WO2023117287A1 - Drive device for a vehicle and method for operating a drive device - Google Patents

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WO2023117287A1
WO2023117287A1 PCT/EP2022/083082 EP2022083082W WO2023117287A1 WO 2023117287 A1 WO2023117287 A1 WO 2023117287A1 EP 2022083082 W EP2022083082 W EP 2022083082W WO 2023117287 A1 WO2023117287 A1 WO 2023117287A1
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WO
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axis
electric
torque
electrical
drive device
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/083082
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German (de)
French (fr)
Inventor
Florian Schlumpp
Paul Oborowski
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2220/00Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/40Electrical machine applications
    • B60L2220/42Electrical machine applications with use of more than one motor

Definitions

  • the present invention relates to a drive device for a vehicle and a method for operating a drive device.
  • VCU Vehicle Control Unit
  • the VCU can control the torque distribution to optimize efficiency. This can result in an operating state in which the electric drives of an axis can be switched off completely. The driver's desired torque can be applied by the axle that is still active. This working point shift can result in better overall efficiency and increase the range of the vehicle. Torque distribution can lead to different loads on the two driven axles, which can cause their components to heat up differently. If the temperature of a component of an axle reaches a certain range, the torque distribution can be changed or the desired drive can be limited, which should lead to a reduction in the thermal load on the axle. If the VCU switches off an electrically driven axle, there may still be a drag loss on the switched off axle. The drag loss can be compensated for by the axle that is still driven. In general, drag losses can occur in the transmission if the oil in the transmission is not at the optimum operating temperature. It would be desirable to take the oil temperature into account in the operating strategy for optimum efficiency.
  • WO 2011/128024 A1 describes a method for operating a motor vehicle.
  • the present invention provides a drive device for a vehicle according to claim 1 and a method of operating a drive device according to claim 8.
  • the idea on which the present invention is based is to specify a drive device for a vehicle and a method for operating a drive device, wherein control of various drive axles in a vehicle can be improved and/or efficiency of the drive can be increased.
  • the drive device for a vehicle comprises a first electric axle with a first electric machine; a second electric axle with a second electric machine; and a control device, which is connected to the first electrical machine and to the second electrical machine and is set up to operate the first electrical machine and the second electrical machine depending on a predetermined operating scenario for a distribution of a first to control torque from the first electric axis and a second torque from the second electric axis such that a temperature and/or an efficiency at the first electric axis and/or at the second electric axis reaches a predetermined level.
  • the control device can be a control device provided in particular for one or both electrical machines, or it can be a control device of another vehicle system, for example a driving stability system (ESP).
  • ESP driving stability system
  • the predetermined operating scenario can relate to a drive which uses both axles equally or which prefers one of the two axles for driving, for example on inclines.
  • the predetermined operating scenario can also relate to commissioning of the drive and its components, for example a torque and a load on one of the two drives and axles can be increased or reduced compared to the other drive (axle) in order to bring the components of the affected axle up to operating temperature more quickly to get.
  • the predetermined level can relate to a value range of an associated parameter, which this parameter can assume in the predetermined operating scenario.
  • the first electric axle is a front axle and the second electric axle is a rear axle of the vehicle.
  • this comprises a temperature sensor and/or a torque sensor in the first electrical axis and/or in the second electrical axis and from which a temperature of a transmission and/or an oil and/or an electronic system and/or a coolant can be determined in the first electrical axis and/or in the second electrical axis and/or a first torque can be determined by the first electrical axis and/or a second torque can be determined by the second electrical axis.
  • Torque, speed, temperature of components or coolant and/or other parameters are checked and adjusted to a desired specification or to a desired level, advantageously by controlling the respective drive.
  • the control device is set up to change, according to the predetermined operating scenario, a first torque from the first electric axis and/or a second torque from the second electric axis in such a way that a specific change in a temperature of a transmission and/or of an oil and/or electronics and/or a coolant in the first electric axis and/or in the second electric axis is achieved and thereby a first efficiency of the first electric axis and/or a second efficiency of the second electric axis is increased.
  • the respective axis and its drive can be brought to a specific operating state.
  • the control device is set up to increase a transmission temperature and/or an oil temperature in the first electrical axle and/or in the second electrical axle through the predetermined operating scenario and thereby reduce a viscosity of the transmission oil.
  • a reduced viscosity can advantageously increase the efficiency of the affected drive.
  • the control device is set up to use the predetermined operating scenario to apply a torque distribution between the first electric axle and/or the second electric axle in order to thereby increase the overall efficiency of the drive device on the vehicle and to meet a predetermined specification.
  • the torque distribution can relate to setting up or generating a specific first torque and a specific second torque according to a specific specification.
  • the control device is set up to influence the torque distribution through the predetermined operating scenario, taking into account a temperature model of the transmission of the first electric axis and/or the second electric axis, so that the transmission efficiency of the axis prioritized for the drive increases .
  • the torque distribution between the first and second axles can be changed according to the invention in such a way that the driven axles can achieve greater efficiency by adjusting the temperature of at least one of their components.
  • waste heat from structurally (at least thermally interacting) adjacent components in the vehicle can be used, which, based on the vehicle design and component positioning, can have a high heat transfer to the relevant components (transmission, electric machine, inverter, coolant).
  • a higher degree of efficiency can also be achieved, for example, by adapting the temperature of the transmission and/or the transmission oil temperature. This temperature adjustment can reduce the viscosity of the transmission oil, which can lead to a reduction in power loss.
  • the efficiency of the first and/or second axis can be increased in a targeted manner, advantageously that axis which can generally be used more frequently under this operating scenario.
  • the drag losses of the deactivated axle or the axle reduced in operation can be minimized in order to reduce the required drive power. Thereby can reducing operation, reducing speed, torque, oil temperature or other.
  • the overall efficiency of the drive can be increased in a targeted manner according to a specification using forward-looking, predictive information (e.g. for the near future of operation).
  • both drive machines can be used, whereby the efficiency of both or at least one drive machine can be optimized.
  • a temperature adjustment of the axles can be coupled to one another via the torque distribution, for example by first shifting the torque distribution to the drive machine that is to reach a higher temperature and is to be operated with high efficiency by reducing the viscosity of the transmission oil.
  • the overall efficiency of the vehicle can be optimized and set using a weighting function for generating the first torque and the second torque relative to one another, in which case the temperatures in both drives are as high as possible and result in a low viscosity of the transmission oil in both drives.
  • the cooling capacity of the drive components on the corresponding axis can be actively influenced in order to support reaching, maintaining or achieving the desired temperature.
  • An optimization can intend that the efficiency can be optimized over the entire journey. It can therefore be expedient to use a torque distribution at the beginning of a journey that does not result in minimal energy consumption in order to ensure that one or both drives heat up as quickly as possible.
  • the initial increased consumption compared to the instantaneous operating strategy can then be compensated for by the fact that the drive or drives reach a temperature earlier at which the efficiency of at least one drive can be optimal or at least improved.
  • the temperature of individual drive components in one or both drives/axles can be adjusted in a targeted manner in order to increase the overall efficiency of the system.
  • the range of the vehicle can be extended, as can a reduction in the energy costs per km and/or a reduction in the cooling components required (increased efficiency leads to lower power loss).
  • a drive device in a method for operating a drive device, a drive device according to the invention is provided; determining a temperature of a transmission and/or an oil and/or an electronics and/or a coolant in the first electric axis and/or in the second electric axis and/or a first torque of the first electric axis and/or a second torque from the second electrical axis; controlling an operation of the first electric machine and the second electric machine by the control device depending on a predetermined operating scenario for a distribution of a first torque from the first electric axis and a second torque from the second electric axis such that a temperature and/or an efficiency at the first electrical axis and/or at the second electrical axis reaches a predetermined level.
  • the predetermined operating scenario can for a desired operation specifications for a temperature of a transmission and / or an oil and / or electronics and / or a coolant in the first electric axis and / or in the second electric axis and / or a first torque from the first electrical axis and/or a second torque from the second electrical axis.
  • the predetermined operating scenario is specified by a user when producing the drive device in the control device or before or during operation of the drive device by a user or by a control system via a communication device or via a User interface transmitted to the control device, or created by the control device itself based on environmental data of the vehicle and / or driving data of the vehicle.
  • the environmental data can relate to the course of the road, environmental conditions (weather or other factors), objects in the area, road surface or other surfaces or the like and can be determined with a navigation device or via sensors or a weather or traffic report.
  • the user interface can be an input device in the vehicle, or it can be a mobile phone or computer.
  • an expected driving course of the vehicle is recognized or predetermined and an associated control of the first torque on the first electric axle and the second torque on the second electric axle takes place depending on a prioritization of the first electric axle or the second electric axle for the recognized or predetermined driving course to be expected.
  • the associated control may correspond to a desire or relate to optimization in terms of time used or in terms of efficiency or in terms of heating of the components.
  • the drive device can also be characterized by the features mentioned in connection with the method and its advantages, and vice versa.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drive device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a course of a viscosity as a function of an oil temperature
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a distribution of a torque in the method for operating a drive device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a block diagram of method steps of the method for operating a drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a drive device according to an embodiment of the present invention.
  • the drive device 10 for a vehicle F includes a first electric axle El with a first electric machine EMI; a second electric axis E2 with a second electric machine EM2; and a control device SE, which is connected to the first electrical machine EMI and to the second electrical machine EM2, and is set up to operate the first electrical machine EMI and the second electrical machine EM2 depending on a predetermined operating scenario for a distribution of a to control first torque from the first electrical axis El and a second torque from the second electrical axis such that a temperature and / or Efficiency on the first electric axis and / or on the second electric axis reaches a predetermined level.
  • the first electric axis El can represent a front axle and the second electric axis E2 can represent a rear axle of the vehicle.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a course of a viscosity as a function of an oil temperature.
  • the viscosity V as a function of temperature is shown for two different types of oil, for example on the two different drive axles or for the same drive axle.
  • a torque distribution can be controlled from a temperature-efficiency characteristic of the installed drive components, which can be used to increase the overall efficiency of the system, which can be shown from the example in FIG. 2 and the transmission oil temperature shown there.
  • the viscosity V of the oil can change, in particular decrease, at a higher temperature, which can be different for different oil types OL1 and OL2.
  • This makes it possible that an increase in the efficiency of the transmission can be achieved with the generated temperature.
  • the transmission temperature is based on the drive power.
  • a higher drive power of an axle thus also leads to a higher gearbox temperature.
  • a (control) function can then be developed and implemented in the control device (Fig.
  • Relevant temperatures transmission oil temperature or temperatures of other components that correlate with the oil temperature, eg transmission surface
  • a heating mode e.g. by selecting the torque on the axle
  • the course of the journey can be predicted, in which case it is determined (a course of the journey can be at least approximately predicted from the control device and other vehicle assistance components or computer) that an axle is likely to be used only little in the further course of the route, for example less than a predetermined power or Duration, a heating mode can be generated and activated by a corresponding drive power.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a distribution of a torque in the method for operating a drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the illustration shows an operating strategy based on the prior art using the dashed lines (K1 and K2) and an operating strategy according to the invention using the solid lines (K3 and K4).
  • a torque distribution (K2) represented as a ratio of the drive power of the drives M1/M2, is selected in which one drive is switched off completely and is dragged along.
  • the resulting overall efficiency (WG der Kl) of all drives is low at the beginning of the journey due to the temperature dependency and increases with increasing temperature t (reduction in viscosity).
  • the operating strategy according to the invention provides for the drive power to be distributed to all drives at the beginning of the journey in the warm-up phase (AM—warm-up mode) in such a way that the drives heat up as quickly as possible (K4 in the AM area).
  • the operating strategy switches to energy efficiency mode (EFM) and optimizes the torque distribution for the lowest possible energy consumption (K4 in the EM area).
  • EFM energy efficiency mode
  • K4 in the EM area The recognizable advantage of the operating strategy of the invention is that the optimal operating temperature of the drives (K3) is reached earlier than after the warm-up phase (AM).
  • Kl Operating strategy according to the state of the art (Kl). The faster heating up results in a reduction in the energy consumption of the vehicle, which also applies if the operating strategy according to the prior art is used again in the further course of the journey.
  • Kl and K3 are the efficiency and K2 and K4 are a torque distribution according to M1/M2.
  • FIG. 4 shows a block diagram of method steps of the method for operating a drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a drive device In the method for operating a drive device, a drive device according to the invention is provided S1; determining S2 a temperature of a transmission and/or an oil and/or an electronic system and/or a coolant in the first electric axis and/or in the second electric axis and/or a first torque of the first electric axis and/or a second torque from the second electrical axis; controlling S3 operation of the first electrical machine and the second electrical machine by the control device depending on a predetermined operating scenario for a distribution of a first torque from the first electrical axle and the second electrical axle such that a temperature and/or an efficiency a predetermined level is reached on the first electric axis and/or on the second electric axis.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

The present invention relates to a drive device (10) for a vehicle (F), comprising a first electric axle (E1) having a first electric machine (EM1), a second electric axle (E2) having a second electric machine (EM2), and a control device (SE) which is connected to the first electric machine (EM1) and to the second electric machine (EM2) and is designed to control the operation of the first electric machine (EM1) and of the second electric machine (EM2) according to a predetermined operating scenario, for the purpose of distributing a first torque (M1) from the first electric axle (E1) and the second electric axle (E2), in such a way that a temperature and/or a degree of efficiency at the first electric axle (E1) and/or at the second electric axle (E2) reaches a predetermined level.

Description

Beschreibung Description
Titel title
Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung Drive device for a vehicle and method for operating a drive device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung. The present invention relates to a drive device for a vehicle and a method for operating a drive device.
Stand der Technik State of the art
Beim Betrieb batterieelektrischer Fahrzeuge, welche zwei angetriebene Achsen aufweisen, kann in der Fahrzeugsteuerungseinheit (Vehicle Control Unit, VCU) eine Betriebsstrategie implementiert sein, welche die Drehmomentenverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse regeln kann. When operating battery-electric vehicles, which have two driven axles, an operating strategy can be implemented in the vehicle control unit (Vehicle Control Unit, VCU), which can regulate the torque distribution between the front and rear axles.
Es kann dabei aus Gründen der Reichweitenverlängerung für das Fahrzeug die VCU die Drehmomentenverteilung auf ein Effizienz-Optimum steuern. Dies kann in einem Betriebszustand resultieren, bei dem die elektrischen Antriebe einer Achse komplett ausgeschaltet werden können. Das Wunschmoment des Fahrers kann von der noch aktiven Achse aufgebracht werden. Diese Arbeitspunktverschiebung kann dabei einen besseren Gesamtwirkungsgrad zur Folge haben und dazu die Reichweite des Fahrzeugs erhöhen. Die Drehmomentenverteilung kann zu einer unterschiedlichen Belastung der zwei angetriebenen Achsen führen, wodurch sich deren Komponenten unterschiedlich erwärmen können. Falls die Temperatur einer Komponente einer Achse einen bestimmten Bereich erreicht, kann die Drehmomentenverteilung verändert oder der Antriebswunsch limitiert werden, was zu einer Reduzierung der thermischen Belastung der Achse führen soll. lm Falle, dass die VCU die Abschaltung einer elektrisch angetriebenen Achse durchführt, kann noch ein Schleppverlust der abgeschalteten Achse verbleiben. Der Schleppverlust kann von der weiterhin angetriebenen Achse kompensiert werden. Allgemein können Schleppverluste im Getriebe auftreten, wenn sich das Öl im Getriebe nicht auf der optimalen Betriebstemperatur befindet. Eine Berücksichtigung der Öltemperatur in der Betriebsstrategie für das Effizienz- Optimum wäre wünschenswert. In order to extend the range of the vehicle, the VCU can control the torque distribution to optimize efficiency. This can result in an operating state in which the electric drives of an axis can be switched off completely. The driver's desired torque can be applied by the axle that is still active. This working point shift can result in better overall efficiency and increase the range of the vehicle. Torque distribution can lead to different loads on the two driven axles, which can cause their components to heat up differently. If the temperature of a component of an axle reaches a certain range, the torque distribution can be changed or the desired drive can be limited, which should lead to a reduction in the thermal load on the axle. If the VCU switches off an electrically driven axle, there may still be a drag loss on the switched off axle. The drag loss can be compensated for by the axle that is still driven. In general, drag losses can occur in the transmission if the oil in the transmission is not at the optimum operating temperature. It would be desirable to take the oil temperature into account in the operating strategy for optimum efficiency.
In der WO 2011/128024 Al wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs beschrieben. WO 2011/128024 A1 describes a method for operating a motor vehicle.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of Invention
Die vorliegende Erfindung schafft eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung nach Anspruch 8. The present invention provides a drive device for a vehicle according to claim 1 and a method of operating a drive device according to claim 8.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Preferred developments are the subject of the dependent claims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung anzugeben, wobei eine Steuerung verschiedener Antriebsachsen in einem Fahrzeug verbessert werden kann und/oder eine Effizienz des Antriebs gesteigert werden kann. The idea on which the present invention is based is to specify a drive device for a vehicle and a method for operating a drive device, wherein control of various drive axles in a vehicle can be improved and/or efficiency of the drive can be increased.
Erfindungsgemäß umfasst die Antriebseinrichtung für ein Fahrzeug eine erste elektrische Achse mit einer ersten elektrischen Maschine; eine zweite elektrische Achse mit einer zweiten elektrischen Maschine; und eine Steuereinrichtung, welche mit der ersten elektrischen Maschine und mit der zweiten elektrischen Maschine verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, einen Betrieb der ersten elektrischen Maschine und der zweiten elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Betriebsszenario für eine Verteilung eines ersten Drehmoments von der ersten elektrischen Achse und eines zweiten Drehmoments von der zweiten elektrischen Achse derart zu steuern, dass eine Temperatur und/oder ein Wirkungsgrad an der ersten elektrischen Achse und/oder an der zweiten elektrischen Achse ein vorbestimmtes Niveau erreicht. According to the invention, the drive device for a vehicle comprises a first electric axle with a first electric machine; a second electric axle with a second electric machine; and a control device, which is connected to the first electrical machine and to the second electrical machine and is set up to operate the first electrical machine and the second electrical machine depending on a predetermined operating scenario for a distribution of a first to control torque from the first electric axis and a second torque from the second electric axis such that a temperature and/or an efficiency at the first electric axis and/or at the second electric axis reaches a predetermined level.
Die Steuereinrichtung kann eine insbesondere für einen oder beide elektrische Maschinen vorgesehene Steuereinrichtung sein oder eine Steuereinrichtung eines anderen Fahrzeugsystems sein, etwa eines Fahrstabilitätssystems (ESP). The control device can be a control device provided in particular for one or both electrical machines, or it can be a control device of another vehicle system, for example a driving stability system (ESP).
Das vorbestimmte Betriebsszenario kann einen Antrieb betreffen, welcher beide Achsen gleich beansprucht oder welcher eine der beiden Achsen zum Antrieb bevorzugt, beispielsweise bei Steigungen. Das vorbestimmte Betriebsszenario kann allerdings auch eine Inbetriebnahme des Antriebs und seiner Komponenten betreffen, so kann beispielsweise ein Drehmoment und eine Belastung eines der beiden Antriebe und Achsen gegenüber dem anderen Antrieb (Achse) erhöht oder verringert werden, um die Komponenten der betroffenen Achse schneller auf Betriebstemperatur zu bekommen. Das vorbestimmte Niveau kann einen Wertebereich eines zugehörigen Parameters betreffen, welches dieser Parameter im vorbestimmten Betriebsszenario einnehmen kann. The predetermined operating scenario can relate to a drive which uses both axles equally or which prefers one of the two axles for driving, for example on inclines. However, the predetermined operating scenario can also relate to commissioning of the drive and its components, for example a torque and a load on one of the two drives and axles can be increased or reduced compared to the other drive (axle) in order to bring the components of the affected axle up to operating temperature more quickly to get. The predetermined level can relate to a value range of an associated parameter, which this parameter can assume in the predetermined operating scenario.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebseinrichtung stellt die erste elektrische Achse eine Vorderachse und die zweite elektrische Achse eine Hinterachse des Fahrzeugs dar. According to a preferred embodiment of the drive device, the first electric axle is a front axle and the second electric axle is a rear axle of the vehicle.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebseinrichtung umfasst diese einen Temperatursensor und/oder einen Drehmomentsensor in der ersten elektrischen Achse und/oder in der zweiten elektrischen Achse und von welchen eine Temperatur eines Getriebes und/oder eines Öls und/oder einer Elektronik und/oder einer Kühlflüssigkeit in der ersten elektrischen Achse und/oder in der zweiten elektrischen Achse ermittelbar ist und/oder ein erstes Drehmoment von der ersten elektrischen Achse und/oder ein zweites Drehmoment von der zweiten elektrischen Achse ermittelbar ist. According to a preferred embodiment of the drive device, this comprises a temperature sensor and/or a torque sensor in the first electrical axis and/or in the second electrical axis and from which a temperature of a transmission and/or an oil and/or an electronic system and/or a coolant can be determined in the first electrical axis and/or in the second electrical axis and/or a first torque can be determined by the first electrical axis and/or a second torque can be determined by the second electrical axis.
Durch die Sensorik kann vorteilhaft der Istzustand des Antriebs betreffendThe sensors can advantageously relate to the actual state of the drive
Drehmoment, Drehzahl, Temperatur der Komponenten oder Kühlmittel und/oder weiterer Parameter überprüft und an eine gewünschte Vorgabe oder an ein gewünschtes Niveau angepasst werden, vorteilhaft durch Steuerung des jeweiligen Antriebs. Torque, speed, temperature of components or coolant and/or other parameters are checked and adjusted to a desired specification or to a desired level, advantageously by controlling the respective drive.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebseinrichtung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, nach dem vorbestimmten Betriebsszenario ein erstes Drehmoment von der ersten elektrischen Achse und/oder ein zweites Drehmoment von der zweiten elektrischen Achse derart zu verändern, dass eine bestimmte Veränderung einer Temperatur eines Getriebes und/oder eines Öls und/oder einer Elektronik und/oder einer Kühlflüssigkeit in der ersten elektrischen Achse und/oder in der zweiten elektrischen Achse erzielt wird und dadurch ein erster Wirkungsgrad der ersten elektrischen Achse und/oder ein zweiter Wirkungsgrad der zweiten elektrischen Achse erhöht wird. According to a preferred embodiment of the drive device, the control device is set up to change, according to the predetermined operating scenario, a first torque from the first electric axis and/or a second torque from the second electric axis in such a way that a specific change in a temperature of a transmission and/or of an oil and/or electronics and/or a coolant in the first electric axis and/or in the second electric axis is achieved and thereby a first efficiency of the first electric axis and/or a second efficiency of the second electric axis is increased.
Durch den gezielten Betrieb kann die jeweilige Achse und deren Antrieb auf einen bestimmten Betriebszustand gebracht werden. Through targeted operation, the respective axis and its drive can be brought to a specific operating state.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebseinrichtung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, durch das vorbestimmte Betriebsszenario eine Getriebetemperatur und/oder eine Öltemperatur in der ersten elektrischen Achse und/oder in der zweiten elektrischen Achse zu erhöhen und dadurch eine Viskosität des Getriebeöls zu verringern. According to a preferred embodiment of the drive device, the control device is set up to increase a transmission temperature and/or an oil temperature in the first electrical axle and/or in the second electrical axle through the predetermined operating scenario and thereby reduce a viscosity of the transmission oil.
Durch eine verringerte Viskosität kann ein Wirkungsgrad des betroffenen Antriebs vorteilhaft erhöht werden. A reduced viscosity can advantageously increase the efficiency of the affected drive.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebseinrichtung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, durch das vorbestimmte Betriebsszenario eine Drehmomentverteilung zwischen der ersten elektrischen Achse und/oder der zweiten elektrischen Achse anzuwenden um dadurch einen Gesamtwirkungsgrad der Antriebseinrichtung an dem Fahrzeug zu erhöhen und einer vorbestimmten Vorgabe zu entsprechen. Die Drehmomentverteilung kann ein Einrichten oder Erzeugen eines bestimmten ersten Drehmoments und eines bestimmten zweiten Drehmoments nach einer bestimmten Vorgabe betreffen. According to a preferred embodiment of the drive device, the control device is set up to use the predetermined operating scenario to apply a torque distribution between the first electric axle and/or the second electric axle in order to thereby increase the overall efficiency of the drive device on the vehicle and to meet a predetermined specification. The torque distribution can relate to setting up or generating a specific first torque and a specific second torque according to a specific specification.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebseinrichtung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, durch das vorbestimmte Betriebsszenario unter Berücksichtigung eines Temperaturmodells des Getriebes der ersten elektrischen Achse und/oder der zweiten elektrischen Achse die Drehmomentenverteilung so zu beeinflussen, dass sich der Getriebewirkungsgrad der für den Antrieb priorisierten Achse erhöht. According to a preferred embodiment of the drive device, the control device is set up to influence the torque distribution through the predetermined operating scenario, taking into account a temperature model of the transmission of the first electric axis and/or the second electric axis, so that the transmission efficiency of the axis prioritized for the drive increases .
Die Drehmomentenverteilung zwischen erster und zweiter Achse, beispielsweise zwischen Vorder- und Hinterachse, kann erfindungsgemäß so verändert werden, dass die angetriebenen Achsen durch Temperaturanpassungen zumindest einer ihrer Komponenten einen höheren Wirkungsgrad erreichen können. Hierbei kann des Weiteren eine Abwärme von konstruktiv (miteinander zumindest thermisch wechselwirkend) benachbarten Komponenten im Fahrzeug genutzt werden, welche ausgehend aus der Fahrzeugkonstruktion und Komponentenpositionierung zueinander einen hohen Wärmeübertrag zur relevanten Komponenten besitzen können (Getriebe, E-Maschine, Inverter, Kühlmittel). The torque distribution between the first and second axles, for example between the front and rear axles, can be changed according to the invention in such a way that the driven axles can achieve greater efficiency by adjusting the temperature of at least one of their components. Furthermore, waste heat from structurally (at least thermally interacting) adjacent components in the vehicle can be used, which, based on the vehicle design and component positioning, can have a high heat transfer to the relevant components (transmission, electric machine, inverter, coolant).
Es kann ebenso ein höherer Wirkungsgrad beispielsweise durch eine Temperaturanpassung der Getriebe- und/oder der Getriebeöltemperatur erreicht werden. Durch diese Temperaturanpassung kann sich die Viskosität des Getriebeöls verringern, was zu einer Verringerung der Verlustleistung führen kann. A higher degree of efficiency can also be achieved, for example, by adapting the temperature of the transmission and/or the transmission oil temperature. This temperature adjustment can reduce the viscosity of the transmission oil, which can lead to a reduction in power loss.
Es kann unter Kenntnis und Vorgabe des Betriebsszenarios und der zugehörigen Betriebsstrategie gezielt ein Wirkungsgrad der ersten und/oder zweiten Achse erhöht werden, vorteilhaft jener Achse, welche im Allgemeinen unter diesem Betriebsszenario vermehrt zum Einsatz kommen kann. Dabei können dann die Schleppverluste der deaktivierten oder der in Betrieb verringerten Achse minimiert werden, um die notwendige Antriebsleistung zu senken. Dabei kann das Verringern des Betriebs eine Senkung der Drehzahl, des Drehmoments, der Temperatur des Öls oder weiteres betreffen. Knowing and specifying the operating scenario and the associated operating strategy, the efficiency of the first and/or second axis can be increased in a targeted manner, advantageously that axis which can generally be used more frequently under this operating scenario. In this case, the drag losses of the deactivated axle or the axle reduced in operation can be minimized in order to reduce the required drive power. Thereby can reducing operation, reducing speed, torque, oil temperature or other.
Es kann mittels vorausschauender, prädiktiver Informationen (etwa für eine nahe Zukunft des Betriebs) gezielt der Gesamtwirkungsgrad des Antriebs (Powertrains) nach einer Vorgabe erhöht werden. The overall efficiency of the drive (powertrains) can be increased in a targeted manner according to a specification using forward-looking, predictive information (e.g. for the near future of operation).
In den (Fahr)betriebspunkten mit einem hohen Leistungsbedarf können beide Antriebsmaschinen zur Anwendung kommen, wodurch auch die Wirkungsgrade beider oder zumindest einer Antriebsmaschine optimiert werden können. Dazu kann eine Temperaturanpassung der Achsen über die Drehmomentverteilung aneinandergekoppelt werden indem beispielsweise zuerst die Drehmomentverteilung hin zu jener Antriebsmaschine verschoben werden kann, welche eine höhere Temperatur erreichen soll und durch Verringerung der Viskosität des Getriebeöls mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden soll. Es kann über eine Gewichtungsfunktion für die Erzeugung des ersten Drehmoments und des zweiten Drehmoments relativ zueinander der Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeuges optimiert und eingestellt werden bei dem die Temperaturen in beiden Antrieben möglichst hoch sind und in einer geringen Viskosität des Getriebeöls in beiden Antrieben resultieren. In the (driving) operating points with a high power requirement, both drive machines can be used, whereby the efficiency of both or at least one drive machine can be optimized. For this purpose, a temperature adjustment of the axles can be coupled to one another via the torque distribution, for example by first shifting the torque distribution to the drive machine that is to reach a higher temperature and is to be operated with high efficiency by reducing the viscosity of the transmission oil. The overall efficiency of the vehicle can be optimized and set using a weighting function for generating the first torque and the second torque relative to one another, in which case the temperatures in both drives are as high as possible and result in a low viscosity of the transmission oil in both drives.
Es kann durch die Steuerung der Antriebe (Leistung, Drehmoment) die Kühlleistung der Antriebskomponenten an der entsprechenden Achse aktiv beeinflusst werden, um das Erreichen bzw. die Beibehaltung oder das Erzielen der gewünschten Temperatur zu unterstützen. By controlling the drives (power, torque), the cooling capacity of the drive components on the corresponding axis can be actively influenced in order to support reaching, maintaining or achieving the desired temperature.
Eine Optimierung kann beabsichtigen, dass der Wirkungsgrad über die gesamte Fahrt optimiert werden kann. Daher kann es zielführend sein, zu Beginn einer Fahrt eine Drehmomentenverteilung zu verwenden die nicht in minimalem Energieverbrauch resultiert, um eine möglichst schnelle Erwärmung eines oder beider Antriebe zu gewährleisten. Der anfängliche Mehrverbrauch im Vergleich zu der instantanen Betriebsstrategie kann dann wieder dadurch kompensiert werden, dass der oder die Antriebe früher eine Temperatur erreichen, bei welcher der Wirkungsgrad an zumindest einem Antrieb optimal oder zumindest verbessert sein kann. Es kann eine gezielte Temperaturanpassung einzelner Antriebskomponenten in einem oder beiden Antrieben/Achsen erfolgen, um den Gesamtwirkungsgrad des Systems zu erhöhen. Es können eine Reichweitenverlängerung des Fahrzeuges erzielt werden, ebenso eine Reduktion der Energiekosten pro km und/oder eine Verringerung der benötigten Kühlkomponenten (Erhöhung des Wirkungsgrades führt zu geringerer Verlustleistung). An optimization can intend that the efficiency can be optimized over the entire journey. It can therefore be expedient to use a torque distribution at the beginning of a journey that does not result in minimal energy consumption in order to ensure that one or both drives heat up as quickly as possible. The initial increased consumption compared to the instantaneous operating strategy can then be compensated for by the fact that the drive or drives reach a temperature earlier at which the efficiency of at least one drive can be optimal or at least improved. The temperature of individual drive components in one or both drives/axles can be adjusted in a targeted manner in order to increase the overall efficiency of the system. The range of the vehicle can be extended, as can a reduction in the energy costs per km and/or a reduction in the cooling components required (increased efficiency leads to lower power loss).
Erfindungsgemäß erfolgt bei einem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung; ein Ermitteln einer Temperatur eines Getriebes und/oder eines Öls und/oder einer Elektronik und/oder einer Kühlflüssigkeit in der ersten elektrischen Achse und/oder in der zweiten elektrischen Achse und/oder eines ersten Drehmoments von der ersten elektrischen Achse und/oder eines zweiten Drehmoments von der zweiten elektrischen Achse; ein Steuern eines Betriebs der ersten elektrischen Maschine und der zweiten elektrischen Maschine durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Betriebsszenario für eine Verteilung eines ersten Drehmoments von der ersten elektrischen Achse und eines zweiten Drehmoments von der zweiten elektrischen Achse derart, dass eine Temperatur und/oder ein Wirkungsgrad an der ersten elektrischen Achse und/oder an der zweiten elektrischen Achse ein vorbestimmtes Niveau erreicht. According to the invention, in a method for operating a drive device, a drive device according to the invention is provided; determining a temperature of a transmission and/or an oil and/or an electronics and/or a coolant in the first electric axis and/or in the second electric axis and/or a first torque of the first electric axis and/or a second torque from the second electrical axis; controlling an operation of the first electric machine and the second electric machine by the control device depending on a predetermined operating scenario for a distribution of a first torque from the first electric axis and a second torque from the second electric axis such that a temperature and/or an efficiency at the first electrical axis and/or at the second electrical axis reaches a predetermined level.
Das vorbestimmte Betriebsszenario kann für einen gewünschten Betrieb Vorgaben für eine Temperatur eines Getriebes und/oder eines Öls und/oder einer Elektronik und/oder einer Kühlflüssigkeit in der ersten elektrischen Achse und/oder in der zweiten elektrischen Achse und/oder eines ersten Drehmoments von der ersten elektrischen Achse und/oder eines zweiten Drehmoments von der zweiten elektrischen Achse umfassen. The predetermined operating scenario can for a desired operation specifications for a temperature of a transmission and / or an oil and / or electronics and / or a coolant in the first electric axis and / or in the second electric axis and / or a first torque from the first electrical axis and/or a second torque from the second electrical axis.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das vorbestimmte Betriebsszenario von einem Nutzer bei Herstellung der Antriebseinrichtung in der Steuereinrichtung vorgegeben oder vor oder während eines Betriebs der Antriebseinrichtung von einem Nutzer oder von einem Steuersystem über eine Kommunikationseinrichtung oder über eine Nutzerschnittstelle an die Steuereinrichtung übermittelt, oder von der Steuereinrichtung basierend auf Umgebungsdaten des Fahrzeugs und/oder auf Fahrdaten des Fahrzeugs selbst erstellt. According to a preferred embodiment of the method, the predetermined operating scenario is specified by a user when producing the drive device in the control device or before or during operation of the drive device by a user or by a control system via a communication device or via a User interface transmitted to the control device, or created by the control device itself based on environmental data of the vehicle and / or driving data of the vehicle.
Die Umgebungsdaten können einen Fahrbahnverlauf, Umweltbedingungen (Wetter oder andere Faktoren), Objekte in der Umgebung, Straßenbelag oder andere Untergründe oder ähnliches betreffen und können mit einem Navigationsgerät oder über Sensoren oder einen Wetter- oder Verkehrsbericht ermittelt werden. The environmental data can relate to the course of the road, environmental conditions (weather or other factors), objects in the area, road surface or other surfaces or the like and can be determined with a navigation device or via sensors or a weather or traffic report.
Die Nutzerschnittstelle kann eine Eingabeeinrichtung im Fahrzeug sein oder ein Mobiltelefon oder Computer sein. The user interface can be an input device in the vehicle, or it can be a mobile phone or computer.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein zu erwartender Fahrverlauf des Fahrzeugs erkannt oder vorherbestimmt und eine zugehörige Steuerung des ersten Drehmoments an der ersten elektrischen Achse und des zweiten Drehmoments an der zweiten elektrischen Achse erfolgt in Abhängigkeit von einer Priorisierung der ersten elektrischen Achse oder der zweiten elektrischen Achse für den erkannten oder vorherbestimmten zu erwartenden Fahrverlauf. According to a preferred embodiment of the method, an expected driving course of the vehicle is recognized or predetermined and an associated control of the first torque on the first electric axle and the second torque on the second electric axle takes place depending on a prioritization of the first electric axle or the second electric axle for the recognized or predetermined driving course to be expected.
Die zugehörige Steuerung kann einem Wunsch entsprechen oder einer Optimierung hinsichtlich genutzter Zeit oder hinsichtlich eines Wirkungsgrads oder hinsichtlich einer Aufwärmung der Komponenten betreffen. The associated control may correspond to a desire or relate to optimization in terms of time used or in terms of efficiency or in terms of heating of the components.
Die Antriebseinrichtung kann sich auch durch die in Verbindung mit dem Verfahren genannten Merkmale und dessen Vorteile auszeichnen und umgekehrt. The drive device can also be characterized by the features mentioned in connection with the method and its advantages, and vice versa.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Further features and advantages of embodiments of the invention result from the following description with reference to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Brief description of the drawings The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments given in the schematic figures of the drawing.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 shows a schematic representation of a drive device according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verlaufs einer Viskosität in Abhängigkeit von einer Öltemperatur; FIG. 2 shows a schematic representation of a course of a viscosity as a function of an oil temperature; FIG.
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Verteilung eines Drehmoments bei dem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 3 shows a schematic representation of a distribution of a torque in the method for operating a drive device according to an embodiment of the present invention; and
Fig. 4 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer Antriebseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 shows a block diagram of method steps of the method for operating a drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente. In the figures, the same reference symbols denote the same elements or elements with the same function.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic representation of a drive device according to an embodiment of the present invention.
Die Antriebseinrichtung 10 für ein Fahrzeug F umfasst eine erste elektrische Achse El mit einer ersten elektrischen Maschine EMI; eine zweite elektrische Achse E2 mit einer zweiten elektrischen Maschine EM2; und eine Steuereinrichtung SE, welche mit der ersten elektrischen Maschine EMI und mit der zweiten elektrischen Maschine EM2 verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, einen Betrieb der ersten elektrischen Maschine EMI und der zweiten elektrischen Maschine EM2 in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Betriebsszenario für eine Verteilung eines ersten Drehmoments von der ersten elektrischen Achse El und eines zweiten Drehmoments von der zweiten elektrischen Achse derart zu steuern, dass eine Temperatur und/oder ein Wirkungsgrad an der ersten elektrischen Achse und/oder an der zweiten elektrischen Achse ein vorbestimmtes Niveau erreicht. Es kann die erste elektrische Achse El eine Vorderachse und die zweite elektrische Achse E2 eine Hinterachse des Fahrzeugs darstellen. The drive device 10 for a vehicle F includes a first electric axle El with a first electric machine EMI; a second electric axis E2 with a second electric machine EM2; and a control device SE, which is connected to the first electrical machine EMI and to the second electrical machine EM2, and is set up to operate the first electrical machine EMI and the second electrical machine EM2 depending on a predetermined operating scenario for a distribution of a to control first torque from the first electrical axis El and a second torque from the second electrical axis such that a temperature and / or Efficiency on the first electric axis and / or on the second electric axis reaches a predetermined level. The first electric axis El can represent a front axle and the second electric axis E2 can represent a rear axle of the vehicle.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verlaufs einer Viskosität in Abhängigkeit von einer Öltemperatur. FIG. 2 shows a schematic representation of a course of a viscosity as a function of an oil temperature.
Die Viskosität V in Abhängigkeit von der Temperatur wird für zwei verschiedene Öltypen, etwa an den beiden verschiedenen Antriebsachsen oder für eine gleiche Antriebsachse, dargestellt. The viscosity V as a function of temperature is shown for two different types of oil, for example on the two different drive axles or for the same drive axle.
Es kann eine Drehmomentenverteilung aus einer Temperatur-Wirkungsgrad- Charakteristik der installierten Antriebskomponenten gesteuert werden, was genutzt werden kann um den Gesamtwirkungsgrad des Systems zu erhöhen, was aus dem Beispiel der Fig. 2 und der dort dargestellten Getriebeöltemperatur gezeigt werden kann. Nach der Fig. 2 kann sich bei gängigen Getriebeöl-Typen bei einer höheren Temperatur die Viskosität V des Öls verändern, insbesondere verringern, was für unterschiedliche Öltypen OL1 und OL2 unterschiedlich stark sein kann. Dadurch ist es möglich, dass eine Wirkungsgraderhöhung des Getriebes mit der erzeugten Temperatur erreicht werden kann. Dadurch kann sich ein Zusammenhang des Getriebewirkungsgrades und der Getriebetemperatur ergeben. Die Getriebetemperatur stellt sich wiederrum basierend auf der Antriebsleistung ein. Eine höhere Antriebsleistung einer Achse führt damit auch zu einer höheren Getriebetemperatur. Erfindungsgemäß kann dann eine (Steuer) Funktion entwickelt werden und in der Steuereinrichtung (Fig. 1) implementiert werden, welche unter Berücksichtigung eines Temperaturmodells des Getriebes die Drehmomentenverteilung auf die erste und zweite Achse so verändern kann, dass sich der Getriebewirkungsgrad der priorisierten Achse verbessern kann, was abschließend zu einem höheren Wirkungsgrad des gesamten Antriebssystems führen kann. A torque distribution can be controlled from a temperature-efficiency characteristic of the installed drive components, which can be used to increase the overall efficiency of the system, which can be shown from the example in FIG. 2 and the transmission oil temperature shown there. According to FIG. 2, with common transmission oil types, the viscosity V of the oil can change, in particular decrease, at a higher temperature, which can be different for different oil types OL1 and OL2. This makes it possible that an increase in the efficiency of the transmission can be achieved with the generated temperature. This can result in a relationship between the transmission efficiency and the transmission temperature. In turn, the transmission temperature is based on the drive power. A higher drive power of an axle thus also leads to a higher gearbox temperature. According to the invention, a (control) function can then be developed and implemented in the control device (Fig. 1), which, taking into account a temperature model of the transmission, can change the torque distribution on the first and second axes in such a way that the transmission efficiency of the prioritized axis can be improved , which can ultimately lead to a higher efficiency of the entire drive system.
Es kann eine Messung und/oder Prüfung relevanter Temperaturen (Getriebeöltemperatur oder Temperaturen anderer Komponenten, die mit der Öltemperatur korrelieren, z. B. Getriebeoberfläche) erfolgen. Für den Fall, dass eine der Temperaturen zu gering ist, also geringer als ein vorbestimmter Wert (z. B. wenn das Getriebe zu kalt ist), kann ein Aufheizmodus (etwa durch Wahl des Drehmoments an der Achse) aktiviert werden. Es kann des Weiteren eine Prädiktion des Fahrverlaufs erfolgen, wobei wenn ermittelt wird (aus der Steuereinrichtung und weiterer Fahrzeugassistenzkomponenten oder Computer kann ein Fahrtenverlauf zumindest annähernd vorausgesagt werden) dass eine Achse im weiteren Streckenverlauf voraussichtlich nur wenig verwendet wird, etwa geringer als eine vorbestimmte Leistung oder Dauer, kann ein Aufheizmodus durch eine entsprechende Antriebsleistung erzeugt und aktiviert werden. Relevant temperatures (transmission oil temperature or temperatures of other components that correlate with the oil temperature, eg transmission surface) can be measured and/or checked. In case that If one of the temperatures is too low, i.e. lower than a predetermined value (e.g. if the transmission is too cold), a heating mode (e.g. by selecting the torque on the axle) can be activated. Furthermore, the course of the journey can be predicted, in which case it is determined (a course of the journey can be at least approximately predicted from the control device and other vehicle assistance components or computer) that an axle is likely to be used only little in the further course of the route, for example less than a predetermined power or Duration, a heating mode can be generated and activated by a corresponding drive power.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Verteilung eines Drehmoments bei dem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 3 shows a schematic representation of a distribution of a torque in the method for operating a drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
Die Darstellung zeigt anhand der gestrichelten Linien (Kl und K2) eine Betriebsstrategie nach dem Stand der Technik und anhand der durchgezogenen Linien (K3 und K4) eine Betriebsstrategie gemäß der Erfindung. The illustration shows an operating strategy based on the prior art using the dashed lines (K1 and K2) and an operating strategy according to the invention using the solid lines (K3 and K4).
Im Fall der Betriebsstrategie nach dem Stand der Technik wird eine Drehmomentverteilung (K2), dargestellt als Verhältnis der Antriebsleistung der Antriebe M1/M2, gewählt bei der ein Antrieb gänzlich abgeschaltet ist und mitgeschleppt wird. Der dabei resultierende Gesamtwirkungsgrad (WG der Kl) aller Antriebe ist auf Grund der Temperaturabhängigkeit zu Beginn der Fahrt gering und nimmt mit steigender Temperatur t zu (Abnahme der Viskosität). Die Betriebsstrategie gemäß der Erfindung sieht hingegen vor, zu Beginn der Fahrt in der Aufwärmphase (AM - Aufwärmmodus) die Antriebsleistung auf alle Antriebe so zu verteilen, dass ein möglichst schnelles Aufheizen der Antriebe stattfindet (K4 im Bereich AM). Sobald die Antriebe eine wirkungsgradoptimale Temperatur erreicht haben, schaltet die Betriebsstrategie in den Energieeffizienzmodus (EFM) und optimiert die Drehmomentverteilung auf möglichst geringen Energieverbrauch (K4 im Bereich EM). Der erkennbare Vorteil der Betriebsstrategie der Erfindung ist, dass durch die Aufwärmphase (AM) die optimale Betriebstemperatur der Antriebe (K3) früher erreicht wird als nach der Betriebsstrategie nach dem Stand der Technik (Kl). Durch das schnellere Aufheizen ergibt sich eine Reduktion des Energieverbrauchs des Fahrzeugs, was auch dann zutrifft wenn im weiterem Verlauf der Fahrt wieder die Betriebsstrategie nach dem Stand der Technik eingesetzt wird. In the case of the operating strategy according to the prior art, a torque distribution (K2), represented as a ratio of the drive power of the drives M1/M2, is selected in which one drive is switched off completely and is dragged along. The resulting overall efficiency (WG der Kl) of all drives is low at the beginning of the journey due to the temperature dependency and increases with increasing temperature t (reduction in viscosity). The operating strategy according to the invention, on the other hand, provides for the drive power to be distributed to all drives at the beginning of the journey in the warm-up phase (AM—warm-up mode) in such a way that the drives heat up as quickly as possible (K4 in the AM area). As soon as the drives have reached a temperature that is optimal for efficiency, the operating strategy switches to energy efficiency mode (EFM) and optimizes the torque distribution for the lowest possible energy consumption (K4 in the EM area). The recognizable advantage of the operating strategy of the invention is that the optimal operating temperature of the drives (K3) is reached earlier than after the warm-up phase (AM). Operating strategy according to the state of the art (Kl). The faster heating up results in a reduction in the energy consumption of the vehicle, which also applies if the operating strategy according to the prior art is used again in the further course of the journey.
Kl und K3 sind der Wirkungsgrad und K2 und K4 sind eine Momentenverteilung gemäß M1/M2. Kl and K3 are the efficiency and K2 and K4 are a torque distribution according to M1/M2.
Fig. 4 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Betreiben einer Antriebseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 4 shows a block diagram of method steps of the method for operating a drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung erfolgt ein Bereitstellen S1 einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung; ein Ermitteln S2 einer Temperatur eines Getriebes und/oder eines Öls und/oder einer Elektronik und/oder einer Kühlflüssigkeit in der ersten elektrischen Achse und/oder in der zweiten elektrischen Achse und/oder eines ersten Drehmoments von der ersten elektrischen Achse und/oder eines zweiten Drehmoments von der zweiten elektrischen Achse; ein Steuern S3 eines Betriebs der ersten elektrischen Maschine und der zweiten elektrischen Maschine durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Betriebsszenario für eine Verteilung eines ersten Drehmoments von der ersten elektrischen Achse und der zweiten elektrischen Achse derart, dass eine Temperatur und/oder ein Wirkungsgrad an der ersten elektrischen Achse und/oder an der zweiten elektrischen Achse ein vorbestimmtes Niveau erreicht wird. In the method for operating a drive device, a drive device according to the invention is provided S1; determining S2 a temperature of a transmission and/or an oil and/or an electronic system and/or a coolant in the first electric axis and/or in the second electric axis and/or a first torque of the first electric axis and/or a second torque from the second electrical axis; controlling S3 operation of the first electrical machine and the second electrical machine by the control device depending on a predetermined operating scenario for a distribution of a first torque from the first electrical axle and the second electrical axle such that a temperature and/or an efficiency a predetermined level is reached on the first electric axis and/or on the second electric axis.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Although the present invention has been fully described above with reference to the preferred exemplary embodiment, it is not restricted thereto but can be modified in a variety of ways.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Antriebseinrichtung (10) für ein Fahrzeug (F), umfassend: 1. Drive device (10) for a vehicle (F), comprising:
- eine erste elektrische Achse (El) mit einer ersten elektrischen Maschine (EMI);- A first electrical axis (El) with a first electrical machine (EMI);
- eine zweite elektrische Achse (E2) mit einer zweiten elektrischen Maschine (EM2); und - A second electric axis (E2) with a second electric machine (EM2); and
- eine Steuereinrichtung (SE), welche mit der ersten elektrischen Maschine (EMI) und mit der zweiten elektrischen Maschine (EM2) verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, einen Betrieb der ersten elektrischen Maschine (EMI) und der zweiten elektrischen Maschine (EM2) in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Betriebsszenario für eine Verteilung eines ersten Drehmoments (Ml) von der ersten elektrischen Achse (El) und eines zweiten Drehmoments (M2) von der zweiten elektrischen Achse (E2) derart zu steuern, dass eine Temperatur und/oder ein Wirkungsgrad an der ersten elektrischen Achse (El) und/oder an der zweiten elektrischen Achse (E2) ein vorbestimmtes Niveau erreicht. - A control device (SE), which is connected to the first electrical machine (EMI) and to the second electrical machine (EM2), and is set up to operate the first electrical machine (EMI) and the second electrical machine (EM2) depending on a predetermined operating scenario for a distribution of a first torque (Ml) from the first electrical axis (El) and a second torque (M2) from the second electrical axis (E2) to control such that a temperature and / or an efficiency reaches a predetermined level on the first electrical axis (El) and/or on the second electrical axis (E2).
2. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1, bei welcher die erste elektrische Achse (El) eine Vorderachse und die zweite elektrische Achse (E2) eine Hinterachse des Fahrzeugs darstellt. 2. Drive device (10) according to claim 1, in which the first electric axis (El) is a front axle and the second electric axis (E2) is a rear axle of the vehicle.
3. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, welche einen Temperatursensor und/oder einen Drehmomentsensor in der ersten elektrischen Achse (El) und/oder in der zweiten elektrischen Achse (E2) umfasst und von welchen eine Temperatur eines Getriebes und/oder eines Öls und/oder einer Elektronik und/oder einer Kühlflüssigkeit in der ersten elektrischen Achse (El) und/oder in der zweiten elektrischen Achse (E2) ermittelbar ist und/oder ein erstes Drehmoment von der ersten elektrischen Achse (El) und/oder ein zweites Drehmoment von der zweiten elektrischen Achse (E2) ermittelbar ist. 3. Drive device (10) according to claim 1 or 2, which comprises a temperature sensor and / or a torque sensor in the first electrical axis (El) and / or in the second electrical axis (E2) and of which a temperature of a transmission and / or an oil and / or electronics and / or a coolant in the first electrical axis (El) and / or in the second electrical axis (E2) can be determined and / or a first torque from the first electrical axis (El) and / or a second torque can be determined by the second electrical axis (E2).
4. Antriebseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, nach dem vorbestimmten Betriebsszenario ein erstes Drehmoment von der ersten elektrischen Achse (El) und/oder ein zweites Drehmoment von der zweiten elektrischen Achse (E2) derart zu verändern, dass eine bestimmte Veränderung einer Temperatur eines Getriebes und/oder eines Öls und/oder einer Elektronik und/oder einer Kühlflüssigkeit in der ersten elektrischen Achse (El) und/oder in der zweiten elektrischen Achse (E2) erzielt wird und dadurch ein erster Wirkungsgrad der ersten elektrischen Achse (El) und/oder ein zweiter Wirkungsgrad der zweiten elektrischen Achse (E2) erhöht wird. 4. Drive device (10) according to one of claims 1 to 3, in which the control device (SE) is set up to, according to the predetermined operating scenario, a first torque from the first electric axis (El) and / or a second torque from the second electric Axis (E2) to change such that a certain change in temperature of a transmission and / or oil and / or electronics and / or a coolant in the first electrical axis (El) and / or in the second electrical axis (E2) is achieved and thereby a first efficiency of the first electrical axis (El) and / or a second efficiency of the second electrical axis (E2) is increased.
5. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 4, bei welcher die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, durch das vorbestimmte Betriebsszenario eine Getriebetemperatur und/oder eine Öltemperatur in der ersten elektrischen Achse (El) und/oder in der zweiten elektrischen Achse (E2) zu erhöhen und dadurch eine Viskosität des Getriebeöls zu verringern. 5. Drive device (10) according to Claim 4, in which the control device (SE) is set up to use the predetermined operating scenario to determine a transmission temperature and/or an oil temperature in the first electric axis (El) and/or in the second electric axis (E2 ) and thereby reduce a viscosity of the transmission oil.
6. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, durch das vorbestimmte Betriebsszenario eine Drehmomentverteilung zwischen der ersten elektrischen Achse (El) und/oder der zweiten elektrischen Achse (E2) anzuwenden um dadurch einen Gesamtwirkungsgrad der Antriebseinrichtung an dem Fahrzeug zu erhöhen und einer vorbestimmten Vorgabe zu entsprechen. 6. Drive device (10) according to claim 4 or 5, in which the control device (SE) is set up to apply a torque distribution between the first electric axis (El) and/or the second electric axis (E2) by the predetermined operating scenario in order to thereby to increase an overall efficiency of the drive device on the vehicle and to correspond to a predetermined specification.
7. Antriebseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei welcher die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, durch das vorbestimmte Betriebsszenario unter Berücksichtigung eines Temperaturmodells des Getriebes der ersten elektrischen Achse (El) und/oder der zweiten elektrischen Achse (E2) die Drehmomentenverteilung so zu beeinflussen, dass sich der Getriebewirkungsgrad der für den Antrieb priorisierten Achse erhöht. 7. Drive device (10) according to one of claims 4 to 6, in which the control device (SE) is set up to, through the predetermined operating scenario, taking into account a temperature model of the transmission of the first electric axis (El) and / or the second electric axis ( E2) to influence the torque distribution in such a way that the transmission efficiency of the axis prioritized for the drive increases.
8. Verfahren zum Betrieben einer Antriebseinrichtung (10), umfassend die Schritte: 8. A method for operating a drive device (10), comprising the steps:
- Bereitstellen (Sl) einer Antriebseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7;- Providing (Sl) a drive device (10) according to any one of claims 1 to 7;
- Ermitteln (S2) einer Temperatur eines Getriebes und/oder eines Öls und/oder einer Elektronik und/oder einer Kühlflüssigkeit in der ersten elektrischen Achse (El) und/oder in der zweiten elektrischen Achse (E2) und/oder eines ersten Drehmoments von der ersten elektrischen Achse (El) und/oder eines zweiten Drehmoments von der zweiten elektrischen Achse (E2); - Determining (S2) a temperature of a transmission and / or an oil and / or electronics and / or a coolant in the first electric axis (El) and / or in the second electric axis (E2) and / or a first torque of the first electric axis (El) and/or a second torque from the second electric axis (E2);
- Steuern (S3) eines Betriebs der ersten elektrischen Maschine (EMI) und der zweiten elektrischen Maschine (EM2) durch die Steuereinrichtung (SE) in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Betriebsszenario für eine Verteilung eines ersten Drehmoments - 15 -- Controlling (S3) an operation of the first electrical machine (EMI) and the second electrical machine (EM2) by the control device (SE) depending on a predetermined operating scenario for a distribution of a first torque - 15 -
(Ml) von der ersten elektrischen Achse (El) und eines zweiten Drehmoments von der zweiten elektrischen Achse (E2) derart, dass eine Temperatur und/oder ein Wirkungsgrad an der ersten elektrischen Achse (El) und/oder an der zweiten elektrischen Achse (E2) ein vorbestimmtes Niveau erreicht. (Ml) from the first electric axis (El) and a second torque from the second electric axis (E2) such that a temperature and/or an efficiency on the first electric axis (El) and/or on the second electric axis ( E2) reaches a predetermined level.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem das vorbestimmte Betriebsszenario von einem Nutzer bei Herstellung der Antriebseinrichtung in der Steuereinrichtung vorgegeben wird oder vor oder während eines Betriebs der Antriebseinrichtung von einem Nutzer oder von einem Steuersystem über eine Kommunikationseinrichtung oder über eine Nutzerschnittstelle an die Steuereinrichtung übermittelt wird, oder von der Steuereinrichtung basierend auf Umgebungsdaten des Fahrzeugs und/oder auf Fahrdaten des Fahrzeugs selbst erstellt wird. 9. The method according to claim 8, in which the predetermined operating scenario is specified by a user when the drive device is manufactured in the control device or is transmitted to the control device by a user or by a control system via a communication device or via a user interface before or during operation of the drive device is, or is created by the control device based on environmental data of the vehicle and / or driving data of the vehicle itself.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem ein zu erwartender Fahrverlauf des Fahrzeugs erkannt oder vorherbestimmt wird und eine zugehörige Steuerung des ersten Drehmoments an der ersten elektrischen Achse (El) und des zweiten Drehmoments an der zweiten elektrischen Achse (E2) erfolgt in Abhängigkeit von einer Priorisierung der ersten elektrischen Achse (El) oder der zweiten elektrischen Achse (E2) für den erkannten oder vorherbestimmten zu erwartenden Fahrverlauf. 10. The method according to claim 8 or 9, in which an expected driving course of the vehicle is recognized or predetermined and an associated control of the first torque on the first electric axle (E1) and the second torque on the second electric axle (E2) takes place in Dependence on a prioritization of the first electric axis (E1) or the second electric axis (E2) for the recognized or predetermined driving course to be expected.
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