Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb bei einem ...

patent.de.com

Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb bei einem ...

*DE102007038585A120090319*

(19)

Bundesrepublik Deutschland

Deutsches Patent- und Markenamt

(10)

DE 10 2007 038 585 A1 2009.03.19

(12)

Offenlegungsschrift

(21) Aktenzeichen: 10 2007 038 585.6

(22) Anmeldetag: 16.08.2007

(43) Offenlegungstag: 19.03.2009

(71) Anmelder:

ZF Friedrichshafen AG, 88046 Friedrichshafen, DE

(51) Int Cl. 8 : B60W 20/00 (2006.01)

B60W 10/06 (2006.01)

B60W 10/08 (2006.01)

B60W 10/26 (2006.01)

(72) Erfinder:

Kaltenbach, Johannes, Dr., 88048 Friedrichshafen,

DE; Blattner, Stefan, 88213 Ravensburg, DE

Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen

(54) Bezeichnung: Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb bei einem parallelen Hybridfahrzeug

(57) Zusammenfassung: Es wird ein Verfahren zur Lastpunktverschiebung

im Hybridbetrieb bei einem parallelen

Hybridfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor, zumindest

eine Elektromaschine und einen Energiespeicher,

vorgeschlagen, im Rahmen dessen im Kennfeld des spezifischen

Verbrauchs des Verbrennungsmotors zumindest

eine Grenzkurve (A1, B1, C1, D1) definiert wird und für den

Energiespeicher des Fahrzeugs zumindest ein Grenzwert

(A2, B2, C2, D2) für den Energie-/Ladezustand definiert

wird, wobei Lastpunktverschiebungsmodi (A, B, C, D) definiert

werden, bei denen der spezifische Verbrauch des Verbrennungsmotors

und der Energieinhalt des Energiespeichers

eine vorgegebene Grenzkurve (A1, B1, C1, D1) bzw.

einen vorgegebenen Grenzwert (A2, B2, C2, D2) nicht

überschreiten, wobei die Lastpunktverschiebung in einem

der Lastpunktverschiebungsmodi (A, B, C, D) oder in einer

Kombination mehrerer Lastpunktverschiebungsmodi (A, B,

C, D) erfolgt.

1/9


DE 10 2007 038 585 A1 2009.03.19

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf

ein Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug, umfassend

einen Verbrennungsmotor, zumindest eine

Elektromaschine und einen Energiespeicher, gemäß

dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Hybridfahrzeuge

umfassend ein Hybridgetriebe bekannt. Sie

umfassen zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor zumindest

einen Elektromotor bzw. eine elektrische

Maschine. Bei seriellen Hybridfahrzeugen wird ein

Generator vom Verbrennungsmotor angetrieben, wobei

der Generator den die Räder antreibenden Elektromotor

mit elektrischer Energie versorgt. Des weiteren

sind parallele Hybridfahrzeuge bekannt, bei denen

eine Addition der Drehmomente des Verbrennungsmotors

und zumindest einer mit dem Verbrennungsmotor

verbindbaren elektrischen Maschine erfolgt.

Hierbei sind die elektrischen Maschinen mit

dem Riementrieb oder mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors

verbindbar. Die vom Verbrennungsmotor

und/oder der zumindest einen elektrischen

Maschine erzeugten Drehmomente werden

über ein nachgeschaltetes Getriebe an die angetriebene

Achse übertragen.

[0003] Beispielsweise ist im Rahmen der DE 10

2006 019 679 A1 ein Antriebsstrang mit einem elektrisch

verstellbaren Hybridgetriebe und einem elektrohydraulischen

Steuersystem, mehreren elektrischen

Leistungseinheiten und mehreren Drehmomentübertragungsmechanismen

bekannt. Hierbei

können die Drehmomentübertragungsmechanismen

durch das elektrohydraulische Steuersystem selektiv

eingerückt werden, um vier Vorwärtsgänge, einen

neutralen Zustand, eine elektrische Betriebsart mit

niedriger und hoher Drehzahl, eine elektrisch verstellbare

Betriebsart mit niedriger und hoher Drehzahl

und eine Berghalte-Betriebsart bereitzustellen.

[0004] Aus der DE 10 2005 057 607 B3 ist ein Hybridantrieb

für Fahrzeuge bekannt, zumindest beinhaltend

einen Hauptmotor, insbesondere eine Brennkraftmaschine,

einen Generator, einen Elektromotor

und ein, ein Sonnenrad, ein Hohlrad, einen Planetenträger

sowie Planetenräder aufweisendes Planetengetriebe,

das mindestens eine Abtriebswelle beinhaltet.

Hierbei ist vorgesehen, dass für einen ersten

Fahrbereich des Fahrzeuges zur Addition der Drehmomente

die Antriebswellen des Hauptmotors und

des Elektromotors auf das Sonnenrad des Planetengetriebes

gekoppelt sind und für einen weiteren Fahrbereich

einer der beiden Motoren zur mechanischen

Addition der Drehzahlen entsprechend dem Überlagerungsprinzip

kraftschlüssig auf das Hohlrad des

Planetengetriebes koppelbar ist.

[0005] Aufgabe einer Hybrid-Betriebsstrategie bei

Hybridfahrzeugen ist die Verteilung des Fahrerwunschmoments

bzw. der Fahrerwunschleistung auf

den Verbrennungsmotor und die zumindest eine

Elektromaschine, wenn Verbrennungsmotor und

Elektromaschine wirkverbunden sind bzw. wenn bei

Hybridsystemen mit einem integrierten Starter/Generator

alle Kupplungen haften. Ein Teil einer Hybrid-Betriebsstrategie

ist die so genannte Lastpunktverschiebung,

durch die der Verbrennungsmotor einerseits

in einen Betriebsbereich verbesserten spezifischen

Verbrauchs gebracht werden kann und andererseits

der Ladezustand des Energiespeichers beeinflusst

werden kann.

[0006] Eine Lastpunktverschiebung kann als Lastpunktanhebung

oder Lastpunktabsenkung ausgeführt

werden. Im Fall einer Lastpunktanhebung erbringt

der Verbrennungsmotor mehr Moment als das

Fahrerwunschmoment, wobei die zumindest eine

Elektromaschine des Fahrzeugs die Differenz generatorisch

ausgleicht, sodass die Summe der Momente

des Verbrennungsmotors und der Elektromaschine

dem Fahrerwunschmoment entspricht und der

Energiespeicher aus Kraftstoffenergie geladen wird.

[0007] Im Fall einer Lastpunktabsenkung erbringt

der Verbrennungsmotor weniger Moment als das

Fahrerwunschmoment, wobei die Elektromaschine

die Differenz motorisch ausgleicht, sodass die Summe

der Momente des Verbrennungsmotors und der

Elektromaschine dem Fahrerwunschmoment entspricht;

durch den motorischen Betrieb der Elektromaschine

wird der Energiespeicher entladen.

[0008] Aus der DE 10 2004 043 589 A1 der Anmelderin

ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung

der Antriebsleistungsverteilung in einem

Hybrid-Antriebsstrang eines Fahrzeuges bekannt.

Die bekannte Vorrichtung umfasst eine Einrichtung

zur Bestimmung eines von aktuellen dynamischen

oder ökonomischen Fahrweise des Fahrers abhängigen

Soll-Ladezustandes eines Energiespeichers des

Fahrzeugs, sowie zur Bestimmung des aktuellen Betriebsfalls

des Antriebsstranges in Abhängigkeit von

dem Soll-Ladezustand des Energiespeichers. Des

weiteren umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zur

Bestimmung der elektrisch möglichen Soll-Antriebsleistung

für die wenigstens eine Elektromaschine des

Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Soll-Ladezustand

und dem aktuellen Betriebsfall des Antriebsstranges

und eine Einrichtung zur Bestimmung der Soll-Antriebsleistung

für den Verbrennungsmotor und die

wenigsten eine Elektromaschine in Abhängigkeit von

der elektrisch möglichen Soll-Antriebsleistung.

[0009] Im Rahmen des bekannten Verfahrens zur

Bestimmung der Antriebsleistungsverteilung wird der

Antriebsleistungswunsch des Fahrers erfasst und die

minimale und maximale Leistung des Verbrennungs-

2/9


DE 10 2007 038 585 A1 2009.03.19

motors bei der gerade vorliegenden Motordrehzahl

bestimmt. Des weiteren werden der Ist-Ladezustand

des Energiespeichers sowie der minimale und maximale

Ladezustand bestimmt, ein dem Fahrer zugeordneter

Sportlichkeitswert erfasst, die minimale und

die maximale Ladeleistung des Energiespeichers erfasst

und die minimale und maximale Antriebsleistung

der wenigstens einen Elektromaschine bestimmt.

Anschließend wird aus den Werten für den

aktuellen Antriebsleistungswunsch und dem Sportlichkeitskennwert

ein Soll-Ladezustand berechnet;

des weiteren wird die aktuelle Betriebssituation des

Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Sportlichkeitskennwert

und der minimalen und maximalen Leistung des

Verbrennungsmotors sowie vom Ist-Ladezustand

des Energiespeichers bestimmt. Zudem ist vorgesehen,

dass ein elektrisch möglicher Soll-Antriebsleistungswert

für die zumindest eine Elektromaschine

bestimmt wird, wobei mit Hilfe dieses Wertes, der minimalen

und maximalen Ladeleistung sowie mit Hilfe

der aktuell minimalen und maximalen Antriebsleistung

der zumindest einen Elektromaschine Antriebsleistungssollwerte

für die zumindest eine Elektromaschine

und den Verbrennungsmotor erzeugt werden.

[0010] Bei diesem bekannten Verfahren wird das

Kennfeld spezifischen Verbrauchs des Verbrennungsmotors

des Hybridfahrzeugs nicht berücksichtigt.

[0011] Aus der DE 10 2005 044 828 A1 ist ein Verfahren

und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines optimalen

Betriebspunktes bei Fahrzeugen bekannt,

die einen Hybridantrieb mit einer Verbrennungsmaschine

und einer Elektromaschine aufweisen. Dabei

werden in einem ersten Schritt in einem ersten Koordinator

Betriebspunktdaten unter Verwendung mindestens

eines abgespeicherten Kennfeldes ermittelt

und in einem zweiten Schritt in einem zweiten Koordinator

die im ersten Koordinator ermittelten Betriebspunktdaten

unter Berücksichtigung des dynamischen

Verhaltens der Fahrzeugaggregate optimiert.

[0012] Aus der DE 10 2005 044 268 A1 ist ein Verfahren

zur Steuerung oder Regelung des Ladezustands

eines Energiespeichers oder des Energieflusses

in einem Hybridfahrzeug bekannt, im Rahmen

dessen der Ladezustand oder der Energiefluss in Abhängigkeit

einer Kostenfunktion für den Energieverbrauch

oder den Emissionsausstoß gesteuert oder

geregelt wird. Insbesondere werden bei der Durchführung

des Verfahrens die Kosten für die elektrische

Energie bei Bezug aus dem Energiespeicher, die

Kosten für die elektrische Energie bei Bezug aus dem

Verbrennungsmotor, sowie die Kosten für die mechanische

Energie bei Bezug aus dem Energiespeicher

und aus dem Verbrennungsmotor berücksichtigt, wobei

unter Verwendung einer Schar von Energiekostenvektoren

Solldrehmomente für den Verbrennungsmotor

und die Elektromaschine ermittelt werden.

[0013] Des weiteren geht aus der DE 699 32 487 T2

ein Steuer/Regelverfahren für ein Hybridfahrzeug

hervor, bei dem der gegenwärtige Ladezustand des

Energiespeichers überwacht wird, wobei für den Fall,

dass dieser auf eine Schwelle absinkt, die Funktion

des Verbrennungsmotors vom Entladen zum Laden

des Energiespeichers umgeschaltet wird.

[0014] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe

zugrunde, ein Verfahren zur Lastpunktverschiebung

im Hybridbetrieb bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

umfassend einen Verbrennungsmotor, zumindest

eine Elektromaschine und einen Energiespeicher

anzugeben, durch dessen Durchführung ein

verbrauchsgünstiger Betriebspunkt des Verbrennungsmotors

und ein optimaler Ladezustand des Energiespeichers

einstellbar ist.

[0015] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des

Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße

Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen

hervor.

[0016] Demnach wird ein Verfahren zur Lastpunktverschiebung

im Hybridbetrieb bei einem parallelen

Hybridfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor,

zumindest eine Elektromaschine und einen Energiespeicher

vorgeschlagen, im Rahmen dessen im

Kennfeld des spezifischen Verbrauchs des Verbrennungsmotors

zumindest eine Grenzkurve definiert

wird und für den Energiespeicher des Fahrzeugs zumindest

ein Grenzwert für den Energie-/Ladezustand

definiert wird, wobei Lastpunktverschiebungsmodi

definiert werden, bei denen der spezifische Verbrauch

des Verbrennungsmotors und der Energieinhalt

des Energiespeichers des Fahrzeugs eine vorgegebene

Grenzkurve bzw. einen vorgegebenen

Grenzwert nicht überschreiten. Gemäß der Erfindung

erfolgt die Lastpunktverschiebung in einem der Lastpunktverschiebungsmodi

oder in einer Kombination

mehrerer Lastpunktverschiebungsmodi.

[0017] Die Erfindung wird anhand der beigefügten

Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

[0018] Fig. 1: Ein beispielhaftes Kennfeld des spezifischen

Verbrauchs eines Verbrennungsmotors als

Funktion des Drehmomentes und der Drehzahl; und

[0019] Fig. 2: Eine schematische Darstellung des

Energieinhalts/Ladezustands eines Energiespeichers

eines Hybridfahrzeugs und der gemäß der Erfindung

definierten Energie-/Ladezustands-Grenzwerte.

[0020] Gemäß der Erfindung wird ein erster Lastpunktverschiebungsmodus

A wie folgt definiert: Es

wird, wie in Fig. 1 gezeigt, in der zudem die Linien

3/9


DE 10 2007 038 585 A1 2009.03.19

konstanten spezifischen Verbrauchs des Verbrennungsmotors

eingezeichnet sind, eine Grenzlinie A1

im Kennfeld des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

definiert, welche vorzugsweise in einem

Bereich liegt, ab dem sich der spezifische Verbrauch

des Verbrennungsmotors durch Erhöhung der Last

nicht mehr so stark verbessert wie durch eine Lastanhebung

von unterhalb dieser Linie bis zu dieser Linie

hin.

[0021] Wenn sich nun der spezifische Verbrauch

des Verbrennungsmotors im Betrieb unter der Grenzlinie

A1 befindet, wird erfindungsgemäß der Lastpunkt

des Verbrennungsmotors auf die Grenzlinie A1

angehoben, um in einen Bereich besseren spezifischen

Verbrauchs zu gelangen, wobei als Nebeneffekt

hierbei der Energiespeicher des Fahrzeugs geladen

wird.

[0022] Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung

der Erfindung kann die Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors

nur bei positiver Fahranforderung,

d. h. in Richtung Fahrzeugbeschleunigung, durchgeführt

werden, wobei keine Lastpunktanhebung stattfindet,

wenn sich der Verbrennungsmotor in Schubabschaltung

befindet.

[0023] Gemäß der Erfindung wird ein Energie-/Ladezustands-Grenzwert

A2 (SOC-Grenzwert) des Energiespeichers

des Fahrzeugs definiert; dieser

Grenzwert ist in Fig. 2 dargestellt. Die Lastpunktanhebung

wird abgeregelt, je weiter sich der Ladezustand

des Energiespeichers (in Fig. 2 von unten)

dem Energie-/Ladezustands-Grenzwert A2 nähert,

wodurch das Laden des Energiespeichers auf den

Grenzwert A2 begrenzt wird.

[0024] Durch die Durchführung einer Lastpunktverschiebung

gemäß dem Lastpunktverschiebungsmodus

A wird eine Verringerung des spezifischen Verbrauch

des Verbrennungsmotors bei gleichzeitiger

Einhaltung einer vorgegebenen Ladezustands-Obergrenze

des Energiespeichers erzielt.

[0025] Ein weiterer Lastpunktverschiebungsmodus

B wird erfindungsgemäß dadurch definiert, dass ein

Energie-/Ladezustands-Grenzwert B2 (siehe Fig. 2)

des Energiespeichers definiert wird, wobei, wenn

sich der aktuelle Energieinhalt/Ladezustand des Energiespeichers

unterhalb des Grenzwertes B2 befindet,

der Lastpunkt des Verbrennungsmotors angehoben

wird, um den Energiespeicher zu laden.

[0026] Hierbei ist der Betrag der Lastanhebung vorzugsweise

proportional zur Differenz zwischen dem

Grenzwert B2 und dem aktuellen Energieinhalt/Ladezustand

des Energiespeichers; je größer diese Differenz

ist, desto größer ist der Betrag der Lastanhebung.

Vorzugsweise ist der Grenzwert B2 niedriger

als der Grenzwert A1, wie Fig. 2 zu entnehmen. Im

Rahmen des Lastpunktverschiebungsmodus B wird

die Leistung des Verbrennungsmotors auf eine

Grenzkurve B1 (siehe Fig. 1) im Kennfeld des spezifischen

Verbrennungsmotorverbrauchs begrenzt. Die

Grenzkurve B1 liegt vorzugsweise nahe der Volllastlinie

oder des Verbrauchsoptimums des Verbrennungsmotors.

[0027] Durch die Durchführung einer Lastpunktverschiebung

gemäß dem Lastpunktverschiebungsmodus

B wird ein Laden des Energiespeichers des Fahrzeugs

auf einen gewünschten Energieinhalt bei gutem

spezifischen Verbrauch des Verbrennungsmotors

erzielt.

[0028] Im Rahmen eines dritten Lastpunktverschiebungsmodus

C wird im Kennfeld des spezifischen

Verbrennungsmotorverbrauchs eine Grenzkurve C1

definiert (siehe Fig. 1), wobei, wenn sich der spezifische

Verbrauch des Verbrennungsmotors im Betrieb

oberhalb der Grenzkurve C1 befindet, der Lastpunkt

des Verbrennungsmotors auf die Grenzlinie C1 abgesenkt

wird, um in einem Bereich besseren spezifischen

Verbrauchs zu gelangen, wobei gleichzeitig

der Energiespeicher des Fahrzeugs entladen wird.

Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf Fig. 2

wird ein Energie-/Ladezustands-Grenzwert C2 des

Energiespeichers definiert, wobei die Lastpunktabsenkung

des Verbrennungsmotors abgeregelt wird,

je weiter sich der Ladezustand des Energiespeichers

(in Fig. 2 von oben) dem definierten Energie-/Ladezustands-Grenzwert

C2 nähert, so dass das Entladen

des Energiespeichers auf den Grenzwert C2 begrenzt

wird. Durch diese Vorgehensweise wird eine

Verringerung des spezifischen Verbrauchs des Verbrennungsmotors

bei gleichzeitiger Einhaltung einer

vorgegebenen Ladezustands-Untergrenze des Energiespeichers

erzielt.

[0029] Vorzugsweise liegt die Grenzkurve C1 in einem

Bereich, ab dem sich der spezifische Verbrauch

durch Absenkung der Last nicht mehr so stark oder

gar nicht mehr verbessert, wie durch Lastabsenkung

von oberhalb dieser Kurve C1 bis zu dieser Kurve

hin.

[0030] Im Rahmen eines vierten Lastpunktverschiebungsmodus

D wird ein Energie-/Ladezustands-Grenzwert

D2 des Energiespeichers des

Fahrzeugs definiert, wobei, wenn sich der aktuelle

Energieinhalt/Ladezustand des Energiespeichers

oberhalb des Grenzwertes D2 befindet, der Lastpunkt

des Verbrennungsmotors abgesenkt wird, um

den Energiespeicher zu entladen und wobei der Betrag

der Lastabsenkung vorzugsweise proportional

zur Differenz zwischen dem Grenzwert D2 und dem

aktuellen Energieinhalt/Ladezustand des Energiespeichers

ist. Gemäß der Erfindung wird die Leistung

des Verbrennungsmotors auf eine Grenzkurve D1

(siehe Fig. 1) im Kennfeld des spezifischen Verbren-

4/9


DE 10 2007 038 585 A1 2009.03.19

nungsmotorverbrauchs begrenzt.

[0031] Vorzugsweise liegt die Grenzkurve D1 in einem

Bereich, bei dem der spezifische Verbrauch

noch einen wirtschaftlich akzeptablen Wert hat (d. h.

bei weiterer Absenkung der Last des Verbrennungsmotors

würde sich der spezifische Verbrauch zunehmend

wesentlich erhöhen). Durch die Durchführung

einer Lastpunktverschiebung gemäß dem Lastpunktverschiebungsmodus

D wird demnach ein Entladen

des Energiespeichers auf einen gewünschten Energieinhalt

bei einem guten spezifischen Verbrauch des

Verbrennungsmotors erzielt.

[0032] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der

Erfindung ist vorgesehen, dass, wenn der aktuelle

Energieinhalt/Ladezustand des Energiespeichers einen

definierten Grenzwert (A2, B2, C2, D2) erreicht,

die Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors

kontinuierlich abgeregelt wird, um eine plötzliche Moment-

bzw. Leistungsänderung des Verbrennungsmotors

und/oder der Elektromaschine zu vermeiden.

[0033] Die erwähnten Grenzkurven bzw. die Grenzwerte

A1, B1, C1, D1, A2, B2, C2 und/oder D2 sind

entweder festparametrierte Größen oder werden dynamisch

anhand aktueller Fahrzeuggrößen berechnet,

wobei eine Abhängigkeit dieser Größen von der

Fahrzeuggeschwindigkeit besonders vorteilhaft ist,

um im Energiespeicher des Fahrzeugs Platz für rekuperierbare

kinetische Fahrzeugenergie vorzuhalten

bzw. zu reservieren.

[0034] Im Rahmen einer besonders vorteilhaften

Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird

vorgeschlagen, eine Lastpunktverschiebung durchzuführen,

welche sich aus der Summe bzw. der Kombination

des Lastpunktverschiebungsmodus A und

des Lastpunktverschiebungsmodus C ergibt. Dadurch

wird eine Verbesserung des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

bei „passiver Einhaltung"

vorgegebener Energie bzw. Ladezustandsgrenzen

erzielt (d. h. die Lastpunktverschiebung wird

abgeregelt, wenn vorgegebene Energiegrenzen erreicht

bzw. überschritten werden). Hierbei wird der

Verbrennungsmotor ausgehend vom Fahrerwunschmoment

bzw. -von einer gewünschten Leistung

in einen Bereich günstigeren spezifischen Verbrauchs

gebracht, solange vorgegebene Ladezustandsgrenzen

des Energiespeichers dies erlauben.

[0035] Gemäß der Erfindung kann eine Lastpunktverschiebung

durchgeführt werden, welche sich aus

der Summe bzw. der Kombination des Lastpunktverschiebungsmodus

B und des Lastpunktverschiebungsmodus

D ergibt. Durch diese Vorgehensweise

wird der Energiespeicher des Fahrzeugs immer in einen

vorgegebenen gewünschten Bereich des Ladezustandes

gebracht, solange der Verbrennungsmotor

durch die hierfür notwendige Lastpunktverschiebung

in einem vorgegebenen Bereich vorgegebener

Werte des spezifischen Verbrauchs verbleiben kann.

(„Aktive Einhaltung” vorgegebener Energiegrenzen

bei Einhaltung vorgegebener Mindestwerte für den

spezifischen Verbrennungsmotorverbrauch).

[0036] Des weiteren wird im Rahmen einer weiteren

besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen

Verfahrens vorgeschlagen, eine Lastpunktverschiebung

durchzuführen, welche sich aus der

Summe bzw. der Kombination der Lastpunktverschiebungsmodi

A, B, C und D ergibt, wodurch die

Vorteile sämtlicher Modi ohne nachteilige gegenseitige

Beeinflussung gleichzeitig genutzt werden.

[0037] Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Kennfeld

des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

der Wirkungsgrad der zumindest einen Elektromaschine

des Fahrzeugs hineingerechnet bzw. berücksichtigt

wird, wodurch eine Gesamtwirkungsgradverbesserung

unter Berücksichtigung des Verbrennungsmotors

und der Elektromaschine erreicht wird.

Hierbei kann auch vorgesehen sein, dass der Wirkungsgrad

der zumindest einen Elektromaschine

auch den Wechselrichterwirkungsgrad beinhaltet.

[0038] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung

wird eine Lastpunktverschiebung nur dann durchgeführt,

wenn die erzielbare Verbesserung des Verbrauchs

des Verbrennungsmotors die Energiewandlungsverluste

des elektrischen Systems des Fahrzeugs,

umfassend zumindest eine Elektromaschine,

zumindest einen Wechselrichter, Leitungen und den

Energiespeicher überkompensiert.

A

B

C

D

A1

B1

C1

D1

A2

B2

C2

D2

Bezugszeichenliste

Lastpunktverschiebungsmodus

Lastpunktverschiebungsmodus

Lastpunktverschiebungsmodus

Lastpunktverschiebungsmodus

Grenzkurve im Kennfeld des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

Grenzkurve im Kennfeld des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

Grenzkurve im Kennfeld des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

Grenzkurve im Kennfeld des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

Grenzwert für den Energie-/Ladezustand des

Energiespeichers

Grenzwert für den Energie-/Ladezustand des

Energiespeichers

Grenzwert für den Energie-/Ladezustand des

Energiespeichers

Grenzwert für den Energie-/Ladezustand des

Energiespeichers

5/9


ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente

wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich

zur besseren Information des Lesers aufgenommen.

Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen

Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung.

Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige

Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

- DE 102006019679 A1 [0003]

- DE 102005057607 B3 [0004]

- DE 102004043589 A1 [0008]

- DE 102005044828 A1 [0011]

- DE 102005044268 A1 [0012]

- DE 69932487 T2 [0013]

DE 10 2007 038 585 A1 2009.03.19

6/9


DE 10 2007 038 585 A1 2009.03.19

Patentansprüche

1. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug, umfassend

einen Verbrennungsmotor, zumindest eine

Elektromaschine und einen Energiespeicher, dadurch

gekennzeichnet, dass im Kennfeld des spezifischen

Verbrauchs des Verbrennungsmotors zumindest

eine Grenzkurve (A1, B1, C1, D1) definiert

wird und dass für den Energiespeicher des Fahrzeugs

zumindest ein Grenzwert (A2, B2, C2, D2) für

den Energie-/Ladezustand definiert wird, wobei Lastpunktverschiebungsmodi

(A, B, C, D) definiert werden,

bei denen der spezifische Verbrauch des Verbrennungsmotors

und der Energieinhalt des Energiespeichers

eine vorgegebene Grenzkurve (A1, B1,

C1, D1) bzw. einen vorgegebenen Grenzwert (A2,

B2, C2, D2) nicht überschreiten, wobei die Lastpunktverschiebung

in einem der Lastpunktverschiebungsmodi

(A, B, C, D) oder in einer Kombination mehrerer

Lastpunktverschiebungsmodi (A, B, C, D) erfolgt.

2. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug, nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster

Lastpunktverschiebungsmodus (A) derart definiert

wird, dass im Kennfeld des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

eine Grenzkurve (A1) definiert

wird, wobei, wenn sich der spezifische Verbrauch

des Verbrennungsmotors im Betrieb unterhalb

der Grenzkurve (A1) befindet, der Lastpunkt des

Verbrennungsmotors auf die Grenzlinie (A1) angehoben

wird, um in einen Bereich besseren spezifischen

Verbrauchs zu gelangen, wobei gleichzeitig der Energiespeicher

geladen wird und wobei ein oberer Energie-/Ladezustands-Grenzwert

(A2) des Energiespeichers

des Fahrzeugs definiert wird, derart, dass die

Lastpunktanhebung des Verbrennungsmotors abgeregelt

wird, je weiter sich der Ladezustand des Energiespeichers

dem definierten Energie-/Ladezustands-Grenzwert

(A2) nähert, so dass das Laden

des Energiespeichers auf den Grenzwert (A2) begrenzt

wird.

3. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug, nach

Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastpunktanhebung

nur bei positiver Fahranforderung

durchgeführt wird, wobei keine Lastpunktanhebung

stattfindet, wenn sich der Verbrennungsmotor in

Schubabschaltung befindet.

4. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug, nach

Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass

die eine Grenzkurve (A1) in einem Bereich liegt, ab

dem sich der spezifische Verbrauch durch Erhöhung

der Last des Verbrennungsmotors nicht mehr so

stark reduziert wie durch Lastanhebung von unterhalb

dieser Grenzkurve (A1) bis zu dieser Grenzkurve

(A1) hin.

5. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug, nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter

Lastpunktverschiebungsmodus (B) derart definiert

wird, dass ein Energie-/Ladezustands-Grenzwert

(B2) des Energiespeichers definiert wird, wobei,

wenn sich der aktuelle Energieinhalt/Ladezustand

des Energiespeichers unterhalb des Grenzwertes

(B2) befindet, der Lastpunkt des Verbrennungsmotors

angehoben wird, um den Energiespeicher zu laden,

wobei der Betrag der Lastanhebung proportional

zur Differenz zwischen dem Grenzwert (B2) und

dem aktuellen Energieinhalt/Ladezustand ist und wobei

die Leistung des Verbrennungsmotors auf eine

Grenzkurve (B1) im Kennfeld des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

begrenzt wird.

6. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug, nach

Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die

Grenzkurve (B1) nahe der Volllastlinie oder des Verbrauchsoptimums

des Verbrennungsmotors liegt.

7. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug, nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter

Lastpunktverschiebungsmodus (C) derart definiert

wird, dass im Kennfeld des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

eine Grenzkurve (C1) definiert

wird, wobei, wenn sich der spezifische Verbrauch

des Verbrennungsmotors im Betrieb oberhalb

der Grenzkurve (C1) befindet, der Lastpunkt des Verbrennungsmotors

auf die Grenzlinie (C1) abgesenkt

wird, um in einem Bereich besseren spezifischen

Verbrauchs zu gelangen, wobei gleichzeitig der Energiespeicher

des Fahrzeugs entladen wird und wobei

ein Energie-/Ladezustands-Grenzwert (C2) des Energiespeichers

definiert wird, derart, dass die Lastpunktabsenkung

des Verbrennungsmotors abgeregelt

wird, je weiter sich der Ladezustand des Energiespeichers

dem definierten Energie-/Ladezustands-Grenzwert

(C2) nähert, so dass das Entladen

des Energiespeichers auf den Grenzwert (C2) begrenzt

wird.

8. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug, nach

Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die

Grenzkurve (C1) in einem Bereich liegt, ab dem sich

der spezifische Verbrauch durch Absenkung der Last

nicht mehr so stark oder gar nicht mehr verbessert,

wie durch Lastabsenkung von oberhalb dieser Kurve

(C1) bis zu dieser Kurve hin.

9. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug, nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter

Lastpunktverschiebungsmodus (D) derart defi-

7/9


DE 10 2007 038 585 A1 2009.03.19

niert wird, dass ein Energie-/Ladezustands-Grenzwert

(D2) des Energiespeichers des Fahrzeugs definiert

wird, wobei, wenn sich der aktuelle Energieinhalt/Ladezustand

des Energiespeichers oberhalb

des Grenzwertes (D2) befindet, der Lastpunkt des

Verbrennungsmotors abgesenkt wird, um den Energiespeicher

zu entladen, wobei der Betrag der

Lastabsenkung proportional zur Differenz zwischen

dem Grenzwert (D2) und dem aktuellen Energieinhalt/Ladezustand

ist und wobei die Leistung des Verbrennungsmotors

auf eine Grenzkurve (D1) im Kennfeld

des spezifischen Verbrennungsmotorverbrauchs

begrenzt wird.

10. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die

Grenzkurve (D1) in einem Bereich liegt, bei dem der

spezifische Verbrauch noch einen akzeptablen Wert

hat, wobei bei einer weiteren Absenkung der Last des

Verbrennungsmotors sich der spezifische Verbrauch

zunehmend wesentlich erhöhen würde.

11. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass, wenn der aktuelle Energieinhalt/Ladezustand

des Energiespeichers einen definierten

Grenzwert (A2, B2, C2, D2) erreicht, die Lastpunktverschiebung

des Verbrennungsmotors kontinuierlich

abgeregelt wird, um eine plötzliche Momentbzw.

Leistungsänderung des Verbrennungsmotors

und/oder der Elektromaschine zu vermeiden.

12. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Grenzkurven (A1, B1, C1,

D1) und/oder die Grenzwerte (A2, B2, C2, D2) festparametrierte

Größen sind.

13. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Grenzkurven (A1, B1, C1,

D1) und/oder die Grenzwerte (A2, B2, C2, D2) anhand

aktueller Fahrzeuggrößen dynamisch berechnet

werden.

14. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass

die Grenzkurven (A1, B1, C1, D1) und/oder die

Grenzwerte (A2, B2, C2, D2) in Abhängigkeit von der

Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden, wobei

im Energiespeicher Platz für rekuperierbare kinetische

Fahrzeugenergie reserviert wird.

nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass im Kennfeld des spezifischen

Verbrennungsmotorverbrauchs der Wirkungsgrad

der zumindest einen Elektromaschine des Fahrzeugs

hineingerechnet wird, wodurch eine Gesamtwirkungsgradverbesserung

unter Berücksichtigung des

Verbrennungsmotors und der Elektromaschine erreicht

wird.

16. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass

der Wirkungsgrad der zumindest einen Elektromaschine

den Wechselrichterwirkungsgrad beinhaltet.

17. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass eine Lastpunktverschiebung

nur dann durchgeführt wird, wenn die erzielbare Verbesserung

des Verbrauchs des Verbrennungsmotors

die Energiewandlungsverluste des elektrischen Systems

des Fahrzeugs, umfassend zumindest eine

Elektromaschine, zumindest einen Wechselrichter,

Leitungen und den Energiespeicher überkompensiert.

18. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Lastpunktverschiebungsmodus

(A) mit dem Lastpunktverschiebungsmodus

(C) kombiniert wird.

19. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 17,

dadurch gekennzeichnet, dass der Lastpunktverschiebungsmodus

(B) mit dem Lastpunktverschiebungsmodus

(D) kombiniert wird.

20. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 17,

dadurch gekennzeichnet, dass die Lastpunktverschiebungsmodi

(A, B, C, D) miteinander kombiniert

werden.

Es folgt ein Blatt Zeichnungen

15. Verfahren zur Lastpunktverschiebung im Hybridbetrieb

bei einem parallelen Hybridfahrzeug,

8/9


DE 10 2007 038 585 A1 2009.03.19

Anhängende Zeichnungen

9/9

Weitere Magazine dieses Users
Ähnliche Magazine