Unter der Bordnetzverbraucherlast ist die Last auf das Bordnetz zu verstehen, die durch die verschiedenen Verbraucher im Bordnetz wie beispielsweise Sitzheizung, Klimaanlage, etc. hervorgerufen wird. Je höher die

Bordnetzverbraucherlast ist, desto kleiner ist der Prognosehorizont.

Der Prognosehorizont kann insbesondere auch von einem Abstand zu einer Kreuzung mit einer hohen Abbiegewahrscheinlichkeit von einer wahrscheinlichsten Fahrstrecke abhängig sein. Der Prognosehorizont wird in diesem Fall auf den genannten Abstand begrenzt, d.h. es werden nur Fahrstreckenereignisse berücksichtigt, die vor der genannten Kreuzung liegen. Die erforderlichen Informationen werden von einem

Datenassistenzsystem zur Verfügung gestellt, das eine Fahrstreckeninformation in Form einer Kraftfahrzeugstreckenprognose bereit stellt. Die Kraftfahrzeugstreckenprognose beschreibt einen geometrischen Verlauf einer Fahrstrecke, die von dem

Datenassistenzsystem als wahrscheinlichste Fahrstrecke angesehen wird.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zumindest den SOC-Arbeitspunkt mit einem SOC-Vorhalt auf einen Maximalwert zu begrenzen. Dadurch kann ein Reserve-SOC-Potential geschaffen werden, dass für eine Rekuperation freigehalten werden kann. Vorzugsweise ist der SOC-Arbeitspunkt mit dem SOC-Vorhalt auf 75% begrenzt.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, ein von dem zumindest einen SOC-Arbeitspunkt abhängiges Delta-SOC-Signal

bereitzustellen. Dadurch kann das Delta-SOC-Signal besonders vorteilhaft berechnet werden. Unter einem„Delta-SOC-Signal" soll insbesondere ein Parameter und/oder Datenwert verstanden werden, der eine Änderung des SOC wiedergibt. Ein Delta-SOC- Signal größer als Null entspricht vorteilhaferweise einem Ladevorgang. Ein Delta-SOC- Signal kleiner als Null entspricht vorzugsweise einem Entladevorgang. Das Delta-SOC- Signal kann beispielsweise als ein CAN-Bus-Signal ausgebildet sein.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, den zumindest einen SOC-Arbeitspunkt indirekt einzustellen. Dadurch kann die Einstellung des SOC-Arbeitspunkts vorteilhaft einfach erfolgen. Unter einer„indirekten Einstellung" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit zur Einstellung des SOC-Arbeitspunkts eine Kenngröße vorgibt und/oder einregelt, die den aktuellen SOC beeinflusst. Insbesondere soll darunter verstanden werden, dass auf eine direkte Regelung auf den SOC-Arbeitspunkt verzichtet wird.

Vorzugsweise erfolgt die indirekte Einstellung mittels einer Lastverteilung innerhalb der Kraftfahrzeugantriebsstrangvorrichtung, wobei insbesondere eine Lastpunktverschiebung einer elektrischen Antriebsmaschine zur Einstellung des SOC-Arbeitspunkts vorteilhaft ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch eine als Kraftfahrzeughybridantriebsvorrichtung ausgebildete

Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung,

Fig. 2 ein Höhenprofil einer beispielhaften Fahrstrecke,

Fig. 3 entlang der Fahrstrecke aus Fig. 2 berechnete SOC-Potentiale von SOC-

Arbeitspunkten,

Fig. 4 entlang der Fahrstrecke aus Fig. 2 berechnete SOC-Vorhalte von SOC-

Arbeitspunkten und

Fig. 5 ein Delta-SOC-Signal entlang der Fahrstrecke aus Fig. 2.

Die Figuren 1 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen

Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung. Die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung ist als eine Kraftfahrzeughybridantriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ausgebildet. Die

Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung umfasst zwei voneinander unabhängige

Antriebsmaschinen 15, 16. Die erste Antriebsmaschine 15 ist als eine Brennkraftmaschine ausgebildet. Die zweite Antriebsmaschine 16 ist als eine Elektromaschine ausgebildet.

Die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung bildet einen Parallelhybridantrieb aus. Die

Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung umfasst eine Antriebswelle 17, an die die beiden Antriebsmaschinen 15, 16 angebunden sind. Zur Einstellung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse umfasst die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung eine

Getriebeeinheit 18. Die Getriebeeinheit 18 ist in einem Kraftfluss nach den beiden Antriebsmaschinen 15, 16 angeordnet. Mittels der Antriebswelle 17 sind die

Antriebsmaschinen 15, 16 wirkungsmäßig mit der Getriebeeinheit 18 verbindbar.

Die Antriebswelle 17 ist mehrteilig ausgeführt. Zur Anbindung der ersten

Antriebsmaschine 15 umfasst die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung eine erste

Lastschaltkupplung 19. Die erste Lastschaltkupplung 19 ist zwischen der ersten

Antriebsmaschine 15 und der zweiten Antriebsmaschine 16 angeordnet. Mittels der ersten Lastschaltkupplung 19 können die beiden Antriebsmaschinen 15, 16 mechanisch miteinander verbunden werden. Zur Anbindung der zweiten Antriebsmaschine 16 umfasst die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung eine Lastschaltkupplung 20. Die zweite

Lastschaltkupplung 20 ist zwischen der zweiten Antriebsmaschine 16 und der

Getriebeeinheit 18 angeordnet. Die beiden Lastschaltkupplungen 19, 20 können unabhängig voneinander geschlossen werden.

Weiter umfasst die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung eine Energiespeichereinheit 13 und eine mit der Energiespeichereinheit 13 verbundene Energiespeicher-Leistungseinheit 12. Die Energiespeicher-Leistungseinheit 12 ist zum Laden und Entladen der

Energiespeichereinheit 13 vorgesehen. Die Energiespeichereinheit 13 umfasst eine Akkueinheit 21 , die elektrische Energie aufnehmen, speichern und wieder abgeben kann. Die Energiespeicher-Leistungseinheit 12 ist als eine Leistungselektronik ausgebildet, mittels der ein Ladestrom und ein Entladestrom für die Energiespeichereinheit 13 definiert eingestellt werden können.

Weiter umfasst die Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung eine Steuer- und Regeleinheit 11. Die Steuer- und Regeleinheit 1 1 ist als eine Hybridsteuer- und Regeleinheit ausgebildet, die insbesondere ein Zusammenspiel der beiden Antriebsmaschinen 15, 16 einstellt. Die Steuer- und Regeleinheit 11 ist zudem zur Einstellung der Energiespeicher- Leistungseinheit 12 vorgesehen. Die Steuer- und Regeleinheit 11 gibt in Abhängigkeit von einem Betriebszustand einen definierten Ladestrom oder Entladestrom vor, der dann mittels der Energiespeicher-Leistungseinheit 12 eingestellt wird.

Weiter kann die Steuer- und Regeleinheit für die beiden Antriebsmaschinen 15, 16 ein definiertes Antriebsmoment vorgeben. Die beiden Antriebsmaschinen umfassen jeweils ein Antriebssteuergerät 22, 23, das zur Einstellung der entsprechenden Antriebsmaschine 15, 16 vorgesehen ist. Die Getriebeeinheit 18 umfasst ein Getriebesteuergerät 24. Das 'Getriebesteuergerät 24 ist zudem zur Steuerung der beiden Lastschaltkupplungen 19, 20 vorgesehen. Die Steuer- und Regeleinheit 11 , die beiden Antriebssteuergeräte 22, 23 und das Getriebesteuergerät 24 sind mittels eines CAN-Bus-Systems 25 miteinander verbunden. Sie sind für eine Kommunikation untereinander vorgesehen.

Zum Laden der Energiespeichereinheit 13 mittels der ersten Antriebsmaschine 15 schließt die Steuer- und Regeleinheit 11 die erste Lastschaltkupplung 19. Zudem stellt sie für die Energiespeicher-Leistungseinheit 12 einen Ladestrom größer als Null ein. Die zweite Antriebsmaschine 16 wirkt als ein Generator, der eine von der ersten Antriebsmaschine 15 erzeuge mechanische Leistung in elektrische Leistung umwandelt, die dann mittels der Energiespeicher-Leistungseinheit 12 der Energiespeichereinheit 13 zugeführt wird. Zum Laden der Energiespeichereinheit 13 mittels Antriebsrädern 26, beispielsweise bei einem Rekuperieren von Bremsenergie, schließt die Steuer- und Regeleinheit 11 die zweite Lastschaltkupplung 20. Die erste Lastschaltkupplung 19 kann in einem solchen

Betriebszustand grundsätzlich geöffnet werden.

In einem Fahrzeugstillstand bzw. bei einem Ausrollen des Kraftfahrzeugs öffnet die Steuer- und Regeleinheit 11 die erste Lastschaltkupplung 19. Die zweite

Lastschaltkupplung 20 kann beim Fahrzeugstillstand bzw. beim Ausrollen grundsätzlich geschlossen bleiben. In einem Antriebsmodus, in dem ein Vortriebsmoment größer als Null ist, schließt die Steuer- und Regeleinheit 11 die zweite Lastschaltkupplung 20. In einem rein elektrischen Antriebsmodus ist lediglich die zweite Lastschaltkupplung 20 geschlossen. Das Vortriebsmoment wird in diesem Betriebszustand vollständig von der zweiten Antriebsmaschine 16 erzeugt. In einem rein verbrennungsmotorischen

Antriebsmodus sind die erste Lastschaltkupplung 19 und die zweite Lastschaltkupplung 20 geschlossen. Das Antriebsmoment wird in diesem Antriebsmodus vollständig von der ersten Antriebsmaschine 15 erzeugt. Die zweite Antriebsmaschine 16 läuft dabei lastfrei mit. In einem gemischten Antriebsmodus sind ebenfalls beide Lastschaltkupplungen 19, 20 geschlossen. Das Vortriebsmoment wird dann von den zwei Antriebsmaschinen 15, 16 parallel erzeugt.

Die Steuer- und Regeleinheit 11 stellt eine Lastverteilung des Vortriebsmoments selbstständig ein. In der Steuer- und Regeleinheit 11 sind Kennfelddaten hinterlegt, die die Lastverteilung definieren. In dem Fahrmodus wird das Antriebsmoment von einem Fahrer angefordert. Anhand der Kennfelddaten stellt die Steuer- und Regeleinheit 11 dann für die Antriebsmaschinen 15, 16 jeweils ein Antriebsmoment ein. In einem im Wesentlichen unbeschleunigten Antriebsmodus beispielsweise kann die Steuer- und Regeleinheit 1 1 für die erste Antriebsmaschine 16 ein Vortriebmoment einstellen, das größer ist als das von dem Fahrer angeforderte Vortriebsmoment, während sie für die Energiespeicher-Leistungseinheit 12 einen Ladestrom einstellt. Das überschüssige Vortriebsmoment der ersten Antriebsmaschine 15 wird dann zum Laden der

Energiespeichereinheit 13 genutzt. In einem Anfahrmodus beispielsweise kann die Steuer- und Regeleinheit 1 1 zunächst nur die zweite Lastschaltkupplung 20 schließen, wobei das Vortriebsmoment zunächst nur von der zweiten Antriebsmaschine 16 erzeugt wird. Die erste Antriebsmaschine 15, die in dem Anfahrmodus ausgeschaltet sein kann, kann dann durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung 19 gestartet und zugeschaltet werden.

Die Energiespeichereinheit 13 weist einen SOC-Arbeitsbereich von 30% bis 90% auf. Die Steuer- und Regeleinheit 1 1 hält den SOC der Energiespeichereinheit 13 in diesem SOC- Arbeitsbereich. Ein SOC-Normalwert, der sich in einem Betrieb der

Kraftfahrzeugantriebvorrichtung im Mittel einstellt, liegt bei ca. 55%. Der tatsächliche SOC schwankt um diesen SOC-Normalwert. Eine Anforderung von einem zusätzlichen Vortriebsmoment, beispielsweise durch den Fahrer, führt zu einem Absinken des SOC. Eine beispielsweise von dem Fahrer vorgegebene Rekuperation führt zu einem erhöhen des SOC.

Die Steuer- und Regeleinheit 1 1 ist dazu vorgesehen, einen Ladezustand der

Energiespeichereinheit 13 einzustellen. Zur Einstellung des Ladezustands, der im

Folgenden mit SOC bezeichnet ist, gibt die Steuer- und Regeleinheit 1 1 einen definierten Ladestrom bzw. Entladestrom vor. Die Steuer- und Regeleinheit 1 stellt den

Ladezustand indirekt über die Leistungsverteilung der beiden Antriebsmaschinen 15, 16 ein. Zum Laden der Energiespeichereinheit 13 und damit zum Erhöhen des SOC gibt die Steuer- und Regeleinheit 1 1 eine Leistungsaufnahme für die zweite Antriebsmaschine 16 vor. Zum Entladen der Energiespeichereinheit 13 und damit zum Absenken des SOC stellt die Steuer- und Regeleinheit 1 1 eine Leistungsabgabe für die zweite

Antriebsmaschine 16 ein. Der dabei von der Steuer- und Regeleinheit 1 1 vorgegebene Ladestrom bzw. Entladestrom wird mittels der Energiespeicher-Leistungseinheit 12 eingestellt.

Zur Steuerung der Energiespeicher-Leistungseinheit 12 umfasst die

Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung ein Datenassistenzsystem 10, das vorausschauende Fahrstreckeninformationen bereitstellt. Das Datenassistenzsystem 10 ist über das CAN- Bus-System 25 mit der Steuer- und Regeleinheit 11 verbunden. Die Steuer- und Regeleinheit 11 kommuniziert mit dem Datenassistenzsystem 10. Sie steuert die

Antriebsmaschinen 15, 16 und die Energiespeicher-Leistungseinheit 12 in Abhängigkeit von den von dem Datenassistenzsystem 10 bereitgestellten Fahrstreckeninformationen vorausschauend.

Die Steuer- und Regeleinheit 11 berechnet in Abhängigkeit von den

Fahrstreckeninformationen des Datenassistenzsystems 10 vorausschauend SOC- Arbeitspunkte A_{1 (} A₂, A_3> A4, A_5l A<5. Das Datenassistenzsystem 0 stellt dazu als

Fahrstreckeninformation eine Kraftfahrzeugstreckenprognose und eine

Kraftfahrzeuggeschwindigkeitsprognose bereit. Die Kraftfahrzeugstreckenprognose beschreibt einen geometrischen Verlauf einer Fahrstrecke, die von dem

Datenassistenzsystem 10 als wahrscheinlichste Fahrstrecke angenommen wird. Die Kraftfahrzeuggeschwindigkeitsprognose beschreibt eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die für das Kraftfahrzeug auf dieser Fahrstrecke angenommen wird. Die

Fahrstreckeninformationen werden von dem Datenassistenzsystem 10 in einem standardisierten Format an die Steuer- und Regeleinheit 1 übermittelt.

Die Steuer- und Regeleinheit 11 weist einen geschwindigkeitsabhängigen Prognosehorizont 14 auf, innerhalb dessen die Steuer- und Regeleinheit 11 aus den von dem Datenassistenzsystem 0 bereitgestellten Fahrstreckeninformationen die

Fahrstreckenereignisse , i_2l is, ϊβ ermittelt. Der Prognosehorizont 14 ist außerdem von einer aktuellen Bordnetzverbraucherlast und von einem Abstand zu einer Kreuzung mit einer hohen Abbiegewahrscheinlichkeit von einer wahrscheinlichsten Fahrstrecke abhängig. Je höher die Bordnetzverbraucherlast ist, desto kleiner ist der

Prognosehorizont 14. Vor einer Kreuzung mit einer hohen Abbiegewahrscheinlichkeit wird der Prognosehorizont 14 auf den Abstand zur genannten Kreuzung begrenzt.

Die Fahrstreckenereignisse weisen eine Gewichtung i_{1 (} i₂, i_4> is, auf, die von der Steuer- und Regeleinheit 11 bestimmt und zur Berechnung der SOC-Arbeitspunkte A _f A₂, A₃, A4, A₅, A6 verwendet werden. Die Gewichtung der Fahrstreckenereignisse ii, i₂, i₃, i₄, i₆ ist von einer Eintrittswahrscheinlichkeit abhängig. Grundsätzlich ist eine zusätzliche weiterführende oder auch eine alternative Gewichtung denkbar.

Erkennt die Steuer- und Regeleinheit 11 innerhalb des Prognosehorizonts 14 mehrere Fahrstreckenereignisse i _t i₂, i₃, i₄, i₅, i₆, die eine ausreichende Gewichtung aufweisen, legt die Steuer- und Regeleinheit 11 für diese unterschiedlichen Fahrstreckenereignisse die unterschiedlichen SOC-Arbeitspunkte A1 , A₂, A₃, A4, A₅, Αβ fest. Die SOC-Arbeitspunkte i, A₂, A₃, A4, A₅, A6 weisen in Abhängigkeit von dem Fahrstreckenereignis ein SOC- Potential oder einen SOC-Vorhalt auf.

Die in SOC-Arbeitspunkte A», Ae weisen einen SOC-Vorhalt auf. Die SOC-Arbeitspunkte Ai, A₂, A₃, A₅ weisen ein SOC-Potential auf. Die SOC-Arbeitspunkte A4, Ae mit SOC- Vorhalt sind in Bezug auf den SOC-Normalwert als erhöhte SOC-Arbeitspunkte ausgebildet. Die SOC-Arbeitspunkte A_{1 f} A₂, A₃, A₅ mit SOC-Potential sind in Bezug auf den SOC-Normalwert als abgesenkte SOC-Arbeitspunkt ausgebildet. Die SOC- Arbeitspunkte A A₂, A₃, A4, A₅, Ae werden in Abhängigkeit von diskreten

Fahrstreckenereignissen i _f i₂, i₃, 14, , festgelegt. Die diskreten Fahrstreckenereignisse •1. I2. 13. Ϊ4. 's, k werden von dem Datenassistenzsystem 10 bereitgestellt.

Die Steuer- und Regeleinheit 11 begrenzt die von ihr berechneten SOC-Arbeitspunkte A4, Ae mit SOC-Vorhalt auf einen Maximalwert, der innerhalb des SOC-Arbeitsbereichs liegt. Der Maximalwert ist als ein Wert in der Steuer- und Regeleinheit 11 hinterlegt. Er ist auf 75% festgelegt. Der SOC-Vorhalt, der zu dem SOC-Normalwert hinzuaddiert wird, ist somit auf 20% begrenzt. In Bezug auf den SOC-Normalwert erhöht die Steuer- und Regeleinheit den SOC in den SOC-Arbeitspunkten A4, Ae mit SOC-Vorhalt auf höchstens 75%.

Zur Einstellung der SOC-Arbeitspunkte Ai, A₂, A₃, A4, A₅, Ae stellt die Steuer- und Regeleinheit 1 1 ein Delta-DOC-Signal bereit, das den einzustellenden Ladestrom oder Entladestrom beschreibt. Das Delta-DOC-Signal gibt eine momentane Änderung der SOC wieder. Weist das Delta-SOC-Signal einen Wert größer als Null auf, stellt die

Energiespeicher-Leistungseinheit 12 einen entsprechenden Ladestrom ein. Weist das Delta-SOC-Signal einen Wert kleiner als Null ein, stellt die Energiespeicher- Leistungseinheit 12 einen entsprechenden Entladestrom ein. Das Delta-SOC-Signal ist damit proportional zu einem Moment, das von der zweiten Antriebsmaschine als

Vortriebsmoment oder als Bremsmoment erzeugt wird.

Die Fahrstreckenereignisse i-i, i₂, i₃, i₄, i₅, i₆ sind als diskrete, d.h. örtlich und zeitlich definierte Ereignisse ausgebildet. In dem Datenassistenzsystem 10 sind permanente und temporäre Fahrstreckenereignisse , i₂, i₃, i₄, is. hinterlegt. Als permanente

Fahrstreckenereignisse ii, i₂, i₃, i₄, i₅, i₆ sind beispielsweise Ampeln, ein Höhenprofil der prognostizierten Fahrstrecke sowie erlaubte Höchstgeschwindigkeiten und Informationen über Kreuzungen gespeichert. Als temporäre Fahrstreckenereignisse sind beispielsweise Stauanfänge, Verkehrsaufkommen und Baustellen hinterlegt. Eine beispielhafte Fahrstrecke, die ein von dem Datenassistenzsystem bereitgestelltes Höhenprofil aufweist (vgl. Figur 2), weist als Fahrstreckenereignis i₄ eine Stop-Stelle und als Fahrstreckenereignis i₆ eine Tempo-30-Zone auf. Eine Position der Stop-Stelle und einen Bereich der Tempo-30-Zone werden von dem Datenassistenzsystem 10 bereitgestellt. Die Steuer- und Regeleinheit 11 bestimmt in dem Höhenprofil

ausgezeichnete Höhenprofilpunke, für die sie als Fahrstreckenereignisse \ i₂, i₃, 15 die SOC-Arbeitspunkte Ai , A₂, A₃, A₅ berechnet. Für die Fahrstreckenereignisse i₄, i₆, die als Stop-Stelle bzw. Tempo-30-Zone ausgebildet sind, berechnet die die Steuer- und Regeleinheit die SOC-Arbeitspunkte A4, A6.

Die Fahrstrecke beginnt an einer Position Ausgehend von der Position p_! liegt das erste Fahrstreckenereignis ii, das die Steuer- und Regeleinheit 11 bestimmt, in dem Prognosehorizont 14 der Steuer- und Regeleinheit 11. Das erste Fahrstreckenereignis ii ist als Gefällepunkt ausgebildet, an dem das Höhenprofil von einer Ebene in ein Gefälle übergeht. Der für das Fahrstreckenereignis berechnete SOC-Arbeitspunkt weist ein SOC-Potential auf, durch das in dem auf das Fahrstreckenereignis ii nachfolgende Gefälle eine Bremsenergie rekuperiert und der Energiespeichereinheit 13 zugeführt werden kann (vgl. Figur 3).

An einer ersten Position p₂ erkennt die Steuer- und Regeleinheit 11 das nächste diskrete Fahrstreckenereignis i₂. Das Fahrstreckenereignis i₂ ist ebenfalls als ein Gefällepunkt ausgebildet. Der SOC-Arbeitspunkt A₂, den die Steuer- und Regeleinheit 11 für dieses Fahrstreckenereignis i₂ berechnet, weist ein SOC-Potential auf (vgl. Figur 3). Da ein auf das Fahrstreckenereignis i₂ nachfolgendes Gefälle kleiner ist als das erste Gefälle, ist auch das SOC-Potential des SOC-Arbeitspunkts A₂ geringer als das SOC-Potential des SOC-Arbeitspunkts A₁.

An einer nächsten Position p₃, die noch vor einer zu dem Fahrstreckenereignis i₂ gehörigen Position liegt, erkennt die Steuer- und Regeleinheit 11 das dritte

Fahrstreckenereignis i₃. Da das Fahrstreckenereignis i₃ als ein Gefällepunkt ausgebildet ist, weist der berechnete SOC-Arbeitspunkt A₃ ein SOC-Potential auf. An der Position p₂ liegen beide Fahrstreckenereignisse i₂, i₃ in dem Prognosehorizont der Steuer- und Regeleinheit 11 (vgl. Figur 3). Die Steuer- und Regeleinheit 1 berechnet für jedes der Fahrstreckenereignisse i₂, i₃ einen eigenen SOC-Arbeitspunkt A-i, A₂, A₃₎ A4, A₅, A6, der auf das entsprechende Fahrstreckenereignis i₂, i₃ angepasst ist. Da die beiden Gefälle, die auf die Fahrstreckenereignisse i₂, i₃ folgen, unterschiedlich sind, sind auch die SOC- Potentiale der SOC-Arbeitspunkte A₂, A₃, die gleichzeitig im Prognosehorizont der Steuer- und Regeleinheit liegen, unterschiedlich.

An einer Position p₄ erkennt die Steuer- und Regeleinheit 11 das vierte

Fahrstreckenereignis i₄, das als die Stop-Stelle ausgebildet ist. Zum Anfahren nach der Stop-Stelle wählt die Steuer- und Regeleinheit 11 zunächst den Anfahrmodus, in dem mittels der zweiten Antriebsmaschine 16 angefahren wird. Die erste Antriebsmaschine 15 soll erst nach einem Anrollen zugeschaltet werden. Zum elektrischen Anfahren benötigt die zweite Antriebsmaschine 16 elektrische Leistung. Der für das Fahrstreckenereignis i₄ berechnete SOC-Arbeitspunkt A4 weist somit einen SOC-Vorhalt auf, durch den diese zusätzliche elektrische Leistung an der Position, die dem Fahrstreckenereignis i₄ entspricht, zur Verfügung steht (vgl. Figur 4).

Die Position p₄ liegt noch vor einer zu dem Fahrstreckenereignis i₃ zugehörigen Position. An der Position p₄ hat die Steuer- und Regeleinheit 11 somit den SOC-Arbeitspunkt A₃ mit dem SOC-Potential als auch den SOC-Arbeitspunkt ^ mit dem SOC-Vorhalt berechnet. Der SOC-Arbeitspunkt A₃ für das Fahrstreckenereignis i₃ ist in Bezug auf den SOC- Normalwert abgesenkt. Der SOC-Arbeitspunkt A4 für das Fahrstreckenereignis i₄ ist in Bezug auf den SOC-Normalwert erhöht. Ein Verlauf des Delta-SOC-Signals unmittelbar vor dem Fahrstreckenereignis i₃ gibt die gleichzeitige Berücksichtigung beider

Fahrstreckenereignis i₃, i₄ wieder (vgl. Figur 5).

An einer Position p₅ erkennt die Steuer- und Regeleinheit 11 das fünfte

Fahrstreckenereignis i₅, das wieder ein Gefälle beschreibt. Anhand des

Fahrstreckenereignisses i₅ erkennt die Steuer- und Regeleinheit 11 , dass über das Gefälle, das dem Fahrstreckenereignis i₅ folgt, eine hohe Menge an

Rekuperationsenergie gewinnbar ist. Der für das Fahrstreckenereignis i₅ berechnete SOC-Arbeitspunkt A₅ weist daher ein entsprechend hohes SOC-Potential auf.

An einer Position p₆ erkennt die Steuer- und Regeleinheit 1 1 das sechste

Fahrstreckenereignis i₆, das als die Tempo-30-Zone ausgebildet ist. Zum Durchfahren der Tempo-30-Zone, die an das Fahrstreckenereignis i₆ anschließt, wählt die Steuer- und Regeleinheit den elektrischen Fahrmodus. Entsprechend berechnet die Steuer- und Regeleinheit 11 zu dem Fahrstreckeninformationsereignis i₆ einen SOC-Arbeitspunkt mit einem SOC-Vorhalt V₆, der zum elektrischen Durchfahren der Tempo-30-Zone ausreichend ist. Das Delta-SOC-Signal berechnet die Steuer- und Regeleinheit 1 1 in Abhängigkeit der SOC-Arbeitspunkte A^ A_2l A₃, A4, A₅, ^. Zur Berechnung des Delta-SOC-Signals gewichtet die Steuer- und Regeleinheit 1 1 die SOC-Arbeitspunkte A_{1 t} A₂, A_3l A4, A₅, A₆ unterschiedlich. An der Position p₆ beispielsweise berücksichtigt die Steuer- und Regeleinheit 11 die Fahrstreckenereignisse i₅, i₆. An der Position p₆ wird das nachfolgende Fahrstreckenereignis i₅ höher gewichtet als das Fahrstreckenereignis i₆. Dementsprechend bleibt das Delta-SOC-Signal zunächst noch negativ. Erst an einer Position, die dem Fahrstreckenereignis i₅ entspricht, wird das Delta-SOC-Signal angehoben, um dann während dem auf das Fahrstreckenereignis i₅ folgenden Gefälle positiv zu werden.

Claims

Patentansprüche

1. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung, insbesondere

Kraftfahrzeughybridantriebsvorrichtung, mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (11 ), die dazu vorgesehen ist, eine Energiespeicher-Leistungseinheit (12) zum Laden und/oder Entladen einer Energiespeichereinheit (13) in Abhängigkeit von zumindest einer von einem Datenassistenzsystem (10) bereitgestellten

Fahrstreckeninformation zu steuern,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuer- und/oder Regeleinheit (11 ) in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit der Fahrstreckeninformation zumindest einen SOC- Arbeitspunkt (A», Αβ) mit einem SOC-Vorhalt vorausschauend zu berechnen.

2. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuer- und/oder Regeleinheit (11 ) in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit der Fahrstreckeninformation zumindest einen SOC- Arbeitspunkt (A _t A₂, A₃, A₅) mit einem SOC-Potential vorausschauend zu berechnen.

Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuer- und/oder Regeleinheit (11 ) dazu vorgesehen ist, als

Fahrstreckinformation zumindest eine Kraftfahrzeugstreckenprognose und/oder Kraftfahrzeuggeschwindigkeitsprognose zu berücksichtigen.

4. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuer- und/oder Regeleinheit (11 ) dazu vorgesehen ist, den zumindest einen SOC-Arbeitspunkt in Abhängigkeit von zumindest einem diskreten

Fahrstreckenereignis (H, i₂, 13, 14, is, ) festzulegen.

5. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuer- und/oder Regeleinheit (11 ) zumindest einen Prognosehorizont (14) aufweist und dazu vorgesehen ist, innerhalb des Prognosehorizonts (14) für unterschiedliche Fahrstreckenereignisse ( , i₂, 13, i4, is, ίβ) unterschiedliche SOC- Arbeitspunkte (A _t A_2l A₃, Α,, A₅, Αβ) festzulegen.

6. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuer- und/oder Regeleinheit (11 ) dazu vorgesehen ist, die unterschiedlichen Fahrstreckenereignisse (ii, i₂, 13, 1 , is, ) und/oder die unterschiedlichen SOC- Arbeitspunkte (A^ A₂, A₃, A₄, A₅, Αβ) zu gewichten.

7. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Prognosehorizont (14) geschwindigkeitsabhängig ist.

8. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuer- und/oder Regeleinheit (11 ) dazu vorgesehen ist, zumindest den SOC- Arbeitspunkt (A₄, Αβ) mit einem SOC-Vorhalt auf einen Maximalwert zu begrenzen.

9. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuer- und/oder Regeleinheit (11) dazu vorgesehen ist, ein von dem zumindest einen SOC-Arbeitspunkt abhängiges Delta-SOC-Signal bereitzustellen.

10. Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuer- und/oder Regeleinheit (1 1 ) dazu vorgesehen ist, den zumindest einen SOC-Arbeitspunkt indirekt einzustellen.

1 1 . Verfahren für eine Kraftfahrzeugantriebsvorrichtung, insbesondere

Kraftfahrzeughybridantriebsvorrichtung, bei dem eine Steuer- und/oder Regeleinheit eine Energiespeicher-Leistungseinheit (12) zum Laden und/oder Entladen einer Energiespeichereinheit (13) in Abhängigkeit von zumindest einer von einem

Datenassistenzsystem (11 ) bereitgestellten Fahrstreckeninformation steuert, dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuer- und/oder Regeleinheit (1 1 ) in zumindest einem Betriebszustand in Abhängigkeit der Fahrstreckeninformation zumindest einen SOC-Arbeitspunkt (A4, Ae) mit einem SOC-Vorhalt vorausschauend berechnet.