WO2010072469A1 - Verfahren zur reduktion einer antriebsleistung eines fahrzeugantriebs - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to the field of power reduction in vehicle drives for temperature reduction.
  • the performance of components of a vehicle drive essentially depends on the heat development or on the temperature of the respective component of the vehicle drive.
  • an electric drive or an energy store of an electric vehicle or a hybrid vehicle has a temperature characteristic which results in the respective component having to be operated at reduced power if its temperature reaches a maximum temperature value at which this component is damaged can.
  • This power reduction also called derating, is not problematic as long as it is not performed in driving situations in which the driver expects or requires, for example, full drive power, for example to overtake on an oncoming lane or to change to a freeway.
  • the reduction in power is particularly critical in sports driving, which makes the provision of the full drive power required.
  • an over-temperature power control is usually used, which forces a brief shutdown of the vehicle or operation of the vehicle in a state in which a cooling of the respective component occurs when a critical temperature occurs Cooling to be resumed.
  • the affected component for example, a generator in a power-splitting hybrid vehicle powertrain, which supplies electrical energy to an electric motor of an electric vehicle, the drive power is abruptly reduced upon reaching a generator overtemperature, so that the vehicle can be operated in a maximum creeping operation.
  • a power reduction as described in Japanese Patent 11-215888, are performed.
  • the invention is based on the recognition that a reduction of the drive power while simultaneously avoiding critical driving situations is carried out in a driving condition-dependent manner, in particular in a driving state in which the
  • Drive power can be safely reduced.
  • suitable driving conditions are in addition to driving with low propulsion power or with constant or decreasing speed in particular braking or Rekuperationszuday.
  • the invention relates to a method of reducing a drive power of a vehicle drive by detecting a temperature difference between a temperature of at least one component of the vehicle drive and a temperature threshold, detecting a current driving state of the vehicle drive, determining whether or not the current driving state permits reduction of the drive power and reducing the drive power of the vehicle drive to lower the temperature of the at least one component to increase the temperature difference if the current driving condition allows the reduced drive power.
  • the reduction of the drive power is advantageously shifted to driving conditions, which are not safety-critical with reduced drive power.
  • the drive power is not reduced if the current drive state does not permit a reduction in drive power.
  • the drive reduction is performed only in driving conditions, which are provided for this purpose.
  • the current driving state permits a reduction of the drive power if it is a constant or a braked driving state or a recuperation state or an accelerated state with an acceleration value lying below an acceleration threshold.
  • the acceleration threshold value can be, for example, 0.5 m / s 2 or 1 m / s 2 .
  • the present driving state does not permit a reduction of the drive power if it is an overtaking driving state or an accelerated driving state with an acceleration value lying above the acceleration value, for example, the aforementioned acceleration value.
  • the driving conditions advantageous for the drive power reduction can be detected easily and securely.
  • the drive power is reduced only when a predetermined or an expected driving state is associated with an increase in the temperature of the component, which is not lower, i. equal to or higher than the temperature difference. This ensures in an advantageous manner that the reduction of the drive power is only performed if this is necessary.
  • the predetermined or expected driving state is an accelerated driving state or an overtaking driving state in which the power reduction is not advantageously performed.
  • the expected driving state is, for example, based on an accelerator pedal position or a torque request or an acceleration request by the driver or an acceleration measurement. recorded.
  • the expected driving state is, for example, based on an accelerator pedal position or a torque request or an acceleration request by the driver or an acceleration measurement. recorded.
  • the step of determining whether the current driving state permits or does not permit reduction of the driving power it is compared with at least one reference driving state of, for example, a plurality of reference driving conditions.
  • the reference driving conditions can advantageously be stored in an electronic memory or in a look-up table and indicate whether the respective driving state is suitable or unsuitable for performing a power reduction.
  • the component is an electric motor or an internal combustion engine or an energy store or a transmission or an inverter or a pulse inverter or a sub-component of the aforementioned components.
  • a temperature sensor can also be used.
  • the temperature threshold values are preferably component-specific and may be the same or different, which takes into account that the respective components in each case different critical temperatures, which may be, for example, in a range between 60 0 C and 200 0 C may be assigned.
  • the temperature threshold value is a maximum permissible temperature for operation of the components, which temperature may be, for example, in the aforementioned temperature range.
  • the temperature difference is fixed or dependent on the driving condition. The temperature difference may preferably be based on the formula
  • PmaxBeschieumgung a maximum acceleration power loss
  • P Kuh i a current cooling capacity or a projected cooling performance, which can be determined, for example, taking into account an ambient temperature
  • tube rh oi a maximum duration of an overtaking, for example, 20 s or 40 s
  • C K om P onente a thermal component capacity a maximum acceleration power loss
  • P Kuh i a current cooling capacity or a projected cooling performance
  • the permissibility of the power reduction is determined based on the evaluation of navigation data, so that a dangerous driving on an oncoming lane can be detected in an advantageous manner.
  • the invention relates to a program-technically configured device, for example a control device, which is designed to execute a computer program for carrying out the method according to the invention.
  • the invention relates to a computer program with a program code for carrying out the method according to the invention, when the computer program is run on a computer.
  • FIG. 1 shows a basic sequence of the method according to the invention for reducing a drive power.
  • a temperature difference between a temperature of at least one component of the vehicle drive and a temperature threshold value is detected in step 101.
  • a current driving state of the vehicle drive ie the driving state in which if the vehicle drive is currently present, detected in step 103.
  • step 105 it is determined on the basis of one or more comparisons whether the current driving state allows or does not permit a reduction of the driving power.
  • step 107 the drive power of the vehicle drive for lowering the temperature of the at least one
  • Component is reduced to increase the temperature difference to provide a temperature reserve for a subsequent driving state, for example, if the current driving condition allows a reduced drive power.
  • the drive power is reduced only when it is determined that the current driving state allows the reduction of the drive power.
  • This provides a thermal reserve for, for example, subsequent driving conditions, for example overtaking maneuvers or accelerations, while simultaneously ensuring that the reduction of the drive power, for example the maximum permissible, is detected by the detection of a driving state, for example an acceleration state or an overtaking process, which is not suitable for the drive power reduction
  • Drive power is introduced only in driving situations, which allow a safe reduction of the drive power. This is the case, for example, when recuperation, at constant speed or slight acceleration.
  • the power limitation is preferably maintained only until, for example, a lower limit temperature threshold has been reached taking into account an exemplary temperature hysteresis.
  • the thermal reserve ensures that, for example, during a once initiated strong acceleration operation, the drive power does not have to be taken back, so that the acceleration process can be carried out safely.
  • the system can be designed, for example, such that the power is already reduced in advance, for example during a recuperation or a slight acceleration with an acceleration value below the aforementioned acceleration value.
  • a message display may be output which, by way of example, indicates that the current temperature difference between the current temperature of the respective component and a maximum possible temperature of the respective component contains a safety margin, which provides an acceleration. cleaning process allows.
  • the shutdown temperature outside critical driving maneuvers is therefore preferably equal to the maximum possible temperature less the temperature difference.
  • the temperature difference for each component in question may be separated based on the formula
  • PmaxBeschieumgung a maximum acceleration power loss
  • P Kuh i a current cooling capacity or a projected cooling performance, which can be determined, for example, taking into account an ambient temperature
  • tube rh oi a maximum period of overtaking, for example, 20 s or 40 s and C K per P onente one thermal capacity of the relevant component.
  • the time duration tu berho i can, for example, be estimated as follows: Assuming that an acceleration process from 0 km / h to 100 km / h takes less than 20 s for an unloaded vehicle, it can be assumed that the same acceleration process occurs for a laden vehicle Vehicle takes for example 30 s. This means that for a given vehicle, for example, on average, all expected acceleration processes can take about 30 seconds maximum. In addition, it can be assumed that in overtaking or retracting operations on, for example, highways, usually lower speed changes are made so that the duration of the acceleration processes to be expected is lower in each case.
  • the determination of the thermal reserve is preferably to be determined individually for each vehicle or for each component, since it should preferably be as low as possible in order, for example, to utilize the drive components thermally as well as possible. At the same time, the thermal reserve should be so large that a dangerous acceleration process can be safely completed.
  • a signal can be set which indicates that a power reduction is possible, ie that no critical acceleration process is present and that, for example, each component a component-related power reduction, such as a shutdown, for example, upon reaching the respective maximum temperature minus the aforementioned temperature difference.
  • This component sets, for example, an over-temperature flag indicating that an over-temperature has been reached.
  • a power limit at a set signal for example, immediately before the driver wants to accelerate the catalogreduktions Anlagenkeit, occurs, for example, in a rapid movement of the accelerator pedal, for example at ei - nem by pressing the accelerator pedal, once again, despite the set, for example, indication of the full drive power are provided until the maximum allowable temperature is reached or if the acceleration is reduced again.
  • the drive power can be very significantly reduced to cool the respective component, whereby the vehicle is operated, for example, in a creep or at a standstill.
  • it can be decided whether the drive power is reduced in such a way that the respective component is cooled down, or that the drive power is reduced only to such an extent that a further rise in a temperature of the respective component is prevented each more drive power can be provided.
  • This is particularly advantageous when driving on tunnels or roads without hard shoulder.
  • driving situations can be determined, for example, by means of a navigation system, which knows the respective road condition, and prevented by means of a vehicle control system. If the vehicle is on such a road, the drive power can preferably only be reduced so far that the temperature of the respective component does not increase.
  • the inventive concept may, for example, as part of a control software for an inverter, a battery or even within a be implemented central vehicle control.
  • the use of the inventive strategy for thermally induced power limitation can be performed for each vehicle, for example on the basis of driving tests in which the respective vehicle is operated such that a thermal power limitation occurs.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion einer Antriebsleistung eines Fahrzeugantriebs mit Erfassen (101) eines Temperaturunterschieds zwischen einer Temperatur zumindest einer Komponente des Fahrzeugsantriebs und einem Temparaturschwellwert, Erfassen (103) eines gegenwärtigen Fahrzustandes des Fahrzeugantriebs, Feststellen (105), ob der gegenwärtige Fahrzustand eine Reduktion der Antriebsleistung zulässt oder nicht zulässt, und Reduzieren (107) der Antriebsleistung des Fahrzeugantriebs zur Senkung der Temperatur der zumindest einen Komponente, um den Temperaturunterschied zu erhöhen, falls der gegenwärtige Fahrzustand die reduzierte Antriebsleistung zulässt.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Reduktion einer Antriebsleistung eines Fahrzeugantriebs
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Leistungsreduktion in Fahrzeugantrieben zur Temperaturabsenkung.
Die Leistungsfähigkeit von Komponenten eines Fahrzeugantriebs hängt im Wesentlichen von der Wärmeentwicklung bzw. von der Temperatur der jeweiligen Komponente des Fahrzeugantriebs ab. So weist beispielsweise ein elektrischer Antrieb oder ein Energiespeicher eines Elektrofahrzeugs bzw. eines Hybridfahr- zeugs einen Temperaturgang auf, welcher dazu führt, dass die jeweilige Komponente mit reduzierter Leistung betrieben werden muss, falls deren Temperatur einen maximalen Temperaturwert erreicht, bei welchem diese Komponente beschädigt werden kann. Diese Leistungsreduktion, auch Derating genannt, ist nicht problematisch, solange sie nicht in Fahrsituationen durchgeführt wird, in denen der Fahrer beispielsweise die volle Antriebsleistung erwartet oder benötigt, um beispielsweise einen Überholvorgang auf einer Gegenfahrbahn durchzuführen oder um auf eine Autobahn zu wechseln. Die Leistungsreduktion ist insbesondere bei sportlicher Fahrt kritisch, welche die Bereitstellung der vollen Antriebsleistung erforderlich macht.
Zur Leistungsreduktion zwecks Vermeidung von kritischen Komponententemperaturen wird üblicherweise eine Übertemperaturleistungsabregelung eingesetzt, welche bei Eintritt einer kritischen Temperatur beispielsweise eine kurzzeitige Abstellung des Fahrzeugs oder einen Betrieb des Fahrzeugs in einem Zustand, in welchem eine Abkühlung der jeweiligen Komponente eintritt, erzwingt, wobei die Fahrt nach einer Abkühlung wieder fortgesetzt werden. Handelt es sich bei der betroffenen Komponente beispielsweise um einen Generator in einem leis- tungsverzweigenden Hybridfahrzeugantriebsstrang, welcher einen Elektromotor eines Elektrofahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt, so wird bei Erreichen einer Generatorübertemperatur die Antriebsleistung abrupt reduziert, sodass das Fahrzeug maximal in einem Kriechbetrieb betrieben werden kann. Zur Reduktion der Antriebsleistung kann beispielsweise eine Stromreduktion, wie sie in der japanischen Druckschrift 11-215888 beschrieben ist, durchgeführt werden.
Zur Vermeidung der Leistungsreduktion besteht zwar die Möglichkeit, den Fahr- zeugantrieb auf eine maximale Dauerantriebsleistung auszulegen. Hierzu ist jedoch eine Überauslegung des Gesamtsystems zur Vermeidung des seltenen Spezialfalls der Übertemperaturleistungsabregelung notwendig, welche mit hohen Zusatzkosten verbunden ist. Zwar könnte der Fahrer durch eine Anzeige auf beispielsweise eine als zu erreichende Komponententemperatur sowie auf eine bevorstehende Leistungsreduktion hingewiesen werden. Dies setzt allerdings voraus, dass der Fahrer diese Anzeige auch sieht und beachtet. Nachteilig dabei ist, dass es bei Nichtbeachtung einer derartigen Anzeige zur Beschädigung einer der Komponenten durch eine Überlastung oder zum Entstehen von gefährlichen Fahrsituationen durch eine abrupte Leistungsreduktion kommen kann.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Reduktion der Antriebsleistung bei gleichzeitiger Vermeidung von kritischen Fahrsituationen fahrzustand- abhängig insbesondere in einem Fahrzustand durchgeführt wird, in welchem die
Antriebsleistung sicher reduziert werden kann. Hierzu geeignete Fahrzustände sind neben Fahrt mit geringer Vortriebsleistung bzw. mit konstanter oder sinkender Geschwindigkeit insbesondere Brems- oder Rekuperationszustände.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reduktion einer Antriebsleistung eines Fahrzeugantriebs mit Erfassen eines Temperaturunterschieds zwischen einer Temperatur zumindest einer Komponente des Fahrzeugantriebs und einem Temperaturschwellwert, Erfassen eines gegenwärtigen Fahrzustandes des Fahrzeugantriebs, Feststellen, ob der gegenwärtige Fahrzustand eine Reduktion der Antriebsleistung zulässt oder nicht zulässt, und Reduzieren der Antriebsleistung des Fahrzeugantriebs zur Senkung der Temperatur der zu- mindest einen Komponente, um den Temperaturunterschied zu erhöhen, falls der gegenwärtige Fahrzustand die reduzierte Antriebsleistung zulässt. Dadurch wird die Reduktion der Antriebsleistung in vorteilhafter Weise auf Fahrzustände verlagert, welche bei reduzierter Antriebsleistung nicht sicherheitskritisch sind.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Antriebsleistung nicht reduziert, falls der gegenwärtige Fahrzustand eine Reduktion der Antriebsleistung nicht zulässt. Somit wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Antriebsreduktion nur in Fahrzuständen durchgeführt wird, welche hierzu vorgesehen sind.
Gemäß einer Ausführungsform lässt der gegenwärtige Fahrzustand eine Reduktion der Antriebsleistung dann zu, wenn dieser ein konstanter oder ein gebremster Fahrzustand oder ein Rekuperationszustand oder ein beschleunigter Zustand mit einem unterhalb eines Beschleunigungsschwellwerts liegenden Beschleuni- gungswert ist. Der Beschleunigungsschwellwert kann beispielsweise 0,5 m/s2 oder 1 m/s2 betragen. Der gegenwärtige Fahrzustand lässt hingegen keine Reduktion der Antriebsleistung zu, wenn dieser ein Überholfahrzustand oder ein beschleunigter Fahrzustand mit einem oberhalb des beispielsweise vorgenannten Beschleunigungswertes liegenden Beschleunigungswert ist. Somit können die für die Antriebsleistungsreduktion vorteilhaften Fahrzustände einfach und sicher er- fasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Antriebsleistung ferner nur dann reduziert, wenn ein vorbestimmter oder ein erwarteter bzw. nachfolgender Fahrzu- stand mit einem Anstieg der Temperatur der Komponente verbunden ist, welcher nicht geringer, d.h. gleich oder höher, als der Temperaturunterschied ist. Dadurch wird in vorteilhafter weise sichergestellt, dass die Reduktion der Antriebsleistung nur dann durchgeführt wird, wenn diese auch notwendig ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der vorbestimmte oder erwartete Fahrzustand ein beschleunigter Fahrzustand oder ein Überholfahrzustand, in dem in vorteilhafter Weise die Leistungsreduktion nicht durchgeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird der erwartete Fahrzustand beispielsweise anhand einer Gaspedalstellung oder einer Momentenanforderung oder einer Beschleunigungsanforderung durch den Fahrer oder einer Beschleunigungsmes- sung erfasst. Somit kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass für den nachfolgenden, kritischen Fahrzustand genügend Leistungsreserven zur Verfügung stehen.
Gemäß einer Ausführungsform wird in dem Schritt des Feststellens, ob der gegenwärtige Fahrzustand eine Reduktion der Antriebsleistung zulässt oder nicht zulässt, dieser mit zumindest einem Referenzfahrzustand aus beispielsweise einer Mehrzahl von Referenzfahrzuständen verglichen. Die Referenzfahrzustände können in vorteilhafter weise in einem elektronischen Speicher oder in einer Look-up-Tabelle abgelegt werden und zeigen an, ob der jeweilige Fahrzustand für die Durchführung einer Leistungsreduktion geeignet oder ungeeignet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Komponente ein Elektromotor oder ein Verbrennungsmotor oder ein Energiespeicher oder ein Getriebe oder ein Inverter oder ein Pulswechselrichter oder eine Sub-Komponente der vorgenannten Komponenten. Zur Erfassung der Temperatur der jeweiligen Komponente kann ferner ein Temperatursensor eingesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Anzahl von Temperaturunterschieden zwischen jeweils einer Temperatur einer jeweiligen Komponente der Anzahl der
Komponenten des Fahrzeugantriebs und einem der jeweiligen Komponente zugeordneten Temperaturschwellwert erfasst. Dabei wird die Antriebsleistung des Fahrzeugantriebs reduziert, falls ein bezüglich zumindest einer der Komponenten erfasster Temperaturunterschied zu gering zum Betreiben des Fahrzeugantriebs in einem vorbestimmten oder erwarteten Fahrzustand ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass für den vorbestimmten oder erwarteten, nachfolgenden Fahrzustand genügend Leistungsreserven vorhanden sind. Die Temperaturschwellwerte sind bevorzugt komponentenspezifisch und können gleich oder unterschiedlich sein, wodurch berücksichtigt wird, dass den jeweiligen Komponenten jeweils unterschiedliche kritische Temperaturen, welche beispielsweise in einem Bereich zwischen 600C und 2000C liegen können, zugeordnet sein können.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Temperaturschwellwert eine zum Betrieb der Komponenten maximal zulässige Temperatur, welche beispielsweise in dem vorgenannten Temperaturbereich liegen kann. Gemäß einer Ausführungsform ist der Temperaturunterschied fest oder fahrzu- standabhängig. Der Temperaturunterschied kann bevorzugt auf der Basis der Formel
Δ I —
Figure imgf000007_0001
^Komponente
erfasst werden. Dabei bezeichnen PmaxBeschieumgung eine maximale Beschleunigungsverlustleistung, PKuhi eine aktuelle Kühlleistung oder eine prognostizierte Kühlleistung, welche beispielsweise bei Berücksichtigung einer Umgebungstemperatur ermittelt werden kann, tuberhoi eine maximale Dauer eines Überholvorgangs, beispielsweise 20 s oder 40 s, und CKomPonente eine thermische Komponentenkapazität.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Zulässigkeit der Leistungsreduktion anhand der Auswertung von Navigationsdaten festgestellt, sodass in vorteilhafter Weise auch ein gefährliches Befahren einer Gegenfahrbahn erkannt werden kann.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine programmtechnisch eingerichtete Vorrichtung, beispielsweise ein Steuergerät, welche ausgebildet ist, ein Computerprogramm zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computerprogramm auf einem Computer läuft bzw. ausgeführt wird.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden Bezug nehmend auf die Fig. 1 erläutert, welche einen prinzipiellen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reduktion einer Antriebsleistung zeigt.
Wie in Fig. 1 dargestellt wird im Schritt 101 ein Temperaturunterschied zwischen einer Temperatur zumindest einer Komponente des Fahrzeugantriebs und einem Temperaturschwellwert erfasst. Gleichzeitig oder zuvor oder danach wird ein gegenwärtiger Fahrzustand des Fahrzeugantriebs, d.h. der Fahrzustand, in wel- chem sich der Fahrzeugantrieb gegenwärtig befindet, im Schritt 103 erfasst. Im Schritt 105 wird beispielsweise auf der Basis eines oder mehrerer Vergleiche festgestellt, ob der gegenwärtige Fahrzustand eine Reduktion der Antriebsleistung zulässt oder nicht zulässt. Anschließend wird im Schritt 107 die Antriebsleis- tung des Fahrzeugantriebs zur Senkung der Temperatur der zumindest einen
Komponente reduziert, um den Temperaturunterschied zur Bereitstellung einer Temperaturreserve für einen beispielsweise nachfolgenden Fahrzustand zu erhöhen, falls der gegenwärtige Fahrzustand eine reduzierte Antriebsleistung zulässt. Mit anderen Worten wird die Antriebsleistung nur dann reduziert, wenn festgestellt wurde, dass der gegenwärtige Fahrzustand die Reduktion der Antriebsleistung zulässt.
Dadurch wird eine thermische Reserve für beispielsweise nachfolgende Fahrzustände, beispielsweise Überholmanöver oder Beschleunigungen, bereitgestellt, wobei gleichzeitig durch die Erfassung eines für die Antriebsleistungsreduktion nicht geeigneten Fahrzustands, beispielsweise eines Beschleunigungszustands oder eines Überholvorgangs, sichergestellt wird, dass die Reduktion der Antriebsleistung, beispielsweise der maximal zulässigen Antriebsleistung, nur in Fahrsituationen eingeleitet wird, welche eine gefahrlose Reduktion der Antriebs- leistung ermöglichen. Dies ist beispielsweise insbesondere bei Rekuperation, bei konstanter Geschwindigkeit oder bei leichter Beschleunigung der Fall. Die Leistungsbegrenzung wird bevorzugt nur solange aufrechterhalten, bis beispielsweise ein unterer Grenztemperaturschwellwert unter Berücksichtigung einer beispielhaften Temperaturhysterese erreicht wurde.
Die thermische Reserve stellt sicher, dass beispielsweise während eines einmal eingeleiteten starken Beschleunigungsvorgangs die Antriebsleistung nicht zurückgenommen werden muss, so dass der Beschleunigungsvorgang sicher ausgeführt werden kann. Das bedeutet, dass das System beispielsweise so auszu- legen ist, dass die Leistung beispielsweise bei einer Rekuperation oder einer leichten Beschleunigung mit einem Beschleunigungswert unterhalb des vorgenannten Beschleunigungswertes bereits im Vorfeld reduziert wird. Gleichzeitig kann eine Hinweisanzeige ausgegeben werden, welche beispielhaft anzeigt, dass die gegenwärtige Temperaturdifferenz zwischen der gegenwärtigen Tempe- ratur der jeweiligen Komponente und einer maximal möglichen Temperatur der jeweiligen Komponente eine Sicherheitsreserve enthält, welche einen Beschleu- nigungsvorgang ermöglicht. Bevorzugt ist die Abschalttemperatur außerhalb kritischer Fahrmanöver daher gleich der maximal möglichen Temperatur abzüglich der Temperaturdifferenz. Die Temperaturdifferenz kann beispielsweise für jede fragliche Komponente getrennt auf der Basis der Formel
Δ I —
Figure imgf000009_0001
^Komponente
ermittelt werden. Dabei bezeichnen PmaxBeschieumgung eine maximale Beschleunigungsverlustleistung, PKuhi eine aktuelle Kühlleistung oder eine prognostizierte Kühlleistung, welche beispielsweise bei Berücksichtigung einer Umgebungstemperatur ermittelt werden kann, tuberhoi eine maximale Zeitdauer eines Überholvorgangs, beispielsweise 20 s oder 40 s und CKomPonente eine thermische Kapazität der jeweiligen, relevanten Komponente.
Die Zeitdauer tuberhoi kann beispielsweise wie folgt abgeschätzt werden: Ausgehend von der Annahme, dass ein Beschleunigungsvorgang von 0 km/h auf 100 km/h bei einem unbeladenen Fahrzeug weniger als 20 s dauert, kann angenommen werden, dass derselbe Beschleunigungsvorgang bei einem beladenen Fahrzeug beispielsweise 30 s dauert. Dies bedeutet, dass für ein gegebenes Fahrzeug beispielsweise im Mittel alle zu erwartenden Beschleunigungsvorgänge in etwa maximal 30 s dauern können. Darüber hinaus kann angenommen werden, dass bei Überhol- oder Einfahrvorgängen auf beispielsweise Schnellstraßen meist geringere Geschwindigkeitsänderungen vorgenommen werden, so dass die Dauer der zu erwartenden Beschleunigungsvorgänge jeweils geringer ist.
Die Ermittlung der thermischen Reserve ist bevorzugt für jedes Fahrzeug bzw. für jede Komponente individuell zu ermitteln, da sie bevorzugt möglichst gering sein sollte, um beispielsweise die Antriebskomponenten thermisch möglichst gut auszunutzen. Gleichzeitig sollte die thermische Reserve so groß sein, dass ein gefährlicher Beschleunigungsvorgang sicher abgeschlossen werden kann.
Ferner kann beispielsweise mittels einer Fahrzeugsteuerung ein Signal gesetzt werden, welches anzeigt, dass eine Leistungsreduktion möglich ist, d.h. dass kein kritischer Beschleunigungsvorgang vorliegt und dass beispielsweise jede Komponente eine komponentenbezogene Leistungsreduktion, beispielsweise eine Abschaltung, bei Erreichen der jeweiligen Maximaltemperatur beispielsweise abzüglich der vorgenannten Temperaturdifferenz durchführt. Diese Komponente setzt dann beispielsweise ein Übertemperaturflag, das das Erreichen einer Übertemperatur anzeigt.
Zur Vermeidung von Fahrzustandsituationen, in denen der Fahrer beispielsweise langsam auf eine Kreuzung zufährt und gleichzeitig eine Leistungsbegrenzung bei einem gesetzten Signal, welcher beispielsweise unmittelbar bevor der Fahrer beschleunigen will die Leistungsreduktionsmöglichkeit anzeigt, auftritt, kann beispielsweise bei einer schnellen Bewegung des Gaspedals, beispielsweise bei ei- nem Durchdrücken des Gaspedals, noch einmal trotz der beispielsweise gesetzten Hinweisanzeige die volle Antriebsleistung zur Verfügung gestellt werden, bis die maximal zulässige Temperatur erreicht wird oder falls die Beschleunigung wieder reduziert wird.
Die Antriebsleistung kann zur Abkühlung der jeweiligen Komponente sehr deutlich zurückgenommen werden, wodurch das Fahrzeug beispielsweise in einem Kriechzustand oder im Stillstand betrieben wird. Darüber hinaus kann fahrzu- stands- bzw. situationsbedingt entschieden werden, ob die Antriebsleistung derart reduziert wird, dass die jeweilige Komponente abgekühlt wird, oder dass die Antriebsleistung nur so weit reduziert wird, dass ein weiterer Anstieg einer Temperatur der jeweiligen Komponente verhindert wird, wodurch jeweils mehr Antriebsleistung zur Verfügung gestellt werden kann. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Befahren von Tunneln oder Straßen ohne Standstreifen. Derartige Fahrsituationen können beispielsweise mithilfe eines Navigationssystems, das die je- weilige Straßenbeschaffenheit kennt, ermittelt und mittels einer Fahrzeugsteuerung verhindert werden. Falls sich das Fahrzeug auf einer derartigen Straße befindet, so kann die Antriebsleistung bevorzugt nur so weit reduziert werden, dass sich die Temperatur der jeweiligen Komponente nicht erhöht. Gleichzeitig kann bevorzugt eine Hinweisanzeige gesetzt werden, welche den Fahrer auf die vor- liegende Situation hinweist. Bevorzugt ist dabei jedoch sicherzustellen, dass zumindest ein verlangsamtes Fahren möglich ist, um die Gefahrenzone zu verlassen. Dadurch werden insbesondere gefährliche Situationen wie beispielsweise ein Stehenbleiben auf einem Bahnübergang vermieden.
Das erfindungsgemäße Konzept kann beispielsweise als ein Teil einer Steuerungssoftware für einen Wechselrichter, eine Batterie oder auch innerhalb einer zentralen Fahrzeugsteuerung implementiert werden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Strategie zur thermisch bedingten Leistungsbegrenzung kann für jedes Fahrzeug beispielsweise auf der Basis von Fahrversuchen, bei welchen das jeweilige Fahrzeug derart betrieben wird, dass eine thermische Leistungsbegrenzung eintritt, durchgeführt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Reduktion einer Antriebsleistung eines Fahrzeugantriebs, mit:
Erfassen (101 ) eines Temperaturunterschieds zwischen einer Temperatur zumindest einer Komponente des Fahrzeugsantriebs und einem Tempara- turschwellwert;
Erfassen (103) eines gegenwärtigen Fahrzustandes des Fahrzeugantriebs;
Feststellen (105), ob der gegenwärtige Fahrzustand eine Reduktion der Antriebsleistung zulässt oder nicht zulässt; und
Reduzieren (107) der Antriebsleistung des Fahrzeugantriebs zur Senkung der Temperatur der zumindest einen Komponente, um den Temperaturunterschied zu erhöhen, falls der gegenwärtige Fahrzustand die Reduktion der Antriebsleistung zulässt.
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponente ein Elektromotor oder ein Verbrennungsmotor oder ein Energiespeicher oder ein Getriebe oder ein Inverter oder ein Pulswechselrichter ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei die Antriebsleistung nicht reduziert wird, falls der gegenwärtige Fahrzustand die Reduktion der Antriebsleistung nicht zulässt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der gegenwär- tige Fahrzustand eine Reduktion der Antriebsleistung zulässt, wenn dieser ein konstanter oder ein gebremster Fahrzustand oder ein Rekuperations- zustand oder ein beschleunigter Fahrzustand mit einer unterhalb eines Beschleunigungsschwellwertes liegenden Beschleunigung ist, und wobei der Fahrzustand eine Reduktion der Antriebsleistung nicht zulässt, wenn dieser ein beschleunigter Fahrzustand, insbesondere mit einer oberhalb eines Be- schleunigungsschwellwertes liegenden Beschleunigung, oder ein Überhol- fahrzustand ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebs- leistung nur dann reduziert wird, falls ein vorbestimmter oder erwarteter
Fahrzustand mit einem Anstieg der Temperatur der Komponente verbunden ist, welcher nicht geringer als der Temperaturunterschied ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der vorbestimmte oder erwartete Fahrzu- stand ein beschleunigter Fahrzustand oder ein Überholfahrzustand ist.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der erwartete Fahrzustand insbesondere anhand einer Gaspedalstellung oder einer Momentenanforderung oder einer Beschleunigungsanforderung erfasst wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponente ein Elektromotor oder ein Verbrennungsmotor oder ein Energiespeicher oder ein Getriebe oder ein Inverter oder ein Pulswechselrichter ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Anzahl von Temperaturunterschieden zwischen jeweils einer Temperatur einer jeweiligen Komponente der Anzahl von Komponenten des Fahrzeugs und einem der jeweiligen Komponente zugeordneten Temperaturschwellwert erfasst wird, und wobei die Antriebsleistung des Fahrzeugantriebs reduziert wird, falls ein bezüglich einer der Komponenten erfasster Temperaturunterschied zu gering zum Betreiben des Fahrzeugantriebs in einem bestimmten oder erwarteten Fahrzustand ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Tempera- turschwellwert eine zum Betrieb der Komponente maximal zulässige Temperatur ist.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Temperaturunterschied fest oder Fahrzustand-abhängig ist und/oder auf der Basis der folgenden Formel
Δ I —
Figure imgf000013_0001
"" > KuYA) tUberholJ' ^Komponente ermittelt wird, wobei PmaxBeschieumgung eine maximale Beschleunigungsverlustleistung, PKuhi eine aktuelle Kühlleistung oder eine prognostizierte Kühlleistung, welche beispielsweise bei Berücksichtigung einer Umgebungstemperatur ermittelt werden kann, tuberhoi eine maximale Zeitdauer eines Überholvorgangs, beispiels- weise 20 s oder 40 s und CKomPonente eine thermische Komponentenkapazität bezeichnen.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebsleistung nur dann reduziert wird, falls der Temperaturunterschied zum Betreiben des Fahrzeugsantriebs in einem vorbestimmten oder erwarteten Fahrzustand, insbesondere innerhalb eines vorbestimmten Intervalls, zu gering ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zulässigkeit der Leistungsreduktion anhand der Auswertung von Navigationsdaten festgestellt wird.
14. Programmtechnisch eingerichtete Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, welche ausgebildet ist, ein Computerprogramm zum Ausführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.
15. Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
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