DE102007019989A1

DE102007019989A1 - Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs

Info

Publication number: DE102007019989A1
Application number: DE102007019989A
Authority: DE
Inventors: Thomas Huber; Jens-Werner Falkenstein
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2008-10-30
Also published as: WO2008131994A3; WO2008131994A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs, insbesondere eines Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer elektrischen Maschine und mit mindestens einem Verbrennungsmotor als Antriebsmaschinen, bei dem der Hybridantrieb ein angefordertes Soll-Antriebsmoment erzeugt und gleichzeitig eine Soll-Leistung der elektrischen Maschine eingehalten wird. Es sind folgende Schritte vorgesehen: - Erzeugen von mehreren Kennfeldern, bei denen jeweils einer Hybridantriebsdrehzahl und einem Hybridantriebsmoment unter Berücksichtigung mindestens eines wählbaren Kriteriums ein erstes Antriebsmoment der elektrischen Maschine und ein zweites Antriebsmoment des Verbrennungsmotors zugewiesen ist, - Auswahl eines der Kennfelder, bei dem die Soll-Leistung eingehalten oder nicht unterschritten wird, und - Betreiben des Hybridantriebs mit den aus dem ausgewählten Kennfeld resultierenden Antriebsmomenten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs, insbesondere eines Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer elektrischen Maschine und mit mindestens einem Verbrennungsmotor als Antriebsmaschinen, bei dem der Hybridantrieb ein angefordertes Soll-Antriebsmoment erzeugt und gleichzeitig eine Soll-Leistung der elektrischen Maschine eingehalten wird.
Stand der Technik
Ein derartiges Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs ist bekannt. Dabei ist der Hybridantrieb insbesondere als Parallel-Hybridantrieb ausgebildet, bei dem sich die Drehmomente des Verbrennungsmotors und der elektrischen Maschinen addieren und auf eine Getriebeantriebswelle wirken. Hier und im Weiteren sollen Drehmomente zur Abkürzung als Momente bezeichnet werden. In Abhängigkeit eines Fahrerwunsches, ermittelt durch ein Fahrpedal, wird das Soll-Antriebsmoment und eine Soll-Drehzahl des Hybridantriebs gebildet. Soll-Antriebsmoment und Soll-Drehzahl wirken auf die Getriebeantriebswelle. Entsprechend mindestens einer vorgebbaren Betriebsstrategie, zum Beispiel einer kraftstoffsparenden Betriebsstrategie, wird das Soll-Antriebsmoment auf ein Antriebsmoment des Verbrennungsmotors und ein Antriebsmoment der elektrischen Maschine aufgeteilt. Um bei dieser Aufteilung einen Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers zur Versorgung der elektrischen Maschine zu berücksichtigen, wird das Sollmoment der elektrischen Maschine korrigiert. Durch diese Korrektur ergibt sich eine Abweichung von der „optimalen" Aufteilung des Soll-Antriebsmoments gemäß der Betriebsstrategie.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Schritte auf:

– Erzeugen von mehreren Kennfeldern, bei denen jeweils einer Hybridantriebsdrehzahl und einem Hybridantriebsmoment unter Berücksichtigung mindestens eines wählbaren Kriteriums ein erstes Antriebsmoment der elektrischen Maschine und ein zweites Antriebsmoment des Verbrennungsmotors zugewiesen ist,
– Auswahl eines der Kennfelder, bei dem die Soll-Leistung eingehalten oder nicht unterschritten wird und
– Betreiben des Hybridantriebs mit den aus dem ausgewählten Kennfeld resultierenden Antriebsmomenten.

Der Hybridantrieb ist insbesondere ein Parallel-Hybridantrieb oder ein als Parallel-Hybridantrieb betreibbarer Hybridantrieb, bei dem das erste Antriebsmoment der elektrischen Maschine und das zweite Antriebsmoment des Verbrennungsmotors gemeinsam als Hybridantriebsmoment auf eine Getriebeeingangswelle eines dem Hybridantrieb zugeordneten Getriebes wirkt. Das Hybridantriebsmoment wird daher auch als Getriebeeingangsmoment bezeichnet. Jedes der Kennfelder weist den Parametern Hybridantriebsdrehzahl und Hybridantriebsmoment gemäß des dem Kennfeld zugeordneten Kriteriums ein erstes Antriebsmoment der elektrischen Maschine und/oder ein zweites Antriebsmoment des Verbrennungsmotors zu. Das Kennfeld bestimmt somit die Momentaufteilung des Hybridantriebsmoments auf die elektrische Maschine und den Verbrennungsmotor gemäß des Kriteriums. Nach dem Erzeugen der Kennfelder erfolgt eine Auswahl eines der Kennfelder anhand der elektrischen Soll-Leitung. Dabei wird dasjenige der Kennfelder ausgewählt, bei dem die Soll-Leitung eingehalten oder nicht unterschritten wird. Darauf folgend erfolgt ein Betreiben des Hybridantriebs mit der aus dem ausgewählten Kennfeld resultierenden Momentenaufteilung zwischen Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine. Dabei werden die diskreten Werte der Kennfelder durch Interpolation und/oder Extrapolation ergänzt. Die Interpolation beziehungsweise Extrapolation erfolgt anhand der elektrischen Soll-Leistung. Es wird insbesondere eine Tiefpassfilterung der Kennfelder durchgeführt, um die Änderung des Verhältnisses von erstem und zweitem Antriebsmoment (Kennfeldausgang) für kleine Änderungen der Hybridantriebsdrehzahl und/oder des Hybridantriebsmoments (Kennfeldeingänge) zu Lasten des Optimierungspotentials zu begrenzen. Die Kennfelder sind insbesondere so angelegt, dass für jede Kombination von Hybridantriebsdrehzahl und Hybridantriebsmoment das erste Antriebsmoment (für die elektrische Maschine) angelegt ist. Das zweite Antriebsmoment (des Verbrennungsmotors) ergibt sich aus der Differenz des Hybridantriebsmoments und des ersten Antriebsmoments.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kennfelder vor der Auswahl und dem Betreiben erstellt und abgespeichert worden sind. Ein derartiges Erzeugen im Vorhinein ermöglicht eine Rechenzeit sparende Realisierung der Momentaufteilung durch die Verwendung von im Vorhinein „offline", also unabhängig vom aktuellen Betrieb, erstellten Kennfeldern, insbesondere unter Verwendung von Interpolationsvorschriften zu Anpassung an die aktuelle Betriebssituation. Die Interpolationsvorschrift ist vorzugsweise um eine Extrapolationsvorschrift ergänzt, die eine Auswahl über Hybridantriebsdrehzahlen und Hybridantriebsmomente außerhalb eines von den Kennfeldern abgedeckten Bereichs von Hybridantriebsdrehzahlen und Hybridantriebsmomenten abdeckt. Die Auswahl eines der Kennfelder und das anschließende Betreiben des Hybridantriebs ist insbesondere in einem Steuergerät des Hybridantriebs implementiert. Vorteil des Verfahrens ist, dass die Kennfelder durch Offline-Berechnung gewonnen werden, ohne dass dafür Rechenzeit im Steuergerät nötig ist. Die Auswahl und Inter/Extrapolation wird auf wenig Additionen und Multiplikationen im Steuergerät reduziert. Die Interpolation beziehungsweise Extrapolation erfolgt anhand der elektrischen Soll-Leistung.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Soll-Leistung der elektrischen Maschine in Abhängigkeit vom Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers, insbesondere einer Batterie, bestimmt wird. Durch die Berücksichtigung des Ladezustandes bei der Soll-Leistung erfolgt die Auswahl des Kennfeldes derart, dass der aktuelle Ladezustand einem Soll-Ladezustand angeglichen wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Soll-Leistung der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einem elektrischen Leistungsbedarf von Aggregaten des Hybridantriebs und/oder Kraftfahrzeugs bestimmt wird. Alternativ oder zusätzlich zur Auswahl des Kennfeldes in Abhängigkeit vom Ladezustand des Energiespeichers geht der elektrische Leistungsbedarf von Aggregaten des Hybridantriebs und/oder Kraftfahrzeugs ein. Die Summe dieser Aggregate wird auch als Bordnetz bezeichnet.
Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass als Kriterium eine Minimierung des Energieverbrauchs des Hybridantriebs verwendet wird. Bei dem Kriterium einer Minimierung des Energieverbrauches ergibt sich der Energieverbrauch des Hybridantriebs aus dem elektrischen Energieverbrauch der elektrischen Maschine und dem Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Kriterium eine Minimierung des elektrischen Energieverbrauchs der elektrischen Maschine verwendet wird.
Alternativ oder zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass als Kriterium eine Minimierung des Kraftstoffverbrauches des Verbrennungsmotors verwendet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Kriterium eine Minimierung eines Schadstoffausstoßes des Hybridantriebs und/oder des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Bei diesem Kriterium geht der gesamte Schadstoffausstoß, also der Schadstoffausstoß des Verbrennungsmotors und der Schadstoffausstoß zur Aufrechterhaltung des Ladezustandes des elektrischen Energiespeichers ein.
Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass als Kriterium eine Minimierung des Schadstoffausstoßes derart verwendet wird, dass ein Betreiben des Hybridantriebs nur mittels der elektrischen Maschine durchgeführt wird. Um den Schadstoffausstoß des aktuellen Betriebs des Hybridantriebs zu reduzieren, wird der Hybridantrieb – wenn aufgrund der Soll-Leistung möglich – nur mittels der elektrischen Maschine durchgeführt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einer möglichen Verwendung mehrerer Kennfelder eines der Kennfelder auf der Basis eines wählbaren Parameters ausgewählt wird. Ergibt die Auswahl eines der Kennfelder, bei dem die Soll-Leistung eingehalten oder nicht unterschritten wird ein mehrdeutiges Ergebnis, erfüllen also mehrere Kennfelder diese Bedingung, so erfolgt eine Auswahl auf der Basis eines wählbaren Parameters. Die Auswahl aufgrund des wählbaren Parameters kann der Auswahl aufgrund der Soll-Leistung voran- oder nachgestellt sein. Der Parameter kann dabei zum Beispiel minimalen Kraftstoffverbrauch, minimale Schadstoffemissionen oder eine gewichtete Kombination davon sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen als Parallel-Hybridantrieb ausgebildeten Hybridantrieb,
2 ein Blockschaltbild der Eingangs- und Ausgangsgrößen eines Kennfeldes und
3 ein Ausführungsbeispiel der 2.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Die 1 zeigt eine Antriebsstrangtopologie eines als Parallel-Hybridantrieb 1 ausgebildeten Hybridantriebs 2 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs. Der Hybridantrieb 2 weist einen Verbrennungsmotor 3 sowie eine elektrische Maschine 4 als Antriebsmaschinen 3, 4 auf. Die elektrische Maschine 4 ist über eine nicht dargestellte Leistungselektronik-Einheit mit einem als wiederaufladbare Batterie 5 ausgebildeten elektrischen Energiespeichers 6 verbunden. Bei diesem Parallel-Hybridantrieb 1 sind der Verbrennungsmotor 3 und die elektrische Maschine 4 seriell hintereinander auf einer Achse 7 angeordnet. Ein entlang der Achse 7 verlaufender Abtriebsstrang 8 des Verbrennungsmotors 3 ist mit einem Antriebs- beziehungsweise Abtriebsstrang 9 der elektrischen Maschine 4, die auf dem Abtriebsstrang 8 angeordnet ist, verbunden. Der Abtriebsstrang 8 des Verbrennungsmotors 3 ist somit gleichzeitig der Abtriebsstrang des Hybridantriebs 2. Bei dieser Antriebsstrangtopologie ist die elektrische Maschine eine kurbelwellenfeste elektrische Maschine 4, bei der der Verbrennungsmotor 3 beim elektrischen Fahren ungefordert mitgeschleppt wird. Alternativ ist zwischen dem Verbrennungsmotor 3 und der elektrischen Maschine 4 eine nicht dargestellte steuerbare Kupplung vorgesehen. Der Abtriebsstrang 8 ist mit einem Getriebeantriebsstrang 10 (Getriebeeingangsstrang) mit einer Getriebeeinheit 11 verbunden. Die Getriebeeinheit 11 weist eine sich unmittelbar an den Getriebeantriebsstrang 10 anschließende steuerbare Kupplung 12 und ein sich an diese Kupplung 12 anschließendes Getriebe 13 mit einem Getriebeabtriebsstrang 14 auf. Am Getriebeantriebsstrang 10 liegen eine Hybridantriebdrehzahl ω und ein Hybridantriebmoments M einer Rotation (Pfeil 15) an. Die Getriebeeinheit 11 wandelt diese Hybridantriebdrehzahl ω und dieses Hybridantriebmoment M entsprechend der Übersetzung in eine Antriebsdrehzahl und ein Antriebsmoment einer Drehbewegung (Pfeil 16), die auf nicht dargestellte Antriebsräder übertragen werden.
Die 2 zeigt in einem Blockschaltbild die Verknüpfung zwischen der am Getriebeantriebsstrang 10 beziehungsweise Abtriebsstrang 8 des Hybridantriebs anliegenden Hybridantriebdrehzahl ω und des Hybridantriebmoments M über ein ausgewähltes (x-tes) Kennfeld K_x einer Vielzahl von Kennfeldern K₁...K_N mit einem ersten Antriebsmoment M_ED,soll. Die Auswahl des ausgewählten Kennfeldes K_x erfolgt über eine Sollleistung P_e,soll der elektrischen Maschine 4. Ein zweites Antriebsmoment des Verbrennungsmotors 3 ergibt sich durch Bildung der Differenz aus Hybridantriebsmoment M und erstem Antriebsmoment M_ED,soll der elektrischen Maschine 4. Somit gibt ein ausgewähltes Kennfeld K_x für die Eingangsgrößen Hybridantriebdrehzahl ω und Hybridantriebsmoment M ein erstes Antriebsmoment M_ED,soll und ein zweites Antriebsmoment M_Eng,soll und somit einer Momentenaufteilung des Hybridantriebsmoments M auf den Verbrennungsmotor 3 und die elektrische Maschine 4 vor.
Die 3 zeigt eine besonders einfache Verknüpfung der Eingangs- und Ausgangsgrößen eines Kennfeldes. Bei diesem Kennfeld wird lediglich die Hybridantriebdrehzahl ω mit der Soll-Leistung P_e,soll verknüpft, wobei das erste Antriebsmoment M_ED,soll der elektrischen Maschine 4 resultiert.
Es ergibt sich folgendes Verfahren zum Betreiben des Hybridantriebs 2, bei dem der Hybridantrieb 2 ein angefordertes Soll-Antriebsmoment M_soll erzeugt und gleichzeitige eine Soll-Leistung P_e,soll der elektrischen Maschine 4 einhält: In einem ersten Schritt wird ein Satz von Kennfeldern K₁, ..., K_N erzeugt, dessen Kennfelder unter Berücksichtigung eines jeweils zugeordneten Kriteriums G (Gütekriterium) einer jeden Kombination von Hybridantriebdrehzahl ω und Hybridantriebsmoment M ein erstes Antriebsmoment M_ED,soll und ein zweites Antriebsmoment M_Eng,soll zuweist. Die so erstellten Kennfelder werden anschließend abgespeichert und einem nicht dargestellten, die Antriebsmaschinen 3, 4 des Hybridantriebs 2 steuernden Steuergerät zur Verfügung gestellt. Das Steuergerät wählt für ein angefordertes Soll-Antriebsmoment M_soll unter Berücksichtigung der Soll-Leistung P_e,soll der elektrischen Maschine 4, insbesondere zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Ladezustands des elektrischen Energiespeichers 6, eines der Kennfelder K₁, ..., K_N aus und steuert anschließend die Antriebsmaschinen 3, 4 des Hybridantriebs 2 entsprechend der aus dem ausgewählten (x-ten) Kennfeld K_x resultierenden Antriebsmomente M_ED,soll, M_Eng,soll an. Somit wird bei dem Verfahren eine Aufteilung des Antriebsmoments aus erstem Antriebsmoment M_ED,soll und zweitem Antriebsmoment M_Eng,soll zur Realisierung des angeforderten Soll-Antriebsmoments M_soll für ein zu verfolgendes Optimierungsziel (zum Beispiel minimaler Kraftstoffverbrauch, minimale Schadstoffemissionen oder eine Kombination davon) mittels eines zugeordneten Kriteriums G erreicht (optimale Momentenaufteilung). Durch das Verfahren unter Verwendung einer Anzahl N zweidimensionaler Kennfelder und einer Interpolationsvorschrift wird ein offline bestimmter, dreidimensionaler Zusammenhang zwischen Getriebeeingangsmoment M, Getriebeeingansdrehzahl ω und der elektrischen Soll-Leistung P_e,soll im Steuergerät abgebildet. Durch das Erzeugen der Kennfelder im Vorhinein („offline") erfolgt lediglich die Auswahl eines der Kennfelder zeitnah. Die Interpolationsvorschrift ist um eine Extrapolationsvorschrift ergänzt, die den Fall von Eingangssignalen ω, M außerhalb vorgegebener Grenzen abdeckt. Analog dazu werden für die Entscheidung zum rein elektrischen Fahren wiederum N zweidimensionale Kennfelder K₁, ..., K_N und eine Interpolationsbeziehungsweise Extrapolationsvorschrift verwendet, die der für die Momentenaufteilung eingesetzten Interpolations- beziehungsweise Extrapolationsvorschrift entspricht. Auch damit wird ein dreidimensionaler Zusammenhang zwischen Hybridantriebdrehzahl ω, Hybridantriebsmoment M und elektrischer Soll-Leistung P_e,soll abgebildet. Vorteil dabei ist, dass die insgesamt 2·N benötigten Kennfelder K durch eine Offline-Berechnungen gewonnen werden können, ohne dass dafür Rechenzeit im Steuergerät nötig ist. Die Auswertung der dreidimensionalen Zusammenhänge kann durch Einsatz der 2·N Kennfelder K, sowie der Interpolationsvorschrift auf wenige Additionen und/oder Multiplikationen im Steuergerät reduziert werden. Die Interpolation beziehungsweise Extrapolation erfolgt anhand der elektrischen Soll-Leistung P_e,soll. Des Weiteren kann eine Tiefpassfilterung der Kennfelder K durchgeführt werden, um die Änderungen der Kennfeldausgänge M_ED,soll, M_Eng,soll für kleine Änderungen in den Kennfeldeingängen ω, M zu Lasten des Optimierungspotentials zu begrenzen. Die Anzahl N von Kennfeldern K ist frei wählbar, wobei sich für größere N eine bessere Ausnutzung des Optimierungspotentials ergibt, ohne dazu auf eine Rechenzeit intensiver Online-Berechnung im Steuergerät zurückgreifen zu müssen. Darüber hinaus zeigt das hier beschriebene Verfahren eine Möglichkeit, die Entscheidung über rein elektrisches Fahren aus demselben Optimierungsverfahren zu generieren, wie bei der Momentenaufteilung.
Der Einfachheit halber sind im Ausführungsbeispiel sowohl die Drehzahl ω des Verbrennungsmotors 3, die Drehzahl ω der elektrischen Maschine 4 und die Hybridantriebdrehzahl ω (Getriebeeingangdrehzahl) gleich groß. Grundlage der Momentenaufteilung ist die Minimierung des als Gütekriterium bezeichneten Kriteriums G, in das der gewünschte Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 3, der gewünschte Betriebspunkt der elektrischen Maschine 4, der Kraftstoffverbrauch und die elektrische Leistungsaufnahme in Abhängigkeit der gewünschten Betriebspunkte, sowie ein Umrechnungsfaktor λ zwischen Kraftstoffverbrauch und elektrischer Leistungsaufnahme eingehen. Das Kriterium G kann dabei zum Beispiel folgende Form annehmen: G = 1/ηEng(MEng,soll, ω)·MEng,soll·ω + λ·1/ηED(MED,soll + ω)·MED,soll·ω
Bei der Minimierung ist angenommen, dass sich das Hybridantriebsmoment M aus der Summe des ersten und des zweiten Antriebsmoments M_ED,soll, M_Eng,soll zusammensetzt. Für gegebene Hybridantriebdrehzahlen ω und Hybridantriebsmomente M wird jeweils folgendes Minimierungsproblem gelöst:
_{M Eng,soll} min G
Ergebnis dieser Minimierung ist zum Einen ein Kennfeld K_opt, das ein optimales Soll-Moment M_ED,soll,opt der elektrischen Maschine und damit auch die optimale Momentenaufteilung in Abhängigkeit von der Hybridantriebdrehzahl ω und des Hybridantriebsmoments M enthält, zum Anderen ein Kennfeld K_cost, das den Wert des Kriteriums G bei der optimalen Momentenaufteilung in Abhängigkeit von M und ω enthält.
Für rein elektrisches Fahren kann zu jedem Betriebspunkt (gekennzeichnet durch M, ω) im modifizierten Kriterium G* G* = 1/ηED(MED,soll, ω)·MED,soll·ωund einem entsprechenden zweiten Antriebsmoment (M_Eng,soll = 0 für den abgekoppelten Verbrennungsmotor und mit dem zweiten Antriebsmoment M_Eng,soll gleich einem wirksamen Schleppmoment M_Eng,drag des Verbrennungsmotors 3) ein Vergleichswert cost_ED für den entsprechenden Eintrag im Kennfeld cost_HD = K_cost (M, ω) berechnet werden. Das modifizierte Kriterium G* entspricht dabei dem ursprünglichen Kriterium G ohne Berücksichtigung des verbrennungsmotorischen Anteils.
Damit wird ein gesondertes Kennfeld K_E für elektrisches Fahren erzeugt, in dem für jeden Betriebspunkt die Abfrage cost_ED < cost_HD durchgeführt wird. Es wird also für jeden Betriebspunkt (M, ω) entschieden, ob die optimale Momentenaufteilung oder das elektrische Fahren die beste Lösung des festgelegten Optimierungskriteriums darstellt. Es gilt dann: KED = 1 für costED < costHD und KED = 0 sonst
Immer wenn im Kennfeld K_ED eine 1 steht, ist elektrisches Fahren die optimale Betriebsart für den jeweiligen Betriebspunkt.
Durch Variationen innerhalb des Kriteriums G und damit auch in G* können auf diese Weise viele Kennfeldtripel K_opt, K_E und K_cost erzeugt werden. Jedem dieser Kennfeldtripel wird eine elektrische Leistung P_e,K zugeordnet, die eine mittlere elektrische Leistung bei Anwendung des Kennfeldtripels auf einer Auswahl von Betriebspunkten (M, ω), die jeweils für eine Zeitdauer t eingestellt werden, entspricht:
Die Auswahl von Betriebspunkten erfolgt dabei so, dass die im Fahrbetrieb relevanten Betriebspunkte ausreichend repräsentiert werden. Insbesondere können hier die während eines Zertifizierungszyklus auftretenden Betriebspunkte verwendet werden.
Durch ein Kennfeld aus dem Kennfeldtripel und die elektrische Leistung P_e,k ist jeweils ein dreidimensionaler Zusammenhang zwischen Hybridantriebdrehzahl, ω, Hybridantriebsmoment M und elektrischer Soll-Leistung P_e,soll gegeben, der zum Beispiel für eine optimale Momentenaufteilung oder die optimale Entscheidung für elektrisches Fahren genutzt wird.
Im nächsten Verfahrensschritt wird mit N = 3 aus den vorhandenen Kennfeldtripeln eine Anzahl von N-Paaren (K_opt,K K_ED,n mit zugeordnetem P_e,K,n) ausgewählt und im Steuergerät abgelegt. Zusätzlich kann eine Tiefpassfilterung der Kennfelder durchgeführt werden, um die Änderung der Kennfeldausgänge für kleine Änderungen in den Kennfeldeingängen zu Lasten des Optimierungspotentials zu begrenzen.
Die elektrische Leistung P_e,soll ist eine Größe, die zum Einen die Leistung der elektrischen Verbraucher beinhaltet und zum Anderen einen Term umfasst, der in Abhängigkeit des aktuellen Ladezustandes SOC des elektrischen Energiespeichers 6 und einem Soll-Ladezustand SOC_soll eine Soll-Ladeleistung für den elektrischen Energiespeicher 6 beschreibt. Es ergibt sich: M = MEng,soll + MED,soll
Für eine beliebige Abforderung von Hybridantriebsmoment M, Hybridantriebdrehzahl ω und elektrischer Soll-Leistung P_e,soll kann aus den Kennfeldern die Momentenaufteilung auf das erste und zweite Antriebsmoment M_Eng,soll, M_ED,soll durch Interpolation zwischen den einzelnen Kennfeldern mit der unabhängigen Variable der Soll-Leistung P_e,soll bestimmt werden. Einsetzbar ist hier entweder eine lineare Interpolation oder eine „nächste Nachbar"-Interpolation der Soll-Leistung P_e,soll zwischen den einzelnen elektrischen Leistungen P_e,K,n. Mit dem daraus gewonnenen Interpolationsfaktor erfolgt die Interpolation zwischen den einzelnen Kennfeldern K_opt,n. Falls die Werte der Soll-Leistung P_e,soll außerhalb des Bereichs der einzelnen elektrischen Leistungen P_e,K,n liegen, kann ein entsprechendes Extrapolationsverfahren angewandt werden. Im, einfachsten Fall wird der Wert aus dem Kennfeld K_opt,n verwendet, dessen zugeordnete elektrische Leistung P_e,K,n am nächsten an der elektrischen Soll-Leistung P_e,soll liegt, zusätzlich besteht die Möglichkeit, diesen Wert noch in Abhängigkeit der elektrischen Soll-Leistung P_e,soll zu modifizieren. Mit dem gleichen Interpolations- beziehungsweise Extrapolationsverfahren wird aus den einzelnen Kennfeldern K_e,n die Entscheidung für elektrisches Fahren in Abhängigkeit von dem Hybridantriebsmoment M, der Hybridantriebsdrehzahl ω und der elektrischen Soll-Leistung P_e,soll erzeugt. Dadurch kommt es bei einer Änderung der Soll-Leistung P_e,soll zu einer Änderung in der Momentenaufteilung. Die neue Momentenaufteilung ist jedoch eine optimale Lösung des ursprünglichen Optimierungsproblems, wenn Pe,soll ∊ {Pe,K,n}
Die Entscheidung für elektrisches Fahren erfolgt nach demselben Verfahren. Dadurch ist sichergestellt, dass immer die Betriebsart angefordert wird, die nach dem festgelegten Kriterium G beziehungsweise G* optimal ist.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebs, insbesondere eines Hybridantriebs für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer elektrischen Maschine und mit mindestens einem Verbrennungsmotor als Antriebsmaschinen, bei dem der Hybridantrieb ein angefordertes Soll-Antriebsmoment erzeugt und gleichzeitig eine Soll-Leistung der elektrischen Maschine eingehalten wird, mit folgenden Schritten: – Erzeugen von mehreren Kennfeldern, bei denen jeweils einer Hybridantriebdrehzahl und einem Hybridantriebsmoment unter Berücksichtigung mindestens eines wählbaren Kriteriums ein erstes Antriebsmoment der elektrischen Maschine und ein zweites Antriebsmoment des Verbrennungsmotors zugewiesen ist, – Auswahl eines der Kennfelder, bei dem die Soll-Leistung eingehalten oder nicht unterschritten wird und – Betreiben des Hybridantriebs mit den aus dem ausgewählten Kennfeld resultierenden Antriebsmomenten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennfelder vor dem Betreiben erstellt und abgespeichert worden sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Leistung der elektrischen Maschine in Abhängigkeit vom Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers, insbesondere einer Batterie, bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Leistung der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einem elektrischen Leistungsbedarf von Aggregaten des Hybridantriebs und/oder Kraftfahrzeugs bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium eine Minimierung des Energieverbrauchs des Hybridantriebs verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium eine Minimierung des elektrischen Energieverbrauchs der elektrischen Maschine verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium eine Minimierung des Kraftstoffverbrauchs des Verbrennungsmotors verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium eine Minimierung eines Schadstoffausstoßes des Hybridantriebs und/oder des Kraftfahrzeugs verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium eine Minimierung des Schadstoffausstoßes derart verwendet wird, dass ein Betreiben des Hybridantriebs nur mittels der elektrischen Maschine durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer möglichen Verwendung mehrerer Kennfelder eines der Kennfelder auf der Basis eines wählbaren Parameters ausgewählt wird.