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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Außerdem betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.
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Ein solches Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einem Personenkraftwagen, ist beispielsweise bereits aus der
DE 10 2005 049 992 A1 bekannt. Der Antriebsstrang weist dabei wenigstens eine erste elektrische Maschine, wenigstens eine zweite elektrische Maschine, wenigstens eine mittels der ersten elektrischen Maschine antreibbare erste Achse und wenigstens eine mittels der zweiten elektrischen Maschine antreibbare zweite Achse auf, so dass beispielsweise das Kraftfahrzeug insgesamt mittels der elektrischen Maschinen, insbesondere elektrisch, angetrieben werden kann. Bei dem Verfahren wird zumindest eine der Achsen mittels der jeweiligen elektrischen Maschine angetrieben.
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Außerdem offenbart die
WO 2015/078557 A1 ein Hybridmanager-Steuergerät für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, wobei das Hybridmanager-Steuergerät eine Gesamtsollmoment-Aufteilvorrichtung zum Optimieren eines Wirkungsgrads mittels Aufteilens einer Gesamtsollmoment-Vorgabe in eine erste Achsmoment-Vorgabe für eine erste Achse des Fahrzeugs und in eine zweite Achsmoment-Vorgabe für eine zweite Achse des Fahrzeugs aufweist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Antriebsstrang der eingangs genannten Art zu schaffen, so dass ein besonders effizienter Betrieb realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Der Antriebsstrang umfasst dabei wenigstens eine erste elektrische Maschine, wenigstens eine zweite elektrische Maschine, wenigstens eine mittels der ersten elektrischen Maschine antreibbare erste Achse und wenigstens eine mittels der zweiten elektrischen Maschine antreibbare zweite Achse. Somit ist beispielsweise das Kraftfahrzeug insgesamt mittels der elektrischen Maschinen, insbesondere elektrisch, antreibbar, so dass das Kraftfahrzeug vorzugsweise als Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Verfahren wird zumindest eine der Achsen mittels der jeweiligen elektrischen Maschine angetrieben.
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Um nun einen besonders effizienten und somit energieverbrauchsarmen Betrieb des Antriebsstrangs und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein angefordertes, von den elektrischen Maschine in Summe bereitzustellendes Antriebsmoment ermittelt wird. Das Antriebsmoment ist ein Drehmoment, insbesondere ein Gesamtdrehmoment, welches beispielsweise durch eine auch als Steuergerät bezeichnete elektronische Recheneinrichtung angefordert wird. Das angeforderte Antriebsmoment beziehungsweise dessen Anforderung resultiert beispielsweise aus einer von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs bewirkten Anforderung, in deren Rahmen der Fahrer beispielsweise ein Drehmoment anfordert, mittels welchem die Achsen beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt angetrieben werden sollen. Der Fahrer bewirkt seine Anforderung beispielsweise derart, dass der Fahrer ein Bedienelement betätigt und dadurch beispielsweise bewegt, wobei der Fahrer beispielsweise das Bedienelement per Hand oder per Fuß betätigt. Bei dem Bedienelement handelt es sich insbesondere um ein sogenanntes Fahrpedal, welches der Fahrer mit seinem Fuß betätigen und dadurch bewegen kann. Insbesondere kann der Fahrer das Fahrpedal in unterschiedliche Stellungen bewegen, wobei die jeweilige Stellung mit einem jeweiligen Drehmoment korrespondiert, das durch den Fahrer angefordert wird. Aus diesem durch den Fahrer angeforderten Drehmoment resultiert das Antriebsmoment, welches beispielsweise dem durch den Fahrer angeforderten Drehmoment entspricht.
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Ferner ist es denkbar, dass das Antriebsmoment von zumindest einem Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs angefordert wird. Bei dem Fahrerassistenzsystem handelt sich beispielsweise um einen Tempomaten, um eine Abstandsregelung (ACC) oder um ein Assistenzsystem zum Durchführen von autonomem Fahren.
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Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das ermittelte Antriebsmoment auf die elektrischen Maschinen in Abhängigkeit von jeweiligen Wirkungsgradketten verteilt beziehungsweise aufgeteilt wird, welche jeweilige Wirkungsgrade charakterisieren, mit welchen die jeweiligen Achsen von den jeweiligen elektrischen Maschinen antreibbar sind. Bei diesem Verteilen beziehungsweise Aufteilen des Antriebsmoments auf die elektrischen Maschinen ist insbesondere zu verstehen, dass ein von der ersten elektrischen Maschine bereitzustellendes erstes Drehmoment und ein von der zweiten elektrischen Maschine bereitzustellendes zweites Drehmoment ermittelt beziehungsweise bestimmt werden, wobei das erste Drehmoment und das zweite Drehmoment in Summe das von den elektrischen Maschinen angeforderte und somit bereitzustellende Antriebsmoment ergeben. Das Verteilen des Antriebsmoments auf die elektrischen Maschinen und somit auf die Achsen wird auch als Achsmomentverteilung bezeichnet. Da es nun erfindungsgemäß vorgesehen ist, bei der Achsmomentverteilung die jeweiligen Wirkungsgradketten zu berücksichtigen, kann ein besonders effizienter und somit energieverbrauchsarmer Betrieb des vorzugsweise als Elektrofahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs realisiert werden, so dass beispielsweise eine besonders hohe Reichweite realisiert werden kann.
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Die jeweilige Wirkungsgradkette umfasst beispielsweise zumindest einen Wirkungsgrad der jeweiligen elektrischen Maschine. Ferner kann die jeweilige Wirkungsgradkette wenigstens einen Wirkungsgrad einer weiteren Antriebskomponente umfassen, über welche die jeweilige Achse von der jeweiligen elektrischen Maschine antreibbar ist. Bei der weiteren Antriebskomponente handelt es sich beispielsweise um ein Getriebe und/oder einen Umrichter. Mit anderen Worten charakterisiert die jeweilige Wirkungsgradkette beispielsweise zumindest einen Wirkungsgrad einer jeweiligen, die jeweilige elektrische Maschine umfassenden Antriebseinheit, mittels welcher die jeweilige Achse antreibbar ist. Dabei umfasst die jeweilige Antriebseinheit beispielsweise auch ein wenigstens ein jeweiliges Getriebe und/oder wenigstens einen jeweiligen Umrichter.
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Insbesondere ist das Kraftfahrzeug beispielsweise als batterieelektrisches Fahrzeug (Battery Electric Vehicle - BEV) ausgebildet. Ferner ist es denkbar, dass das Kraftfahrzeug als Hybridfahrzeug und/oder brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug ausgebildet ist und somit beispielsweise wenigstens eine Brennstoffzelle als Energiequelle aufweist, mittels welcher elektrische Energie zum Betreiben der elektrischen Maschinen bereitstellbar ist. Im Falle von Batteriespeicherfahrzeugen hat zusätzlich die Spannungslage einen Einfluss auf die Höhe der entsprechenden Wirkungsgradunterschiede je nach Aggregat. Der Wirkungsgrad einer elektrischen Maschine wird von der anliegenden Spannung beeinflusst.
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Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei herkömmlichen Antriebssträngen, insbesondere bei Achshybriden, die Achsmomentverteilung einer Logik folgt, gemäß welcher die auch als Fahrerwunsch bezeichnete Anforderung des Fahrers primär über eine Hybridachse dargestellt beziehungsweise befriedigt und bei Bedarf eine elektrische Achse hinzugenommen wird. Eine Hybridachse ist beispielsweise mittels wenigstens einer elektrischen Maschine sowie mittels einer Verbrennungskraftmaschine antreibbar, während eine elektrische Achse ausschließlich mittels wenigstens einer elektrischen Maschine antreibbar ist. Bei konventionellen Allrad-Fahrzeugen, bei welchen jeweilige Achsen beispielsweise mittels einer Verbrennungskraftmaschine antreibbar sind, erfolgt die Achsmomentverteilung üblicherweise primär aufgrund von fahrdynamischen Erwägungen. Im Gegensatz dazu kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Betriebsstrategie zur Verteilung des Antriebsmoments auf die auch als Antriebsachsen bezeichneten Achsen realisiert werden, wobei diese Betriebsstrategie beispielsweise die jeweilige eine Wirkungsgradkette von der jeweiligen elektrischen Maschine bis zu einem durch die jeweilige elektrischen Maschine antreibbaren Rad hinreichend berücksichtigt. Dabei umfasst die Wirkungsgradkette beispielsweise die elektrische Maschine, das zuvor genannte Getriebe und den zuvor genannten Umrichter der als Antriebsaggregat fungierenden Antriebseinheit. Dadurch können das jeweilige Rad und somit die Achsen sowie das Kraftfahrzeug insgesamt besonders effizient angetrieben werden.
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Vorzugsweise sind die elektrischen Maschinen unabhängig voneinander ansteuerbar, so dass beispielsweise die jeweilige elektrische Maschine von 0 bis 100 Prozent des Antriebsmoments bereitstellen kann, wobei die jeweils andere elektrische Maschine den gegebenenfalls vorhandenen Rest des Antriebsmoments, der nicht von der einen elektrischen Maschine bereitgestellt wird, bereitstellt. Ein solcher Verbau von zwei oder mehr unabhängig voneinander ansteuerbaren elektrischen Maschinen als jeweilige Antriebsaggregate für jede Achse ermöglicht eine energetische Optimierung der Achsmomentverteilung zwischen den Achsen, von denen beispielsweise eine der Achsen als Vorderachse und die andere Achse als Hinterachse ausgebildet ist. Mittels Simulationen wurde gefunden, dass sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Energieverbrauchseinsparungen im Betrieb erzielen lassen, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Betriebsstrategien.
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Das Verfahren kann potentiell um fahrdynamisch erlebbare Modi wie beispielsweise einen Drift-Modus und/oder einen permanenten Allrad-Modus erweitert werden, so dass sich ein besonders vorteilhafter Betrieb des Antriebsstrangs darstellen lässt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die jeweilige Wirkungsgradkette als jeweilige aktuelle Wirkungsgradkette verwendet, die zumindest einen aktuellen Wirkungsgrad charakterisiert, mit welchem die jeweilige Achse von der jeweiligen elektrischen Maschine antreibbar ist. Beispielsweise weist die elektrische Maschine beziehungsweise die Antriebseinheit den aktuellen Wirkungsgrad beziehungsweise die aktuelle Wirkungsgradkette in einem jeweiligen aktuellen Zustand, insbesondere Betriebszustand beziehungsweise Lastzustand oder Lastpunkt, auf. Hierdurch wird der aktuelle Wirkungsgrad beziehungsweise die aktuelle Wirkungsgradkette, den die jeweilige elektrische Maschine beziehungsweise die Antriebseinheit aufweist, berücksichtigt, um die Achsmomentverteilung durchzuführen, so dass situationsbeziehungsweise bedarfsgerecht das Antriebsmoment auf die elektrischen Maschinen und somit auf die Achsen aufgeteilt werden kann. Dadurch kann ein besonders effizienter Betrieb realisiert werden.
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Zur Realisierung eines besonders effizienten und somit energieverbrauchsarmen Betriebs ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der jeweilige Wirkungsgrad beziehungsweise die jeweilige Wirkungsgradkette in Abhängigkeit von einem jeweiligen Lastpunkt der jeweiligen elektrischen Maschine berechnet und dadurch ermittelt wird. Beispielsweise wird der aktuelle Wirkungsgrad aktuell beziehungsweise online, das heißt während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs beziehungsweise während eines Betriebs des Antriebsstrangs berechnet, oder aber der aktuelle Wirkungsgrad wird beispielsweise, insbesondere in Abhängigkeit dem jeweiligen Lastpunkt, aus einem festen Kennfeld entnommen, welches beispielsweise fest in einer Speichereinrichtung, insbesondere des Steuergeräts, hinterlegt beziehungsweise gespeichert ist.
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Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der jeweilige Wirkungsgrad beziehungsweise die jeweilige Wirkungsgradkette in Abhängigkeit von einer jeweiligen Temperatur der jeweiligen elektrischen Maschine ermittelt wird. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Wirkungsgrad einer elektrischen Maschine von deren Temperatur abhängen kann, was nun vorteilhafterweise bei der Achsmomentverteilung berücksichtigt wird. Hierdurch kann ein besonders effizienter Betrieb dargestellt werden. Die Berücksichtigung der Temperatur ermöglicht es beispielsweise, bei der Achsmomentverteilung einen der Achsmomentverteilung vorweggehenden Betrieb beziehungsweise Betriebsverlauf der jeweiligen elektrischen Maschine zu berücksichtigen, um dadurch einen übermäßig wirkungsgradungünstigen Betrieb vermeiden zu können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere dann, wenn sich die elektrischen Maschinen beispielsweise hinsichtlich ihrer jeweiligen Leistungsfähigkeit, voneinander unterscheiden. Da nun erfindungsgemäß bei der Achsmomentverteilung die jeweiligen Wirkungsgrade der elektrischen Maschinen berücksichtigt werden, kann stets eine energieoptimierte Achsmomentverteilung gewährleistet werden.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens eine von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs bewirkte Eingabe erfasst, wobei das Antriebsmoment in Abhängigkeit von der Eingabe auf die elektrischen Maschinen verteilt wird. Die zuvor genannte, energetische Optimierung der Achsmomentverteilung kann somit um eine von dem Fahrer, insbesondere frei, einstellbare Achsmomentverteilung erweitert werden, wodurch beispielsweise ein besonders vorteilhafter Betrieb realisierbar ist.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Antriebsmoment in Abhängigkeit von wenigstens einem in einer Speichereinrichtung fest hinterlegten Kennfeld verteilt wird. Hierbei wird beispielsweise der jeweilige Wirkungsgrad aus einem jeweiligen fest hinterlegten Kennfeld entnommen, so dass das Antriebsmoment auf Basis wenigstens eines fest hinterlegten Kennfelds verteilt wird. Somit wird beispielsweise die zuvor genannte Wirkungsgradkette offline in die Achsmomentverteilung einbezogen. Das Kennfeld wird beispielsweise durch Vermessungen und/oder Simulationen erstellt, insbesondere im Rahmen der Entwicklung des Antriebsstrangs, woraufhin das Kennfeld fest hinterlegt beispielsweise in dem Steuergerät gespeichert wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Wirkungsgradkette online in die Achsmomentverteilung einbezogen wird. Hierzu ist es vorgesehen, dass wenigstens ein den jeweiligen Wirkungsgrad charakterisierender, variabler Parameter während eines Betriebs des Antriebsstrangs, insbesondere während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs, berechnet wird, wobei das Antriebsmoment in Abhängigkeit von dem berechneten Parameter verteilt wird. Hierdurch kann eine bedarfs- und situationsgerechte Achsmomentverteilung realisiert werden, woraus ein besonders effizienter Betrieb resultiert.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, wobei der Antriebsstrang zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der zugehörigen Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung einen Antriebsstrang 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist das Kraftfahrzeug insgesamt mittels des Antriebsstrangs 1 antreibbar. Der Antriebsstrang 1 umfasst eine erste Achse 2, welche als Vorderachse ausgebildet ist. Ferner umfasst der Antriebsstrang 1 eine der ersten Achse 2 zugeordnete erste elektrische Maschine 3, mittels welcher die erste Achse 2 antreibbar ist. Bei einer in der Figur nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Achse 2 mehrere erste elektrische Maschinen zugeordnet sind, mittels welchen die erste Achse 2 antreibbar ist. Die erste Achse 2 umfasst Räder 4, welche, insbesondere über ein Differenzialgetriebe 5, von der ersten elektrischen Maschine 3 antreibbar sind. Durch Antreiben der Räder 4 wird die Achse 2 angetrieben. Da die Achse 2 als Vorderachse ausgebildet ist, sind die Räder 4 als Vorderräder ausgebildet.
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Ferner ist es denkbar, dass das Differenzialgetriebe 5 entfallen kann. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die jeweilige elektrische Maschine als Radnabenmotor ausgebildet ist, sodass beispielsweise die Räder 4 mittels einer jeweiligen, als Radnabenmotor ausgebildeten elektrischen Maschine 3 antreibbar sind.
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Der Antriebsstrang 1 umfasst ferner eine zweite Achse 6 in Form einer Hinterachse, welche zweite Räder 7 in Form von Hinterrädern aufweist. Dabei umfasst der Antriebsstrang 1 eine zweite elektrische Maschine 8, welche der Achse 6 zugeordnet ist. Dabei ist die Achse 6 von der elektrischen Maschine antreibbar. Hierzu sind die Räder 7, insbesondere über ein Differenzialgetriebe 9, von der elektrischen Maschine antreibbar.
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Ferner ist es denkbar, dass das Differenzialgetriebe 9 entfallen kann. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass jeweilige elektrische Maschine als Radnabenmotor en vorgesehen sind, sodass beispielsweise die Räder 7 mittels einer jeweiligen, als Radnabenmotor ausgebildeten elektrischen Maschine 8 antreibbar sind.
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Um die jeweiligen Räder 4 beziehungsweise 7 und somit die jeweilige Achse 2 beziehungsweise 6 anzutreiben, wird die jeweilige elektrische Maschine 3 beziehungsweise 8 in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben. Hierzu wird die jeweilige elektrische Maschine 3 beziehungsweise 8 beispielsweise mit elektrischer Energie beziehungsweise mit elektrischem Strom versorgt, die beziehungsweise der in wenigstens einem in der Figur nicht gezeigten Energiespeicher gespeichert ist. Der Energiespeicher ist beispielsweise als Hochvolt-Komponente ausgebildet und stellt eine elektrische Spannung von mehr als 50 Volt, insbesondere von mehr als 60 Volt und vorzugsweise von mehreren 100 Volt, bereit. Insbesondere kann der Energiespeicher als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), ausgebildet sein.
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Bei einer in der Fig. nicht gezeigten Ausführungsform können an der Achse 6 mehrere elektrische Maschinen angeordnet sein, mittels welchen die Räder 7 beziehungsweise die Achse 6 antreibbar sind beziehungsweise ist. Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Antriebsstrang 1 als elektrischer Antriebsstrang ausgebildet ist, so dass das Kraftfahrzeug beispielsweise als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug ausschließlich elektrisch und nicht etwa mit Hilfe von fossilen Brennstoffen angetrieben werden kann. Ferner ist es möglich, dass das Kraftfahrzeug als Hybridfahrzeug und/oder als brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug oder anderen Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
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Dabei ist die elektrische Maschine 3 ausschließlich der Achse 2 zugeordnet. Dies bedeutet, dass die elektrische Maschine 3 dazu ausgebildet ist, bezogen auf die Achsen 2 und 6 lediglich beziehungsweise ausschließlich die Achse 2 und somit die Räder 4 anzutreiben. Die Achse 6 beziehungsweise die Räder 7 kann beziehungsweise können nicht von der elektrischen Maschine 3 angetrieben werden. Entsprechendes gilt für die elektrische Maschine 8 in Bezug auf die Achse 6. Dies bedeutet, dass die elektrische Maschine 8 ausschließlich der Achse 6 zugeordnet ist. Somit ist die elektrische Maschine 8 dazu ausgebildet, bezogen auf die Achsen 2 und 6 lediglich die Achse 6 beziehungsweise die Räder 7 anzutreiben, so dass mittels der elektrische Maschine 8 die Räder 7, nicht jedoch die Räder 4 angetrieben werden können. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die elektrischen Maschinen 3 und 8 unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
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Außerdem ist es möglich, dass die jeweilige elektrische Maschine 3 beziehungsweise 8 in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar ist. In dem Generatorbetrieb wird die jeweilige elektrische Maschine 3 beziehungsweise 8 beispielsweise von den jeweiligen Rädern 4 beziehungsweise 7 und somit von dem sich bewegenden Kraftfahrzeug angetrieben, so dass zumindest ein Teil der kinetischen Energie des sich bewegenden Kraftfahrzeugs mittels des Generators in elektrische Energie umgewandelt wird, welche von dem jeweiligen Generator bereitgestellt wird. Die von dem jeweiligen Generator bereitgestellte elektrische Energie kann beispielsweise in dem Energiespeicher gespeichert werden.
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Der Antriebsstrang 1 umfasst ferner eine elektronische Recheneinrichtung 10, welche auch als Steuergerät oder Antriebssteuergerät bezeichnet wird. Die Recheneinrichtung 10 ist, insbesondere mittels jeweiliger Kabel, mit den elektrischen Maschinen 3 und 8 verbunden, so dass die elektrischen Maschinen 3 und 8 von dem Steuergerät (Recheneinrichtung 10) angesteuert und dadurch betrieben, insbesondere geregelt oder gesteuert, werden können.
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Im Folgenden wird anhand der Fig. ein Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangs 1 erläutert, wobei bei dem Verfahren zumindest eine der Achsen 2 und 6 mittels der jeweils zugeordneten elektrischen Maschine 3 beziehungsweise 8 angetrieben wird. In seinem vollständig hergestellten Zustand umfasst das Kraftfahrzeug beziehungsweise der Antriebsstrang 1 beispielsweise ein in der Fig. nicht dargestelltes Bedienelement, welches von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigbar und dadurch beispielsweise in unterschiedliche Stellungen bewegbar ist. Dabei ist das Bedienelement beispielsweise als Fahrpedal ausgebildet, das von dem Fahrer mit seinem Fuß betätigt werden kann. Die jeweilige Stellung des Bedienelements korrespondiert mit einem jeweiligen Gesamtdrehmoment, welches durch den Fahrer dadurch angefordert wird, dass der Fahrer das Bedienelement in die mit dem Gesamtdrehmoment korrespondierende Stellung bewegt. Das Gesamtdrehmoment ist beispielsweise von dem Antriebsstrang 1 bereitzustellen, um dadurch das Kraftfahrzeug mittels des Gesamtdrehmoments anzutreiben. Diese Anforderung des Fahrers wird auch als Fahrerwunsch oder Fahrerwunschmoment bezeichnet. Das Gesamtdrehmoment ist ein Drehmoment, welches beispielsweise von dem Antriebsstrang 1, insbesondere von den elektrischen Maschinen 3 und 8, insgesamt bereitzustellen ist, um das Kraftfahrzeug mittels des Gesamtdrehmoments anzutreiben. Ferner ist es alternativ oder zusätzlich möglich, dass das Antriebsmoment von einem Fahrerassistenzsystem angefordert wird.
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Bei dem Verfahren wird, insbesondere mittels der Recheneinrichtung 10, ein angefordertes, von den elektrischen Maschinen 3 und 8 in Summe bereitzustellendes Antriebsmoment ermittelt. Das Antriebsmoment ist ein Drehmoment, welches von den elektrischen Maschinen 3 und 8 zusammen beziehungsweise in Summe bereitzustellen ist. Das Antriebsmoment wird beispielsweise durch die Recheneinrichtung 10 von den elektrischen Maschinen 3 und 8 angefordert. Das Antriebsmoment resultiert beispielsweise aus dem Gesamtdrehmoment, so dass beispielsweise der Fahrer, insbesondere durch Anfordern des Gesamtdrehmoments, das Antriebsmoment anfordert.
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Umfasst der Antriebsstrang 1 beispielsweise lediglich beziehungsweise ausschließlich die elektrischen Maschinen 3 und 8, so dass das Gesamtdrehmoment lediglich mittels der elektrischen Maschinen 3 und 8 bereitgestellt werden kann, so entspricht beispielsweise das Antriebsmoment dem Gesamtdrehmoment. Umfasst der Antriebsstrang 1 beispielsweise wenigstens eine in der Fig. nicht gezeigte, weitere beziehungsweise dritte elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs beziehungsweise umfasst der Antriebsstrang 1 mehr als die zwei elektrischen Maschinen 3 und 8, so ist beispielsweise das von den elektrischen Maschinen 3 und 8 bereitzustellende Antriebsmoment ein Teil des Gesamtdrehmoments und insbesondere geringer als das Gesamtdrehmoment, wobei beispielsweise eine Differenz zwischen dem Antriebsmoment und dem Gesamtdrehmoment von der dritten elektrischen Maschine beziehungsweise von anderen, zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ausgebildeten elektrischen Maschinen des Antriebsstrangs 1 bereitzustellen ist. Insgesamt ist erkennbar, dass beispielsweise die Recheneinrichtung 10 in Abhängigkeit von dem durch den Fahrer angeforderten und somit von dem Fahrer gewünschten Gesamtdrehmoment das Antriebsmoment bestimmt und von den elektrischen Maschinen 3 und 8 anfordert, die das Antriebsmoment bereitstellen sollen.
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Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst der Antriebsstrang 1 lediglich die elektrischen Maschinen 3 und 8 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, so dass bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel das Antriebsmoment dem Gesamtdrehmoment entspricht. Somit fordert der Fahrer das Gesamtdrehmoment als das Antriebsmoment von den elektrischen Maschinen 3 und 8 an.
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Außerdem ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass das Antriebsmoment auf die elektrischen Maschinen 3 und 8 in Abhängigkeit von jeweiligen Wirkungsgradketten verteilt wird, die jeweilige Wirkungsgrade charakterisieren, mit welchen die jeweilige Achse 2 und 6 von den elektrischen Maschinen 3 und 8 antreibbar sind. Unter diesem Verteilen des Antriebsdrehmoments auf die elektrischen Maschinen 3 und 8 und somit auf die Achsen 2 und 6 ist zu verstehen, dass, insbesondere mittels der Recheneinrichtung 10, ein von der elektrischen Maschine 3 bereitzustellendes erstes Drehmoment und ein von der elektrischen Maschine 8 bereitzustellendes zweites Drehmoment bestimmt wird, wobei das erste Drehmoment und das zweite Drehmoment in Summe das Antriebsmoment ergeben. Mittels des von der elektrischen Maschine 3 bereitzustellenden ersten Drehmoments werden die Räder 4 und somit die Achse 2 angetrieben, wobei beziehungsweise während mittels des von der elektrischen Maschine 8 bereitzustellenden zweiten Drehmoments die Räder 7 und somit die Achse 6 angetrieben werden. Um das erste Drehmoment und das zweite Drehmoment begrifflich besser von anderen Drehmomenten unterscheiden zu können, wird das erste Drehmoment auch als erstes Maschinenmoment und das zweite Drehmoment auch als zweites Maschinenmoment bezeichnet.
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Das jeweilige Maschinenmoment kann dabei in einem Bereich von einschließlich 0 Prozent bis einschließlich 100 Prozent des Antriebsmoments liegen, so dass beispielsweise das Antriebsmoment ausschließlich von der elektrischen Maschine 3 oder ausschließlich von der elektrischen Maschine 8 bereitgestellt wird. Das Verteilen des Antriebsmoments auf die elektrischen Maschinen 3 und 8 wird auch als Achsmomentverteilung bezeichnet. Wird die Achsmomentverteilung von der Recheneinrichtung 10 beispielsweise derart bestimmt, dass eines der Maschinenmomente geringer als das Antriebsmoment ist, so dass eine Differenz zwischen dem einen Maschinenmoment und dem Antriebsmoment existiert, so entspricht die Differenz dem jeweils anderen Maschinenmoment. Insgesamt ist erkennbar, dass das Antriebsmoment mittels der Recheneinrichtung 10 in Abhängigkeit von den jeweiligen Wirkungsgradketten derart auf die elektrischen Maschinen 3 und 8 aufgeteilt wird, dass die elektrische Maschine 3 einen ersten Teil des Antriebsmoments und die elektrische Maschine 8 einen zweiten Teil des Antriebsmoments bereitstellt, wobei die Teile jeweils in einem Bereich von einschließlich 0 Prozent bis einschließlich 100 Prozent des Antriebsmoments liegen können und in Summe das Antriebsmoment ergeben. Außerdem werden die elektrischen Maschinen 3 und 8 derart von der Recheneinrichtung 10 angesteuert, dass die elektrischen Maschinen 3 und 8 die jeweiligen Maschinenmomente bereitstellen, so dass in der Folge das Kraftfahrzeug insgesamt zumindest mittels des angeforderten Antriebsmoments angetrieben wird.
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Die jeweilige Wirkungsgradkette ist beispielsweise eine Wirkungsgradkette von der jeweiligen elektrischen Maschine 3 beziehungsweise 8 zu dem jeweiligen Rad 4 beziehungsweise 7. Dabei kann die jeweilige Wirkungsgradkette die jeweilige elektrischen Maschine 3 beziehungsweise 8, wenigstens ein Getriebe und wenigstens einen Umrichter umfassen beziehungsweise deren jeweilige Wirkungsgrade charakterisieren. Dadurch kann eine energetische Optimierung der Achsmomentverteilung im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren realisiert werden.
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Dabei ist es möglich, die Wirkungsgradkette offline in die Achsmomentverteilung einzubeziehen. Hierbei erfolgt beispielsweise im Rahmen der Entwicklung des Antriebsstrangs 1 eine Vermessung und/oder eine Simulation, so dass anschließend wenigstens ein festes Kennfeld in dem Steuergerät, insbesondere in einer Speichereinrichtung 11 des Steuergeräts, hinterlegt beziehungsweise gespeichert wird. Insbesondere in Abhängigkeit von einem jeweiligen Last- beziehungsweise Betriebspunkt der jeweiligen elektrischen Maschine 3 beziehungsweise 8, wird aus dem Kennfeld der jeweilige Wirkungsgrad beziehungsweise die jeweilige Achsmomentverteilung und somit die jeweiligen Maschinenmomente entnommen und schließlich durch entsprechendes Ansteuern der elektrischen Maschinen 3 und 8 eingestellt.
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Insbesondere ist es denkbar, dass der jeweilige Wirkungsgrad beziehungsweise die jeweilige Wirkungsgradkette in Abhängigkeit von einer jeweiligen Temperatur der jeweiligen elektrischen Maschine 3 beziehungsweise 8 ermittelt wird, so dass beispielsweise die Achsmomentverteilung in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur der jeweiligen elektrischen Maschine 3 beziehungsweise 8 durchgeführt wird.
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Ferner ist es denkbar, dass die Wirkungsgradkette online, also beispielsweise während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs in die Achsmomentverteilung einbezogen wird. Hierzu wird die jeweilige Wirkungsgradkette beziehungsweise die Achsmomentverteilung jeweils bedarfs- beziehungsweise situationsgerecht mittels der Recheneinrichtung 10 berechnet, so dass ein besonders effizienter Betrieb darstellbar ist. Hierzu wird insbesondere wenigstens ein den jeweiligen Wirkungsgrad charakterisierender, variabler Parameter während des Betriebs des Antriebsstrangs 1 berechnet, wobei das Antriebsmoment in Abhängigkeit von dem berechneten Parameter verteilt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsstrang
- 2
- Achse
- 3
- elektrische Maschine
- 4
- Rad
- 5
- Differenzialgetriebe
- 6
- Achse
- 7
- Rad
- 8
- elektrische Maschine
- 9
- Differenzialgetriebe
- 10
- elektronische Recheneinrichtung
- 11
- Speichereinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005049992 A1 [0002]
- WO 2015/078557 A1 [0003]