WO2022037892A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer elektrischen maschine bei einem rekuperationsvorgang - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer elektrischen maschine bei einem rekuperationsvorgang Download PDF

Info

Publication number
WO2022037892A1
WO2022037892A1 PCT/EP2021/070462 EP2021070462W WO2022037892A1 WO 2022037892 A1 WO2022037892 A1 WO 2022037892A1 EP 2021070462 W EP2021070462 W EP 2021070462W WO 2022037892 A1 WO2022037892 A1 WO 2022037892A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
recuperation
electrical machine
recuperation process
electric machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2021/070462
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Foag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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 Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to CN202180041565.2A priority Critical patent/CN115768653A/zh
Priority to US18/021,872 priority patent/US12370899B2/en
Publication of WO2022037892A1 publication Critical patent/WO2022037892A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/18—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24—Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • B60L7/26—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • B60L3/106—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip for maintaining or recovering the adhesion of the drive wheels
    • B60L3/108—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip for maintaining or recovering the adhesion of the drive wheels whilst braking, i.e. ABS
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by AC motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/10—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels by utilising wheel movement for accumulating energy, e.g. driving air compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/58—Combined or convertible systems
    • B60T13/585—Combined or convertible systems comprising friction brakes and retarders
    • B60T13/586—Combined or convertible systems comprising friction brakes and retarders the retarders being of the electric type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
    • B60W30/162—Speed limiting therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18109—Braking
    • B60W30/18127—Regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/0097—Predicting future conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/354—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having separate mechanical assemblies for transmitting drive to the front or to the rear wheels or set of wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/356—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having fluid or electric motor, for driving one or more wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/40—Electrical machine applications
    • B60L2220/42—Electrical machine applications with use of more than one motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/62—Vehicle position
    • B60L2240/622—Vehicle position by satellite navigation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/28—Four wheel or all wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/60—Regenerative braking
    • B60T2270/608—Electronic brake distribution (EBV/EBD) features related thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00—Input parameters relating to objects
    • B60W2554/80—Spatial relation or speed relative to objects
    • B60W2554/802—Longitudinal distance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00—Input parameters relating to objects
    • B60W2554/80—Spatial relation or speed relative to objects
    • B60W2554/804—Relative longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50—External transmission of data to or from the vehicle of positioning data, e.g. GPS [Global Positioning System] data
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/10—Longitudinal speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a vehicle with multiple electrical machines for recuperating electrical energy.
  • the invention relates to a method and a corresponding device for controlling an electrical machine of a vehicle that can be mechanically decoupled as part of a recuperation process.
  • a vehicle can have multiple electrical machines to drive the vehicle.
  • the vehicle can have a first electric machine for driving a first axle (in particular a rear axle) and a second electric machine for driving a second axle (in particular a front axle).
  • the electric machines can be operated together, e.g., to provide all-wheel drive of the vehicle.
  • the vehicle's electrical machines can be used to decelerate the vehicle and in the process to recuperate electrical energy that can be stored in an electrical energy store in the vehicle.
  • recuperating electrical energy with several electrical machines that act on several different axles of the vehicle the amount of recuperated electrical energy can be increased.
  • the stability of the driving operation of the vehicle can be increased by decelerating the vehicle on several axles.
  • the use of multiple electrical machines for a recuperation process can be associated with a relatively high energy consumption for activating the individual electrical machines.
  • This document deals with the technical task of bringing about the most energy-efficient and driving-stable recuperation of electrical energy possible using several electrical machines in a vehicle.
  • a device for operating or for controlling an electric machine of a (motor) vehicle during a recuperation process is described (in which the electric machine typically causes a deceleration torque to decelerate the vehicle).
  • the vehicle includes a first electrical machine (eg a possibly externally excited or permanently excited synchronous machine), which is coupled to a first (drive) axle (eg the rear axle) of the vehicle.
  • the first electrical machine can also be referred to as the primary electrical machine.
  • the first machine can be designed to be permanently and/or continuously coupled to the first (drive) axle.
  • the vehicle also includes a second electrical machine (e.g. a separately excited synchronous machine) which can be coupled to a second (drive) axle (e.g. the front axle) of the vehicle.
  • the second electrical machine can also be referred to as a secondary electrical machine.
  • the coupling or decoupling of the second electrical machine to or from the second (drive) axle can be effected via a clutch that can be controlled by the device or via a transmission of the vehicle that can be controlled by the device.
  • the second electrical machine in particular the shaft of the second electrical machine
  • the second electrical machine typically rotates in the coupled (and thus recuperation-enabled) state at a speed that is proportional to the driving speed of the vehicle.
  • the amount of energy required to produce synchronous operation between the driving speed and the speed of the shaft of the second electrical machine typically has to be applied first when the second electrical machine is coupled to the second axle (before it is used for recuperation), and thus initially leads to a increased energy loss.
  • a positive-locking clutch e.g. a claw clutch
  • the clutch can only be closed in a speed window close to the synchronous speed.
  • the second electrical machine must first be turned up and synchronized using electrical energy, so that electrical energy must be applied before the clutch can be closed and before recuperation by means of the second electrical machine is possible.
  • the device is set up to determine on the basis of sensor data from one or more sensors of the vehicle whether, in addition to the first electrical machine, the second electrical machine should also be used during a recuperation process for recuperating electrical energy.
  • the device can be set up to recognize that a recuperation and/or deceleration process of the vehicle is to be carried out or is being carried out. This can be detected, for example, based on the actuation of a brake pedal or a brake lever of the vehicle (by the driver of the vehicle).
  • it can be checked whether (from an energy point of view) the second electric machine in the vehicle should also be used during the recuperation process to recuperate electrical energy.
  • Exemplary sensors are a speed sensor, one or more environment sensors (in particular a distance sensor for determining the distance or the relative speed of the vehicle to a vehicle in front and/or an image camera for detecting traffic signs) and/or a position sensor for determining the current position of the vehicle (within a digital map related to the road network traveled by the vehicle).
  • environment sensors in particular a distance sensor for determining the distance or the relative speed of the vehicle to a vehicle in front and/or an image camera for detecting traffic signs
  • a position sensor for determining the current position of the vehicle (within a digital map related to the road network traveled by the vehicle).
  • the device can thus be set up to predict before or at the beginning of a recuperation process based on the sensor data from one or more sensors of the vehicle whether it is advantageous from an energy point of view to also operate the second electric machine during the recuperation process. In particular, it can be predicted whether more additional electrical energy can be recuperated by activating the second electrical machine than has to be applied for activating the second electrical machine for the recuperation process.
  • the device is also set up, depending on this (ie depending on the determination or the prediction), to operate the second electrical machine during the recuperation process in order to recuperate electrical energy.
  • the device can be set up to operate the second electrical machine during the recuperation process if it has been determined that the second electrical machine should be operated during the recuperation process.
  • the device can be set up to cause the second electrical machine to be coupled to the second axle for the recuperation process (eg by closing the clutch between the second electrical machine and the second axle).
  • the device can be set up to bring about an excitation current through an excitation winding of the second electrical machine for the recuperation process (in order to be able to operate the second electrical machine as a generator).
  • operation of the second electric machine may be inhibited (e.g., by decoupling the second electric machine from the second axle and/or by inhibiting excitation current through the excitation winding of the second electric machine) when it is determined that the second electric machine is not to be operated should.
  • the dead time that is required to bring the second electric machine to synchronous speed and to couple it mechanically to the second (drive) axis can be taken into account.
  • recuperation cannot typically take place via the second electrical machine.
  • the device can be set up to predict a start time of the (upcoming) recuperation process. Furthermore, the device can be set up to cause the second electrical machine to be coupled and/or activated by the predefined dead time before the predicted start time in order to cause the second electrical machine to start recuperating electrical energy from the start time of the recuperation process can be operated. In this way, the energy efficiency and/or the driving stability of the vehicle can be further increased.
  • the device described in this document thus makes it possible, on the basis of sensor data from one or more sensors of the vehicle, to predict whether, from an energy point of view, it makes sense for the current or immediately forthcoming recuperation process to invest energy in activating the second electrical machine, to in addition to the first electric Machine also to use the second electric machine for the recuperation process, so that the amount of recuperated electrical energy can be increased, and at the same time the driving stability of the vehicle in the recuperation and / or deceleration process can be improved.
  • the device can be set up, on the basis of sensor data from the one or more sensors of the vehicle, to predict a quantity of recuperation energy that can be recuperated during the recuperation process (possibly in total). In particular, the amount of recuperation energy that can be additionally recuperated due to the additional use of the second electrical machine can be predicted.
  • the energy threshold value can depend on the amount of energy (or correspond to the amount of energy) that has to be applied to activate the second electrical machine for the recuperation process.
  • the device can be set up to determine on the basis of sensor data relating to the actual driving speed of the vehicle at the start of the recuperation process whether the second electric machine should also be used in addition to the first electric machine during the recuperation process.
  • the actual driving speed of the vehicle can be vehicle's speed sensor are displayed.
  • the device can be set up to determine that the second electric machine should also be used in addition to the first electric machine during the recuperation process if (possibly only if) the actual driving speed is greater than or equal to a speed threshold is.
  • the device can be set up to determine that the second electric machine should not be used in the recuperation process if (possibly whenever) the actual driving speed is less than the speed threshold value.
  • the speed threshold value can depend on the amount of energy that has to be applied to activate the second electrical machine for the recuperation process.
  • a selective activation of the second electrical machine can be brought about in a particularly efficient manner in order to further increase the energy efficiency of the vehicle.
  • the device can be set up to predict a target driving speed of the vehicle at the end of the recuperation process on the basis of sensor data from the one or more sensors of the vehicle.
  • the sensor data can be used to predict the target driving speed at which the vehicle will drive at the end of the recuperation process (and thus how much the vehicle will probably have to be decelerated as part of the recuperation process).
  • the amount of recuperation energy to be recuperated (in addition or in total) for the recuperation process can be predicted in a precise manner on the basis of the actual driving speed and on the basis of the target driving speed. Predicting the target driving speed (e.g.
  • based on the environmental data from one or more environmental sensors can cause the second electric machine to be selectively activated in a particularly reliable manner to further increase the energy efficiency of the vehicle.
  • the device can be set up, based on sensor data relating to the position of the vehicle (e.g. based on the GPS coordinates of the vehicle) and based on a digital map relating to the road network traveled by the vehicle, the target driving speed of the vehicle to predict at the end of the recuperation process.
  • the device can be set up to determine whether based on sensor data relating to the position of the vehicle (e.g. based on the GPS coordinates of the vehicle) and based on a digital map relating to the road network traveled by the vehicle in the recuperation process, the second electrical machine should also be used in addition to the first electrical machine.
  • the course of the roadway currently being driven on can be determined, for example, in order to precisely predict the amount of recuperation energy to be recuperated in the recuperation process, depending on the course of the roadway currently being driven on.
  • a selective activation of the second electrical machine can thus be brought about in a particularly reliable manner in order to further increase the energy efficiency of the vehicle.
  • the device can be set up based on a route planned for the vehicle on a navigation system of the vehicle and on Based on sensor data relating to the position of the vehicle (e.g. based on the GPS coordinates of the vehicle), possibly in connection with the digital map, to predict the target driving speed of the vehicle at the end of the recuperation process.
  • the device can be set up based on the vehicle's route planned on the vehicle's navigation system and on the basis of sensor data relating to the vehicle's position (e.g. based on the vehicle's GPS coordinates), possibly in connection with the digital map to determine whether the second electric machine should also be used in addition to the first electric machine during the recuperation process.
  • the recuperation process is taking place in connection with a turning process. Based on such information, the amount of recuperation energy of the recuperation process can then be predicted in a particularly precise manner (to enable selective activation of the second electrical machine).
  • the device can be set up, based on sensor data relating to a vehicle in front driving (directly) in front of the vehicle (e.g. based on data relating to the distance to the vehicle in front and/or in relation to the driving speed of the vehicle in front -Vehicle) to predict the target driving speed of the vehicle at the end of the recuperation process.
  • the device can be set up based on sensor data relating to the vehicle in front driving (directly) in front of the vehicle (e.g. based on data relating to the distance to the vehicle in front and/or in relation to the Driving speed of the vehicle in front) to determine whether the second electric machine should also be used in the recuperation process in addition to the first electric machine.
  • the device can be set up to determine on the basis of the sensor data from the one or more sensors (e.g. wheel speed sensors for the wheels of the first and/or second axle) of the vehicle whether to ensure the driving stability of the vehicle during the recuperation process in addition to the first electric machine the second electrical machine should be used for the recuperation of electrical energy.
  • the driving stability of the vehicle during a recuperation process can thus be considered in order to decide whether the second electric machine is used for the recuperation process.
  • the device can be set up to determine information relating to the coefficient of friction of the roadway on which the vehicle is driving on the basis of the sensor data from the one or more sensors (e.g. the wheel speed sensors) of the vehicle.
  • a low coefficient of friction typically leads to an increased tendency to use the second electrical machine for the recuperation process.
  • the device can be set up to determine information relating to the deceleration value to be effected during the recuperation process on the basis of the sensor data from the one or more sensors (e.g. a radar sensor) of the vehicle.
  • the tendency to use the second electrical machine for the recuperation process typically increases as the deceleration value increases.
  • the device can thus be set up to take into account, in addition to the energy analysis, a determination or estimation of the friction coefficient of the roadway or the reserves of dynamic driving stability of the vehicle.
  • This information can be determined in particular from a comparison of the wheel speeds and/or from other driving dynamics data, such as from the electronic stability program (ESP).
  • ESP electronic stability program
  • the energy threshold value for activating the second electrical machine for the recuperation process can be adjusted, in particular reduced.
  • the energy threshold value can be reduced as the coefficient of friction decreases and/or as the deceleration value increases.
  • the energy threshold value can be increased as the coefficient of friction increases and/or as the deceleration value decreases.
  • the device can be set up to switch to permanently coupled operation of the two electrical machines, depending on the information determined (in particular if the vehicle's stability reserves are significantly reduced, for example if the coefficient of friction is below a certain threshold value). coupled operation of the two electrical machines can be maintained during driving driving conditions.
  • a (road) motor vehicle in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle
  • the (control) device described in this document comprises the (control) device described in this document.
  • a method for operating or for controlling an electric machine of a vehicle in a Recuperation process described.
  • the vehicle includes a first electric machine that is coupled to a first axle of the vehicle and a second electric machine that can be coupled to a second axle of the vehicle.
  • the method includes determining, on the basis of sensor data from one or more sensors (in particular a speed sensor, an environment sensor and/or a position sensor) of the vehicle, whether, in addition to the first electric machine, the second electric machine is also to be used at a (current or directly ahead) ) Recuperation process for the recuperation of electrical energy should be used.
  • the method further includes, dependent thereon, operating the second electric machine during the recuperation process to regenerate electrical energy during the recuperation process.
  • SW software program
  • the SW program can be set up to be executed on a processor (e.g. on a vehicle's control unit) and thereby to carry out the method described in this document.
  • a storage medium can comprise a SW program which is set up to be executed on a processor and thereby to carry out the method described in this document.
  • FIG. 1 shows an exemplary vehicle with several electric machines
  • FIG. 2 shows a flow chart of an exemplary method for operating the electrical machines of a vehicle during a recuperation process.
  • FIG. 1 shows an example vehicle 100 having a first axle 121 (e.g., the rear axle) that may be or is coupled to a first electric machine 111 . Furthermore, the vehicle 100 includes a second axle (122 (e.g. the front axle), which can be coupled or is coupled to a second electric machine 122.
  • the coupling or decoupling of an electric machine 111, 112 with the respective axis 121, 122 can each be effected by a clutch 131, 132.
  • the vehicle 100 can include a control device 101 (eg a control unit) which is set up to control the one or more electric machines 111, 112 and/or the one or more clutches 131, 132, for example in order to generate a specific drive torque of vehicle 100 and/or to cause a deceleration torque to decelerate vehicle 100 .
  • the one or more electric machines 111, 112 and/or the one or more clutches 131, 132 can be controlled as a function of a setpoint torque, which is applied, for example, by a driver of vehicle 100 via the accelerator pedal or via the brake pedal of vehicle 100 (not shown) is requested.
  • Vehicle 100 can also include one or more environment sensors 102, for example a camera and/or a distance sensor, such as a radar sensor, which are set up to capture sensor data (also referred to as environment data in this document) relating to the environment of vehicle 100 (particularly with respect to a front vehicle traveling in front of vehicle 100).
  • vehicle 100 can include a position sensor 103 (eg a GPS receiver) which is set up to record sensor data (in this document also as position data) in relation to the position of the vehicle 100 .
  • the vehicle 100 can include at least one driving sensor 104 that is set up to capture sensor data (also referred to as driving data in this document) in relation to the driving state, in particular in relation to the driving speed, of the vehicle 100 .
  • both electric machines 111, 112 can be used not only for driving, but also for braking energy recovery .
  • the joint operation of the electrical machines 111, 112 allows the maximum achievable recuperation delay and the driving stability of the vehicle 100 to be increased.
  • an electrical machine 111, 112 in particular an externally excited electrical machine, for recuperation initially requires a certain energy or power offset in the form of an excitation current of the electrical machine 111, 112 in order to build up the magnetic field of the electrical machine 111, 112. Furthermore, when the electrical machine 112 is coupled to the respective axle 122, the shaft of the decoupled electrical machine 112 must be accelerated to the speed of the axle 122, which also leads to a loss of energy. As a result, it may be inefficient from an energetic point of view, both electrical machines 111, 112 to To use brake recuperation of the vehicle 100 .
  • One possibility for optimizing the energy efficiency in connection with the braking recuperation is to activate the second electrical machine 112 only from a specific deceleration threshold value (e.g. from a deceleration threshold value of 0.1 g or more).
  • the deceleration threshold value can represent a compromise between driving stability and energy efficiency.
  • setting a delay threshold value can result in the amount of energy required for activating second electric machine 112 not being able to be recovered as part of the recuperation process.
  • a further possibility is to use only the first electrical machine 111 for braking recuperation up to a specific deceleration stability limit. However, this means that the energy exceeding the deceleration stability limit cannot be recuperated.
  • the control device 101 of the vehicle 100 can be set up to predict on the basis of the driving data, the environment data and/or the position data for an upcoming recuperation process or for a recuperation process that has already started, whether it is advantageous from an energetic point of view, in addition to the first electrical machine 111 also to use the second electrical machine 112 for braking recuperation.
  • the control device 101 can be set up to predict, on the basis of the driving data, the environment data and/or the position data, whether the amount of recuperation energy to be recuperated will be greater than a certain energy threshold value, it being advantageous from the energy threshold value also to use the second electrical machine 112 for braking recuperation (and to activate it specifically for the recuperation process).
  • the device 101 can be set up to use the second electric machine 112 (possibly only then) for braking recuperation if the actual driving speed of the vehicle 100 is greater than or equal to the start of the recuperation process or the start of the deceleration of the vehicle 100 what a certain speed threshold is like.
  • the second electrical machine 112 can thus be used (possibly only then) for braking recuperation when the amount of energy to be recuperated (which is proportional to the square of the driving speed) is relatively high due to a relatively high driving speed of the vehicle 100 .
  • the second electrical machine 112 is used for recuperation processes when driving on the freeway.
  • the anticipation or prediction of the amount of recuperation energy to be expected can be further improved.
  • a vehicle in front driving in front of vehicle 100 can be detected, which is driving at a driving speed that is only slightly below the actual driving speed of vehicle 100 . It may also be possible to recognize that the ACC (Adaptive Cruise Control) function of vehicle 100 is being operated. Based on this, it can be predicted that the forthcoming recuperation process has only a relatively small change in the driving speed of vehicle 100 and thus only a relatively small amount of recuperation energy, so that switching on second electrical machine 112 can be dispensed with. In a further example, based on a route planned on a navigation system of the vehicle 100, it can be recognized that the vehicle 100 has to brake relatively hard (eg in order to exit a freeway). It can thus be predicted that the forthcoming recuperation process has a relatively high amount of recuperation energy, and that the second electrical machine 112 should therefore be switched on (selectively or specifically for the recuperation process).
  • ACC Adaptive Cruise Control
  • a vehicle in front braking sharply and/or a red traffic light can be recognized on the basis of the surroundings data. It can thus be predicted that the forthcoming recuperation process will have a relatively high amount of recuperation energy, and that the second electrical machine 112 should therefore be switched on.
  • the vehicle 100 based on the position data of the vehicle 100 and based on a digital map in relation to the road network traveled by the vehicle 100, it can be recognized that the vehicle 100 is driving a relatively long curve on a country road, and therefore the vehicle 100 will be delayed relatively little. It can thus be predicted that the forthcoming recuperation process has only a relatively small amount of recuperation energy, so that it is possible to dispense with switching on the second electrical machine 112 .
  • the driver assistance (DAS) sensor system 102 of a vehicle 100 (in particular for distance measurement, for recognizing traffic signs, traffic lights, etc.) and/or a digital map from a navigation system of the vehicle 100 can thus be used to determine the target driving speed of the vehicle 100 to predict when decelerating (e.g. before a curve or before a junction). Based on the actual driving speed and the predicted target driving speed of the vehicle 100 can then Recuperation amount of energy can be predicted for the deceleration process. In particular, on the basis of the actual driving speed and the predicted target driving speed, it can be predicted whether or not a dedicated connection of the second electrical machine 112 specifically for the recuperation process makes sense.
  • the device 101 can be set up to check, additionally and partially independently of the efficiency consideration during a recuperation process, whether the target speed of the vehicle 100 in a relatively short time (with a relatively high deceleration) or in a relatively long time (with a relatively low deceleration ) is to be achieved.
  • the first electric machine 111 typically (depending on the power design of the first electric machine 111) cannot provide the required deceleration torque on its own.
  • recuperation can result in a driving dynamics destabilization of vehicle 100 via only one axle 111 .
  • the device 101 can be set up based on a comparative observation of the wheel speeds of the first axle 121 (measured by a first wheel speed sensor 141) and the second axle 122 (measured by a second wheel speed sensor 142) between the wheels of the coupled first drive axle 121 and the wheels of the freely rotating second axle 122 to determine the drive slip or the slip with one-axle recuperation.
  • a measure of the driving stability and the reserve of the driving stability can be determined based on the comparative observation and/or from a ratio formation with the respective drive or recuperation torques during a current and/or a recent driving situation.
  • the activation threshold for adding the second electric machine for recuperation can be adjusted, in particular reduced (possibly even if the purely energetic consideration in the case of a comparatively high road friction value does not yet indicate a meaningful activation of the second recuperation axle would have yielded 122). In this way, the driving stability of the vehicle 100 can be increased efficiently.
  • Fig. 2 shows a flowchart of an exemplary (possibly computer-implemented) method 200 for operating or controlling an electrical machine 112 (e.g. an externally excited synchronous machine) of a vehicle 100 during a recuperation process (or during a deceleration process of vehicle 100).
  • the vehicle 100 includes a first electric machine 111 coupled to a first axle 121 (e.g., the rear axle) of the vehicle 100 .
  • the first electrical machine 111 can be rigidly coupled to the first axle 121, in particular in such a way that the first electrical machine 111 is optionally used automatically during a deceleration or a recuperation process for deceleration and/or for recuperation.
  • the vehicle 100 includes a second electric machine 112 which can be coupled to a second axle 122 (eg the front axle) of the vehicle 100 .
  • the vehicle 100 can have a clutch 132 or a transmission that is designed to couple the second electric machine 112 to the second axle 122 or to decouple it from the second axle 122 as required.
  • a drag torque caused by the second electric machine 112 can be reduced or avoided, for example if necessary, in particular when driving or when coasting freely.
  • the method 200 includes determining 201, on the basis of sensor data from one or more sensors 102, 103, 104 of the vehicle 100, whether in addition to the first electric machine 111 the second electric machine 112 during a (current or immediately ahead) recuperation process Recuperation of electrical energy should be used.
  • the sensor data from one or more driving sensors 104 (in particular from a speed sensor), from one or more surroundings sensors 102 (in particular from a radar sensor and/or from an image camera), and/or from a position sensor 103 can be used.
  • On the basis of the sensor data in particular information relating to the amount of recuperation energy to be recuperated during the recuperation process can be predicted.
  • the method 200 also includes, depending on the determination 201, the (selective) operation 202 of the second electrical machine 112 during the recuperation process in order to recuperate electrical energy.
  • the second electrical machine 112 can be coupled to the second axle 122 and possibly supplied with an excitation current if it has been determined that the second electrical machine 112 should be used in the recuperation process.
  • the second electric machine 112 may be caused to remain decoupled from the second axle 122 and/or not supplied with an excitation current.
  • the second electric machine 112 can be decoupled again from the second axle 122 and/or the excitation current through the second electric machine 112 can be terminated.
  • the measures described in this document can increase the amount of electrical energy that can be recuperated by a vehicle 100 with a plurality of electrical machines 111, 112.
  • the driving stability of the vehicle 100 can be increased during a recuperation process in that the deceleration forces are distributed over both axles 121, 122 and the transmissible lateral forces are thereby utilized more evenly (without using an additional friction brake).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs bei einem Rekuperationsvorgang beschrieben, wobei das Fahrzeug eine erste elektrische Maschine umfasst, die mit einer ersten Achse des Fahrzeugs gekoppelt ist, und wobei das Fahrzeug eine zweite elektrische Maschine (umfasst, die mit einer zweiten Achse des Fahrzeugs koppelbar ist. Die Vorrichtung ist eingerichtet, auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs zu bestimmen, ob zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine die zweite elektrische Maschine bei einem Rekuperationsvorgang zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte. Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, in Abhängigkeit davon, die zweite elektrische Maschine während des Rekuperationsvorgangs zu betreiben, um elektrische Energie zu rekuperieren.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer elektrischen Maschine bei einem Rekuperationsvorgang
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit mehreren elektrischen Maschinen zur Rekuperation von elektrischer Energie. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Steuerung einer mechanisch abkoppelbaren elektrischen Maschine eines Fahrzeugs im Rahmen eines Rekuperationsvorgangs.
Ein Fahrzeug kann mehrere elektrische Maschinen zum Antrieb des Fahrzeugs aufweisen. Insbesondere kann das Fahrzeug eine erste elektrische Maschine zum Antrieb einer ersten Achse (insbesondere einer Hinterachse) und eine zweite elektrische Maschine zum Antrieb einer zweiten Achse (insbesondere einer Vorderachse) aufweisen. Die elektrischen Maschinen können gemeinsam betrieben werden, z.B. um einen Allradantrieb des Fahrzeugs bereitzustellen.
Des Weiteren können die elektrischen Maschinen des Fahrzeugs dazu genutzt werden, das Fahrzeug zu verzögern und dabei elektrische Energie zu rekuperieren, die in einem elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs gespeichert werden kann. Durch die Rekuperation von elektrischer Energie mit mehreren elektrischen Maschinen, die auf mehrere unterschiedliche Achsen des Fahrzeugs einwirken, kann die Menge an rekuperierter elektrischer Energie erhöht werden. Des Weiteren kann die Stabilität des Fährbetriebs des Fahrzeugs durch das Verzögern des Fahrzeugs an mehreren Achsen erhöht werden. Andererseits kann die Nutzung von mehreren elektrischen Maschinen für einen Rekuperationsvorgang mit einem relativ hohen Energieaufwand für die Aktivierung der einzelnen elektrischen Maschinen verbunden sein.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine möglichst energieeffiziente und fahrstabile Rekuperation von elektrischer Energie anhand von mehreren elektrischen Maschinen eines Fahrzeugs zu bewirken.
Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zum Betreiben bzw. zur Steuerung einer elektrischen Maschine eines (Kraft-) Fahrzeugs bei einem Rekuperationsvorgang beschrieben (bei dem die elektrische Maschine typischerweise ein Verzögerungsmoment zur Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt). Das Fahrzeug umfasst eine erste elektrische Maschine (z.B. eine ggf. fremderregte oder permanenterregte Synchronmaschine), die mit einer ersten (Antriebs-) Achse (z.B. der Hinterachse) des Fahrzeugs gekoppelt ist. Die erste elektrische Maschine kann auch als primäre elektrische Maschine bezeichnet werden. Die erste Maschine kann ausgebildet sein, dauerhaft und/oder durchgehend mit der ersten (Antriebs-) Achse gekoppelt zu sein.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug eine zweite elektrische Maschine (z.B. eine fremderregte Synchronmaschine), die mit einer zweiten (Antriebs-) Achse (z.B. der Vorderachse) des Fahrzeugs koppelbar ist. Die zweite elektrische Maschine kann auch als sekundäre elektrische Maschine bezeichnet werden. Die Kopplung bzw. die Entkopplung der zweiten elektrischen Maschine mit bzw. von der zweiten (Antriebs-) Achse kann über eine von der Vorrichtung ansteuerbare Kupplung bzw. über ein von der Vorrichtung ansteuerbares Getriebe des Fahrzeugs bewirkt werden.
Im abgekoppelten Zustand ist die zweite elektrische Maschine, insbesondere die Welle der zweiten elektrischen Maschine, typischerweise in Ruhe. Andererseits dreht sich die zweite elektrische Maschine, insbesondere die Welle der zweiten elektrischen Maschine, im angekoppelten (und damit Rekuperations-befähigten) Zustand typischerweise mit einer Drehzahl, die proportional zu der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ist.
Der für die Herstellung des Synchronlaufs zwischen der Fahrgeschwindigkeit und der Drehzahl der Welle der zweiten elektrischen Maschine erforderliche Energiebetrag muss bei der Ankopplung der zweiten elektrischen Maschine an die zweite Achse (vor der Nutzung zur Rekuperation) typischerweise zunächst aufgebracht werden, und führt somit zunächst zu einem erhöhten Energieverlust.
Bei einer reibschlüssigen Kupplung ist typischerweise das sukzessive Schließen der Kupplung ausreichend, um die zweite elektrische Maschine mit der zweiten Achse zu koppeln, wobei die zweite elektrische Maschine dabei von der kinetischen Energie des Fahrzeugs hochgeschleppt wird. Dieser Vorgang trägt bereits direkt zur Verzögerung des Fahrzeugs bei. Durch das Ankoppeln der zweiten elektrischen Maschine an die zweite Achse mittels einer reibschlüssigen Kupplung wird somit das Potential an rekuperierbarer elektrischer Energie typischerweise reduziert.
Bei einer formschlüssigen Kupplung (z.B. einer Klauenkupplung) ist das Schließen der Kupplung nur in einem Drehzahlfenster in der Nähe der Synchrondrehzahl möglich. Die zweite elektrische Maschine muss dafür vorher unter Einsatz elektrischer Energie hochgedreht und synchronisiert werden, sodass elektrische Energie aufgebracht werden muss, bevor die Kupplung geschlossen werden kann, und bevor eine Rekuperation mittels der zweiten elektrischen Maschine möglich ist.
In beiden Fällen geht eine gewisse Menge an mechanischer Energie verloren und kann nicht für Rekuperation genutzt werden. Die am Ende des Rekuperationsvorgangs in der Drehmasse der zweiten elektrischen Maschine gespeicherte rotatorische Energie kann beim anschließenden Wieder-,, Ablegen“, d.h. Abkoppeln, der zweiten elektrischen Maschine in elektrische Energie zurückgewandelt werden, so dass die Menge an rekuperierter elektrischer Energie wieder erhöht werden kann.
Die Vorrichtung ist eingerichtet, auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs zu bestimmen, ob zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine auch die zweite elektrische Maschine bei einem Rekuperationsvorgang zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zu erkennen, dass ein Rekuperations- und/oder Verzögerungsvorgang des Fahrzeugs durchzuführen ist bzw. durchgeführt wird. Dies kann z.B. basierend auf der Betätigung eines Bremspedals bzw. eines Bremshebels des Fahrzeugs (durch den Fahrer des Fahrzeugs) erkannt werden. Des Weiteren kann auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs überprüft werden, ob (aus energetischer Sicht) auch die zweite elektrische Maschine des Fahrzeugs während des Rekuperationsvorgangs zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte. Beispielhafte Sensoren sind dabei ein Geschwindigkeitssensor, ein oder mehrere Umfeldsensoren (insbesondere ein Abstandsensor zur Ermittlung des Abstands bzw. der Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu einem Vorder-Fahrzeug und/oder eine Bildkamera zur Erkennung von Verkehrszeichen) und/oder ein Positionssensor zur Ermittlung der aktuellen Position des Fahrzeugs (innerhalb einer digitalen Karte in Bezug auf das von dem Fahrzeug befahrene Straßennetz).
Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, im Vorfeld zu einem oder bei Beginn eines Rekuperationsvorgangs auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs zu prädizieren, ob es aus energetischer Sicht vorteilhaft ist, bei dem Rekuperationsvorgang auch die zweite elektrische Maschine zu betreiben. Insbesondere kann dabei prädiziert werden, ob durch die Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine mehr zusätzliche elektrische Energie rekuperiert werden kann, als für die Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine für den Rekuperationsvorgang aufgebracht werden muss.
Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, in Abhängigkeit davon (d.h. in Abhängigkeit von dem Bestimmen bzw. dem Prädizieren), die zweite elektrische Maschine während des Rekuperationsvorgangs zu betreiben, um elektrische Energie zu rekuperieren. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die zweite elektrische Maschine während des Rekuperationsvorgangs zu betreiben, wenn bestimmt wurde, dass die zweite elektrische Maschine während des Rekuperationsvorgangs betrieben werden sollte. Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zu bewirken, dass die zweite elektrische Maschine für den Rekuperationsvorgang mit der zweiten Achse gekoppelt wird (z.B. durch Schließen der Kupplung zwischen der zweiten elektrischen Maschine und der zweiten Achse). Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, für den Rekuperationsvorgang einen Erregerstrom durch eine Erregerwicklung der zweiten elektrischen Maschine zu bewirken (um die zweite elektrische Maschine als Generator betreiben zu können).
Andererseits kann der Betrieb der zweiten elektrischen Maschine unterbunden werden (z.B. durch Entkoppeln der zweiten elektrischen Maschine von der zweiten Achse und/oder durch Unterbinden eines Erregerstroms durch die Erregerwicklung der zweiten elektrischen Maschine), wenn bestimmt wurde, dass die zweite elektrische Maschine nicht betrieben werden sollte.
Bei der Aktivierung und/oder Ankopplung und/oder bei dem Betrieb der zweiten elektrischen Maschine kann die Totzeit berücksichtigt werden, die benötigt wird, um die zweite elektrische Maschine auf Synchrondrehzahl zu bringen und mechanisch an die zweite (Antriebs.) Achse zu koppeln. Während der Totzeit kann typischerweise noch nicht über die zweite elektrische Maschine rekuperiert werden.
Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, einen Startzeitpunkt des (vorausliegenden) Rekuperationsvorgangs zu prädizieren. Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zu veranlassen, dass die zweite elektrische Maschine um die vordefinierte Totzeit vor dem prädizierten Startzeitpunkt angekoppelt und/oder aktiviert wird, um zu bewirken, dass die zweite elektrische Maschine ab dem Startzeitpunkt des Rekuperationsvorgangs zur Rekuperation von elektrische Energie betrieben werden kann. So können die Energieeffizienz und/oder die Fahrstabilität des Fahrzeugs weiter erhöht werden.
Die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung ermöglicht es somit, auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs zu prädizieren, ob es aus energetischer Sicht für den aktuellen oder direkt vorausliegenden Rekuperationsvorgang sinnvoll ist, Energie in die Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine zu investieren, um zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine auch die zweite elektrische Maschine für den Rekuperationsvorgang zu nutzen, sodass die Menge an rekuperierter elektrischer Energie erhöht werden kann, und sodass gleichzeitig die Fahrstabilität des Fahrzeugs bei dem Rekuperations- und/oder Verzögerungsvorgang verbessert werden kann.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis von Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs eine Rekuperations-Energiemenge zu prädizieren, die bei dem Rekuperationsvorgang (ggf. insgesamt) rekuperiert werden kann. Insbesondere kann die Rekuperations-Energiemenge prädiziert werden, die aufgrund der zusätzlichen Nutzung der zweiten elektrischen Maschine zusätzlich rekuperiert werden kann.
Es kann dann auf Basis der prädizierten Rekuperations-Energiemenge, insbesondere in Abhängigkeit von einem Vergleich der prädizierten Rekuperations-Energiemenge mit einem Energie-Schwellenwert, bestimmt werden, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine auch die zweite elektrische Maschine verwendet werden sollte. Der Energie-Schwellenwert kann dabei von der Energiemenge abhängen (bzw. der Energiemenge entsprechen), die zur Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine für den Rekuperationsvorgang aufgebracht werden muss.
Durch die Vorhersage der Rekuperations-Energiemenge für den aktuellen bzw. direkt vorausliegenden Rekuperationsvorgang kann in besonders zuverlässiger und energieeffizienter Weise eine selektive Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine bewirkt werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis von Sensordaten in Bezug auf die Ist-Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu Beginn des Rekuperationsvorgangs zu bestimmen, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine auch die zweite elektrische Maschine verwendet werden sollte. Die Ist-Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann dabei durch einen Geschwindigkeitssensor des Fahrzeugs angezeigt werden. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zu bestimmen, dass bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine auch die zweite elektrische Maschine verwendet werden sollte, wenn (ggf. nur dann, wenn) die Ist- Fahrgeschwindigkeit größer als oder gleich wie ein Geschwindigkeits- Schwellenwert ist. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zu bestimmen, dass die zweite elektrische Maschine nicht bei dem Rekuperationsvorgang verwendet werden sollte, wenn (ggf. immer dann, wenn) die Ist-Fahrgeschwindigkeit kleiner als der Geschwindigkeits-Schwellenwert ist. Der Geschwindigkeits-Schwellenwert kann dabei von der Energiemenge abhängen, die zur Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine für den Rekuperationsvorgang aufgebracht werden muss.
Durch die Ermittlung und durch die Berücksichtigung der Ist- Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu Beginn des Rekuperationsvorgangs kann in besonders effizienter Weise eine selektive Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine bewirkt werden, um die Energieeffizienz des Fahrzeugs weiter zu erhöhen.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis von Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs eine Ziel -Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs an dem Ende des Rekuperationsvorgangs zu prädizieren. Insbesondere kann auf Basis der Sensordaten prädiziert werden, mit welcher Ziel-Fahrgeschwindigkeit das Fahrzeugs am Ende des Rekuperationsvorgangs fahren wird (und somit wie stark das Fahrzeug im Rahmen des Rekuperationsvorgangs voraussichtlich verzögert werden muss).
Es kann dann in besonders präziser und zuverlässiger Weise auf Basis der Ist- Fahrgeschwindigkeit zu Beginn des Rekuperationsvorgangs und auf Basis der prädizierten Ziel-Fahrgeschwindigkeit am Ende des Rekuperationsvorgangs bestimmt werden, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine auch die zweite elektrische Maschine verwendet werden sollte. Insbesondere kann auf Basis der Ist-Fahrgeschwindigkeit und auf Basis der Ziel -Fahrgeschwindigkeit in präziser Weise die (zusätzlich oder insgesamt) zu rekuperierende Rekuperations-Energiemenge für den Rekuperationsvorgang prädiziert werden. Durch die Vorhersage der Ziel-Fahrgeschwindigkeit (z.B. auf Basis der Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren, etwa auf Basis der Sensordaten einer Kamera oder auf Basis der Sensordaten eines Abstandssensors, des Fahrzeugs) kann in besonders zuverlässiger Weise eine selektive Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine bewirkt werden, um die Energieeffizienz des Fahrzeugs weiter zu erhöhen.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis von Sensordaten in Bezug auf die Position des Fahrzeugs (z.B. auf Basis der GPS-Koordinaten des Fahrzeugs) und auf Basis einer digitalen Karte in Bezug auf das von dem Fahrzeug befahrene Straßennetz, die Ziel -Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs an dem Ende des Rekuperationsvorgangs zu prädizieren. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis von Sensordaten in Bezug auf die Position des Fahrzeugs (z.B. auf Basis der GPS -Koordinaten des Fahrzeugs) und auf Basis einer digitalen Karte in Bezug auf das von dem Fahrzeug befahrene Straßennetz zu bestimmen, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine auch die zweite elektrische Maschine verwendet werden sollte. Durch die Berücksichtigung von Positionsdaten und einer digitalen Karte kann z.B. der Verlauf der aktuell befahrenen Fahrbahn ermittelt werden, um in präziser Weise in Abhängigkeit von dem Verlauf der aktuell befahrenen Fahrbahn die in dem Rekuperationsvorgang zu rekuperierende Rekuperations- Energiemenge zu prädizieren. So kann in besonders zuverlässiger Weise eine selektive Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine bewirkt werden, um die Energieeffizienz des Fahrzeugs weiter zu erhöhen.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis einer auf einem Navigationssystem des Fahrzeugs geplanten Fahrroute des Fahrzeugs und auf Basis von Sensordaten in Bezug auf die Position des Fahrzeugs (z.B. auf Basis der GPS-Koordinaten des Fahrzeugs), ggf. in Zusammenhang mit der digitalen Karte, die Ziel-Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs an dem Ende des Rekuperationsvorgangs zu prädizieren. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis der auf dem Navigationssystem des Fahrzeugs geplanten Fahrroute des Fahrzeugs und auf Basis von Sensordaten in Bezug auf die Position des Fahrzeugs (z.B. auf Basis der GPS -Koordinaten des Fahrzeugs), ggf. in Zusammenhang mit der digitalen Karte, zu bestimmen, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine auch die zweite elektrische Maschine verwendet werden sollte. Beispielsweise kann auf Basis der geplanten Fahrroute erkannt werden, dass der Rekuperationsvorgang in Zusammenhang mit einem Abbiegevorgang erfolgt. Basierend auf einer derartigen Information kann dann die Rekuperations-Energiemenge des Rekuperationsvorgangs in besonders präziser Weise prädiziert werden (um eine selektive Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine zu ermöglichen).
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis von Sensordaten in Bezug auf ein (direkt) vor dem Fahrzeug fahrendes Vorder-Fahrzeug (z.B. auf Basis von Daten in Bezug auf den Abstand zu dem Vorder-Fahrzeug und/oder in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs), die Ziel -Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs an dem Ende des Rekuperationsvorgangs zu prädizieren. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis von Sensordaten in Bezug auf das (direkt) vor dem Fahrzeug fahrende Vorder-Fahrzeug (z.B. auf Basis von Daten in Bezug auf den Abstand zu dem Vorder-Fahrzeug und/oder in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs) zu bestimmen, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine auch die zweite elektrische Maschine verwendet werden sollte. So kann in besonders zuverlässiger Weise eine selektive Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine ermöglicht werden. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren (z.B. Raddrehzahlsensoren für der Räder der ersten und/oder zweiten Achse) des Fahrzeugs zu bestimmen, ob zur Gewährleistung der Fahrstabilität des Fahrzeugs bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine die zweite elektrische Maschine zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte. Es kann somit zusätzlich und/oder alternativ zu der Betrachtung der Energieeffizienz, die Fahrstabilität des Fahrzeugs bei einem Rekuperationsvorgang betrachtet werden, um zu entscheiden, ob die zweite elektrische Maschine für den Rekuperationsvorgang genutzt wird.
Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren (z.B. der Raddrehzahlsensoren) des Fahrzeugs Information in Bezug auf den Reibwert der von dem Fahrzeug befahrenen Fahrbahn ermittelt werden. Ein niedriger Reibwert führt dabei typischerweise zu einer erhöhten Neigung zur Nutzung der zweiten elektrischen Maschine für den Rekuperationsvorgang.
Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren (z.B. eines Radarsensors) des Fahrzeugs Information in Bezug auf den zu bewirkenden Verzögerungswert während des Rekuperationsvorgang zu ermitteln. Dabei steigt typischerweise mit steigendem Verzögerungswert die Neigung zur Nutzung der zweiten elektrischen Maschine für den Rekuperationsvorgang.
Es kann dann in besonders präziser Weise auf Basis der Information in Bezug auf den Reibwert und/oder in Bezug auf den Verzögerungswert bestimmt werden, ob zur Gewährleistung der Fahrstabilität des Fahrzeugs bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine die zweite elektrische Maschine zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte. Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, zusätzlich zu der Energiebetrachtung eine Ermittlung oder Abschätzung des Fahrbahnreibwertes bzw. der Reserven fahrdynamischer Stabilität des Fahrzeugs zu berücksichtigen. Diese Information kann insbesondere aus dem Vergleich der Raddrehzahlen und/oder aus anderen fahrdynamischen Daten, wie beispielsweise aus dem elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP), ermittelt werden.
Abhängig von der ermittelten Information kann der Energie-Schwellenwert zur Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine für den Rekuperationsvorgang angepasst, insbesondere reduziert, werden. Insbesondere kann der Energie- Schwellenwert mit sinkendem Reibwert und/oder mit steigendem Verzögerungswert reduziert werden. Alternativ oder ergänzend kann der Energie- Schwellenwert mit steigendem Reibwert und/oder mit sinkendem Verzögerungswert erhöht werden.
Ferner kann die Vorrichtung eingerichtet sein, in Abhängigkeit von der ermittelten Information (insbesondere bei deutlich reduzierten Stabilitätsreserven des Fahrzeugs, etwa bei einem Reibwert, der unterhalb eines bestimmten Reibwert-Schwellenwerts liegt) auf einen permanent angekoppelten Betrieb der beiden elektrischen Maschinen umzuschalten, wobei der permanent angekoppelte Betrieb der beiden elektrischen Maschinen auch während antreibender Fahrzustände aufrechterhalten werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-)Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene (Steuer-) Vorrichtung umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben bzw. zur Steuerung einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs bei einem Rekuperationsvorgang beschrieben. Das Fahrzeug umfasst eine erste elektrische Maschine, die mit einer ersten Achse des Fahrzeugs gekoppelt ist, sowie eine zweite elektrische Maschine, die mit einer zweiten Achse des Fahrzeugs koppelbar ist.
Das Verfahren umfasst das Bestimmen, auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren (insbesondere eines Geschwindigkeitssensors, eines Umfeldsensors und/oder eines Positionssensors) des Fahrzeugs, ob zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine auch die zweite elektrische Maschine bei einem (aktuellen oder direkt vorausliegenden) Rekuperationsvorgang zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte. Das Verfahren umfasst ferner, in Abhängigkeit davon, das Betreiben der zweiten elektrischen Maschine während des Rekuperationsvorgangs, um während des Rekuperationsvorgangs elektrische Energie zu rekuperieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
Figur 1 ein beispielhaftes Fahrzeug mit mehreren elektrischen Maschinen; und Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb der elektrischen Maschinen eines Fahrzeugs bei einem Rekuperationsvorgang.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit einem möglichst energieeffizienten und stabilen Betrieb eines Fahrzeugs mit mehreren elektrischen Maschinen bei einem Rekuperationsvorgang. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100 mit einer ersten Achse 121 (z.B. der Hinterachse), die mit einer ersten elektrischen Maschine 111 gekoppelt werden kann oder gekoppelt ist. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 100 eine zweite Achse (122 (z.B. die Vorderachse), die mit einer zweiten elektrischen Maschine 122 gekoppelt werden kann oder gekoppelt ist. Die Kopplung bzw. die Entkopplung einer elektrischen Maschine 111, 112 mit der jeweiligen Achse 121, 122 kann jeweils durch einen Kupplung 131, 132 bewirkt werden.
Das Fahrzeug 100 kann eine Steuer- Vorrichtung 101 (z.B. ein Steuergerät) umfassen, die eingerichtet ist, die ein oder mehreren elektrischen Maschinen 111, 112 und/oder die ein oder mehreren Kupplungen 131, 132 zu steuern, z.B. um ein bestimmtes Antriebsmoment zum Antrieb des Fahrzeugs 100 zu bewirken und/oder um ein Verzögerungsmoment zur Verzögerung des Fahrzeugs 100 zu bewirken. Die Steuerung der ein oder mehreren elektrischen Maschine 111, 112 und/oder der ein oder mehreren Kupplungen 131, 132 kann in Abhängigkeit von einen Soll-Moment erfolgen, das z.B. von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 über das Fahrpedal oder über das Bremspedal des Fahrzeugs 100 (nicht dargestellt) angefordert wird. Das Fahrzeug 100 kann ferner ein oder mehrere Umfeldsensoren 102, z.B. eine Kamera und/oder ein Abstandssensor, etwa ein Radarsensor, umfassen, die eingerichtet sind, Sensordaten (in diesem Dokument auch als Umfelddaten bezeichnet) in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen (insbesondere in Bezug auf ein vor dem Fahrzeug 100 fahrendes Vorder- Fahrzeug). Des Weiteren kann das Fahrzeug 100 einen Positionssensor 103 (z.B. einen GPS -Empfänger) umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten (in diesem Dokument auch als Positionsdaten) in Bezug auf die Position des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Außerdem kann das Fahrzeug 100 zumindest einen Fahrsensor 104 umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten (in diesem Dokument auch als Fahrdaten bezeichnet) in Bezug auf den Fahrzustand, insbesondere in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit, des Fahrzeugs 100 zu erfassen.
Bei einem Fahrzeug 100, insbesondere bei einem BEV (battery electric vehicle), mit je zumindest einer elektrischen Maschine 111, 112 pro Achse 121, 122 können beide elektrischen Maschinen 111, 112 nicht nur zum Antreiben, sondern auch für die Bremsenergie-Rückgewinnung verwenden werden. Durch den gemeinsamen Betrieb der elektrischen Maschinen 111, 112 können die maximal erreichbare Rekuperations-Verzögerung und die Fahrstabilität der Fahrzeugs 100 erhöht werden.
Die Nutzung einer elektrischen Maschine 111, 112, insbesondere einer fremderregten elektrischen Maschine, zur Rekuperation erfordert zunächst einen bestimmten Energie- bzw. Leistungs-Offset in Form eines Erregerstroms der elektrischen Maschine 111, 112, um das Magnetfeld der elektrischen Maschine 111, 112 aufzubauen. Des Weiteren muss die Welle der entkoppelten elektrischen Maschine 112 bei Kopplung der elektrischen Maschine 112 mit der jeweiligen Achse 122 auf die Geschwindigkeit der Achse 122 beschleunigt werden, was ebenfalls zu einem Energieverlust führt. Als Folge daraus kann es ggf. aus energetischer Sicht ineffizient sein, beide elektrische Maschinen 111, 112 zur Brems-Rekuperation des Fahrzeugs 100 zu verwenden. Insbesondere kann es ggf. ineffizient sein, die zweite elektrische Maschine 112 speziell für einen Rekuperationsvorgang zur Brems-Rekuperation mit der zweiten Achse 122 zu koppeln, wenn das Fahrzeug 100 vor Beginn des Rekuperationsvorgangs mit nur einer Antriebsachse 121 betrieben wurde und die andere Antriebsachse 122 mechanisch abgekoppelt war.
Eine Möglichkeit zur Optimierung der Energieeffizienz in Zusammenhang mit der Brems-Rekuperation ist es, die zweite elektrische Maschine 112 erst ab einem bestimmten Verzögerungs-Schwellenwert zu aktivieren (z.B. ab einem Verzögerungs-Schwellenwert von 0,1g oder mehr). Der Verzögerungs- Schwellenwert kann dabei einen Kompromiss aus Fahrstabilität und Energieeffizienz darstellen. Die Festlegung eines Verzögerungs-Schwellenwertes kann jedoch dazu führen, dass die für die Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine 112 erforderliche Energiemenge im Rahmen des Rekuperationsvorgangs nicht zurückgewonnen werden kann.
Eine weitere Möglichkeit ist es, nur die erste elektrische Maschine 111 zur Brems-Rekuperation zu nutzen, bis zu einer bestimmten Verzögerungs- Stabilitätsgrenze. Dies hat jedoch zur Folge, dass die über die Verzögerungs- Stabilitätsgrenze hinausgehende Energie grundsätzlich nicht rekuperiert werden kann.
Die Steuer- Vorrichtung 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet ist, auf Basis der Fahrdaten, der Umfelddaten und/oder der Positionsdaten für einen vorausliegenden oder für einen bereits begonnenen Rekuperationsvorgang zu prädizieren, ob es aus energetischer Sicht vorteilhaft ist, zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine 111 auch die zweite elektrische Maschine 112 zur Brems- Rekuperation zu nutzen. Insbesondere kann die Steuer- Vorrichtung 101 eingerichtet sein, auf Basis der Fahrdaten, der Umfelddaten und/oder der Positionsdaten zu prädizieren, ob die im Rahmen des Rekuperationsvorgangs zu rekuperierende Rekuperations-Energiemenge größer als ein bestimmter Energie- Schwellenwert sein wird, wobei es ab dem Energie-Schwellenwert vorteilhaft ist, auch die zweite elektrische Maschine 112 zur Brems-Rekuperation zu nutzen (und dediziert für den Rekuperationsvorgang zu aktivieren).
Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, die zweite elektrische Maschine 112 (ggf. nur dann) zur Brems-Rekuperation zu nutzen, wenn die Ist- Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 bei Beginn des Rekuperationsvorgangs bzw. bei Beginn der Verzögerung des Fahrzeugs 100 größer als oder gleich wie ein bestimmten Geschwindigkeits-Schwellenwert ist. Die zweite elektrische Maschine 112 kann somit (ggf. nur dann) zur Brems-Rekuperation verwendet werden, wenn die zu rekuperierende Energiemenge (die proportional zum Quadrat der Fahrgeschwindigkeit ist) aufgrund einer relativ hohen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 relativ hoch ist. Beispielsweise kann so bei einer Stadtfahrt auf ein Zuschalten der zweiten elektrischen Maschine 112 für einen Rekuperationsvorgang verzichtet werden, während die zweite elektrische Maschine 112 bei einer Autobahnfahrt für Rekuperationsvorgänge genutzt wird.
Durch die Berücksichtigung von weiteren Sensordaten kann die Vorausschau bzw. die Prädiktion der zu erwartenden Rekuperations-Energiemenge weiter verbessert werden.
Beispielsweise kann auf Basis der Umfelddaten ein vor dem Fahrzeug 100 fahrendes Vorder-Fahrzeug detektiert werden, das mit einer Fahrgeschwindigkeit fährt, die nur geringfügig unter der Ist-Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 liegt. Ferner kann ggf. erkannt werden, dass die ACC (Adaptive Cruise Control) Funktion des Fahrzeugs 100 betrieben wird. Basierend darauf kann prädiziert werden, dass der vorausliegende Rekuperationsvorgang nur eine relativ geringe Änderung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 und somit nur eine relativ geringe Rekuperations-Energiemenge aufweist, so dass auf das Zuschalten der zweiten elektrischen Maschine 112 verzichtet werden kann. In einem weiteren Beispiel kann auf Basis einer auf einem Navigationssystem des Fahrzeugs 100 geplanten Fahrroute erkannt werden, dass das Fahrzeug 100 eine relativ starke Bremsung vornehmen muss (z.B. um von einer Autobahn abzufahren). Es kann somit prädiziert werden, dass der vorausliegende Rekuperationsvorgang eine relativ hohe Rekuperations-Energiemenge aufweist, und dass somit die zweite elektrische Maschine 112 (selektiv bzw. speziell für den Rekuperationsvorgang) zugeschaltet werden sollte.
In einem weiteren Beispiel können auf Basis der Umfelddaten ein stark bremsendes Vorder-Fahrzeug und/oder eine rote Ampel erkannt werden. Es kann somit prädiziert werden, dass der vorausliegende Rekuperationsvorgang eine relativ hohe Rekuperations-Energiemenge aufweist, und dass somit die zweite elektrische Maschine 112 zugeschaltet werden sollte.
In einem weiteren Beispiel kann auf Basis der Positionsdaten des Fahrzeugs 100 und auf Basis einer digitalen Karte in Bezug auf das von dem Fahrzeug 100 befahrene Straßennetz erkannt werden, dass das Fahrzeug 100 auf einer Landstraße eine relativ lang gezogene Kurve fährt, und deshalb das Fahrzeug 100 nur relativ wenig verzögert werden wird. Es kann somit prädiziert werden, dass der vorausliegende Rekuperationsvorgang nur eine relativ geringe Rekuperations- Energiemenge aufweist, so dass auf das Zuschalten der zweiten elektrischen Maschine 112 verzichtet werden kann.
Es kann somit die Fahrerassistenz (FAS) Sensorik 102 eines Fahrzeugs 100 (insbesondere zur Abstandsmessung, zur Erkennung von Verkehrszeichen, Ampeln, etc.) und/oder eine digitale Karte aus einem Navigationssystem des Fahrzeugs 100 genutzt werden, um die Ziel-Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 bei einem Verzögerungsvorgang zu prädizieren (z.B. vor einer Kurve oder vor einer Abzweigung). Basierend auf der Ist-Fahrgeschwindigkeit und der prädizierten Ziel-Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 kann dann die Rekuperations-Energiemenge für den Verzögerungsvorgang prädiziert werden. Insbesondere kann auf Basis der Ist-Fahrgeschwindigkeit und der prädizierten Ziel -Fahrgeschwindigkeit prädiziert werden, ob ein dediziertes Zuschalten der zweiten elektrischen Maschine 112 speziell für den Rekuperationsvorgang energetisch sinnvoll ist oder nicht.
Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, zusätzlich und teilweise unabhängig von der Effizienzbetrachtung bei einem Rekuperationsvorgang zu überprüfen, ob die Ziel-Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 in relativ kurzer Zeit (mit einer relativ hohen Verzögerung) oder in relativ langer Zeit (mit einer relativ niedrigen Verzögerung) erreicht werden soll. In Fall einer relativ hohen rekuperativen Fahrzeugverzögerung kann die erste elektrische Maschine 111 typischerweise (abhängig von der Leistungsauslegung der ersten elektrischen Maschine 111) das erforderliche Verzögerungsmoment nicht alleine stellen. Ferner kann es insbesondere im Falle einer nassen oder glatten Fahrbahn bei Rekuperation nur über eine Achse 111 zu einer fahrdynamischen Destabilisierung des Fahrzeugs 100 kommen.
Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, auf Basis einer vergleichenden Beobachtung der Raddrehzahlen der ersten Achse 121 (gemessen durch einen ersten Raddrehzahlsensor 141) und der zweiten Achse 122 (gemessen durch einen zweiten Raddrehzahlsensor 142) zwischen den Rädern der angekoppelten ersten Antriebsachse 121 und den Rädern der frei drehenden zweiten Achse 122 den Antriebsschlupf bzw. den Schlupf bei einachsiger Rekuperation zu ermitteln.
Basierend auf der vergleichenden Beobachtung und/oder aus einer Verhältnisbildung mit den jeweiligen Antriebs- bzw. Rekuperationsmomenten während einer aktuellen und/oder einer kurz zurückliegenden Fahrsituation kann ein Maß für die Fahrstabilität und für die Reserve der Fahrstabilität ermittelt werden. Abhängig von der prädizierten Fahrstabilität für den Rekuperationsvorgang kann die Aktivierungsschwelle zur Hinzunahme der zweiten elektrischen Maschine für die Rekuperation angepasst, insbesondere herabgesetzt, werden (ggf. auch dann, wenn die rein energetische Betrachtung im Falle eines vergleichsweise hohen Fahrbahnreibwerts noch keine sinnvolle Aktivierung der zweiten Rekuperationsachse 122 ergeben hätte). So kann die Fahrstabilität des Fahrzeugs 100 in effizienter Weise erhöht werden.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften (ggf. Computerimplementierten) Verfahrens 200 zum Betreiben bzw. zur Steuerung einer elektrischen Maschine 112 (z.B. einer fremderregten Synchronmaschine) eines Fahrzeugs 100 bei einem Rekuperationsvorgang (bzw. bei einem Verzögerungsvorgang des Fahrzeugs 100). Das Fahrzeug 100 umfasst eine erste elektrische Maschine 111, die mit einer ersten Achse 121 (z.B. der Hinterachse) des Fahrzeugs 100 gekoppelt ist. Die erste elektrische Maschine 111 kann dabei fest mit der ersten Achse 121 gekoppelt sein, insbesondere derart, dass die erste elektrische Maschine 111 ggf. automatisch bei einem Verzögerungs- bzw. einem Rekuperationsvorgang zur Verzögerung und/oder zur Rekuperation verwendet wird.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 100 eine zweite elektrische Maschine 112, die mit einer zweiten Achse 122 (z.B. der Vorderachse) des Fahrzeugs 100 koppelbar ist. Zu diesem Zweck kann das Fahrzeug 100 eine Kupplung 132 bzw. ein Getriebe aufweisen, das ausgebildet ist, die zweite elektrische Maschine 112 bei Bedarf mit der zweiten Achse 122 zu koppeln bzw. von der zweiten Achse 122 zu entkoppeln. Durch das Entkoppeln der zweiten elektrischen Maschine 112 kann z.B. bei Bedarf, insbesondere im Antriebsfall oder beim freien Rollen, ein von der zweiten elektrischen Maschine 112 bewirktes Schleppmoment reduziert bzw. vermieden werden. Das Verfahren 200 umfasst das Bestimmen 201, auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren 102, 103, 104 des Fahrzeugs 100, ob zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine 111 auch die zweite elektrische Maschine 112 bei einem (aktuellen oder direkt vorausliegenden) Rekuperationsvorgang zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte. Dabei können insbesondere die Sensordaten von ein oder mehreren Fahrsensoren 104 (insbesondere von einem Geschwindigkeitssensor), von ein oder mehreren Umfeldsensoren 102 (insbesondere von einem Radarsensor und/oder von einer Bildkamera), und/oder von einem Positionssensor 103 verwendet werden. Auf Basis der Sensordaten kann insbesondere Information in Bezug auf die zu rekuperierende Rekuperations-Energiemenge bei dem Rekuperationsvorgang prädiziert werden. Basierend darauf kann dann bestimmt werden, ob die zu rekuperierende Rekuperations-Energiemenge ausreichend hoch ist, damit die zur Aktivierung der zweiten elektrischen Maschine 112 erforderliche Aktivierungs- Energiemenge im Rahmen des Rekuperationsvorgangs mindestens wieder durch die zweite elektrische Maschine 112 rekuperiert werden kann (und somit die zusätzliche Nutzung der zweiten elektrischen Maschine 112 für den Rekuperationsvorgang energetisch sinnvoll ist).
Das Verfahren 200 umfasst ferner, in Abhängigkeit von dem Bestimmen 201, das (selektive) Betreiben 202 der zweiten elektrischen Maschine 112 während des Rekuperationsvorgangs, um elektrische Energie zu rekuperieren. Insbesondere kann zu diesem Zweck die zweite elektrische Maschine 112 mit der zweiten Achse 122 gekoppelt und ggf. mit einem Erregerstrom versorgt werden, wenn bestimmt wurde, dass die zweite elektrische Maschine 112 bei dem Rekuperationsvorgang genutzt werden sollte. Andererseits kann bewirkt werden, dass die zweite elektrische Maschine 112 von der zweiten Achse 122 entkoppelt bleibt und/oder nicht mit einem Erregerstrom versorgt wird, wenn bestimmt wurde, dass die zweite elektrische Maschine 112 nicht bei dem Rekuperationsvorgang genutzt werden sollte. Im Anschluss an den Rekuperationsvorgang kann die zweite elektrische Maschine 112 ggf. wieder von der zweiten Achse 122 entkoppelt werden und/oder es kann der Erregerstrom durch die zweite elektrische Maschine 112 beendet werden. Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann das Ausmaß an elektrischer Energie, die durch ein Fahrzeug 100 mit mehreren elektrischen Maschinen 111, 112 rekuperiert werden kann, erhöht werden. Ferner kann die Fahrstabilität des Fahrzeugs 100 bei einem Rekuperationsvorgang erhöht werden, indem die Verzögerungskräfte auf beide Achsen 121, 122 verteilt und die übertragbaren Seitenkräfte dadurch gleichmäßiger ausgenutzt werden (ohne Verwendung einer zusätzlichen Reibbremse).
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und
Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

- 23 -
Ansprüche
1) Vorrichtung (101) zum Betreiben einer elektrischen Maschine (112) eines Fahrzeugs (100) bei einem Rekuperationsvorgang; wobei das Fahrzeug (100) eine erste elektrische Maschine (111) umfasst, die mit einer ersten Achse (121) des Fahrzeugs (100) gekoppelt ist, und wobei das Fahrzeug (100) eine zweite elektrische Maschine (112) umfasst, die mit einer zweiten Achse (122) des Fahrzeugs (100) koppelbar ist; wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren (102, 103, 104, 141, 142) des Fahrzeugs (100) zu bestimmen, ob zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) bei einem Rekuperationsvorgang zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte; und
- in Abhängigkeit davon, die zweite elektrische Maschine (112) während des Rekuperationsvorgangs zu betreiben, um elektrische Energie zu rekuperieren.
2) Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, auf Basis von Sensordaten in Bezug auf eine Ist- Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (100) zu Beginn des Rekuperationsvorgangs zu bestimmen, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) verwendet werden sollte.
3) Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 2, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- zu bestimmen, dass bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) verwendet werden sollte, wenn die Ist-Fahrgeschwindigkeit größer als oder gleich wie ein Geschwindigkeits-Schwellenwert ist; und/oder
- zu bestimmen, dass die zweite elektrische Maschine (112) nicht bei dem Rekuperationsvorgang verwendet werden sollte, wenn die Ist- Fahrgeschwindigkeit kleiner als der Geschwindigkeits-Schwellenwert ist. ) Vorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- auf Basis von Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren (102, 103, 104, 141, 142) des Fahrzeugs (100) eine Ziel -Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (100) an einem Ende des Rekuperationsvorgangs zu prädizieren; und
- auf Basis der Ist-Fahrgeschwindigkeit zu Beginn des Rekuperationsvorgangs und auf Basis der prädizierten Ziel- Fahrgeschwindigkeit am Ende des Rekuperationsvorgangs zu bestimmen, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) verwendet werden sollte. ) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, auf Basis von Sensordaten in Bezug auf eine Position des Fahrzeugs (100) und auf Basis einer digitalen Karte in Bezug auf ein von dem Fahrzeug (100) befahrenes Straßennetz
- eine Ziel -Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (100) an einem Ende des Rekuperationsvorgangs zu prädizieren; und/oder
- zu bestimmen, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) verwendet werden sollte. ) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, auf Basis einer auf einem Navigationssystem des Fahrzeugs (100) geplanten Fahrroute des Fahrzeugs (100) und auf Basis von Sensordaten in Bezug auf eine Position des Fahrzeugs (100)
- eine Ziel -Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (100) an einem Ende des Rekuperationsvorgangs zu prädizieren; und/oder
- zu bestimmen, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) verwendet werden sollte. ) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, auf Basis von Sensordaten in Bezug auf ein vor dem Fahrzeug (100) fahrendes Vorder-Fahrzeug,
- eine Ziel -Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (100) an einem Ende des Rekuperationsvorgangs zu prädizieren; und/oder
- zu bestimmen, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) verwendet werden sollte. ) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- auf Basis von Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren (102, 103, 104, 141, 142) des Fahrzeugs (100) eine Rekuperations-Energiemenge zu prädizieren, die bei dem Rekuperationsvorgang rekuperiert werden kann; und
- auf Basis der prädizierten Rekuperations-Energiemenge, insbesondere in Abhängigkeit von einem Vergleich der prädizierten Rekuperations- Energiemenge mit einem Energie-Schwellenwert, zu bestimmen, ob bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) verwendet - 26 - werden sollte. ) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, wenn bestimmt wurde, dass bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) verwendet werden sollte,
- zu bewirken, dass die zweite elektrische Maschine (112) für den Rekuperationsvorgang mit der zweiten Achse (122) gekoppelt wird; und/oder
- für den Rekuperationsvorgang einen Erregerstrom durch eine Erregerwicklung der zweiten elektrischen Maschine (112) zu bewirken. 0) Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren (102, 103, 104, 141, 142) des Fahrzeugs (100) zu bestimmen, ob zur Gewährleistung einer Fahrstabilität des Fahrzeugs (100) bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte. 1) Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 10, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist,
- auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren (102, 103, 104, 141, 142) des Fahrzeugs (100) Information in Bezug auf einen Reibwert einer von dem Fahrzeug (100) befahrenen Fahrbahn und/oder Information in Bezug auf einen zu bewirkenden Verzögerungswert während des Rekuperationsvorgang zu ermitteln; und
- basierend darauf zu bestimmen, ob zur Gewährleistung der Fahrstabilität des Fahrzeugs (100) bei dem Rekuperationsvorgang zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite - 27 - elektrische Maschine (112) zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte. ) Verfahren (200) zum Betreiben einer elektrischen Maschine (112) eines Fahrzeugs (100) bei einem Rekuperationsvorgang; wobei das Fahrzeug (100) eine erste elektrische Maschine (111) umfasst, die mit einer ersten Achse (121) des Fahrzeugs (100) gekoppelt ist, und wobei das Fahrzeug (100) eine zweite elektrische Maschine (112) umfasst, die mit einer zweiten Achse (122) des Fahrzeugs (100) koppelbar ist; wobei das Verfahren (200) umfasst, - Bestimmen (201), auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren
Sensoren (102, 103, 104, 141, 142) des Fahrzeugs (100), ob zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine (111) die zweite elektrische Maschine (112) bei einem Rekuperationsvorgang zur Rekuperation von elektrischer Energie verwendet werden sollte; und - in Abhängigkeit davon, Betreiben (202) der zweiten elektrischen
Maschine (112) während des Rekuperationsvorgangs, um elektrische Energie zu rekuperieren.
PCT/EP2021/070462 2020-08-19 2021-07-22 Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer elektrischen maschine bei einem rekuperationsvorgang Ceased WO2022037892A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180041565.2A CN115768653A (zh) 2020-08-19 2021-07-22 用于在回收过程中控制电机的方法和装置
US18/021,872 US12370899B2 (en) 2020-08-19 2021-07-22 Method and apparatus for controlling an electric machine during a recuperation process

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020121695.5 2020-08-19
DE102020121695.5A DE102020121695A1 (de) 2020-08-19 2020-08-19 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer elektrischen Maschine bei einem Rekuperationsvorgang

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022037892A1 true WO2022037892A1 (de) 2022-02-24

Family

ID=77543461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/070462 Ceased WO2022037892A1 (de) 2020-08-19 2021-07-22 Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer elektrischen maschine bei einem rekuperationsvorgang

Country Status (4)

Country Link
US (1) US12370899B2 (de)
CN (1) CN115768653A (de)
DE (1) DE102020121695A1 (de)
WO (1) WO2022037892A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022129429A1 (de) * 2022-11-08 2024-05-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Ankoppeln einer elektrischen Maschine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116923109A (zh) * 2022-04-11 2023-10-24 法雷奥西门子新能源汽车德国有限责任公司 用于电动车辆的动力系统和包括其的电动车辆
DE102023205016A1 (de) * 2023-05-30 2024-12-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems eines Fahrzeugs mit zwei elektrischen Maschinen

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19718709A1 (de) * 1996-05-02 1997-11-13 Toyota Motor Co Ltd Hybridfahrzeug
US20130173100A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Electric Vehicle
DE102013209175A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeugs und Steuervorrichtung für ein rekuperatives Bremssystem eines Fahrzeugs
DE102014207065A1 (de) * 2014-04-11 2015-10-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Benutzerdefinierte Rekuperation
US20170120892A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control apparatus
US20180072163A1 (en) * 2016-09-15 2018-03-15 Yazaki Corporation Regenerative control device

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4011291A1 (de) * 1990-04-06 1991-10-17 Magnet Motor Gmbh Elektrofahrzeug mit einzeln gesteuerten antriebs-elektromotoren
JP2001169405A (ja) * 1999-12-09 2001-06-22 Toyota Motor Corp 車輌用制動装置
JP3614089B2 (ja) * 2000-08-03 2005-01-26 マツダ株式会社 ハイブリッド車の走行制御装置
JP3646632B2 (ja) * 2000-08-10 2005-05-11 マツダ株式会社 車両の走行制御装置
JP3811372B2 (ja) * 2001-05-30 2006-08-16 トヨタ自動車株式会社 車輌の制動力制御装置
JP3863838B2 (ja) * 2002-11-12 2006-12-27 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両
JP3857222B2 (ja) * 2002-11-29 2006-12-13 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の駆動力制御装置
JP2005151633A (ja) * 2003-11-12 2005-06-09 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両
WO2005110827A1 (de) * 2004-05-03 2005-11-24 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren für die steuerung eines bremssystems eines kraftfahrzeuges
WO2006000560A1 (de) * 2004-06-24 2006-01-05 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur steuerung eines bremssystems eines allradgetriebenen kraftfahrzeuges
US7441845B2 (en) * 2004-09-13 2008-10-28 Ford Global Technologies, Llc Method for operating multiple axle regenerative braking in an automotive vehicle
US7322659B2 (en) * 2005-08-04 2008-01-29 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and system for brake distribution in a regenerative braking system
US8308248B2 (en) * 2007-04-05 2012-11-13 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method for operating a vehicle brake system and vehicle brake system
US8596390B2 (en) * 2007-12-05 2013-12-03 Ford Global Technologies, Llc Torque control for hybrid electric vehicle speed control operation
WO2013047243A1 (ja) * 2011-09-26 2013-04-04 本田技研工業株式会社 車両用駆動装置
US8655533B2 (en) * 2011-12-29 2014-02-18 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Electric vehicle
JP2014034335A (ja) * 2012-08-09 2014-02-24 Mitsubishi Motors Corp 車両の充放電制御装置
DE102012222507B4 (de) * 2012-12-07 2025-01-02 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum Betreiben einer Rekuperationsbremse eines Kraftfahrzeugs und Rekuperationsbremse
US20150019058A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-15 Stephan P. Georgiev Regenerative braking regulation in automotive vehicles
US9707944B2 (en) * 2013-11-08 2017-07-18 Honda Motor Co., Ltd. Braking force control system
CN104276031B (zh) * 2014-01-30 2016-01-13 比亚迪股份有限公司 车辆及其驱动控制方法
US11027613B2 (en) * 2014-02-03 2021-06-08 Ford Global Technologies, Llc Regenerative braking control system and method
DE102015105135B4 (de) 2015-04-02 2022-12-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrisch antreibbares Allrad-Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines elektrisch antreibbaren Allrad-Kraftfahrzeugs
DE102015006454A1 (de) * 2015-05-19 2016-11-24 Man Truck & Bus Ag Verfahren und Steuervorrichtung zur Rekuperation von Energie in einem Hybridfahrzeug
EP3132966B1 (de) 2015-08-21 2024-08-07 MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik GmbH & Co KG Verfahren zum betreiben eines fahrzeuges sowie fahrzeug
GB201515813D0 (en) 2015-09-07 2015-10-21 Jaguar Land Rover Ltd Controller for a braking system
JP6380429B2 (ja) * 2016-03-02 2018-08-29 トヨタ自動車株式会社 自動車
DE102016204934A1 (de) * 2016-03-24 2017-09-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Antriebsvorrichtung und eine Antriebsvorrichtung für ein Hybrid-Kraftfahrzeug
JP2018019538A (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 いすゞ自動車株式会社 車両及び車両の制御方法
CN108058615B (zh) * 2016-11-09 2022-02-25 华为技术有限公司 车辆制动能量的回收方法和装置
DE102016222827A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
KR102417515B1 (ko) * 2016-11-24 2022-07-05 현대자동차주식회사 전기자동차의 제동 제어 장치 및 방법
DE102016014732A1 (de) * 2016-12-10 2018-06-14 Daimler Ag Kraftfahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102017211248B4 (de) * 2017-07-03 2020-01-02 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Rekuperation von kinetischer Energie eines Hybridfahrzeuges, sowie Steuereinrichtung hierfür
DE102017213278A1 (de) 2017-08-01 2019-02-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Datendienst zum Anpassen eines Fahrzeugabstands
CN108045234B (zh) * 2017-12-19 2018-09-28 南昌工程学院 一种高安全性的电动汽车制动能量回收方法
DE102018214246A1 (de) * 2018-08-23 2020-02-27 Audi Ag Elektrofahrzeug mit optimiertem Wirkungsgrad
DE102018217224A1 (de) * 2018-10-09 2020-04-09 Audi Ag Verfahren zur Verteilung eines von einem Fahrer angeforderten Bremsmoments auf die Achsen eines Kraftfahrzeugs
CN109808500B (zh) 2019-03-05 2021-01-19 北京汽车股份有限公司 控制车辆充电的方法、装置及车辆
CN110920384A (zh) * 2019-12-26 2020-03-27 宜宾凯翼汽车有限公司 四驱电动车的双电机驱动装置
KR102703406B1 (ko) * 2020-01-23 2024-09-05 현대자동차주식회사 차량의 제동 제어 방법
JP7404887B2 (ja) * 2020-01-24 2023-12-26 株式会社アドヴィックス 制動制御装置
US11634033B2 (en) * 2020-02-04 2023-04-25 Nio Technology (Anhui) Co., Ltd. Systems and methods of vehicular braking
KR102805173B1 (ko) * 2020-07-06 2025-05-08 현대자동차주식회사 사륜 구동 전동화 차량의 회생제동 제어 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19718709A1 (de) * 1996-05-02 1997-11-13 Toyota Motor Co Ltd Hybridfahrzeug
US20130173100A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Electric Vehicle
DE102013209175A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeugs und Steuervorrichtung für ein rekuperatives Bremssystem eines Fahrzeugs
DE102014207065A1 (de) * 2014-04-11 2015-10-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Benutzerdefinierte Rekuperation
US20170120892A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control apparatus
US20180072163A1 (en) * 2016-09-15 2018-03-15 Yazaki Corporation Regenerative control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022129429A1 (de) * 2022-11-08 2024-05-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Ankoppeln einer elektrischen Maschine

Also Published As

Publication number Publication date
US12370899B2 (en) 2025-07-29
US20230311667A1 (en) 2023-10-05
CN115768653A (zh) 2023-03-07
DE102020121695A1 (de) 2022-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2421735B1 (de) Verfahren zum betreiben eines fahrzeugs mit einem segel- bzw. rollmodus
DE102011084339B4 (de) Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102011077656B4 (de) Abschalten eines Antriebsmotors bei Zufahrt auf eine Verkehrsampel
DE102016114755A1 (de) Fahrzeug, das über ACC-Stop-and-Go verfügt, mit automatischem Halten der Bremsung zur Erhöhung der Motor-Autostopp-Verfügbarkeit
EP2509839B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines fahrzeugs an ein objekt während eines einparkvorgangs
DE102009046340A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Roll- oder Segelfunktion eines Fahrzeugs
DE102008019174A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeuges
EP2540589B1 (de) Verfahren und Steuereinrichtung zur Steuerung oder Regelung von Fahrzeugsystemen
EP3558777B1 (de) Verfahren zum betrieb eines kraftfahrzeugs mit vorzeitigem motorneustart aus dem engine-off-coasting
EP2879928A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines fahrzeugs
WO2022037892A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer elektrischen maschine bei einem rekuperationsvorgang
DE102007018733A1 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Geschwindigkeitsfunktion zum Verzögern eines Fahrzeugs
DE112016001853B4 (de) Fahrtsteuerungsapparat
DE102008064018A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verändern eines Betriebszustands einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs
DE102012017526A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges
DE102010026769A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs
WO2010072468A1 (de) Verfahren zum betreiben eines antriebsstrangs
DE112017003067T5 (de) Steuersystem für ein Fahrzeug und Verfahren
EP4263261A1 (de) Verfahren zum aufteilen eines angeforderten drehmoments zum antreiben eines fahrzeugs mit rädern
DE102020110741A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bewirken einer Verzögerung eines Fahrzeugs
DE102016220385B4 (de) Verfahren zum Kontrollieren eines Bremspedals
EP2651736B1 (de) Verfahren zum betreiben einer antriebsvorrichtung eines fahrzeugs, vorrichtung, computer-programmprodukt
DE102024108002A1 (de) Verfahren und steueranordnung zum steuern eines fahrzeugs bei einer bergabanfahrt
DE102016206727A1 (de) Verfahren zum vorausschauenden Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs
DE102021206807A1 (de) Verfahren zum Einkuppeln einer Kupplung und Kraftfahrzeug

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: 21762610

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: 21762610

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 18021872

Country of ref document: US