EP4719809A1 - Verfahren zur steuerung eines antriebssystems eines fahrzeugs mit zwei elektrischen maschinen - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines antriebssystems eines fahrzeugs mit zwei elektrischen maschinen

Info

Publication number
EP4719809A1
EP4719809A1 EP24721079.2A EP24721079A EP4719809A1 EP 4719809 A1 EP4719809 A1 EP 4719809A1 EP 24721079 A EP24721079 A EP 24721079A EP 4719809 A1 EP4719809 A1 EP 4719809A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
time
connection
electrical machine
expected
recuperation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24721079.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sara Mohajer
Peter Dengler
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4719809A1 publication Critical patent/EP4719809A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2054—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed by controlling transmissions or clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/40—Electrical machine applications
    • B60L2220/42—Electrical machine applications with use of more than one motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/50—Drive Train control parameters related to clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/22—Standstill, e.g. zero speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/26—Transition between different drive modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems eines Fahrzeugs (1) mit zwei oder mehr elektrischen Maschinen (2, 12), die wenigstens eine Antriebsachse (8, 18) des Fahrzeugs antreiben, wobei, wenn festgestellt wird (100), dass ein Teillastbetrieb möglich ist, eine erste der elektrischen Maschinen an einem Entkoppelungszeitpunkt entkoppelt wird (110) und wenigstens eine zweite der elektrischen Maschinen zum Antreiben der wenigstens einen Antriebsachse verwendet wird, wobei ein voraussichtlicher Zuschaltzeitpunkt (34) bestimmt wird (120), an dem die erste elektrische Maschine voraussichtlich wieder zugeschaltet wird, wobei in Abhängigkeit von dem voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt (34) die erste elektrische Maschine nach dem Entkoppeln - in einem Rekuperationsmodus betrieben wird (140), in dem kinetische Energie der ersten elektrischen Maschine als elektrische Energie rekuperiert wird, wenn ein Rekuperations-Zuschaltverlust (46) für den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt kleiner als ein Auslauf-Zuschaltverlust (40) für den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt ist, - in einem Auslaufmodus betrieben wird (150), in dem kinetische Energie der ersten elektrischen Maschine nicht rekuperiert wird, wenn der Rekuperations-Zuschaltverlust (46) für den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt größer als der Auslauf-Zuschaltverlust (40) für den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt ist.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems eines Fahrzeugs mit zwei elektrischen Maschinen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems eines Fahrzeugs mit zwei elektrischen Maschinen sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
Hintergrund der Erfindung
Fahrzeuge können mittels Elektromotoren bzw. elektrischer Maschinen elektrisch angetrieben werden. Bei hohen Leistungsanforderungen, z.B. bei Nutzfahrzeugen, kann ein Fahrzeug mehrere elektrische Maschinen aufweisen, um dieses anzutreiben. Beispielsweise können zwei elektrische Maschinen an zwei verschiedenen Fahrzeugachsen vorgesehen sein oder es können zwei elektrischen Maschinen an einer einzelnen Fahrzeugachse vorgesehen, die diese über ein Summierungsgetriebe gemeinsam antreiben können.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems eines Fahrzeugs mit zwei elektrischen Maschinen sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung bedient sich der Maßnahme, in einem Fahrzeug, das durch zwei oder mehr elektrische Maschinen angetrieben wird, nach Entkopplung einer ersten der elektrischen Maschinen von einer angetriebenen Antriebsachse einen voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt zu bestimmen, an dem die erste elektrische Maschine voraussichtlich wieder zugeschaltet wird, und basierend auf dem voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt einen Rekuperationsmodus, in dem in der ersten elektrischen Maschine gespeicherte kinetische Energie rekuperiert wird, oder einen Auslaufmodus, in dem ein Auslaufen der ersten elektrischen Maschine ohne Rekuperation erfolgt, zu verwenden. Es wird der Modus verwendet, in dem der Energieverlust, der durch das Entkoppeln und das Zuschalten bedingt ist, geringer ist. Durch diese Maßnahme wird der Energieverbrauch gegenüber der ausschließlichen Verwendung des Rekuperationsmodus oder der ausschließlichen Verwendung des Auslaufmodus oder des dauerhaften Verwendens beider Antriebe verringert.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines elektrisch mit zwei oder mehr elektrischen Maschinen angetriebenen Fahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash- Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN- Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung, etc.) erfolgen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figuren 1A, 1 B zeigen verschiedene mögliche Antriebsanordnungen an einem Fahrzeug mit zwei elektrischen Maschinen.
Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3 illustriert ein mögliches Vorgehen bei der Auswahl des Rekuperationsmo- dus oder des Auslaufmodus.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Figuren 1A, 1 B zeigen verschiedene mögliche Antriebsanordnungen an einem Fahrzeug 1 mit zwei elektrischen Maschinen.
In Figur 1A sind zwei Antriebsachsen vorgesehen (Doppelachse), wobei an jeder der Antriebsachsen jeweils eine elektrische Antriebsanordnung bestehend aus einer elektrischen Maschine 2, einem Inverter 4 und einem Getriebe 6, über das eine angetriebene Achse 8 (bzw. Welle) mit der elektrischen Maschine 2 gekoppelt ist bzw. koppelbar ist, angeordnet ist. Wenigstens eines der Getriebe 6 erlaubt ein Entkoppeln der jeweiligen elektrischen Maschine 2 von der entsprechenden angetriebenen Achse 8. Die elektrischen Maschinen 2 werden über die jeweiligen Inverter 4 mit Wechselströmen angesteuert und erlauben insbesondere auch die Rekuperation von kinetischer in elektrische Energie.
Die elektrischen Antriebsanordnungen können beispielsweise jeweils als Baueinheit bzw. integrierte Antriebsachse (sogenannte elektrifizierte Achse mit Einzelantrieb) ausgeführt sein. In Figur 1 B ist eine Antriebsachse vorgesehen, an der eine elektrische Antriebsanordnung angeordnet ist, die aus zwei elektrischen Maschinen 12, zwei Invertern 14 und einem Getriebe 16 besteht. Das Getriebe 16 ist mit beiden elektrischen Maschinen 12 und mit einer angetriebenen Achse 18 (bzw. Welle) gekoppelt, wobei das Getriebe 16 ein Summierungsgetriebe umfasst, so dass die elektrischen Maschinen 12 die Achse 18 gemeinsam antreiben können. Das Getriebe 16 ist so ausgelegt, dass wenigstens eine der elektrischen Maschinen 12 von der angetriebenen Achse 18 entkoppelt werden kann. Die elektrischen Maschinen 12 werden über die jeweiligen Inverter 14 mit Wechselströmen angesteuert und erlauben insbesondere auch die Rekuperation von kinetischer in elektrische Energie.
Die elektrische Antriebsanordnung kann beispielsweise als Baueinheit bzw. integrierte Antriebsachse (sogenannte elektrifizierte Achse mit Doppelantrieb) ausgeführt sein.
Im Fahrzeug 1 beider Ausgestaltungen der Figuren 1A, 1 B ist weiterhin wenigstens eine Batterie vorgesehen (nicht dargestellt), die über elektrische Leitungen mit den Invertern 8, 18 verbunden ist, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen und rekuperierte elektrische Energie zu speichern.
Da jeweils zumindest eine der elektrischen Maschinen von der angetriebenen Achse entkoppelbar ist, kann im Teillastbereich eine der elektrischen Maschinen abgeschaltet werden, um die Effizienz des Antriebsystems zu erhöhen. Das entsprechende Getriebe umfasst dazu eine Kupplung und/oder Synchronisiereinrichtung, um die elektrische Maschine entkoppeln zu können und bei Beenden des Teillastbetriebs wieder der Achse zuschalten, d.h. synchronisieren und koppeln zu können. Bei diesem Synchronisieren bzw. Aufsynchronisieren muss die entkoppelte elektrische Maschine zunächst wieder auf eine Drehzahl (als Syn- chron-Drehzahl) beschleunigt werden, die gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Übersetzung des Getriebes der Drehzahl der angetriebenen Achse bzw. der anderen elektrischen Maschine entspricht. Das Zuschalten ist entsprechend mit einem gewissen Energieverbrauch verbunden. Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Es wird von einem Zustand ausgegangen, in dem das Fahrzeug von beiden elektrischen Maschinen angetrieben wird.
In Schritt 100 wird insbesondere geprüft, ob ein Teillastbetrieb möglich ist. Beispielsweise wird dabei geprüft, ob eine elektrische Maschine über ausreichend Antriebsleistung (Leistung und/oder Drehmoment) verfügt, um das Fahrzeug allein antreiben zu können. Wenn eine elektrische Maschine ausreichend ist, kann geprüft werden, ob ein Betrieb mit nur einer elektrischen Maschine energetisch günstiger ist als der Betrieb mit zwei elektrischen Maschinen. Hierzu können Effizienzkennlinien des Antriebsstranges, d.h. der elektrischen Maschinen und/oder der Inverter und/oder der Getriebe, berücksichtigt werden. Diese Prüfung in Schritt 100 wird wiederholt, bis festgestellt wird, dass ein Teillastbetrieb möglich ist.
Wenn der Teillastbetrieb möglich ist, wird in Schritt 110 eine der elektrischen Maschinen (als erste elektrische Maschine bezeichnet) an einem Entkopplungszeitpunkt entkoppelt. Die drehfeste Verbindung der ersten elektrische Maschine mit der Achse über das entsprechende Getriebe wird also getrennt (durch Öffnen einer Kupplung). Das Fahrzeug wird somit lediglich durch die andere elektrische Maschine (als zweite elektrische Maschine bezeichnet) angetrieben bzw. im Allgemeinen, da das Verfahren auch für mehr als zwei elektrischen Maschinen angewendet werden kann, durch die wenigstens eine zweite elektrische Maschine. Am Entkopplungszeitpunkt weist die erste elektrische Maschine eine Entkopplungs-Drehzahl auf.
In Schritt 120 wird ein voraussichtlicher Zuschaltzeitpunkt bestimmt, an dem die erste elektrische Maschine voraussichtlich wieder zugeschaltet bzw. gekoppelt wird. Dazu werden Fahrwegdaten ausgewertet, die z.B. eine voraussichtliche Geschwindigkeit und/oder eine voraussichtliche Fahrstrecke, insbesondere Höheninformationen entlang der Fahrstrecke, einschließen. Der Zuschaltzeitpunkt kann insbesondere dadurch bestimmt sein, dass die Antriebsleistung im Teillastbetrieb nicht ausreicht oder dass der Betrieb mit beiden elektrischen Maschinen energetisch günstiger ist.
In Schritt 130 wird abhängig vom voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt bzw. von der zeitlichen Länge der Zeitspanne zwischen dem Entkopplungszeitpunkt und dem voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt bestimmt, ob die erste elektrische Maschine nach dem Entkoppeln in einem Rekuperationsmodus oder in einem Auslaufmodus betrieben werden soll. Dabei wird der energetisch günstigere Modus verwendet.
Wenn in Schritt 130 der Rekuperationsmodus ausgewählt wird, erfolgt in Schritt 140 ein Betrieb der ersten elektrischen Maschine im Rekuperationsmodus, in dem kinetische Energie (Rotationsenergie), die in der ersten elektrischen Maschine (insbesondere deren Rotor) und mit dieser (auch nach dem Entkoppeln) verbundenen (mitrotierenden) Wellen und/oder Getriebeelementen (z.B. Zahnräder) und/oder Ähnlichem gespeichert ist, in elektrische Energie gewandelt wird. D.h. der Inverter der ersten elektrischen Maschine wird entsprechend angesteuert. Die Energiemenge, die so rekuperiert wird, hängt insbesondere von der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine bei Beginn des Rekuperationsmodus ab. In der Folge kommt die erste elektrische Maschine relativ schnell zum Stillstand (Drehzahl gleich null).
Wenn in Schritt 130 der Auslaufmodus ausgewählt wird, erfolgt in Schritt 150 ein Betrieb der ersten elektrischen Maschine im Auslaufmodus, in dem die kinetische Energie der ersten elektrischen Maschine (und mitrotierender Elemente) nicht rekuperiert wird. Es wird also keine elektrische Energie zurückgewonnen. Im Auslaufmodus verringert sich die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine relativ langsam (im Vergleich zum Rekuperationsmodus), im Wesentlichen bedingt durch Reibung.
In Schritt 160 erfolgt insbesondere ein Zuschalten der entkoppelten ersten elektrischen Maschine, d.h. ein Übergang vom Teillastbetrieb zum Betrieb (Volllastbetrieb), in dem beide elektrische Maschinen das Fahrzeug antreiben bzw. mit der wenigstens einen Achse gekoppelt sind. Wie bereits oben beschrieben, erfolgt bei diesem Zuschalten vor dem Koppeln (durch Schließen der Kupplung) ein Synchronisieren der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine mit der Drehzahl der Antriebsachse, mit der diese über ein Getriebe verbunden ist. Dieses Synchronisieren, welches insbesondere eine Erhöhung der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine auf eine Synchron-Drehzahl, bei der die Kopplung erfolgen kann, einschließt, benötigt eine gewisse Energie. Die benötigte Energie ist abhängig von Drehzahl, bei der diese Drehzahlerhöhung beginnt, so dass der Auslaufmodus - obwohl darin keine Energie rekuperiert wird - energetisch günstiger sein kann als der Rekuperationsmodus. Selbstverständlich kann im Allgemeinen das Zuschalten in Schritt 160 an einem anderen Zeitpunkt als dem voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt erfolgen, etwa wenn die Bestimmung des voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkts nicht ausreichend genau war, z.B. weil in dieser Faktoren, die die Last beeinflussen (beispielsweise Windverhältnisse), nicht bekannt waren.
Figur 3 illustriert ein mögliches Vorgehen bei der Auswahl des Rekuperationsmodus oder des Auslaufmodus, z.B. entsprechend den Schritten 120 und 130 der Figur 2.
Dazu ist beispielsweise in einem Steuergerät des Fahrzeugs und/oder dessen Antriebs eine entsprechende Modus-Auswahl-Funktionalität 28 implementiert, insbesondere durch Ausführen eines entsprechenden Computerprogramms.
Wie beschrieben, können Fahrwegdaten ausgewertet werden, um den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt zu bestimmen. Dazu erfolgt beispielsweise eine Lastvorhersage 30, die auf Positionsdaten (z.B. GNSS-Daten 32, engl. Global Navigation Satellite System, globales Satellitennavigationssystem, wie z.B. GPS, GALILEO usw.) und/oder Karteninformationen, die Fahrstreckeninformationen und insbesondere Höheninformationen einschließen, und/oder anderen Daten, die die Last beeinflussen (z.B. Wetterverhältnisse), basieren kann. Etwa wird aus den Positionsdaten (z.B. GNSS-Daten 32) die Position und Fahrrichtung des Fahrzeugs bestimmt und basierend darauf mittels der Karteninformationen die voraussichtliche Fahrstrecke bestimmt. Anhand der voraussichtlichen Fahrstrecke, insbesondere den entsprechenden Höheninformationen, kann für einen zeitlichen Vorhersagehorizont H (bzw. Vorhersagezeitraum) die voraussichtliche Last bestimmt werden, z.B. unter Annahme einer unveränderten Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die Länge des zeitlichen Vorhersagehorizonts H wird z.B. als bestimmter Wert vorgegeben oder abhängig von der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine beim Entkoppeln gewählt, z.B. gleich der Zeitspanne gewählt, die die erste elektrische Maschine für das Auslaufen bis zum Stillstand benötigen würde, wenn keine Rekuperation erfolgt. Weitergehend kann, wenn von einer aufgrund der Last geänderten Geschwindigkeit ausgegangen wird, anhand der voraussichtlichen Last auch die voraussichtliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs über den Vorhersagehorizont H bzw. zumindest am voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt und damit die Synchron-Drehzahl, d.h. die Drehzahl, auf die die erste elektrische Maschine beim Zuschalten gebracht werden muss, geschätzt bzw. vorhergesagt werden.
Basierend auf der Lastvorhersage 30 kann der Zuschaltzeitpunkt 34 bestimmt werden, z.B. als der Zeitpunkt, ab dem die Leistung der (wenigstens einen) zweiten elektrischen Maschine nicht mehr ausreicht, oder als Zeitpunkt, ab dem die gemeinsame Verwendung der ersten und der zweiten elektrischen Maschine effizienter ist.
Es kann eine Verlustberechnung 36 erfolgen, in der für den Rekuperationsmodus und den Auslaufmodus bestimmt wird, wie viel Energie durch das Entkoppeln und Zuschalten verloren geht, wenn der jeweilige Modus durchgeführt würde. In der Verlustberechnung 36 wird z.B. die kinetische Energie 38 der ersten elektrischen Maschine, insbesondere deren Rotors, berücksichtigt, die hier für das Auslaufen als zeitliche fallende Kurve in einem Diagramm, in welchem die Energie E gegen die Zeit t aufgetragen ist, dargestellt ist. Die kinetische Energie 38 hängt von der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine ab und fällt entsprechend mit fallender Drehzahl ausgehend von der Entkopplungs-Drehzahl. Die funktionale Abhängigkeit von der Zeit kann z.B. durch ein gespeichertes Kennfeld und/oder ein Model und/oder eine Funktion basierend auf der Entkopplungs-Drehzahl bestimmt werden Korrespondierend ist die zum Zuschalten bzw. zum Aufsynchronisieren benötigte Energie, die als Auslauf-Zuschaltverlust 40 bezeichnet wird, als (monoton) steigende Kurve dargestellt. Die Summe der beiden Kurven entspricht zu jedem Zeitpunkt der als Maximal-Zuschaltverlust 44 bezeichneten Energie, die benötigt wird, um ausgehend vom Stillstand (Drehzahl gleich null) die erste elektrische Maschine auf die Synchron-Drehzahl zu beschleunigen und diese zu koppeln. Der Ursprung der Zeitachse entspricht in der Darstellung dem Entkopplungszeitpunkt.
Weiterhin ist eine gestrichelte Linie eingezeichnet, die dem als Rekuperations- Zuschaltverlust 46 bezeichneten Energieverlust bei Verwendung des Rekuperati- onsmodus, d.h. bei Rekuperation und anschließendem Zuschalten aus dem Stillstand, anzeigt. Dier Rekuperations-Zuschaltverlust 46 ist gleich dem Maximal- Zuschaltverlust 44 abzüglich der bei der Rekuperation zurückgewinnbaren bzw. rekuperierbaren Energie, die insbesondere von der Drehzahl (bzw. Entkopplungs-Drehzahl) der ersten elektrischen Maschine am Entkopplungszeitpunkt abhängig ist.
Entsprechend kann ein Zeitpunkt bzw. Äquivalenzzeitpunkt 48 bestimmt werden, an dem der Auslauf-Zuschaltverlust 40 den Rekuperations-Zuschaltverlust 46 übersteigt. Der Äquivalenzzeitpunkt 48 wird in einem Vergleichsschritt 50 mit dem Zuschaltzeitpunkt 34 (der in der Lastvorhersage 32 bestimmt wurde) verglichen, wobei, wenn der Äquivalenzzeitpunkt 48 nach dem Zuschaltzeitpunkt 34 liegt (oder gleich diesem ist), der Auslaufmodus 52 (entsprechend Schritt 150 in Figur 1) verwendet wird, und wenn der Äquivalenzzeitpunkt 48 vor dem Zuschaltzeitpunkt 34 liegt, der Rekuperationsmodus 52 (entsprechend Schritt 140 in Figur 1) verwendet wird.
Der Begriff "Verlust" in Rekuperations-Zuschaltverlust und Auslauf-Zuschaltver- lust bezieht sich auf den Energieverlust, der durch die notwendige Energie zum Zuschalten abzüglich der rekuperierten Energie bzw. der noch vorhandenen kinetischen Energie bedingt ist. Insgesamt, d.h. unter Berücksichtigung der Energie, die zum Antreiben des Fahrzeugs benötigt wird, kann natürlich trotzdem weniger Energie verbraucht werden, da bei Teillast das Antreiben mit lediglich der zweiten elektrischen Maschine energetisch günstiger als das Antreiben mit erster und zweiter elektrischer Maschine sein kann.
Bei der vorstehend beschriebenen Verlustberechnung 36 wird von einer gleich- bleibenden Geschwindigkeit des Fahrzeugs ausgegangen. Im Allgemeinen kann sich die Geschwindigkeit ändern und damit auch die Synchron-Drehzahl, die sich insbesondere mit der Zeit ändern kann. Dies führt dazu, dass sich der Maximal- Zuschaltverlust mit der sich ändernden Synchron-Drehzahl (insbesondere mit der Zeit) ändert, entsprechend ändern sich dann auch der Auslauf-Zuschaltverlust und der Rekuperations-Zuschaltverlust, insbesondere als Funktion der Zeit. Die voraussichtliche Synchron-Drehzahl kann z.B. im Rahmen der Lastvorhersage 30 bestimmt werden, wenn darin die voraussichtliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs über den Vorhersagehorizont H bzw. zumindest am voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt bestimmt wird.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems eines Fahrzeugs (1) mit zwei oder mehr elektrischen Maschinen (2, 12), die wenigstens eine Antriebsachse (8, 18) des Fahrzeugs antreiben, wobei, wenn festgestellt wird (100), dass ein Teillastbetrieb möglich ist, eine erste der elektrischen Maschinen an einem Entkoppelungszeitpunkt entkoppelt wird (110) und wenigstens eine zweite der elektrischen Maschinen zum Antreiben der wenigstens einen Antriebsachse verwendet wird; wobei ein voraussichtlicher Zuschaltzeitpunkt (34) bestimmt wird (120), an dem die erste elektrische Maschine voraussichtlich wieder zugeschaltet wird; wobei in Abhängigkeit von dem voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt (34) die erste elektrische Maschine nach dem Entkoppeln in einem Rekuperationsmodus betrieben wird (140), in dem kinetische Energie der ersten elektrischen Maschine als elektrische Energie rekupe- riert wird, wenn ein Rekuperations-Zuschaltverlust (46) für den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt kleiner als ein Auslauf-Zuschaltverlust (40) für den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt ist, in einem Auslaufmodus betrieben wird (150), in dem kinetische Energie der ersten elektrischen Maschine nicht rekuperiert wird, wenn der Rekuperations-Zuschaltverlust (46) für den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt größer als der Auslauf-Zuschaltverlust (40) für den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Rekuperations-Zuschaltverlust (46) dem Energieverlust bei Verwendung des Rekuperationsmodus (140) und anschließendem Zuschalten (160) der ersten elektrischen Maschine entspricht, und wobei der Auslauf-Zuschaltverlust (40) dem Energieverlust bei Verwendung des Auslaufmodus (150) und anschließendem Zuschalten (160) der ersten elektrischen Maschine entspricht.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein Maximal-Zuschalt- verlust (44) bestimmt wird, welcher der Energie entspricht, die für das Zuschalten der ersten elektrischen Maschine am voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt (34) ausgehend von einer Drehzahl von null benötigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Rekuperations-Zuschaltverlust (46) als der Maximal-Zuschaltverlust (44) abzüglich der bei gegebener Entkopplungs-Drehzahl der ersten elektrischen Maschine rekuperierbaren Energie bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein zeitlicher Verlauf der kinetischen Energie (38) der ersten elektrischen Maschine für ein Auslaufen ohne Rekuperation bestimmt wird; und wobei der Auslauf-Zuschaltverlust (40) für den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt als Maximal-Zuschaltverlust abzüglich der kinetischen Energie (38) der ersten elektrischen Maschine zum voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt (34) bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein zeitlicher Verlauf der kinetischen Energie (40) der ersten elektrischen Maschine für ein Auslaufen ohne Rekuperation bestimmt wird; wobei ein zeitlicher Verlauf des Auslauf-Zuschaltver- lusts (40) bestimmt wird, so dass die Summe des Auslauf-Zuschaltverlusts und der kinetischen Energie für alle Zeitpunkte gleich dem Maximal-Zuschaltverlust ist; wobei ein Äquivalenzzeitpunkt (48) bestimmt wird, an dem der Auslauf-Zuschaltverlust dem Rekuperations-Zuschaltverlust entspricht; wobei die erste elektrische Maschine nach dem Entkoppeln (110) im Reku- perationsmodus betrieben wird (140), wenn der Äquivalenzzeitpunkt (48) nach dem Zuschaltzeitpunkt (34) liegt, und wobei die erste elektrische Maschine nach dem Entkoppeln (110) im Auslaufmodus betrieben wird (150), wenn der Äquivalenzzeitpunkt (48) vor dem Zuschaltzeitpunkt (34) liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der zeitliche Verlauf der kinetischen Energie (40) der ersten elektrischen Maschine mittels eines Kennfeldes und/oder eines Models und/oder einer Funktion basierend auf der Entkopplungs-Drehzahl bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Zuschalten (160) ein Synchronisieren der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine und ein Koppeln der ersten elektrischen Maschine mit der wenigstens einen Antriebsachse umfasst; wobei eine Synchron-Drehzahl für die erste elektrische Maschine bestimmt wird, den diese am voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt (34) erreichen muss, um das Koppeln der ersten elektrischen zu ermöglichen.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Fahrwegdaten ausgewertet werden, um den voraussichtlichen Zuschaltzeitpunkt zu bestimmen.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Lastvorhersage (30), die am Entkoppelungszeitpunkt beginnt und sich maximal über einen zeitlichen Vorhersagehorizont (H) erstreckt, durchgeführt wird; wobei der voraussichtliche Zuschaltzeitpunkt (34) auf Grundlage der Lastvorhersage (30) bestimmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Lastvorhersage (30) auf Positionsdaten, insbesondere GNSS-Daten (32), und/oder Karteninformationen, die Fahrstreckeninformationen und insbesondere Höheninformationen einschließen, und/oder anderen Daten, die die Last beeinflussen, basiert.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend Zuschalten (160) der ersten elektrischen Maschine.
13. Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
14. Computerprogramm, das eine Recheneinheit dazu veranlasst, alle Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
15. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 14.
EP24721079.2A 2023-05-30 2024-04-17 Verfahren zur steuerung eines antriebssystems eines fahrzeugs mit zwei elektrischen maschinen Pending EP4719809A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023205016.1A DE102023205016A1 (de) 2023-05-30 2023-05-30 Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems eines Fahrzeugs mit zwei elektrischen Maschinen
PCT/EP2024/060416 WO2024245639A1 (de) 2023-05-30 2024-04-17 Verfahren zur steuerung eines antriebssystems eines fahrzeugs mit zwei elektrischen maschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4719809A1 true EP4719809A1 (de) 2026-04-08

Family

ID=90829354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP24721079.2A Pending EP4719809A1 (de) 2023-05-30 2024-04-17 Verfahren zur steuerung eines antriebssystems eines fahrzeugs mit zwei elektrischen maschinen

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4719809A1 (de)
CN (1) CN121263321A (de)
DE (1) DE102023205016A1 (de)
WO (1) WO2024245639A1 (de)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020111605A1 (de) * 2020-04-29 2021-11-04 Audi Aktiengesellschaft Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines elektrisch angetriebenen Kraftwagens
DE102020121695A1 (de) * 2020-08-19 2022-02-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer elektrischen Maschine bei einem Rekuperationsvorgang
DE102020216247A1 (de) * 2020-12-18 2022-06-23 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Antrieb eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs sowie Getriebeanordnung und Antriebsvorrichtung für ein solches Fahrzeug
DE102021102203A1 (de) * 2021-02-01 2022-08-04 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, Fahrzeugsystem sowie Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
CN121263321A (zh) 2026-01-02
DE102023205016A1 (de) 2024-12-05
WO2024245639A1 (de) 2024-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2000063041A1 (de) Hybridantrieb mit schaltbaren kupplungen für ein kraftfahrzeug
DE102011003080A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung
EP2691277A2 (de) Verfahren zum betreiben eines hybrid-antriebsstranges
DE102010008726A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug
DE102009045485A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung, Antriebsvorrichtung
DE102009033866A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens
DE112007001256T5 (de) Fahrzeugantriebstrang, Steuereinrichtung für diesen und Verfahren zum Steuern des Fahrzeugantriebstrangs
WO2018054880A2 (de) Verfahren zum betreiben eines hybridfahrzeugs
DE102014219221A1 (de) Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
DE102008001650A1 (de) Antriebsstranganordnung eines Fahrzeuges
DE102018206050B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102008024622A1 (de) Triebstrangstruktur bei Hybrid-Kraftfahrzeugen
WO2023072511A1 (de) Verfahren zum betreiben eines automatikgetriebes eines hybridfahrzeugs, automatikgetriebe sowie hybridfahrzeug
WO2024245639A1 (de) Verfahren zur steuerung eines antriebssystems eines fahrzeugs mit zwei elektrischen maschinen
EP2651736B1 (de) Verfahren zum betreiben einer antriebsvorrichtung eines fahrzeugs, vorrichtung, computer-programmprodukt
EP1575797B1 (de) Verfahren zur einstellung des betriebspunkts eines antriebsstrangs
DE102011110979B4 (de) Verfahren zum Starten eines Verbrennungsmotors und entsprechender Antrieb
DE102018214246A1 (de) Elektrofahrzeug mit optimiertem Wirkungsgrad
DE102022102428A1 (de) Verfahren und System zur Steuerung der Motorkupplung eines Parallelhybridfahrzeugs des Typs P2
DE102017212554A1 (de) Hybridmodul und antriebsstrang für ein hybridfahrzeug sowie verfahren zum betreiben eines hybridmoduls eines hybridfahrzeugs
DE102023203342B3 (de) Verfahren zur Steuerung eines Betriebs einer Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs
DE102019206299A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug
EP3841318B1 (de) Verfahren zum betrieb eines antriebsstrangs
DE102015215912A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, System zum Betreiben einer Elektromaschine eines elektrifizierten Abgasturboladers, Computerprogrammprodukt, Antriebseinheit und Kraftfahrzeug
DE102016119660A1 (de) Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs in einem Hybridfahrzeug, Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug sowie Hybridfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20260102

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR