| WO/2013/018221 | VEHICLE, AND VEHICLE CONTROL METHOD |
| JP2011037359 | DRIVING DEVICE FOR VEHICLE |
| JP2005039880 | POWER OUTPUT DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME AND AUTOMOBILE |
ETTENHOFER, Ulrich (Lilienweg 7, Bad Waldsee, 88339, DE)
EISELE, Markus (Schwarzer Brunnen 55, Friedrichshafen, 88048, DE)
ETTENHOFER, Ulrich (Lilienweg 7, Bad Waldsee, 88339, DE)
| Patentansprüche 1 . Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, wobei der Antriebsstrang ein als Hybridantrieb ausgebildetes Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, ein zwischen den Hybridantrieb und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe und einen elektrischen Energiespeicher umfasst, wobei dann, wenn die elektrische Maschine als Generator betrieben wird, der elektrische Energiespeicher stärker geladen wird, wobei dann, wenn der die elektrische Maschine als Motor betrieben wird, der elektrische Energiespeicher stärker entladen wird, und wobei eine Hybridstrategie abhängig vom Fahrerwunsch und/oder abhängig vom Betriebspunkt des Antriebsstrangs den Betrieb desselben steuert und/oder regelt, dadurch gekennzeichnet, dass Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken erfasst, statistisch ausgewertet und gespeichert werden, und dass die Hybridstrategie den Betrieb des Antriebsstrangs für eine aktuell und/oder für zukünftig zurückzulegende Fahrtstrecken zusätzlich abhängig von der statistischen Auswertung steuert und/oder regelt. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridstrategie den Betrieb des Antriebsstrangs abhängig vom aktuellen Fahrerwunsch und/oder abhängig vom aktuellen Betriebspunkt des Antriebsstrangs sowie zusätzlich abhängig von der statistischen Auswertung derart steuert und/oder regelt, dass eine Lebensdauer des elektrischen Energiespeicher maximiert wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridstrategie den Betrieb des Antriebsstrangs abhängig vom aktuellen Fahrerwunsch und/oder abhängig vom aktuellen Betriebspunkt des Antriebsstrangs sowie zusätzlich abhängig von der statistischen Auswertung derart steuert und/oder regelt, dass eine Verbrauch des Antriebsaggregat minimiert wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken Daten über Geschwindigkeiten und/oder Daten über Beschleunigungen und/oder Daten über Start/Stopp-Zyklen und/oder Daten über Betriebsmodi des Antriebsstrangs auf den zurückgelegten Fahrtstrecken erfasst, statistisch ausgewertet und gespeichert werden. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, als Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken Daten über Temperaturen und/oder Daten über Ladezustände (SOC) und/oder Daten über Ladeströme und Entladeströme und/oder Daten über Betriebsmodi des elektrischen Energiespeichers auf den zurückgelegten Fahrtstrecken erfasst, statistisch ausgewertet und gespeichert werden. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, als Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken Steigungsdaten derselben erfasst, statistisch ausgewertet und gespeichert werden. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die statistisch auswerteten Daten verknüpft werden und auf Grundlage der Verknüpfung abhängig von definierten Regeln der Betrieb des Antriebsstrangs für die aktuell und/oder für zukünftig zurückzulegende Fahrtstrecken gesteuert und/oder geregelt wird. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken von einem Steuergerät des Antriebsstrangs während einer Fahrt online erfasst und gespeichert werden, wobei auch die statistische Auswertung der Daten vom Steuergerät ebenfalls online durchgeführt wird, um so den Betrieb des Antriebsstrangs für die aktuell und/oder für zukünftig zurückzulegende Fahrtstrecken zu steuern und/oder zu regeln. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken von einem Steuergerät des Antriebsstrangs während einer Fahrt online erfasst und gespeichert werden, wobei die statistische Auswertung der Daten von einem externen Steuergerät offline durchgeführt wird, um so den Betrieb des Antriebsstrangs für zukünftig zurückzulegende Fahrtstrecken zu steuern und/oder zu regeln. 10. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, wobei der Antriebsstrang ein als Hybridantrieb ausgebildetes Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, ein zwischen den Hybridantrieb und einen Abtrieb geschaltetes Getriebe und einen elektrischen Energiespeicher umfasst, wobei dann, wenn die elektrische Maschine als Generator betrieben wird, der elektrische Energiespeicher stärker geladen wird, wobei dann, wenn der die elektrische Maschine als Motor betrieben wird, der elektrische Energiespeicher stärker entladen wird, und wobei eine Hybridstrategie abhängig vom Fahrerwunsch und/oder abhängig vom Betriebspunkt des Antriebsstrangs den Betrieb desselben steuert und/oder regelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridstrategie den Betrieb des Antriebsstrangs für eine aktuell zurückzulegende Fahrtstrecken zusätzlich abhängig von Schnittstellenbetätigungen durch einen Fahrer, die derselbe während einer Fahrt für eine aktuell zurückzulegende Fahrtstrecke vornimmt, steuert und/oder regelt. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs nach dem Obergriff des Anspruchs 1 .
Die Hauptkomponenten eines Antriebsstrangs sind ein Antriebsaggregat und ein Getriebe. Das Getriebe wandelt Drehzahlen und Drehmomente und setzt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats um und stellt dasselbe an einem Abtrieb bereit. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, der als Antriebsaggregat einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine umfasst. Ein solcher Antriebsstrang verfügt neben dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine des Hybridantriebs sowie neben dem zwischen den Hybridantrieb und den Abtrieb geschalteten Getriebe weiterhin über einen elektrischen Energiespeicher, wobei dann, wenn die elektrische Maschine des Hybridantriebs als Generator betrieben wird, der elektrische Energiespeicher stärker geladen, und dann, wenn die elektrische Maschine des Hybridantriebs als Motor betrieben wird, der elektrische Energiespeicher stärker entladen wird.
Nach der Praxis generiert eine Hybridstrategie auf Grundlage von Eingangsdaten, nämlich auf Grundlage eines aktuellen Fahrerwunschs und/oder auf Grundlage eines aktuellen Betriebspunkts des Antriebsstrangs, einen Betriebsmodus für den Antriebsstrang. Hierbei ermittelt die Hybridstrategie den Betriebsmodus derart, dass ein Verbrennungsmotorwirkungsgrad optimiert wird. Bei der Hybridstrategie kann es sich um eine regelbasierte und/oder kenn- feldbasierte Hybridstrategie handeln. Bislang sind die Einflussparameter, auf Grundlage deren eine Hybridstrategie den Betrieb eines solchen Antriebsstrangs steuert und/oder regelt, beschränkt. Insbesondere besteht nach der Praxis keine Möglichkeit, den Betrieb eines solchen Antriebsstrangs im Hinblick auf eine Maximierung der Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers zu steuern und/oder zu regeln. Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit welchem die obigen Nachteile vermieden werden können.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
Dieses Problem wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 gelöst. Hiernach werden Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken erfasst, statistisch ausgewertet und gespeichert, wobei die Hybridstrategie den Betrieb des Antriebsstrangs für eine aktuell und/oder für zukünftig zurückzulegende Fahrtstrecken zusätzlich abhängig von der statistischen Auswertung steuert und/oder regelt.
Mit dem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken statistisch auszuwerten und auf Grundlage der statistischen Auswertung den Betrieb eines Antriebsstrangs mit einem Hybridantrieb zu steuern und/oder zu regeln. Mithilfe der erfindungsgemäßen, statistischen Auswertung von Daten zurückgelegter Fahrtstrecken kann eine Hybridstrategie, die in einem Steuergerät des Antriebsstrangs hinterlegt ist, an typische Einsatzzyklen bzw. typische Fahrzyklen des Antriebsstrangs adaptiert werden. Diese Adaption kann entweder online von einem im Antriebsstrang verbauten Steuergerät oder offline von einem externen Steuergerät durchgeführt werden. Auf Grundlage der statistischen Auswertung ist es insbesondere möglich den elektrischen Energiespeicher des Antriebsstrangs so zu betreiben, dass die Lebensdauer desselben maximiert wird.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 gelöst. Hiernach steuert und/oder regelt die Hybridstrategie den Betrieb des Antriebsstrangs für eine aktuell zurückzulegende Fahrtstrecke zusätzlich abhängig von Schnittstellenbetätigungen durch einen Fahrer, die derselbe während einer Fahrt für eine aktuell zurückzulegende Fahrtstrecke vornimmt.
Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein Fahrer der Hybridstrategie während der Fahrt Daten zur Verfügung stellt, auf Grundlage derer dann die Hybridstrategie den Betrieb des Antriebsstrangs steuert und/oder regelt. So kann zum Beispiel durch einen Fahrer eine Entladung des elektrischen Energiespeicher des Antriebsstrangs initiiert werden, wenn der Fahrer zum Beispiel Kenntnis darüber hat, dass die bevorstehende Fahrtstrecke geeignet ist, Energie zu rekuperieren. Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung kann demnach der Fahrer aktiv die Hybridstrategie durch eine Schnittstellenbetätigung, zum Beispiel durch die Betätigung eines Schalters, beeinflussen.
Der erste Aspekt der Erfindung und der zweite Aspekt der Erfindung können auch in Kombination miteinander zum Einsatz kommen.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines exemplarischen Antriebsstrangs eines
Kraftfahrzeugs, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs. Fig. 1 zeigt exemplarisch ein Blockschaltbild einer möglichen Antriebsstrangkonfiguration, bei welcher das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung jedoch auch bei anderen Antriebsstrangkonfigurationen zum Einsatz kommen kann.
Bei der in Fig. 1 exemplarisch gezeigten Antriebsstrangkonfiguration um- fasst der Antriebsstrang einen Hybridantrieb aus einem Verbrennungsmotor 1 und einer elektrischen Maschine 2. Zwischen den Hybridantrieb und einen Abtrieb 3 ist ein Getriebe 4 geschaltet, welches vorzugsweise als automatisches Schaltgetriebe ausgeführt ist. Zwischen Verbrennungsmotor 1 und elektrischer Maschine 2 des Hybridantriebs ist eine Kupplung 5 geschaltet, wobei dann, wenn die Kupplung 5 geöffnet ist, der Verbrennungsmotor 1 vom Abtrieb 3 abgekoppelt ist. Zwischen die elektrische Maschine 2 des Hybridantriebs und das Getriebe 4 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Anfahrelement 6 geschaltet, welches gemäß Fig. 1 als getriebeexternes Anfahrelement 6 ausgeführt ist. Anstelle des getriebeexternen Anfahrelements kann 6 auch ein getriebeinternes Anfahrelement zum Einsatz kommen.
Der Antriebsstrang der Fig. 1 verfügt weiterhin über einen elektrischen Energiespeicher 7. Dann, wenn die elektrische Maschine 2 des Hybridantriebs motorisch betrieben wird, wird der elektrische Energiespeicher 7 des Antriebsstrangs stärker entladen. Wird hingegen die elektrische Maschine 2 des Hybridantriebs generatorisch betrieben, so wird der elektrische Energiespeicher 7 stärker aufgeladen.
Der Antriebsstrang gemäß Fig. 1 verfügt weiterhin über ein Steuergerät 8, in dem eine Hybridstrategie hinterlegt ist. Die im Steuergerät 8 hinterlegte Hybridstrategie steuert und/oder regelt abhängig vom Fahrerwunsch und/oder abhängig vom aktuellen Betriebspunkt des Antriebsstrangs den Betrieb desselben. Der Fahrerwunsch ist abhängig von einer Betätigung eines in Fig. 1 nicht gezeigten Fahrpedals bzw. Gaspedals und/oder von der Betätigung eines ebenfalls in Fig. 1 nicht gezeigten Bremspedals des Antriebsstrangs.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird insbesondere zur Maxi- mierung der Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers 7 und/oder zur Minimierung des Verbrauchs des Antriebsaggregats, nämlich des Hybridantriebs, vorgeschlagen, dass Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken erfasst, statistisch ausgewertet und gespeichert werden, wobei die Hybridstrategie 8 des Antriebsstrangs den Betrieb desselben abhängig von der statischen Auswertung der Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken steuert und/oder regelt, und zwar für eine aktuell zurückzulegende Fahrtstrecke und/oder für zukünftig zurückzulegende Fahrtstrecken. Dadurch ist es möglich, sämtliche im Antriebsstrang zur Verfügung stehenden Energiequellen optimal auszunutzen und eine optimale Strategie zur Energieverwaltung zu gewährleisten, sodass einerseits die Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers 7 maximiert und andererseits der Verbrauchs des Antriebsaggregats minimiert werden kann.
Vorzugsweise werden als Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken Daten über Geschwindigkeiten des Antriebsstrangs und/oder Daten über Beschleunigungen des Antriebsstrangs und/oder Daten über Start/Stopp-Zyklen des Antriebsstrangs und/oder Daten über Betriebsmodi des Antriebsstrangs auf den zurückgelegten Fahrtstrecken erfasst, statistisch ausgewertet und gespeichert. Geschwindigkeiten und Beschleunigungen können dabei in definierte Intervalle klassifiziert werden. Von Start/Stopp-Zyklen werden zum Beispiel Zeitdauern und Häufigkeiten derselben erfasst. Als Daten über Betriebsmodi des Antriebsstrangs können Daten über rein elektrische Fahrten und Hybridfahrten sowie Daten über ein Anfahren, Segeln oder Rollen des Antriebsstrangs erfasst, statistisch ausgewertet und gespeichert werden.
Als weiteren Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken können Daten über Temperaturen des elektrischen Energiespeichers 7 und/oder Daten über Ladezustände des elektrischen Energiespeichers 7 und/oder Daten über Ladeströme und Entladeströme des elektrischen Energiespeichers 7 und/oder Daten über Betriebsmodi desselben erfasst, statistisch ausgewertet und gespeichert werden. Der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 7 wird als SOC (State Of Charge) bezeichnet. Als Betriebsmodi des elektrischen Energiespeichers können Ladezyklen bzw. Entladezyklen erfasst und klassifiziert werden.
Ferner können als Daten von zurückgelegten Fahrtstrecken Steigungsdaten bzw. Topografiedaten von zurückgelegten Fahrtstrecken erfasst, statistisch ausgewertet und gespeichert werden.
Die Daten zurückgelegter Fahrtstrecken werden von einem Steuergerät des Antriebsstrangs, vorzugsweise von dem Steuergerät 8, in welchem die Hybridstrategie implementiert ist, während der Fahrt online erfasst und gespeichert. Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die statistische Auswertung der erfassten und gespeicherten Daten ebenfalls online vom Steuergerät 8 des Antriebsstrangs durchgeführt werden, wobei dann die Hybridstrategie auf Grundlage der statistischen Auswertung den Betrieb des Antriebsstrangs sowohl für die aktuell zurückzulegende Fahrtstrecke als auch für zukünftig zurückzulegende Fahrtstrecken steuern oder regeln kann.
Nach einer alternativen Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dass die statische Auswertung der erfassten und gespeicherten Daten nicht vom Steuergerät 8 des Antriebsstrangs, sondern vielmehr von einem externen Steuergerät offline durchgeführt wird, um dann offline die Hybridstrategie abhängig von der statistischen Auswertung anzupassen, wobei dann nur der Betrieb des Antriebsstrangs für zukünftig zurückzulegende Fahrtstrecken auf Basis der statistischen Auswertung gesteuert und/oder geregelt werden kann. Die statistische Auswertung offline von einem externen Steuergerät durchführen zu lassen, verfügt über den Vorteil, dass im externen Steuergerät neue Erkenntnisse für die statistische Auswertung einfach implementiert werden können, um so die Hybridstrategie des Antriebsstrangs dynamisch anpassbar zu gestalten.
Die statistisch ausgewerteten Daten können miteinander verknüpft und auf Grundlage der Verknüpfung können Regeln definiert werden, auf Grundlage derer der Betrieb des Antriebsstrangs für die aktuell und/oder für zukünftig zurückzulegende Fahrtstrecken gesteuert und/oder geregelt wird. Wird zum Beispiel bei der statischen Auswertung festgestellt, dass sich der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 7 in relativ engen Grenzen ändert, so kann der Betrieb des Antriebsstrang dahingegen beeinflusst werden, dass der Anteil von rein elektrischen Fahrten erhöht wird. Wird hingegen festgestellt, dass eine untere Zulässigkeitsschwelle für den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers 7 statistisch zu häufig angefahren wird, so kann der Betrieb des Antriebsstrangs derart beeinflusst werden, dass der Anteil an rein elektrischen Fahrten verringert wird. Wird bei der statistischen Auswertung zum Beispiel festgestellt, dass Temperaturen des elektrischen Energiespeichers statistisch gesehen relativ gering sind, so kann der Betrieb des Antriebsstrangs dahingehend verschoben werden, dass zulässige Betriebsgrenzen desselben aufgeweitet werden.
Dem oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren liegt demnach die Grundidee zugrunde, Daten zurückgelegter Fahrtstrecken nicht nur aufzuzeichnen und zu speichern, sondern vielmehr statistisch auszuwerten und auf Basis der statistischen Auswertung die Hybridstrategie, welche den Betrieb des Antriebsstrangs steuert und/oder regelt, anzupassen. Dabei kann die statistische Auswertung und Anpassung der Hybridstrategie, insbesondere eine Pa- rametrierung derselben, online oder offline erfolgen. Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Hybridstrategie den Betrieb des Antriebsstrangs für eine aktuell zurückzulegende Fahrtstrecken zusätzlich von Schnittstellenbetätigungen durch einen Fahrer, die derselbe während einer Fahrt für eine aktuell zurückzulegende Fahrtstrecke vornimmt, steuert und/oder regelt. So kann ein Fahrer während der Fahrt der Hybridstrategie über eine Schnittstelle Daten über die aktuelle Fahrtstrecke zur Verfügung stellen.
So kann zum Beispiel über einen Fahrer eine Entladung des elektrischen Energiespeichers 7 initiiert werden, wenn der Fahrer zum Beispiel Kenntnis darüber hat, dass die bevorstehende Fahrtstrecke geeignet ist, Energie zu rekuperieren und zum Laden des Energiespeichers 7 zu verwenden.
Ferner kann ein Fahrer über eine Schnittstellenbetätigung der Hybridstrategie zum Beispiel Daten darüber zur Verfügung stellen, dass der Antriebsstrang in einer sogenannten Zero Emission Zone betrieben wird, sodass dann ausgelöst durch den Fahrer eine rein elektrische Fahrt des Antriebsstrangs initiiert wird, um den Betrieb des Antriebsstrangs emissionsfrei zu halten.
Die Beeinflussung der Hybridstrategie abhängig von einer Schnittstellenbetätigung durch einen Fahrer kann insbesondere in Kombination mit einer statistischen Auswertung und Beeinflussung der Hybridstrategie zum Einsatz kommen.
Bezuqszeichen
Verbrennungsmotor
elektrische Maschine
Abtrieb
Getriebe
Kupplung
Anfahrelement
elektrischer Energiespeicher
Hybridstrategie / Steuergerät
Next Patent: ROTOR FOR AN ELECTRIC MACHINE