WO2022247981A1 - Elektrisch betreibbarer antriebsstrang, verfahren zur steuerung eines elektrisch betreibbaren antriebsstrangs, computerprogrammprodukt und steuereinheit - Google Patents

Elektrisch betreibbarer antriebsstrang, verfahren zur steuerung eines elektrisch betreibbaren antriebsstrangs, computerprogrammprodukt und steuereinheit Download PDF

Info

Publication number
WO2022247981A1
WO2022247981A1 PCT/DE2022/100312 DE2022100312W WO2022247981A1 WO 2022247981 A1 WO2022247981 A1 WO 2022247981A1 DE 2022100312 W DE2022100312 W DE 2022100312W WO 2022247981 A1 WO2022247981 A1 WO 2022247981A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
motor vehicle
drive train
electrical machine
electrically operable
operating state
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/100312
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Mannsperger
Christian Weber
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to CN202280037068.XA priority Critical patent/CN117460637A/zh
Publication of WO2022247981A1 publication Critical patent/WO2022247981A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/12—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using control strategies taking into account route information
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/20—Control strategies involving selection of hybrid configuration, e.g. selection between series or parallel configuration
    • 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
    • B60W2555/00—Input parameters relating to exterior conditions, not covered by groups B60W2552/00, B60W2554/00
    • B60W2555/60—Traffic rules, e.g. speed limits or right of way
    • 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

Definitions

  • Electrically operable powertrain method for controlling an electrically operable powertrain, computer program product and
  • the present invention relates to an electrically operable drive train for a hybrid motor vehicle, comprising a first electric machine which can be coupled to an internal combustion engine, a second electric machine which can be coupled to at least one vehicle wheel, and a clutch device by means of which the first electric machine and the second electrical machine can be coupled to one another and decoupled from one another in a torque-transmitting manner, the second electrical machine being electrically connected to the first electrical machine with an electrical energy storage device being connected in between, so that the first electrical machine charges the electrical energy storage device in generator mode and/or the second electrical machine Machine is fed from the electrical energy storage device, and also a control unit for controlling the electrically operable drive train, where in the electrically operable drive train by the control unit can be put into a first operating state, in which the coupling device decouples the first electrical machine and the second electrical machine from one another, and the first electrical machine can be operated as a generator by the internal combustion engine and the electrical energy store can be charged as a result, and the second electrical machine from the is supplied with electrical energy storage
  • Hybrid powertrains for motor vehicles are known in principle from the prior art.
  • Such drive trains of a hybrid vehicle include Usually a combination of an internal combustion engine and at least one electric motor, and allow - for example in urban areas - a purely electric mode of operation with sufficient range and available availability especially for cross-country trips.
  • hybrid powertrains which, through the use of two electric machines and a separating clutch, allow parallel hybrid and serial hybrid operation, as well as the possibility of purely electric driving.
  • An electrical energy storage device such as a rechargeable battery, can be charged in three ways: via recuperation (i.e. via energy recovery when braking and when coasting), via operation of the internal combustion engine and as a plug-in hybrid, in which externally via power cable is charged.
  • the combustion engine In serial hybrid operation, the combustion engine, in conjunction with a generator, only serves as a battery charger for the electric motor and cannot drive the vehicle itself. In the serial hybrid mode, the drive power of the combustion engine is converted into electrical energy via the first electric motor and back into mechanical energy in the second electric motor. However, these two drive electric motors also generate power loss, which is cooled by your hydraulic pump, e.g. with gear oil.
  • an electric motor works in parallel and is therefore “equal” to the internal combustion engine.
  • the battery can serve as an energy store for the electric motor, which in turn supports the petrol or diesel engine as a “booster”.
  • Switching between modes takes some time about 1-2 seconds. This time can be perceived by the driver as a long delay if the driving strategy only switches from electric driving to hybrid driving in response to the accelerator pedal commands.
  • an electrically operable drive train for a hybrid motor vehicle comprising a first electric machine which can be coupled to an internal combustion engine, a second electric machine which can be coupled to at least one vehicle wheel, and a coupling device by means of which the first electric machine and the second electrical machine can be coupled to one another and decoupled from one another in a torque-transmitting manner, the second electrical machine being electrically connected to the first electrical machine with the interposition of an electrical energy storage device, so that the first electrical machine charges the electrical energy storage device in generator mode and/or or the second electrical machine is fed from the electrical energy store, and also a control unit for controlling the electrically operable drive train, wherein the electrically operable drive train bare by the control unit can be put into a first operating state, in which the coupling device decouples the first electrical machine and the second electrical machine from one another, and the first electrical machine can be operated as a generator by the internal combustion engine and the electrical energy store can be charged as a result, and the second electrical machine is fed to the electrical energy storage device
  • the driving mode of the vehicle can be switched from purely electric to serial-hybrid operation, for example before increased power is called up from the drive train, which is the case, for example, when changing from is to be expected from an inner-city journey to a cross-country journey.
  • the perceived waiting time when accelerating can be significantly reduced in this way and the drive train responds immediately to a desire to accelerate without having a "dead time”.
  • the driving mode can switch from purely electric operation to serial hybrid operation.
  • the first and second electric machines are used to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and they each typically comprise a stationary part called the stator or armature, and a rotor or runner and opposite the stationary part movably, in particular rotatably, arranged part.
  • the first and/or the second electrical machine is dimensioned in such a way that vehicle speeds are greater than 50 km/h, preferably greater than 80 km/h and in particular greater than 100 km/h can be achieved.
  • the electric machine particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW.
  • the electrical machine provides speeds greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, very particularly preferably greater than 12,500 rpm.
  • motor vehicles are land vehicles that are moved by machine power without being tied to railroad tracks.
  • a motor vehicle can be selected, for example, from the group of passenger cars (cars), trucks (lorries), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (COM) or tractors.
  • a hybrid electric vehicle also referred to as a hybrid electric vehicle (HEV) is an electric vehicle that is powered by at least one electric motor and another energy converter and draws energy from both its electrical storage (battery) and additional fuel that is carried.
  • HEV hybrid electric vehicle
  • the internal combustion engine can be, for example, a piston engine that can be operated with a liquid or gaseous fuel. It is also conceivable that the internal combustion engine is designed as a fuel cell.
  • the navigation device can be a navigation device permanently installed in the motor vehicle or it can also be a mobile navigation device.
  • the navigation device can also be a smart phone or a tablet computer, which can be coupled to the control unit of the drive train via a wired or wireless connection.
  • the navigation device can also include a camera for optically recognizing traffic signs, such as local exit signs, speed limit signs, etc.
  • a digital map is preferably present in the navigation device, which preferably also contains information about speed limits and/or topographical information.
  • a control unit as used in the present invention, is used, in particular, for the electronic control and/or regulation of one or more technical systems of the motor vehicle.
  • a control unit for controlling and/or regulating one or more electrical machines and, preferably, an internal combustion engine can be provided.
  • a control unit has, in particular, a wired or wireless signal input for receiving electrical signals, in particular, such as sensor signals, for example. Furthermore, a control unit also preferably has a wired or wireless signal output for the transmission of electrical signals in particular, for example to electrical actuators or electrical consumers of the motor vehicle.
  • Control operations and/or regulation operations can be carried out within the control unit. It is very particularly preferred that the control unit includes hardware that is designed to run software.
  • the control unit preferably includes at least one electronic processor for executing program sequences defined in software.
  • the control unit can also have one or more electronic memories in which the data contained in the signals transmitted to the control unit can be stored and read out again. Furthermore, the control unit can have one or more electronic memories in which data can be stored in a changeable and/or unchangeable manner.
  • a control unit can include a plurality of control units which are arranged in particular in a spatially separate manner from one another in the motor vehicle.
  • Control units are also referred to as electronic control units (ECU) or electronic control modules (ECM) and preferably have electronic microcontrollers for carrying out computing operations for processing data, particularly preferably using software.
  • the control devices can preferably be networked with one another, so that a wired and/or wireless data exchange between control devices is made possible.
  • bus systems present in the motor vehicle such as CAN bus or LIN bus.
  • the drive train according to the invention can also be combined in a hybrid module.
  • hybrid module structural and functional elements of a hybridized drive train can be spatially and/or structurally combined and preconfigured, so that a hybrid module can be integrated in a particularly simple manner into a drive train of a motor vehicle.
  • a first electric machine and a clutch device in particular with a separating clutch for engaging the first electric motor in and/or disengaging the first electric motor from the drive train, can be present in a hybrid module.
  • a second electrical machine is also arranged in the hybrid module.
  • the navigation signal contains at least one item of information about a speed limit in front of the motor vehicle in the direction of travel and/or topological information in front of the motor vehicle in the direction of travel and/or meteorological information in front of the motor vehicle in the direction of travel .
  • the advantage of this design is that the operating mode of the drive train can be set in advance, so that, for example, a probable acceleration request by the driver and the associated higher drive power can take place through preventive switching from purely electric operation to serial-hybrid operation .
  • Such driving situations can occur, for example, when changing from inner-city driving to overland or freeway driving.
  • corresponding information about speed limits on the route can be provided by the navigation device.
  • topological information for example to identify an incline along the vehicle route and accordingly to prepare the powertrain for a higher power requirement by switching from all-electric operation to hybrid-serial operation.
  • meteorological information can also be provided, for example whether it is snowing along the vehicle route or sections with icy routes can be expected, which then depends on the control unit when deciding whether and, if applicable, when to switch between purely electric operation and serial-hybrid operation.
  • control unit is set up to start the internal combustion engine by means of the first electrical machine and set it to a predefined setpoint speed in order to transfer the electrically operable drive train from the second operating state to the first operating state.
  • the power of the internal combustion engine is initially temporarily stored in the electrical energy store and is not delivered directly to a vehicle wheel.
  • the user does not signal a desire to accelerate, for example by pressing down an accelerator pedal, the vehicle does not accelerate as a result of the driving mode change from purely electric operation to serial-hybrid operation.
  • the control unit is set up within a time interval before reaching a speed limit in front of the motor vehicle in the direction of travel and/or topological information and/or in front of the motor vehicle in the direction of travel Meteorological information lying in front of the motor vehicle in the direction of travel automatically leads the electrically operable drive train from the second operating state to the first operating state.
  • the time interval is between 1-20 seconds, preferably between 1-10 seconds, very particularly preferably between 1-5 seconds. In this way, the effect can be achieved in particular that the internal combustion engine is put into operation only shortly before a higher power requirement may occur, in order to realize the most energy-efficient operation of the drive train possible.
  • the invention can also be further developed such that the control unit is set up, with a navigation signal that contains information about a speed limit between 6-60 km/h applicable at the position of the motor vehicle, the electrically operable drive train to operate automatically in the second operating state and/or to operate the electrically operable drive train automatically in the first operating state in the case of a navigation signal that contains information about a speed limit of greater than 60 km/h applicable at the position of the motor vehicle.
  • the control unit is set up, with a navigation signal that contains information about a speed limit between 6-60 km/h applicable at the position of the motor vehicle, the electrically operable drive train to operate automatically in the second operating state and/or to operate the electrically operable drive train automatically in the first operating state in the case of a navigation signal that contains information about a speed limit of greater than 60 km/h applicable at the position of the motor vehicle.
  • control unit is set up to increase the output torque of the second electric machine depending on a foot pedal position after the drive train has been transferred to the first operating state. In this way it can be achieved that there is no automatic acceleration by switching from purely electric operation to serial-hybrid operation of the drive train, but rather only when the driver tends to accelerate.
  • the object of the invention is also achieved by a method for controlling an electrically operable drive train for a hybrid motor vehicle, comprising a first electric machine which can be coupled to an internal combustion engine, a second electric machine which can be coupled to at least one vehicle wheel, and a coupling device by means of which the first electrical machine and the second electrical machine can be coupled to and decoupled from one another in a torque-transmitting manner, the second electrical machine being electrically connected to the first electrical machine with an electrical energy store being interposed, so that the first electrical machine is in generator mode charges the electrical energy store and / or the second electrical machine is fed from the electrical energy store, and also a control unit for controlling the electrically operable to drive train, wherein the elec Technically operable drive train through the Steuerein unit in a first operating state can be set in which the Kupplungsvorrich device, the first electrical machine and the second electrical machine voneinan the decoupled, and the first electrical machine by the Internal combustion engine can be operated as a generator and the electrical energy store can be charged as a result,
  • the object of the invention is also achieved by a computer program product that is stored on a machine-readable medium, or computer data signal, embodied by an electromagnetic wave, with a computer program
  • control unit for controlling an electrically operable drive train for a hybrid motor vehicle according to one of Claims 1-7, comprising a processor and a memory containing computer program code, the memory and the Computer program code configured, with the processor, to cause the control unit to perform a method according to claim 8.
  • FIG. 1 shows an electrically operable drive train for a hybrid motor vehicle in a first operating state in a schematic block circuit view
  • FIG. 2 shows an electrically operable drive train for a hybrid motor vehicle in a second operating state in a schematic block circuit view
  • FIG. 3 shows a driving situation of a hybrid motor vehicle before a change from purely electric to serial-hybrid operation in a schematic block circuit view
  • FIG. 4 shows a method sequence diagram for controlling an electrically drivable drive train.
  • FIG. 1 shows an electrically operable drive train 1 for a hybrid motor vehicle 2, comprising a first electric machine 3, which is coupled to an internal combustion engine 14 and a second electric machine 4, which is coupled to at least one vehicle wheel 5.
  • a clutch device 6 is provided, by means of which the first electric machine 3 and the second electric machine 4 can be coupled to and decoupled from one another in a torque-transmitting manner.
  • the second electrical machine 4 is electrically connected to the first electrical machine 3 with an electrical energy store 11 interposed, so that the first electrical machine 3 charges the electrical energy store 11 in generator mode, while the second electrical machine 3 is fed from the electrical energy store 11 .
  • the drive train also has a control unit 50 for controlling the electrically operable drive train 1, wherein the electrically operable drive train 1 can be put into a first operating state 9 by the control unit 50, in which the clutch device 6 controls the first electric machine 3 and the second electric machine 4 decoupled from each other, and the first electric machine 3 can be operated as a generator by the internal combustion engine 14 and the electrical energy storage device 11 can thereby be charged, and the second electric machine 4 is fed from the electric energy storage device 11 and operated as an electric motor.
  • This first operating state 9 which is also referred to as serial-hybrid operation, is shown in FIG.
  • the control unit 50 for controlling the electrically operable drive train 1 for a hybrid motor vehicle 2 comprises a processor 51 and a memory 52 containing computer program code, the memory 52 and the computer program code being configured with the processor 51, the control unit 50 to carry out the method described in more detail below.
  • the electrically operable drive train 1 can also be put into a second operating state 10 by the control unit 50, in which the clutch device 6 decouples the first electric machine 3 and the second electric machine 4 from one another, and the internal combustion engine 14 is switched off, as is the second electrical machine 4 from the electrical energy storage device 11 feeds ge and is operated as an electric motor.
  • This second operating state 10 which can also be referred to as the all-electric operating mode, is outlined in FIG.
  • the control unit 50 is connected to a navigation device 15 of the motor vehicle 2 and is set up to automatically transfer the electrically operable drive train 1 from the second operating state 10 to the first operating state 9 as a function of a navigation signal 16 representing the position of the motor vehicle 2. This can now be explained in more detail using the example shown in FIG.
  • the navigation device provides a navigation signal 16 that at least one piece of information about a speed limit in front of motor vehicle 2 in the direction of travel and/or topological information in front of motor vehicle 2 in the direction of travel and/or in the direction of travel the motor vehicle 2 lying meteorological information ent holds.
  • the driving situation outlined in FIG. 3 shows a change from inner-city driving to interurban or freeway driving.
  • This transition is stored in the navigation device 15, for example, by applicable speed limits 7.8 along the vehicle route on which the vehicle 2 is moving at the vehicle speed 13.
  • the vehicle 2 is moving in the city center with a first speed limit 7 of, for example, 50 km/h that applies there.
  • a first speed limit 7 of, for example, 50 km/h that applies there.
  • it will Motor vehicle 2 driven purely electrically, as indicated in the operating situation of the drive train 1 shown in FIG.
  • the control unit 50 is therefore set up to automatically transfer the electrically operable drive train 1 from the second operating state 10 to the first operating state 9 within a time interval 12 before reaching a speed limit 8 in front of the motor vehicle 2 in the direction of travel.
  • the time interval 12 can be between 1-20 seconds, preferably between 1-10 seconds, very particularly preferably between 1-5 seconds.
  • control unit 50 causes the electrically operable drive train 1 to be transferred from the second operating state 10 to the first operating state 9, in which the internal combustion engine 14 is switched on by means of the first electrical machine 3 is started and set to a predefined target speed.
  • control unit 50 To convert motor vehicle 2 from fully electric operation when driving in a city center to serial-hybrid operation when driving overland or on a highway, control unit 50 is set up in such a way that when a navigation signal 16 is received, information about a position of the motor vehicle 2 contains an applicable speed limit of between 6-60 km/h, to operate the electrically operable drive train 1 automatically in the second operating state 10 and, if there is a navigation signal 16, that information about an applicable speed limit at the position of the motor vehicle 2 of greater than 60 km/h to automatically operate the electrically operable drive train 1 in the first operating state 9, with the corresponding switching being initiated in a time interval 12 before the second speed limit 8 (here >60 km/h) is reached.
  • the drive train 1 After the drive train 1 has been transferred to this first operating state 9, depending on a foot pedal position, Output torque of the second electrical machine 4 without a "dead time" are increased directly.
  • a first method step 20 the program code is started in the processor 51 of the control unit 50 for executing the method for controlling the drive train 1. This is initialized in a subsequent method step 21.
  • step 22 It is then checked in step 22 whether the drive train 1 is in its second operating state 10, ie the all-electric operating mode, be. If this condition is met and the motor vehicle 2 is operated purely electrically, in step 23 the navigation signal 16 of the navigation device is checked and evaluated.
  • This checking and evaluation of navigation signal 16 is essentially carried out using the following steps: a) determining the position and speed of motor vehicle 2 using navigation signal 16, b) determining at least one piece of information about a speed limit in front of motor vehicle 2 in the direction of travel and/or topological information in front of motor vehicle 2 in the direction of travel and/or meteorological information in front of motor vehicle 2 in the direction of travel using navigation signal 16, c) determination of the time it takes to reach the speed limit in front of motor vehicle 2 in the direction of travel and/or in the direction of travel Topological information lying in front of the motor vehicle 2 and/or in Direction of travel in front of the motor vehicle 2 lying meteorological information tion d) checking whether the duration is less than or equal to a predefined or determined time interval.
  • the electrically operable drive train 1 is transferred from the second operating state 10 to the first operating state 9 in method steps 24-27.
  • the internal combustion engine 14 is first started in step 24 by the first electrical cal machine 3, which is operated as a motor and fed by the electrical energy storage device 11 for this purpose.
  • internal combustion engine 14 is then adjusted to a predefined setpoint speed.
  • the output torque of the internal combustion engine 14 is then adjusted via the first electric machine 3 Ma.
  • the electrical power of the first electrical machine 3, which is now operated as a generator is routed to the electrical energy store 11, which is charged accordingly.
  • the accelerator pedal is actuated by the driver of the motor vehicle, which can be monitored and detected in method step 28, the vehicle is accelerated accordingly by the second electric machine 4.
  • the method described can be embodied in particular as a computer program product that is stored on a machine-readable carrier, or computer data signal, embodied by an electromagnetic wave, with a computer program code that is suitable for carrying out the method described.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (1) für ein hybrides Kraftfahrzeugs (2), umfassend eine erste elektrische Maschine (3), welche mit einer Verbrennungskraftmaschine (14) koppelbar ist, eine zweite elektrische Maschine (4), welche mit wenigstens einem Fahrzeugrad (5) koppelbar, und eine Kupplungsvorrichtung (6) mittels derer die erste elektrische Maschine (3) und die zweite elektrische Maschine (4) drehmomentübertragend miteinander koppelbar und voneinander entkoppelbar sind, wobei die zweite elektrische Maschine (4) unter Zwischenschaltung eines elektrischen Energiespeichers (11) mit der ersten elektrischen Maschine (3) elektrisch verbunden ist, so dass die erste elektrische Maschine (3) im Generatorbetrieb den elektrischen Energiespeicher (11) auflädt und/oder die zweite elektrische Maschine (3) aus dem elektrischen Energiespeicher (11) gespeist wird, sowie ferner eine Steuereinheit (50) zur Steuerung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs (1), wobei die Steuereinheit (50) mit einem Navigationsgerät (15) des Kraftfahrzeugs (2) verbunden und eingerichtet ist, den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang (1) selbsttätig aus einem zweiten Betriebszustand (10) in einen ersten Betriebszustand (9) in Abhängigkeit von einem die Position des Kraftfahrzeugs (2) repräsentierenden Navigationssignals (16) zu überführen.

Description

Elektrisch betreibbarer Antriebsstranq, Verfahren zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstranqs, Computerproqrammprodukt und
Steuereinheit
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang für ein hybrides Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste elektrische Maschine, welche mit einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist, eine zweite elektrische Maschine, welche mit wenigstens einem Fahrzeugrad koppelbar, und eine Kupplungsvorrichtung mittels derer die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine drehmomentübertragend miteinander koppelbar und voneinander entkoppelbar sind, wobei die zweite elektrische Maschine unter Zwi schenschaltung eines elektrischen Energiespeichers mit der ersten elektrischen Maschine elektrisch verbunden ist, so dass die erste elektrische Maschine im Gene ratorbetrieb den elektrischen Energiespeicher auflädt und/oder die zweite elektri sche Maschine aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird, sowie ferner eine Steuereinheit zur Steuerung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs, wo bei der elektrisch betreibbare Antriebsstrang durch die Steuereinheit in einen ersten Betriebszustand versetzbar ist, in dem die Kupplungsvorrichtung die erste elektri sche Maschine und die zweite elektrische Maschine voneinander entkoppelt, und die erste elektrische Maschine durch die Verbrennungskraftmaschine generatorisch betreibbar und der elektrische Energiespeicher hierdurch aufladbar ist, sowie die zweite elektrische Maschine aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist und als Elektromotor betrieben wird und der elektrisch betreibbare Antriebsstrang durch die Steuereinheit in einen zweiten Betriebszustand versetzbar ist, in dem die Kupp lungsvorrichtung die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Ma schine voneinander entkoppelt, und die Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet ist, sowie die zweite elektrische Maschine aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist und als Elektromotor betrieben wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Ver fahren zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs, ein Computer programm produkt und eine Steuereinheit.
Hybride Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik grund sätzlich bekannt. Derartige Antriebsstränge eines Hybridfahrzeuges umfassen üblicherweise eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und wenigstens ei nem Elektromotor, und ermöglichen - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfüg barkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.
Es sind bei hybriden Antriebssträngen verschiedene Architekturen bekannt, die durch den Einsatz von zwei elektrischen Maschinen und einer Trennkupplung u.a einen Parallel-Hybrid- und seriellen Hybrid-Betrieb erlauben, sowie auch eine Mög lichkeit eines rein elektrischen Fahrens ermöglichen. Ein elektrischer Energiespei cher, beispielsweise eine aufladbare Batterie, lässt sich dabei auf dreierlei Weisen aufladen: über Rekuperation (also über die Energierückgewinnung beim Bremsen und im Schiebebetrieb), über den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine sowie als Plug-In-Hybrid, bei der von außen via Stromkabel geladen wird.
Beim seriellen Hybrid-Betrieb dient der Verbrennungsmotor in Verbindung mit ei nem Generator ausschließlich als Batterielader für den Elektromotor und kann das Fahrzeug nicht selbst antreiben. Im seriellen Hybridmodus wird die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors also über den ersten Elektromotor in elektrische Energie und im zweiten Elektromotor wieder in mechanische Energie umgewandelt. Diese beiden Antriebselektromotoren erzeugen jedoch auch eine Verlustleistung, die über deine Hydraulikpumpe z.B. mit Getriebeöl gekühlt wird.
Beim Parallel-Hybrid-Betrieb arbeitet ein Elektromotor parallel und damit „gleichbe rechtigt“ zur Verbrennungskraftmaschine. Die Batterie kann hierbei als Energiespei cher für den Elektromotor dienen, welcher dann wiederum als „Booster“ den Ben zin- oder Dieselmotor unterstützt.
Insbesondere das Umschalten zwischen einer rein elektrischen Betriebsweise, in der einer der Elektromotoren aus der Batterie gespeist wird in einen seriellen Hyb ridmoduls benötigt durch das Anlassen und Hochdrehen der Verbrennungskraftma schine des Hybridfahrzeugs eine gewisse Zeit, welche in der Regel in etwa 1-2 Se kunden beträgt. Diese Zeit kann vom Fahrer als große Verzögerung empfunden werden, wenn die Fahrstrategie nur auf die Fahrpedalbefehle das Umschalten vom elektrischen Fahren zum hybridischen Fahren umschaltet.
Das Umschalten zwischen den Modi benötigt eine gewisse Zeit ca. 1-2 Sekunden. Diese Zeit kann vom Fahrer als große Verzögerung empfunden werden, wenn die Fahrstrategie nur auf die Fahrpedalbefehle das Umschalten vom elektrischen Fah ren zum hybridischen Fahren umschaltet.
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang für ein hybrides Kraftfahrzeug bereitzustellen, dass eine verbesserte Reaktionszeit bei einem Wechsel der Betriebszustände bzw. Fahrmodi realisiert. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines hybriden Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrisch betreibbarer Antriebsstrang für ein hybrides Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste elektrische Maschine, welche mit ei ner Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist, eine zweite elektrische Maschine, welche mit wenigstens einem Fahrzeugrad koppelbar, und eine Kupplungsvorrich tung mittels derer die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Ma schine drehmomentübertragend miteinander koppelbar und voneinander entkoppel bar sind, wobei die zweite elektrische Maschine unter Zwischenschaltung eines elektrischen Energiespeichers mit der ersten elektrischen Maschine elektrisch ver bunden ist, so dass die erste elektrische Maschine im Generatorbetrieb den elektri schen Energiespeicher auflädt und/oder die zweite elektrische Maschine aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird, sowie ferner eine Steuereinheit zur Steuerung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs, wobei der elektrisch betreib bare Antriebsstrang durch die Steuereinheit in einen ersten Betriebszustand ver setzbar ist, in dem die Kupplungsvorrichtung die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine voneinander entkoppelt, und die erste elektrische Ma schine durch die Verbrennungskraftmaschine generatorisch betreibbar und der elektrische Energiespeicher hierdurch aufladbar ist, sowie die zweite elektrische Maschine aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist und als Elektromotor be trieben wird und der elektrisch betreibbare Antriebsstrang durch die Steuereinheit in einen zweiten Betriebszustand versetzbar ist, in dem die Kupplungsvorrichtung die erste elektri sche Maschine und die zweite elektrische Maschine voneinander entkoppelt, und die Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet ist, sowie die zweite elektrische Ma schine aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist und als Elektromotor betrie ben wird, wobei die Steuereinheit mit einem Navigationsgerät des Kraftfahrzeugs verbunden und eingerichtet ist, den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang selbsttä tig aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand in Abhängigkeit von einem die Position des Kraftfahrzeugs repräsentierenden Navigationssignals zu überführen.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass unter Berücksichtigung vom Navigationsge rät gelieferten Informationen der Fahrmodus des Fahrzeugs aus einem rein elektri schen in einen seriell-hybriden Betrieb umgeschaltet werden kann, beispielsweise bevor eine erhöhte Leistung vom Antriebsstrang abgerufen wird, was beispiels weise bei einem Wechsel von einer innerstädtischen Fahrt zu einer Überlandfahrt zu erwarten ist. Die empfundene Wartezeit beim Beschleunigen kann auf diese Weise deutlich verringert werden und der Antriebsstrang spricht gefühlt sofort auf einen Beschleunigungswunsch an, ohne hierzu eine „Totzeit“ aufzuweisen. Mit an deren Worten kann also der Fahrmodus aus einem rein elektrischen Betrieb in ei nen seriell-hybriden Betrieb umschalten.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstan des in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Die erste und die zweite elektrische Maschine dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und sie umfassen jeweils in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil be weglich, insbesondere drehbar, angeordneten Teil.
Insbesondere ist die erste und/oder die zweite elektrische Maschine so dimensio niert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Beson ders bevorzugt weist die elektrische Maschine eine Leistung größer als 30 kW, vor zugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraft fahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraft wagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträ der, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.
Die Verbrennungskraftmaschine kann beispielsweise ein mit einem flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff betreibbarer Kolbenmotor sein. Es ist auch denkbar, dass die Verbrennungskraftmaschine als Brennstoffzelle ausgebildet ist.
Das Navigationsgerät kann ein mit dem Kraftfahrzeug fest verbautes Navigations gerät oder aber auch ein mobiles Navigationsgerät sein. Insbesondere kann es sich bei dem Navigationsgerät auch um ein Smart-Phone oder ein Tablet-Computer han deln, welche über eine kabelgebundene oder kabellose Verbindung mit der Steuer einheit des Antriebsstrang koppelbar ist. Das Navigationsgerät kann auch eine Ka mera zur optischen Erkennung von Verkehrsschildern, wie beispielsweise Ortsaus gangschilder, Geschwindigkeitsbegrenzungsschilder usw. umfassen. Bevorzugt ist in dem Navigationsgerät eine digitale Karte vorhanden, welche bevorzugt auch In formationen über Geschwindigkeitsbegrenzungen und/oder topographische Infor mationen enthält.
Eine Steuereinheit, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dient der insbesondere elektronischen Steuerung und/oder Reglung eines oder mehrerer technischer Systeme des Kraftfahrzeugs. Insbesondere kann eine Steuereinheit zur Steuerung und/oder Reglung einer oder mehrerer elektrischer Maschinen sowie be vorzugt einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sein.
Eine Steuereinheit weist insbesondere einen kabelgebundenen oder kabellosen Signaleingang zum Empfang von insbesondere elektrischen Signalen, wie bei spielsweise Sensorsignalen, auf. Ferner besitzt eine Steuereinheit ebenfalls bevor zugt einen kabelgebundenen oder kabellosen Signalausgang zur Übermittlung von insbesondere elektrischen Signalen, beispielsweise an elektrische Aktuatoren oder elektrische Verbraucher des Kraftfahrzeugs.
Innerhalb der Steuereinheit können Steuerungsoperationen und/oder Reglungsope rationen durchgeführt werden. Ganz besonders bevorzugt ist es, dass die Steuer einheit eine Hardware umfasst, die ausgebildet ist, eine Software auszuführen. Be vorzugt umfasst die Steuereinheit wenigstens einen elektronischen Prozessor zur Ausführung von in einer Software definierten Programmabläufen.
Die Steuereinheit kann ferner einen oder mehrere elektronische Speicher aufwei sen, in denen die in den an die Steuereinheit übermittelten Signalen enthaltenen Daten gespeichert und wieder ausgelesen werden können. Ferner kann die Steuer einheit einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen Daten ver änderbar und/oder unveränderbar gespeichert werden können.
Eine Steuereinheit kann eine Mehrzahl von Steuergeräten umfassen, welche insbe sondere räumlich getrennt voneinander im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Steuer geräte werden auch als Electronic Control Unit (ECU) oder Electronic Control Mo- dule (ECM) bezeichnet und besitzen bevorzugt elektronische Mikrocontroller zur Durchführung von Rechenoperationen zur Verarbeitung von Daten, besonders be vorzugt mittels einer Software. Die Steuergeräte können bevorzugt miteinander ver netzt sein, so dass ein kabelgebundener und/oder kabelloser Datenaustausch zwi schen Steuergeräten ermöglicht ist. Insbesondere ist es auch möglich, die Steuer geräte über im Kraftfahrzeug vorhandene Bus-Systeme, wie beispielsweise CAN- Bus oder LIN-Bus, miteinander zu vernetzen. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang kann auch in einem Hybridmodul zusam mengefasst sein. In dem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können eine erste elektrische Maschine und eine Kupplungsvorrichtung, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln des ersten Elektromotors in und/oder Auskup peln des ersten Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vor handen sein. Ferner ist es denkbar, dass auch eine zweite elektrische Maschine in dem Hybridmodul angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Navigationssignal wenigstens eine Information über eine in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug liegenden Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder in Fahrtrich tung vor dem Kraftfahrzeug liegenden topologischen Information und/oder in Fahrt richtung vor dem Kraftfahrzeug liegenden meteorologischen Information enthält.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Betriebsmodus des Antriebs strangs vorausschauend eingestellt werden kann, damit beispielsweise ein wahr scheinlicher Beschleunigungswunsch des Fahrers und eine damit verbundene hö here Antriebsleistung durch ein präventives Umschalten aus dem rein elektrischen Betrieb in den seriell-hybriden Betrieb erfolgen kann. Derartige Fahrsituationen kön nen beispielsweise beim Wechsel aus einer innerstädtischen Fahrt in eine Über land- oder Autobahn-Fahrt auftreten. Hierzu können beispielsweise entsprechende Informationen über auf der Route liegender Geschwindigkeitsbegrenzungen von dem Navigationsgerät bereitgestellt werden.
Auch ist es denkbar, dass topologische Informationen bereitgestellt werden, um bei spielsweise eine Steigung entlang der Fahrzeugroute zu erkennen und entspre chend den Antriebsstrang auf eine höhere Leistungsanforderung vorzubereiten, in dem aus dem vollelektrischen Betrieb in den hybrid-seriellen Betrieb umgeschaltet wird. Ferner können auch meteorologische Informationen bereitgestellt werden, bei spielsweise ob es entlang der Fahrzeugroute schneit oder mit vereisten Routenab schnitten zu rechnen ist, was dann von der Steuereinheit bei der Entscheidung ob und ggf. wann zwischen einem rein elektrischen Betrieb und einem seriell-hybriden Betrieb umgeschaltet wird, berücksichtigt werden kann.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, zur Überführung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand die Verbrennungskraftmaschine mittels der ersten elektri schen Maschine anzulassen und auf eine vordefinierte Solldrehzahl einzustellen. Hierbei wird jedoch zunächst die Leistung der Verbrennungskraftmaschine in dem elektrischen Energiespeicher zwischengespeichert und nicht unmittelbar an ein Fahrzeugrad abgegeben. Es erfolgt somit - solange der Benutzer kein Beschleuni gungswunsch beispielsweise durch Herunterdrücken eines Fahrpedals signalisiert - keine Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrmoduswechsel aus dem rein elektrischen Betrieb in den seriell-hybriden Betrieb.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin dung vorgesehen sein, dass die Steuereinheit eingerichtet ist innerhalb eines Zeitin tervalls vor dem Erreichen einer in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug liegenden Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug lie genden topologischen Information und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug liegenden meteorologischen Information den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang selbsttätig aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand zu über führen. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung kann es vorgesehen sein, dass das Zeitintervall zwischen 1-20 Sekunden, be vorzugt zwischen 1-10 Sekunden, ganz besonders bevorzugt zwischen 1-5 Sekun den beträgt. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass die Ver brennungskraftmaschine erst kurz vor dem möglichen Eintreten einer höheren Leis tungsanforderung in Betrieb genommen wird, um einen möglichst energieeffizienten Betrieb des Antriebsstrangs zu realisieren.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, bei einem Navigationssignal, dass eine Information über eine an der Position des Kraftfahrzeugs geltende Geschwindigkeitsbegren zung zwischen 6-60 km/h enthält, den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang selbsttätig in dem zweiten Betriebszustand zu betreiben und/oder bei einem Navi gationssignal, dass eine Information über eine an der Position des Kraftfahrzeugs geltende Geschwindigkeitsbegrenzung von größer 60 km/h enthält, den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang selbsttätig in dem ersten Betriebszustand zu betreiben. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass insbesondere bei einem Wechsel der Fahrsituation aus einer innerstädtischen Fahrt zu einer Überland- oder Autobahn fahrt, der Antriebsstrang vorausschauend aus einem rein elektrischen in einen seri ell-hybriden Betrieb überführt wird.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, nach Überführung des An triebsstrangs in den ersten Betriebszustand in Abhängigkeit einer Fußpedalstellung das Abtriebsdrehmoment der zweiten elektrischen Maschine zu erhöhen. Flierdurch kann erreicht werden, dass keine automatische Beschleunigung durch das Um schalten aus dem rein elektrischen Betrieb in den seriell-hybriden Betrieb des An triebsstrangs erfolgt, sondern erst, wenn eine Beschleunigung durch den Fahrer in tendiert ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung ei nes elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs für ein hybrides Kraftfahrzeugs, umfas send eine erste elektrische Maschine, welche mit einer Verbrennungskraftmaschine koppelbar ist, eine zweite elektrische Maschine, welche mit wenigstens einem Fahr zeugrad koppelbar, und eine Kupplungsvorrichtung mittels derer die erste elektri sche Maschine und die zweite elektrische Maschine drehmomentübertragend mitei nander koppelbar und voneinander entkoppelbar sind, wobei die zweite elektrische Maschine unter Zwischenschaltung eines elektrischen Energiespeichers mit der ersten elektrischen Maschine elektrisch verbunden ist, so dass die erste elektrische Maschine im Generatorbetrieb den elektrischen Energiespeicher auflädt und/oder die zweite elektrische Maschine aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist wird, sowie ferner eine Steuereinheit zur Steuerung des elektrisch betreibbaren An triebsstrangs, wobei der elektrisch betreibbare Antriebsstrang durch die Steuerein heit in einen ersten Betriebszustand versetzbar ist, in dem die Kupplungsvorrich tung die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine voneinan der entkoppelt, und die erste elektrische Maschine durch die Verbrennungskraftmaschine generatorisch betreibbar und der elektrische Energie speicher hierdurch aufladbar ist, sowie die zweite elektrische Maschine aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist und als Elektromotor betrieben wird und der elektrisch betreibbare Antriebsstrang durch die Steuereinheit in einen zweiten Be triebszustand versetzbar ist, in dem die Kupplungsvorrichtung die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine voneinander entkoppelt, und die Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet ist, sowie die zweite elektrische Ma schine aus dem elektrischen Energiespeicher gespeist und als Elektromotor betrie ben wird, wobei die Steuereinheit mit einem Navigationsgerät des Kraftfahrzeugs verbunden und eingerichtet ist, den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang selbsttä tig aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand in Abhängigkeit von einem die Position des Kraftfahrzeugs repräsentierenden Navigationssignals zu überführen, umfassend die folgenden Schritte: a) Ermittlung der Position und Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs anhand des Navigationssignals, b) Ermittlung wenigstens einer Information über eine in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug liegenden Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder in Fahrtrich tung vor dem Kraftfahrzeug liegenden topologischen Information und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug liegenden meteorologischen Information anhand des Navigationssignals, c) Ermittlung der Zeitdauer des Erreichens der in Fahrtrichtung vor dem Kraft fahrzeug liegenden Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug liegenden topologischen Information und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug liegender meteorologischen Information d) Überprüfung, ob die Zeitdauer kleiner oder gleich als ein vordefiniertes oder ermitteltes Zeitintervall ist und e) Beim Vorliegen der Bedingung, f) Überführung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensig nal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerpro-
Figure imgf000013_0001
Schließlich kann die Aufgabe der Erfindung auch dadurch gelöst sein durch eine Steuereinheit zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs für ein hybrides Kraftfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1-7, umfassend einen Prozes sor und einen Speicher, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Spei cher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8 zu veranlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allge meinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigen:
Figur 1 einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang für ein hybrides Kraftfahr zeug in einem ersten Betriebszustand in einer schematischen Block schaltansicht,
Figur 2 einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang für ein hybrides Kraftfahr zeug in einem zweiten Betriebszustand in einer schematischen Block schaltansicht,
Figur 3 einen Fahrsituation eines hybriden Kraftfahrzeugs vor einem Wechsel aus einem rein elektrischen in einen seriell-hybriden Betrieb in einer schematischen Blockschaltansicht,
Figur 4 ein Verfahrensablauf-Diagramm zur Steuerung eines elektrisch be treibbaren Antriebsstrangs. Die Figur 1 zeigt einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang 1 für ein hybrides Kraftfahrzeug 2, umfassend eine erste elektrische Maschine 3, welche mit einer Verbrennungskraftmaschine 14 sowie eine zweite elektrische Maschine 4, welche mit wenigstens einem Fahrzeugrad 5 gekoppelt ist. Um eine direkte drehmomen tübertragende Verbindung zwischen der Verbrennungskraftmaschine 14 und dem Fahrzeugrad 5 hersteilen zu können, ist eine Kupplungsvorrichtung 6 vorgesehen, mittels derer die erste elektrische Maschine 3 und die zweite elektrische Maschine 4 drehmomentübertragend miteinander koppelbar und voneinander entkoppelbar sind.
Die zweite elektrische Maschine 4 ist unter Zwischenschaltung eines elektrischen Energiespeichers 11 mit der ersten elektrischen Maschine 3 elektrisch verbunden, so dass die erste elektrische Maschine 3 im Generatorbetrieb den elektrischen Energiespeicher 11 auflädt, während die zweite elektrische Maschine 3 aus dem elektrischen Energiespeicher 11 gespeist wird.
Der Antriebsstrang weist ferner eine Steuereinheit 50 zur Steuerung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs 1 auf, wobei der elektrisch betreibbare Antriebsstrang 1 durch die Steuereinheit 50 in einen ersten Betriebszustand 9 versetzbar ist, in dem die Kupplungsvorrichtung 6 die erste elektrische Maschine 3 und die zweite elektrische Maschine 4 voneinander entkoppelt, und die erste elektrische Maschine 3 durch die Verbrennungskraftmaschine 14 generatorisch betreibbar und der elektri sche Energiespeicher 11 hierdurch aufladbar ist, sowie die zweite elektrische Ma schine 4 aus dem elektrischen Energiespeicher 11 gespeist und als Elektromotor betrieben wird. Dieser erste Betriebszustand 9, der auch als seriell-hybrider Betrieb bezeichnet wird, ist in der Figur 1 gezeigt.
Die Steuereinheit 50 zur Steuerung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs 1 für ein hybrides Kraftfahrzeugs 2 umfasst einen Prozessor 51 und einen Speicher 52, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher 52 und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor 51 , die Steuereinheit 50 zur Durchführung des noch im Folgenden näher beschriebenen Verfahrens zu veranlassen.
Der elektrisch betreibbare Antriebsstrang 1 ist durch die Steuereinheit 50 ferner auch in einen zweiten Betriebszustand 10 versetzbar, in dem die Kupplungsvorrich tung 6 die erste elektrische Maschine 3 und die zweite elektrische Maschine 4 von einander entkoppelt, und die Verbrennungskraftmaschine 14 ausgeschaltet ist, so wie die zweite elektrische Maschine 4 aus dem elektrischen Energiespeicher 11 ge speist und als Elektromotor betrieben wird. Dieser zweite Betriebszustand 10, der auch als vollelektrischer Betriebsmodus bezeichnet werden kann, ist in der Figur 2 skizziert.
Die Steuereinheit 50 ist mit einem Navigationsgerät 15 des Kraftfahrzeugs 2 ver bunden und eingerichtet ist, den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang 1 selbsttätig aus dem zweiten Betriebszustand 10 in den ersten Betriebszustand 9 in Abhängig keit von einem die Position des Kraftfahrzeugs 2 repräsentierenden Navigationssig nals 16 zu überführen. Dies kann exemplarisch anhand der Darstellung in der Figur 3 nun näher erläutert werden.
Wie aus der Figur 3 ersichtlich, wird von dem Navigationsgerät ein Navigationssig nal 16 bereitgestellt, dass wenigstens eine Information über eine in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 2 liegenden Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder in Fahrt richtung vor dem Kraftfahrzeug 2 liegenden topologischen Information und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 2 liegenden meteorologischen Information ent hält.
Die in der Figur 3 skizzierte Fahrsituation zeigt einen Wechsel aus einer innerstädti schen Fahrt zu einer Überland- oder Autobahnfahrt. Dieser Übergang ist in dem Na vigationsgerät 15 beispielsweise durch entsprechend geltende Geschwindigkeitsbe schränkungen 7,8 entlang der Fahrzeugroute hinterlegt, auf der sich das Fahrzeug 2 mit der Fahrzeuggeschwindigkeit 13 bewegt. In der gezeigten Fahrsituation be wegt sich das Fahrzeug 2 innerstädtisch mit einer dort geltenden ersten Geschwin digkeitsbeschränkung 7 von beispielsweise 50km/h. In dieser Fahrsituation wird das Kraftfahrzeug 2 rein elektrisch angetrieben, wie es in der in Figur 2 gezeigten Be triebssituation des Antriebsstrangs 1 angedeutet ist.
Nähert sich das Kraftfahrzeug 2 dem Übergang von einer innerstädtischen Ge schwindigkeitsbeschränkung 7 zu einer zweiten Geschwindigkeitsbeschränkung 8, so ist damit zu rechnen, dass der Fahrer das Kraftfahrzeug 2 entsprechend be schleunigen wird. Die Steuereinheit 50 ist daher eingerichtet innerhalb eines Zeitin tervalls 12 vor dem Erreichen einer in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 2 liegen den Geschwindigkeitsbegrenzung 8 den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang 1 selbsttätig aus dem zweiten Betriebszustand 10 in den ersten Betriebszustand 9 zu überführen. Das Zeitintervall 12 kann zwischen 1-20 Sekunden, bevorzugt zwischen 1-10 Sekunden, ganz besonders bevorzugt zwischen 1-5 Sekunden betragen.
Erreicht das Kraftfahrzeug 2 somit das Zeitintervall 12 vor dem Erreichen der zwei ten Geschwindigkeitsbegrenzung 8 so veranlasst die Steuereinheit 50 die Überfüh rung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs 1 aus dem zweiten Betriebszu stand 10 in den ersten Betriebszustand 9, indem die Verbrennungskraftmaschine 14 mittels der ersten elektrischen Maschine 3 angelassen und auf eine vordefinierte Solldrehzahl eingestellt wird.
Zur Überführung des Kraftfahrzeugs 2 aus einem vollelektrischen Betrieb bei einer innerstädtischen Fahrt in einen seriell-hybriden Betrieb einer Überland- oder Auto bahnfahrt ist die Steuereinheit 50 also so eingerichtet, dass bei einem Navigations signal 16, dass eine Information über eine an der Position des Kraftfahrzeugs 2 gel tende Geschwindigkeitsbegrenzung zwischen 6-60 km/h enthält, den elektrisch be treibbaren Antriebsstrang 1 selbsttätig in dem zweiten Betriebszustand 10 zu betrei ben und bei einem Navigationssignal 16, dass eine Information über eine an der Position des Kraftfahrzeugs 2 geltende Geschwindigkeitsbegrenzung von größer 60 km/h enthält, den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang 1 selbsttätig in dem ersten Betriebszustand 9 zu betreiben, wobei die entsprechende Umschaltung in einem Zeitintervall 12 vor Erreichen der zweiten Geschwindigkeitsbeschränkung 8 (hier >60km/h) eingeleitet wird. Nach Überführung des Antriebsstrangs 1 in diesen ersten Betriebszustand 9 kann in Abhängigkeit einer Fußpedalstellung das Abtriebsdrehmoment der zweiten elektrischen Maschine 4 ohne eine „Totzeit“ un mittelbar erhöht werden.
Eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Steuerung eines elektrisch betreibba ren Antriebsstrangs 1 für ein hybrides Kraftfahrzeug 2, wird nachfolgend anhand der Figur 4 näher erläutert.
In einem ersten Verfahrensschritt 20 erfolgt der Start des Programmcodes in dem Prozessor 51 der Steuereinheit 50 zur Ausführung des Verfahrens zur Steuerung des Antriebsstrangs 1. Dieser wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt 21 ini tialisiert.
Es wird dann in dem Verfahrensschritt 22 überprüft, ob sich der Antriebsstrang 1 in seinem zweiten Betriebszustand 10, also dem vollelektrischen Betriebsmodus, be findet. Ist diese Bedingung erfüllt und das Kraftfahrzeug 2 wird rein elektrisch betrie ben, erfolgt in dem Verfahrensschritt 23 eine Überprüfung und Auswertung des Na vigationssignals 16 des Navigationsgeräts.
Diese Überprüfung und Auswertung des Navigationssignals 16 erfolgt im Wesent lich mittels der folgenden Schritte: a) Ermittlung der Position und Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 2 anhand des Navigationssignals 16, b) Ermittlung wenigstens einer Information über eine in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 2 liegenden Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder in Fahrt richtung vor dem Kraftfahrzeug 2 liegenden topologischen Information und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 2 liegenden meteorologi schen Information anhand des Navigationssignals 16, c) Ermittlung der Zeitdauer des Erreichens der in Fahrtrichtung vor dem Kraft fahrzeug 2 liegenden Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 2 liegenden topologischen Information und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 2 liegender meteorologischen Informa tion d) Überprüfung, ob die Zeitdauer kleiner oder gleich als ein vordefiniertes oder ermitteltes Zeitintervall ist.
Beim Vorliegen der Bedingung aus d) wird in den Verfahrensschritten 24-27 eine Überführung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs 1 aus dem zweiten Be triebszustand 10 in den ersten Betriebszustand 9 vollzogen. Hierzu wird zunächst in dem Verfahrensschritt 24 die Verbrennungskraftmaschine 14 durch die erste elektri sche Maschine 3, welche hierzu motorisch betrieben und durch den elektrischen Energiespeicher 11 gespeist ist, angelassen. In dem Verfahrensschritt 25 erfolgt dann eine Einregelung der Verbrennungskraftmaschine 14 auf eine vordefinierte Solldrehzahl. In dem nachfolgenden Verfahrensschritt 26 wird dann das Abtriebs drehmoment der Verbrennungskraftmaschine 14 über die erste elektrische Ma schine 3 eingeregelt. Schließlich wird in dem Verfahrensschritt 27 die elektrische Leistung der nun generatorisch betriebenen ersten elektrischen Maschine 3 an den elektrischen Energiespeicher 11 geleitet, welcher entsprechend geladen wird.
Wird nun das Fahrpedal durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigt, was in dem Verfahrensschritt 28 überwacht und festgestellt werden kann, so erfolgt eine ent sprechende Fahrzeugbeschleunigung durch die zweite elektrische Maschine 4.
Dass beschriebene Verfahren kann insbesondere verkörpert sein, als ein Compu terprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung des beschriebe nen Verfahrens.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen be schränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verste hen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfin dung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleich artiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezuqszeichenliste
1 Antriebsstrang
2 Kraftfahrzeug 3 elektrische Maschine
4 elektrische Maschine
5 Fahrzeugrad
6 Kupplungsvorrichtung
7 Geschwindigkeitsbegrenzung 8 Geschwindigkeitsbegrenzung
9 Betriebszustand
10 Betriebszustand
11 Energiespeicher
12 Zeitintervall 13 Fahrzeuggeschwindigkeit
14 Verbrennungskraftmaschine
15 Navigationsgerät
16 Navigationssignals 50 Steuereinheit
51 Prozessor
52 Speicher

Claims

Ansprüche
1. Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (1 ) für ein hybrides Kraftfahrzeugs (2), umfassend:
■ eine erste elektrische Maschine (3), welche mit einer Verbrennungskraft maschine (14) koppelbar ist,
■ eine zweite elektrische Maschine (4), welche mit wenigstens einem Fahr zeugrad (5) koppelbar, und
■ eine Kupplungsvorrichtung (6) mittels derer die erste elektrische Maschine (3) und die zweite elektrische Maschine (4) drehmomentübertragend mit einander koppelbar und voneinander entkoppelbar sind, wobei
■ die zweite elektrische Maschine (4) unter Zwischenschaltung eines elektri schen Energiespeichers (11) mit der ersten elektrischen Maschine (3) elektrisch verbunden ist, so dass die erste elektrische Maschine (3) im Generatorbetrieb den elektrischen Energiespeicher (11) auflädt und/oder die zweite elektrische Maschine (3) aus dem elektrischen Energiespeicher (11 ) gespeist wird, sowie ferner
■ eine Steuereinheit (50) zur Steuerung des elektrisch betreibbaren An triebsstrangs (1),
■ wobei der elektrisch betreibbare Antriebsstrang (1) durch die Steuerein heit (50) in einen ersten Betriebszustand (9) versetzbar ist, in dem
■ die Kupplungsvorrichtung (6) die erste elektrische Maschine (3) und die zweite elektrische Maschine (4) voneinander entkoppelt, und
■ die erste elektrische Maschine (3) durch die Verbrennungskraftma schine (14) generatorisch betreibbar und der elektrische Energie speicher (11) hierdurch aufladbar ist, sowie
■ die zweite elektrische Maschine (4) aus dem elektrischen Energie speicher (11) gespeist und als Elektromotor betrieben wird und ■ der elektrisch betreibbare Antriebsstrang (1) durch die Steuereinheit (50) in einen zweiten Betriebszustand (10) versetzbar ist, in dem
■ die Kupplungsvorrichtung (6) die erste elektrische Maschine (3) und die zweite elektrische Maschine (4) voneinander entkoppelt, und
■ die Verbrennungskraftmaschine (14) ausgeschaltet ist, sowie
■ die zweite elektrische Maschine (4) aus dem elektrischen Energie speicher (11) gespeist und als Elektromotor betrieben wird. dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) mit einem Navigationsgerät (15) des Kraftfahrzeugs (2) verbunden und eingerichtet ist, den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang (1) selbsttätig aus dem zweiten Betriebszustand (10) in den ersten Betriebszustand (9) in Abhängigkeit von einem die Position des Kraftfahrzeugs (2) repräsentie renden Navigationssignals (16) zu überführen.
2. Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (1 ), nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssignal (16) wenigstens eine Information über eine in Fahrtrich tung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegenden Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegenden topologischen In formation und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegenden meteo rologischen Information enthält.
3. Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (1), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) eingerichtet ist, zur Überführung des elektrisch betreibba ren Antriebsstrangs (1) aus dem zweiten Betriebszustand (10) in den ersten Be triebszustand (9) die Verbrennungskraftmaschine (14) mittels der ersten elektri schen Maschine (3) anzulassen und auf eine vordefinierte Solldrehzahl einzu stellen.
4. Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (1), nach einem der vorherigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) eingerichtet ist innerhalb eines Zeitintervalls vor dem Er reichen einer in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegenden Geschwindig keitsbegrenzung und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegenden topologischen Information und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegenden meteorologischen Information den elektrisch betreibbaren Antriebs strang (1) selbsttätig aus dem zweiten Betriebszustand (10) in den ersten Be triebszustand (9) zu überführen.
5. Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (1 ), nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall zwischen 1-20 Sekunden, bevorzugt zwischen 1-10 Sekunden, ganz besonders bevorzugt zwischen 1 -5 Sekunden beträgt.
6. Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (1), nach einem der vorherigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) eingerichtet ist, bei einem Navigationssignal (16), dass eine Information über eine an der Position des Kraftfahrzeugs (2) geltende Ge schwindigkeitsbegrenzung zwischen 6-60 km/h enthält, den elektrisch betreibba ren Antriebsstrang (1) selbsttätig in dem zweiten Betriebszustand (10) zu betrei ben und/oder bei einem Navigationssignal (16), dass eine Information über eine an der Position des Kraftfahrzeugs (2) geltende Geschwindigkeitsbegrenzung von größer 60 km/h enthält, den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang (1) selbsttätig in dem ersten Betriebszustand (9) zu betreiben.
7. Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (1), nach einem der vorherigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) eingerichtet ist, nach Überführung des Antriebsstrangs (1) in den ersten Betriebszustand (9) in Abhängigkeit einer Fußpedalstellung das Abtriebsdrehmoment der zweiten elektrischen Maschine (4) zu erhöhen.
8. Verfahren zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs (1 ) für ein hybrides Kraftfahrzeugs (2), umfassend:
■ eine erste elektrische Maschine (3), welche mit einer Verbrennungskraft maschine (14) koppelbar ist,
■ eine zweite elektrische Maschine (4), welche mit wenigstens einem Fahr zeugrad (5) koppelbar, und
■ eine Kupplungsvorrichtung (6) mittels derer die erste elektrische Maschine (3) und die zweite elektrische Maschine (4) drehmomentübertragend mit einander koppelbar und voneinander entkoppelbar sind, wobei
■ die zweite elektrische Maschine (4) unter Zwischenschaltung eines elektri schen Energiespeichers (11) mit der ersten elektrischen Maschine (3) elektrisch verbunden ist, so dass die erste elektrische Maschine (3) im Generatorbetrieb den elektrischen Energiespeicher (11) auflädt und/oder die zweite elektrische Maschine (3) aus dem elektrischen Energiespeicher (11 ) gespeist wird, sowie ferner
■ eine Steuereinheit (50) zur Steuerung des elektrisch betreibbaren An triebsstrangs (1),
■ wobei der elektrisch betreibbare Antriebsstrang (1) durch die Steuerein heit (50) in einen ersten Betriebszustand (9) versetzbar ist, in dem
■ die Kupplungsvorrichtung (6) die erste elektrische Maschine (3) und die zweite elektrische Maschine (4) voneinander entkoppelt, und
■ die erste elektrische Maschine (3) durch die Verbrennungskraftma schine (14) generatorisch betreibbar und der elektrische Energie speicher (11) hierdurch aufladbar ist, sowie
■ die zweite elektrische Maschine (4) aus dem elektrischen Energie speicher (11) gespeist und als Elektromotor betrieben wird und der elektrisch betreibbare Antriebsstrang (1) durch die Steuereinheit (50) in einen zweiten Betriebszustand (10) versetzbar ist, in dem ■ die Kupplungsvorrichtung (6) die erste elektrische Maschine (3) und die zweite elektrische Maschine (4) voneinander entkoppelt, und
■ die Verbrennungskraftmaschine (14) ausgeschaltet ist, sowie
■ die zweite elektrische Maschine (4) aus dem elektrischen Energie speicher (11) gespeist und als Elektromotor betrieben wird, wobei
■ die Steuereinheit (50) mit einem Navigationsgerät (15) des Kraftfahrzeugs (2) verbunden und eingerichtet ist, den elektrisch betreibbaren Antriebsstrang (1) selbsttätig aus dem zweiten Betriebszustand (10) in den ersten Betriebszu stand (9) in Abhängigkeit von einem die Position des Kraftfahrzeugs (2) reprä sentierenden Navigationssignals (16) zu überführen, umfassend die folgenden Schritte: a) Ermittlung der Position und Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (2) an hand des Navigationssignals (16), b) Ermittlung wenigstens einer Information über eine in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegenden Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegenden topologischen Informa tion und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegenden meteo rologischen Information anhand des Navigationssignals (16), c) Ermittlung der Zeitdauer des Erreichens der in Fahrtrichtung vor dem Kraft fahrzeug (2) liegenden Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder in Fahrtrich tung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegenden topologischen Information und/oder in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug (2) liegender meteorologi schen Information, d) Überprüfung, ob die Zeitdauer kleiner oder gleich als ein vordefiniertes oder ermitteltes Zeitintervall ist und e) Beim Vorliegen der Bedingung, f) Überführung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs (1 ) aus dem zwei ten Betriebszustand (10) in den ersten Betriebszustand (9).
9. Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespei chert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8.
10. Steuereinheit (50) zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs (1) für ein hybrides Kraftfahrzeugs (2) nach einem der Ansprüche 1-7, umfas send einen Prozessor (51) und einen Speicher (52), der einen Computerpro grammcode enthält, wobei der Speicher (52) und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor (51), die Steuereinheit (5) zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8 zu veranlassen.
PCT/DE2022/100312 2021-05-28 2022-04-26 Elektrisch betreibbarer antriebsstrang, verfahren zur steuerung eines elektrisch betreibbaren antriebsstrangs, computerprogrammprodukt und steuereinheit WO2022247981A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280037068.XA CN117460637A (zh) 2021-05-28 2022-04-26 可电运行的动力总成、用于控制可电运行的动力总成的方法、计算机程序产品以及控制单元

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021113798.5A DE102021113798B4 (de) 2021-05-28 2021-05-28 Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang, Verfahren zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs, Computerprogrammprodukt und Steuereinheit
DE102021113798.5 2021-05-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022247981A1 true WO2022247981A1 (de) 2022-12-01

Family

ID=81603736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2022/100312 WO2022247981A1 (de) 2021-05-28 2022-04-26 Elektrisch betreibbarer antriebsstrang, verfahren zur steuerung eines elektrisch betreibbaren antriebsstrangs, computerprogrammprodukt und steuereinheit

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN117460637A (de)
DE (1) DE102021113798B4 (de)
WO (1) WO2022247981A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130091694A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-18 Fuel Motion Inc. Conversion kit for a hybrid electric drive vehicle
US20150314775A1 (en) * 2012-12-10 2015-11-05 Jaguar Land Rover Limited Hybrid electric vehicle control system and method
US20210070278A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 Hyundai Motor Company Hybrid vehicle and driving control method for the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10226143B4 (de) 2002-06-13 2006-02-16 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebs bei einem Kraftfahrzeug
DE102005024403A1 (de) 2005-05-27 2007-01-18 Güttler, Gerhard, Prof. Dr. Verfahren und Vorrichtung zum Einsparen von Energie in einem Fahrzeug
DE102015223588A1 (de) 2015-11-27 2017-06-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuersystem mit mindestens einer elektronischen Steuereinheit zur Steuerung eines Verbrennungsmotors in einem Hybridfahrzeug
DE102017208656A1 (de) 2017-05-22 2018-11-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges und Hybridfahrzeug
KR102444661B1 (ko) 2017-11-01 2022-09-19 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130091694A1 (en) * 2011-10-18 2013-04-18 Fuel Motion Inc. Conversion kit for a hybrid electric drive vehicle
US20150314775A1 (en) * 2012-12-10 2015-11-05 Jaguar Land Rover Limited Hybrid electric vehicle control system and method
US20210070278A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 Hyundai Motor Company Hybrid vehicle and driving control method for the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021113798B4 (de) 2023-03-30
CN117460637A (zh) 2024-01-26
DE102021113798A1 (de) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104820424B (zh) 基于北斗导航的电动汽车自动驾驶系统及其控制方法
DE102013215012B4 (de) Verfahren zum Wählen von Betriebsmodi für ein Hybridfahrzeug
DE69630183T2 (de) Steuerung für ein Hybrid-Fahrzeug
DE10226143B4 (de) Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebs bei einem Kraftfahrzeug
DE19831487C1 (de) Verfahren zum Betrieb eines eine Batterie aufweisenden Hybridantriebes eines Kraftfahrzeuges
DE102018221031A1 (de) Hybridelektrofahrzeug und antriebssteuerungsverfahren hierfür
DE102016113458A1 (de) Hybridfahrzeugsteuerungsvorrichtung
DE102018108315A1 (de) Steuersystem für konstante geschwindigkeit eines autonomen fahrzeugs
DE102011018182A1 (de) Selbstlernendes durch eine Satellitennavigation unterstütztes Hybridfahrzeug-Steuersystem
EP1270303A2 (de) Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs
CN113039110B (zh) 用于控制车辆的超车机动的系统和方法
DE102012212081A1 (de) Adaptives Energiemanagement in einem Hybridfahrzeug
DE102011082336A1 (de) Verfahren zum Steuern von Energieverteilungsprozessen in einem Fahrzeug
DE102017213088A1 (de) Energiemanagement eines Brennstoffzellenfahrzeugs
DE102007054453A1 (de) Verfahren zur Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs
WO2011128410A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur antriebssteuerung für ein hybridfahrzeug
DE102020107974A1 (de) Nutzbremsungssteuersystem
DE102020215251A1 (de) Verfahren zur steuerung eines generators für ein fahrzeug
DE102022100295A1 (de) Nutzbremssteuersystem für ein hybrid- oder elektrofahrzeug
WO2021239402A1 (de) Computerimplementiertes verfahren zum optimieren eines ladungszustandsverlaufs eines hybrid-elektro-fahrzeuges und steuergerät, computerprogramm, computerlesbarer datenträger und datenträgersignal zum regeln/und oder steuern eines hybrid-elektro-fahrzeuges
DE102016005212A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung der Fahrbarkeit eines Kraftfahrzeugs
WO2008092757A1 (de) Verfahren für die steuerung eines fahrzeugs mit hybridantrieb
DE102013200034A1 (de) Steuerungsgerät für ein elektrofahrzeug
DE102011088988A1 (de) Verfahren zum Steuern der Energieabgabe in einem Bordnetz und Kraftfahrzeug
DE102020120589A1 (de) Elektrifiziertes fahrzeug, das konfiguriert ist, um eine energierückgewinnungsschwelle auf grundlage einer reibungsprognose selektiv zu erhöhen, und entsprechendes verfahren

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: 22722683

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280037068.X

Country of ref document: CN

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22722683

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1