EP3079932A1 - Method and device for controlling a hybrid drive in a vehicle - Google Patents

Method and device for controlling a hybrid drive in a vehicle

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EP3079932A1
EP3079932A1 EP14808503.8A EP14808503A EP3079932A1 EP 3079932 A1 EP3079932 A1 EP 3079932A1 EP 14808503 A EP14808503 A EP 14808503A EP 3079932 A1 EP3079932 A1 EP 3079932A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion engine
internal combustion
charging
traction battery
route
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14808503.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Boris Blasinski
Yaokui Xiong
Philipp Seyberth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP3079932A1 publication Critical patent/EP3079932A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for controlling a hybrid drive in a vehicle.
  • a battery In hybrid vehicles, a battery is charged to a large extent during the operation of an associated internal combustion engine, since sufficient charging can be achieved by recuperation or so-called regenerative braking with a regenerative operation of an electric machine and without additional fuel demand only in a few operating situations. Accordingly, as a charging strategy of a hybrid vehicle, a method is referred to that controls a state of charge of a traction battery by additionally loading the internal combustion engine using the electric machine as a generator. Typically, the charging strategy has the goal to generate energy to a particularly good efficiency of all components of the hybrid drive.
  • DE 10 2008 008 238 A1 discloses a method for charging strategy of a hybrid drive and a control unit performing this strategy in which, depending on various input variables, a charge or discharge function is selected from a number of different such functions and adjusted by a load point shift on the internal combustion engine ,
  • special operating states of the internal combustion engine are also taken into account by using a characteristic map for correcting a load point shift desired for optimum charge of the battery, with the aim of achieving sufficient battery life by limiting the state of charge fluctuations.
  • the aim of the present invention is to increase the efficiency of such a method and a device for controlling a hybrid drive in addition to achieving fuel savings in a respective operating situation and efficiency-optimal charging processes.
  • a charging strategy for controlling a state of charge of the high-voltage traction battery is superimposed on a predictive prioritization of charging the traction battery to the effect that a load point shift on the internal combustion engine to a largely avoid unfavorable Laczu- states of Internal combustion engine is limited.
  • the term of prioritization is also to be understood to mean that a respective charging strategy is also changed in order to avoid such operating ranges of the internal combustion engine, in which an enrichment of the mixture would be made in a gasoline engine and a carbon black limit would be exceeded in diesel engines. According to the invention, therefore, a knowledge of a current operating point of the internal combustion engine, a limitation of a load point shift while maintaining favorable operating ranges and thus made under the above exemplified unfavorable operating areas.
  • a so-called shell field of the internal combustion engine and a current-dependent internal resistance of the high-voltage traction battery can be considered.
  • An essential realization lies in the fact that it makes sense to charge the battery to an extent which is reduced in comparison to a maximum charge, whereby at the same time a shift of a load or operating point of the internal combustion engine from a favorable range into an unfavorable range is deliberately avoided , A reduced charging of the battery according to the invention thus at least temporarily accepted for avoiding excessive fuel consumption. Overall, this results in an improved overall efficiency of the hybrid drive.
  • the invention is additionally based on the finding that, under certain boundary conditions, it makes perfect sense to replace this rather static efficiency analysis with a situation-dependent consumption optimization with anticipatory prioritization of the charging of the traction battery.
  • a situation-dependent consumption optimization with anticipatory prioritization of the charging of the traction battery.
  • those driving situations are suitable for charging the traction battery, in which optimum combustion engine efficiency can be set.
  • the charging power is significantly less expensive than would be the case when idling when the vehicle is at a standstill.
  • forced charging When forced loading is largely introduced regardless of a current driving situation, a certain amount of energy in the traction battery. Partly so that the efficiency of the store is significantly deteriorated, which can lead to increased fuel consumption.
  • avoidance of adverse fuel-air ratios may limit the charging strategy so that the traction battery is discharged to forced loading. That is, in order to avoid a small deterioration of consumption in a current state, a large deterioration in consumption is put up in a coming state. In that case, a forced charging must be carried out regardless of how unfavorable this process may be for hybrid drive efficiency.
  • a method according to the invention intervenes: By evaluating respectively currently preceding driving situations, the method according to the invention takes ge planning a charging strategy, a consumption priority prioritization of charging the traction battery, which shuts off a currently optimal efficiency to an optimal overall efficiency of the drive over the route to a particular destination. For a respective current application or an application currently in use, preceding driving situations are evaluated until a destination point is reached, in order to plan a charging strategy on the basis of which optimum consumption of the traction battery is made via a selected route up to a respective destination.
  • a method according to the invention therefore not only focuses on a respective current operating state with a static efficiency consideration, but also orients itself to future operating states which will occur with relatively high probability, this probability being based, inter alia, on known conditions of a route to reach a current destination point be determined.
  • a consumption optimization is no longer operated for a particular time, but over a period until reaching a current destination or the arrival at a destination depending on a selected route.
  • future operating states are determined on the basis of a forward-looking evaluation of a route. So can be read from navigation route data, which route a driver is driving with a certain probability.
  • the map data also discloses attributes of the route sections, such as speed limits or number of stop locations. The preceding sections and / or their attributes are now evaluated at run time, in how far here or in each section such load points are to be expected at the internal combustion engine, which also allow a good charging efficiency in addition to providing a sufficient drive power.
  • such an evaluation of a route undergoes at least one update, for example by taking into account current weather data, a reported traffic situation and / or current messages about obstacles to the unrestricted flow of traffic, such as may be caused by construction sites or temporary speed limits.
  • certain sections of the route are assigned in advance to a predefined operating mode of the hybrid drive.
  • a lane tends to be less susceptible to charging the traction battery, as short and low horsepower requirements of the driver tend to favor driving that is purely electrical propulsion.
  • a slope in addition to the drive by the internal combustion engine may require the addition of the electric motor.
  • the internal combustion engine can then be switched off over a longer downgrade and a speed regulation can take place by means of a generator operation of the electric motor, at the same time causing charging of the traction battery.
  • values learned from the past e.g. are consumption-dependent for a respective vehicle, are usage-dependent on a traveled region or on a respective driver.
  • a device for controlling a hybrid drive or control device in a vehicle wherein the drive includes an internal combustion engine and a connected to a traction battery electric motor, clutches, a transmission and at least one coupled to the transmission driven wheel is characterized as a solution to the above Task for implementing a method described above, characterized in that the crizvorvorrjch- tion includes a control device for prioritizing the charging of the traction battery.
  • the control device is connected to a first database, in which a shell characteristic map of the internal combustion engine is stored, and includes Mit- Tel, which are formed with precise knowledge of a current operating point of the internal combustion engine to limit a load point shift while maintaining favorable operating ranges of the internal combustion engine.
  • the control device can optionally be connected further
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a control device 1 for a drive 2 of a hybrid vehicle not shown.
  • the drive 2 comprises an internal combustion engine 3 and an electric motor 5 connected to a traction battery 4.
  • the internal combustion engine 3 and / or the electric motor 5 are connected to a transmission 7 via clutches 6. Via the gear 7, at least one wheel 8 of the vehicle is then driven in a manner not shown.
  • the control device 1 further comprises a control device 9 for charging the traction battery 4 according to a charging strategy.
  • a charging strategy of a hybrid vehicle is called the controller, which controls the state of charge of the traction battery by additionally loading the internal combustion engine 3 and benefits of the electric motor 5 as a generator.
  • the charging strategy has the goal to generate the energy to a particularly good efficiency of all components of the hybrid drive 2.
  • the control device 1 comprises a control device 9, which is connected to a first database 10 is, are stored in the so-called mussel characteristic curves or maps of the internal combustion engine 3.
  • the control device 9 further comprises means which are formed under precise knowledge of a current operating point of the internal combustion engine 3 to limit a load point shift such that favorable operating ranges of the internal combustion engine are met and thus in particular a load point shift is avoided in unfavorable operating ranges.
  • an ideal manner desired charging of the traction battery 4 is limited as an additional load for the internal combustion engine 3 so far that the internal combustion engine 3 in a still favorable Horcel. Operating point is running.
  • control device 1 is also designed for predictive prioritization of the charging of the traction battery 4.
  • a current-dependent internal resistance of the traction battery 4 designed as a high-voltage battery is taken into account. Since it may be useful under certain boundary conditions to replace a static efficiency analysis by a situation-dependent consumption optimization, basic extensions for implementing a method with predictive prioritization of the charging of the traction battery 4 are described below.
  • those driving situations are suitable for charging the traction battery, in which optimum combustion engine efficiency can be set.
  • the charging performance is consistently much lower than that of idling when the vehicle is at a standstill.
  • forced charging With forced charging, regardless of the driving situation, a certain amount of energy is introduced into the traction battery.
  • the efficiency of the charging is thus sometimes significantly deteriorated, which can lead to increased fuel consumption.
  • avoidance of adverse air-fuel ratios may limit the charging strategy such that the traction battery 4 is discharged to forced loading. That is, in order to avoid a small deterioration in consumption in the current state, a large deterioration in consumption is expected in coming states.
  • the control device 1 therefore further comprises, in the present embodiment, a control device 9 for predictive prioritization of the charging of the traction battery 4, which is connected to a first database 10 in which a shell characteristic map of the internal combustion engine 2 is stored. Further, the device 9 is connected to a second database 11 in which a map of a current-dependent internal resistance of the high-voltage traction battery 4 is included.
  • the device 9 is connected to a navigation system 12, which also knows a respective destination of a journey and a selected route in addition to a precise knowledge of a current location. Finally, the device 9 is still connected to a receiver 13 for receiving further, a planned operation of the hybrid drive on the other hand influencing factors. These influencing factors include, but are not limited to, current weather data, traffic disruptions, construction sites, temporary speed limits and / or other traffic flows on the one hand and on the other hand influencing a planned operation of the hybrid drive factors and related information.
  • the control device 9 accesses a controller 14 of the electric motor 5, a controller 15 of the internal combustion engine 3 and a controller 16 for the transmission 7 and here two clutches 6 too.
  • An implementation of the respective driver's request F is realized with a maximum of dynamics of the hybrid drive, wherein a respective access to the internal combustion engine 3 and / or the electric motor 5 takes place under consideration of certain boundary conditions. Accordingly, the control device 9 converts the driver's request in the form of a situation-dependent and anticipated planned fuel consumption optimization, further charging the high-voltage traction battery 4 is in the foreground.
  • the charging strategy takes a consumption-optimal prioritization of charging the traction battery 4, which optimizes the overall efficiency of the drive on the route to a particular destination in the form of a route-dependent planning.
  • the navigation route data which route a driver is likely to drive.
  • the map data also discloses certain attributes of the route sections concerned, such as speed limits or the number of stops. The sections ahead are now evaluated at runtime to what extent load points on the internal combustion engine are to be expected, which allow a good charging efficiency.
  • a game street tends to be less suitable for charging the HV battery, since here by short and low power requirements of the driver usually the electrically driven driving is preferable.
  • Overland travel, in particular motorway travel is usually characterized by average speeds in a range between 100 km / h and 150 km / h. These speeds are also kept even. In this situation, the internal combustion engine can be operated by selecting a high gear ratio of the transmission in a very economical area, which also allows a load point shift by additionally charging the traction battery 4.
  • the calculation of the energy demand corresponds to a prediction of the operating strategy based on knowledge about the future.
  • values learned from the past can also be used.
  • a plug-in hybrid is interesting where a customer often uses a charging station. By storing the GPS position while loading on such a column, statistics can be generated so that when driving on typical routes to a frequently used charging post, it can be assumed that it will be reloaded. As a result, in these cases, it is possible to prioritize electrically driven driving versus loading. Thus, in this particular case, the fuel consumption over a period of time could be minimized again.

Abstract

The invention relates to a method and to a device for controlling a hybrid drive in a vehicle. In order not only to achieve fuel savings in a particular operating situation and charging processes that are optimal with regard to efficiency, but also to increase the efficiency of such a method and a device for controlling a hybrid drive, a prioritization of the charging, according to the invention, is superposed on a charging strategy for controlling a state of charge of the high-voltage traction battery (4) to the effect that a load-point shift at the internal combustion engine is limited in order to largely avoid unfavorable operating states of the internal combustion engine.

Description

Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung eines Hybridantriebs in einem  Method and device for controlling a hybrid drive in one
Fahrzeug  vehicle
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung eines Hybridantriebs in einem Fahrzeug. The present invention relates to a method and a device for controlling a hybrid drive in a vehicle.
In Hybridfahrzeugen wird eine Batterie in einem weit überwiegenden Anteil während des Betriebs einer zugehörigen Verbrennungskraftmaschine geladen, da eine ausreichende Aufladung durch Rekuperation bzw. sog. Nutzbremsen mit einem generatorischen Betrieb einer elektrischen Maschine und ohne zusätzlichen Kraftstoffbedarf nur in wenigen Betriebssituationen erzielt werden kann. Dementsprechend wird als Ladestrategie eines Hybridfahrzeugs ein Verfahren bezeichnet, das einen Ladezustand einer Traktionsbatterie durch zusätzliches Belasten der Verbrennungskraftmaschine unter Nutzung der elektrischen Maschine als Generator steuert. Typischer Weise hat die Ladestrategie das Ziel, Energie zu einem besonders guten Wirkungsgrad aller Komponenten des Hybridantriebs zu erzeugen. In hybrid vehicles, a battery is charged to a large extent during the operation of an associated internal combustion engine, since sufficient charging can be achieved by recuperation or so-called regenerative braking with a regenerative operation of an electric machine and without additional fuel demand only in a few operating situations. Accordingly, as a charging strategy of a hybrid vehicle, a method is referred to that controls a state of charge of a traction battery by additionally loading the internal combustion engine using the electric machine as a generator. Typically, the charging strategy has the goal to generate energy to a particularly good efficiency of all components of the hybrid drive.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Ansätze für Verfahren und Vorrichtungen der genannten Art bekannt, die das Ziel einer Reduzierung eines Kraftstoff- Verbrauchs durch eine geeignete Steuerungsstrategie verfolgen, durch die ein Betrieb der Verbrennungskraftmaschine in Bereichen geringer verbrennungsmotorischer Wirkungsgrade möglichst vermieden oder vorteilhaft durch Zuschaltung der Elektromaschine kombiniert wird. So offenbart z.B. die DE 10 2008 008 238 A1 ein Verfahren zur Ladestrategie eines Hybridantriebs und ein diese Strategie durchführendes Steuergerät, bei denen in Abhängigkeit verschiedener Eingangsgrößen eine Lade- oder Entladefunktion aus einer Anzahl verschiedener derartiger Funktionen ausgewählt und durch eine Lastpunktverschiebung an der Brennkraftmaschine eingestellt wird. Dabei werden auch besondere Betriebszustände der Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Kennfeldes zur Korrektur einer für eine optimale Ladung der Batterie erwünschte Lastpunktverschiebung mit dem Ziel korrigierend bzw. begrenzend berücksichtigt, dass eine ausreichende Lebensdauer einer Batterie durch Begrenzung der Ladezustandsschwankungen erreicht wird. Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, neben der Erzielung von Kraftstoffeinsparun- gen in einer jeweiligen Betriebssituation und wirkungsgradoptimalen Ladevorgängen die Effizienz eines derartigen Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Regelung eines Hybridantriebs zu steigern. From the prior art, various approaches for methods and devices of the type mentioned are known, which pursue the goal of reducing fuel consumption by a suitable control strategy by the operation of the internal combustion engine in areas of low internal combustion engine efficiencies possible avoided or advantageous by switching the Electric machine is combined. For example, DE 10 2008 008 238 A1 discloses a method for charging strategy of a hybrid drive and a control unit performing this strategy in which, depending on various input variables, a charge or discharge function is selected from a number of different such functions and adjusted by a load point shift on the internal combustion engine , In this case, special operating states of the internal combustion engine are also taken into account by using a characteristic map for correcting a load point shift desired for optimum charge of the battery, with the aim of achieving sufficient battery life by limiting the state of charge fluctuations. The aim of the present invention is to increase the efficiency of such a method and a device for controlling a hybrid drive in addition to achieving fuel savings in a respective operating situation and efficiency-optimal charging processes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass einer Ladestrategie zur Steuerung eines Ladezustands der Hochvolt- Traktionsbatterie eine vorausschauende Priorisierung des Ladens der Traktionsbatterie dahingehend überlagert wird, dass eine Lastpunktverschiebung an der Brennkraftmaschine zu einer weitgehenden Meidung ungünstiger Betriebszu- stände der Brennkraftmaschine begrenzt wird. Der Begriff der Priorisierung ist dabei auch dahingehend zu verstehen, dass eine jeweilige Ladestrategie auch verändert wird, um derartige Betriebsbereiche der Brennkraftmaschine zu meiden, in denen ein Anfetten des Gemischs bei einer Otto-Maschine vorgenommen sowie eine Russgrenze bei Dieselmaschinen überschritten würde. Erfindungsgemäß wird also unter Kenntnis eines aktuellen Arbeitspunktes der Brennkraftmaschine eine Begrenzung einer Lastpunktverschiebung unter Einhaltung günstiger Betriebsbereiche und mithin unter Meidung vorstehend exemplarisch genannter ungünstiger Betriebsbereiche vorgenommen. This object is achieved by the features of claim 1, characterized in that a charging strategy for controlling a state of charge of the high-voltage traction battery is superimposed on a predictive prioritization of charging the traction battery to the effect that a load point shift on the internal combustion engine to a largely avoid unfavorable Betriebszu- states of Internal combustion engine is limited. The term of prioritization is also to be understood to mean that a respective charging strategy is also changed in order to avoid such operating ranges of the internal combustion engine, in which an enrichment of the mixture would be made in a gasoline engine and a carbon black limit would be exceeded in diesel engines. According to the invention, therefore, a knowledge of a current operating point of the internal combustion engine, a limitation of a load point shift while maintaining favorable operating ranges and thus made under the above exemplified unfavorable operating areas.
Um Energie für den Fahrbetrieb bei einem besonders guten Wirkungsgrad aller Komponenten des Hybridantriebs zu erzeugen, kann z.B. ein sog. Muschelfeld der Verbrennungskraftmaschine sowie ein stromabhängiger Innenwiderstand der Hochvolt-Traktionsbatterie berücksichtigt werden. Eine wesentliche Erkenntnis liegt nun darin, dass ein Laden der Batterie auch in einem Umfang sinnvoll ist, der gegenüber einer Maximalaufladung reduziert ist, wodurch zugleich eine Verschiebung eines Last- bzw. Arbeitspunktes der Brennkraftmaschine aus einem günstigen Bereich in einen ungünstigen Bereich hinein gezielt vermieden wird. Eine verringerte Aufladung der Batterie wird erfindungsgemäß also zumindest temporär für eine Vermeidung eines überhöhten Kraftstoffverbrauchs hingenommen. Insgesamt ergibt sich damit ein verbesserter Gesamtwirkungsgrad des Hybridantriebs. Der Erfindung liegt zusätzlich die Erkenntnis zugrunde, dass es unter bestimmten Randbedingungen durchaus sinnvoll ist, diese eher statische Wirkungsgradbetrachtung durch eine situationsabhängige Verbrauchsoptimierung mit vorausschauender Priorisierung des Ladens der Traktionsbatterie zu ersetzen. So wird zum Beispiel bei hohem Fahrerwunsch auf eine durch die Aufladung der Batterie hervorgerufene zusätzliche Last an der Verbrennungskraftmaschine dann vorübergehend bzw. temporär verzichtet, um ungünstige Luft- Kraftstoffmischverhältnisse zu vermeiden, beispielsweise eine Anfettung des Gemischs, wenn eine vergleichsweise günstigere Situation zum Laden der Batterie mit ausreichender Wahrscheinlichkeit zeitlich nahe liegt. Hierzu kann z.B. ein Aufladen der Batterie durch Rekuperation bzw. Nutzbremsen insbesondere dann gezählt werden, wenn sich eine längere Gefällestrecke einem Passanstieg anschließt. In order to generate energy for driving with a particularly good efficiency of all components of the hybrid drive, for example, a so-called shell field of the internal combustion engine and a current-dependent internal resistance of the high-voltage traction battery can be considered. An essential realization lies in the fact that it makes sense to charge the battery to an extent which is reduced in comparison to a maximum charge, whereby at the same time a shift of a load or operating point of the internal combustion engine from a favorable range into an unfavorable range is deliberately avoided , A reduced charging of the battery according to the invention thus at least temporarily accepted for avoiding excessive fuel consumption. Overall, this results in an improved overall efficiency of the hybrid drive. The invention is additionally based on the finding that, under certain boundary conditions, it makes perfect sense to replace this rather static efficiency analysis with a situation-dependent consumption optimization with anticipatory prioritization of the charging of the traction battery. Thus, for example, at high driver's request to a caused by the charging of the battery additional load on the internal combustion engine temporarily or temporarily waived to avoid unfavorable air fuel mixing ratios, such as enrichment of the mixture, if a comparatively favorable situation for charging the battery with sufficient likelihood is close in time. For this purpose, for example, charging of the battery by recuperation or regenerative braking can be counted, in particular, when a longer downward slope follows a pass increase.
Generell eignen sich diejenigen Fahrsituationen zum Laden der Traktionsbatterie, in denen sich ein optimaler Verbrennungsmotorwirkungsgrad einstellen lässt. Zum Beispiel erhält man bei einer Fahrt mit einer konstanten Geschwindigkeit von 50 km/h die Ladeleistung deutlich günstiger, als dies beim Betrieb im Leerlauf bei Fahrzeugstillstand der Fall wäre. Geht die in der Traktionsbatterie gespeicherte Menge elektrischer Energie aber zur Neige, muss gegebenenfalls die verbrauchsoptimale Ladestrategie verlassen werden und ein so genanntes Zwangsladen durchgeführt werden. Beim Zwangsladen wird weitgehend ohne Rücksicht auf eine aktuelle Fahrsituation eine gewisse Energiemenge in die Traktionsbatterie eingebracht. Teilweise wird damit also der Wirkungsgrad des Ladens deutlich verschlechtert, was zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch führen kann. Zum Beispiel kann es sein, dass die Vermeidung von ungünstigen Kraftstoff- Luftverhältnissen die Ladestrategie derart begrenzt, dass die Traktionsbatterie bis zum Zwangsladen entladen wird. Das heißt, um in einem aktuellen Zustand eine kleine Verbrauchsverschlechterung zu vermeiden, wird in einem kommenden Zustand eine große Verbrauchsverschlechterung in Kauf genommen. Dann muss nämlich ein Zwangsladen unabhängig davon durchgeführt werden, wie ungünstig dieser Vorgang für einen Wirkungsgrad des Hybridantriebs auch sein mag. In general, those driving situations are suitable for charging the traction battery, in which optimum combustion engine efficiency can be set. For example, when driving at a constant speed of 50 km / h, the charging power is significantly less expensive than would be the case when idling when the vehicle is at a standstill. However, if the amount of electrical energy stored in the traction battery runs out, it may be necessary to leave the consumption-optimized charging strategy and carry out a so-called forced charging. When forced loading is largely introduced regardless of a current driving situation, a certain amount of energy in the traction battery. Partly so that the efficiency of the store is significantly deteriorated, which can lead to increased fuel consumption. For example, avoidance of adverse fuel-air ratios may limit the charging strategy so that the traction battery is discharged to forced loading. That is, in order to avoid a small deterioration of consumption in a current state, a large deterioration in consumption is put up in a coming state. In that case, a forced charging must be carried out regardless of how unfavorable this process may be for hybrid drive efficiency.
Hier greift ein erfindungsgemäßes Verfahren ein: Durch Auswertung jeweils aktuell vorausliegender Fahrsituationen nimmt die ein erfindungsgemäßes Verfahren im Zu- ge einer Planung einer Ladestrategie eine verbrauchsoptimale Priorisierung von Ladevorgängen der Traktionsbatterie vor, die von einem aktuell optimalen Wirkungsgrad auf einen optimalen Gesamtwirkungsgrad des Antriebs über die Strecke bis zu einem jeweiligen Fahrziel abstellt. Für einen jeweils aktuellen bzw. einen jeweils aktuell vorliegenden Anwendungsfall werden vorausliegende Fahrsituationen bis zum Erreichen eines Zielpunktes ausgewertet, um auf dieser Basis eine Ladestrategie zu planen, gemäß derer verbrauchsoptimale Ladevorgänge der Traktionsbatterie über eine gewählte Fahrstrecke bis zu einem jeweiligen Fahrziel hin vorgenommen werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren legt den Focus also nicht nur auf einen jeweils aktuellen Betriebszustand niit einer statischen Wirkungsgradbetrachtung, sondern orientiert sich zudem an künftigen Betriebszuständen, die mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit eintreten werden, wobei diese Wahrscheinlichkeit u.a. auf Basis bekannter Gegebenheiten einer Route zum Erreichen eines aktuellen Zielpunktes bestimmt werden. Damit wird eine Verbrauchsoptimierung nicht mehr für einen jeweiligen Zeitpunkt, sondern über einen Zeitraum bis zum Erreichen eines aktuellen Zielpunkt bzw. der Ankunft an einem Zielort in Abhängigkeit einer gewählten Route betrieben. In this case, a method according to the invention intervenes: By evaluating respectively currently preceding driving situations, the method according to the invention takes ge planning a charging strategy, a consumption priority prioritization of charging the traction battery, which shuts off a currently optimal efficiency to an optimal overall efficiency of the drive over the route to a particular destination. For a respective current application or an application currently in use, preceding driving situations are evaluated until a destination point is reached, in order to plan a charging strategy on the basis of which optimum consumption of the traction battery is made via a selected route up to a respective destination. A method according to the invention therefore not only focuses on a respective current operating state with a static efficiency consideration, but also orients itself to future operating states which will occur with relatively high probability, this probability being based, inter alia, on known conditions of a route to reach a current destination point be determined. Thus, a consumption optimization is no longer operated for a particular time, but over a period until reaching a current destination or the arrival at a destination depending on a selected route.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche. Demnach werden gemäß einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung künftige Be- triebszustände auf Basis einer vorausschauenden Auswertung einer Fahrtstrecke ermittelt. So kann aus Navigationsstreckendaten gelesen werden, welche Route ein Fahrer mit gewisser Wahrscheinlichkeit fahren wird. Durch die Kartendaten sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls Attribute der Streckenabschnitte, wie zum Beispiel Geschwindigkeitsbegrenzungen oder Anzahl der Stoppstellen bekannt. Die vorausliegenden Streckenabschnitte und/oder deren Attribute werden nun zur Laufzeit bewertet, in wie weit hier bzw. in einem jeden Streckenabschnitt solche Lastpunkte an der Verbrennungskraftmaschine zu erwarten sind, die neben dem Bereitstellen einer ausreichenden Antriebsleistung auch einen guten Ladewirkungsgrad zulassen. Advantageous developments are the subject of the other dependent claims. Accordingly, according to an essential further development of the invention, future operating states are determined on the basis of a forward-looking evaluation of a route. So can be read from navigation route data, which route a driver is driving with a certain probability. In a preferred embodiment of the invention, the map data also discloses attributes of the route sections, such as speed limits or number of stop locations. The preceding sections and / or their attributes are now evaluated at run time, in how far here or in each section such load points are to be expected at the internal combustion engine, which also allow a good charging efficiency in addition to providing a sufficient drive power.
In einer Ausführungsform der Erfindung erfährt eine, derartige Auswertung einer Fahrtstrecke mindestens eine Aktualisierung z.B. durch Berücksichtigung aktuellerWetterdaten, einer gemeldeten Verkehrslage und/oder aktuelle Meldungen über Be- hinderungen des ungeschränkten Verkehrflusses, wie er z.B. durch Baustellen oder vorübergehende Geschwindigkeitsbeschränkungen gegeben sein kann. In one embodiment of the invention , such an evaluation of a route undergoes at least one update, for example by taking into account current weather data, a reported traffic situation and / or current messages about obstacles to the unrestricted flow of traffic, such as may be caused by construction sites or temporary speed limits.
Vorzugsweise werden bestimmte Streckenabschnitte vorausschauend einer vordefinierten Betriebsart des Hybridantriebs zugeordnet. Zum Beispiel eignet sich eine Spielstraße tendenziell weniger zum Laden der Traktions-Batterie, da hier durch kürze und geringe Leistungsanforderungen des Fahrers in der Regel das rein durch den elektrischen Antrieb bewirkte Fahren zu bevorzugen ist. Hingegen kann eine Steigung neben dem Antrieb durch die Verbrennungskraftmaschine das Hinzuschalten des elektrischen Motors erfordern. Über eine längere Gefällestrecke hinweg kann dann aber die Verbrennungskraftmaschine abgeschaltet und eine Geschwindigkeitsregulierung durch einen generatorischen Betrieb des elektrischen Motors erfolgen, wobei zugleich ein Laden der Traktions-Batterie bewirkt wird. Preferably, certain sections of the route are assigned in advance to a predefined operating mode of the hybrid drive. For example, a lane tends to be less susceptible to charging the traction battery, as short and low horsepower requirements of the driver tend to favor driving that is purely electrical propulsion. On the other hand, a slope in addition to the drive by the internal combustion engine may require the addition of the electric motor. However, the internal combustion engine can then be switched off over a longer downgrade and a speed regulation can take place by means of a generator operation of the electric motor, at the same time causing charging of the traction battery.
Vorteilhafter Weise werden in einer Ausführungsform der Erfindung neben prädikti- ven Streckendaten zur vorausschauenden Priorisierung auch aus der Vergangenheit angelernte Werte herangezogen werden, die z.B. für ein jeweiliges Fahrzeug verbrauchsabhängig, von einer befahrenen Region oder einem jeweiligen Fahrer nutzungsabhängig sind. Advantageously, in an embodiment of the invention, in addition to predictive route data for predictive prioritization, values learned from the past, e.g. are consumption-dependent for a respective vehicle, are usage-dependent on a traveled region or on a respective driver.
Insgesamt ist damit ein Verfahren beschrieben worden, das das elektrisch angetriebene Fahren durch vorausschauende Planung gegenüber dem Laden der Traktionsbatterien priorisiert und somit den Kraftstoffverbrauch über eine Laufzeit minimiert. Overall, a method has been described that prioritizes electrically driven driving through predictive planning versus charging the traction batteries and thus minimizes fuel consumption over a runtime.
Eine Vorrichtung zur Regelung eines Hybrid antriebs bzw. Regelungsvorrichtung in einem Fahrzeug, bei dem der Antrieb eine Verbrennungskraftmaschine und einen mit einer Traktionsbatterie verbundenen elektrischen Motor, Kupplungen, ein Getriebe und mindestens ein mit dem Getriebe gekoppeltes angetriebenes Rad umfasst, zeichnet sich als Lösung der vorstehenden Aufgabe zur Umsetzung eines vorstehend beschriebenen Verfahrens dadurch besonders aus, dass die Regelungsvorrjch- tung eine Regeleinrichtung zur Priorisierung des Ladens der Traktionsbatterie umfasst. Die Regeleinrichtung ist dabei mit einer ersten Datenbank verbunden, in der ein Muschelkennfeld der Verbrennungskraftmaschine abgelegt ist, und umfasst Mit- tel, die unter genauer Kenntnis eines aktuellen Arbeitspunktes der Brennkraftmaschine zu einer Begrenzung einer Lastpunktverschiebung unter Einhaltung günstiger Betriebsbereiche der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sind. In nicht abschließender Aufzählung kann die Regeleinrichtung wahlweise weiter verbunden seinA device for controlling a hybrid drive or control device in a vehicle, wherein the drive includes an internal combustion engine and a connected to a traction battery electric motor, clutches, a transmission and at least one coupled to the transmission driven wheel is characterized as a solution to the above Task for implementing a method described above, characterized in that the Regelvorvorrjch- tion includes a control device for prioritizing the charging of the traction battery. The control device is connected to a first database, in which a shell characteristic map of the internal combustion engine is stored, and includes Mit- Tel, which are formed with precise knowledge of a current operating point of the internal combustion engine to limit a load point shift while maintaining favorable operating ranges of the internal combustion engine. In a non-exhaustive list, the control device can optionally be connected further
* mit einer zweiten Datenbank, in der ein Kennfeld eines stromabhängigen Innenwiderstands der Hochvolt- Traktionsbatterie enthalten ist, * with a second database in which a map of a current-dependent internal resistance of the high-voltage traction battery is included,
* mit einem Navigationssystem, das neben einer genauen Kenntnis eines aktuellen Aufenthaltsortes auch ein jeweiliges Ziel einer Fahrt und eine ausgewählte Route enthält, und/oder  * with a navigation system which, in addition to a precise knowledge of a current location, also contains a respective destination of a trip and a selected route, and / or
* mit einem Empfänger zum Empfang weiterer, einen geplanten Betrieb des Hybridantriebs beeinflussenden Faktoren verbunden, die in der Regel externe bzw. Umwelt- bzw. Umgebungseinflüsse sind oder solche wiedergeben. * associated with a receiver for receiving further, a planned operation of the hybrid drive influencing factors that are usually external or environmental or environmental influences or reflect such.
Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile einer erfindungsgemäßen Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt Figur 1 in schematischer Darstellung eine Regelungsvorrichtung 1 für einen Antrieb 2 eines nicht weiter dargestellten Hybrid-Fahrzeugs. Der Antrieb 2 umfasst im Sinne eines Antriebsstrangs eine Verbrennungskraftmaschine 3 und einen mit einer Traktionsbatterie 4 verbundenen elektrischen Motor 5. Über Kupplungen 6 werden die Verbrennungskraftmaschine 3 und/oder der elektrische Motor 5 mit einem Getriebe 7 verbunden. Über das Getriebe 7 wird dann in nicht weiter dargestellter Art und Weise mindestens ein Rad 8 des Fahrzeugs angetrieben. Hereinafter, further features and advantages of an embodiment according to the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment with reference to the drawing. 1 shows a schematic representation of a control device 1 for a drive 2 of a hybrid vehicle not shown. In the sense of a drive train, the drive 2 comprises an internal combustion engine 3 and an electric motor 5 connected to a traction battery 4. The internal combustion engine 3 and / or the electric motor 5 are connected to a transmission 7 via clutches 6. Via the gear 7, at least one wheel 8 of the vehicle is then driven in a manner not shown.
Die Regelungsvorrichtung 1 .umfasst ferner eine Regeleinrichtung 9 zum Laden der Traktionsbatterie 4 gemäß einer Ladestrategie. Als Ladestrategie eines Hybridfahrzeuges bezeichnet man die Steuerung, welche den Ladezustand der Traktionsbatterie durch zusätzliches Belasten der Verbrennungskraftmaschine 3 und Nutzen des elektrischen Motors 5 als Generator steuert. Typischerweise hat die Ladestrategie das Ziel, die Energie zu einem besonders guten Wirkungsgrad aller Komponenten des Hybrid-Antriebs 2 zu erzeugen. The control device 1 further comprises a control device 9 for charging the traction battery 4 according to a charging strategy. As charging strategy of a hybrid vehicle is called the controller, which controls the state of charge of the traction battery by additionally loading the internal combustion engine 3 and benefits of the electric motor 5 as a generator. Typically, the charging strategy has the goal to generate the energy to a particularly good efficiency of all components of the hybrid drive 2.
In einer zeichnerisch nicht separat dargestellten Basis-Form umfasst die Regelungsvorrichtung 1 eine Regeleinrichtung 9, die mit einer ersten Datenbank 10 verbunden ist, in der als sog. Muschelkennfeld Kennlinien bzw. Kennfelder der Verbrennungskraftmaschine 3 abgelegt sind. Die Regeleinrichtung 9 umfasst ferner Mittel, die unter genauer Kenntnis eines aktuellen Arbeitspunktes der Brennkraftmaschine 3 zu einer Begrenzung einer Lastpunktverschiebung derart ausgebildet sind, dass günstige Betriebsbereiche der Verbrennungskraftmaschine eingehalten werden und damit insbesondere eine Lastpunktverschiebung in ungünstige Betriebsbereiche vermieden wird. Anders ausgedrückt: Eine idealer Weise erwünschte Aufladung der Traktionsbatterie 4 wird als zusätzliche Last für die Verbrennungskraftmaschine 3 soweit begrenzt, dass die Verbrennungskraftmaschine 3 in einem immer noch günstigen Betriebsbzw. Arbeitspunkt läuft. Als derartige ungünstige Betriebsbereiche sind in der ersten Datenbank 10 in dem Fall, dass die Verbrennungskraftmaschine 3 ein Ottomotor ist ein Anfettungsbereich und für den Fall, dass die Verbrennungskraftmaschine 3 eine Dieselmaschine ist eine über eine Partikelgehalt im Abgas definierte Russgrenze vermerkt. Derartige Kennzeichnungen sind dem Fachmann in Form markierter Abschnitte in einem Muschelkennfeld bekannt. In a basic form not shown separately in the drawing, the control device 1 comprises a control device 9, which is connected to a first database 10 is, are stored in the so-called mussel characteristic curves or maps of the internal combustion engine 3. The control device 9 further comprises means which are formed under precise knowledge of a current operating point of the internal combustion engine 3 to limit a load point shift such that favorable operating ranges of the internal combustion engine are met and thus in particular a load point shift is avoided in unfavorable operating ranges. In other words, an ideal manner desired charging of the traction battery 4 is limited as an additional load for the internal combustion engine 3 so far that the internal combustion engine 3 in a still favorable Betriebsbzw. Operating point is running. As such unfavorable operating ranges are in the first database 10 in the case that the internal combustion engine 3 is a gasoline engine is a Anfettungsbereich and in the event that the internal combustion engine 3 is a diesel engine is defined via a particulate content in the exhaust gas Russ boundary. Such markings are known to those skilled in the form of marked sections in a mussel map.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Regelungsvorrichtung 1 darüber hinaus zur vorausschauenden Priorisierung des Ladens der Traktionsbatterie 4 ausgebildet. So wird in diesem Beispiel' neben dem Muschelkennfeld der Verbrennungskraftmaschine 3 auch ein stromabhängige Innenwiderstand der als Hochvoltbatterie ausgebildeten Traktionsbatterie 4 berücksichtigt. Da es unter bestimmten Randbedingungen sinnvoll sein kann, eine statische Wirkungsgradbetrachtung durch eine situationsabhängige Verbrauchsoptimierung zu ersetzen, werden nachfolgend grundlegende Erweiterungen zum Umsetzung eines Verfahrens mit vorausschauender Priorisierung des Ladens der Traktionsbatterie 4 beschrieben. Bei einem derartigen Ansatz wird dann zum Beispiel bei hohem Fahrerwunsch nach Beschleunigung a oder Geschwindigkeit v nach bekannten Ansätzen auf die zusätzliche Last an der Verbrennungskraftmaschine 3 gezielt verzichtet, um ungünstige Luft- Kraftstoffmischverhältnisse, z.B. eine Anfettung, zu vermeiden und die Verbrennungskraftmaschine 3 weiter in verbrauchsgünstigen Bereichen des Muschelkennfeldes zu betreiben. In the illustrated embodiment, the control device 1 is also designed for predictive prioritization of the charging of the traction battery 4. Thus, in this example 'in addition to the shell characteristic of the internal combustion engine 3, a current-dependent internal resistance of the traction battery 4 designed as a high-voltage battery is taken into account. Since it may be useful under certain boundary conditions to replace a static efficiency analysis by a situation-dependent consumption optimization, basic extensions for implementing a method with predictive prioritization of the charging of the traction battery 4 are described below. In such an approach is then deliberately omitted, for example, at high driver's request for acceleration a or speed v known approaches to the additional load on the internal combustion engine 3 to unfavorable air fuel mixing ratios, such as enrichment, to avoid and the internal combustion engine 3 in fuel-efficient Areas of the mussel map.
Generell eignen sich diejenigen Fahrsituationen zum Laden der Traktionsbatterie, in denen sich ein optimaler Verbrennungsmotorwirkungsgrad einstellen lässt. Zum Bei- spiel erhält man bei einer Fahrt mit 50 km/h konstant die Ladeleistung deutlich günstiger, als dies beim Betrieb im Leerlauf bei Fahrzeugstillstand der Fall ist. Geht aber eine in der Hochvolt-Traktionsbatterie 4 gespeicherte Energiemenge zur Neige, muss gegebenenfalls die verbrauchsoptimale Ladestrategie verlassen werden und ein so genanntes Zwangsladen durchgeführt werden. Beim Zwangsladen wird ohne Rücksicht auf die Fahrsituation eine gewisse Energiemenge in die Traktionsbatterie eingebracht. In general, those driving situations are suitable for charging the traction battery, in which optimum combustion engine efficiency can be set. For example, At a speed of 50 km / h, the charging performance is consistently much lower than that of idling when the vehicle is at a standstill. However, if an amount of energy stored in the high-voltage traction battery 4 runs low, it may be necessary to leave the consumption-optimized charging strategy and carry out a so-called forced charging. With forced charging, regardless of the driving situation, a certain amount of energy is introduced into the traction battery.
In bekannten Systemen wird der Wirkungsgrad des Ladens also teilweise deutlich verschlechtert, was zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch führen kann. Zum Beispiel kann es sein, dass die Vermeidung von ungünstigen Kraftstoff- Luftverhältnissen die Ladestrategie derart begrenzt, dass die Traktionsbatterie 4 bis zum Zwangsladen entladen wird. Das heißt, um im aktuellen Zustand eine kleine Verbrauchsverschlechterung zu vermeiden, wird in kommenden Zuständen eine große Verbrauchsverschlechterung in Kauf genommen. In known systems, the efficiency of the charging is thus sometimes significantly deteriorated, which can lead to increased fuel consumption. For example, avoidance of adverse air-fuel ratios may limit the charging strategy such that the traction battery 4 is discharged to forced loading. That is, in order to avoid a small deterioration in consumption in the current state, a large deterioration in consumption is expected in coming states.
Aktuelle Systeme nutzen hierbei also keine vorausschauende Planung einer Ladestrategie, die eine Priorisierung des Ladens vorsieht. Durch Auswertung einer jeweils vorausliegenden Fahrsituation kann die Ladestrategie eine verbrauchsoptimale Priorisierung zwischen dem aktuellem und dem Gesamtwirkungsgrad des Antriebs auf der Strecke bis zum Fahrziel vornehmen. Die Regelungsvorrichtung 1 umfasst daher in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ferner eine Regeleinrichtung 9 zur vorausschauenden Priorisierung des Ladens der Traktionsbatterie 4, die mit einer ersten Datenbank 10 verbunden ist, in der ein Muschelkennfeld der Verbrennungskraftmaschine 2 abgelegt ist. Ferner ist die Einrichtung 9 mit einer zweiten Datenbank 11 verbunden, in der ein Kennfeld eines stromabhängigen Innenwiderstands der Hochvolt- Traktionsbatterie 4 enthalten ist. Weiter ist die Einrichtung 9 mit einem Navigationssystem 12 verbunden, das neben einer genauen Kenntnis eines aktuellen Aufenthaltsortes auch ein jeweiliges Ziel einer Fahrt und eine ausgewählte Route kennt. Schließlich ist die Einrichtung 9 noch mit einem Empfänger 13 zum Empfang weiterer, einen geplanten Betrieb des Hybridantriebs andererseits beeinflussenden Faktoren verbunden. Zu diesen Einflussfaktoren zählen in nicht abschließender Aufzählung u.a. aktuelle Wetterdaten, Verkehrsstörungen, Baustellen, temporäre Geschwindigkeitsbeschränkungen und/oder sonstiger den Verkehrsfluss einerseits und damit einen geplanten Betrieb des Hybridantriebs andererseits beeinflussende Faktoren und diesbezügliche Informationen. Current systems therefore do not use a forward-looking planning of a charging strategy, which provides for a prioritization of the store. By evaluating a respectively preceding driving situation, the charging strategy can make a consumption-optimal prioritization between the current and the overall efficiency of the drive on the route to the destination. The control device 1 therefore further comprises, in the present embodiment, a control device 9 for predictive prioritization of the charging of the traction battery 4, which is connected to a first database 10 in which a shell characteristic map of the internal combustion engine 2 is stored. Further, the device 9 is connected to a second database 11 in which a map of a current-dependent internal resistance of the high-voltage traction battery 4 is included. Further, the device 9 is connected to a navigation system 12, which also knows a respective destination of a journey and a selected route in addition to a precise knowledge of a current location. Finally, the device 9 is still connected to a receiver 13 for receiving further, a planned operation of the hybrid drive on the other hand influencing factors. These influencing factors include, but are not limited to, current weather data, traffic disruptions, construction sites, temporary speed limits and / or other traffic flows on the one hand and on the other hand influencing a planned operation of the hybrid drive factors and related information.
Unter Kenntnis eines jeweiligen Fahrerwunsches F sowie aktueller Messwerte für eine aktuelle Geschwindigkeit v und Beschleunigung a an dem Rad 8 des Fahrzeugs greift die Regeleinrichtung 9 auf eine Steuerung 14 des elektrischen Motors 5, eine Steuerung 15 der Verbrennungskraftmaschine 3 sowie eine Steuerung 16 für das Getriebe 7 und die hier zwei Kupplungen 6 zu. Eine Umsetzung des jeweiligen Fahrerwunsches F wird dabei mit einem Maximum an Dynamik des Hybrid-Antriebs realisiert, wobei ein jeweiliger Zugriff auf die Verbrennungskraftmaschine 3 und/oder den elektrischen Motors 5 unter Berücksichtigung von bestimmten Randbedingungen erfolgt. Demnach setzt die Regeleinrichtung 9 den Fahrerwunsch in Form einer situationsabhängigen und vorausschauend geplanten Verbrauchsoptimierung um, wobei weiterhin ein Laden der Hochvolt-Traktionsbatterie 4 im Vordergrund steht. Under the knowledge of a respective driver's request F and current measured values for a current speed v and acceleration a on the wheel 8 of the vehicle, the control device 9 accesses a controller 14 of the electric motor 5, a controller 15 of the internal combustion engine 3 and a controller 16 for the transmission 7 and here two clutches 6 too. An implementation of the respective driver's request F is realized with a maximum of dynamics of the hybrid drive, wherein a respective access to the internal combustion engine 3 and / or the electric motor 5 takes place under consideration of certain boundary conditions. Accordingly, the control device 9 converts the driver's request in the form of a situation-dependent and anticipated planned fuel consumption optimization, further charging the high-voltage traction battery 4 is in the foreground.
Durch Auswertung jeweils aktuell vorliegender Fahrsituationen nimmt die Ladestrategie eine verbrauchsoptimale Priorisierung von Ladevorgängen der Traktionsbatterie 4 vor, die in Form einer streckenabhängigen Planung den Gesamtwirkungsgrad des Antriebs auf der Strecke bis zu einem jeweiligen Fahrziel optimiert. By evaluating each currently present driving situations, the charging strategy takes a consumption-optimal prioritization of charging the traction battery 4, which optimizes the overall efficiency of the drive on the route to a particular destination in the form of a route-dependent planning.
In einer Umsetzung wird aus den Navigationsstreckendaten gelesen, welche Route ein Fahrer mit gewisser Wahrscheinlichkeit fahren wird. Durch die Kartendaten sind ebenfalls bestimmte Attribute der betreffenden Streckenabschnitte bekannt, wie zum Beispiel Geschwindigkeitsbegrenzungen oder Anzahl der Stoppstellen. Die vorausliegenden Streckenabschnitte werden nun zur Laufzeit bewertet, in wieweit hier Lastpunkte am Verbrennungsmotor zu erwarten sind, die einen guten Ladewirkungsgrad zulassen. In one implementation, it is read from the navigation route data which route a driver is likely to drive. The map data also discloses certain attributes of the route sections concerned, such as speed limits or the number of stops. The sections ahead are now evaluated at runtime to what extent load points on the internal combustion engine are to be expected, which allow a good charging efficiency.
Konkrete Beispiele für vordefinierte Streckenabschnitte: Specific examples of predefined sections:
1. Eine Spielstraße eignet sich tendenziell weniger zum Laden der HV-Batterie, da hier durch kurze und geringe Leistungsanforderungen des Fahrers in der Regel das elektrisch angetriebene Fahren zu bevorzugen ist. 2. Eine Überlandfahrt, insbesondere eine Autobahnfahrt, ist durch i.d.R. durchschnittliche Geschwindigkeiten in einem Bereich zwischen 100 km/h bis 150 km/h gekennzeichnet. Diese Geschwindigkeiten werden zudem gleichmäßig gehalten. In dieser Situation kann die Verbrennungskraftmaschine unter Auswahl einer hohen Übersetzung des Getriebes in einem sehr ökonomischen Bereich betrieben werden, der zudem eine Lastpunktverschiebung durch zusätzliches Laden der Traktionsbatterie 4 zulässt. 1. A game street tends to be less suitable for charging the HV battery, since here by short and low power requirements of the driver usually the electrically driven driving is preferable. 2. Overland travel, in particular motorway travel, is usually characterized by average speeds in a range between 100 km / h and 150 km / h. These speeds are also kept even. In this situation, the internal combustion engine can be operated by selecting a high gear ratio of the transmission in a very economical area, which also allows a load point shift by additionally charging the traction battery 4.
Durch die Vorhersage des Energiebedarfs für das elektrische Fahren in den kommenden Streckenabschnitten und der Abgleich mit der aktuell in der Traktionsbatterie verfügbaren Energie kann entschieden werden, ob zum Beispiel die Begrenzung des Ladens aufgrund Anfettung im späteren Verlauf zum Zwangsladen führen wird oder nicht. Sollte zum Beispiel auf die Spielstraße eine Überlandsituation folgen, in der ideal geladen werden kann, kann die Begrenzung ohne negative Folgen aktiviert werden. By predicting the energy demand for electric driving in the upcoming sections and comparing it to the energy currently available in the traction battery, it can be decided whether, for example, the limitation of charging due to enrichment will later lead to forced charging or not. If, for example, an overland situation follows on the game road in which it is possible to load ideally, the boundary can be activated without negative consequences.
Die Berechnung des Energiebedarfs entspricht dabei einer Vorhersage der Betriebsstrategie aufgrund Kenntnis über die Zukunft. Neben den prädiktiven Streckendaten können auch aus der Vergangenheit angelernte Werte herangezogen werden. So ist zum Beispiel bei einem Plug-in Hybrid interessant, wo ein Kunde häufig eine Ladesäule benutzt. Durch Speichern der GPS-Position beim Laden an so einer Säule, kann eine Statistik erzeugt werden, so dass beim Fahren auf typischen Strecken hin zu einer häufig genutzten .Ladesäule vermutet werden kann, dass wieder geladen werden wird. Dadurch ist es in diesen Fällen möglich, das elektrisch angetriebene Fahren gegenüber dem Laden zu priorisieren. Somit würde in diesem Sonderfall wiederum der Kraftstoffverbrauch über eine Laufzeit minimiert werden können. The calculation of the energy demand corresponds to a prediction of the operating strategy based on knowledge about the future. In addition to the predictive route data, values learned from the past can also be used. For example, a plug-in hybrid is interesting where a customer often uses a charging station. By storing the GPS position while loading on such a column, statistics can be generated so that when driving on typical routes to a frequently used charging post, it can be assumed that it will be reloaded. As a result, in these cases, it is possible to prioritize electrically driven driving versus loading. Thus, in this particular case, the fuel consumption over a period of time could be minimized again.
Es wird also Energie für den Fahrbetrieb bei einem besonders guten Wirkungsgrad aller Komponenten des Hybridantriebs erzeugt und zudem einem Laden der Hochvolt-Traktionsbatterie 4 Priorität eingeräumt. Diese Priorisierung ist unter Nutzung von Vorhersagen, die aus unterschiedlichsten Quellen stammen, dabei so gesteuert, dass ein Fahrer keine Komfort-Einbußen hinnehmen muss. Bezugszeichenliste It is thus generated energy for driving at a particularly good efficiency of all components of the hybrid drive and also given priority to charging the high-voltage traction battery 4. This prioritization is based on predictions that come from different sources, controlled so that a driver does not suffer comfort losses. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Regelungsvorrichtung 1 control device
2 Antrieb  2 drive
3 Verbrennungskraftmaschine  3 internal combustion engine
4 Hochvolt-Traktionsbatterie  4 high voltage traction battery
5 elektrischer Motor  5 electric motor
6 Kupplung  6 clutch
7 Getriebe  7 gears
8 angetriebenes Rad  8 driven wheel
9 Einrichtung zur Priorisierung des Ladens der Traktionsbatterie 4  9 Device for prioritizing the charging of the traction battery 4
10 erste Datenbank (Muschelkennfeld) mit aktuellem Arbeitspunkt und entsprechender Markierung günstiger Betriebsbereiche der Verbrennungskraftmaschine 3  10 first database (mussel map) with current operating point and appropriate marking of favorable operating ranges of the internal combustion engine. 3
11 zweite Datenbank (Innenwiderstand d. Traktionsbatterie)  11 second database (internal resistance of the traction battery)
12 Navigationssystem  12 navigation system
13 Empfänger aktueller Zusatzinformationen  13 recipients of current additional information
14 Steuerung des elektrischen Motors 5  14 Control of the electric motor 5
15 Steuerung der Verbrennungskraftmaschine 3  15 Control of the internal combustion engine 3
16 Steuerung für Getriebe 7 und die Kupplung(en) 6  16 Control for transmission 7 and the clutch (s) 6
F Fahrerwunsch F driver's request
a Beschleunigung a acceleration
v Geschwindigkeit v speed

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Regelung eines Hybridantriebs in einem Fahrzeug, bei dem eine Hochvolt-Traktionsbatterie (4) während des Betriebs einer zugehörigen Verbrennungskraftmaschine (3) durch einen elektrischen Motor (5) geladen wird, A method of controlling a hybrid drive in a vehicle in which a high-voltage traction battery (4) is charged by an electric motor (5) during operation of an associated internal combustion engine (3),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
einer Ladestrategie zur Steuerung eines Ladezustandes der Hochvolt- Traktionsbatterie (4) dahingehend eine Priorisierung des Ladens überlagert wird, dass eine Lastpunktverschiebung an der Brennkraftmaschine (2) zu einer weitgehenden Meidung ungünstiger Betriebszustände der Brennkraftmaschine (2) begrenzt wird.  a charging strategy for controlling a state of charge of the high-voltage traction battery (4) to the effect that a prioritization of the store is superimposed that a load point shift on the internal combustion engine (2) to an extensive avoidance of unfavorable operating conditions of the internal combustion engine (2) is limited.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Priorisierung des Ladens der Traktionsbatterie (4) als eine vorausschauende Priorisierung ausgeführt wird. 2. Method according to the preceding claim, characterized in that the prioritization of the charging of the traction battery (4) is carried out as a predictive prioritization.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen jeweils aktuell vorliegenden Anwendungsfall vorausliegende Fahrsituationen bis zum Erreichen eines Zielpunktes ausgewertet werden, um eine Ladestrategie zu planen, gemäß derer verbrauchsoptimale Ladevorgänge der Traktionsbatterie (4) über eine Fahrstrecke hinweg bis zum Erreichen eines jeweiligen Fahrziels hin vorgenommen werden. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for each currently present application, underlying driving situations are evaluated until reaching a destination to plan a charging strategy, according to which consumption-optimal charging of the traction battery (4) over a route away to Achievement of a respective destination to be made.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorausschauende Priorisierung an künftigen Betriebszuständen orientiert wird, wobei die Betriebszustände mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit eintreten werden. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a predictive prioritization is oriented to future operating conditions, the operating conditions will occur with relatively high probability.
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass diese Wahrscheinlichkeit u.a. auf Basis bekannter Gegebenheiten einer Route zum Erreichen eines aktuellen Zielpunktes bestimmt wird. 5. Method according to the preceding claim, characterized in that this probability u.a. is determined based on known circumstances of a route to reach a current destination point.
6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der künftigen Betriebszustände sowie deren Wahrscheinlichkeit neben der Kenntnis eines aktuellen Standortes, eines Zielpunktes und einer gewählten Fahrtroute auch Attribute von Streckenabschnitten der gewählten Fahrtroute dahingehend bewertet werden, in wieweit in einem jeden Streckenabschnitt solche Lastpunkte an der Verbrennungskraftmaschine zu erwarten sind, die neben dem Bereitstellen einer ausreichenden Antriebsleistung auch einen guten Ladewirkungsgrad zulassen. 6. Method according to the preceding claim, characterized in that that, in order to determine the future operating conditions and their likelihood, in addition to the knowledge of a current location, a destination and a selected route, attributes of sections of the selected route are evaluated to what extent such load points on the internal combustion engine are to be expected in each section of the route the provision of sufficient drive power also allow a good charging efficiency.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorausschauende Priorisierung als Auswertung einer Fahrtstrecke mindestens eine Aktualisierung erfährt, insbesondere durch Berücksichtigung aktueller Wetterdaten, einer aktuell gemeldeten Verkehrslage und/oder aktuelle Meldungen über Behinderungen des ungeschränkten Verkehrflusses, wie er z.B. durch Baustellen oder vorübergehende Geschwindigkeitsbeschränkungen gegeben sein kann, wobei die Aktualisierung insbesondere bei der Festlegung einer Fahrtroute vorgenommen wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a forward-looking prioritization as evaluation of a route undergoes at least one update, in particular by taking into account current weather data, a currently reported traffic situation and / or current messages about disabilities of unrestricted traffic flow, as e.g. may be given by construction sites or temporary speed limits, the update is made in particular when defining a route.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmte Streckenabschnitte vorausschauend einer vordefinierten Betriebsart des Hybridantriebs zugeordnet werden. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that certain sections are assigned in advance of a predefined mode of operation of the hybrid drive.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben prädiktiven Streckendaten auch aus der Vergangenheit angelernte Werte zur vorausschauende Priorisierung herangezogen werden, die für ein jeweiliges Fahrzeug verbrauchsabhängig, von einer befahrenen Region und/oder einem jeweiligen Fahrer nutzungsabhängig sind. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in addition to predictive route data from the past learned values are used for predictive prioritization, which are usage-dependent for a particular vehicle consumption-dependent, of a traveled region and / or a respective driver.
10. Vorrichtung zur Regelung eines Hybridantriebs in einem Fahrzeug, wobei der Antrieb (2) eine Verbrennungskraftmaschine (3) und einen mit einer Traktionsbatterie (4) verbundenen elektrischen Motor (5), Kupplungen (6), ein Getriebe (7) und mindestens ein mit dem Getriebe (7) gekoppeltes angetriebenes Rad (8) umfasst, 10. A device for controlling a hybrid drive in a vehicle, wherein the drive (2) an internal combustion engine (3) and one with a traction battery (4) connected electric motor (5), clutches (6), a transmission (7) and at least one comprising a driven wheel (8) coupled to the transmission (7),
wobei die Regelungsvorrichtung (1) zur Umsetzung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch besonders ausge- bildet ist, dass wherein the control device (1) for implementing a method according to one or more of the preceding claims characterized is that forms
die Regelungsvorrichtung (1) ferner eine Regeleinrichtung (9) zur Priorisierung des Ladens der Traktionsbatterie (4) umfasst, the control device (1) further comprises a control device (9) for prioritizing the charging of the traction battery (4),
und die Regeleinrichtung (9) mit einer ersten Datenbank (10) verbunden ist * , in der ein Muschelkennfeld der Verbrennungskraftmaschine (2) abgelegt ist, and the control device (9) is connected to a first database (10) *, in which a shell characteristic map of the internal combustion engine (2) is stored,
und Mittel umfasst, die unter genauer Kenntnis eines aktuellen Arbeitspunktes der Brennkraftmaschine (2) zur Begrenzung einer Lastpunktverschiebung unter Einhaltung günstiger Betriebsbereiche ausgebildet sind. and means, which are formed with precise knowledge of a current operating point of the internal combustion engine (2) for limiting a load point shift while maintaining favorable operating ranges.
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