WO2019115329A1 - Method for operating a vehicle having at least two drive units - Google Patents

Method for operating a vehicle having at least two drive units Download PDF

Info

Publication number
WO2019115329A1
WO2019115329A1 PCT/EP2018/083738 EP2018083738W WO2019115329A1 WO 2019115329 A1 WO2019115329 A1 WO 2019115329A1 EP 2018083738 W EP2018083738 W EP 2018083738W WO 2019115329 A1 WO2019115329 A1 WO 2019115329A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
drive units
maximum
criteria
energy storage
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/083738
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Patricia Braun
Wolfgang Knefel
James Girard
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN201880080245.6A priority Critical patent/CN111433092B/en
Publication of WO2019115329A1 publication Critical patent/WO2019115329A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K6/00Arrangement 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
    • B60K6/20Arrangement 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
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/119Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of all-wheel-driveline means, e.g. transfer gears or clutches for dividing torque between front and rear axle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26Conjoint 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/11Controlling 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W30/00Purposes 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, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/02Control of vehicle driving stability
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/24Energy storage means
    • B60W2710/242Energy storage means for electrical energy
    • B60W2710/248Current for loading or unloading
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/92Battery protection from overload or overcharge
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a vehicle having at least two drive units and a computing unit and a computer program for its implementation.
  • hybrid vehicles In addition to motor vehicles with only one internal combustion engine, there are also more and more motor vehicles with one or more electric drives in addition to the internal combustion engine. Such vehicles are then referred to as so-called hybrid vehicles.
  • a method according to the invention serves to operate a vehicle having at least two drive units, of which at least one is an electric machine. ne is formed. Conveniently, one of them is an internal combustion engine, but it is also conceivable another electric machine. Furthermore, the vehicle has two drivable axles, to each of which at least one of the drive units is assigned. Thus, an axis can be assigned to an internal combustion engine, which is then also referred to as a primary axis, the other axis can then be assigned an electrical machine, which is then also referred to as a secondary axis.
  • the vehicle has an energy storage system for the at least one electric machine.
  • This may be, for example, a battery, possibly also with inverters for electrical machines. In the case of several electrical machines this can then be provided for all electrical machines. It is also conceivable that such an energy storage system has multiple separate energy storage, such as batteries.
  • a power distributed to the two axles is now automatically, in particular using a correspondingly set up control unit, based on a plurality of criteria by means of the at least two drive units and, if necessary, therefore taking into account the criteria, limited. Overall, this power is thus provided by the vehicle.
  • Power can be a positive or motor power as well as a negative or regenerative power.
  • an internal combustion engine can also absorb a certain amount of power, namely by its friction losses, that is to say a power which is generative in this sense or in this sign convention.
  • These multiple criteria include a maximum of the individual drive units in terms of amount (ie motor or generator depending on the situation), a predetermined, from the energy storage maximum steep or recordable power (which are specified in particular by a maximum current and a maximum voltage can), and a predetermined range for dividing the power into the two axes.
  • Such a division of the power onto the two axes means the proportions of the drive unit assigned to the respective axis to be understood as the total power to be provided.
  • Such an area is, for example, between 40% and 60% of the total power for the primary axis when an internal combustion engine is used.
  • Such a division is expediently achieved by a vehicle stability system, e.g. an all-wheel management system, given.
  • the plurality of criteria further comprise a requested service to be provided, for example by a driver request or by presetting a driver assistance system or the like.
  • the mentioned criteria can be justified in the sense of physical or predefined limits as follows.
  • the maximum achievable by the individual drive units power is taken into account, since physically no higher power can be provided by the drive units.
  • the predetermined power that can be maximally adjusted or absorbed by the energy storage system is to be taken into account, since if certain limits were exceeded, although this would theoretically be possible, irreparable damage to the energy storage system, for example a battery, could be caused.
  • the given range for the distribution of the power over the two axles has to be taken into account as otherwise instabilities of the vehicle or loss of control could occur.
  • This area for the division may depend on the type and structure of the vehicle and also the actual drive units used.
  • the performance required of the vehicle to be provided is expediently taken into account, since the provision of a higher performance than required at all does not have to be taken into account.
  • the several criteria are taken into account in determining the power to be provided in the following order: first the maximum power that can be set by the individual drive units, then the maximum power that can be set or absorbed by the energy storage system, then the specified range for the division the power on the two axes and then, if taken into account, the requested power to be provided.
  • a priority is assigned to the individual criteria, in the order of which they are taken into account, if a limitation of the required performance is necessary.
  • the selected sequence indicates the importance of the safety of the vehicle or its operation.
  • the power to be delivered distributed on the two axles by means of the at least two drive units is determined based on an electrical horizon.
  • an electrical horizon Under such an electrical horizon, data relating to the future course of the route to be traveled are to be understood in particular on the basis of various sensors or otherwise recorded or determined data. In this way, it is possible to determine the performance to be set even more accurately.
  • An arithmetic unit according to the invention e.g. a control device of a vehicle, is, in particular programmatically, adapted to perform a method according to the invention.
  • Suitable data carriers for the provision of the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
  • FIG. 1 schematically shows a vehicle in which a method according to the invention can be carried out.
  • FIG. 2 shows a diagram for illustrating a method according to the invention in a preferred embodiment.
  • FIGS 3a and 3b show an adjustable torque in the inventive method in various preferred embodiments.
  • Embodiment (s) of the invention
  • FIG. 1 schematically shows a vehicle designed as a hybrid vehicle 100, in which a method according to the invention can be carried out.
  • the hybrid vehicle 100 has, by way of example, three drive units, namely an internal combustion engine 130 and two electric machines 140 and 145.
  • the internal combustion engine 130 and the electric machine 140 are associated with an axis 1 10 and connected to this torque effective or connectable. Due to the internal combustion engine 130, which is assigned to the axis 1 10, the axis 1 10 is also referred to as the primary axis.
  • the electric machine 145 is assigned to the axle 120 or is connected or connectable to this torque. Accordingly, the axis 120 is also referred to as the secondary axis.
  • a suitable inverter 151 or 152 is respectively provided, via which the electric machines are each connected to a battery 150.
  • the battery 150 represents a power supply system or at least a part thereof.
  • a computing unit 180 in the form of a control unit is provided, by means of which the drive units can be controlled and on which a method according to the invention can be carried out accordingly.
  • the maximum possible power required by a driver for a predetermined distribution of the adjustable power to the two axles is now given by the total power that can be supplied by the three drive units.
  • the optimal axle distribution for the maximum power can be determined using the following equations:
  • 4 max up lim and 4 max low lim indicate the upper or the lower limit for a portion of the power at the primary axis in the optimal case.
  • P Br msK a maximum power (mechanically) that can be set by the internal combustion engine is specified, with EM1 max and P EM 2 max corresponding to a maximum power (mechanical) that can be set by the electric machine of the primary axis or the secondary axis.
  • P Batt max the maximum of the battery or the
  • the maximum possible power that can be requested by a driver for a given range of the axle distribution of the power between the two axles can then be determined as follows:
  • predetermined maximum fraction A max is less than or equal to the lower limit in the optimal case, 4 max low lim , or if the predetermined minimum fraction A min is greater than or equal to the upper limit in the optimal case, 4 max up lim , then one obtains the maximum possible power demanded by a driver as
  • a max and A min are the divisions already mentioned at the beginning.
  • the minimum possible power that can be requested by a driver for a given distribution of the adjustable power on the two axles is given by the total (negative) power which can be taken together by the three drive units.
  • the optimal axis distribution for the minimum power can be determined using the following equations:
  • the minimum possible power that can be requested by a driver for a given range of the axle distribution of the power between the two axles can then be determined as follows:
  • predetermined maximum fraction A max is less than or equal to the lower limit in the optimal case, 4 min low lim , or if the predetermined minimum fraction A min is greater than or equal to the upper limit in the optimal case, 4 min up lim , then one obtains the minimum possible power demanded by a driver as
  • ⁇ dem, lim min (max (P dem , P the ⁇ ), P the max ), where P is the actually requested power indicated.
  • a maximum power to be provided by the internal combustion engine for a predetermined range of an axle distribution can be determined as follows:
  • a maximum power that can be supplied to the energy supply system or the battery for a predetermined range of an axis distribution can be determined as follows:
  • a minimum power that can be provided by the power supply system or the battery for a given range of an axis distribution can be determined as follows:
  • an algorithm can thus be formed with which an optimal, adjustable power or an adjustable torque can always be determined under current conditions.
  • this axle distribution (1 -B) thus results in a range of between 60 kW and 40 kW.
  • the electric machine of the secondary axle can provide at most a power P EM2, max of, for example, 30 kW (or a corresponding torque), then a maximum of 30 kW can be provided on the secondary axle, which corresponds to the range for the axis distribution at the primary axis allows a maximum value of 45 kW, in order to remain in the range between A max and A mm , or a maximum of 75 kW, here denoted by P the Jim .
  • FIGS. 3 a and 3 b each show an adjustable performance when carrying out a method according to the invention in various preferred embodiments.
  • a power P is plotted over an axis distribution A with respect to the primary axis.
  • FIG. 3a two electric machines, each of which can absorb a maximum of 150 kW of power, a battery which can absorb a maximum of 200 kW of power and an internal combustion engine which can take up a maximum of 20 kW of power are used as an example.
  • the minimum power is now at the Primary axis, with P 2 the minimum power at the secondary axis and P 3 the total minimum adjustable power, each respecting the corresponding distribution of the minimum power to the axles.
  • the flat area for the total minimum adjustable power results from the sum of the power of the battery and the internal combustion engine.
  • FIG. 3a two electrical machines each with a maximum output of 150 kW, a battery with a maximum output of 200 kW and an internal combustion engine with a maximum output of 120 kW are used as an example.
  • Pi is now the maximum power at the primary axis
  • P 2 is the maximum power at the secondary axle
  • P 3 is the total maximum power that can be set, while maintaining the corresponding distribution of the maximum power to the axles
  • the flat area for the total maximum adjustable power results from the sum of the maximum power of the battery and the internal combustion engine.

Abstract

The invention relates to a method for operating a vehicle (100) having at least two drive units (130, 140, 145), of which at least one is designed as an electric motor (140, 145), two drivable axles (110, 120), to each of which at least one of the drive units is associated with, and an energy storage system (150) for the at least one electric motor (140, 145). If required, a power distributed over the two axles (110, 120) is automatically provided by means of the at least two drive units (130, 140, 145) and, as needed, limited on the basis of a plurality of criteria, the plurality of criteria comprising a maximum power, in terms of amount, which can be provided by the individual drive units (130, 140, 145), a predetermined maximum power which can be provided or consumed by the energy storage system (150), and a predetermined range (B) for the distribution of the power to the two axles (110, 120).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit wenigstens zwei Antriebseinheiten  Method for operating a vehicle with at least two drive units
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit wenigstens zwei Antriebseinheiten sowie eine Recheneinheit und ein Compu- terprogramm zu dessen Durchführung. The present invention relates to a method for operating a vehicle having at least two drive units and a computing unit and a computer program for its implementation.
Stand der Technik State of the art
Neben Kraftfahrzeugen mit nur einer Brennkraftmaschine gibt es auch immer mehr Kraftfahrzeuge mit einem oder mehreren elektrischen Antrieben zusätzlich zu der Brennkraftmaschine. Solche Fahrzeuge werden dann als sog. Hybrid- Fahrzeuge bezeichnet. In addition to motor vehicles with only one internal combustion engine, there are also more and more motor vehicles with one or more electric drives in addition to the internal combustion engine. Such vehicles are then referred to as so-called hybrid vehicles.
Bei solchen Fahrzeugen mit mehreren Antriebseinheiten, die dann in der Regel auch noch unterschiedlichen Achsen zugeordnet sind, ist es wünschenswert, ei- ne möglichst optimale Betriebsstrategie zur Aufteilung eines geforderten Dreh- moments bzw. einer geforderten Leistung zwischen den Antriebseinheiten und den Achsen zu finden. In such vehicles having a plurality of drive units, which are then as a rule also assigned to different axles, it is desirable to find an optimum operating strategy for distributing a required torque or a required power between the drive units and the axles.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit we nigstens zwei Antriebseinheiten sowie eine Recheneinheit und ein Computerpro- gramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Pa- tentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. According to the invention, a method for operating a vehicle with at least two drive units as well as a computing unit and a computer program for carrying it out with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben eines Fahrzeugs mit we- nigstens zwei Antriebseinheiten, wovon wenigstens eine als elektrische Maschi- ne ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist zudem eine davon eine Brennkraft- maschine, denkbar ist jedoch auch eine weitere elektrische Maschine. Weiterhin weist das Fahrzeug zwei antreibbare Achsen auf, denen jeweils wenigstens eine der Antriebseinheiten zugeordnet ist. So kann also einer Achse eine Brennkraft- maschine zugeordnet sein, welche dann auch als Primärachse bezeichnet wird, der anderen Achse kann dann eine elektrische Maschine zugeordnet sein, wel- che dann auch als Sekundärachse bezeichnet wird. A method according to the invention serves to operate a vehicle having at least two drive units, of which at least one is an electric machine. ne is formed. Conveniently, one of them is an internal combustion engine, but it is also conceivable another electric machine. Furthermore, the vehicle has two drivable axles, to each of which at least one of the drive units is assigned. Thus, an axis can be assigned to an internal combustion engine, which is then also referred to as a primary axis, the other axis can then be assigned an electrical machine, which is then also referred to as a secondary axis.
Denkbar ist auch, dass noch eine oder auch mehrere weitere elektrische Ma- schinen als Antriebseinheiten vorgesehen sind (insgesamt also wenigstens drei Antriebseinheiten), die dann je nach Bedarf auf die Achsen verteilt sind. Ebenso ist es grundsätzlich jedoch denkbar, dass nur zwei oder mehr elektrische Ma- schinen als Antriebseinheiten vorgesehen. Bei einem solchen, rein elektrisch be- triebenen Fahrzeug ist ebenso eine möglichst optimale Betriebsstrategie zur Auf- teilung eines geforderten Drehmoments zwischen den Antriebseinheiten und den Achsen wünschenswert. It is also conceivable that one or more further electrical machines are provided as drive units (altogether at least three drive units), which are then distributed to the axles as required. Likewise, however, it is basically conceivable that only two or more electric machines are provided as drive units. In the case of such a vehicle, which operates purely electrically, the best possible operating strategy for distributing a required torque between the drive units and the axles is also desirable.
Weiterhin weist das Fahrzeug ein Energiespeichersystem für die wenigstens eine elektrische Maschine auf. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Batterie, ggf. auch mit Invertern für elektrische Maschinen, handeln. Im Falle mehrerer elektrischer Maschinen kann dieses dann auch für alle elektrischen Maschinen vorgesehen sein. Denkbar ist auch, dass ein solches Energiespeichersystem mehrere separate Energiespeicher, beispielsweise Batterien, aufweist. Furthermore, the vehicle has an energy storage system for the at least one electric machine. This may be, for example, a battery, possibly also with inverters for electrical machines. In the case of several electrical machines this can then be provided for all electrical machines. It is also conceivable that such an energy storage system has multiple separate energy storage, such as batteries.
Auf Anforderung, also beispielsweise durch einen Fahrerwunsch oder durch Vor- gabe eines Fahrerassistenzsystems oder dergleichen, wird nun automatisch, insbesondere unter Verwendung eines entsprechend eingerichteten Steuerge- räts, mittels der wenigstens zwei Antriebseinheiten eine auf die zwei Achsen ver- teilte Leistung basierend auf mehreren Kriterien gestellt und bei Bedarf, also un- ter Berücksichtigung der Kriterien, begrenzt. Insgesamt wird diese Leistung also durch das Fahrzeug bereitgestellt. Bei Leistung kann es sich sowohl um eine po- sitive bzw. motorische Leistung, als auch eine negative bzw. generatorische Leis- tung handeln. Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle angemerkt, dass auch eine Brenn- kraftmaschine eine gewisse Leistung aufnehmen kann, nämlich durch seine Rei- bungsverluste, also eine in diesem Sinne bzw. in dieser Zeichenkonvention ge- neratorische Leistung stellen kann. Weiterhin sei angemerkt, dass eine Anforde- rung auch in Bezug auf eine Kraft oder Drehmoment erfolgen kann, was jedoch immer entsprechend in eine Leistung umgerechnet werden kann, sodass auch dann eine gewisse Leistung gefordert wird. Die Leistung ergibt sich beispielswei- se als Produkt aus Drehmoment und Drehzahl. Upon request, that is to say for example by a driver request or by presetting a driver assistance system or the like, a power distributed to the two axles is now automatically, in particular using a correspondingly set up control unit, based on a plurality of criteria by means of the at least two drive units and, if necessary, therefore taking into account the criteria, limited. Overall, this power is thus provided by the vehicle. Power can be a positive or motor power as well as a negative or regenerative power. For the sake of completeness, it should be noted at this juncture that an internal combustion engine can also absorb a certain amount of power, namely by its friction losses, that is to say a power which is generative in this sense or in this sign convention. It should also be noted that a requirement can also be made with respect to a force or torque, which, however, can always be correspondingly converted into a power, so that a certain power is required even then. The power results, for example, as a product of torque and speed.
Diese mehreren Kriterien umfassen dabei eine betragsmäßig maximal von den einzelnen Antriebseinheiten stellbare Leistung (also je nach Situation motorisch oder generatorisch), eine vorgegebene, von dem Energiespeicher maximal steil- bare oder aufnehmbare Leistung (welche insbesondere durch einen maximalen Strom und eine maximale Spannung angegeben werden kann), und einen vor- gegebenen Bereich für die Aufteilung der Leistung auf die zwei Achsen. These multiple criteria include a maximum of the individual drive units in terms of amount (ie motor or generator depending on the situation), a predetermined, from the energy storage maximum steep or recordable power (which are specified in particular by a maximum current and a maximum voltage can), and a predetermined range for dividing the power into the two axes.
Unter einer solchen Aufteilung der Leistung auf die zwei Achsen sind dabei die Anteile der der jeweiligen Achse zugordneten Antriebseinheit an der insgesamt zu stellenden Leistung zu verstehen. Ein solcher Bereich liegt dabei beispiels- weise zwischen 40% und 60% der gesamten Leistung für die Primärachse, wenn eine Brennkraftmaschine verwendet wird. Eine solche Aufteilung wir dabei zweckmäßigerweise durch ein Fahrzeugstabilitätssystem z.B. ein All-Rad- Management-System, vorgegeben. Such a division of the power onto the two axes means the proportions of the drive unit assigned to the respective axis to be understood as the total power to be provided. Such an area is, for example, between 40% and 60% of the total power for the primary axis when an internal combustion engine is used. Such a division is expediently achieved by a vehicle stability system, e.g. an all-wheel management system, given.
Bevorzugt ist es, wenn die mehreren Kriterien weiterhin eine angeforderte Leis- tung, die gestellt werden soll, umfassen, also beispielsweise durch einen Fahrerwunsch oder durch Vorgabe eines Fahrerassistenzsystems oder derglei- chen. It is preferred if the plurality of criteria further comprise a requested service to be provided, for example by a driver request or by presetting a driver assistance system or the like.
Durch die Berücksichtigung - und Ausnutzung - dieser Kriterien ist es nun also möglich, auf Anforderung eine Leistung (oder ein Drehmoment) zu stellen, und zwar auch innerhalb physikalischer bzw. vorgegebener Grenzen, wobei insbe- sondere im Rahmen der Kriterien vorgegebene Bereich optimal ausgenutzt wer- den können. Denkbar ist insbesondere, dass dynamisch immer eine aktuell ma- ximal stellbare Leistung ermittelt wird, sodass bei Anforderung und bei Bedarf ei- ne Einschränkung gegenüber der Anforderung vorgenommen werden kann. By taking account of and using these criteria, it is now possible to provide a power (or torque) on request, even within physical or predefined limits, whereby in particular within the framework of the criteria, the predetermined range is optimally utilized - you can. It is conceivable, in particular, that dynamically always a ximal adjustable performance, so that a restriction can be made to the requirement on request and if required.
Die erwähnten Kriterien lassen sich im Sinne physikalischer bzw. vorgegebener Grenzen wie folgt begründen. Die maximal von den einzelnen Antriebseinheiten stellbare Leistung ist zu berücksichtigen, da physikalisch keine höhere Leistung durch die Antriebseinheiten bereitstellbar ist. Die vorgegebene, von dem Ener- giespeichersystem maximal stellbare oder aufnehmbare Leistung ist zu berück- sichtigen, da bei Überschreiten gewisser Grenzen, wenngleich dies theoretisch möglich wäre, irreparable Schäden am Energiespeichersystem, also beispiels- weise einer Batterie, verursacht werden könnten. Der vorgegebene Bereich für die Aufteilung der Leistung auf die zwei Achsen ist zu berücksichtigen, da es an- dernfalls zu Instabilitäten des Fahrzeugs bzw. zu Kontrollverlust kommen könnte. The mentioned criteria can be justified in the sense of physical or predefined limits as follows. The maximum achievable by the individual drive units power is taken into account, since physically no higher power can be provided by the drive units. The predetermined power that can be maximally adjusted or absorbed by the energy storage system is to be taken into account, since if certain limits were exceeded, although this would theoretically be possible, irreparable damage to the energy storage system, for example a battery, could be caused. The given range for the distribution of the power over the two axles has to be taken into account as otherwise instabilities of the vehicle or loss of control could occur.
Dieser Bereich für die Aufteilung kann dabei von der Art und dem Aufbau des Fahrzeugs und auch den konkret verwendeten Antriebseinheiten abhängen. Die von dem Fahrzeug geforderte Leistung, die gestellt werden soll, ist zweckmäßi- gerweise zu berücksichtigen, da die Bereitstellung einer höheren Leistung, als überhaupt gefordert, dann gar nicht erst in Betracht gezogen werden muss. This area for the division may depend on the type and structure of the vehicle and also the actual drive units used. The performance required of the vehicle to be provided is expediently taken into account, since the provision of a higher performance than required at all does not have to be taken into account.
Vorzugsweise werden die mehreren Kriterien bei der Ermittlung der zu stellenden Leistung in der folgenden Reihenfolge berücksichtigt: zunächst die maximal von den einzelnen Antriebseinheiten stellbare Leistung, dann die von dem Energie- speichersystem maximal stellbare oder aufnehmbare Leistung, dann der vorge- gebene Bereich für die Aufteilung der Leistung auf die zwei Achsen und dann, sofern überhaupt berücksichtigt, die angeforderte Leistung, die gestellt werden soll. Damit wird den einzelnen Kriterien eine Priorität zugeordnet, in deren Rei- henfolge diese, falls eine Einschränkung der geforderten Leistung nötig ist, be- rücksichtigt werden. Die gewählte Reihenfolge gibt dabei die Wichtigkeit hinsicht lich der Sicherheit des Fahrzeugs bzw. dessen Betriebs wieder. Preferably, the several criteria are taken into account in determining the power to be provided in the following order: first the maximum power that can be set by the individual drive units, then the maximum power that can be set or absorbed by the energy storage system, then the specified range for the division the power on the two axes and then, if taken into account, the requested power to be provided. Thus, a priority is assigned to the individual criteria, in the order of which they are taken into account, if a limitation of the required performance is necessary. The selected sequence indicates the importance of the safety of the vehicle or its operation.
Vorteilhafterweise wird die auf Anforderung mittels der wenigstens zwei An- triebseinheiten auf die zwei Achsen verteilte, zu stellende Leistung basierend auf einem elektrischen Horizont ermittelt. Unter einem solchen elektrischen Horizont sind dabei insbesondere aufgrund verschiedener Sensoren oder anderweitig er- fasste oder ermittelte Daten über den zukünftigen Verlauf der zu fahrenden Stre- cke zu verstehen. Auf diese Weise ist es also möglich, die zu stellende Leistung noch genauer zu ermitteln. Advantageously, the power to be delivered distributed on the two axles by means of the at least two drive units is determined based on an electrical horizon. Under such an electrical horizon In this case, data relating to the future course of the route to be traveled are to be understood in particular on the basis of various sensors or otherwise recorded or determined data. In this way, it is possible to determine the performance to be set even more accurately.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Fahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control device of a vehicle, is, in particular programmatically, adapted to perform a method according to the invention.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher oh- nehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerpro- gramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. The implementation of the method in the form of a computer program is also advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is still used for further tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for the provision of the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Be- schreibung und der beiliegenden Zeichnung. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schema- tisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described below with reference to the drawing.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Figur 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug, bei dem ein erfindungsgemäßes Ver- fahren durchführbar ist. FIG. 1 schematically shows a vehicle in which a method according to the invention can be carried out.
Figur 2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform. FIG. 2 shows a diagram for illustrating a method according to the invention in a preferred embodiment.
Figuren 3a und 3b zeigen ein stellbares Drehmoment bei erfindungsgemäßen Verfahren in verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen. Ausführungsform(en) der Erfindung Figures 3a and 3b show an adjustable torque in the inventive method in various preferred embodiments. Embodiment (s) of the invention
In Figur 1 ist schematisch ein als Hybrid-Fahrzeug 100 ausgebildetes Fahrzeug dargestellt, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Das Hybrid-Fahrzeug 100 weist beispielhaft drei Antriebseinheiten, nämlich eine Brennkraftmaschine 130 und zwei elektrische Maschinen 140 und 145 auf. FIG. 1 schematically shows a vehicle designed as a hybrid vehicle 100, in which a method according to the invention can be carried out. The hybrid vehicle 100 has, by way of example, three drive units, namely an internal combustion engine 130 and two electric machines 140 and 145.
Die Brennkraftmaschine 130 und die elektrische Maschine 140 sind einer Achse 1 10 zugeordnet und mit dieser drehmomentwirksam verbunden bzw. verbindbar. Aufgrund der Brennkraftmaschine 130, die der Achse 1 10 zugeordnet ist, wird die Achse 1 10 auch als Primärachse bezeichnet. The internal combustion engine 130 and the electric machine 140 are associated with an axis 1 10 and connected to this torque effective or connectable. Due to the internal combustion engine 130, which is assigned to the axis 1 10, the axis 1 10 is also referred to as the primary axis.
Die elektrische Maschine 145 ist der Achse 120 zugeordnet bzw. sie ist mit die- ser drehmomentwirksam verbunden bzw. verbindbar. Entsprechend wird die Achse 120 auch als Sekundärachse bezeichnet. Für die elektrischen Maschinen 140 und 145 ist jeweils ein geeigneter Inverter 151 bzw. 152 vorgesehen, über welchen die elektrischen Maschinen jeweils an eine Batterie 150 angebunden sind. Die Batterie 150 stellt dabei ein Energieversorgungssystem oder zumindest einen Teil davon dar. The electric machine 145 is assigned to the axle 120 or is connected or connectable to this torque. Accordingly, the axis 120 is also referred to as the secondary axis. For the electric machines 140 and 145, a suitable inverter 151 or 152 is respectively provided, via which the electric machines are each connected to a battery 150. The battery 150 represents a power supply system or at least a part thereof.
Weiterhin ist eine als Steuergerät ausgebildete Recheneinheit 180 vorgesehen, mittels welcher die Antriebseinheiten ansteuerbar sind, und auf welcher entspre- chend ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Furthermore, a computing unit 180 in the form of a control unit is provided, by means of which the drive units can be controlled and on which a method according to the invention can be carried out accordingly.
Bei einem solchen Fahrzeug ist nun die maximal mögliche, von einem Fahrer an- forderbare Leistung für eine vorgebebene Aufteilung der stellbaren Leistung auf die beiden Achsen durch die insgesamt durch die drei Antriebseinheiten zusam- men lieferbare Leistung gegeben. Die optimale Achsverteilung für die maximale Leistung kann dabei anhand folgender Gleichungen ermittelt werden:
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000009_0001
In such a vehicle, the maximum possible power required by a driver for a predetermined distribution of the adjustable power to the two axles is now given by the total power that can be supplied by the three drive units. The optimal axle distribution for the maximum power can be determined using the following equations:
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000009_0001
Dabei geben 4max up lim und 4max low lim die obere bzw. die untere Grenze für einen Anteil der Leistung an der Primärachse im optimalen Fall an. Mit PBr msK wird hierbei eine maximale, (mechanisch) von der Brennkraftmaschine stellbare Leis- tung, mit EM1 max und PEM 2 max entsprechend eine maximale, (mechanisch) von der elektrischen Maschine der Primärachse bzw. der Sekundärachse stellbare Leistung angegeben. Mit PBatt max wird die maximal von der Batterie bzw. demIn this case, 4 max up lim and 4 max low lim indicate the upper or the lower limit for a portion of the power at the primary axis in the optimal case. With P Br msK , a maximum power (mechanically) that can be set by the internal combustion engine is specified, with EM1 max and P EM 2 max corresponding to a maximum power (mechanical) that can be set by the electric machine of the primary axis or the secondary axis. With P Batt max the maximum of the battery or the
Energiespeichersystem stellbare Leistung angegeben. Energy storage system adjustable power specified.
Wenn diese beiden Werte für die Anteile gleich sind, so kommen aus elektrischer Sicht die Grenzen letztlich von den elektrischen Maschinen mit ihren (mechani- schen) maximal stellbaren Leistungen. Falls sie verschiedenen sind, kommen die Grenzen von der Batterie. If these two values are the same for the shares, then, from an electrical point of view, the limits ultimately come from the electrical machines with their (mechanical) maximum adjustable powers. If they are different, the limits come from the battery.
Die maximal mögliche, von einem Fahrer anforderbare Leistung für einen vorge- gebenen Bereich der Achsaufteilung der Leistung zwischen den beiden Achsen kann dann wie folgt ermittelt werden: The maximum possible power that can be requested by a driver for a given range of the axle distribution of the power between the two axles can then be determined as follows:
Wenn der vorgegebene maximale Anteil Amax kleiner oder gleich der unteren Grenze im optimalen Fall, 4max low lim , ist, oder wenn der vorgegebene minimale Anteil Amin größer oder gleich der oberen Grenze im optimalen Fall, 4max up lim , ist, dann erhält man die maximal mögliche, von einem Fahrer anforderbare Leistung als If the predetermined maximum fraction A max is less than or equal to the lower limit in the optimal case, 4 max low lim , or if the predetermined minimum fraction A min is greater than or equal to the upper limit in the optimal case, 4 max up lim , then one obtains the maximum possible power demanded by a driver as
Figure imgf000009_0002
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000009_0002
Figure imgf000010_0001
Mit Amax und Amin sind dabei die eingangs bereits erwähnten Aufteilungen be- zeichnet. Die minimal mögliche, von einem Fahrer anforderbare Leistung für eine vorgegebene Aufteilung der stellbaren Leistung auf die beiden Achsen ist durch die insgesamt durch die drei Antriebseinheiten zusammen aufnehmbare (negati- ve) Leistung gegeben. Die optimale Achsverteilung für die minimale Leistung kann dabei anhand folgender Gleichungen ermittelt werden: A max and A min are the divisions already mentioned at the beginning. The minimum possible power that can be requested by a driver for a given distribution of the adjustable power on the two axles is given by the total (negative) power which can be taken together by the three drive units. The optimal axis distribution for the minimum power can be determined using the following equations:
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0002
Hierbei sind im Vergleich zur entsprechenden Achsverteilung für eine maximal stellbare Leistung, wie oben angegeben, die entsprechenden Werte ersetzt durch Werte für die negative Leistung, hier durch ein "min" im Index. In this case, in comparison to the corresponding axis distribution for a maximally adjustable power, as indicated above, the corresponding values are replaced by values for the negative power, here by a "min" in the index.
Entsprechend kann die minimal mögliche, von einem Fahrer anforderbare Leis- tung für einen vorgegebenen Bereich der Achsaufteilung der Leistung zwischen den beiden Achsen dann wie folgt ermittelt werden: Accordingly, the minimum possible power that can be requested by a driver for a given range of the axle distribution of the power between the two axles can then be determined as follows:
Wenn der vorgegebene maximale Anteil Amax kleiner oder gleich der unteren Grenze im optimalen Fall, 4min low lim , ist, oder wenn der vorgegebene minimale Anteil Amin größer oder gleich der oberen Grenze im optimalen Fall, 4min up lim , ist, dann erhält man die minimal mögliche, von einem Fahrer anforderbare Leistung als
Figure imgf000011_0002
If the predetermined maximum fraction A max is less than or equal to the lower limit in the optimal case, 4 min low lim , or if the predetermined minimum fraction A min is greater than or equal to the upper limit in the optimal case, 4 min up lim , then one obtains the minimum possible power demanded by a driver as
Figure imgf000011_0002
Andernfalls ergibt sich: Otherwise, the result is:
P dem, min = P L Br, min + P EM l,min + P EM 2, min P dem, min = P L Br, min + P EM I, min + P EM 2, min
Eine ggf. begrenzte, angeforderte Leistung ergibt sich damit dann zu A possibly limited, requested performance then results
^dem, lim = min (max (Pdem , Pdem^ ) , Pdem max ) , wobei mit Pdem die tatsächlich angeforderte Leistung angegeben ist. ^ dem, lim = min (max (P dem , P the ^), P the max ), where P is the actually requested power indicated.
Es kann also sein, dass die tatsächlich angeforderte Leistung mit dem gesamten, für die Achsaufteilung vorgegebenen - und damit zur Verfügung stehenden - Be- reich nicht erfüllt bzw. gestellt werden kann. Für den Fall, dass die begrenzte, angeforderte Leistung, &m lim , kleiner ist als die maximale, anforderbare Leis- tung, Pdem max , ergibt sich eine Achsverteilung als It may therefore be that the actual requested performance can not be fulfilled or provided with the entire area which is predetermined and thus available for the axle distribution. In the event that the limited, requested power, & mlim , is less than the maximum, demandable power, P the max , an axle distribution results as
4max, dem = A ^ma , dem, uni ' 4max, the = A ^ ma, the 'uni'
Andernfalls ergibt sich: na ,dem max (min (
Figure imgf000011_0001
Otherwise, it follows that: na, the max (min (min
Figure imgf000011_0001
Dabei gibt Am^dem eine Achsverteilung im Falle einer nicht begrenzten, ange- forderten Leistung an, mit:
Figure imgf000012_0001
Here are A m ^ which a Achsverteilung in case of non-limited, reasonable demanded power to, with:
Figure imgf000012_0001
Für den Fall, dass die begrenzte, angeforderte Leistung, P&m lim , größer ist als die minimale, anforderbare Leistung, Pdem n , ergibt sich eine Achsverteilung als In the event that the limited requested power, P &min;, is greater than the minimum, demandable power, P n , an axis distribution results as
A‘ nrin ,dem - A‘ nrin, dem , uni A 'nrin, the - A' nrin, the, uni
Andernfalls ergibt sich:
Figure imgf000012_0002
Otherwise, the result is:
Figure imgf000012_0002
Dabei gibt
Figure imgf000012_0003
eine Achsverteilung im Falle einer nicht begrenzten, ange- forderten Leistung an, mit:
Figure imgf000012_0004
There are
Figure imgf000012_0003
an axle distribution in the case of a non-limited, requested power, with:
Figure imgf000012_0004
Weiterhin lässt sich eine maximale, von der Brennkraftmaschine bereitzustellen- de Leistung für einen vorgegebenen Bereich einer Achsverteilung wie folgt ermit- teln: Furthermore, a maximum power to be provided by the internal combustion engine for a predetermined range of an axle distribution can be determined as follows:
Figure imgf000012_0005
Entsprechend ergibt sich eine minimale, von der Brennkraftmaschine bereitzu- stellende Leistung für einen vorgegebenen Bereich einer Achsverteilung wie folgt:
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000012_0005
Accordingly, a minimum power to be provided by the internal combustion engine for a given range of an axis distribution results as follows:
Figure imgf000013_0001
mit
Figure imgf000013_0004
With
Figure imgf000013_0004
Weiterhin kann eine maximale Leistung, die dem Energieversorgungssystem bzw. der Batterie für einen vorgegebenen Bereich einer Achsverteilung zugeführt werden kann, wie folgt ermittelt werden:
Figure imgf000013_0002
Furthermore, a maximum power that can be supplied to the energy supply system or the battery for a predetermined range of an axis distribution can be determined as follows:
Figure imgf000013_0002
Falls eine berechnete, maximale Leistung, die der Batterie zugeführt werden kann, ein positives Vorzeichen hat, bedeutet dies, dass die Batterie entladen würde. Ein negatives Vorzeichen bedeutet, dass die Batterie geladen würde. If a calculated maximum power that can be supplied to the battery has a positive sign, this means that the battery would be discharged. A negative sign means that the battery would be charged.
Eine minimale Leistung, die von dem Energieversorgungssystem bzw. der Batte- rie für einen vorgegebenen Bereich einer Achsverteilung bereitgestellt werden kann, kann wie folgt ermittelt werden:
Figure imgf000013_0003
A minimum power that can be provided by the power supply system or the battery for a given range of an axis distribution can be determined as follows:
Figure imgf000013_0003
Weiterhin kann eine maximale Leistung, die von den elektrischen Maschinen zu- sammen bereitgestellt werden kann, für einen vorgegebenen Bereich einer Achsverteilung, wie folgt ermittelt werden: P EM ,max = p dem, lim - P Br, min, dem ' Furthermore, a maximum power, which can be provided together by the electric machines, for a given range of an axis distribution, can be determined as follows: P EM, max = p the, lim - P Br, min, the '
Ein minimaler Wert hierfür ergibt sich entsprechend über: A minimal value for this is given by:
P EM, min = P dem, lim - P Br, max, dem ' P EM, min = P the, lim - P Br, max, the '
Mit den angeführten Gleichungen lässt sich also ein Algorithmus bilden, mit dem sich unter aktuellen Bedingungen immer eine optimale, stellbare Leistung bzw. ein stellbares Drehmoment ermittelt lässt. With the equations given, an algorithm can thus be formed with which an optimal, adjustable power or an adjustable torque can always be determined under current conditions.
In Figur 2 ist dies anhand eines Diagramms veranschaulicht. Hier ist zunächst eine tatsächlich angeforderte Leistung Pdem (die einem angeforderten Drehmo- ment entspricht), gezeigt. Beispielsweise können dies 100 kW sein. Dies ergäbe mit einem Bereich B für die Achsaufteilung zwischen 40 kW und 60 kW für die Primärachse (berechnet mit einem Amax von 0,6 und einem Amin von 0,4). In Figure 2 this is illustrated by a diagram. Here is initially an actually requested power P which (the torque corresponding to a requested management) shown. For example, this can be 100 kW. This would result in a range B for axle distribution between 40 kW and 60 kW for the primary axis (calculated with an A max of 0.6 and an A min of 0.4).
Für die Sekundärachse ergibt diese Achsaufteilung (1 -B) also einen Bereich von zwischen 60 kW und 40 kW. Wenn nun zudem die elektrische Maschine der Se- kundärachse maximal eine Leistung PEM2, max von beispielsweise 30 kW (bzw. ein entsprechendes Drehmoment) bereitstellen kann, so können an der Sekun- därachse also maximal 30 kW bereitgestellt werden, was mit dem Bereich für die Achsaufteilung an der Primärachse maximal einen Wert von 45 kW ermöglicht, um in dem Bereich zwischen Amax und Amm zu bleiben, bzw. insgesamt maximal 75 kW, hier mit Pdem Jim bezeichnet. For the secondary axis, this axle distribution (1 -B) thus results in a range of between 60 kW and 40 kW. If, in addition, the electric machine of the secondary axle can provide at most a power P EM2, max of, for example, 30 kW (or a corresponding torque), then a maximum of 30 kW can be provided on the secondary axle, which corresponds to the range for the axis distribution at the primary axis allows a maximum value of 45 kW, in order to remain in the range between A max and A mm , or a maximum of 75 kW, here denoted by P the Jim .
In den Figuren 3a und 3b ist jeweils eine stellbare Leistung bei Durchführung ei- nes erfindungsgemäßen Verfahrens in verschiedenen bevorzugten Ausführungs- formen dargestellt. Hierzu ist eine Leistung P über eine Achsaufteilung A in Be- zug auf die Primärachse aufgetragen. FIGS. 3 a and 3 b each show an adjustable performance when carrying out a method according to the invention in various preferred embodiments. For this purpose, a power P is plotted over an axis distribution A with respect to the primary axis.
In Figur 3a werden als Beispiel zwei elektrische Maschinen, die je maximal 150 kW Leistung aufnehmen können, eine Batterie, die maximal 200 kW Leis- tung aufnehmen kann, und eine Brennkraftmaschine, die maximal 20 kW Leis- tung aufnehmen kann, verwendet. Mit Pi ist nun die minimale Leistung an der Primärachse, mit P2 die minimale Leistung an der Sekundärachse und mit P3 die insgesamt minimale stellbare Leistung, jeweils unter Einhaltung der entspre- chenden Aufteilung der minimalen Leistung auf die Achsen, bezeichnet. Der fla che Bereich für die insgesamt minimal stellbare Leistung ergibt sich aus der Summe der Leistungen von Batterie und Brennkraftmaschine. In FIG. 3a, two electric machines, each of which can absorb a maximum of 150 kW of power, a battery which can absorb a maximum of 200 kW of power and an internal combustion engine which can take up a maximum of 20 kW of power are used as an example. With Pi, the minimum power is now at the Primary axis, with P 2 the minimum power at the secondary axis and P 3 the total minimum adjustable power, each respecting the corresponding distribution of the minimum power to the axles. The flat area for the total minimum adjustable power results from the sum of the power of the battery and the internal combustion engine.
In Figur 3a werden als Beispiel zwei elektrische Maschinen mit je maximal 150 kW Leistung, eine Batterie mit maximal 200 kW Leistung und eine Brennkraftma- schine mit maximal 120 kW Leistung verwendet. Mit Pi ist nun die maximale Leistung an der Primärachse, mit P2 die maximale Leistung an der Sekundärach- se und mit P3 die insgesamt maximale stellbare Leistung, jeweils unter Einhal- tung der entsprechenden Aufteilung der maximalen Leistung auf die Achsen, be- zeichnet. Der flache Bereich für die insgesamt maximale stellbare Leistung ergibt sich aus der Summe der maximalen Leistungen von Batterie und Brennkraftma- schine. In FIG. 3a, two electrical machines each with a maximum output of 150 kW, a battery with a maximum output of 200 kW and an internal combustion engine with a maximum output of 120 kW are used as an example. Pi is now the maximum power at the primary axis, P 2 is the maximum power at the secondary axle and P 3 is the total maximum power that can be set, while maintaining the corresponding distribution of the maximum power to the axles , The flat area for the total maximum adjustable power results from the sum of the maximum power of the battery and the internal combustion engine.
An diesen Beispielen ist zu sehen, dass je nach Leistung der jeweiligen An- triebseinheiten und je nach Achsaufteilung nicht immer das Maximum an Leis- tung gestellt werden kann. These examples show that, depending on the power of the respective drive units and the axle layout, the maximum power can not always be provided.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (100) mit wenigstens zwei An- triebseinheiten (130, 140, 145), wovon wenigstens eine als elektrische Ma- schine (140, 145) ausgebildet ist, zwei antreibbaren Achsen (110, 120), de- nen jeweils wenigstens eine der Antriebseinheiten zugeordnet ist, und einem Energiespeichersystem (150) für die wenigstens eine elektrische Maschine (140, 145), 1. A method for operating a vehicle (100) having at least two drive units (130, 140, 145), of which at least one is designed as an electrical machine (140, 145), two drivable axles (110, 120), de in each case at least one of the drive units is assigned, and an energy storage system (150) for the at least one electrical machine (140, 145),
wobei auf Anforderung automatisch mittels der wenigstens zwei An- triebseinheiten (130, 140, 145) eine auf die zwei Achsen (1 10, 120) verteilte Leistung basierend auf mehreren Kriterien gestellt und bei Bedarf begrenzt wird,  upon request, by means of the at least two drive units (130, 140, 145), a power distributed to the two axles (110, 120) is automatically set based on several criteria and limited if necessary,
wobei die mehreren Kriterien eine betragsmäßig maximal von den ein- zelnen Antriebseinheiten (130, 140, 145) stellbare Leistung, eine vorgege- bene, von dem Energiespeichersystem (150) maximal stellbare oder auf- nehmbare Leistung, und einen vorgegebenen Bereich (B) für die Aufteilung der Leistung auf die zwei Achsen (110, 120) umfassen.  wherein the plurality of criteria is a maximum amount of power that can be set by the individual drive units (130, 140, 145), a predetermined power that can be maximally set or received by the energy storage system (150), and a predetermined range (B) for the division of power on the two axes (110, 120) include.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die mehreren Kriterien bei der Ermittlung der zu stellenden Leistung in der folgenden Reihenfolge berücksichtigt wer- den: die maximal von den einzelnen Antriebseinheiten (130, 140, 145) steil- bare Leistung, die vorgegebene, von dem Energiespeichersystem (150) ma- ximal stellbare oder aufnehmbare Leistung, und der vorgegebene Bereich (B) für die Aufteilung der Leistung auf die zwei Achsen (1 10, 120). 2. The method of claim 1, wherein the plurality of criteria are considered in the determination of the power to be provided in the following order: the maximum of the individual drive units (130, 140, 145) steeper performance, the predetermined, of the Energy storage system (150) maximally adjustable or absorbable power, and the predetermined range (B) for the distribution of power on the two axes (1 10, 120).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Kriterien weiterhin eine angeforderte Leistung, die gestellt werden soll, umfassen. The method of claim 1 or 2, wherein the plurality of criteria further comprises a requested performance to be provided.
4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, wobei die mehreren Kriterien bei der Er- mittlung der zu stellenden Leistung in der folgenden Reihenfolge berücksich- tigt werden: die maximal von den einzelnen Antriebseinheiten (130, 140,4. The method of claim 2, wherein the plurality of criteria are taken into account in determining the power to be provided in the following order. the maximum of the individual drive units (130, 140,
145) stellbare Leistung, die vorgegebene, von dem Energiespeichersystem (150) maximal stellbare oder aufnehmbare Leistung, der vorgegebene Be- reich (B) für die Aufteilung der Leistung auf die zwei Achsen (1 10, 120), und die angeforderte Leistung, die gestellt werden soll. 145), the predetermined maximum power that can be set or absorbed by the energy storage system (150), the predetermined range (B) for dividing the power into the two axes (1 10, 120), and the requested power, to be asked.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei von den wenigs- tens zwei Antriebseinheiten (130, 140, 145) weiterhin eine Antriebseinheit als Brennkraftmaschine (130) ausgebildet ist, die der anderen Achse (1 10) als die elektrische Maschine zugeordnet ist. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein of the at least two drive units (130, 140, 145) further comprises a drive unit as an internal combustion engine (130) which is associated with the other axis (1 10) as the electrical machine.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Fahrzeug (100) wenigstens drei An- triebseinheiten (130, 140, 145) aufweist, wovon wenigstens zwei als elektri- sche Maschinen (140, 145) ausgebildet sind, die unterschiedlichen Achsen zugeordnet sind. 6. The method of claim 5, wherein the vehicle (100) has at least three drive units (130, 140, 145), at least two of which are designed as electrical machines (140, 145), which are assigned to different axes.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die auf Anforde- rung mittels der wenigstens zwei Antriebseinheiten (130, 140, 145) auf die zwei Achsen (110, 120) verteilte, zu stellende Leistung basierend auf einem elektrischen Horizont ermittelt wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the on demand by means of the at least two drive units (130, 140, 145) on the two axes (110, 120) distributed, to be selected power is determined based on an electrical horizon.
8. Recheneinheit (180), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen. 8. arithmetic unit (180) which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.
9. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (180) dazu veranlasst, ein Ver- fahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (180) ausgeführt wird. A computer program that causes a computing unit (180) to perform a method according to any one of claims 1 to 7 when executed on the computing unit (180).
10. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Com- puterprogramm nach Anspruch 9. 10. A machine-readable storage medium with a computer program stored thereon according to claim 9.
PCT/EP2018/083738 2017-12-13 2018-12-06 Method for operating a vehicle having at least two drive units WO2019115329A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880080245.6A CN111433092B (en) 2017-12-13 2018-12-06 Method for operating a vehicle having at least two drive units

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017222547.5 2017-12-13
DE102017222547.5A DE102017222547A1 (en) 2017-12-13 2017-12-13 Method for operating a vehicle with at least two drive units

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019115329A1 true WO2019115329A1 (en) 2019-06-20

Family

ID=64901977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/083738 WO2019115329A1 (en) 2017-12-13 2018-12-06 Method for operating a vehicle having at least two drive units

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN111433092B (en)
DE (1) DE102017222547A1 (en)
WO (1) WO2019115329A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100152936A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle and a method of control for improved power management
DE102010015423A1 (en) * 2010-04-19 2011-10-20 Audi Ag Drive device for a four-wheel drive vehicle
DE102011004862A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Determining wheel and / or axle torque specifications in a motor vehicle
US9669820B1 (en) * 2016-04-13 2017-06-06 GM Global Technology Operations LLC Power prioritization in a vehicle using multiple power-sources

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3702749B2 (en) * 2000-05-24 2005-10-05 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle and control method thereof
DE10100525A1 (en) * 2001-01-08 2002-07-18 Bosch Gmbh Robert Method for controlling the starting torque and starting power of an internal combustion engine
DE10160018A1 (en) * 2001-12-06 2003-06-26 Bosch Gmbh Robert Method for adjusting desired performance of vehicle hybrid drive, takes account of available power reserves of motors in coordinating power demand distribution between them
JP4259403B2 (en) * 2004-06-04 2009-04-30 トヨタ自動車株式会社 POWER OUTPUT DEVICE, HYBRID VEHICLE HAVING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OUTPUT DEVICE
JP4192873B2 (en) * 2004-07-20 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 Power output device and automobile equipped with the same
JP4667090B2 (en) * 2005-03-16 2011-04-06 ヤマハ発動機株式会社 Hybrid vehicle drive unit, hybrid vehicle and motorcycle
JP4197013B2 (en) * 2006-06-28 2008-12-17 トヨタ自動車株式会社 Control device for hybrid vehicle
DE102006036443A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 Robert Bosch Gmbh Device for controlling a hybrid drive
JP5019870B2 (en) * 2006-12-27 2012-09-05 ボッシュ株式会社 Control method of hybrid vehicle
DE102007023164A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-20 Robert Bosch Gmbh Method for operating a hybrid drive of a vehicle
CN101774346A (en) * 2009-01-13 2010-07-14 北汽福田汽车股份有限公司 Hybrid power assembly having four-wheel drive characteristics and vehicle assembled with same
CN101590802A (en) * 2009-07-01 2009-12-02 奇瑞汽车股份有限公司 A kind of drive system of four-drive hybrid electric vehicle and control method thereof
DE102010012153A1 (en) * 2010-03-20 2011-09-22 Audi Ag Vehicle with at least two Einzelradantriebseinheit
CN101898557B (en) * 2010-07-27 2012-05-09 广州汽车集团股份有限公司 Control method of electric four-wheel drive hybrid vehicle
DE102010042183A1 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Robert Bosch Gmbh Hybrid drive device
CN103338999B (en) * 2011-01-31 2016-03-02 铃木株式会社 For the driving control device of motor vehicle driven by mixed power and drived control method and motor vehicle driven by mixed power
CN103354790B (en) * 2011-02-09 2016-04-06 铃木株式会社 The drive control apparatus of motor vehicle driven by mixed power and motor vehicle driven by mixed power
DE102011050496A1 (en) * 2011-05-19 2012-11-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method for operating a hybrid vehicle
DE102011089085A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Method and device for power management of an electric drive for a hybrid vehicle
JP5926113B2 (en) * 2012-05-15 2016-05-25 Gknドライブラインジャパン株式会社 Automotive driveline device
US9174525B2 (en) * 2013-02-25 2015-11-03 Fairfield Manufacturing Company, Inc. Hybrid electric vehicle
CN104149784B (en) * 2013-05-14 2017-04-12 北汽福田汽车股份有限公司 Vehicle, hybrid power system of vehicle and vehicle control method
DE102013013953A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 Audi Ag Vehicle control for an at least partially electrically powered vehicle
CA2836450A1 (en) * 2013-12-16 2015-06-16 Thomson Power, Inc. Electric vehicle power management driver control system
DE102013226621B3 (en) * 2013-12-19 2015-04-02 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating a hybrid vehicle
US9114806B2 (en) * 2014-01-22 2015-08-25 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling battery power based on predicted battery energy usage
DE102014012318B4 (en) * 2014-08-19 2019-05-09 Audi Ag A method for predicting a consumption of a motor vehicle, motor vehicle and computer program
DE102014222513B4 (en) * 2014-11-04 2020-02-20 Continental Automotive Gmbh Method of operating a hybrid or electric vehicle
CN105818677B (en) * 2015-01-27 2018-08-28 马自达汽车株式会社 The control device of four-wheel drive vehicle
CN105172573A (en) * 2015-11-02 2015-12-23 重庆长安汽车股份有限公司 Control system of four-wheel-drive hybrid vehicle, control method of four-wheel-drive hybrid vehicle and vehicle
CN105539423B (en) * 2015-12-25 2018-02-27 江苏大学 The hybrid electric vehicle torque distribution control method and system of combining environmental temperature protection battery
CN105946600B (en) * 2016-05-04 2018-06-22 中国第一汽车股份有限公司 Series connection stroke boosting power system of electric automobile and its control method
CN106004413B (en) * 2016-06-24 2018-06-26 中国第一汽车股份有限公司 Four-drive electric car dynamical system and control method
CN106965795A (en) * 2017-04-21 2017-07-21 阿尔特汽车技术股份有限公司 Plug-in four-wheel-drive hybrid power vehicle complete vehicle control system
CN107264517B (en) * 2017-06-08 2018-11-20 深圳市海梁科技有限公司 Hybrid vehicle and its drive control method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100152936A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle and a method of control for improved power management
DE102010015423A1 (en) * 2010-04-19 2011-10-20 Audi Ag Drive device for a four-wheel drive vehicle
DE102011004862A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Determining wheel and / or axle torque specifications in a motor vehicle
US9669820B1 (en) * 2016-04-13 2017-06-06 GM Global Technology Operations LLC Power prioritization in a vehicle using multiple power-sources

Also Published As

Publication number Publication date
CN111433092B (en) 2024-02-02
CN111433092A (en) 2020-07-17
DE102017222547A1 (en) 2019-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015222690A1 (en) Controlling a drive device of a hybrid vehicle and hybrid vehicle
DE102005041154A1 (en) Method and arrangement for use in a vehicle with an electrical storage device
DE102005044828A1 (en) Optimal operating point determining method for vehicle drive chain, involves finding operating point data in coordinator using characteristics map, and optimizing point in other coordinator by considering vehicle aggregate dynamic behavior
DE102013223980A1 (en) Tour-related energy management control
DE102018202854B4 (en) Method for operating an on-board network of a hybrid motor vehicle and hybrid motor vehicle
DE102020208886A1 (en) Method of operating a vehicle
DE102013009279A1 (en) Method and apparatus for operating a hybrid powertrain of a vehicle
DE102017211978A1 (en) Method for operating a drive train for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, and drive train for a motor vehicle
DE102010001817A1 (en) Control concept with limit value management for DC / DC converters in an energy system
DE112014001582T5 (en) Power source control device
WO2013075778A1 (en) Method for controlling the operation of an arrangement of at least two electric machines, and motor vehicle
DE102008042544A1 (en) Method for operating a vehicle with a hybrid engine system and engine system and vehicle
DE102018202182A1 (en) Method for determining a load distribution, control, powertrain and motor vehicle
DE102015204300B3 (en) A method of charging a multi-part electrochemical energy storage device, energy storage system and motor vehicle with energy storage system
DE102015012900B4 (en) Method for operating a motor vehicle and a corresponding motor vehicle
DE102016119289A1 (en) Method for recharging an electric energy storage device of a hybrid vehicle, drive unit for a hybrid vehicle and hybrid vehicle
DE102006008641A1 (en) Vehicle-operating method for operating a hybrid vehicle uses two or more units with one unit as an internal combustion engine to provide torque for a hybrid vehicle's driving mechanism
WO2004106104A1 (en) Motor vehicle and associated electronic control device
EP2612394A1 (en) System for storing electrical energy
DE102018251735A1 (en) Method for operating a vehicle
WO2019115329A1 (en) Method for operating a vehicle having at least two drive units
DE102012204849A1 (en) Method and control device for controlling a hybrid drive of a hybrid electric motor vehicle
WO2022268552A1 (en) Method and device for determining an operating strategy of an electrically driven vehicle, preferably a fuel cell vehicle
DE102017212659A1 (en) Method for operating an electrical overall on-board network, control unit and motor vehicle
DE102020208640A1 (en) Method of operating a vehicle with two drive units

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: 18829218

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18829218

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1