WO2008071381A2 - Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem - Google Patents

Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem Download PDF

Info

Publication number
WO2008071381A2
WO2008071381A2 PCT/EP2007/010778 EP2007010778W WO2008071381A2 WO 2008071381 A2 WO2008071381 A2 WO 2008071381A2 EP 2007010778 W EP2007010778 W EP 2007010778W WO 2008071381 A2 WO2008071381 A2 WO 2008071381A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
module
amgk
vkm
amk
modes
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/010778
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2008071381A3 (de
Inventor
Peter Mori
Theodor Schöberl
Helmut Martin
Florian Kramer
Clemens Burow
Jan-Erik Hein
Manfred Posch
Original Assignee
Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg
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 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg filed Critical Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg
Priority to AT07866233T priority Critical patent/ATE525263T1/de
Priority to EP07866233A priority patent/EP2097304B1/de
Priority to US12/518,455 priority patent/US8249768B2/en
Priority to DE112007002989T priority patent/DE112007002989A5/de
Publication of WO2008071381A2 publication Critical patent/WO2008071381A2/de
Publication of WO2008071381A3 publication Critical patent/WO2008071381A3/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/11—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using model predictive control [MPC] strategies, i.e. control methods based on models predicting performance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52—Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • 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
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/12—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of differentials
    • B60W10/14—Central differentials for dividing torque between front and rear axles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/12—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of differentials
    • B60W10/16—Axle differentials, e.g. for dividing torque between left and right wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • 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
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/445—Temperature
    • 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
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/20—Driver interactions by driver identification
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0676—Engine temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/246—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/28—Wheel speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/12—Brake pedal position
    • 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
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems
    • 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
    • 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
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • 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
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • 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
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/84—Data processing systems or methods, management, administration

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the hybrid drive of a motor vehicle, which hybrid drive comprises the following components: an internal combustion engine, a final drive, at least one electric machine, at least one clutch, at least one energy store, and at least one driven axle.
  • the hybrid drive to be controlled consists of an internal combustion engine, an electric machine which can be operated in series as a motor and a generator, a single-stage (that is, non-shiftable) reduction gear and differential as final drive for a driven axle.
  • the hybrid drive to be controlled can also comprise a plurality of electrical machines in a complex arrangement, a plurality of clutches and a plurality of-in particular two-driven axles.
  • driver demand and capacities of the torque sources and sinks are coordinated in branched and confusing logical decision trees, wherein at an early stage the mode leading to the fulfillment of the driver's choice is selected and only then are the operating points determined and subsequently the control signals for the individual components are generated.
  • This alone does not make it possible to optimally use the capacities of all components at the same time and to operate them at their most economical and least weary operating points.
  • Driving comfort also includes a casual and smooth transition from one mode to another.
  • the process according to the invention consists in the steps a) to d) cited in claim 1.
  • the control is more flexible because of the flexibility dynamic driving interventions are possible and the control is more easily adaptable to different vehicles by selection of appropriate parameters and stored maps.
  • Simultaneous "playing" of the modes involves a determination of the operating points of the individual components taking into account the operating state and system state, both the current and the driver's request to be set accordingly operating state. Because the operating point of the components for each mode is determined on the basis of fixed stored variables (which may also be limit values) or maps and the system state, the operating points of the individual components can be optimally selected. Thus, in the individual modes, an optimization already takes place before the selection of a specific mode. It evaluates, so to speak, the already optimized modes and selects the best rated. This optimally utilizes the capacity of all components. In the selected mode, the parameters that have already been determined when optimizing the operating points are then available in the operating points for the control intervention for setting the components. This also facilitates and simplifies the transition from one mode to another.
  • the efficiencies of the components are also determined for all modes and these efficiencies are combined to form an overall efficiency for all modes (AMK or AMGK) and into the Evaluation and selection of the mode included (claim 3 or 4, with or without step transmission).
  • ANK or AMGK overall efficiency for all modes
  • This not only determines the optimum operating point for the individual components, S but also the optimal efficiency of the entire system.
  • the optimization is in a sense two-tiered.
  • operating condition and system state at least one the driver's desire corresponding required to be transferred to the wheels of the vehicle torque calculated, which happens to comply with dynamic driving requirements in a vehicle dynamics controller (without such requirements directly from the driver), and based on this torque made the preselection (claim 5). If it is a motor vehicle with two driven 5 axles, first only the total torque to be transmitted is determined and its distribution on the axles only when there is a traction intervention, otherwise only in a later step (claim 6). A traction intervention is made, for example, by a slip controller or by a driving dynamics controller. 0
  • the calculation of the efficiencies in the individual modes in the operating state corresponding to the driver's request can be done in various ways depending on the complexity of the hybrid drive and as required.
  • the desired operating state corresponds to a torque to be transmitted by the driven wheels. This is due to the mechanical design limits. For this reason, the limit value of the maximum transmittable torque of individual components is first calculated for each gear ratio, taking into account, where appropriate, intervening translations.
  • the operating points of the individual machines corresponding to the driver's request are determined taking into account limit values of torque and power, and then the individual efficiencies in the operating points and then the overall efficiencies for the relevant modes are determined for these operating points with the aid of stored efficiency maps 8 or 9, 8 without, 9 with multi-step transmission).
  • the limit values for the determination of the operating point are limit values of the power of the individual components, which are determined from the thermal state and characteristic curves of the respective components (claim 10) and / or limit values of the power-carrying capacity of the energy store (ES) in its current state of charge be determined from maps of the energy storage (claim 11).
  • the limit values are limit values of the transmittable and thus of the torque to be transmitted, which are determined from the driver's request, the operating state of the components and the system state (claim 12).
  • the introduction of these limit values leads to largely optimal operating points and thus also to optimum efficiencies, which are subsequently evaluated.
  • the position of the operating points with regard to the limit values is also included in the assessment (claim 14). Both also contribute to maximizing the lifetime of the individual components.
  • the mechanical power output at the wheels of the vehicle is added to the driving force. related consumption.
  • the energy stored in the battery is determined from the energy chain passing through the internal combustion engine via the generator-operated electric machine (EMj) and the associated power electronics, and only the electrical charging power is considered in coasting mode (claim 13).
  • thermal criteria including the system state and maps of the thermal behavior of the machines (these are the moment-producing components), which are also used in determining the performance limits of the machines individual machines are used (claim 15); and / or criteria according to dynamic criteria, including the driver's request and driving conditions, which are also used for determining the marginal moments of the individual machines for calculating the efficiency guard (claim 16). This is called dynamics management.
  • the state of the energy store and, if appropriate, its characteristic map during charging and discharging can be used to evaluate the modes (AMK, AMGK) as system state, which is used in determining the power limits (claim 17).
  • This also benefits the life of the energy storage.
  • comfort - aspects especially when switching the gears
  • the individual value grades are then combined, the modes are sorted according to the evaluation and the mode (AMGK *) with the highest value grade is selected (claim 19).
  • the current variable variables for example rotational speeds, torques, temperatures
  • intermediate variables calculated therefrom for example acceleration of the vehicle, maximum speed of the internal combustion engine
  • the invention also relates to a control system for a motor vehicle with hybrid drive, which consists of the following components: an internal combustion engine, a Achsantriebsgetriebe - especially a manual transmission - at least one electric machine, at least one clutch, at least one energy storage and at least one driven axle, wherein a driver request evaluation the accelerator pedal position, the brake pedal position and a size corresponding to the driving speed (for example, the Wheel speed) detects the driver's desired operating state (acceleration, deceleration, kickdown).
  • a control system for a motor vehicle with hybrid drive which consists of the following components: an internal combustion engine, a Achsantriebsgetriebe - especially a manual transmission - at least one electric machine, at least one clutch, at least one energy storage and at least one driven axle, wherein a driver request evaluation the accelerator pedal position, the brake pedal position and a size corresponding to the driving speed (for example, the Wheel speed) detects the driver's desired operating state (acceleration, deceleration, kickdown
  • the control system consists of a series of modules which are program-flow imaginary units which, in turn, comprise individual blocks (which are associated with boxes in the figures).
  • modules which are program-flow imaginary units which, in turn, comprise individual blocks (which are associated with boxes in the figures).
  • the special nature, function and arrangement of the modules and blocks make it possible to carry out the method according to the invention. In what way and with what effect is the description of the system based on an exemplary embodiment.
  • Fig. 1 Scheme of a hybrid drive to which the inventive
  • FIG. 2 is a diagram of a more complex hybrid drive, to which the control according to the invention can be applied
  • FIG. 3 Table of the modes of the hybrid drive of FIG. 2
  • FIG. 4 rough outline of the control according to the invention
  • FIG 5 shows a block diagram of the controller according to the invention, divided into FIGS. 5a and 5b,
  • FIG. 6 block diagram for module 1 in FIG. 5
  • FIG. 7 block diagram for module 2 in FIG. 5
  • FIG. 8 block diagram for module 3 in FIG. 5
  • FIG. 9 detailed block diagram for FIG. 8 10 shows a block diagram of the module 4 in FIG. 5, FIG.
  • FIG. 1 block diagram of the module 5 in FIG. 5
  • FIG. 12 block diagram of the module 7 in FIG. 5
  • FIG. 13 diagram of the module 7,
  • FIG. 14 is a block diagram of the module 8 in FIG. 5, FIG.
  • Fig.15 diagrams a, b, c to module 8, determination operating point
  • Fig.16 diagram to module 8
  • Fig.17 block diagram to the module 9 in Fig. 5
  • Fig.18 block diagram to the module 10 in Fig. 5
  • Fig.19 block diagram of the module 11 in Fig. 5,
  • FIG. 20 block diagram of the module 13 in FIG. 5
  • FIG. 21 block diagram of the module 15 in FIG. 5.
  • a simple, according to the inventive controllable hybrid drive of FIG. 1 consists of folenden components: an internal combustion engine VKM, an electric machine EMI, a manual transmission SG or a gearbox with fixed reduction, a Deutschenachsdifferenz HAD and an energy storage ES - one in the following simply as Battery high-voltage battery high-capacity battery or the like, and from a first clutch Kl between the electric machine EMI and the manual transmission SG, and a second clutch K2 between the internal combustion engine VKM and the electric machine EMI.
  • a control unit MABx is connected via in Fig. 1 in detail not designated lines with the components.
  • the internal combustion engine VKM and the electric machines EMI are summarized below under the term machines.
  • FIG. 2 shows a complex hybrid drive to which the exemplary embodiment described below relates. It consists of folenden components: an internal combustion engine VKM, two electric machines EMI, EM2 with their converters URl, UR2, a manual transmission SG, a rear differential HAD and a Vorderachsdifferenz VAD for the two driven axles HA, VA and an energy storage ES.
  • VKM internal combustion engine
  • EMI electric machines
  • EM2 with their converters URl, UR2
  • a manual transmission SG a rear differential HAD
  • a Vorderachsdifferenz VAD for the two driven axles HA, VA and an energy storage ES.
  • One of the four wheel brakes B is indicated only on one wheel.
  • a control unit MABx is summarily connected to 1 designated lines with the components. Summarized with 2 lines serve the leadership of electrical energy between the elktrischen machines EM1, EM2 and the energy storage ES. With the exception of the coupling K4, this arrangement corresponds largely to the utility model AT GM 8336 UI as described in the Austrian Utility Model 5.
  • the control unit MABx comprises an interface 10 to the CAN bus of the vehicle, a conditioning unit 11 for the operating state and / or the system state descriptive input variables (sensor signals from the components) with driver stages, a conditioning unit 12 for the outputs with power section and driver stages, Signal connections 13 from the conditioning unit 11 to the driver request evaluation FW, to the vehicle dynamics controller FDR, to Hybrid controller HCU, and the moment coordinator MK. From the latter, the Aktuatoran Kunststoffsignale be supplied on the way 15 of the conditioning unit 12. On the way 16, further data from the conditioning unit 11 are made available to her.
  • the conditioning unit 12 issues commands to the control 24 of the transmission SG and to the control 25 of the clutches K1 to K4 and is connected via another bus, the hybrid CAN bus 17, to the component units of the hybrid fan.
  • These units 20 to 23 each consist of the components VKM (module 20), EMI (module 21), EM2 (module 22) and ES (module 23) and their control devices, converters and diagnostic or monitoring units.
  • FIG. 5 shows a flow chart of the entire control of a drive according to FIG. 2 in the hybrid controller HCU, by means of which the control method according to the invention will also be described. It is broken down into modules (denoted by a capital letter M and consecutive numbers from 1 to 16) and blocks within the modules, the modules and blocks enumerated below and described in detail below as imaginary units having a particular function in repetitive running Program to understand are:
  • the not yet to hybrid controller HCU belonging block driver request FW determined from the inputs of the driver via the accelerator and brake pedal to be brought to the road torque (hereinafter referred to only as “moment"), the positive, negative (braking) or zero (sailing ), and provides it on the path 27 to the modules M2, M3, M7 and M8.
  • the block driving dynamics controller FDR is the hybrid controller HCU still upstream and influenced if necessary determined from the driver's request FW Moments, by making a traction during wheel slip, and in particular in a vehicle with two driven axles and in the torque distribution between the axes VA, HA engages.
  • Module 1 The module status analysis (SZA) Ml receives operational data of the vehicle and the components at current operating states, prepares preparatory calculations (for example, the engine speeds) and keeps them ready via the paths 28 for the modules M2 to M8.
  • SZA module status analysis
  • the axle torque converter (AMK) M2 composes the possible operating modes AMK (see table as FIG. 3) of the hybrid drive on the basis of the driver's wish FW and any specifications of the vehicle dynamics controller.
  • Module 3 The component availability (M) module M3 is a first filter stage in which those AMK modes are eliminated, which include components that are not or not sufficiently available, or that do not meet certain strategic requirements.
  • Module 4 In the presence of a step transmission based on the gear ratios and the speeds, the module preselection M4 identifies all gears Gj which are suitable for the AMK not rejected by the component availability. It thus forms a number of modes AMGK that is greater than the number of modes AMK.
  • Module 5 The module Thermal Management M5 calculates the maximum and minimum power of the machines VKM, EMI and EM2 with the help of data from the system condition analysis (Module 1).
  • Module 6 The module charge management (SOC) M6 calculates their charging power limits using data from the system condition analysis (Ml) and / or state variables of the battery (ES). The discharging power of the battery is governed by the following module (7).
  • Module 7 The Dvnamikmanagement (DM) M7 module determines torque limits from the power limits determined in modules 5 and 6. He thus specifies the range of operating point optimization and efficiency calculation in the following module (8). He intervenes in the torque limits to meet the driver's request in terms of dynamics with the least possible protection of the battery (ES).
  • DM Dvnamikmanagement
  • Module 8 the module operating point optimization / efficiency calculation M8 consists of the two interlocking submodule operating point optimization and efficiency calculation for the modes identified by the Gangvor inches AMGK, including data of the system state analysis (module 1) and the torque limits determined in module 7.
  • Module 9 The Module Evaluator State of Charge M9 evaluates the AMGK identified by the transition code with their operating points determined in Module 8 on the basis of the charge limits determined in Module 6.
  • Module 10 The module Assessor Heat MIO assesses the AMGK identified by the transitional prefix (module M4) with their thermal stress points determined in module M8.
  • Module 11 The Modul Evaluator Dynamics MI l evaluates the AMGK identified by the Module Pre-selection Module (M4) with its operating points determined in Module M8 on the basis of the torque limits determined in Module 7.
  • Module 12 The Module Overall Assessment M12 summarizes the grades from the modules 8,9,10 and 11 to a total grade.
  • Module 13 The module comfort filter Ml 3 evaluates the AMGK identified by the gear selector (module 4) and filtered in the following modules with regard to driving comfort and possibly eliminates further AMGK.
  • Module 14 The sorter module Ml 4 sorts the AMGK according to their overall rating determined in module M12, which also includes the overall efficiency.
  • Module 15 The Module Status Machine (AMK) receives the list of the AMGK sorted by rating and efficiency from module Ml 4 and selects the AMGK * appearing supreme in the sorter as the AMGK to be set. He also prepares the interfaces to the following module.
  • AMG Module Status Machine
  • Module 16 The moment coordinator module (MK) makes the transition from the current AMGK to the AMGK * to be set.
  • Fig. 6 shows the schematic structure of the module system state analysis Ml.
  • a block 30 generates on the basis of the speed of the vehicle Vpzg a starting flag FlagAnfehr and a braking flag.
  • Flag braking This is to indicate at very low speed, whether the vehicle is approaching or braked to a stop. These Flags are used in a later module to select a fixed operating strategy when due to the low engine speeds no correct operating point can be calculated.
  • VKM minimum rotational speed
  • ö maximum rotational speed
  • VKM V K M m ax
  • the block 32 determines from the acceleration of the vehicle a Fzg and from the acceleration due to gravity g the gradient currently being traveled by the vehicle in percent and outputs a flag for the gradient recognition
  • the engine speed calculation block 33 "calculates the expected rotational speeds of the electric motors EMI, EM2 and the VKM that would occur in each AMGK at the current speed of the vehicle in the respective transmission gear four wheel speeds generates a largely schlupfunpares speed signal.
  • Clutch position A Cl and K2 closed, K3 and K4 open
  • Clutch position B Cl and K3 closed, K2 and K4 open
  • Clutch position C K2 and K3 closed, Cl and K4 open
  • Clutch position D Cl, K2 and K3 closed, K4 open.
  • the module axle torque converter in Fig. 7 is the input side to the vehicle dynamics controller FDR in combination, which provides the axle torque M VA and M HA and optionally makes a traction intervention. It comprises two blocks: “torque evaluation logic” 34 and “KO filter” 35. "KO” stands for “knock-out”, that is to say all AMK not corresponding to the torque request (see the column “axle torque” in FIG. 3) are eliminated.
  • the block 35.JCnock-Out-Switch AMK "has the task, with the information of the block 34 (sum axle torque and driven axle (s)), to make a preselection of the modes AMK which are suitable for the required axle torques.
  • Out-switch AMK is distinguished after the presence of a traction intervention of the vehicle dynamics controller.
  • the knock-out vector of the actual AMK or actual AMGK that is the current AMK or AMGK from the previous sampling step, is provided by the module 15 Statemachine (Ml 5).
  • the module “component availability” (KV), illustrated by FIG. 8, is intended to exclude from the modes (AMK) selected by the module 2 "Achsmoment-Umsetzer” those modes which are not feasible from the point of view of the availability of the components.
  • the current status of the respective component is reported via the module “torque coordinator” (module 16), or via the hybrid CAN bus 16.
  • the component availability module M3 consists of two blocks, a block 37 "filtering according to availability of the components” and a “filtering by strategy” block 38, and here includes another block 39 "Moment Restriction" which could also be located in another module.
  • the block 39 "torque limitation" is intended to determine the maximally convertible torque for each gear stage at the input of the transmission or the rear axle (rear differential) and make it available to the module 8. This limit torque ensures that the machines (VKM, EMI, EM2) in Driveline of the rear axle HA should not be destroyed by overload the front axle VA, which is likewise driven in the exemplary embodiment described, does not require any torque limitation here due to the mechanical design.
  • the determined by the mechanical design maximum torque for the rear differential HAD and the gearbox SG are stored in the memory, not shown as fixed sizes.
  • the maximum rear differential torque is recalculated via the gear ratios to the transmission input side of the gearbox. Then this calculated torque is compared with the maximum input torque of the manual transmission (SG).
  • Block 37 is notified of the availability information of each component via the hybrid CAN bus 17 from the separate state analysis of the individual assemblies 20-23 (see FIG. 4) and the clutches K1 to K4 (see FIG. 2). From the evaluation of the availability signals of the components (VKM, EMI, EM2, SG, Kl, K2, K3, K4, ES) and a further temporary availability signal of the drive components VKM, EMI, EM2 from the module torque coordinator Ml 6 a KO vector is formed , Component availability filters using the KO vector.
  • the "filtering according to strategy” block 38 always takes effect when high-level, unambiguous decisions have to be made independently of the evaluation of the modes, for example the targeted prevention of the shutdown of the internal combustion engine on the basis of decisions of the modules M5, M6, M7 (management heat, SOC, dynamics).
  • 9 shows in block detail the “Filter by Strategy” block 38. It contains the subblocks 40 "Internal VKM Start-Stop Filtering” 41 ("Kickdown-Flag Filtering" and 42 "AMGK-Demanded Filtering”). which respond to an "engine start-stop flag" (40), a "kick-down flag” (41), and a desired AMGK (42).
  • the sub-block 40 receives from the dynamics management module (module 7) the start-stop flag 43 (flag start stop) and a message "status VKM" 44.
  • the VKM stop signal is used as an exclusion criterion in the Component Availability (M3) module
  • a kick-down can always be given by the driver when driving, if an increased performance of the components is also required in terms of dynamics.
  • the sub-block 41 then receives a kick-down flag 45 from the dynamics management module (module 7).
  • the dynamics management module module 7
  • all modes in which the VKM does not act on the rear axle of the drive train are filtered out.
  • a positive torque category must be specified by the module Achsmoment-Umsetzer (Module 2) (M> 0).
  • the sub-block 42 offers the driver the ability to selectively select certain modes, taking into account various limitations. For this, the corresponding KO vector is selected and brought to effect. If no filtering takes place, the block 42 can be deactivated by a corresponding parameter.
  • the task of the gear selection is to additionally identify all possible gears for the AMK classified as possible by the module component availability (M3).
  • the module M4 shown in FIG. 10 is connected to the module component availability M3 on the input side and contains a block 47 which applies a speed condition to the AMK prefiltered by the module M3 and the modes AMGK satisfying this condition to the module M8 passes.
  • first seven AMK groups are defined, which are then treated differently in the transition code.
  • the modes (see Fig. 3, there "AMK" of an AMK group are treated equally with respect to the course preselection.
  • the coupling positions A, B, C and D are defined above.
  • the gears must be designed for the speed range of the VKM.
  • Coupling position B Coupling of the VKM is probable.
  • Coupling position C The gear can be selected in advance to operate the VKM. Since Kl is open, the transmission input is load-free and thus a switching operation is not noticeable.
  • the internal combustion engine is not in operation. Coupling position B.
  • the EMI is operated by motor or generator.
  • the gear selection proactively selects a gear that allows to tow the vehicle (TowStart) in which the speed of the VKM is close to the idle speed. No calculation is required in the other groups. The correct gear depending on the group is specified via the KnockOut vector.
  • the VKM or the EMI can only be operated in a limited speed range. Only the AMGK, which guarantees that the transmission input speed is in this speed range, may be passed on as modes to the following modules. All others are crossed over the KnockOut vector.
  • the module Thermal Management M5 has the task to exclude thermally unwanted areas of the hybrid components when selecting the operating point and to pass on the electrical power limits of the e-machines EMI, EM2 and the thermally limited maximum power of the VKM to the following modules (especially to module MIO).
  • the "start-stop flag" is formed in thermal management.
  • the module M5 comprises a block 51 calculation of the engine power limits "and a block 52" generation of the start-stop-flag ".
  • Block 51 calculates the power limits of the VKM and the electric machines EMI, EM2.
  • Parameterizable means selectable for the respective application (for adaptation to the respective vehicle).
  • thermal management Since in serial operation (for example AMK 31, see table in FIG. 3), the speed condition of the module M4 preselection module does not apply to excessive speeds, thermal management has the task of complying with the rotational speed limits calculated by the module system state analysis Ml for these modes. to guarantee it.
  • the maximum power of the VKM is calculated from the speed and the moment of the strictly monotonically increasing optimum line (from superposition of the maps of VKM and EMI) at the upper speed limit of the internal combustion engine. The resulting maximum power is linked with a minimum selection with the temperature-dependent power Pv KMm a x from the module state analysis Ml.
  • the maximum power is the parameterizable and the temperature of the internal combustion engine dependent power Pv KMMax -
  • the Power of the VKM results from the towing characteristic and the temperature-dependent maximum permissible speed of the internal combustion engine
  • the thermal management module M5 can also limit the towing mode and thus prevent the VKM from reaching too high a speed in overrun mode due to a too low gear.
  • the minimum power of the VKM is calculated for all modes from the maximum negative torque in towing mode (M V ⁇ MSch e e pp max ) and the temperature-dependent maximum speed of the VKM.
  • the maximum and minimum power of the electric machines EM1, EM2 is also dependent on the mode.
  • the lower limit of the power (second or continuous power) is the maximum power in train operation of the EMI, but converted to the regenerative range and the upper limit is zero.
  • the lower limit is 0 kW and the upper limit is the maximum power of the EMI.
  • the machine power limits calculated in block 51 will restrict the range of work point optimization in a following module (M8: operating point / efficiency) by setting performance limits.
  • start-stop-flag VKM may be started and stopped as desired
  • Start-Stop-Flag 0: once started, the VKM may not be switched off.
  • the start-stop flag is set by block 52 when the temperature of the VKM is below a parameterizable value. It is later used by thermal management to prevent the VKM from turning off when the VKM temperature T VKM is too low.
  • the module “State of Charge” ensures a balanced state of charge of the battery (ES) by specifying for certain AMK or AMGK performance limits of the battery to the dynamics management (M7), on the other hand the evaluation (the SOC evaluator , M9) specifies the data to be evaluated for the different AMKs or AMGKs after their influence on a balanced state of charge and further analyzes the battery status.
  • the charge management module attempts to charge the battery at a low charge level and continuously reduces the possible charging power when the charge level is high.
  • the SOC management only regulates the charging power of the battery, but not its discharging power.
  • the control of the discharging power of the battery takes over the dynamics management (module 7).
  • the charging limits of the battery are independent of the driving dynamics, in contrast, the discharge limits of the battery depend on it very well (eg in a mode "BOOST", in which an electric motor supports the VKM, to - for example Overhaul - to reach the maximum possible performance).
  • a stored characteristic map for state of charge and charging power of the battery is divided into areas each having a suitable charging power. So there is an optimal range for maximum battery life ES and a forbidden one Area where it suffers damage, and intermediate zones. If the charge level drops below a parameterizable value, a start / stop flag is set (cross-section function). If it is set, a shutdown of the VKM is prevented.
  • the module Dynamics Management M7 specifies the range of operating point optimization and efficiency calculation. He actively intervenes in the torque limits to meet the driver's request in terms of dynamics and to protect the battery.
  • the module Dynamics Management M7 has the following tasks or special features:
  • FIG. 12 shows the software structure of the module dynamics management (M7). It essentially contains three blocks: a dynamic block 55, a collective block 56 and a conversion block 57.
  • the dynamic block 55 is connected on the input side to the vehicle dynamics controller FDR and via the torque controller.
  • coordinator M6 the conditioner 12 and the hybrid CAN bus 17 to the component units 21 to 23 ( Figure 4) and 25,26 in conjunction, and with the battery ES.
  • a sub-block 58 first calculates an electro-dynamics factor E Dyn, and subsequently establishes a sub-block 59 of the dynamically-corrected power limits of the battery ES and provides them to the collection block 56 (line 60).
  • FIG. 13 shows the limits of the power (on the ordinate) emitted by the battery ES and absorbed by the electrical machines as a function of the dynamic factor (on the abscissa), in other words of the dynamic requirement.
  • the dynamic factor Edyn is between 0% (no dynamic demand, protection of the battery) and 100% (highest dynamic requirement, even if the battery is overloaded).
  • a distinction is made between a continuous power P E S d aue r (68) and a second power P ⁇ sse k (69) (plotted on the ordinate).
  • PEMi m in 70 and P ⁇ M i max 71 are plotted on the ordinate.
  • the curves 72, 73 take into account the driver's load spectrum and battery life, the former (72) being a minimum provides momentum and second (73) limits the maximum battery power for the purpose of optimizing its life.
  • the corresponding vertical line intersects the horizontal 70 corresponding to the minimum power of the EMI at the point 75 and the dynamic characteristic 73 at the point 76.
  • the minimum and maximum dynamic power of the EMI, P EM i m inD and P EM i m a xD - are their performance limits for the optimization of their operating point in the following module M8.
  • the various power limits are then merged, namely: the dynamically corrected power limits of the battery (ES) from block 55, the thermal power limits of the machines (VKM, EM1, EM2) from the module 5 and the state of charge of the battery (ES) of module 6.
  • a sub-block 62 a distinction is made between dynamic power limits with or without the driving dynamics control (FD) and, according to this distinction, the power limits in two sub-blocks 63, 64 become a minimum - subjected to selection.
  • the performance limits are further limited, so that the dynamic requirement is met with the best possible protection of the battery.
  • the performance limits are then converted into torque limits in conversion block 57 for the candidate AMGK, taking into account data and intermediate results from the module, system state analysis Ml.
  • the power limit from the sub-block 63 gives the maximum torque at continuous power; from the sub-block 64 the maximum moments at second power.
  • the block start-stop flag 66 is influenced in this module by the Fahrdynamikkregler FD and the state of charge (module 6), for example, to prevent when driving on a slope, the shutdown of the VKM, as quickly high moments can be required. It will not be turned off then.
  • Module 8 Working Point / Efficiency Calculation
  • FIG. 14 shows the software structure of the efficiency calculation / operating point optimization. For each AMGK exactly one locally optimal operating point is determined.
  • the module 8 is connected on the input side to the module “Gangvorstraies” (M4) and receives further inputs from the system state analysis (Ml), the dynamics management (M7), and the mechanical limit moments from the block 39 of the module component availability M3 Steps, "determining operating point” (block 80) and calculating efficiency "(block 81).
  • That operating point of the three machines (EMI, EM2 and VKM) is determined which represents the best overall efficiency for the required torque distribution, in response to an intervention of the vehicle dynamics controller FDR.
  • the area in which the optimization takes place is specified by the "dynamics management” (M7) taking into account the specifications of thermal management (M5) and charge management (M6), which show the physical limits, by means of torque limits. If the driver's request is outside the representable range, the maximum possible operating point for the respective AMGK is determined.
  • the current engine speed is generally determined by the current vehicle speed and gear ratio, and is provided by the system state analysis (Ml).
  • Ml system state analysis
  • the variation of the workspace is primarily by redistributing the moments between the machines.
  • the operating points are defined by torque and speed with the torque distribution.
  • exceptional cases eg serial operation
  • the speed is only defined after determining the operating point.
  • the AMK are first categorized according to the torque distribution:
  • VKM is out of operation or idle for example: AMK 6/10/20/21 (see Fig. 3)
  • the e-machine torque for the switched on electric motor corresponds to the driver's desired torque, all other machine torques are zero.
  • the VKM torque corresponds to the driver's desired torque, all other engine torques are zero.
  • VKM and EM2 are switched on AMKl / 33 (see Fig. 3) If there is a traction intervention by the vehicle dynamics controller (FDR), the two axle torques and thus also the machine torques are clearly defined. If there is no traction control of the driving dynamics controller (FDR), the distribution of the moments between the VKM and the EM2 is variable, an optimization in terms of best efficiency is possible by shifting the torque at a fixed speed. The range of the moment in question for the optimization (the speed is fixed) is determined by the torque limits and the gearbox protection. c2) EMI and EM2 are on (AMK 3/13)
  • AMK 3 Charging the battery with both EM
  • This AMK is activated only by traction intervention of the vehicle dynamics controller (FDR), then the driving dynamics controller also clearly specifies both axle torques and also the engine torques are uniquely determined.
  • FDR vehicle dynamics controller
  • AMK 13 All-electric four-wheel drive
  • the requirement applies that the entire driver's desired torque is delivered to the rear axle.
  • the distribution of the moments between VKM and EMI is variable, an optimization in terms of best efficiency is possible by shifting the moments at a fixed speed.
  • the range of the torque considered for the optimization is determined by the torque limits of the dynamics management (M7) as well as the gearbox protection of the component availability module (M3).
  • EMI works as a generator.
  • VKM and EMI motorized AMK 32
  • FDR driving dynamics controller
  • the EM2 must supply the Vorderachsmoment, the distribution between VKM and EMI is arbitrary. Optimization of the moment by the EMI and the VKM takes place as under d.).
  • the FDR When there is a traction intervention, the FDR uniquely specifies both axle moments.
  • the EM2 must deliver the front axle torque, the distribution between VKM and EMI is freely selectable. The optimization of the moments of the EMI and the VKM takes place as under d.)
  • FIG. 15 is composed of three diagrams: Diagram a) shows the full-load curve 90 of the VKM (the torque over the rotational speed), diagram b) shows the full-load curve 91 of the EMI, and diagram c) shows the efficiency on the ordinate over the differential - moment of moment.
  • the driver command torque M F w is converted to the transmission input, with the maximum transmission input torque from the Module Component Availability (M3) is limited and linked to the current speed (travel speed) ⁇ IS ⁇ . This gives you the point 92.
  • the torque limits for the optimization of the efficiency are determined.
  • the torque limits from the Dynamikmanage- ment M7 (full load curves 90 of the VKM in Fig. 15a) and 91 of the EMI in Fig. 15b) describe the maximum moments Mv ⁇ M _ ma ⁇ »M EMI _ ⁇ UIX the machine for the current AMGK.
  • the moment that the VKM can deliver beyond the driver's request Mpw (the vertical distance of the point 92 from the curve 90) is the torque reserve of the VKM ( ⁇ M MHXVKM ) » a differential moment. If this can be applied by the EMI, this is the upper torque limit ⁇ M Ma ⁇ (see Fig. 15c) for the optimization. Otherwise, the torque reserve is reduced to the maximum torque of EMI (AM MJKEMI ) -
  • the upper torque limit ⁇ M Ma ⁇ is obtained by minimum selection from the maximum moments ( ⁇ Mv ⁇ M_m a ⁇ » ⁇ M EM i_m a ⁇ ) of the two machines for the current AMGK.
  • the lower torque limit (AM M i n ) for the optimization is only determined by the minimum moment of the EMI, which is determined in the module charge management M6. These are the optimization limits AM 1nJn , ⁇ M max (vertical line) in Fig. 15c.
  • the operating point of best efficiency is determined, which also simultaneously defines the moments of the EMI and the VKM.
  • Fig. 15c in which the efficiency is plotted against the difference moment AM.
  • the wave-like characteristic 96 of the overall efficiency results from the superimposition of the efficiency maps of the two machines VKM and EMI (in the background of the diagram, not shown) for the AM M8X - the highest point 97 on the wavy line 96 between the limits ⁇ M M i n and ⁇ M Ma ⁇ is the optimal ar- beitsddling. It corresponds to the optimal difference moment ⁇ Mo pt on the abscissa of the diagram c).
  • the M VKM of the points 98 and the M EMI correspond to the point 99.
  • the efficiency calculation determines the total efficiency in the operating points (defined by torque and speed of the machines) for the moments calculated in accordance with the determination of operating point, depending on the system state the fuel consumption per unit time to the delivered mechanical power at the wheels in relation.
  • the efficiency chain from the tank 105 (in Fig.16) ("chemical" energy storage) via a regenerative electric machine, the battery and its inverter, and in addition the efficiency chain from the battery
  • the electrical energy stored in the battery is related to the additional fuel consumption of the VKM via the efficiency chain from the VKM to the battery (through ⁇ ptLPAH_dp), thus resulting Even in purely electric driving a virtual Fuel consumption.
  • the efficiency in this mode can be determined.
  • Efficiency is the quotient of the power delivered to the road and all the supplies of fuel and recuperation; in other words, it is the quotient of the power delivered by the system and the sum of the power supplied to the system by the fuel of the VKM and by recuperation. This is shown symbolically in FIG. 16.
  • the system 100 is the entire vehicle with its hybrid drive and its energy storage ES. Energy losses occur in the drive train (arrow 103) and by secondary consumers (arrow 104).
  • the power delivered by the system is the propulsion (arrow 106).
  • the module Evaluator state of charge M9 connects to the module efficiency calculation M8 and is also available on the input side with the module Charge Mana
  • the signal 110 HCUw BPh v B att
  • HCUw BPh v B att a clear measure of their impact on the battery state of charge.
  • the module state of charge management (M6) has the task to take charge of the battery and thus provides the basis for the evaluation of the charging power.
  • the dynamic management (M7) responsible. Therefore, the module M9 also evaluates the discharge power of the battery to make a discharge / charge the battery at different AMGK comparable at all. Very low powers are favorable for the life of the battery, very high are harmful. Accordingly, the value grades BFsocLeistg are selected in the range between 0 and 1.
  • the two value notes BFsocstabii and BFsocLeistg are combined in a block 113 by multiplication to a total value grade BFsoc. This corresponds to a tradeoff between quickly achieving the optimum state of charge and gentle charging / discharging of the battery.
  • the multiplicative link has the effect that a very low score can have a very strong influence, which is possible because the score is never zero.
  • the evaluator heat has the task of influencing the selection of an AMGK by evaluating the thermal development of the VKM, the electric machines and the battery.
  • the power loss at the operating point is decisive.
  • Module 10 is connected on the input side with the module efficiency and operating point M8, with the module heat management M5 and with temperature sensors (not shown).
  • a respective block (121-124) is provided for the calculation and evaluation of the power loss of each component (VKM, EMI, EM2, ES) at the operating point for all AMGK in question.
  • the individual grades of the parallel evaluation of the thermal development in the components are combined in block 125.
  • the overall assessment in block 121 is divided into the best possible achievement of the optimum temperature (actual thermal management), in the assessment of the resulting fuel flow rate as a function of temperature, the avoidance of high temperatures and the life of the internal combustion engine. Both "warranting warming” and “low fuel temperature fuel flow” assess their value-teen from the power loss and temperature of the VKM.
  • the value note for the power loss of the E-machines is determined. For example, a simple estimate of the thermal state to be expected is to relate the power loss of the electric machine in the candidate AMGK to the power loss that would currently occur at maximum power. So you get for each of the two e-machines to a score BF BWEM i and BF BWEM 2 which is again between 0 and 1. This results in the best rating at a power loss of 0 and the worst rating at maximum power loss. This will favor AMGK, where the machines can cool down when they are hot.
  • BFBWVKM, BFBWEMI BF ,, B and BF WEM2 B wBatt through multi p lication a total score of BF B w total calculated, wherein the single value marks will be provided with weighting factors. It is also possible to completely hide individual value notes.
  • Module 11 Evaluator Dynamics The Evaluator Dynamics should rate all AMGK in terms of their dynamics. It is his job to evaluate the amount of momentum of each AMGK after the deviation from the driver's request FW.
  • the value score dynamics (BF D ynamik) is determined from partial evaluations for the torque height and for the acceleration capacity (from the tensile load reserve and the evaluation of the position of the working point).
  • the evaluator dynamics MI l has the input side directly to the evaluator heat (MIO), indirectly with the module operating point / efficiency (M8) and with the module dynamics management (M7) in conjunction and provides the output side the value note dynamics BF Dyna ⁇ ük -
  • the blocks designated for this purpose are indicated: a total axle torque calculation block ", a torque height evaluation block 131", a tensile force reserve evaluation block "132, a workability evaluation block”, a block summarizing the results of the blocks 132 and 133 134, "Acceleration Assets Evaluation” and finally a block 135 summarizing the results of Block 131 and Block 134 "Calculation Value Note Dynamics".
  • the sum axle torque determined in block 130 is evaluated.
  • the evaluation of the torque height is the same for pull and push operation.
  • the score is between 0 and 1.
  • the relationship between the score and the deviation may be a linear one. It is advantageous to establish the relationship on the basis of a parameterizable curve, which drops very steeply from the value 1 if the driver's request is not satisfiable.
  • the current traction reserve of each AMGK must be calculated and compared with the desired traction reserve. In addition, it is important whether the traction reserve is applied with the internal combustion engine or an electric motor.
  • the evaluation of the amount of traction reserve takes place in three steps. First, the current traction reserve for each (train) AMGK is determined. Afterwards, the desired tension reserve is formed and finally it is compared with the current one. All this is united in block 132.
  • the traction reserve is determined for each AMGK.
  • the traction reserve is the difference between the moment currently retrieved by the machine and the maximum possible torque - without having to couple or shift. This means that e.g. In pure internal combustion engine -Hinterachsantrieb to the maximum torque of the internal combustion engine, the EMI (is coupled and could be energized immediately if needed) and with closed K3 that of the EM2 must be considered. It is irrelevant that the AMGK has to be changed to retrieve the moment of the EMI. Therefore, the determination of the traction reserve is not AMGK-specific, but depends on the coupling position and the available power of the machines.
  • the total traction reserve corresponds to the addition from the traction reserves of the VKM and the E-machines:
  • the tractive force reserve derived from the driver's request is still changed depending on the dynamic factor and the gradient.
  • the magnitude of the tensile load reserve is valued in block 132, similar to the moment height in block 131, with a score of between 1 and (almost) 0.
  • the evaluation of the composition of the Buchkraftre- serve is done. Not only the mere provision of the desired traction reserve is important, but also their composition.
  • a traction reserve which is applied purely with electric motors instead of with internal combustion engines, has the advantage that it is available faster.
  • the traction power reserve with E-machines has the advantage that it does not have to be "bought" by an unfavorable operating point, as in the case of a VKM
  • the value BF TO s is determined from the composition of the traction reserve, assuming this a linear relationship between composition and score according to the equation:
  • the BF RES of block 132 and BF AP are summarized by block 133. If only a small potential acceleration is maintained during steady-state driving, only this small amount can be retrieved during acceleration. Therefore both the tensile force reserve (of all machines as a whole) and the composition of the traction reserve must be evaluated from the tensile load reserves of the individual machines at the working point of the working point.
  • the traction reserve is relevant for a potential acceleration. It is therefore of importance, if not accelerated.
  • the composition of the operating point is only relevant if the vehicle is currently accelerating.
  • the evaluation of traction reserve and operating point alternate depending on the height of the E-Dyn factor. It makes sense to use the same dynamic factor here, which is also used in dynamic management, since this dynamic factor influences the EM component of the operating point.
  • the value note dynamics BF DYN is calculated from the two subtotals for the torque height and the acceleration capacity or for the tensile force reserve and the position of the operating point from the blocks l31 to l34.
  • the value range of all value grades is between 0 and 1, therefore, due to the purely multiplicative link, the value range for BF GeS a mt is also between 0 and 1.
  • the individual value grades and the efficiency ⁇ can be used previously be provided with weighting factors.
  • the current (old) AMGK with its values describing the operating state of the vehicle is compared with the AMGK under consideration including its calculated operating points.
  • the comfort filter is responsible for the transition from one AMGK to another and has an impact on the overall AMGK score.
  • FIG. 20 shows the software structure of the comfort filter, in which first the change from the current AMGK to the AMGK to be compared is assessed according to various criteria.
  • the module is connected on the input side with the module overall rating Ml 2 and thus indirectly with the module evaluator dynamics MI l, as well as with the module system state analysis Ml and with the conditioning unit 11, the current operating state describing current parameters 142 (gear, axle torque, accelerator pedal angle, Engine speeds, vehicle speed). It comprises a block 140 for assessing the disturbances caused by an AMGK change and a block 141 for evaluating the overall comfort.
  • Comfort can disturb: - inappropriate switching behavior
  • a traction interruption for example when changing gear or when starting by means of one of the electric machines (Soft Start) can be partially compensated thanks to the invention.
  • the consequence of a traction failure that can be felt by the driver is a difference in the acceleration ⁇ a (a jerk). This depends neither on the total axle torque (M So ii) before the interruption, nor on the driving resistance (on speed and incline), but only on the absolute value of the torque deceleration.
  • the sorting is stored in the KO vector, instead of a "1", the KO vector then contains the sorting of the respective AMGK, a value between 0 and 0 and 1.
  • AMGK, for which the KO vector 0 before sorting, remain unchanged.
  • the state machine module (AMK) is located at the end of the filter chain of the entire hybrid controller HCU. He receives from the last module of the filter chain block, the sorter (Ml 4) the list of AMGK sorted by value grades and efficiency and he finally completes the selection, taking into account the applicability. Based on the selected AMGK *, the interface to the moment coordinator Ml 6 is processed.
  • FIG. 21 shows the module 15 as a link between the sorter module M14 and the moment coordinator Ml 6.
  • the following signals they have been given the suffix "should" by the selection) must be routed via the respectively prepared interfaces to the torque coordinator which sets the desired values •
  • the nominal moment of the VKM M VKMSO I I

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Steuern des Hybridantriebs eines Kraftfahrzeuges mit den Komponenten: Verbrennungskraftmaschine (VKM), Schaltgetriebe (SG), mindestens eine elektrische Maschine (EMi), mindestens eine Kupplung (Kj) und einen Energiespeicher (ES), und mindestens eine angetriebene Achse (HA; VA), sollen maximaler Wirkungsgrad und Lebensdauer der Komponenten erreicht werden. Dazu wird - ausgehend von Fahrerwunsch (FW) und Betriebszustand entschieden, welche Betriebsmodi (AMK) möglich sind; - für die möglichen Betriebsmodi (AMK) entschieden, welche Getriebegänge (Gj) in Frage kommen, sodass eine größere Anzahl von Modi (AMGK) zur Auswahl stehen; - für alle diese Modi (AMGK) dem Fahrerwunsch entsprechende Arbeitspunkte unter Berücksichtigung von Betriebszustand und Systemzustand (SZA) ermittelt; - die Modi (AMGK) bewertet und der am günstigsten bewertete Modus (AMGK*) ausgewählt.

Description

VERFAHREN ZUR STEUERUNG DES HYBRIDANTRIEBES EINES KRAFTFAHRZEUGES UND STEUERSYSTEM
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Hybridantriebs eines Kraftfahrzeuges, welcher Hybridantrieb folgende Komponenten umfasst: eine Verbrennungskraftmaschine, ein Achsantriebsgetriebe, mindestens eine elektrische Maschine, mindestens eine Kupplung, mindestens einen Energiespeicher, und mindestens eine angetriebene Achse. Der zu steuernde Hybridantrieb besteht im einfachsten Fall aus einer Verbrennungskraftmaschine, einer in Serie angeordneten als Motor und Generator betreibbaren elektrischen Maschi- ne, einem einstufigen (also nicht schaltbaren) Untersetzungsgetriebe und Differential als Achsantriebsgetriebe für eine angetriebene Achse. Der zu steuernde Hybridantrieb kann aber auch mehrere elektrische Maschinen in komplexer Anordnung, mehrere Kupplungen und mehrere - insbesondere zwei - angetriebene Achsen umfassen.
In bekannten Steuerungen werden Fahrerwunsch und Kapazitäten der Drehmomentquellen und -senken (damit sind die elektrische Maschine und die Verbrennungskraftmaschine gemeint) in verzweigten und unübersichtlichen logischen Entscheidungsbäumen aufeinander abgestimmt, wobei in einem frühen Stadium der zur Erfüllung des Fahrerwunsches führende Modus gewählt und erst danach die Arbeitspunkte ermittelt und in der Folge die Ansteuersignale für die einzel- nen Komponenten generiert werden. Schon dadurch ist es nicht möglich, die Kapazitäten aller Komponenten gleichzeitig optimal zu nutzen und diese auch noch in ihren wirtschaftlichsten und verschleißärmsten Arbeitspunkten zu betreiben. Dazu kommt im Falle eines Schaltgetriebes noch, dass auch der zu wählende Getriebegang in die Optimierung einzubeziehen ist. Mit einer derart verzweigten Logik ist eine Anpassung an fahrdynamische Erfordernisse nur schwer zu erreichen. Das ist besonders nachteilig, wenn eine Begrenzung des Radschlupfes erwünscht oder gar bei einem Fahrzeug mit zwei angetriebenen Achsen auch die Verteilung des Drehmomentes auf beide Achsen gesteuert werden soll.
Unter Modus ist hier und im Folgenden die Summe der Antriebskonstellationen und Betriebszustände der Komponenten zu verstehen, zum Beispiel: „Fahren mit Antrieb durch Verbrennungskraftmaschine", „Fahren mit elektrischem Antrieb", „Fahren mit gemischtem Antrieb", „Segeln", „Beschleunigen", „Laden der Batterie", ,3remsen mit Energierückgewinnung" etc. Wenn das System mehrere elektrische Maschinen, mehrere Kupplungen und zwei angetriebene Achsen aufweist, kommt noch eine Reihe weiterer Modi hinzu. Werden diesen Modi jeweils mit in Frage kommenden Getriebegängen verknüpft, entsteht eine noch größere Anzahl von Modi, die bis zu dreistellig sein kann.
Ein weiteres bei stark verzweigter Logik nur mit großem Aufwand zu lösendes Problem stellt der Übergang von einem Modus zum anderen dar. Gemäß der US 6,321,143 wird dieses Problem durch hierarchisch geordnete Prioritäten zwischen den einzelnen Modi und ein System von Fahnen (engl.: „flags") zu lösen versucht, deren Definition sehr kompliziert und deren Wirkung zweifelhaft ist.
Aus der WO 02/26520 Al ist eine Steuerung eines Hybridantriebs der einfacheren Art bekannt, in der eine hierarchische Trennung der Festlegung des Soll- Betriebszustandes und der Verteilung der Drehmomentanforderung an die vor- handenen Drehmomentquellen und -senken vorgenommen ist. Damit gelingt es, allerdings bei eingeschränkter Funktionalität, die Systemkomplexität zu senken. Dort ist auch ein Modus „Wirkungsgrad optimieren" vorgesehen, dieser optimiert aber nicht den Wirkungsgrad der gesamten Anordnung, sondern nur den Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine, die Wirkungsgrade und Ein- schränkungen der anderen Komponenten bleiben unberücksichtigt.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Steuerverfahren und eine Steuerung für Hybridantriebe zu schaffen, die unter Vermeidung der oben angeführten Nachteile beziehungsweise durch Lösung der oben angeführten Probleme höchste Wirtschaftlichkeit, maximale Lebensdauer der Komponenten, hohen Fahrkomfort und die Möglichkeit bieten, allen fahrdynamischen Erfordernissen Rechnung zu tragen. Zum Fahrkomfort gehört auch ein zwangloser und sanfter Übergang von einem Modus zum anderen.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in den in Anspruch 1 angeführten Schritten a) bis d). Dadurch, dass zunächst sämtliche den Fahrerwunsch auch nur irgendwie erfüllenden Modi (im Falle eines Stufengetriebes einschließlich der möglichen Getriebegänge) herangezogen und quasi simultan „durchgespielt" werden, und die Auswahl erst in einem viel späteren Schritt erfolgt, steht für jeden Fahrerwunsch immer der optimale Modus zur Verfügung und ist ein Ü- bergang zwischen den einzelnen Modi weitgehend ohne Fahnen oder Prioritäten möglich. Dadurch ist die Steuerung flexibler. Durch die Flexibilität sind fahrdynamische Eingriffe möglich und die Steuerung ist verschiedenen Fahrzeugen durch Wahl entsprechender Parameter und eingespeicherte Kennfelder leichter anpassbar.
Das simultane , .Durchspielen" der Modi beinhaltet eine Ermittlung der Arbeitspunkte der einzelnen Komponenten unter Berücksichtigung von Betriebszustand und Systemzustand, sowohl des aktuellen als auch des dem Fahrerwunsch entsprechend einzustellenden Betriebszustandes. Weil der Arbeitspunkt der Komponenten für jeden Modus auf Grund fester gespeicherter Größen (die auch Grenzwerte sein können) beziehungsweise Kennfelder und des Systemzustandes ermittelt wird, können die Arbeitspunkte der einzelnen Komponenten optimal gewählt werden. So findet in den einzelnen Modi bereits vor der Auswahl eines bestimmten Modus eine Optimierung statt. Es werden sozusagen die bereits optimierten Modi bewertet und es wird der am besten bewertete ausgewählt. Dadurch wird die Kapazität aller Komponenten optimal genutzt. In dem ausgewählten Modus stehen dann für den Steuereingriff zur Einstellung der Kompo- nenten die bereits bei der Optimierung der Arbeitspunkte ermittelten Größen in den Arbeitspunkten zur Verfügung. Das erleichtert und vereinfacht auch den Übergang von einem Modus zu einem anderen.
Wenn als Achsantriebsgetriebe ein Getriebe mit in Stufen veränderlicher Über- setzung (das sind die Getriebegänge) vorhanden ist, wird für die möglichen Modi entschieden, welche Getriebegänge für den dem Fahrerwunsch entsprechenden Betriebszustand in Frage kommen (Anspruch 2), wodurch sich die Anzahl der gemäß Anspruch 1 behandelten Modi entsprechend erhöht. Wenn die Übersetzung des Getriebes stufenlos, also kontinuierlich, variabel ist, wird die Über- setzung im erfindungsgemäßen Verfahren als zusätzliche Variable behandelt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden bei der Ermittlung der Arbeitspunkte der in dem jeweiligen Modus einbezogenen Komponenten für alle Modi auch gleich die Wirkungsgrade der Komponenten ermittelt und wer- den diese Wirkungsgrade zu einem Gesamtwirkungsgrad für alle Modi (AMK bzw AMGK) zusammengeführt und in die Bewertung und Auswahl des Modus einbezogen (Anspruch 3 bzw 4, mit bzw ohne Stufengetriebe). Dadurch wird nicht nur der für die einzelnen Komponenten optimale Arbeitspunkt ermittelt, S sondern auch der optimale Wirkungsgrad des gesamten Systems. Die Optimierung ist gewissermaßen zweistufig.
Für die Vorauswahl aller überhaupt in Frage kommenden Modi aus Fahrerwunsch, Betriebszustand und Systemzustand wird zumindest ein dem Fahrer-0 wünsch entsprechendes erforderliches auf die Räder des Fahrzeuges zu übertragendes Drehmoment berechnet, was zur Einhaltung fahrdynamischer Vorgaben in einem Fahrdynamikregler geschieht (ohne solche Vorgaben direkt aus dem Fahrerwunsch), und anhand dieses Drehmomentes die Vorauswahl getroffen (Anspruch 5). Soferne es sich um ein Kraftfahrzeug mit zwei angetriebenen5 Achsen handelt, wird zunächst nur das gesamte zu übertragende Drehmoment ermittelt und dessen Verteilung auf die Achsen nur, wenn ein Traktionseingriff vorliegt, andernfalls erst in einem späteren Schritt (Anspruch 6). Ein Traktionseingriff wird zum Beispiel von einem Schlupfregler oder von einem Fahrdya- mikregler vorgenommen. 0
Es ist empfehlenswert, unter anderem zur Erhöhung der Betriebssicherheit, zu überprüfen, ob alle für die in Frage kommenden Betriebsmodi erforderlichen Komponenten verfügbar, intakt und in dem erforderlichen Umfang funktionsfähig sind. Ist das für einen Modus nicht der Fall, wird der entsprechende Modus5 aus der weiteren Behandlung ausgeschieden (Anspruch 7). Dadurch, dass diese Überprüfung in einem frühen Stadium erfolgt, wird auch vermieden, dass zeitweise nicht zur Verfügung stehende Modi in der quasi simultanen Bearbeitung mitgefühlt werden. An dieser Stelle lassen sich auch geeignete Notmaßnahmen einfuhren.
Die Berechnung der Wirkungsgrade in den einzelnen Modi in dem dem Fahrerwunsch entsprechenden Betriebszustand kann je nach Komplexität des Hybridantriebes und nach Erfordernissen in verschiedener Weise erfolgen. Dem ge- wünschten Betriebszustand entspricht ein von den angetriebenen Rädern zu übertragendes Drehmoment. Dem sind auf Grund der mechanischen Auslegung Grenzen gesetzt. Deshalb wird zunächst für jede Gangstufe unter Berücksichtigung gegebenenfalls dazwischen liegender Übersetzungen der Grenzwert des maximal übertragbaren Moments einzelner Komponenten berechnet. Die dem Fahrerwunsch entsprechenden Arbeitspunkte der einzelnen Maschinen werden unter Berücksichtigung von Grenzwerten von Moment und Leistung ermittelt und sodann für diese Arbeitspunkte mit Hilfe von gespeicherten Wirkungsgrad- Kennfeldern zunächst die einzelnen Wirkungsgrade in den Arbeitspunkten und daraus die Gesamtwirkungsgrade für die in Frage kommenden Modi ermittelt (Anspruch 8 bzw 9; 8 ohne, 9 mit Stufengetriebe).
Vorzugsweise sind die Grenzwerte für die Ermittlung des Arbeitspunktes Grenzwerte der Leistung der einzelnen Komponenten, die aus dem thermischen Zustand und aus Kennfeldern der jeweiligen Komponenten ermittelt werden (Anspruch 10) und/oder Grenzwerte der Leistungsaumahmefahigkeit des Energiespeichers (ES) in seinem aktuellen Ladezustand, die aus Kennfeldern des Energiespeichers ermittelt werden (Anspruch 11). Die Grenzwerte sind Grenzwerte des übertragbaren und damit des zu übertragenden Drehmomentes, die aus dem Fahrerwunsch, dem Betriebszustand der Komponenten und dem Systemzu- stand ermittelt werden (Anspruch 12). Die Einführung dieser Grenzwerte führt zu weitgehend optimalen Arbeitspunkten und somit auch zu jeweils optimalen Wirkungsgraden, die in der Folge bewertet werden. Auch die Lage der Arbeitspunkte bezüglich der Grenzwerte wird in die Bewertung einbezogen (Anspruch 14). Beides tragt auch noch zur Maximierung der Lebensdauer der einzelnen Komponenten bei.
Für eine möglichst genaue Berechnung des Gesamtwirkungsgrades wird die an den Rädern des Fahrzeuges abgegebene mechanische Leistung zu dem Treib- stofrVerbrauch in Beziehung gesetzt. Dabei wird im Zugbetrieb die in der Batterie gespeicherte Energie aus der beim Laden der Batterie durchlaufenen Wirkungsgradkette von der Verbrennungskraftmaschine über die generatorisch betriebene elektrische Maschine (EMj) und die zugehörige Leistungselektronik ermittelt und im Schubbetrieb nur die elektrische Ladeleistung berücksichtigt (Anspruch 13).
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahrens können zur Bewertung der Modi noch weitere Kriterien herangezogen werden: Thermische Kriterien unter Einbeziehung des Systemzustandes und von Kennfeldern des thermischen Ver- haltens der Maschinen (das sind die ein Moment erzeugenden Komponenten), welche auch bei der Ermittlung der Leistungsgrenzen der einzelnen Maschinen benutzt werden (Anspruch 15); und/oder Kriterien nach dynamischen Gesichtspunkten unter Einbeziehung des Fahrerwunsches und von Fahrzuständen, welche auch zur Festlegungen der Grenzmomente der einzelnen Maschinen zur Be- rechnung der Wirkungsgarde herangezogen werden (Anspruch 16). Man spricht hier von Dynamikmanagement.
Weiters kann zur Bewertung der Modi (AMK, AMGK) als Systemzustand der Zustand des Energiespeichers und gegebenenfalls dessen Kennfeld beim Laden und Entladen herangezogen wird, welches bei der Ermittlung der Leistungsgrenzen verwendet wird (Anspruch 17). Das kommt auch der Lebensdauer des Energiespeichers zugute. Auch Komfort - Gesichtspunkte (insbesondere beim Schalten der Getriebegänge) können in die Bewertung Eingang finden (Anspruch 18). Zur Gesamtbewertung werden dann die einzelnen Wertnoten zusammengeführt, die Modi nach der Bewertung sortiert und der Modus (AMGK*) mit der höchsten Wertnote ausgewählt (Anspruch 19). Für die Ausgabe der dem ausgewählten Modus entsprechenden Sollwerte beziehungsweise Befehle für die Einstellung der von dem ausgewählten Modus betroffenen Komponenten kann auf die bei der Berechnung des Wirkungsgrades des ausgewählten Modus (AMGK) für den optimalen Arbeitspunkt ermittelten Daten zurückgegriffen werden (Anspruch 20 bzw 21, letzteres mit Stufengetrie- be). Das spart Rechenzeit und trägt zum sanften Übergang von einem Modus in einen anderen bei.
Die Sollwerte beziehungsweise Befehle werden schließlich in Ansteuersignale für die Komponenten umgesetzt. (Anspruch 22). Bei zwei angetriebenen Achsen und wenn kein Traktionseingriff vorliegt, erfolgt die Momentenverteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse im Zuge der Bestimmung des Arbeitspunktes und der Berechnung des Gesamtwirkungsgrades (Anspruch 23). Dadurch wird auch bei normaler Fahrt (wenn kein Traktionseingriff vorliegt) das Moment mit optimalem Wirkungsgrad auf die beiden angetriebenen Achsen verteilt.
Vorzugsweise stehen die aktuellen veränderlichen Größen (zum Beispiel Drehzahlen, Drehmomente, Temperaturen) sowie daraus berechnete Zwischengrößen (zum Beispiel Beschleunigung des Fahrzeuges, maximale Drehzahl der Ver- brennungskraftmaschine) immer bei allen Schritten in dem Modul Systemzu- Standsanalyse zur Verfügung und ist aus ihm jederzeit abrufbar (Anspruch 24).
Die Erfindung betrifft auch ein Steuersystem für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb, welcher aus folgenden Komponenten besteht: einer Verbrennungskraftmaschine, einem Achsantriebsgetriebe - insbesondere einem Schaltgetriebe - mindestens einer elektrischen Maschine, mindestens einer Kupplung, mindestens einem Energiespeicher und mindestens einer angetriebenen Achse, wobei eine Fahrerwunschauswertung aus der Fahrpedalstellung, der Bremspedalstellung und einer der Fahrgschwindigkeit entsprechenden Größe (zum Beispiel der Raddrehzahl) den vom Fahrer zu erreichen gewünschten Betriebszustand (Beschleunigung, Verzögerung, Kickdown) erkennt.
Das Steuersystem besteht aus einer Reihe von Moduln, die bei einer Programmsteuerung gedachte Einheiten im Programmablauf sind, die ihrerseits wieder einzelne Blöcke (denen in den Figuren Kästchen zugeordnet sind) umfassen. Die besondere Beschaffenheit, Funktion und Anordnung der Moduln und Blöcke ermöglichen die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In welcher Weise und mit welcher Wirkung ist der Beschreibung des Systems anhand eines Ausfuhrungsbeispieles zu entnehmen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1: Schema eines Hybridantriebs, auf den die erfindungsgemäße
Steuerung anwendbar ist, in seiner einfachsten Form, Fig. 2: Schema eines komplexeren Hybridantriebes, auf den die erfindungsgemäße Steuerung anwendbar ist, Fig. 3: Tabelle der Modi des Hybridantriebes der Fig. 2, Fig. 4: Grobschema der erfindungsgemäßen Steuerung, Fig. 5: Blockschaubild der erfindungsgemäßen Steuerung, geteilt in Fig. 5a und Fig. 5b,
Fig. 6: Blockschaubild zum Modul 1 in Fig. 5, Fig. 7: Blockschaubild zum Modul 2 in Fig. 5, Fig. 8: Blockschaubild zum Modul 3 in Fig. 5, Fig. 9: Detail- Blockschaubild zu Fig. 8, Fig.10: Blockschaubild zum Modul 4 in Fig. 5,
Fig.l 1 : Blockschaubild zum Modul 5 in Fig. 5, Fig.12: Blockschaubild zum Modul 7 in Fig. 5, Fig.13: Diagramm zu Modul 7, Fig.14: Blockschaubild zum Modul 8 in Fig. 5,
Fig.15: Diagramme a,b,c zu Modul 8, Bestimmung Arbeitspunkt, Fig.16: Schaubild zu Modul 8, Wirkungsgradberechnung, Fig.17: Blockschaubild zum Modul 9 in Fig. 5, Fig.18: Blockschaubild zum Modul 10 in Fig. 5, Fig.19: Blockschaubild zum Modul 11 in Fig. 5,
Fig.20: Blockschaubild zum Modul 13 in Fig. 5, Fig.21: Blockschaubild zum Modul 15 in Fig. 5.
Ein einfacher, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren steuerbarer Hybridantrieb nach Fig. 1 besteht aus folenden Komponenten: einer Verbrennungskraftmaschine VKM, einer elektrischen Maschine EMI, einem Schaltgetriebe SG oder einem Getriebe mit fester Untersetzung, einem Hinterachsdifferential HAD und einem Energiespeicher ES - einer im folgenden einfach als Batterie be- zeichneten Hochvoltbatterie hoher Kapazität oder dergleichen, sowie aus einer ersten Kupplung Kl zwischen der elektrischen Maschine EMI und dem Schaltgetriebe SG, und einer zweiten Kupplung K2 zwischen der Verbrennungskraftmaschine VKM und der elektrischen Maschine EMI . Ein Steuergerät MABx ist über in Fig. 1 im einzelnen nicht bezeichnete Leitungen mit den Komponenten verbunden. Die Verbrennungskraftmaschine VKM und die elektrischen Maschinen EMI sind im Folgenden unter dem Begriff Maschinen zusammengefasst.
Fig. 2 zeigt einen komplexen Hybridantrieb, auf den sich das weiter unten beschriebene Ausfuhrungsbeispiel bezieht. Er besteht aus folenden Komponenten: einer Verbrennungskraftmaschine VKM, zwei elektrischen Maschinen EMI, EM2 mit ihren Umrichtern URl, UR2, einem Schaltgetriebe SG, einem Hinterachsdifferential HAD und einem Vorderachsdifferential VAD für die beiden angetriebenen Achsen HA, VA und einem Energiespeicher ES. Eine der vier Radbremsen B ist nur an einem Rad angedeutet. Weiters ist vorgesehen: eine erste S Kupplung Kl zwischen der elektrischen Maschine EMI und dem Schaltgetriebe SG, eine zweite Kupplung K2 zwischen der Verbrennungskraftmaschine VKM und der elektrischen Maschine EMI, eine dritte Kupplung K3 zwischen der zweiten elektrischen Maschine EM2 und dem Abtrieb KT für den Antrieb der Vorderachse VA und eine vierte Kupplung K4 zwischen den beiden elektrischen0 Maschinen EM1,EM2. Ein Steuergerät MABx ist über summarisch mit 1 bezeichnete Leitungen mit den Komponenten verbunden. Summarisch mit 2 bezeichnete Leitungen dienen der Führung elektrischer Energie zwischen den elktrischen Maschinen EM1,EM2 und dem Energiespeicher ES. Mit Ausnahme der Kupplung K4 entspricht diese Anordnung weitgehend der im Österreichi-5 sehen Gebrauchsmuster AT GM 8336 Ul beschriebenen.
In Fig.3 sind die wichtigsten (aber nicht alle) mit diesen Komponenten darstellbaren Modi AMK in einer Tabelle zusammengestellt. Die Spalten geben nach der AMK - Nummer und der Beschreibung der Betriebsart das Achsmoment0 (negativ = Schubbetrieb, positiv = Zugbetrieb) an und welche Achse(n) angetrieben ist (sind). Weitere Spalten geben den Betriebszustand der Maschinen VKM, EMI, EM2 (1 = Zugbetrieb, -1 = Schleppbetrieb, 0 = ausgeschaltet, LL = Leerlauf), der Batterie ES und den Schaltzustand der Kupplungen Kl bis K4 an. 5 In Fig. 4 ist die Steuereinheit MABx in ihrer Systemarchitekur dargestellt. Kennfelder, Getriebeübersetzungen und weitere unveränderliche Größen sind in einem nicht dargestellten Speicher hinterlegt. Ebenso die Parameter, die zur Anpassung an ein bestimmtes Fahrzeug wählbar sind. Die Steuereinheit MABx umfasst eine Schnittstelle 10 zum CAN-Bus des Fahrzeuges, eine Konditionie- rungseinheit 11 für die den Betriebszustand und/oder den Systemzustand beschreibenden Eingangsgrößen (Sensorsignale von den Komponenten) mit Treiberstufen, eine Konditionierungseinheit 12 für die Ausgangsgrößen mit Leistungsteil und Treiberstufen, Signalverbindungen 13 von der Konditionierungseinheit 11 zur Fahrerwunschauswertung FW, zum Fahrdynamikregler FDR, zum Hybridregler HCU, und zum Momentenkoordinator MK. Von letzterem werden die Aktuatoransteuersignale auf dem Weg 15 der Konditionierungseinheit 12 zugeführt. Auf dem Weg 16 werden ihr weitere Daten von der Konditionierungseinheit 11 zur Verfügung gestellt. Die Konditionierungseinheit 12 gibt Befehle an die Ansteuerung 24 des Getriebes SG und an die Ansteuerung 25 der Kupplungen Kl bis K4 aus und ist über einen weiteren Bus, den Hybrid-CAN- Bus 17, mit den Komponenten - Einheiten des Hybridantiebs verbunden. Diese Einheiten 20 bis 23 bestehen jeweils aus den Komponenten VKM (Baugruppe 20), EMI (Baugruppe 21), EM2 (Baugruppe 22) und ES (Baugruppe 23) und deren Steuergeräten, Umrichtern und Diagnose- beziehungsweise Überwa- chungseinheiten.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufschema der gesamten Steuerung eines Antriebes nach Fig. 2 im Hybridregler HCU, anhand dessen auch das erfindungsgemäße Steuerverfahren beschrieben wird. Es ist in Moduln (die mit einem Großbuchstaben M und durchlaufenden Nummern von 1 bis 16 bezeichnet sind) und Blocks innerhalb der Moduln aufgegliedert, wobei die im Folgenden aufgezählten und weiter unten ausführlich beschriebenen Moduln und Blocks als gedachte Einheiten mit einer bestimmten Funktion im repetitiv durchlaufenen Programm zu verstehen sind:
Der noch nicht zum Hybridregler HCU gehörende Block Fahrerwunsch FW ermittelt aus den Eingaben des Fahrers über Gas- und Bremspedal das auf die Straße zu bringende Drehmoment (im Folgenden nur mehr „Moment" genannt), das positiv, negativ (Bremsen) oder Null (Segeln) sein kann, und stellt es auf dem Weg 27 den Moduln M2, M3, M7 und M8 zur Verfügung.
Auch der Block Fahrdynamikregler FDR ist dem Hybridregler HCU noch vorgeordnet und beeinflusst wenn nötig die aus dem Fahrerwunsch FW ermittelten Momente, indem er bei Radschlupf einen Traktionseingriff vornimmt, und insbesondere bei einem Fahrzeug mit zwei angetriebenen Achsen auch in die Momentenverteilung zwischen den Achsen VA,HA eingreift.
Modul 1 : Der Modul Svstemzustandsanalvse (SZA) Ml nimmt zu aktuellen Be- triebszuständen Betriebsdaten des Fahrzeuges und der Komponenten auf, stellt vorbereitende Berechnungen an (zum Beispiel der Maschinendrehzahlen) und hält diese über die Wege 28 für die Moduln M2 bis M8 bereit.
Modul 2: Der Achsmomentumsetzer (AMK) M2 stellt auf Basis des Fahrerwun- sches FW und eventueller Vorgaben des Fahrdvnarnikreglers die in Frage kommenden Betriebmodi AMK (siehe Tabelle als Fig. 3) des Hybridantriebes zusammen.
Modul 3: Der Modul Komponentenverfugbarkeit (KV) M3 ist eine erste Filter- stufe, in der diejenigen Modi AMK ausgeschieden werden, die Komponenten einbeziehen, die nicht oder nicht in ausreichendem Maße verfügbar sind, oder die gewissen strategischen Vorgaben nicht genügen.
Modul 4: Der Modul Gangvorwahl M4 identifiziert bei Vorhandensein eines Stufengetriebes auf Basis der Getriebeübersetzungen und der Drehzahlen alle Getriebegänge Gj, die für die von der Komponentenverfügbarkeit nicht ausgeschiedenen AMK in Frage kommen. Er bildet so eine Anzahl von Modi AMGK, die größer als die Anzahl der Modi AMK ist.
Modul 5: Der Modul Wärmemanagement M5 berechnet mit Hilfe von Daten aus der Systemzustandanalyse (Modul 1) die maximalen und minimalen Leistungen der Maschinen VKM, EMI und EM2. Modul 6: Der Modul Ladungsmanagement (SOC) M6 berechnet mit Hilfe von Daten aus der Systemzustandanalyse (Ml) und/oder Zustandsgrößen der Batterie (ES) deren Ladeleistungsgrenzen. Die Entladeleistung der Batterie wird von dem folgenden Modul (7) regiert.
Modul 7: Der Modul Dvnamikmanagement (DM) M7 bestimmt aus den in den Moduln 5 und 6 ermittelten Leistungsgrenzen Drehmomentgrenzen. Er gibt damit den Bereich der Arbeitspunktoptimierung und Wirkungsgradberechnung im folgenden Modul (8) vor. Er greift in die Momentengrenzen ein, um den Fahrerwunsch hinsichtlich Dynamik bei möglichster Schonung der Batterie (ES) zu erfüllen.
Modul 8: der Modul Arbeitspunktoptimierung/Wirkungsgradberechnung M8 besteht aus den beiden ineinander greifenden Teilmoduln Arbeitspunktoptimierung und Wirkungsgradberechnung für die von der Gangvorwahl identifizierten Modi AMGK, unter Einbeziehung von Daten der Systemzustandsanalyse (Modul 1) und der im Modul 7 ermittelten Momentengrenzen.
Modul 9: Der Modul Bewerter Ladezustand M9 bewertet die von der Gangvorwahl identifizierten AMGK mit ihren in Modul 8 ermittelten Arbeitspunkten anhand der in Modul 6 ermittelten Ladungsgrenzen.
Modul 10: Der Modul Bewerter Wärme MIO bewertet die von der Gangvorwahl (Modul M4) identifizierten AMGK mit ihren in Modul M8 ermittelten Arbeitspunkten hinsichtlich thermischer Belastung.
Modul 11 : Der Modul Bewerter Dynamik MI l bewertet die von dem Modul Gangvorwahl (M4) identifizierten AMGK mit ihren in Modul M8 ermittelten Arbeitspunkten anhand der in Modul 7 ermittelten Momentengrenzen. Modul 12: Der Modul Gesamtbewertung M12 fasst die Wertnoten aus den Moduln 8,9,10 und 11 zu einer Gesamtwertnote zusammen.
Modul 13: Der Modul Komfortfilter Ml 3 bewertet die von der Gangvorwahl (Modul 4) identifizierten und in den folgenden Moduln gefilterten AMGK hinsichtlich Fahrkomfort und scheidet gegebenenfalls noch weitere AMGK aus.
Modul 14: Der Modul Sortierer Ml 4 sortiert die AMGK nach ihrer in Modul M12 ermittelten Gesamtbewertung, die auch den Gesamtwirkungsgrad ein- schließt.
Modul 15: Der Modul Statusmaschine (AMK) erhält von Modul Ml 4 die Liste der nach Bewertung und Wirkungsgrad sortierten AMGK und wählt die im Sortierer zu oberst erscheinende AMGK* als einzustellende AMGK aus. Weiters bereitet er die Schnittstellen zum folgenden Modul auf.
Modul 16: der Modul Momentenkoordinator (MK) vollzieht den Übergang von der aktuellen AMGK zu der einzustellenden AMGK*.
Es folgt die Beschreibung der einzelnen Moduln und ihrer Wirkungsweise:
Modul 1 : Svstemzustandsanalvse (SZA) M1
Fig. 6 zeigt den schematischen Aufbau des Moduls Systemzustandsanalyse Ml.
Er setzt sich aus einzelnen Funktionsblöcken zusammen. Ein Block 30 generiert anhand der Geschwindigkeit des Fahrzeuges Vpzg einen Anfahrflag FlagAnfehr und einen Bremsflag FlagBrems- Dieser soll bei sehr niedriger Geschwindigkeit anzeigen, ob das Fahrzeug anfahrt oder zum Stillstand abgebremst wird. Diese Flags werden in einem späteren Modul dazu verwendet, eine feste Betriebsstrategie auszuwählen, wenn aufgrund der geringen Drehzahlen der Maschinen kein korrekter Arbeitspunkt berechnet werden kann.
Der Block 31 „Vorgabe der minimalen und der maximalen Drehzahl der Ver- bennungskraftmaschine" soll die minimale Drehzahl ((DvKMmin) und die maximale Drehzahl (ö)vκMmax) der Verbrennungskraftmaschine (im Folgenden kurz VKM) in Abhängigkeit von der Temperatur TVKM vorgeben. Diese Vorgabe soll im weiteren Verlauf des Verfahrens sehr niedere und sehr hohe Drehzahlen der VKM bei geringer Motortemperatur verhindern.
Der Block 32 „Steigungserkennung" ermittelt aus der Beschleunigung des Fahrzeuges aFzg und aus der Erdbeschleunigung g die vom Fahrzeug momentan befahrene Steigung in Prozent und gibt einen Flag für die Steigungserkennung
FlagsteigungaUS.
Der Block 33 Berechnung der Maschinendrehzahlen" berechnet die zu erwartenden Drehzahlen der E-Maschinen EMI, EM2 und der VKM, die in jeder AMGK bei der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges in dem jeweiligen Getriebegang auftreten würden. Zur Gewinnung eines korrekten Geschwindig- keitssignals wird aus allen vier Raddrehzahlen ein weitgehend schlupfunabhängiges Geschwindigkeitssignal erzeugt.
Bei der Berechnung der Maschinendrehzahlen (COVKM. *A)EMI und ÜJEΓVC) smd die Gesamtübersetzungen UsGi in den einzelnen Gängen Gj und die Kupplungs- Stellungen zu berücksichtigen. In der Tabelle (Fig. 3) sind das:
Kupplungstellung A: Kl und K2 geschlossen, K3 und K4 offen, Kupplungstellung B: Kl und K3 geschlossen, K2 und K4 offen, Kupplungstellung C: K2 und K3 geschlossen, Kl und K4 offen, Kupplungstellung D: Kl, K2 und K3 geschlossen, K4 offen. Die Drehzahl der E-Maschine 1 EMI Ü)EMI errechnet sich je nach Kupplungsstellung aus der Fahrzeuggeschwindigkeit vpZg und den jeweils zwischen dem Rad und der EMI liegenden Übersetzungen Ü. Zum Beispiel bei Kupplungsstellung B oder D: <DEMI = ÜSG x ÜHAD X (vFzg/rRad)
Da diese Berechnung der Maschinendrehzahlen vor der Bestimmung des Arbeitspunktes stattfindet, kann für alle AMGK ohne Verbindung zu einer der Achsen und mit positiver Leistung der VKM, für die EMI und die VKM keine Drehzahl ermittelt werden.
Modul 2: Achsmoment-Umsetzer (AMK) M2
Der Modul Achsmoment-Umsetzer in Fig. 7 steht eingangsseitig mit dem Fahrdynamikregler FDR in Verbindung, der die Achsmomente MVA und MHA liefert und gegebenenfalls einen Traktionseingriff vornimmt. Er umfasst zwei Blöcke: „Momentenauswertelogik" 34 und „KO-Filter" 35. ,,KO" steht für „Knock-out", das heisst, alle der Momentenanforderung nicht entsprechenden AMK (siehe die Spalte „Achsmoment" in Fig. 3) werden ausgeschieden.
Der Block 34 ..Momentenauswertelogik" kategorisiert vorerst die Achsmomen- tenvorgaben (MVA, MHA) des Fahrdynamikreglers nach dem Vorzeichen (+ , - oder 0) des Summenachsmomentes (MVA + MHA) und, falls ein Traktionseingriff TE des Fahrdynamikreglers FDR vorliegt (Signal TE=I), zusätzlich nach den angetriebenen Achsen. Das Vorzeichen des Summenachsmomentes und somit die Grundkategorie (positiv=l, negativ=2, null=3) steht als Signal den nachfolgenden Moduln zur Verfügung. Bei der Teilfunktionalität „Angetriebene Achse" (rein VA, rein HA, Allrad) muss nach dem Vorhandensein eines Traktionsein- griffes des Fahrdynamikreglers unterschieden werden: Bei Traktionseingriff des Fahrdynamikreglers (Flag TE = 1) erfolgt die weitere Unterkategorisierung nach der angetriebenen Achse (nur Vorderachse, nur Hinterachse oder Allrad, siehe Fig. 3). Die Unterkategorie wird ebenfalls als Signal den nachfolgenden Moduln zur Verfügung gestellt.
Liegt kein Traktionseingriff des Fahrdynamikreglers vor (Flag TE = 0), wird nur das Summenachsmoment (MVA + MHA) betrachtet. In diesem Fall ist keine weitere Unterkategorisierung nötig, da der später durchlaufene Modul M8 das von dem Fahrdynamikregler geforderte Summenachsmoment (MVA + MHA) energe- tisch optimal auf die beiden Achsen verteilen.
Der Block 35 .JCnock-Out-Switch AMK" hat die Aufgabe, mit den Informationen des Blocks 34 (Summenachsmoment und angetriebene Achse(n)) eine Vorauswahl der für die geforderten Achsmomente in Frage kommenden Modi AMK zu treffen. Bei der Funktionalität Knock-Out-Switch AMK wird nach dem Vorhandensein eines Traktionseingriffes des Fahrdynamikreglers unterschieden.
Wenn kein Traktionseingriff vorliegt (Flag TE = 0), werden die sinnvollen Modi AMK auf Basis des Summenachsmomentes (MVA + MHA) und der Grundkatego- rie (1, 2 oder 3) des Summenmomentindikators ausgewählt. Wenn ein Traktionseingriff vorliegt (Flag TE = 1), muss bei der Auswahl zusätzlich auch die Unterkategorie der angetriebenen Achse berücksichtigt werden.
An dieser Stelle ist zu erläutern, dass in der gesamten Beschreibung die momen- tanen Größen (Betriebszustand) explizit als aktuell bezeichnet sind. Alle nicht als aktuell bezeichneten Größen sind die nach Durchlaufen des beschriebenen Verfahrens schließlich an den Komponenten eingestellten Größen. Die den einzelnen Modi zugeordneten Größen und Flags durchlaufen die einzelnen Moduln jeweils als Paket. Das kann in verschiedener Weise ausgeführt beziehungsweise programmiert sein. Ein geeignetes und im vorliegenden Ausfϊihrungsbeispiel benutztes Werkzeug ist „SIMULINK"®, das die Anordnung der Daten in einer Matrix vorsieht; in der vorliegenden Anwendung ist es eine AMGK- Matrix, die Simulink mit Vektoren 36, im vorliegenden Beispiel mit einem AMK- Vektor, einem Gang- Vektor, einem Knock-Out - Vektor, etc, verknüpfen kann.
Der Knockout Vektor der Ist-AMK bzw Ist-AMGK, das ist die aktuelle AMK bzw AMGK vom vorigen Abtastschritt, wird vom Modul 15 Statemachine (Ml 5) zur Verfügung gestellt.
Modul 3: Komponentenverfügbarkeit (KV) M3
Der Modul ,,Komponentenverfügbarkeit" (KV), illustriert durch Fig. 8, soll aus den vom Modul 2 „Achsmoment-Umsetzer" ausgewählten Modi (AMK) die jenigen Modi ausscheiden, die aus Sicht der Verfügbarkeit der Komponenten nicht realisierbar sind. Der aktuelle Zustand der jeweiligen Komponente wird über den Modul „Momentenkoordinator" (Modul 16), oder über den Hybrid- CAN - Bus 16 gemeldet. Der Komponentenverfügbarkeits-Modul M3 besteht aus aus zwei Blocks, einem Block 37 „Filterung nach Verfügbarkeit der Komponenten" und einem Block 38 „Filterung nach Strategie" und enthält hier einen weiteren Block 39 "Momentbeschränkung", der auch in einem anderen Modul untergebracht sein könnte.
Der Block 39 „Momentenbeschränkung" soll das maximal umsetzbare Moment für jede Gangstufe am Eingang des Getriebes oder der Hinterachse (Hinterachsdifferential) bestimmen und dem Modul 8 zur Verfügung stellen. Mit diesem Grenzmoment ist gewährleistet, dass die Maschinen (VKM, EMI, EM2) im Antriebsstrang der Hinterachse HA nicht durch Überlastung zerstört werden. Auf der im beschriebenen Ausführungsbeispiel ebenfalls angetriebenen Vorderachse VA ist hier aufgrund der mechanischen Auslegung keine Momenteneinschränkung erforderlich.
Die von der mechanischen Auslegung bestimmten maximalen Momente für das Hinterachsdifferential HAD und das Schaltgetriebe SG sind in dem nicht dargestellten Speicher als feste Größen hinterlegt. Das maximale Hinterachsdifferential -Moment wird über die Gang-Übersetzungen auf die Getriebeeingangsseite des Schaltgetriebes rückgerechnet. Dann wird dieses errechnete Moment mit dem maximalen Eingangsmoment des Schaltgetriebes (SG) verglichen. Diese Grenzmomente für jede Übersetzungsstufe werden in die AMGK-Matrix eingetragen.
Dem Block 37 wird die Verfügbarkeitsinformation jeder Komponente über den Hybrid-CAN-Bus 17 von der separaten Zustandsanalye der einzelnen Baugrup- pen 20-23 (siehe Fig. 4) und der Kupplungen Kl bis K4 (siehe Fig. 2) gemeldet. Aus der Auswertung der Verfügbarkeitssignale der Komponenten (VKM, EMI, EM2, SG, Kl, K2, K3, K4, ES) und einem weiteren temporären Verfügbarkeitssignal der Antriebskomponenten VKM, EMI, EM2 aus dem Modul Momentenkoordinator Ml 6 wird ein KO- Vektor gebildet. Die Komponentenverfügbarkeit nimmt anhand des KO- Vektors eine Filterung vor.
Der Block 38 „Filterung nach Strategie" tritt immer dann in Wirkung, wenn hochrangige eindeutige Entscheidungen unabhängig von der Bewertung der Modi zu treffen sind. Dazu zählt zum Beispiel das gezielte Verhindern des Ab- stellens der Verbrennungskraftmaschine aufgrund von Entscheidungen der Moduln M5, M6, M7 (Management Wärme, SOC, Dynamik). Fig. 9 zeigt den Block 38 „Filterung nach Strategie" im Detail. Er enthält die Unterblocks 40 „Filterung nach internem VKM-Start-Stop", 41 („Filterung nach Kickdown - Flag" und 42 „Filterung nach Wunsch- AMGK", die auf einen „Verbrennungskraftmaschine -Start-Stopp-Flag" (40), auf einen „Kick-Down- Flag" (41) und auf eine Wunsch- AMGK (42) ansprechen. Dazu im Einzelnen:
a) Filterung nach internem Verbrennungskraftmaschine Start-Stopp-Flag.
Der Unterblock 40 empfangt vom Modul Dynamik-Management (Modul 7) den Start-Stopp-Flag 43 (Flagstartstopp) und eine Meldung „Status VKM" 44. Durch Berücksichtigung dieses Flags und des aktuellen Zustands der VKM (ist gestar- tet/abgestellt) findet eine Filterung von betroffenen AMK statt. Das VKM - Stopp-Signal wird im Modul Komponenten- Verfügbarkeit (M3) als Ausschlusskriterium verwendet. Kriterium ist: Wenn ein Modus der AMK die VKM-Start- Stopp-Bedingung verletzt, wird dieser Modus aus der AMK herausgefiltert. Zur Entscheidung, ob die VKM im Leerlauf abgestellt werden soll oder nicht, filtert der Modul M3 bei Anliegen des Flagstartstopp = 0" nur jene AMK heraus, die die VKM im Leerlauf abstellen würden.
b) Filterung nach Kick-Down-Flag
Ein Kick-Down kann vom Fahrer im Antriebsfall immer gegeben werden, wenn eine erhöhte Leistungfahigkeit der Komponenten auch hinsichtlich Dynamik gefort ist. Der Unterblock 41 empfangt dann vom Modul Dynamik-Management (Modul 7) einen Kick-Down-Flag 45. In diesem Fall erfolgt ein Herausfiltern aller Modi, in denen die VKM nicht auf die Hinterachse des Antriebstrangs wirkt. Dazu muss vom Modul Achsmoment-Umsetzer (Modul 2) eine positive Momentenkategorie vorgegeben sein (M>0).
c) Filterung nach Wunsch-AMK Der Unterblock 42 bietet dem Fahrer die Möglichkeit, gezielt bestimmte Modi unter Berücksichtigung verschiedener Einschränkungen anzuwählen. Dazu wird der entsprechende KO- Vektor ausgewählt und zur Wirkung gebracht. Soll keine Filterung erfolgen, so kann der Block 42 durch einen entsprechenden Parameter desaktiviert werden.
Modul 4: Gang- Vorwahl M4
Aufgabe der Gangvorwahl ist es, für die vom Modul Komponentenverfügbarkeit (M3) als möglich eingestuften AMK zusätzlich alle möglichen Gänge zu identifizieren. Im weiteren Verlauf der Filterkette werden nur noch jene AMGK einer AMK weiterbearbeitet, die mögliche Gangstufen darstellen. Der Modul M4, dargestellt in Fig. 10, steht eingangsseitig mit dem Modul Komponentenver- fugbarkeit M3 in Verbindung und enthält einen Block 47, der eine Drehzahlbe- dingung auf die vom Modul M3 vorgefilterten AMK anwendet und die dieser Bedingung genügenden Modi AMGK an den Modul M8 weitergibt. Dazu werden zunächst sieben AMK-Gruppen definiert, die dann in der Gangvorwahl unterschiedlich behandelt werden. Die Modi (siehe Fig. 3, dort „AMK") einer AMK-Gruppe werden bezüglich der Gangvorwahl gleich behandelt. Zur Veran- schaulichung sind weiter oben die Kupplungsstellungen A,B,C und D definiert.
Zum Beispiel gelten in den folgenden AMK-Gruppen die Drehzahlbedingungen:
Gruppe 1 - VKM-Betrieb (AMK: 1. 2. 28-30. 34-36)
Die Gänge müssen zwingend auf den Drehzahlbereich der VKM ausgelegt sein. Drehzahlbedingung: nvKMMin < n < nvKMMax
Gruppe 2 - VKM-Anpassune (AMK: 14. 17. 20. 21. 31) Kupplungsstellung B: Ein Zukoppeln der VKM ist wahrscheinlich. Kupplungsstellung C: Der Gang kann vorausschauend für einen Betrieb der VKM gewählt werden. Da Kl geöffnet ist, ist der Getriebeeingang lastfrei und damit ein Schaltvorgang nicht spürbar. Drehzahlbedingung: nvKMMin < n < nvKMMax
Gruppe 3 - TowStart-Anpassung (AMK: 3. 6, 10)
Die Verbrennungskraftmaschine ist nicht in Betrieb. Kupplungsstellung B. Die EMI wird motorisch oder generatorisch betrieben. Die Gangwahl wählt vorausschauend einen Gang, der ein Anschleppen des Fahrzeuges (TowStart) ermöglicht, in dem die Drehzahl der VKM nahe der Leerlaufdrehzahl ist. In den weite- ren Gruppen ist keine Berechnung notwendig. Der je nach Gruppe richtige Gang wird über den KnockOut- Vektor vorgegeben.
Die VKM beziehungsweise die EMI können nur in einem begrenzten Drehzahlbereich betrieben werden. Nur die AMGK, die garantieren, dass die Getriebe- eingangsdrehzahl sich in diesem Drehzahlbereich befindet, dürfen als Modi an die folgenden Moduln weitergegeben werden. Alle anderen werden über den KnockOut- Vektor gestrichen.
Modul 5: Wärmemanagement M5
Der Modul Wärmemanagement M5 hat die Aufgabe, bei der Wahl des Arbeitspunktes thermisch unerwünschte Bereiche der Hybridkomponenten auszuschlie- ßen und die elektrischen Leistungsgrenzen der E-Maschinen EMI, EM2 sowie die thermisch eingegrenzte Maximalleistung der VKM an folgende Moduln (insbesondere an Modul MIO) weiterzugeben. Als Querschnittsfunktion wird im Wärmemanagement das „Start-Stopp-Flag" gebildet. In Fig. 11 umfasst der Modul M5 einen Block 51 Berechnung der Maschinenleistungsgrenzen" und einen Block 52 „Erzeugung des Start-Stop-Flags". Der Block 51 berechnet die Leistungsgrenzen der VKM und der Elektrischen Maschinen EMI, EM2.
Berechnung der Leistungsgrenzen der Verbrennungskraftmaschine
Zur Berechnung der oberen Maschineneleistungsgrenze der VKM wird eine Drehzahlbedingung und eine parametrierbare maximale Leistung benötigt und ist eine Fallunterscheidung zwischen seriellen und parallelen Modi zu treffen. Parametrierbar bedeutet für die jeweilige Anwendung (Zur Anpassung an das jeweilige Fahrzeug) wählbar.
a) Modi mit positivem Sollmoment der VKM
(Seriell = Inselbetrieb = VKM treibt nur den Generator)
Da bei seriellem Betrieb (zum Beispiel AMK 31, siehe Tabelle in Fig. 3) die Drehzahlbedingung des Moduls Gangvorwahl M4 für zu hohe Drehzahlen nicht greift, hat das Wärmemanagement die Aufgabe, für diese Modi die Einhaltung der von dem Modul Systemzustandsanalyse Ml berechneten Drehzahlobergren- ze zu garantieren. Die maximale Leistung der VKM errechnet sich aus der Drehzahl und dem Moment der streng monoton steigenden Optimallinie (aus Überlagerung der Kennfelder von VKM und EMI ) bei der Drehzahlobergrenze der Verbrennungskraftmaschine. Die sich ergebende maximale Leistung wird mit einer Minimum- Auswahl mit der temperaturabhängigen Leistung PvKMmax aus dem Modul Systemzustandanalyse Ml verknüpft.
b) Parallele Modi unabhängig vom Soll-Moment
(Die Verbennungskraftmaschine ist mit der Hinterachse verbunden)
In diesem Fall ist die die maximale Leistung die parametrierbar und von der Temperatur der Verbrennungskraftmaschine abhängige Leistung PvKMMax- Die Leistung der VKM ergibt sich aus der Schleppkennlinie und der temperaturabhängigen maximal zulässigen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine
©VKMmax- ^Ul MVKMSchleppmax = f(WVKMmax )
Mit der Vorgabe einer minimalen Leistung der VKM PvKMMmin als untere Leis- tungsgrenze kann der Modul Wärmemanagement M5 auch den Schleppbetrieb einschränken und damit verhindern, daß die VKM im Schubbetrieb durch einen zu niedrigen Gang eine zu hohe Drehzahl erreicht. Die minimale Leistung der VKM errechnet sich für alle Modi aus dem maximalen negativen Moment im Schleppbetrieb (MVκMSchieppmax) und der temperaturabhängigen maximalen Dreh- zahl der VKM . Die maximale negative Leistung der Verbrennungskraftmaschine ist damit: PyKMmIn = WVKMmax -MvKMSchlβppmax
Berechnung der Leistungsgrenzen der Elektrischen Maschinen (EMI. EM2)
Ebenso wie die Leistungsgrenzen der VKM ist auch die maximale und die minimale Leistung der elektrischen Maschinen EM1,EM2 vom Modus abhän-gig. Im generatorischen Betrieb ist die untere Grenze der Leistung (Sekunden- oder Dauerleistung) die maximale Leistung im Zugbetrieb der EMI, aber umgerechnet auf den generatorischen Bereich und die obere Grenze ist Null. Im mo- torischen Betrieb ist die untere Grenze 0 kW und die obere Grenze die maximale Leistung der EMI.
Die im Block 51 errechneten Maschineneleistungsgrenzen werden in einem folgenden Modul (M8: Arbeitspunkt/Wirkungsgrad) den Bereich der Arbeits- punktoptimierung durch das Setzen von Leistungsgrenzen einschränken.
Durch Setzen des „Start-Stopp-Flags" (Block 52) wird der für eine Filterung der AMK-Liste durch den Modul Komponentenverfügbarkeit (Modul 3) benötigte Flag „Start-Stopp-Flag" generiert. Dieser Flag hat folgende Bedeutung: Start-Stopp-Flag = 1 : VKM darf nach Belieben gestartet und abgestellt werden, Start-Stopp-Flag = 0: die VKM darf, einmal gestartet, nicht mehr abgestellt werden. Der Start-Stopp Flag wird vom Block 52 gesetzt, wenn die Temperatur der VKM unter einem parametrierbaren Wert liegt. Er wird später vom Wärmemanagement dazu genutzt, bei einer zu tiefen Temperatur TVKM der VKM ein Abstellen der VKM zu verhindern.
Modul 6: Ladunqsmanagement (SOC) M6
Der Modul Ladungsmanagement („State of Charge" = SOC) sorgt für einen ausgeglichenen Ladezustand der Batterie (ES), indem er einerseits für gewisse AMK bzw AMGK Leistungsgrenzen der Batterie an das Dynamikmanagement (M7) vorgibt, andererseits der Bewertung (dem SOC-Bewerter, M9) die zu be- wertenden Daten für die unterschiedlichen AMK bzw AMGK nach deren Ein- fluss auf einen ausgeglichenen Ladezustand vorgibt. Weiters analysiert er den Batteriezustand.
Der Modul Ladungsmanagement versucht, die Batterie bei niederem Ladestand zu laden und reduziert bei hohem Ladestand kontinuierlich die mögliche Ladeleistung. Das SOC-Management regelt nur die Ladeleistung der Batterie, aber nicht deren Entladeleistung. Die Regelung der Entladeleistung der Batterie ü- bernimmt das Dynamikmanagement (Modul 7). Die Ladegrenzen der Batterie sind unabhängig von der Fahrdynamik, im Gegensatz dazu sind die Entladegren- zen der Batterie sehr wohl von ihr abhängig (z.B. bei einem Modus „BOOST", in dem eine E-Maschine die VKM unterstützt, um - zum Beispiel für einen Ü- berholvorgang - die maximal mögliche Leistung zu erreichen).
Ein gespeichertes Kennfeld für Ladezustand und Ladeleistung der Batterie ist in Bereiche mit jeweils geeigneter Ladeleistung eingeteilt. So gibt es einen optimalen Bereich für maximale Lebensdauer der Batterie ES und einen verbotenen Bereich, in dem sie Schaden leidet, und Zwischenzonen. Wenn der Ladestand unter einem parametrisierbaren Wert fallt, wird ein Start/Stopp Flag gesetzt (Querschnittsfunktion). Ist er gesetzt, wird ein Abstellen der VKM verhindert.
Modul 7: Dynamik - Management M7
Unter Berücksichtigung der Vorgaben der vorher beschriebenen Managementsysteme (SOC, Wärme, Moduln M5,M6) gibt der Modul Dynamikmanagement M7 den Bereich der Arbeitspunktoptimierung und der Wirkungsgradberechnung vor. Er greift dabei aktiv in die Momentengrenzen ein, um den Fahrerwunsch hinsichtlich Dynamik zu erfüllen und die Batterie zu schonen. Der Modul Dynamikmanagement M7 hat folgende Aufgaben bzw Besonderheiten :
- Er hat die höchste Priorität der Managementsysteme,
- Er enthält eine Zustandsanalyse für den Leistungshaushalt und Vorgabe von Maschinenmomentengrenzen, - Er berücksichtigt bei der Vorgabe der Momente der elektrischen Maschinen EM1,EM2 die Batterie ES und erhöht so deren Lebensdauer,
- Er kann Momentengrenzen dynamisch verschieben, (z.B Boost: mehr Moment auf E-Maschinen, da elektrisch das Soll-Moment schneller erreicht wird, dann Verschiebung der Antriebsleistung auf die VKM), - Er gibt die Beurteilungskriterien für die unterschiedlichen Modi AMK bzw AMGK nach deren Einfluss auf Dynamikanforderung und Batterielebensdauer an den Dynamikbewerter MI l vor,
- Er berücksichtigt die Verteilung der verfügbaren elektrischen Leistung auf die beiden elektrischen Maschinen EMI, EM2.
In Fig. 12 ist die Softwarestruktur des Moduls Dynamikmanagement (M7) dargestellt. Er enthält im Wesentlichen drei Blocks: Einen Dynamikblock 55, einen Sammelblock 56 und einen Umrechnungsblock 57. Der Dynamikblock 55 steht eingangsseitig mit dem Fahrdynamikregler FDR und über den Momenten- koordinator M6, den Konditionierer 12 und den Hybrid-CAN-Bus 17 mit den Komponenten - Einheiten 21 bis 23 (Fig.4) und 25,26 in Verbindung, und mit der Batterie ES. Im Dynamikblock 55 errechnet zuerst ein Unterblock 58 einen Elektro - Dynamikfaktor EDyn und legt in der Folge ein Unterblock 59 die dynamisch korrigierten Leistungsgrenzen der Batterie ES fest und stellt sie dem Sammelblock 56 zur Verfügung (Linie 60 ).
Der Elektro - Dynamikfaktor EDyn erweitert den Dynamikfaktor um die Betrachtung der Batterie. Er ist immer kleiner gleich dem Dynamikfaktor aus der Fahrerwunschauswertung FW. Nur wenn die Batterie im Idealzustand für hohe Ent- ladung ist, sind beide Dynamikfaktoren gleich (EDyn =DynF).
Fig. 13 zeigt die Grenzen der von der Batterie ES abgegebenen und von den e- lektrischen Maschinen aufgenommenen Leistung (auf der Ordinate) in Abhängigkeit vom Dynamikfaktor (auf der Abszisse), mit anderen Worten von der Dynamikanforderung. Der Dynamikfaktor Edyn liegt zwischen 0 % (keine Dynamikanforderung, Schonung der Batterie) und 100 % (höchste Dynamikanforderung, auch bei Überlastung der Batterie). Bei den Leistungsgrenzen der Batterie wird zwischen einer Dauerleistung PESdauer (68) und einer Sekundenleistung Pεssek (69) (auf der Ordinate aufgetragen) unterschieden. Ebenfalls auf der Ordi- nate sind die Leistungsgrenzen der elektrischen Maschine EMI aufgetragen: PEMimin 70 und PεMimax 71. Die Kennlinien 72,73 berücksichtigen die Lastkollektive des Fahrers und die Lebensdauer der Batterie, wobei erstere (72) für ein Minimum an Dynamik sorgt und zweitere (73) die maximale Batterieleistung zwecks Optimierung ihrer Lebensdauer beschränkt.
Bei einer mittleren Dyanamikanforderung von 40 % schneidet die entsprechende vertikale Gerade die der minimalen Leistung der EMI entsprechende Horizontale 70 im Punkt 75 und die Dynamik-Kennlinie 73 im Punkt 76. Dem entspre- chen die minimale und maximale dynamische Leistung der EMI, PEMiminD und PEMimaxD- Das sind deren Leistungsgrenzen für die Optimierung deren Arbeitspunktes im folgenden Modul M8.
Im Sammelblock 56 (wieder in Fig. 12) werden dann die verschiedenen Leis- tungsgrenzen zusammengeführt, und zwar: die dynamisch korrigierten Leistungsgrenzen der Batterie (ES) aus Block 55, die thermischen Leistungsgrenzen der Maschinen (VKM, EM1,EM2) aus dem Modul 5 und die aus dem Ladezustand der Batterie (ES) von Modul 6. In einem Unterblock 62 wird zwischen dynamischen Leistungsgrenzen mit oder ohne Mitwirkung des Fahrdynamikreg- lers (FD) unterschieden und entsprechend dieser Unterscheidung werden die Leistungsgrenzen in zwei Unterblocks 63,64 einer Minimum- Auswahl unterzogen. So werden im unteren Block 64 die Leistungsgrenzen weiter eingeschränkt, sodass die Dynamikanforderung bei möglichster Schonung der Batterie erfüllt wird.
Die Leistungsgrenzen werden sodann im Umrechnungsblock 57 für die in Frage kommenden AMGK unter Einbeziehung von Daten und Zwischenresultaten aus dem Modul, Systemzustandsanalyse Ml, in Drehmomentgrenzen umgerechnet. Die Leistungsgrenze aus dem Unterblock 63 ergibt die maximalen Momente bei Dauerleistung; die aus dem Unterblock 64 die maximalen Momente bei Sekundenleistung. Diese eingeschränkten Grenzen werden der Wirkungsgradberechnung in Modul 8 dann als Grenzen für die Optimierung vorgegeben und auch dem Dynamik - Bewerter (Ml 1) zur Verfügung gestellt.
Der Block Start-Stop-Flag 66 wird in diesem Modul vom Fahrdynamikkregler FD und vom Ladezustand (Modul 6) beeinflusst, zum Beispiel, um bei Befahren einer Steigung das Abstellen der VKM zu verhindern, da schnell hohe Momente gefordert werden können. Sie wird dann nicht abgestellt. Modul 8: Arbeitspunkt / Wirkunαsαradberechnunq
Fig. 14 stellt die Softwarestruktur der Wirkungsgradberechnung / Arbeitspunktoptimierung dar. Für jede AMGK wird genau ein lokal optimaler Arbeitspunkt bestimmt. Der Modul 8 ist eingangsseitig mit dem Modul „Gangvorwahl" (M4) verbunden und erhält weitere Eingaben von der Systemzustandanalyse (Ml), vom Dynamikmanagement (M7), und die mechanisch bedingten Grenzmomente vom Block 39 des Moduls Komponentenverfügbarkeit M3. Die Optimierung erfolgt in zwei Schritten, „Bestimmung Arbeitspunkt" (Block 80) und Berechnung Wirkungsgrad" (Block 81).
1. Bestimmung des Arbeitspunktes
Für jede AMGK wird jener Arbeitspunkt der drei Maschinen (EMI, EM2 undVKM) bestimmt, der den besten Gesamtwirkungsgrad für die geforderte Momentenverteilung darstellt, in Abhängigkeit von einem Eingriff des Fahrdynamikreglers FDR. Der Bereich, in dem die Optimierung erfolgt, wird vom „Dynamikmanagement" (M7) unter Berücksichtigung der Vorgaben von Wärmemanagement (M5) und Ladungsmanagement (M6), welche die physikalischen Grenzen weisen, mittels Momentengrenzen vorgegeben. Die Momen- tengrenzen von der Komponentenverfügbarkeit (Getriebeschutz) werden in der Bestimmung des Arbeitspunktes berücksichtigt. Liegt der Fahrerwunsch außerhalb des darstellbaren Bereichs, wird der für die jeweilige AMGK maximal darstellbare Arbeitspunkt ermittelt.
Die aktuelle Drehzahl der Maschinen ist generell durch die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und die aktuelle Gangstufe bestimmt und wird von der Systemzu- standsanalyse (Ml) geliefert. Die Variation des Arbeitsbereichs erfolgt primär durch eine Umverteilung der Momente zwischen den Maschinen. Somit sind mit der Momentenverteilung die Arbeitspunkte durch Moment und Drehzahl definiert. In Ausnahmefallen (z.B serieller Betrieb) ist die Drehzahl erst nach der Arbeitspunktsbestimmung definiert.
Zur Bestimmung des Arbeitspunktes werden zunächst die AMK nach der Momentenverteilung kategorisiert:
a.) nur eine EM ist eingeschaltet, VKM ist ausser Betrieb oder im Leerlauf zum Beispiel: AMK 6/10/20/21 (siehe Fig. 3)
Das E-Maschinenmoment für die eingeschaltete E-Maschine entspricht dem Fahrerwunschmoment, alle anderen Maschinenmomente sind null.
b.) nur die VKM ist in Betrieb AMK 2/29 (siehe Fig. 3)
Das VKM-Moment entspricht dem Fahrerwunschmoment, alle anderen Maschi- nenmomente sind null.
c.) Allradmodus und zwei Maschinen sind eingeschaltet AMK 1/3/13/33 (siehe Fig. 3), erfordert eine Fallunterscheidung:
cl) VKM und EM2 sind eingeschaltet AMKl/33 (siehe Fig. 3) Wenn ein Traktionseingriff des Fahrdynamikreglers (FDR) vorliegt, sind die beiden Achsmomente und somit auch die Maschinenmomente eindeutig vorgegeben. Wenn kein Traktionseingriff des Fahrdynamikreglers (FDR) vorliegt, ist die Aufteilung der Momente zwischen der VKM und der EM2 variabel, eine Optimierung hinsichtlich bestem Wirkungsgrad ist durch Verschiebung der Momente bei fixer Drehzahl möglich. Der Bereich des für die Optimierung in Frage kommenden Moments (die Drehzahl ist fix) wird durch die Momentengrenzen sowie den Getriebeschutz bestimmt. c2) EMI und EM2 sind eingeschaltet (AMK 3/13)
AMK 3: Aufladen der Batterie mit beiden EM
Diese AMK wird nur durch Traktionseingriff des Fahrdynamikreglers (FDR) aktiviert, dann gibt der Fahrdynamikregler auch beide Achsmomente eindeutig vor und auch die Maschinenmomente sind eindeutig bestimmt.
AMK 13: Rein elektrischer Allradantrieb
Wenn ein Traktionseingriff des Fahrdynamikreglers (FDR) vorliegt, gibt er auch beide Achsmomente und somit auch die Maschinenmomente eindeutig vor. Wenn kein Traktionseingriff des Fahrdynamikreglers (FDR) vorliegt, ist die Aufteilung der Momente zwischen EMI und EM2 variabel, eine Optimierung hinsichtlich besten Wirkungsgrad ist durch Verschiebung der Momente bei fixer Drehzahl möglich.
d.) nur Moment an die Hinterachse und VKM und EMI sind ein- und EM2 ist ausgeschaltet , AMK 28/30 (siehe Fig. 3)
In diesem Fall gilt die Forderung, dass das gesamte Fahrerwunschmoment an die Hinterachse geliefert wird. Die Aufteilung der Momente zwischen VKM und EMI ist variabel, eine Optimierung hinsichtlich bestem Wirkungsgrad ist durch Verschiebung der Momente bei fixer Drehzahl möglich. Der Bereich des für die Optimierung in Frage kommenden Moments (Drehzahl ist fix) wird durch die Momentengrenzen vom Dynamikmanagement (M7) sowie dem Getriebeschutz des Moduls Komponentenverfügbarkeit (M3) bestimmt.
e.) Allradmodus und alle Maschinen eingeschaltet
AMK32/AMK34, auch hier erfolgt eine Fallunterscheidung
el) EMI arbeitet generatorisch. VKM und EMI motorisch (AMK 32) Diese AMK wird nur durch Traktionseingriff des Fahrdynamikreglers (FDR) aktiviert, der eine eindeutige Verteilung der Achsmomente vorgibt. Die EM2 muss das Vorderachsmoment liefern, die Verteilung zwischen VKM und EMI ist frei wählbar. Die Optimierung des Momentes von der EMI und der VKM erfolgt wie unter d.).
e2) Alle drei Maschinen arbeiten motorisch (AMK34)
Wenn ein Traktionseingriff vorliegt, gibt der FDR beide Achsmomente eindeutig vor. Die EM2 muss das Vorderachsmoment liefern, die Verteilung zwischen VKM und EMI ist frei wählbar. Die Optimierung der Momente der EMI und der VKM erfolgt wie unter d.)
Liegt kein Traktionseingriff vor, ist die Aufteilung der Momente zwischen VKM, EMI und EM2 variabel. Es wird versucht, mit EM2 die Vorgaben des Fahrdynamikreglers (FDR) darzustellen, das restliche Summenmoment wird von der EMI und der VKM aufgebracht. Eine Optimierung hinsichtlich bestem Wir- kungsgrad ist durch Verschiebung der Momente zwischen der VKM und der EMI bei fixer Drehzahl möglich.
Es folgt eine genaue Beschreibung der Vorgangsweise, die für die Ermittlung der Momentenverteilung mit optimalem Wirkungsgrad exemplarisch ist, anhand der Fig. 15 und der AMK 28 (VKM und EMI treiben die Hinterachse, EM2 ist ausgeschaltet, reiner Hinterradantrieb). Fig 15 setzt sich dazu aus drei Diagrammen zusammen: Diagramm a) zeigt die Vollastkurve 90 der VKM (das Moment über der Drehzahl), Diagramm b) zeigt die Vollastkurve 91 der EMI, und Diagramm c) zeigt den Wirkungsgrad auf der Ordinate über dem Diffe- renzmoment.
In einem ersten Schritt wird das Fahrerwunschmoment MFw auf den Getriebeeingang umgerechnet, mit dem maximalen Getriebeeingangsmoment aus dem Modul Komponentenverfügbarkeit (M3) beschränkt und mit der aktuellen Drehzahl (Fahrgeschwindigkeit) ωISχ verknüpft. So erhält man den Punkt 92.
In einem zweiten Schritt werden die Momentengrenzen für die Optimierung des Wirkungsgrades bestimmt. Die Momentengrenzen aus dem Dynamikmanage- ment M7 (Volllastkurven 90 der VKM in Fig. 15a) und 91 der EMI in Fig. 15b) beschreiben die maximalen Momente MvκM_maχ » MEMI_ΠUIX der Maschinen für die aktuelle AMGK. Das Moment, das die VKM noch über den Fahrerwunsch Mpw hinaus abgeben kann (der vertikale Abstand des Punktes 92 von der Kurve 90), ist die Momentenreserve der VKM (ΔMMHXVKM)» ein Differenzmoment. Wenn dieses von der EMI aufgebracht werden kann, so ist dies die obere Momentengrenze ΔMMaχ (siehe Fig. 15c) für die Optimierung. Andernfalls reduziert sich die Momentenreserve auf das Maximalmoment von EMI (AMMJKEMI)-
Die obere Momentengrenze ΔMMaχwird durch Minimum- Auswahl aus den ma- ximalen Momenten (ΔMvκM_maχ » ΔMEMi_maχ ) der beiden Maschinen für die aktuelle AMGK erhalten. Die untere Momentengrenze (AMMin) für die Optimierung ist nur bestimmt durch das minimale Moment der EMI , das im Modul Ladungsmanagement M6 ermittelt wird. Das sind die Optimierungsgrenzen AM1nJn , ΔMmax (vertikale Gerade) in Fig. 15c.
Im dritten Schritt wird innerhalb der Optimierungsgrenzen AMnUn , ΔMmax der Arbeitspunkt besten Wirkungsgrades bestimmt, der auch gleichzeitig die Momente der EMI und der VKM festlegt. Das ist in Fig. 15c zu sehen, in der der Wirkungsgrad über dem Differenzmoment AM aufgetragen ist. Die wellenför- mige Kennlinie 96 des Gesamtwirkungsgrads ergibt sich aus der Überlagerung der Wirkungsgradkennfelder der beiden Maschinen VKM und EMI (im Hintergrund des Diagramms, nicht zu sehen), für das AMM8X- Der höchste Punkt 97 auf der Wellenlinie 96 zwischen den Grenzen ΔMMinundΔMMaχist der optimale Ar- beitspunkt. Er entspricht dem optimalen Differenzmoment ΔMopt auf der Abszisse des Diagramms c).
Im letzten Schritt wird daraus das an den Maschinen einzustellende Moment ermittelt, wobei MVKM = MFW + ΔMopt MEMI = ~ ΔMopt
In den Diagrammen a) und b) entspricht dem MVKM der Punkte 98 und dem MEMI der Punkt 99.
Ad. 2: Wirkungsgradberechnung
Die Wirkungsgradberechnung ermittelt für die in Frage kommenden AMGK den Gesamtwirkungsgrad in den Arbeitspunkten (definiert durch Moment und Drehzahl der Maschinen) für die unter Bestimmung Arbeitspunkt" berechneten Momente, in Abhängigkeit des Systemzustands. Der Gesamtwirkungsgrad basiert auf dem gesamten Leistungsfluss in einer Wirkungsgradkette. Er setzt den TreibstoffVerbrauch pro Zeiteinheit zu der abgegebenen mechanischen Leistung an den Rädern in Beziehung.
So wird zum Beispiel beim Laden der Batterie durch Rekuperation der Bremsenergie die Wirkungsgradkette von dem Tank 105 (in Fig.16) („chemischer" Energiespeicher) über eine generatorisch betriebene elektrische Maschine, die Batterie und deren Umrichter, und zusätzlich die Wirkungsgradkette von der Batterie über die motorisch betriebene elektrische Maschine und die Kraftüber- tragung bis zu den Rädern berücksichtigt. Die in der Batterie gespeicherte elektrische Energie ist durch den zusätzlichen Kraftstoffverbrauch der VKM über die Wirkungsgradkette von der VKM bis zur Batterie in Beziehung gesetzt (durch ΗθptLPAH_dp), somit ergibt sich auch bei rein elektrischem Fahren ein virtueller Kraftstoffverbrauch. In der Folge kann auch der Wirkungsgrad in dieser Betriebsart bestimmt werden.
Der Wirkungsgrad ist der Quotient aus der auf die Straße abgegebenen Leistung und allen durch Treibstoff und durch Rekuperation zugeführten Leistungen; mit anderen Worten: er ist der Quotient aus der vom System abgegebenen Leistung und der Summe der dem System durch den Treibstoff der VKM und durch Rekuperation zugeführten Leistungen. Das ist in Fig. 16 symbolisch dargestellt.
In Fig. 16 ist die Energiezufuhr durch den Treibstoff aus dem Kraftstofftank (Pfeil 101) und durch Rekuperation (Pfeil 102). Das System 100 ist das gesamte Fahrzeug mit seinem Hybrid-Antrieb und mit seinem Energiespeicher ES. Energieverluste entstehen im Antriebsstrang (Pfeil 103) und durch Nebenverbraucher (Pfeil 104). Die vom System abgegebene Leistung ist der Vortrieb (Pfeil 106).
Dabei ist zwischen Zugbetrieb (=positive Achsmomente) und Schubbetrieb (=negative Achsmomente) des Fahrzeuges zu unterscheiden. Eine Kombination von positiven und negativen Achsmomenten ist ausgeschlossen (keine AMGK). Bei den Leistungen sind immer die Absolutwerte anzusetzen.
Modul 9: Bewerter Ladezustand (SOC)
Es ist Aufgabe dieses Moduls, die AMGK nach ihrem Einfluss auf den Batterieladezustand zu bewerten. Jene AMGK, die sich positiv auf den Ladezustand der 5 Batterie (ES) auswirken, werden gut, die anderen schlechter bewertet. Eine leere Batterie soll geladen werden, eine volle Batterie möglichst entladen.
Der Modul Bewerter Ladezustand M9 schließt an den Modul Wirkungsgradberechnung M8 an und steht eingangsseitig auch mit dem Modul Ladungsmana-
10 gement M6 in Verbindung. Er gibt für alle in Frage kommenden AMGK eine Wertnote BFSoc aus. Die Ermittlung dieser für einen AMGK ist In Fig. 17 dargestellt. Das den geschätzten Leistungsbedarf für die Batterie ES (positiv: Batterie wird entladen, negativ: Batterie wird geladen) angebende Signal 110 (HCUwBPhvBatt) kommt von der Wirkungsgradberechnung (M8) zu einem Block
15 111 (Stabilisation) und zu einem Block 112 (Leistungsbeanspruchung der Batterie). Das Signal 110 (HCUwBPhvBatt) für jede zur Auswahl stehende AMGK ist ein eindeutiges Maß für deren Einfluss auf den Batterieladezustand.
Die Bewertung der Batterieleistung hinsichtlich des Ladezustandes erfolgt nach 0 zwei Gesichtspunkten: Im ersten in Block 111 wird die AMGK spezifische Batterieleistung auf ihren Einfluss auf einen ausgeglichenen Ladezustand der Batterie ES (zwischen rund 40 und 70 % geladen) bewertet; nach dem zweiten (Block 112) wird die Leistungsbeanspruchung der Batterie bewertet. 5 Zur Bewertung des Ladezustandes (Stabilisation) in Block 111 stehen Wertno- ten zwischen BFSocstabii = 0 und BFsocstabii = 1 zur Verfügung. Im Extremfall wird bei leerer Batterie eine AMGK mit maximaler Ladeleistung mit 1 und eine AMGK ohne Ladeleistung mit 0 bewertet, bei voller Batterie mit 0 beziehungsweise 1. 0 Zur Bewertung der Leistungsbeanspruchung der Batterie (Block 112): Der Modul Ladezustands-Management (M6) hat die Aufgabe, die Laderegelung der Batterie zu übernehmen und liefert damit die Grundlage für die Bewertung der Ladeleistung. Für die Entladegrenzen hinsichtlich mechanischer Leistungsfähig- keit (Moment) ist das Dynamikmanagement (M7) zuständig. Deshalb bewertet der Modul M9 auch die Entladeleistung der Batterie, um ein Entladen/Laden der Batterie bei unterschiedlichen AMGK überhaupt vergleichbar zu machen. Sehr geringe Leistungen sind für die Lebensdauer der Batterie günstig, sehr hohe sind schädlich. Entsprechend werden die Wertnoten BFsocLeistg in dem Bereich zwi- sehen 0 und 1 gewählt.
Die beiden Wertnoten BFsocstabii und BFsocLeistg werden in einem Block 113 durch Multiplikation zu einer Gesamtwertnote BFsoc zusammengeführt. Das entspricht einer Abwägung zwischen schnellem Erreichen des optimalen Lade- zustands und schonender Ladung/Entladung der Batterie. Die multiplikative Verknüpfung bewirkt, dass eine sehr niedere Wertnote sehr starken Einfluss haben kann, was möglich ist, weil die Wertnoten nie ganz gleich Null sind.
Modul 10: Bewerter Wärme
Der Bewerter Wärme hat die Aufgabe, durch Bewertung nach der thermischen Entwicklung der VKM, der E-Maschinen und der Batterie Einfluss auf die Aus- wähl einer AMGK zu nehmen. Für die thermischen Zustände dieser Komponenten ist die Verlustleistung im Arbeitspunkt maßgebend. Modul 10 steht ein- gangsseitig mit dem Modul Wirkungsgrad und Arbeitspunkt M8, mit dem Modul Wärmemanagement M5 und mit Temperatursensoren (nicht dargestellt) in Verbindung. In Fig. 18 ist je ein Block (121-124) für die Berechnung und Be- wertung der Verlustleistung jeder Komponente (VKM, EMI, EM2, ES) im Arbeitspunkt für alle in Frage kommenden AMGK, vorgesehen. Die einzelnen Wertnoten der parallelen Beurteilung der thermischen Entwicklung in den Komponenten werden in Block 125 zusammengeführt.
Dazu werden zunächst in Block 120 für jede in Frage kommende AMGK und die bereits in Modul M8 ermittelten Arbeitspunkte jeder Komponente die Ver- lustleistungen aus den Momenten und Drehzahlen der einzelnen Maschinen und aus deren Einzelwirkungsgraden (auch aus Modul M8) berechnet. Aus diesen werden dann unter Berücksichtigung der Temperaturen (126) der Komponenten in den Blocks 121 bis 124 die Einzelwertnoten BF ermittelt, und zwar im Block 121 BFwaπneVKM für die VKM, 122 BFw&meEMi für die EMI, 123 BFWflrmeEM2 für die EM2 und 124 BFwarmeBatt für die Battere (ES).
Figure imgf000041_0001
Die Gesamtbewertung in Block 121 wird geteilt in die bestmögliche Erreichung der Optimaltemperatur (eigentliches Wärmemanagement), in die Beurteilung des entstehenden Treibstoffdurchsatzes in Abhängigkeit der Temperatur, die Vermeidung zu hoher Temperaturen und die Lebensdauer der Verbrennungskraftmaschine. Sowohl „Gewährleistung der Erwärmung", als auch Beurteilung des Treibstoffdurchsatzes bei niedrigen Temperaturen" ermitteln ihre Wertno- teen aus der Verlustleistung und der Temperatur der VKM.
Figure imgf000041_0002
In Block 122 und 123 wird die Wertnote für die Verlustleistung der E-Maschi- nen ermittelt. Eine einfache Abschätzung des zu erwartenden thermischen Zu- standes besteht zum Beispiel darin, die Verlustleistung der E-Maschine in den in Frage kommenden AMGK zu der Verlustleistung in Beziehung zu setzen, die momentan bei maximaler Leistung auftreten würde. So kommt man für jede der beiden E-Maschinen zu einer Wertnote BFBWEMi und BFBWEM2 welche wieder zwischen 0 und 1 liegt. Dabei ergibt sich die beste Bewertung bei einer Verlustleistung von 0 und die schlechteste Bewertung bei maximaler Verlustleistung. Dadurch werden AMGK bevorzugt, bei denen die Maschinen abkühlen können, wenn sie heiß sind.
Berechnung des Wertnote BFwam„.n,,tt der Batterie Bewertet werden soll für die gewünschte Batterieleistung im Arbeitspunkt der stationäre Endwert der Batterietemperatur und die Tendenz der Wärmeentwicklung. Der Wertnote für die Temperatur der Batterie wird daher in 2 Teile aufgeteilt, welche addiert werden. Die Addition wird gewählt, weil selbst bei einem außerhalb des erlaubten Temperaturbandes liegenden stationären Endwert der Wertnote nicht 0 werden darf. Die höchste Wertnote wird vergeben, wenn die Optimaltemperatur erreicht wird. Da es sich um eine von zwei in eine Addition eingehende Wertnoten handelt, ist der maximale Wert für die Wertnote BFewBatti = 0,5. Liegt der Wert für die Endtemperatur außerhalb eines erlaubten Bandes, kann es nur eine Wertnote BFewβatti = 0 geben.
In Block 125 wird aus den einzelnen Wertnoten aus den Blocks 121 - 124,
BFBWVKM, BFBWEMI ,, BFBWEM2 und BFBwBatt durch Multiplikation eine Gesamtwertnote BFBwGesamt berechnet, wobei die einzelnen Wertnoten mit Gewichtungsfaktoren versehen sein können. Dabei besteht auch die Möglichkeit, ein- zelne Wertnoten ganz auszublenden.
Modul 11 : Bewerter Dynamik Der Bewerter Dynamik soll alle AMGK hinsichtlich ihrer Dynamik bewerten. Es ist seine Aufgabe, die Höhe des Momentes jeder AMGK nach der Abweichung vom Fahrerwunsch FW zu bewerten. Die Wertnote Dynamik (BFDynamik) wird aus Teilbewertungen für die Momentenhöhe und für das Beschleunigungsvermögen (aus der Zugkraftreserve und der Bewertung der Lage des Arbeits- punktes) ermittelt.
Der Bewerter Dynamik MI l steht eingangsseitig direkt mit dem Bewerter Wärme (MIO), indirekt mit dem Modul Arbeitspunkt/Wirkungsgrad (M8) und mit dem Modul Dynamik-Management (M7) in Verbindung und liefert aus- gangsseitig die Wertnote Dynamik BFDynaπük- In Fig. 19 sind die dafür bestimmten Blocks eingezeichnet: ein Block 130 Berechnung Gesamtachsmoment", ein Block 131 Bewertung Momentenhöhe", ein Block 132 „Bewertung Zugkraftreserve", ein Block 133 Bewertung Arbeitspunkt", ein die Ergebnisse der Blocks 132 und 133 zusammenfassender Block 134 ,3ewertung Beschleunigungvermögen" und schließlich ein die Ergebnisse von Block 131 und Block 134 zusammenfassender Block 135 Berechnung Wertnote Dynamik".
Da das Summenachsmoment aus Modul M2 von dem vom Fahrdynamikregler FDR vorgegebenen wegen mangelnder Leistungsreserve einer der Komponenten abweichen kann, muss es aus den Arbeitspunkten für jede AMGK neu berechnet werden. Die Berechnung wird im Block 130 durchgeführt, weil der Ausgangswert außer im Bewerter Dynamik auch weiter unten im Komfortfilter benötigt wird. Das Moment einer AMGK ergibt sich aus der Addition der Momente für alle drei Maschinen in den Betriebspunkten (aus Modul 8) unter Berücksichtigung der jeweiligen Übersetzungen zu: MAP = (MAP.VKM + MAP,EMI) * iGang * IHAD + MAP,EM2 * ivAD
In Block 131 wird das in Block 130 ermittelte Summenachsmoment bewertet. Die Bewertung der Momentenhöhe ist bei Zug- und Schubbetrieb gleich. Die Wertnote liegt zwischen 0 und 1. Die Beziehung zwischen der Wertnote und der Abweichung kann eine lineare sein. Vorteilhaft ist es, die Beziehung anhand einer parametrisierbaren Kurve herzustellen, die bei Nicht-Erfüllbarkeit des Fahrerwunsches sehr steil vom Wert 1 abfallt.
In Block 132 wird die Zugkraftreserve bewertet. Damit soll neben der statischen
Betrachtung der Momentenhöhe eine dynamische Betrachtung des Beschleunigungsvermögens möglich werden. Unter „Zugkraftreserve" ist hier und im Folgenden immer ein Moment zu verstehen. Je nach Fahrsituation muss durch die Schaltstrategie eine Zugkraftreserve vorgehalten werden. Die Betrachtung der Zugkraftreserve ist nur für den Zug-Betrieb sinnvoll.
Zur Bewertung der Zugkraftreserve muss die aktuelle Zugkraftreserve jeder AMGK berechnet und mit der gewünschten Zugkraftreserve verglichen werden. Zusätzlich ist es von Bedeutung, ob die Zugkraftreserve mit der Verbrennungskraftmaschine oder einer E-Maschine aufgebracht wird. Die Bewertung der Höhe der Zugkraftreserve findet in drei Schritten statt. Zunächst wird die aktuelle Zugkraftreserve für jede (Zug-)AMGK bestimmt. Im Anschluss wird die gewünschte Zugkraftreserve gebildet und schließlich wird sie mit der aktuellen verglichen. Alles das ist im Block 132 vereint.
Berechnung der aktuellen Zugkraftreserve
Es wird für jede AMGK die Zugkraftreserve bestimmt. Die Zugkraftreserve ist die Differenz zwischen dem aktuell von den Maschinen abgerufenen Moment und dem maximal möglichen Moment - ohne dazu kuppeln oder schalten zu müssen. Das bedeutet, dass z.B. bei reinem Verbrennungskraftmaschine -Hinterachsantrieb dazu das Maximalmoment der Verbrennungskraftmaschine, das der EMI (ist angekuppelt und könnte bei Bedarf sofort bestromt werden) und bei geschlossener K3 das der EM2 betrachtet werden muss. Dabei ist es unerheblich, dass zum Abrufen des Momentes der EMI die AMGK gewechselt werden muss. Daher ist die Bestimmung der Zugkraftreserve nicht AMGK-spezi- fisch, sondern von der Kupplungsstellung und der verfügbaren Leistung der Maschinen abhängig.
Die gesamte Zugkraftreserve entspricht der Addition aus den Zugkraftreserven der VKM und der E-Maschinen:
MRes - MReSjVκM + MRes,EM Alle anderen AMGK betreffen nicht den Zugbetrieb. Diese AMGK werden einheitlich mit „1" bewertet.
Berechnung der Zugkraftreserve nach Fahrerwunsch
Die aus dem Fahrerwunsch abgeleitete Zugkraftreserve wird noch in Abhängig- keit von Dynamikfaktor und Steigung verändert. Die Größe der Zugkraftreserve wird im Block 132 ähnlich wie die Momentenhöhe im Block 131 mit einer Wertnote zwischen 1 und (beinahe) 0 bewertet.
In dem Block 132 erfolgt die Bewertung der Zusammensetzung der Zugkraftre- serve. Nicht nur die bloße Bereitstellung der gewünschten Zugkraftreserve ist von Bedeutung, sondern auch deren Zusammensetzung. Eine Zugkraftreserve, die rein mit E-Maschinen anstatt mit Verbrennungskraftmaschine aufgebracht wird, hat den Vorteil, dass sie schneller zur Verfügung steht. Zudem hat die Zugkraftreserve mit E-Maschi-nen den Vorteil, dass sie nicht - wie eine VKM - durch einen ungünstigen Arbeitspunkt „erkauft" werden muss. In dem Block 132 wird aus der Zusammensetzung der Zugkraftreserve die Wertnote BFZUs bestimmt, bei Annahme einer linearen Beziehung zwischen Zusammensetzung und Wertnote nach der Gleichung:
BFzUS = MReserveVKM /(MReserveVKM + MReserveEM)
Im Block 133 Bewertung Arbeitspunkt wird der Tatsache Rechnung getragen, das nicht nur die bloße Bereitstellung des FW-Momentes von Bedeutung ist, sondern auch dessen Zusammensetzung. Ein Arbeitpunkt, der mit einem großen E-Maschinen- Anteil dargestellt wird, fuhrt im Falle einer Beschleunigung zu besseren Beschleunigungswerten als ein Arbeitpunkt der zum großen Teil mit der Verbrennungskraftmaschine abgedeckt wird. Das wird mit einer weiteren Wertnote BFAP , die zwischen 0 und 1 liegt bewertet. Die Wertnote berechnet sich bei linearem Zusammenhang wie folgt: BFAP = MVKM / (MVKM + MEMI + MEM2)
Zur Bewertung des Beschleunigungsvermögens werden in Block 134 die Wertnoten BFRES von Block 132 und BFAP von Block 133 zusammengefasst. Wird während stationärer Fahrt nur eine geringe potentielle Beschleunigung vorgehal- ten, kann bei Beschleunigung auch nur diese geringe abgerufen werden. Daher müssen sowohl die Zugkraftreserve (aller Maschinen insgesamt), als auch die Zusammensetzung der Zugkraftreserve aus den Zugkraftreserven der einzelnen Maschinen im Arbeitspunkt des Arbeitpunktes bewertet werden.
Die Zugkraftreserve ist relevant für eine potentielle Beschleunigung. Sie ist daher haptsächlich dann von Bedeutung, wenn gerade nicht beschleunigt wird. Die Zusammensetzung des Arbeitspunktes ist dagegen nur dann von Bedeutung wenn das Fahrzeug gerade beschleunigt wird. Die Bewertung von Zugkraftreserve und Arbeitspunkt wechseln sich je nach Höhe des Faktors E-Dyn ab. Es ist sinnvoll, hier den gleichen Dynamik-Faktor anzusetzen, der auch im Dynamik- Management genutzt wird, da dort durch diesen Dynamik-Faktor der EM- Anteil des Arbeitspunktes beeinflusst wird.
In Block 135 erfolgt die Berechnung der Wertnote Dynamik BFDYN aus den bei- den Teilwertnoten für die Momentenhöhe und das Beschleunigungsvermögen beziehungsweise für die Zugkraftreserve und die Lage des Arbeitspunktes aus den Blocks l31 bis l34.
Modul 12: Bildung der Gesamt-Wertnote
In der einfacheren Form wird nur ein rein multiplikativer Zusammenhang zwi- sehen den Wertnoten angenommen und keine weitere Abhängigkeit berücksichtigt. Die Gesamt - Wertnote BFoesamt ergibt sich dann zu:
Figure imgf000047_0001
Η * BFoynamik * BFwäπne * BFsoc
Der Wertebereich aller Wertnoten liegt zwischen 0 und 1, deshalb liegt aufgrund der rein multiplikativen Verknüpfung der Wertebereich für BFGeSamt ebenfalls zwischen 0 und 1. In Verfeinerung der einfachen Multiplikation können die einzelnen Wertnoten und der Wirkungsgrad η (aus dem Modul 8) zuvor mit Gewichtungsfaktoren versehen sein.
Modul 13: Komfortfilter
In diesem Modul wird die aktuelle (alte) AMGK mit ihren den Betriebszustand des Fahrzeuges beschreibenden Werten mit den in Betracht kommenden AMGK einschließlich ihrer berechneten Arbeitspunkte verglichen. Der Komfortfilter ist für den Übergang von einer AMGK zur anderen zuständig und nimmt Einfluß auf die Gesamtwertnote der AMGK.
In Fig.20 ist die Softwarestruktur des Komfortfilters dargestellt, in dem zunächst der Wechsel von der aktuellen AMGK auf die zu vergleichende AMGK nach verschiedenen Kriterien beurteilt wird. Der Modul ist eingangsseitig mit dem Modul Gesamtbewertung Ml 2 und so indirekt auch mit dem Modul Bewerter Dynamik MI l, sowie mit dem Modul Systemzustandanalyse Ml und mit der Konditionierungseinheit 11 verbunden, die den aktuellen Betriebzustand beschreibende aktuelle Größen 142 (Gang, Achsmomente, Fahrpedalwinkel, Maschinendrehzahlen, Fahrzeuggeschwindigkeit) liefert. Er umfasst einen Block 140 zur Beurteilung der durch einen AMGK- Wechsel verursachten Störungen und einen Block 141 zur Bewertung des Gesamt - Komforts.
Folgende Symptome sind zu beurteilen, weil sie beim Wechsel der AMGK den
Komfort stören können: - unpassendes Schaltverhalten
- zu häufige Drehzahl- oder Drehmomentwechsel der Verbrennungskraftmaschine
- Geräusche der Verbrennungskraftmaschine ■ Betragsmäßige Zugkraftunterbrechung - zu häufige Zugkraftunterbrechungen
- Momentenwechsel zwischen den Antriebsachsen.
Alle einzelnen Beurteilungen werden an den Block 141 „Filterung und Bewertung" weitergegeben.
Bei der Beurteilung der Geräuschentwicklung der VKM wird davon ausgegangen, daß deren Geräusche voneinander unabhängig durch das Moment und die Drehzahl verursacht werden. Bei der Beurteilung der Geräusche kann mit guter Näherung eine leistungsproportionale Zunahme angenommen werden. Sowohl die Momente der aktuellen AMGK und der zu bewertenden AMGK als auch die Drehzahl (somit die Drehmomenten- und Drehzahlsptrünge) wurden im Modul 8 berechnet und stehen hier zur Verfügung.
Eine Zugkraftunterbrechung, zum Beispieles beim Gangwechsel oder beim Start mittels einer der elektrischen Maschinen (Soft Start) kann dank der Erfindung teilweise ausgegelichen werden. Die für den Fahrer spürbare Folge eines Zugkraftausfalls ist eine Differenz in der Beschleunigung Δa (ein Ruck). Diese ist weder vom Gesamtachsmoment (MSoii) vor der Unterbrechung abhängig, noch vom Fahrwiderstand (aus Geschwindigkeit und Steigung), sondern nur vom ab- soluten Wert des Momentenrückgangs.
Im Block 141 (Filterung und Bewertung) werden dann für alle verbliebenen AMGK weitere Wertnoten gebildet, die zu der Gesamt- Wertnote BFges addiert, also hinzu gezählt, werden. Einzelne Komfort - Bewertungen können ein- und ausgeschaltet werden.
Modul 14: Sortierer
In diesem Modul werden die noch möglichen AMGK nach ihrer Gesamtwertnote BFoesamt, vermehrt um die Wertnote BFκOmfoit (so vorhanden), sortiert, die mit der höchsten Bewertung obenauf. Es werden nur die AMGK, bei denen der KO- Vektor = 1 (also nicht 0, denn 0 bedeutet „knock-out") ist, in die Sortierung einbezogen. Falls es zwei AMGK mit gleichem (eventuell in einer kleinen Bandbreite) Gesamt- Wertnoten gibt, muss zunächst die AMGK den Vorrang bekommen, welche aktuell gerade eingestellt ist. Die Sortierung wird im KO- Vektor abgelegt. Statt einer „1" enthält der KO- Vektor dann also die Sortierung der je- weiligen AMGK, einen Wert zwischen 0 und 1. AMGK, bei denen vor der Sortierung der KO- Vektor = 0 war, bleiben unverändert.
Modul 15: Statusmaschine AMK
Der Modul Statusmaschine (AMK) befindet sich am Ende der Filterkette des ganzen Hybridreglers HCU. Er erhält vom letzten Modul des Filterkettenblocks, dem Sortierer (Ml 4) die Liste der nach Wertnoten und Wirkungsgrad sortierten AMGK und er erst vollzieht daraus schließlich die Auswahl unter Berücksichtung der Applizierbarkeit. Anhand der ausgewählten AMGK* wird die Schnittstelle zum Momentenkoordinator Ml 6 aufbereitet.
Fig.21. zeigt den Modul 15 als Bindeglied zwischen dem Modul Sortierer M14 und dem Momentenkoordinator Ml 6. Die folgenden Signale (sie haben durch die Auswahl das Suffix „soll" erhalten) müssen über die jeweils aufbereiteten Schnittstellen zum Momentenkoordinator geführt werden, der die Sollwerte • Das Sollmoment der VKM: MVKMSOII
• Das Sollmoment der EMI : MEmisoii
• Das Sollmoment der EM2: MEΠÜSOÜ
• Den Soll-Getriebgang: GSGSOII
• Kommandos für die jeweils zu schaltenden Kupplungen Kl - K4 • Diverse weitere Kommandos (z.B. Start-Stop).
mit entsprechenden Routinen und Zeitverläufen umsetzt in einen Getriebegang G, ein Drehmoment der VKM, ein Drehmoment (Drehmomente positiv oder negativ) der einzelnen elektrischen Maschinen EMI, EM2, und Kupplungsstel- hingen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Steuern des Hybridantriebs eines Kraftfahrzeuges, welcher Hybridantrieb folgende Komponenten umfasst: eine Verbrennungskraftmaschine (VKM), ein Achsantriebsgetriebe (SG; HAD), mindestens eine elektrische Maschine (EMi; EMi5EM2), mindestens eine Kupplung (Kj) und mindestens einen Energiespeicher (ES), und mindestens eine angetriebene Achse (HA; VA; HA, V A), dadurch gekennzeichnet, dass a) ausgehend vom Fahrerwunsch (FW) und vom Betriebszustand entschieden wird, welche Betriebsmodi (AMK ) möglich sind, b) Für diese Modi (AMK) dem Fahrerwunsch (FW) entsprechende Arbeitspunkte (AP) der in dem jeweiligen Modus einbezogenen Komponenten unter Berücksichtigung von Betriebszustand und Systemzustand (SZA) ermittelt werden, c) sodann die Modi (AMK) bewertet und der am günstigsten bewertete Modus (AMK*) ausgewählt wird, d) Schließlich die den Arbeitspunkten (AP) des ausgewählten Modus (AMK*) entsprechenden Sollwerte beziehungsweise Befehle zur Erfüllung des Fah- rerwunsches für die Einstellung der in dem jeweiligen Modus (AMK*) einbezogenen Komponenten (VKM, EMi, ES; VKM, EMi, EM2, ES) ausgegeben werden.
2. Verfahren zum Steuern des Hybridantriebs eines Kraftfahrzeuges nach Anspruch 1, wobei das Achsantriebsgetriebe ein Stufengetriebe ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) für diese möglichen Betriebsmodi (AMK ) entschieden wird, welche Getrie- begänge (G) in Frage kommen, sodass eine Anzahl von Modi (AMGK) zur
Auswahl stehen, wobei jeder Modus (AMGK) einem Modus (AMK) und einem der in Frage kommenden Getriebegänge (G) entspricht, b) Für alle diese Modi (AMGK) dem Fahrerwunsch (FW) entsprechende Arbeitspunkte der in dem jeweiligen Modus einbezogenen Komponenten unter Berücksichtigung von Betriebszustand und Systemzustand (SZA) ermittelt werden, c) sodann die Modi (AMGK) bewertet und der am günstigsten bewertete Modus (AMGK*) ausgewählt wird, d) Schließlich die den Arbeitspunkten (AP) des ausgewählten Modus (AMGK*) entsprechenden Sollwerte beziehungsweise Befehle zur Erfüllung des Fahrerwunsches (FW) für die Einstellung der in dem jeweiligen Modus (AMGK*) einbezogenen Komponenten (VKM, EM1,EM2,ES) ausgegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der optimalen Arbeitspunkte (AP) der in den jeweiligen Modus (AMK) einbezogenen Komponenten für alle Modi (AMK) die Wirkungsgrade, (T|VKM, ηEMi; ηvKM, ηEMi, ηEM2) der einzelnen Komponenten (VKMjEM1; VKM, EMi, EM2) in den Arbeitspunkten (AP) ermittelt und in die Bewertung und Auswahl des Modus (AMK*) einbezogen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der optimalen Arbeitspunkte (AP) der in den jeweiligen Modus (AMGK) einbezogenen Komponenten für alle Modi (AMGK) die Wirkungsgrade, (ηvKM, ηEMi,
Figure imgf000053_0001
der Komponenten (VKM5EM 1,EM2) in den Arbeitspunkten (AP) ermittelt und in die Bewertung und Auswahl des Modus (AMGK*) einbezogen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den den Fahrerwunsch (FW), den Betriebszustand und den Systemzustand (SZA) beschreibenden Daten zumindest ein dem Fahrerwunsch entsprechendes erforderliches zu übertragendes Drehmoment (Mpw) berechnet und anhand dieses zumindest einen Drehmomentes die zielführenden Betriebsmodi (AMK; AMGK) ermittelt werden. Modul 2
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Kraftfahrzeuges mit zwei angetriebenen Achsen (HA, V A) zunächst nur das gesamte zu übertragende Drehmoment (MFW) berücksichtigt und dessen Vertei- hing auf die Achsen (HA, V A) berechnet wird, wenn ein Traktionseingriff (TE=I) vorliegt, und erst in einem späteren Schritt berechnet wird, wenn kein Traktionseingriff (TE=O) vorliegt. Modul 2
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwi- sehen Schritt a) und Schritt b) überprüft wird, ob alle für diese Betriebsmodi
(AMK; AMGK) erforderlichen Komponenten (VKM5EMl, EM2,ES, K1...) verfügbar sind und, wenn nicht, der entsprechende Modus (AMK; AMGK) ausgeschieden wird. Modul 3
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der optimalen Arbeitspunkte (AP) und Wirkungsgrade CHAMK) der in Frage kommenden Modi (AMK) a) für alle Modi (AMK) die dem zu übertragenden Drehmoment (Mpw) entsprechenden optimalen Arbeitspunkte (AP) der einzelnen Maschinen (VKM, EMi; VKM, EMi, EM2) unter Berücksichtigung von Grenzwerten ermittelt werden, und b) für diese Arbeitspunkte (AP) die einzelnen Wirkungsgrade (ηvKM, ηEMi; ηvKM, ηEMi, ηεM2) ermittelt und daraus in der Folge die Gesamtwirkungsgrade OIAMK) für alle Modi (AMK) ermittelt werden. Modul 8
9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der optimalen Arbeitspunkte (AP) und Wirkungsgrade OIAMGK) der in Fra- ge kommenden Modi (AMGK) a) zunächst für jede Gangstufe (G) unter Berücksichtigung der mechanischen Auslegung und gegebenenfalls dazwischen liegender Übersetzungen (ÜSG, ÜHAD, ÜKT, ÜVAD) der Grenzwert des maximal übertragbaren Moments (Mmax) einzelner Maschinen (VKM, EMI, EM2) berechnet wird, b) dann für alle Modi (AMGK) die dem zu übertragenden Drehmoment (MFw) entsprechenden optimalen Arbeitspunkte (AP) der einzelnen Maschinen (VKM, EMI, EM2) unter Berücksichtigung von Grenzwerten ermittelt werden, und c) für diese Arbeitspunkte (AP) die einzelnen Wirkungsgrade (T|VKM, ηεMi» ηEM2) und daraus in der Folge die Gesamtwirkungsgrade (ηAMGK) für alle
Modi (AMGK) ermittelt werden. Modul 8
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzwerte für die Ermittlung des optimalen Arbeitspunktes (AP) der einzelnen Komponenten (VKM, EMI, EM2, ES) Grenzwerte der Leistung (Pm8x) der einzelnen Komponenten (VKM, EMI, EM2, ES) sind, die aus dem thermischen Zustand und aus Kennfeldern der jeweiligen motorischen Komponenten (VKM, EMI, EM2) ermittelt werden. Modul 5
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzwerte für die Ermittlung des Arbeitspunktes (AP) der einzelnen Komponenten CVKM, EMI, EM2) Grenzwerte der Leistungsaumahmefahigkeit (PESmax- laden) des Energiespeichers (ES) in ihrem aktuellen Ladezustand sind. Modul 6
12. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzwerte für die Ermittlung des Arbeitspunktes der einzelnen Maschinen (VKM, EM1,EM2) Grenzwerte des übertragbaren Drehmomentes (Mmax, M101n) sind, die aus dem Betriebszustand und dem Systemzustand (SZA) ermittelt wer- den. Modul 7
13. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung des Gesamtwirkungsgrades OIAMK; ηAMGK ) die an den Rädern des Fahrzeuges abgegebene mechanische Leistung zu dem TreibstofrVerbrauch in Beziehung gesetzt wird, wobei im Zugbetrieb die in der Batterie (ES) gespeicherte Energie aus der beim Laden der Batterie durchlaufenen Wirkungsgradkette von der Verbrennungskraftmaschine (VKM) über die jeweils generatorisch betriebene elektrische Maschine (EMI, EM2) und die zugehörige Leistungselektronik ermittelt und im Schubbetrieb nur die elektrische Ladeleistung be- rücksichtigt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in die Bewertung der Modi (AMK; AMGK) die Bewertung die Lage der Arbeitspunkte (AP) in den Kennfeldern der einzelnen Komponenten einbezogen wird. Moduln 8,9,10
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der Modi (AMK; AMGK) nach thermischen Gesichtspunkten unter Einbeziehung des Systemzustandes und des thermischen Zustandes der Maschinen (beides SZA) erfolgt, welche Zustände auch bei der Ermittlung der Leistungsgrenzen (Pmax) der einzelnen Maschinen benutzt werden. Moduln 10, 5
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der Modi (AMK; AMGK) nach dynamischen Gesichtspunkten ausgehend vom Fahrerwunsch (FW) und den aktuellen Arbeitspunkten, anhand der Arbeitspunkte (AP), insbesondere ihrer Lage in den Kennfeldern und/oder der dort zur Verfügung stehenden bzw maximal möglichen Zugkraft, erfolgt. Modul 11, aus Modul 7
17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der Modi (AMK; AMGK) nach deren Auswirkung auf den Zustand des Energiespeichers (ES) erfolgt, welcher bei der Ermittlung der Leistungsgrenzen (PmaxjPmin) verwendet wird. Modul 9, aus Modul 6
18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der Modi (AMK; AMGK) nach Komfort-Gesichtspunkten, insbesondere von einem Modus (AMGK) zu einem andern Modus erfolgt. Modul 13
19. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in de- ren Schritt c) sämtliche Bewertungen der einzelnen Modi (AMK; AMGK) zusammengeführt und die Modi (AMK; AMGK) nach der Größe des Bewertungsresultates sortiert und der Modus (AMK*; AMGK*) mit der höchsten Bewertung ausgewählt wird. Modul 14
20. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte beziehungsweise Befehle für die Einstellung der von dem ausgewählten Modus (AMK*; AMGK*) betroffenen Komponenten für den ausgewählten Modus (AMK*; AMGK*) die der unter Berücksichtigung von Betriebszustand und Systemzustand (SZA) ermittelten Arbeitspunkte (AP) sind. Modul 15
21. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte beziehungsweise Befehle für die Einstellung der von dem ausgewählten Modus (AMK*; AMGK*) betroffenen Komponenten für den ausgewählten Modus (AMK*; AMGK*) die der Berechnung der Wirkungsgrade (T|VKM, ηEMi, ηEM2) zugrunde liegenden und unter Berücksichtigung von Betriebszustand und Systemzustand (SZA) für den jeweiligen Modus ermittelten Werte im Arbeitspunkt (AP) Sind. Modul 15
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte beziehungsweise Befehle in Ansteuersignale für die Komponenten
(VKM, EMI, EM2) umgesetzt werden. Modul 16
23. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei angetriebenen Achsen und wenn kein Traktionseingriff (TE) vorliegt, die Momen- tenverteilung zwischen Vorderachse (VA) und Hinterachse (HA) im Zuge der Bestimmung der optimalen Arbeitspunkte (AP) und der Berechnung des Gesamtwirkungsgrades (ηAMGic) erfolgt.
24. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen veränderlichen Größen (Drehzahlen, Drehmomente, Temperaturen) sowie daraus ermittelte Zwischengrößen (Beschleunigung, maximale Drehzahl der VKM) immer bei allen Schritten zur Verfügung stehen. Modul l
25. Steuersystem für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb, welcher aus fol- genden Komponenten besteht: einer Verbrennungskraftmaschine (VKM), einem Achsantriebsgetriebe, insbesondere einem Schaltgetriebe (SG), mindestens einer elektrischen Maschine (EMj), mindestens einer Kupplung (Kj), mindestens einem Energiespeicher (ES) und mindestens einer angetriebenen Achse (HA; VA; HA, V A), wobei eine Fahrerwunschauswertung (FW) aus der Fahrpedalstellung, der Bremspedalstellung und einer Raddrehzahl den vom Fahrer zu erreichen gewünschten Betriebszustand (Beschleunigung, Verzögerung, Kickdown, etc) erkennt, und ein Hybridregler die an den Komponenten einzustellenden Sollwerte beziehungsweise Befehle ermittelt, und ein Momentenkoordinator (M 16) die Sollwerte und Befehle für die Ansteuerung der Komponenten diesen zuordnet und sie in Stellgrößen für deren Steuerung übersetzt dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) umfasst: a) Einen Modul Systemzustandsanalyse (SZA) (Ml), der mit den Betriebszustand beschreibenden aktuellen Größen (vFahrzeug> TVKM) Vorberechnungen an- stellt und deren Resultate ( CÖVKM, ωEMi, FlagAnfehren, FlagBremsen) bereithält, b) Eine Anzahl weiterer Moduln, die aus den vom Modul Systemzustandsanalyse (SZA) (Ml) bereit gehaltenen Größen und dem Fahrerwunsch (FW), insbesondere aus dem (den) an der(den) Achse(n) benötigtem(n) Drehmomenten), mögliche Antriebsmodi (AMK) und optimale Arbeitspunkte (AP) der Komponenten in diesen ermitteln und nach Bewertung der Antriebsmodi
(AMK) den günstigsten Antriebsmodus (AMK*) auswählen, und die Sollwerte für die optimalen Arbeitspunkte der Komponenten im ausgewählten Modus (AMK*) generieren.
26. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrdynamikregler (FD) aus dem Fahrerwunsch (FW) und dem aktuellen Betriebszustand das zur Erfüllung des Fahrerwunsches (FW) an der (den) Achse(n) benötigte^) Drehmoment(e) (MVA, MHA) berechnet und dem Hybridregler (HCU) zur Verfügung stellt.
27. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul Systemzustandanalyse (SZA) (Ml) aus einer die aktuelle Fahrgeschwindigkeit (vpahrzeug) des Fahrzeuges angebenden Größe und den Getriebeübersetzungen (UsGi , ÜHAD, ÜKT, ÜVAD) für die Modi (AMGK) die gedachten Drehzahlen der einzelnen Maschinen (VKM, EMI, EM2) in den einzelnen Getriebegängen (Gj) berechnet.
28. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hyb- ridregler (HCU) einen Achsmomentumsetz - Modul (M2) enthält, der das vom
Fahrdynamikregler (FD) vorgegebene Summenachsmoment (MVA plus MHA) nach seinem Signum (+, - oder 0) in drei Grundkategorien einteilt und entsprechend der Grundkategorie alle für diese denkbaren Betriebsmodi (AMK) feststellt.
29. Steuersystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsmomentumsetz-Modul (M2) bei zwei angetriebenen Achsen (HA5VA) und wenn der Fahrdynamikregler (FD) einen Traktionseingriff vornimmt, zusätzlich die auf die beiden einzelnen Achsen (HA; VA) übertragenen Momente (MVA> MHA) unterkategorisiert und diesen Unterkategorien entsprechende weitere Betriebsmodi (AMK) zuordnet.
30. Steuersystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsmomentumsetz-Modul (M2) bei zwei angetriebenen Achsen (HA5VA) und wenn der Fahrdynamikregler (FD) keinen Traktionseingriff vornimmt, nur das Summenachsmoment (MVA phis MHA) beurteilt, und dass das Summenachsmoment (MVA plus MHA) in einem später durchlaufenen Modul nach energetischen Kriterien optimiert auf die beiden angetriebenen Achsen verteilt (HA5VA) wird.
31. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Komponentenverfügbarkeits-Modul (M3) enthält, der einzelne Modi (AMGK) ausscheidet, wenn eine in diesem Modus benötigte Komponente nicht im erforderlichen Ausmaß verfügbar ist.
32. Steuersystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Komponentenverfügbarkeits-Modul (M3) weiters nach strategischen Anforderungen, auf bestimmte Flags (FlagKiCkdowm FlagAnfahren, FlagBremsen) ansprechend, weitere Modi (AMGK) ausschließt.
33. Steuersystem nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Kom- ponentenverfügbarkeits-Modul (M3) auf einen vom Fahrdynamikregler (FD) gesetzten Flag Kickdown (FlagκiCkdown) anspricht.
34. Steuersystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Flag Kickdown (FlagKiCkdown) gesetzt ist, im Modul Komponenten- Verfügbarkeit (M3) diejenigen Modi (AMK; AMGK) ausgeschieden werden, in denen die Verbrennungskraftmaschine (VKM) nicht auf die Hinterachse (HA) wirkt.
35. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Gangvorwahl-Modul (M4) enthält, der eingangsseitig direkt oder indirekt mit dem Modul Achsmoment-Umsetzer (M2) in Verbindung steht, welcher Gangvorwahl-Modul (M4) die Modi AMGK ausscheidet, in denen Drehzahlgrenzen der Maschinen (VKM, EMI, EM2) überschritten bezie- hungsweise unterschritten werden, wobei die Drehzahlen in dem jeweiligen Getriebegang (GJ) im Modul Systemzustandsanalyse (Ml) berechnet wurden.
36. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Wärmemanagement (M5) enthält, der eingangs- seitig mit dem Modul Systemzustandsanalyse (SZA) (Ml) verbunden ist und der einen Block (51) umfasst, der die elektrischen Leistungsgrenzen der E-Maschi- nen (EMj) und die thermisch eingegrenzte Maximalleistung der Verbrennungskraftmaschine (VKM) ermittelt.
37. Steuersystem nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass dem Modul Wärmemanagement (M5) eine Vollast-Kennlinie der Verbrennungskraftmaschine (VKM) und eine von der Temperatur der Verbrennungskraftmaschine (VKM) abhängige parametrierbare Maximalleistung (PvKMmax) der Verbren- nungskraftmaschine (VKM) zur Verfügung steht, und beide über einen Block Minimum- Auswahl (63,64) verknüpft sind.
38. Steuersystem nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass dem Modul Wärmemanagement (M5) eine Schleppkennlinie der Verbrennungskraftma- schine (VKM) und eine Kennlinie der temperaturabhängigen maximal zulässigen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine (VKM) zur Verfügung steht, und die minimale Leistung der Verbrennungskraftmaschine als negative maximale Leistung aus der maximalen zulässigen Drehzahl und dem maximalen Schleppmoment berechnet wird.
39. Steuersystem nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass dem Modul Wärmemanagement (M5) zur Berechnung der Leistungsgrenzen der elektrischen Maschine(n) (EMj) in den betroffenen Modi (AMK) eine temperaturabhängige maximale Leistung im Motorbetrieb zur Verfügung steht, wobei die maximale Leistung im Betrieb als Generator aus der maximalen Leistung im motorischen Breich durch Umrechnen in den generatorischen Bereich ermittelt wird.
40. Steuersystem nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Mo- dul Wärmemanagement (M5) einen Block (52) enthält, der ein Start-Stop-Flag setzt, wenn die Temperatur der Verbrennungskraftmaschine einen vorgegebenen Wert unterschreitet, und deshalb nicht stillgesetzt werden darf.
4L Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Ladezustand (M6) enthält, der den Zustand der Batterie (ES) analysiert, für gewisse Modi (AMK) Leistungsgrenzen beim Aufladen der Batterie (ES) ermittelt an das Dynamikmanagement (M7) vorgibt und für später durchlaufene Moduln Daten zur Bewertung der Auswirkungen diver- ser Modi (AMK) auf Ladezustand und Lebensdauer der Batterie zur Verfügung stellt.
42. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Dynamikmanagement (M7) enthält, der einen Dynamikblock (55), einen Sammelblock (56) und einen Umrechnungsblock (57) enthält, wobei a) der Dynamikblock (55) eingangsseitig mit dem Fahrdynamikregler (FD) in Verbindung steht und dynamisch korrigierte Leistungsgrenzen ausgibt, b) der Sammelblock (56) die in den vorausgegangenen Moduln Wärmemana- gement (M5) und Ladezustand (M6) und im Dynamikblock (55) ermittelten
Leistungsgrenzen der Maschinen (VKM, EMi, EM2) für bestimmte Modi (AMGK; AMGK) zusammenfasst, und wobei der c) Umrechnungsblock (57) eingansseitig mit dem Modul Systemzustandsanaly- se (Ml) in Verbindung steht und die Leistungsgrenzen dieser Modi (AMGK; AMGK) für die zur Auswahl stehenden Getriebegänge (G) in Drehmomente auf Maschineniveau umwandelt, welche im weiteren Verlauf in die Bewertung eingehen.
43. Steuersystem nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelblock (56) zwecks Zusammenfassung der Leistungsgrenzen einen Minimum-Auswahl-Block (63,64) enthält.
44. Steuersystem nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Dynamikblock (55) einen Unterblock (58) zur Bestimmung des E-Dynamikfaktors (Edyn) und einen Unterblock (59) mit den Batterie-Leistungsgrenzen enthält, wobei ersterer (58) mit dem Fahrdynamikregler (FD) in Verbindung steht und einen E-Dynamikfaktor (Edyn) an den zweiteren (59) übergibt, welcher seinerseits mit dem Sammelblock (56) in Verbindung steht und ihm dynamisch korrigierte Leistungsgrenzen der Batterie zur Verfügung stellt.
45. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Arbeitspunktoptimierung / Wirkungsgradberech- nung (M8) enthält, der aus den beiden Submoduln Arbeitspunktoptimierung (80) und Wirkungsgradberechnung (81) besteht, wobei der erstere (80) eingangssei- tig mit den Moduln Dynamikmanagement (M7) und Gangvorwahl (M4) in Verbindung steht und für alle Modi (AMK; AMGK) und die in diesen Modi betroffenen Maschinen (VKM, EMi, EM2) optimale Arbeitspunkte (AP) festlegt.
46. Steuersystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul Arbeitspunktbestimmung/Wirkungsgradermittlung (M8) eingangsseitig mit dem Komponentenverfügbarkeit (M3), insbesondere mit einem mechanische Momentengrenzen vorgebenden Block (39) in Verbindung steht, der die zum Schutz der Maschinen (VKM, EMi, EM2) ermittelten mechanisch maximal möglichen Momente am Eingang des Schaltgetriebes (SG) für jede in Frage kommende Getriebestufe (G) liefert.
47. Steuersystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Mo- dul Arbeitspunktoptimierung/Wirkungsgradberechnung (M8) im Falle dass mehrere der Maschinen (VKM, EMi, EM2) arbeiten, die optimalen Arbeitspunkte (AP) für diese durch Überlagerung der Kennfelder dieser Maschinen ermittelt.
48. Steuersystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass der Sub- modul (81) Wirkungsgradbestimmung (des M8) die bei der Ermittlung der optimalen Arbeitspunkte (AP) der Maschinen (VKM, EMi,EM2) im Submodul Arbeitspunktoptimierung (80) ermittelten Einzelwirkungsgrade (I"|VKM, ηεMi, HENC) zu einem Gesamtwirkungsgrad CHAMGK) zusammenfasst, wobei die Einzelwir- kungsgrade (T|VKM, ηEMi» ηEM2, ηεs) der Komponenten auf den TreibstoffVer- brauch der Verbrennungskraftmaschine (VKM) bezogen sind.
49. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Bewertung Batterieladung (M9) enthält, der ein- gangsseitig mit dem Modul SOC-Management (M6) und mit dem Modul Wirkunggradberechnung (M8) verbunden ist, und der aus einem Stabilisationsblock (111), einem Leistungsbeanspruchungsblock (112) und einem Verknüpfungsblock (113) besteht, wobei der Stabilisationsblock (111) den Einfluss der verschiedenen zu bewertenden Modi (AMK; AMGK) auf den Ladezustand der Bat- terie (ES) bewertet, der Leistungsbeanspruchungsblock (112) den Einfluss der Leistungsbeanspruchung bewertet und wobei der Verknüpfungsblock (113) die beiden jeweils zwischen den Werten 0 und 1 liegenden Wertnoten multiplikativ zu einer Wertnote Bewertung Batterieladung (BFSoc) verknüpft.
50. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Bewerter Wärme (MIO) enthält, der eingangssei- tig, mit dem Modul Wärmemanagement (M5) und direkt oder indirekt mit dem Modul Arbeitspunkt/Wirkungsgrad (M8) in Verbindung steht und den Einfluss der verschiedenen zu bewertenden Modi (AMK; AMGK) auf den thermischen Zustand der Komponenten (VKM, EMi, EM2, ES) bewertet, wobei deren im Modul Arbeitspunkt/Wirkungsgrad (M8) ermittelte Wirkungsgrade (T|VKM, ηEMi, ηEM2, ηεs) Eingang finden.
51. Steuersystem nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul Bewerter Wärme (MIO) für jede Komponente (VKM, EMi, EM2, ES) einen eigenen Bewertungsblock (121 bis 124) umfasst, der eine Wertnote zwischen 0 und 1 vergibt, wobei die Wertnoten für die Komponenten (BFW8πnevκM> BFWar- meEMi. BFwarmeEM2) schließlich multiplikativ, gegebenenfalls gewichtet, zu einer Gesamtwertnote Bewertung Wärme (BFWärme) zusammengefasst werden.
52. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Bewerter Dynamik (Ml 1) enthält, der eingangs- seitig mit dem Modul Dynamikmanagement (M7) und direkt oder indirekt mit dem Modul Arbeitspunkt/Wirkungsgrad (M8) in Verbindung steht, und einen Block (130) zur Berechnung des Gesamtachsmomentes, einen Block (131) zur Bewertung der Momentenhöhe und einen Block (135) zur Bewertung der Dynamik enthält, wobei a) im Block (130) die Momente der Maschinen in ihren Arbeitspunkten (AP) über die Übersetzungen (UsGb ÜHAD, ÜKT, ÜVAD) auf die Achsen (HA, HV) bezogen und summiert werden, b) im Block (131) das Gesamtachsmoment aus a) mit dem dem Fahrerwunsch (FW) entsprechenden Moment verglichen und entsprechend bewertet wird, und c) im Block Bewertungsfaktor Dynamik (135) aus der Bewertung in b) eine Wertnote Dynamik (BFDyn) gebildet wird.
53. Steuersystem nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul Bewertung Dynamik (MIO) weiters einen Block (132) zur Bewertung der Zugkraftreserve (132), einen Block zur Bewertung des Arbeitspunktes (133) und /oder einen Block zur Bewertung Beschleunigungvermögen (134) umfasst, wobei a) der Block (132) die aktuelle Zugkraftreserve (MResVκM» MResEMi) jedes Modus (AMK; AMGK) mit der dem Fahrerwunsch (FW) entsprechenden Zugkraftreserve () vergleicht und erstere bewertet, wobei die aktuelle Zugkraftreserve (MResvκM> MReSEMi) die Differenz zwischen dem aktuell abgegebenen Moment der Maschinen (MVKM, MEMI) und dem in demselben Modus (AMK; AMGK) maximal möglichen Moment (MM_«VKM, MMaXEMi) ist; b) der Block (133) jeden Modus (AMG; AMGK) nach der Zusammensetzung der Momente (MVKM> MEMi) der sie abgebenden Maschine (VKM oder EMi, EM2) im in Modul (M8) ermittelten Arbeitspunkt (AP) bewertet; c) der Block (134) die Bewertungen aus a) und b) zu einer Wertnote (BFoynaπuk) zusammenfuhrt.
54. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Gesamtbewertung (M 12) enthält, der sämtliche Wertnoten (BFWärme>
Figure imgf000066_0001
BFSOc) zu einer Gesamtwertnote (BFGesamt) zu- sammenfasst.
55. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Komfortfilter (M 13) enthält, der eingansseitig mit dem Modul Systemzustandsanalyse (Ml) und direkt oder indirekt mit dem Mo- dul Arbeitspunkt/Wirkungsgrad (M8) verbunden ist und den Fahrkomfort beeinträchtigende Modi (AMGK) ausschließt.
56. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Sortierer (Ml 4) enthält, der eingangsseitig mit dem Modul Gesamtbewertung (M 12) verbunden ist und die Modi (AMG; AMGK) nach ihrer Gesamtwertnote (BFGesamt) sortiert.
57. Steuersystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridregler (HCU) einen Modul Statusmaschine (Ml 5) enthält, der eingangsseitig mit dem Modul Sortierer (M 14) verbunden ist und den im Sortierer obersten Modus (AMG*; AMGK*) auswählt und die den beteiligten Komponenten zugeordneten Schnittstellen öffiiet.
PCT/EP2007/010778 2006-12-11 2007-12-11 Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem WO2008071381A2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT07866233T ATE525263T1 (de) 2006-12-11 2007-12-11 Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem
EP07866233A EP2097304B1 (de) 2006-12-11 2007-12-11 Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem
US12/518,455 US8249768B2 (en) 2006-12-11 2007-12-11 Method for controlling the hybrid drive of a motor vehicle and control system
DE112007002989T DE112007002989A5 (de) 2006-12-11 2007-12-11 Verfahren zur Steuerung des Hybridantriebes eines Kraftfahrzeuges und Steuersystem

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATGM856/2006 2006-12-11
AT0085606U AT9756U1 (de) 2006-12-11 2006-12-11 Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008071381A2 true WO2008071381A2 (de) 2008-06-19
WO2008071381A3 WO2008071381A3 (de) 2009-04-16

Family

ID=38871201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/010778 WO2008071381A2 (de) 2006-12-11 2007-12-11 Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8249768B2 (de)
EP (1) EP2097304B1 (de)
AT (2) AT9756U1 (de)
DE (1) DE112007002989A5 (de)
PT (1) PT2097304E (de)
WO (1) WO2008071381A2 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010031678A1 (de) * 2008-09-19 2010-03-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur einstellung einer motorischen antriebseinrichtung in einem kraftfahrzeug
WO2011128024A1 (de) * 2010-04-14 2011-10-20 Audi Ag Verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugs mit zumindest zwei antrieben sowie kraftfahrzeug mit zumindest zwei antrieben
DE102011106356A1 (de) 2011-07-02 2012-01-05 Daimler Ag Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Fahrzeugs mit einem Elektro- oder Hybridantrieb
WO2012000806A1 (de) 2010-07-01 2012-01-05 Avl List Gmbh Verfahren zur steuerung eines hybridfahrzeuges
WO2012028739A1 (en) * 2010-09-04 2012-03-08 Jaguar Cars Limited Controller and method of control of a hybrid electric vehicle
WO2013092955A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betrieb eines seriellen hydraulischen hybridantriebssystems
WO2017097455A1 (de) * 2015-12-09 2017-06-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugs, vorrichtung, kraftfahrzeug
DE102016224130A1 (de) 2016-12-05 2018-06-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Hybridantriebssystems
CN108454612A (zh) * 2017-02-07 2018-08-28 罗伯特·博世有限公司 用于运行机动车的方法

Families Citing this family (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006016810A1 (de) * 2006-04-10 2007-10-11 Robert Bosch Gmbh Definierter Verbrennungsmotorbetrieb bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb
AT9756U1 (de) * 2006-12-11 2008-03-15 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem
US8292780B2 (en) 2008-04-28 2012-10-23 Mack Trucks, Inc. Powertrain with input shaft and engine speed synchronization and method for shifting gears in a powertrain
FR2935123B1 (fr) * 2008-08-20 2010-08-27 Renault Sas Systeme de commande d'un groupe motopropulseur hybride pour vehicule automobile, et procede associe
DE102008042132A1 (de) 2008-09-16 2010-03-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridantriebes für ein Fahrzeug
DE102008043963B4 (de) * 2008-11-21 2021-08-12 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs
DE102008058624A1 (de) * 2008-11-22 2010-05-27 Volkswagen Ag Verfahren zur Steuerung der Verteilung von Momentenbeiträgen
DE102010022749B4 (de) * 2009-06-25 2017-01-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit Doppelkupplungsgetriebe
US20100138089A1 (en) * 2009-07-01 2010-06-03 Ise Corporation Hybrid electric vehicle system and method for initiating and operating a hybrid vehicle in a limited operation mode
DE102010015424B4 (de) * 2010-04-19 2016-02-18 Audi Ag Antriebsvorrichtung für ein allradgetriebenes Fahrzeug
DE102010015423A1 (de) * 2010-04-19 2011-10-20 Audi Ag Antriebsvorrichtung für ein allradgetriebenes Fahrzeug
US8909401B2 (en) * 2010-06-08 2014-12-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device and vehicle control method
JP5589633B2 (ja) * 2010-07-20 2014-09-17 株式会社アドヴィックス エンジン自動停止再始動制御装置
KR20150104232A (ko) * 2010-10-04 2015-09-14 알리손 트랜스미션, 인크. 변속기 경제 기반 시프트 스케줄을 선택하기 위한 시스템
CN103313893B (zh) * 2011-01-12 2015-05-20 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的控制装置
GB2487733B (en) * 2011-02-01 2018-01-24 Jaguar Land Rover Ltd Hybrid electric vehicle controller and method of controlling a hybrid electric vehicle
DE102011078958B4 (de) 2011-06-30 2024-05-29 Seg Automotive Germany Gmbh Verfahren zum Betreiben einer mit einer Brennkraftmaschine gekoppelten elektrischen Maschine in einem Kraftfahrzeug
WO2013035729A1 (ja) * 2011-09-05 2013-03-14 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
CN102431550B (zh) * 2011-10-17 2013-12-25 大连理工大学 一种混合动力汽车控制方法
DE102011056676A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Geräuschreduzierung bei Kraftfahrzeugen mit Hybrid-Antrieb
US8474560B1 (en) * 2011-12-28 2013-07-02 Deere & Company Inverter mounting on an electric drive loader
GB201201221D0 (en) 2012-01-25 2012-03-07 Jaguar Cars Hybrid electric vehicle and method of control thereof
GB2500572A (en) * 2012-03-05 2013-10-02 Imp Innovations Ltd Power source control using generated efficiency control maps
US8768584B2 (en) 2012-03-07 2014-07-01 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Drive force control for vehicle
GB2502804A (en) * 2012-06-07 2013-12-11 Jaguar Land Rover Ltd A controller that reduces NVH in a hybrid vehicle
SE536640C2 (sv) 2012-06-27 2014-04-22 Scania Cv Ab Förfarande för styrning av ett drivsystem hos ett fordon, ett drivsystem, ett datorprogram, en datorprogramprodukt och ett fordon
DE112012006654B8 (de) 2012-07-05 2024-10-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerungssystem für Hybridfahrzeug
DE102012216998A1 (de) * 2012-09-21 2014-03-27 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs
CN103863311B (zh) * 2012-12-10 2017-04-19 上海汽车集团股份有限公司 基于能量优化的混合动力汽车发动机与电机扭矩分配方法
DE102012112418A1 (de) * 2012-12-17 2014-06-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Verteilen eines Wunschdrehmomentes
FR3004231B1 (fr) 2013-04-05 2015-04-03 Renault Sa Procede de controle de l'etat d'une chaine cinematique d'un groupe motopropulseur de vehicule electrique hybride ou thermique
DE102013208965B4 (de) * 2013-05-15 2022-10-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, durch die das Antriebsmoment einer Antriebseinheit bedarfsweise auf mindestens zwei Achsen variabel verteilbar ist
US8936119B1 (en) * 2013-07-19 2015-01-20 GM Global Technology Operations LLC Electric all-wheel drive vehicle powertrain
GB2517469A (en) * 2013-08-21 2015-02-25 Jaguar Land Rover Ltd Hybrid electric vehicle controller and method
DE102013219085B4 (de) * 2013-09-23 2021-07-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Steuervorrichtung zum Betrieb eines straßengekoppelten Hybridfahrzeuges
DE102013219144B4 (de) * 2013-09-24 2022-02-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wärmemanagement-System für Kraftfahrzeuge
US9008929B1 (en) * 2013-09-26 2015-04-14 GM Global Technology Operations LLC Method for controlling a powertrain and a transmission system
US9827980B2 (en) 2013-11-11 2017-11-28 Ford Global Technologies, Llc Load-based vehicle operating control
US9358969B2 (en) * 2013-11-11 2016-06-07 Ford Global Technologies, Llc Load-based vehicle operating control
FR3014062B1 (fr) * 2013-12-03 2015-12-11 Renault Sas Procede de gestion de l'energie sur un vehicule hybride comportant une transmission a rapports discrets
JP6481193B2 (ja) * 2014-06-13 2019-03-13 三菱自動車工業株式会社 電動車両
FR3023526B1 (fr) 2014-07-10 2017-12-29 Renault Sas Procede de selection de la consigne d'etat d'une chaine cinematique
DE102014220070A1 (de) * 2014-10-02 2016-06-23 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs
DE102014220066A1 (de) 2014-10-02 2016-06-09 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs
DE102014014848A1 (de) * 2014-10-07 2016-04-07 Audi Ag Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
US10189469B2 (en) 2015-03-20 2019-01-29 GM Global Technology Operations LLC Method of controlling a powertrain of a vehicle
EP3274208B1 (de) * 2015-03-25 2020-04-29 Volvo Construction Equipment AB Verfahren zur steuerung der gangschaltung einer arbeitsmaschine
DE102015006820A1 (de) * 2015-05-22 2016-11-24 Man Truck & Bus Ag Verfahren zur Auswahl einer Betriebsart eines Hybridfahrzeugs
US9950705B2 (en) * 2015-07-17 2018-04-24 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle and method of controlling an engine disconnect clutch for engine start-up
DE102015222690A1 (de) * 2015-11-17 2017-05-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Steuern einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges und Hybridfahrzeug
DE102015222691A1 (de) * 2015-11-17 2017-05-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges und Hybridfahrzeug
DE102016204934A1 (de) * 2016-03-24 2017-09-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Antriebsvorrichtung und eine Antriebsvorrichtung für ein Hybrid-Kraftfahrzeug
FR3055866B1 (fr) * 2016-09-15 2019-10-04 Continental Automotive France Procede de gestion de la deceleration d'un vehicule automobile
DE102016119661B4 (de) * 2016-10-14 2023-07-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs in einem Hybridfahrzeug, Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug sowie Hybridfahrzeug
DE102016119660A1 (de) * 2016-10-14 2018-04-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Durchführen eines Schaltvorgangs in einem Hybridfahrzeug, Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug sowie Hybridfahrzeug
US10800247B2 (en) * 2017-02-21 2020-10-13 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle powertrain with manual transmission
US10408183B2 (en) 2017-03-07 2019-09-10 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for improving engine starter durability for a stop/start vehicle
US10072626B1 (en) 2017-03-07 2018-09-11 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for improving electric energy storage device durability for a stop/start vehicle
DE102017208654A1 (de) * 2017-05-22 2018-11-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges und Hybridfahrzeug
DE102017212642A1 (de) * 2017-07-24 2019-01-24 Audi Ag Motorsteuerung für Hybridelektrofahrzeuge
US10906528B2 (en) * 2017-12-04 2021-02-02 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle control unit
US10576839B2 (en) * 2018-08-01 2020-03-03 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Motor lock overheat mitigation control for autonomous vehicles
JP7070240B2 (ja) 2018-08-23 2022-05-18 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
DE102018218605A1 (de) * 2018-10-30 2020-04-30 Audi Ag Verfahren und Antriebssteuergerät zum Betrieb von zumindest zwei elektrischen Antriebsmaschinen bei einer Laständerung sowie Kraftfahrzeug mit einem Antriebssteuergerät
DE102019104324A1 (de) * 2019-02-20 2020-08-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen eines Betriebspunktes eines Verbrennungsmotors
DE102019203985A1 (de) * 2019-03-22 2020-09-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs, Steuerung, Antriebsstrang und Kraftfahrzeug
DE102019206303A1 (de) * 2019-05-02 2020-11-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebsanordnung, Antriebsanordnung und Kraftfahrzeug
WO2021110244A1 (en) * 2019-12-03 2021-06-10 Volvo Truck Corporation A method for controlling a hybrid powertrain system of a vehicle
US11130422B1 (en) * 2020-05-13 2021-09-28 Rearden Power LLC Hybrid battery management system
DE102020129685A1 (de) * 2020-11-11 2021-12-09 Audi Aktiengesellschaft System zum Betreiben eines Fahrzeugs
DE102021102352A1 (de) 2021-02-02 2022-08-04 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb wenigstens eines elektromechanischen Aktors eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
CN112959992B (zh) * 2021-04-07 2022-04-19 吉林大学 基于能效分析与效率最优的混合动力汽车能量管理方法
US12005808B2 (en) * 2021-05-12 2024-06-11 GM Global Technology Operations LLC Methods and apparatus for propulsion system prognostics due to boosted operation
DE102021112440A1 (de) * 2021-05-12 2022-11-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung zum Betrieb eines straßengekoppelten Allradfahrzeuges
DE102021116990A1 (de) 2021-07-01 2023-01-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern zumindest zweier Antriebsmaschinen eines Kraftfahrzeuges
CN118182101A (zh) * 2022-12-13 2024-06-14 罗伯特·博世有限公司 用于车辆双电驱桥的扭矩分配系统和方法
CN116605029B (zh) * 2023-07-20 2023-10-13 临工重机股份有限公司 一种混合动力系统、方法及车辆
CN117465223B (zh) * 2023-12-27 2024-04-16 广汽埃安新能源汽车股份有限公司 电机控制器状态切换控制方法及装置
CN117463643B (zh) * 2023-12-28 2024-03-26 四川帝威能源技术有限公司 退役动力锂电池容量分选方法、系统、电子设备及介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040060751A1 (en) 1995-05-31 2004-04-01 The Regents Of The University Of California Method for controlling the operating characteristics of a hybrid electric vehicle
DE10353256B3 (de) 2003-11-14 2005-03-31 Barske, Heiko, Dr. Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5270930A (en) * 1990-11-30 1993-12-14 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Four wheel driving vehicle of a front/rear wheel differential operation limiting type
US5343970A (en) * 1992-09-21 1994-09-06 Severinsky Alex J Hybrid electric vehicle
US6554088B2 (en) * 1998-09-14 2003-04-29 Paice Corporation Hybrid vehicles
US6321143B1 (en) * 2000-06-26 2001-11-20 Ford Motor Company Control system and method for a hybrid electric vehicle
DE50110720D1 (de) 2000-09-27 2006-09-21 Siemens Ag Antriebsstrangsteuerung für ein kraftfahrzeug mit mindestens zwei antriebsaggregaten und einem getriebe
JP3879650B2 (ja) * 2002-10-15 2007-02-14 日産自動車株式会社 車両の制御装置
DE102004004867A1 (de) 2004-01-30 2005-08-25 Gkn Driveline International Gmbh Verfahren und Anordnung zur Steuerung einer Kraftfahrzeug-Drehmomentübertragungskupplung
JP4046103B2 (ja) * 2004-06-07 2008-02-13 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
AT8336U1 (de) * 2004-09-27 2006-06-15 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag Antriebseinheit für kraftfahrzeug mit hybridantrieb in längsanordnung
WO2007118082A2 (en) * 2006-04-03 2007-10-18 Bluwav Systems, Llc Vehicle power unit designed as retrofittable axle comprising motor, battery and suspension
AT9756U1 (de) * 2006-12-11 2008-03-15 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem
JP5019870B2 (ja) * 2006-12-27 2012-09-05 ボッシュ株式会社 ハイブリッド車両の制御方法
DE102007055830A1 (de) * 2007-12-17 2009-06-18 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Hybridantriebes eines Fahrzeuges

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040060751A1 (en) 1995-05-31 2004-04-01 The Regents Of The University Of California Method for controlling the operating characteristics of a hybrid electric vehicle
DE10353256B3 (de) 2003-11-14 2005-03-31 Barske, Heiko, Dr. Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012502832A (ja) * 2008-09-19 2012-02-02 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 自動車内の原動機駆動装置の設定方法
WO2010031678A1 (de) * 2008-09-19 2010-03-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur einstellung einer motorischen antriebseinrichtung in einem kraftfahrzeug
CN102892658B (zh) * 2010-04-14 2015-06-03 奥迪股份公司 用于运行具有至少两个驱动装置的机动车的方法以及具有至少两个驱动装置的机动车
WO2011128024A1 (de) * 2010-04-14 2011-10-20 Audi Ag Verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugs mit zumindest zwei antrieben sowie kraftfahrzeug mit zumindest zwei antrieben
CN102892658A (zh) * 2010-04-14 2013-01-23 奥迪股份公司 用于运行具有至少两个驱动装置的机动车的方法以及具有至少两个驱动装置的机动车
US8700245B2 (en) 2010-04-14 2014-04-15 Audi Ag Method for operating a motor vehicle having at least two drives and a motor vehicle having at least two drives
WO2012000806A1 (de) 2010-07-01 2012-01-05 Avl List Gmbh Verfahren zur steuerung eines hybridfahrzeuges
AT508066A3 (de) * 2010-07-01 2013-02-15 Avl List Gmbh Verfahren zur steuerung eines hybridfahrzeuges
AT508066B1 (de) * 2010-07-01 2014-04-15 Avl List Gmbh Verfahren zur steuerung eines hybridfahrzeuges
WO2012028739A1 (en) * 2010-09-04 2012-03-08 Jaguar Cars Limited Controller and method of control of a hybrid electric vehicle
DE102011106356A1 (de) 2011-07-02 2012-01-05 Daimler Ag Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Fahrzeugs mit einem Elektro- oder Hybridantrieb
WO2013092955A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betrieb eines seriellen hydraulischen hybridantriebssystems
US9090254B2 (en) 2011-12-22 2015-07-28 Robert Bosch Gmbh Method for operating a serial hydraulic hybrid drive system
DE102011089607B4 (de) 2011-12-22 2023-07-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines seriellen hydraulischen Hybridantriebssystems
WO2017097455A1 (de) * 2015-12-09 2017-06-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugs, vorrichtung, kraftfahrzeug
DE102016224130A1 (de) 2016-12-05 2018-06-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Hybridantriebssystems
CN108454612A (zh) * 2017-02-07 2018-08-28 罗伯特·博世有限公司 用于运行机动车的方法
CN108454612B (zh) * 2017-02-07 2022-12-09 罗伯特·博世有限公司 用于运行机动车的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20110130901A1 (en) 2011-06-02
US8249768B2 (en) 2012-08-21
AT9756U1 (de) 2008-03-15
DE112007002989A5 (de) 2009-10-22
EP2097304A2 (de) 2009-09-09
WO2008071381A3 (de) 2009-04-16
PT2097304E (pt) 2011-12-21
EP2097304B1 (de) 2011-09-21
ATE525263T1 (de) 2011-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2097304B1 (de) Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem
EP3377353B1 (de) Verfahren zum betreiben einer antriebseinrichtung eines hybridfahrzeuges und hybridfahrzeug
DE69627444T2 (de) Hybridantriebsystem für ein Kraftfahrzeug mit Antrieb von dem Verbrennungsmotor oder von dem Elektromotor wenn einer von diesen ausgefallen ist
EP3132966B1 (de) Verfahren zum betreiben eines fahrzeuges sowie fahrzeug
EP3377379B1 (de) Verfahren zum steuern einer antriebseinrichtung eines hybridfahrzeuges und hybridfahrzeug
DE102006000346B4 (de) Maschinensteuerungsvorrichtung und Steuerungsverfahren
DE102004043589B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Antriebsleistungsverteilung in einem Hybrid-Antriebsstrang eines Fahrzeuges
DE102005021800B4 (de) Verfahren zum Steuern eines Motorbremsbetriebs für ein Hybridfahrzeug
AT508066B1 (de) Verfahren zur steuerung eines hybridfahrzeuges
DE102007038585A1 (de) Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb bei einem parallelen Hybridfahrzeug
EP1485266A1 (de) Verfahren zur steuerung eines hybridantriebes eines fahrzeuges
DE102015222690A1 (de) Steuern einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges und Hybridfahrzeug
DE102017215769A1 (de) Automatisches Geschwindigkeitsregelungsverfahren für Hybridelektrofahrzeuge
DE102007055828A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Hybridfahrzeuges
DE102005044828A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines optimalen Betriebspunktes bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb
WO2010031678A1 (de) Verfahren zur einstellung einer motorischen antriebseinrichtung in einem kraftfahrzeug
DE102010005532B4 (de) Verfahren zur Ermittlung eines Soll-Getriebegangs für ein Hybridfahrzeug
DE10318882A1 (de) Vorrichtung und Verfahren für ein Energiemanagement in einem Kraftfahrzeug
DE102017211978A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
DE102017211248A1 (de) Verfahren zur Rekuperation von kinetischer Energie eines Hybridfahrzeuges, sowie Steuereinrichtung hierfür
DE102011116132B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb
DE102015207616A1 (de) Betriebsstrategie für ein Fahrzeug mit elektrischem Zwei-Achs-Hybrid-Antrieb
WO2004106104A1 (de) Kraftfahrzeug und elektronische steuereinrichtung dafür
EP3592588A1 (de) Verfahren zur steuerung eines kraftfahrzeuges und kraftfahrzeug
EP2254780A1 (de) Verfahren und anordnung zur ansteuerung eines fahrzeuges mit hybridantrieb

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07866233

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007866233

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120070029897

Country of ref document: DE

REF Corresponds to

Ref document number: 112007002989

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20091022

Kind code of ref document: P

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12518455

Country of ref document: US