DE102006014401A1

DE102006014401A1 - Method for controlling power take-up from engine by generators during e.g. braking comprises measuring instantaneous operating parameters, deriving desired take-up and comparing actual instantaneous values with this to control take up

Info

Publication number: DE102006014401A1
Application number: DE200610014401
Authority: DE
Inventors: Guido Ehlers
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-11

Abstract

The method for controlling power take-up from a vehicle engine (15) by its generators (19a, 19b) during a thrust or braking phase comprises measuring the instantaneous operating parameters of the engine and deriving a desired power take-up value. Actual instantaneous values are compared with this and the power take up controlled accordingly. An independent claim is included for a vehicle electrical system for use in the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bordnetz für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Leistungsaufnahme von zumindest einer elektrischen Maschine des Fahrzeugs.The The invention relates to a vehicle electrical system for a vehicle and a method for controlling and / or regulating a power consumption of at least one electric machine of the vehicle.

Ein Bordnetz eines Fahrzeugs umfasst im Allgemeinen zumindest eine Batterie und einen Generator, welche zur Erzeugung und Bereitstellung von Energie für Verbraucher des Bordnetzes ausgebildet sind. Bekannt sind dabei Generatoren zur Erzeugung der elektrischen Energie, die über eine Schnittstelle geregelt werden können. Diese Schnittstelle kann beispielsweise eine bitserielle Schnittstelle sein. Über diese Schnittstelle wird die Sollregelerspannung an den im Generator verbauten Spannungsregler übermittelt. Bei einem ausreichend hohen Sollwert dieser Spannung wird eine Brennkraftmaschine des Fahrzeugs, welche zum Antreiben des Generators mit dem Generator gekoppelt ist, entsprechend belastet. Die Belastung der Brennkraftmaschine durch die Leistungsaufnahme des Generators hängt dabei von der Erzeugung der elektrischen Energie des Generators ab, da für diese Erzeugung der elektrischen Energie ein gewisses Maß an mechanischer Antriebsenergie erforderlich ist, welche beispielsweise über einen Riemenantrieb von der Brennkraftmaschine an die elektrische Maschine bzw. den Generator übertragen wird. Durch eine gezielte Ansteuerung des Generators ist es damit auch denkbar, nur in Schub- und/oder Bremsphasen des Fahrzeugs aus der kinetischen Energie elektrische Energie zu erzeugen. Ein derartiges Rekuperieren kann jedoch in Abhängigkeit des Schleppmoments der Brennkraftmaschine bzw. des Motors zu einer Verzögerung des Fahrzeugs führen, welche in einer momentanen Fahrsituation nicht akzeptabel oder vom Fahrzeugführer nicht gewünscht ist.One Vehicle electrical system of a vehicle generally comprises at least one battery and a generator for generating and providing Energy for Consumers of the electrical system are trained. Are known Generators for generating electrical energy via an interface can be regulated. This interface can be, for example, a bit-serial interface be. about This interface is the setpoint control voltage to the generator built-in voltage regulator transmitted. At a sufficiently high setpoint of this voltage is an internal combustion engine of the vehicle, which is used to drive the generator with the generator coupled, charged accordingly. The load of the internal combustion engine The power consumption of the generator depends on the generation of the electrical energy of the generator, since for this generation of electrical Energy to a certain extent mechanical drive energy is required, which for example via a Belt drive from the internal combustion engine to the electric machine or transmit the generator becomes. By targeted control of the generator it is so also conceivable, only in thrust and / or braking phases of the vehicle the kinetic energy to generate electrical energy. Such a thing However, recuperation can be dependent the drag torque of the internal combustion engine or the engine to a delay of the Lead vehicle, which in a current driving situation unacceptable or from driver not wished is.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 24 948 A1 ist eine Kraftfahrzeug-Antriebsvorrichtung bekannt, welche eine als Generator ausgebildete elektrische Maschine aufweist. Die elektrische Maschine ist auch als Elektromotor betreibbar. Eine Steuereinrichtung zur Steuerung der elektrischen Maschine ist darüber hinaus derart ausgebildet, dass sie mit einer vorbestimmten Taktfrequenz jeweils ermittelt, wie viel Bremsmoment auf einer Fahrzeugachse, mit welcher die elektrische Maschine antriebsmäßig verbunden ist, in Abhängigkeit von mindestens einem vorbestimmten Fahrstabilitätskriterium bei einer Bremsanforderung jeweils zulässig ist. Das maximal verfügbare Rekuperationsmoment der elektrischen Maschine wird von der Steuereinrichtung jeweils aus dem Unterschied zwischen dem jeweils aktuellen Lademoment der elektrischen Maschine bei Ladebetrieb der Batterie und bei einem vorbestimmten Drehmoment der elektrischen Maschine bei einer vorbestimmten maximalen zulässigen Bordnetzspannung bei Rekuperationsbetrieb berechnet.From the German patent application DE 103 24 948 A1 is a motor vehicle drive device is known, which has a trained as a generator electric machine. The electric machine can also be operated as an electric motor. A control device for controlling the electric machine is also designed such that it determines in each case at a predetermined clock frequency how much braking torque on a vehicle axle, with which the electric machine is drivingly connected, depending on at least one predetermined driving stability criterion in a braking request respectively is. The maximum available recuperation torque of the electric machine is calculated by the control device in each case from the difference between the respectively current charging torque of the electric machine during charging operation of the battery and at a predetermined torque of the electric machine at a predetermined maximum permissible vehicle electrical system voltage during recuperation operation.

Darüber hinaus ist aus der DE 103 24 573 A1 eine Kraftfahrzeug-Steuereinrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors und mindestens einer elektrischen Maschine, welche ein Generator ist, bekannt. Die dort beschriebene Kraftfahrzeug-Steuereinrichtung geht von einer Kraftfahrzeug-Antriebsvorrichtung aus, bei der in einem Rekuperationsbereitschaftsmodus der Sollwert der Generatorausgangsspannung in Abhängigkeit von Fahrzustandsgrößen so vorgegeben wird, dass beim Abbremsen oder im Schubbetrieb des Fahrzeugs elektrische Energie in das Bordnetz eingespeist wird. Bei der in der DE 103 24 573 A1 beschriebenen Kraftfahrzeug-Steuereinrichtung werden zur Steuerung der elektrischen Maschine auch deren Drehmomente, insbesondere deren Schleppmomente, berücksichtigt und diese werden anhand von jeweils aktuellen Betriebs-Istwerten berechnet.In addition, from the DE 103 24 573 A1 a motor vehicle control device for controlling an internal combustion engine and at least one electric machine, which is a generator known. The motor vehicle control device described there is based on a motor vehicle drive device in which in a recuperation standby mode, the setpoint value of the generator output voltage is preset as a function of driving state variables such that electrical energy is fed into the vehicle electrical system during deceleration or overrun of the vehicle. When in the DE 103 24 573 A1 described motor vehicle control device are used to control the electric machine and their torques, in particular their drag torque, taken into account and these are calculated on the basis of current actual operating values.

Eine Regelung des Generators erfolgt bei den bekannten Bordnetzen lediglich vor dem Hintergrund einer Bremsleistungsverteilung zwischen Radbremsen und dem Generator oder unter Berücksichtigung der Fahrleistungswünsche.A Regulation of the generator takes place in the known electrical systems only against the background of a braking power distribution between wheel brakes and the generator or considering the driving performance requirements.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem der Betrieb einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs im Hinblick auf momentane Betriebssituationen des Fahrzeugs verbessert werden kann. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bordnetz für ein Fahrzeug zu schaffen, bei dem eine situationsabhängige Bereitstellung einer Energie verbessert werden kann.Therefore It is an object of the present invention to provide a method with which the operation of an electric machine of a vehicle improved with regard to current operating situations of the vehicle can be. Furthermore, it is an object of the present invention a wiring for a Creating a vehicle in which a situation-dependent provision of a Energy can be improved.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, und ein Bordnetz, welches die Merkmale nach Patentanspruch 10 aufweist, gelöst.These Task is achieved by a method which the features of claim 1, and a vehicle electrical system having the features according to claim 10, solved.

Bei einem lösungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Steuerung und/oder Regelung einer Leistungsaufnahme von zumindest einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs in einer Schub- und/oder Bremsphase des Fahrzeugs. In dieser Schub- und/oder Bremsphase des Fahrzeugs werden momentane Betriebsbedingungen von zumindest einer Komponente des Fahrzeugs ermittelt und abhängig von diesen Betriebsbedingungen eine Soll-Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine bestimmt, welche mit einer ermittelten momentanen Ist-Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine verglichen wird und abhängig von dem Vergleich die momentane Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine eingestellt wird. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann situationsabhängig eine sehr präzise Steuerung und/oder Regelung der Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine erfolgen, wobei dies in der Schub- und/oder Bremsphase des Fahrzeugs derart erfolgt, dass das Fahrverhalten des Fahrzeugs für einen Fahrzeugnutzer praktisch nicht erkennbar und nicht spürbar beeinträchtigt wird.In a method according to the solution, a control and / or regulation of a power consumption of at least one electric machine of a vehicle takes place in a coasting and / or braking phase of the vehicle. In this coasting and / or braking phase of the vehicle, current operating conditions of at least one component of the vehicle are determined and, depending on these operating conditions, a nominal power consumption of the electrical machine is determined, which is compared with a determined instantaneous actual power consumption of the electric machine and dependent on the comparison the instantaneous power consumption of the electric machine is set. The proposed method, depending on the situation, a very precise control and / or regulation of Leistungsaufnah take the electric machine, this being done in the thrust and / or braking phase of the vehicle such that the handling of the vehicle for a vehicle user is practically not recognizable and not appreciably affected.

Vorzugsweise wird die elektrische Maschine in der Schub- und/oder Bremsphase des Fahrzeugs zum Durchführen einer Rekuperation betrieben. Die von der elektrischen Maschine für die Rekuperation bereitstellbare Energie wird somit abhängig von den Betriebsbedingungen der zumindest einen Komponente erzeugt, da die Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine die von der elektrischen Maschine bereitstellbare Energie beeinflusst.Preferably the electric machine is in the push and / or brake phase of the vehicle for performing operated a recuperation. The of the electric machine for the Recuperation energy available will thus depend on generates the operating conditions of the at least one component, because the power consumption of the electric machine that of the electrical Machine influenced energy that can be supplied.

Vorzugsweise wird die momentane Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine derart eingestellt, dass ein vorgebbares Soll-Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs in der Schub- und/oder Bremsphase erreicht wird. Durch eine gezielte Ansteuerung der elektrischen Maschine kann insbesondere während einer Rekuperationsphase die Verzögerung des Fahrzeugs derart geregelt werden, dass diese Verzögerung in einer jeweiligen Fahrsituation stets vertretbar ist und insbesondere von einem Fahrzeugnutzer nicht negativ verspürt wird. Es kann dadurch auch eine regelbare Verzögerung des Fahr zeugs durch eine Variation der Lastaufnahme der elektrischen Maschine erreicht werden.Preferably the instantaneous power consumption of the electrical machine is set in such a way that a specifiable desired delay behavior the vehicle is reached in the coasting and / or braking phase. By a targeted control of the electric machine can in particular while a Rekuperationsphase the deceleration of the vehicle so be regulated that this delay in a particular driving situation is always acceptable and in particular is not negatively felt by a vehicle user. It can also be done a controllable delay the driving tool by a variation of the load absorption of the electric Machine can be achieved.

Die elektrische Maschine wird in vorteilhafter Weise mit der zumindest einen Komponente des Fahrzeugs gekoppelt, insbesondere mechanisch gekoppelt, und die elektrische Maschine wird von der einen Komponente angetrieben. Die mechanische Kopplung kann dabei unmittelbar oder über weitere Elemente mittelbar erfolgen. Die zum Antrieb der elektrischen Maschine erforderliche Leistung und somit auch die Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine wird zumindest teilweise von der Komponente des Fahrzeugs bereitgestellt. Bevorzugt ist die Komponente als Motor, insbesondere als Brennkraftmaschine, des Fahrzeugs ausgebildet und für die Ermittlung der Betriebsbedingungen des Motors wird eine Position von zumindest einem die Ladungswechselarbeit des Motors beeinflussenden Stellglieds bestimmt. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Kühlmitteltemperatur bestimmt wird und abhängig von dieser die Betriebsbedingungen der Komponente bestimmt werden. Bevorzugt ist die elektrische Maschine ein Generator, der vorteilhafter Weise mit einem Riemenantrieb mit der Komponente, insbesondere dem Motor, des Fahrzeugs gekoppelt wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Generator zur Erzeugung einer Ausgangsspannung von etwa 14 V ausgebildet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Generator eine Ausgangsspannung zwischen etwa 14 V und etwa 42 V bereitstellen kann. Das Fahrzeug kann somit ein Bordnetz aufweisen, welches als Einspannungs-Bordnetz oder aber auch als Mehrspannungs-Bordnetz ausgebildet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ausgangsspannung der elektrischen Maschine bis zu einige hundert Volt beträgt, wie dies beispielsweise bei Konzepten mit Batteriepacks der Fall ist. Auch bei Hybrid-Antrieben können derart hohe Ausgangsspannungen bereitgestellt werden.The electrical machine is advantageously with the at least coupled a component of the vehicle, in particular mechanically coupled, and the electric machine is the one component driven. The mechanical coupling can be direct or via other elements done indirectly. The required for driving the electric machine Power and thus the power consumption of the electric machine is at least partially provided by the component of the vehicle. The component is preferably as an engine, in particular as an internal combustion engine, formed of the vehicle and for the determination of the operating conditions of the engine becomes a position of at least one of the charge cycle work of the engine influencing Actuator determined. It can also be provided that a coolant temperature is determined and dependent from this the operating conditions of the component are determined. Preferably, the electric machine is a generator, the advantageous manner with a belt drive with the component, in particular the engine, of the vehicle is coupled. It can be provided that the Generator for generating an output voltage of about 14 V is formed is. It can also be provided that the generator has an output voltage between can provide about 14V and about 42V. The vehicle can thus have a vehicle electrical system, which as a single-voltage vehicle electrical system or else is designed as a multi-voltage vehicle electrical system. It can also be provided be that the output voltage of the electric machine up to a few hundred volts, as is the case, for example, with concepts with battery packs is. Even with hybrid drives can such high output voltages are provided.

Die Komponente des Fahrzeugs, welche zum Antrieb der elektrischen Maschine ausgebildet ist, kann jedoch beispielsweise auch eine Achse des Fahrzeugs sein, welche beim Betrieb des Fahrzeugs durch die Rotation der Räder des Fahrzeugs bewegt wird und dadurch über die unmittelbare oder mittelbare Kopplung mit der elektrischen Maschine diese antreibt.The Component of the vehicle, which is used to drive the electric machine is formed, but for example, an axis of the vehicle be, which during operation of the vehicle by the rotation of the wheels of the Vehicle is moved and thereby on the immediate or indirect Coupling with the electric machine drives these.

Insbesondere dann, wenn die elektrische Maschine, insbesondere der Generator, mit dem Motor über einen Riemenantrieb gekoppelt ist, tritt bei einer Leistungsaufnahme bzw. einer Lastaufnahme der elektrischen Maschine, welche vom Motor erzeugt werden muss, ein zusätzliches Schleppmoment zum ohnehin vorliegenden Basisschleppmoments dieses Motors auf. Dies ist umso stärker, je größer diese Leistungsaufnahme ist. Faktoren, die das Basisschleppmoment des Motors beeinflussen, sind zum einen die Motorreibung und andererseits die Ladungswechselarbeit. Eine Ladungswechselarbeit tritt bei einem realen Motorprozess (Verlust an Expansionsarbeit; Ausschieben des Abgases gegenüber Druck; Ansaugen der Frischladung bei Unterdruck) auf. Die Motorreibung lässt sich näherungsweise mittels der Kühlmitteltemperatur durch bekannte Modelle beschreiben. Dies ist gegenwärtig bereits in Motorsteuergeräten realisiert. Vor allem bei drehmomentbasierten Systemen ohne mechanische Verbindung einer Drosselklappe und einem Gaspedal, insbesondere bei EGAS (Elektronisches Gaspedal) – Systemen, ist dies bekannt. Die Kühlmitteltemperatur liefert dabei über bekannte Kennfelder eine relativ präzise Aussage über die eigentlich zu beurteilende Öltemperatur des Motors. Je niedriger diese Öltemperatur ist, desto größer ist die Motorreibung.Especially when the electric machine, especially the generator, with the engine over coupled to a belt drive occurs at a power consumption or a load of the electrical machine, which from the engine must be generated, an additional Drag torque to the already existing base drag torque of this engine on. This is all the stronger the larger this power consumption is. Factors that influence the base drag torque of the engine, On the one hand are the engine friction and on the other hand the charge exchange work. A charge change work occurs in a real engine process (loss at expansion work; Expelling the exhaust gas against pressure; Sucking in the fresh charge at reduced pressure). The engine friction let yourself approximately by means of the coolant temperature describe by known models. This is already the case in engine control units realized. Especially for torque-based systems without mechanical Connection of a throttle valve and an accelerator pedal, in particular in EGAS (Electronic Accelerator) systems, this is known. The coolant temperature delivers over known maps a relatively precise statement about the actually to be assessed oil temperature of the motor. The lower this oil temperature is, the bigger it is the engine friction.

Darüber hinaus wird das Schleppmoment des Motors auch durch eine Reduktion der erwähnten Ladungswechselarbeit vermindert. Dazu können beispielsweise zumindest ein Zylinder des Motors abgeschaltet werden. Dies kann in Schub- und/oder Bremsphasen auch soweit betrieben werden, dass alle Zylinder des Motors abgeschaltet werden. Durch ein derartiges Abschalten von einem oder mehreren Zylindern des Motors über entsprechende Steuerelemente, beispielsweise Einlass- und Auslassventile, kann die Ladungswechselarbeit im Wesentlichen bis auf Null reduziert werden. Dies bedeutet, dass die Verzögerung des Fahrzeugs spürbar verändert werden kann.Furthermore The drag torque of the engine is also reduced by a mentioned Load change work reduced. This can, for example, at least a cylinder of the engine are turned off. This can be done in and / or braking phases are also operated so far that all cylinders of the engine are switched off. By such a shutdown one or more cylinders of the engine via appropriate controls, For example, intake and exhaust valves, the charge cycle work essentially reduced to zero. This means that the delay of the vehicle noticeable changed can be.

Durch die situationsabhängige Steuerung und/oder Regelung der Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine wird diese durch das vorgeschlagene Verfahren somit an die momentanen jeweiligen Randbedingungen des Fahrzeugbetriebs angepasst. Durch eine Taktung der Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine kann eine Anpassung an unterschiedliche Schleppmomente des Motors ermöglicht werden, wodurch wiederum eine entsprechende Verzögerung des Fahrzeugs erreicht werden kann. Bevorzugt wird dabei eine Steuerungslogik in ein Steuergerät integriert. Das Steuergerät kann beispielsweise das Motorsteuergerät aber auch ein Batteriesteuergerät sein. In Abhängigkeit von einer Mehrzahl an Kriterien, insbesondere der Kühlmitteltemperatur, des Schleppmoments des Motors, der Position der die Ladungswechselarbeit beeinflussenden Stellglieder, sowie einer Soll-Verzö gerung des Fahrzeugs, welche selbst wiederum bevorzugt durch die Kühlmitteltemperatur bestimmbar ist, berechnet diese Steuerungslogik eine Soll-Leistungsaufnahme der zumindest einen elektrischen Maschine. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl derartiger elektrischer Maschinen, insbesondere mehrere Generatoren, durch das vorgeschlagene Verfahren in ihrer Leistungsaufnahme gesteuert und/oder geregelt werden.By the situation-dependent Control and / or regulation of the power consumption of the electrical Machine becomes this by the proposed method thus adapted the current respective boundary conditions of the vehicle operation. By a clocking of the power consumption of the electric machine can an adaptation to different drag torques of the engine are made possible which in turn achieves a corresponding deceleration of the vehicle can be. Preferably, a control logic is integrated into a control unit. The control unit For example, the engine control unit can also be a battery control unit. Dependent on from a plurality of criteria, in particular the coolant temperature of the Drag torque of the engine, the position of the charge change work influencing actuators, and a desired delay of the deceleration Vehicle, which in turn preferably by the coolant temperature is determinable, this control logic calculates a desired power consumption the at least one electric machine. It can also be provided be that a plurality of such electrical machines, in particular several generators, by the proposed method in their power consumption controlled and / or regulated.

Neben einer beispielhaften Ausgestaltung des Generators, welcher über einen Riemenantrieb mit dem Motor gekoppelt ist, kann die elektrische Maschine auch an eine Antriebsachse oder einen Getriebeeingang bzw. eine Kurbelwelle gekoppelt sein, wodurch ein integrierter Startergenerator (ISG) ausgebildet wird.Next an exemplary embodiment of the generator, which via a Belt drive is coupled to the engine, the electric Machine also to a drive axle or a transmission input or coupled to a crankshaft, creating an integrated starter generator (ISG) is formed.

Ein lösungsgemäßes Bordnetz für ein Fahrzeug umfasst zumindest eine elektrische Maschine und ein Steuergerät, welches zur Steuerung und/oder Regelung einer Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine in einer Schub- und/oder Bremsphase des Fahrzeugs ausgebildet ist. Das Bordnetz umfasst darüber hinaus Mittel, mit welchem in der Schub- und/oder Bremsphase momentane Betriebsbedingungen von zumindest einer Komponente des Fahrzeugs ermittelbar und an das Steuergerät übertragbar sind, wobei das Steuergerät derart ausgebildet ist, dass abhängig von diesen Betriebsbedingungen eine Soll-Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine bestimmbar ist, welche mit einer ermittelten momentane Ist-Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine verglichen wird, und abhängig von dem Vergleich die momentane Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine einstellbar ist. Durch das Bordnetz kann eine situationsabhängig optimierte Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine ermöglicht werden, bei dem das Betriebsverhalten des Fahrzeugs im Hinblick auf die Wahrnehmung durch einen Fahrzeugnutzer nicht negativ beeinträchtigt wird. Insbesondere kann dabei in den Schub- und/oder Bremsphasen des Fahrzeugs das Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs geregelt werden. Bevorzugt befolgt die Steuerung und/oder Regelung der Leistungsaufnahme derart, dass die mit der elektrischen Maschine gekoppelte Komponente nicht derart belastet wird, dass ein unerwünschtes oder sogar ein nicht vertretbares Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs einhergeht. Bevorzugt erfolgt somit das Antreiben der elektrischen Maschine durch die Komponente des Fahrzeugs stets in einer Weise, durch die das dadurch hervorgerufen Schleppmoment des Motors nicht zu einer unerwünschten Verzögerung des Fahrzeugs führt. Die von der elektrischen Maschine erzeugte elektrische Energie wird somit auch stets situati onsabhängig erzeugt, da sie abhängig von der übertragenen Antriebsenergie der Komponente ist und somit auch abhängig von der Leistungsaufnahme der elektrischen Maschine.One Solution-based electrical system for a Vehicle comprises at least one electric machine and a control unit, which for controlling and / or regulating a power consumption of the electrical Machine formed in a pushing and / or braking phase of the vehicle is. The electrical system includes above In addition, means with which momentary in the push and / or brake phase Operating conditions of at least one component of the vehicle determinable and transferable to the control unit are, the control unit is designed such that dependent from these operating conditions, a desired power consumption of the electrical Machine can be determined, which with a determined momentary Actual power consumption of the electric machine is compared and dependent on the comparison the instantaneous power consumption of the electric machine is adjustable. Through the electrical system can be a situation-dependent optimized Power consumption of the electric machine to be enabled, in which the Operating behavior of the vehicle in terms of perception is not adversely affected by a vehicle user. In particular, can while in the thrust and / or braking phases of the vehicle, the deceleration behavior of the vehicle. Preferably, the control and / or Control of power consumption such that with the electric Machine coupled component is not loaded so that an undesirable or even an unacceptable deceleration behavior of the vehicle accompanied. Preferably, therefore, the driving of the electrical Machine through the component of the vehicle always in a way by the drag torque of the engine caused thereby not to an undesirable Delay of the Vehicle leads. The electrical energy generated by the electric machine is thus always situati onsabhängig generated as it depends on the transmitted Drive energy of the component is and thus also dependent on the power consumption of the electric machine.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bordnetzes anzusehen.advantageous Embodiments of the method according to the invention are advantageous To look at embodiments of the electrical system according to the invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt ein schematisch und vereinfacht dargestelltes Fahrzeug 1, welches vier Räder 11, 12, 13 und 14 aufweist. Das Fahrzeug 1 umfasst eine als Brennkraftmaschine 15 ausgebildete Komponente, wobei der Motor bzw. die Brennkraftmaschine 15 eine Mehrzahl an Zylindern (nicht dargestellt) umfasst. Die Brennkraftmaschine 15 ist zum Antrieb des Fahrzeugs 1 ausgebildet und dabei mit einer Antriebsvorrichtung 16a, 16b mit den vorderen Rädern 11 und 12 zur Kraftübertragung gekoppelt. Dadurch ist ein Fahrzeug mit einem Frontantrieb realisiert. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 1 mit einem Heckantrieb ausgebildet ist. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 1 als Allrad-Fahrzeug ausgebildet ist und die Antriebsvorrichtung zusätzlich Antriebseinheiten 16c, 16d und 16e aufweist.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a schematic drawing. The only 1 shows a schematically and simplified illustrated vehicle 1 , which has four wheels 11 . 12 . 13 and 14 having. The vehicle 1 includes one as an internal combustion engine 15 trained component, wherein the engine or the internal combustion engine 15 a plurality of cylinders (not shown). The internal combustion engine 15 is to drive the vehicle 1 trained and doing with a drive device 16a . 16b with the front wheels 11 and 12 coupled to the power transmission. As a result, a vehicle is realized with a front-wheel drive. It can also be provided that the vehicle 1 is designed with a rear-wheel drive. It can also be provided that the vehicle 1 is designed as a four-wheel vehicle and the drive device additionally drive units 16c . 16d and 16e having.

Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 1 eine Kühlungsvorrichtung 17, welche einen Kühlmittelkreislauf zur Kühlung der Brennkraftmaschine 15 umfasst. Sowohl die Brennkraftmaschine 15 als auch die Kühlungsvorrichtung 17, insbesondere ein Sensor zur Temperaturermittlung des Kühlmittels, sind mit ein Steuergerät 18 elektrisch verbunden. Das Steuergerät 18 ist insbesondere als Motorsteuergerät ausgebildet. Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug 1 eine erste elektrische Maschine, welche als erster Generator 19a ausgebildet ist. Der erste Generator 19a ist zur Erzeugung einer Ausgangsspannung von etwa 14 V ausgebildet und mit dem Steuergerät 18 elektrisch verbunden. Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug 1 einen zweiten Generator 19b, welcher zur Erzeugung einer Ausgangsspannung von etwa 14 V bis etwa 42 V ausgebildet ist. Das Fahrzeug 1 weist somit im Ausführungsbeispiel ein Mehrspannungs-Bordnetz auf. Sowohl der erste Generator 19a als auch der zweite Generator 19b sind mit dem Steuergerät 18 elektrisch verbunden. Darüber hinaus ist der erste Generator 19a über einen Riemenantrieb mit der Brennkraftmaschine 15 verbunden. Des Weiteren ist auch der zweite Gene rator 19b über einen Riemenantrieb mit der Brennkraftmaschine 15 verbunden.Furthermore, the vehicle includes 1 a cooling device 17 , which a coolant circuit for cooling the internal combustion engine 15 includes. Both the internal combustion engine 15 as well as the cooling device 17 , In particular, a sensor for temperature determination of the coolant, are with a control unit 18 electrically connected. The control unit 18 is designed in particular as an engine control unit. In addition, the vehicle includes 1 a first electric machine, which is the first generator 19a is trained. The first generator 19a is designed to generate an output voltage of about 14 V and to the controller 18 electrically connected. In addition, the vehicle includes 1 a second generator 19b , which for generating an output voltage of about 14 V to about 42 V is formed. The vehicle 1 Thus, in the embodiment, a multi-voltage electrical system. Both the first generator 19a as well as the second generator 19b are with the control unit 18 electrically connected. In addition, the first generator 19a via a belt drive with the internal combustion engine 15 connected. Furthermore, the second gene is also generator 19b via a belt drive with the internal combustion engine 15 connected.

Das Steuergerät 18 ist zur situationsabhängigen Steuerung und/oder Regelung einer Leistungsaufnahme des zweiten Generators 19b in einer Schub- und/oder Bremsphase des Fahrzeugs ausgebildet.The control unit 18 is for situation-dependent control and / or regulation of a power consumption of the second generator 19b formed in a pushing and / or braking phase of the vehicle.

Die Leistungsaufnahme bzw. die Lastaufnahme des Generators 19b wird dabei abhängig von Randbedingungen des momentanen Betriebszustands des Fahrzeugs 1 und insbesondere von momentanen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 15 des Fahrzeugs geregelt. In der Schub- und/oder Bremsphase wird dabei das Schleppmoment des Motors bzw. der Brennkraftmaschine 15 ermittelt. Dazu wird eine Motorreibung und eine Ladungswechselarbeit aus Messgrößen und durch geeignete Modelle in dem Steuergerät 18 erfasst. Die Motorreibung wird dabei näherungsweise durch die Kühlmitteltemperatur beschrieben, welche durch einen entsprechenden Temperatursensor an der Kühlvorrichtung 17 detektiert werden kann und an das Steuergerät 18 übermittelt wird. Neben der Kühlmitteltemperatur wird im Ausführungsbeispiel auch das Schleppmoment der Brennkraftmaschine 15, sowie die Position der die Ladungswechselarbeit beeinflussenden Stellglieder sowie ein vorgegebenes Soll-Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs berücksichtigt. Die Ladungswechselarbeit kann im Ausführungsbeispiel entweder durch ein Abschalten von einem oder mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine 15 in diesem Schubbetrieb oder in dieser Bremsphase erreicht werden. Es kann auch eine Reduzierung der Ladungswechselarbeit dahingehend ermöglicht werden, in dem keine direkte Zylinderabschaltung erfolgt, aber das Hubverhalten der Ventile der Brennkraftmaschine 15 verändert wird.The power consumption or load absorption of the generator 19b depends on the boundary conditions of the current operating state of the vehicle 1 and in particular of current operating conditions of the internal combustion engine 15 of the vehicle. In the thrust and / or braking phase while the drag torque of the engine or the internal combustion engine 15 determined. For this purpose, a motor friction and a charge exchange work from measured variables and by suitable models in the control unit 18 detected. The engine friction is approximately described by the coolant temperature, which by a corresponding temperature sensor on the cooling device 17 can be detected and sent to the control unit 18 is transmitted. In addition to the coolant temperature in the embodiment, the drag torque of the internal combustion engine 15 , As well as the position of the charge change work influencing actuators and a predetermined target deceleration behavior of the vehicle considered. The charge exchange work can in the embodiment either by switching off one or more cylinders of the internal combustion engine 15 be achieved in this overrun operation or in this braking phase. It may also be possible to reduce the charge cycle to the extent that there is no direct cylinder deactivation, but the stroke behavior of the valves of the internal combustion engine 15 is changed.

Anhand dieser Kenngrößen kann durch das Steuergerät 18 eine Soll-Leistungsaufnahme des Generators 19b ermittelt werden. Darüber hinaus wird anhand weiterer Größen die momentane Ist-Leistungsaufnahme des Generators 19b ermittelt und im Steuergerät ein Vergleich zwischen der bestimmten und vorgegebenen Soll-Leistungsaufnahme und der Ist-Leistungsaufnahme durchgeführt. Abhängig von dem Vergleich erfolgt dann eine Steuerung und/oder Regelung der momentanen Leistungsaufnahme des Generators 19b. Eine veränderte Taktung des Generators 19b lässt sich somit aus dem Vergleich von Soll- und Istwerten berechnen und somit eine sehr geringe Abweichung vom Sollwert einregeln.On the basis of these characteristics can by the control unit 18 a nominal power consumption of the generator 19b be determined. In addition, the current actual power consumption of the generator is calculated on the basis of further variables 19b determined and carried out in the controller, a comparison between the specific and predetermined desired power consumption and the actual power consumption. Depending on the comparison then takes place a control and / or regulation of the current power consumption of the generator 19b , A changed timing of the generator 19b can thus be calculated from the comparison of setpoints and actual values and thus adjust a very small deviation from the setpoint.

Es kann auch vorgesehen sein, dass neben der Steuerung und/oder Regelung des Generators 19b auch anstatt oder zusätzlich dazu der erste Generator 19a in seiner Leistungsaufnahme entsprechend gesteuert und/oder geregelt wird.It can also be provided that in addition to the control and / or regulation of the generator 19b also instead of or in addition to the first generator 19a is controlled and / or regulated accordingly in its power consumption.

Im Ausführungsbeispiel erfolgt das Antreiben des Generators 19b durch die Brennkraftmaschine 15 in Schub- und/oder Bremsphasen des Fahrzeugs 1 bevorzugt derart, dass das Schleppmoment der Brennkraftmaschine 15 nicht derart beeinflusst wird, dass dadurch das Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs 1 zu einem unerwünschten und insbesondere zu starken Verzögern führt.In the embodiment, the driving of the generator takes place 19b by the internal combustion engine 15 in thrust and / or braking phases of the vehicle 1 preferably such that the drag torque of the internal combustion engine 15 is not influenced so that thereby the deceleration behavior of the vehicle 1 leads to an undesirable and especially too strong delay.

Durch den situationsabhängigen Antrieb des Generators 19b wird somit dessen Leistungsaufnahme situationsabhängig eingestellt, wodurch abhängig davon auch dann die von dem Generator 19b erzeugte elektrische Energie und somit die Ausgangsspannung des Generators 19b situationsabhängig erzeugt wird.Due to the situation-dependent drive of the generator 19b Thus, its power consumption is set depending on the situation, whereby depending on the then also by the generator 19b generated electrical energy and thus the output voltage of the generator 19b is generated depending on the situation.

Der zweite Generator 19b ist in den Schub- und/oder Bremsphasen des Fahrzeugs zur Rekuperation ausgebildet, wobei das Bordnetz des Fahrzeugs 1 einen dafür geeigneten Energiespeicher, insbesondere einen Doppelschichtkondensator, aufweist. Die in dieser Rekuperation gewonnene und in dem Energiespeicher gespeicherte Energie kann dann in anderen Betriebsphasen des Fahrzeugs, insbesondere beim Beschleunigungsbetrieb, bedarfsgerecht an Verbraucher des Bordnetzes, welche mit dem ersten Generator 19a oder dem zweiten Generator 19b verbunden sind, abgegeben werden.The second generator 19b is formed in the thrust and / or braking phases of the vehicle for recuperation, wherein the electrical system of the vehicle 1 a suitable energy storage, in particular a double-layer capacitor having. The energy obtained in this recuperation and stored in the energy storage can then in other operating phases of the vehicle, in particular during acceleration operation, as needed to consumers of the electrical system, which with the first generator 19a or the second generator 19b are delivered.

Claims

Method for controlling and / or regulating a power consumption of at least one electric machine ( 19a . 19b ) of a vehicle ( 1 ) in a coasting and / or braking phase of the vehicle ( 1 ), in which, at least in the coasting and / or braking phase, current operating conditions of at least one component ( 15 ) of the vehicle ( 1 ) is determined and dependent on these operating conditions, a desired power consumption is determined, which is compared with a determined instantaneous actual power consumption and depending on the comparison, the instantaneous power consumption of the electric machine ( 19a . 19b ) is set.

Method according to claim 1, characterized in that the electric machine ( 19a . 19b ) in the pushing and / or braking phase of the vehicle ( 1 ) is operated to perform a recuperation.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the instantaneous power consumption of the electrical machine ( 19a . 19b ) is set such that a specifiable desired deceleration behavior of the vehicle ( 1 ) is achieved in the coasting and / or braking phase.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine ( 19a . 19b ) with the at least one component ( 15 ) is mechanically coupled and from the one component ( 15 ) is driven.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a coolant temperature is determined and depending on this, the operating conditions of the component ( 15 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the component as an engine, in particular as an internal combustion engine ( 15 ), and is determined for determining the operating conditions of the engine, a position of at least one of the charge cycle work of the engine influencing actuator.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the desired power consumption and the comparison of the desired power consumption with the actual power consumption in a control unit ( 18 ), in particular an engine control unit, is performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine is a generator ( 19a . 19b ).

Method according to claims 4 and 8, characterized in that the generator ( 19a ) provides an output voltage between about 14V and about 42V and is coupled to the motor via a belt drive.

On-board network for a vehicle ( 1 ), with at least one electrical machine ( 19a . 19b ) and a control unit ( 18 ), which for controlling and / or regulating a power consumption of the electrical machine ( 19a . 19b ) in a coasting and / or braking phase of the vehicle ( 1 ), and means with which in the coasting and / or braking phase, current operating conditions of at least one component of the vehicle ( 1 ) and to the control unit ( 18 ) are transferable, wherein the control device ( 18 ) is designed such that depending on these operating conditions, a desired power consumption is determined, which is compared with a determined current actual power consumption and depending on the comparison, the instantaneous power consumption of the electric machine ( 19a . 19b ) is adjustable.