DE19505431B4 - Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten - Google Patents

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Abstract

Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten sowie mit Mitteln, die den Wirkungsgrad der einzelnen Komponenten bestimmen, wobei
– Mittel, die den Gesamtwirkungsgrad (eges) aus den Wirkungsgraden (ev, eg , eb) der einzelnen Komponenten bestimmen sowie Mittel, die einen Wert für einen wirkungsgradbeeinflussenden Parameter (Mv, Pv, nv, Mg, ng, Q) einer Komponente zum Erreichen eines optimalen Gesamtwirkungsgrades (eopt) berechnen und einstellen, vorhanden sind,
– ein wirkungsgradbeeinflussender Parameter, dessen Wert zum Erreichen eines optimalen Gesamtwirkungsgrades eingestellt wird, die Leistung (Pv, Pg) oder eine der Leistung proportionale Größe (Mg, Mv) oder eine der Drehzahl einer Komponente proportionale Größe (nv, ng) ist, die von einer leistungserzeugenden Komponente abzugeben ist,
– ein elektrischer Energiespeicher vorhanden ist,
– die Leistung oder die der abzugebenden Leistung proportionale Größe (Mv, Pv, Pv0, Pv1, Pv2) aus einem fahrerwunschabhängigen Leistungsanteil (PW) und aus einem zusätzlichen Leistungsanteil (dP1, dP1 + dP2, dP1 + dP2 +...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten.
  • Ein derartiges Leistungssteuersystem ist beispielsweise aus der DE 41 33 013 A1 bekannt. Das aus der DE 41 33 013 A1 bekannte Leistungssteuersystem ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, das eine aus einem Verbrennungsmotor und einem Generator bestehende Einheit enthält, die über eine Energieverteiler-Leistungselektronik Strom an mit Antriebsrädern gekoppelte Elektromotoren liefert. Bei diesem bekannten Leistungssteuersystem ist der Verbrennungsmotor eine leistungsumsetzende Komponente in Form einer primär leistungserzeugenden Komponente. Weitere leistungsumsetzende Komponenten sind beispielsweise der Generator, der Elektromotor und der Energiespeicher. Weiterhin sind Mittel zur Bestimmung und zur Berücksichtigung des Wirkungsgrades der einzelnen Komponenten, insbesondere des Energiespeichers, des Verbrennungsmotors und des Generators, vorhanden. Bei dem aus der DE 41 33 013 A1 bekannten System wird insbesondere die durch den Verbrennungsmotor abzugebende Leistung in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern und Randbedingungen, insbesondere vom Kraft stoffverbrauch bzw. dem Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors, gesteuert. Bei dieser Leistungssteuerung steht im Vordergrund, eine fahrerwunschabhängige Antriebs-Leistung mittels optimaler Leistungsverteilung der durch die leistungsumsetzenden Komponenten für den Antrieb gelieferten Leistungsanteile zu erzeugen. Zwar wird diese Leistungsverteilung in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern und Randbedingungen vorgenommen; wird sie jedoch in Abhängigkeit von der Randbedingung ”Kraftstoffverbrauch” bzw. ”günstigster Wirkungsgrad” des Verbrennungsmotors durchgeführt, werden die Wirkungsgrade der anderen Komponenten vernachlässigt. Hierdurch findet jedoch insgesamt keine Kraftstoffverbrauchsoptimierung statt.
  • Auch aus der DE 43 44 053 A1 ist ein Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten im Zusammenhang mit dem Antrieb von Hybridfahrzeugen bekannt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Leistungssteuersystem eingangs genannter Art derart zu verbessern, dass insbesondere der Verbrauch der Primärenergiequelle, wie z. B. der Kraftstoff, möglichst in jedem Betriebszustand minimiert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzen den Komponenten sowie mit Mitteln zur Bestimmung des Wirkungsgrades der einzelnen Komponenten sind Mittel zur Bestimmung des Gesamtwirkungsgrades aus den Wirkungsgraden der einzelnen Komponenten sowie Mittel zur Berechnung und Einstellung mindestens eines Wertes für einen wirkungsgradbeeinflussenden Parameter einer Komponente zum Erreichen eines optimalen Gesamtwirkungsgrades vorhanden.
  • Leistungsumsetzende Komponenten sind beispielsweise in Abhängigkeit von der Antriebsanordnung eines Kraftfahrzeuges: ein Verbrennungsmotor, ein Generator, ein Elektromotor, ein Getriebe (z. B. Stufengetriebe, CVT-Getriebe) oder ein elektrischer Energiespeicher (z. B. Batterie, Kreisel, Supercap).
  • Wirkungsgradbeeinflussende Parameter hierfür sind beispielsweise: die Drehzahl bzw. eine der Drehzahl proportionale Größe und die Leistung bzw. eine der Leistung proportionale Größe (z. B. Drehmoment) sowie Stellmittel zu deren Beeinflussung; die Übersetzung (Stufengetriebe, CVT); die Lademenge und/oder konstruktive Batteriebedingungen; die Temperaturen der Komponenten. Vorzugsweise sind für jede Komponente Kennfelder vorgesehen, die den Wirkungsgrad in Abhängigkeit von den interessierenden Parametern angeben.
  • Ein optimaler Gesamtwirkungsgrad kann beispielsweise der maximal mögliche Gesamtwirkungsgrad oder ein Gesamtwirkungsgrad oberhalb eines definierten Grenz-Wirkungsgrades in Verbindung mit einer oder mehreren weiteren Bedingungen sein.
  • Vorzugsweise wird die Berechnung des Wertes für einen wirkungsgradbeeinflussenden Parameter einer Komponente zum Erreichen eines optimalen Gesamtwirkungsgrades iterativ vorgenommen.
  • Vorzugsweise ist ein wirkungsgradbeeinflussender Parameter, dessen Wert zum Erreichen eines optimalen Gesamtwirkungsgrades einstellbar ist, die abzugebende Leistung einer Komponente bzw. eine Größe, die der von einer leistungserzeugenden Komponente abzugebenden Leistung proportional ist, wie z. B. das (Dreh-)Moment. Diese Größe wird im folgenden nur Leistung genannt.
  • Beispielsweise wird von einer durch den Fahrerwunsch vorgegebenen Leistung ausgegangen, hierfür und für weitere höhere Leistungswerte der Gesamtwirkungsgrad aller Komponenten berechnet und daraufhin die Leistung abgegeben, durch die ein optimaler, vorzugsweise maximaler, Gesamtwirkungsgrad erreicht wird. Eine über die fahrerwunschabhängige abzugebende Leistung hinausgehende Leistung zum Erreichen des optimalen Gesamtwirkungsgrades wird vorzugsweise jedoch nur dann abgegeben, wenn dieser Leistungsüberschuss vorteilhaft ausgenutzt werden kann. Durch eine geeignete Einstellung der Leistung bzw. des Drehmoments entsprechend der Berechnungen wird eine optimale Energiebilanz für das gesamte Antriebssystem erreicht.
  • Vorzugsweise ist ein wirkungsgradbeeinflussender Parameter, dessen Wert zum Erreichen eines optimalen Gesamtwirkungsgrades einstellbar ist, die Drehzahl einer Komponen te bzw. eine der Drehzahl proportionale Größe, im folgenden nur Drehzahl genannt.
  • Diese erfindungsgemäße Weiterbildung ist besonders vorteilhaft bei Antriebssystemen mit CVT-Getrieben. Insbesondere ist eine Optimierung des Gesamtwirkungsgrades nach dieser Weiterbildung besonders flexibel möglich.
  • Vorzugsweise ist ein elektrischer Energiespeicher als leistungsumsetzende Komponente vorhanden. Die von einer leistungserzeugenden Komponente abzugebende Leistung ist aus einem fahrerwunschabhängigen Leistungsanteil und aus einem zusätzlichen Leistungsanteil zusammengesetzt. Dieser zusätzliche Leistungsanteil wird zum Laden des elektrischen Energiespeichers verwendet.
  • Somit wird nicht nur der Verbrauch der Primärenergiequelle, wie z. B. der Kraftstoffverbrauch, minimiert, sondern auch ein zusätzlicher vorteilhafter Zweck erreicht.
  • Vorzugsweise wird ein Laden des elektrischen Energiespeichers mittels dieses zusätzlichen Leistungsanteils anstelle einer – z. B. für eine schnellere Ladung erforderlichen – höheren Leistung nur dann zugelassen, wenn im elektrischen Energiespeicher eine momentane Lademenge vorhanden ist, die mindestens so groß wie eine definierte Grenz-Lademenge ist.
  • Durch diese vorteilhafte Weiterbildung wird verhindert, dass negative Auswirkungen, wie z. B. das Tiefentladen einer Batterie, aufgrund der primärenergieverbrauchsminimierenden Maßnahmen eintreten.
  • Vorzugsweise wird ein Laden des elektrischen Energiespeichers mittels dieses zusätzlichen Leistungsanteils nur dann zugelassen, wenn der Gesamtwirkungsgrad mindestens so groß wie ein definierter Grenz-Wirkungsgrad ist. Vorzugsweise wird der Grenz-Wirkungsgrad in Abhängigkeit vom momentanen Ladezustand des Energiespeichers definiert.
  • Mit dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden z. B. batteriebezogene Randbedingungen, wie der ladungsabhängige Wirkungsgrad der Energieaufnahme und Energieabgabe, berücksichtigt.
  • Das erfindungsgemäße Leistungssteuersystem wirkt sich besonders vorteilhaft bei seriellen oder parallelen Hybridantrieben für Kraftfahrzeuge aus, da gerade für Hybridantriebe die Problematik besteht, einerseits möglichst wenig Kraftstoff zu verbrauchen und andererseits, insbesondere bei einer hohen Leistungsanforderung durch den Fahrerwunsch, ggf. ausreichende elektrische Energie zur Ver fügung stellen zu müssen. Insbesondere bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Leistungssteuersystems in Hybridfahrzeugen wird vorzugsweise bei der Bestimmung des Gesamtwirkungsgrades der Komponenten der gesamte Energiefluß – von Energie-Erzeugung über Energie-Zwischenspeicherung bis zur Energie-Abgabe an den Vortrieb – berücksichtigt. Allgemein führt die erfindungsgemäße Gesamtwirkungsgradoptimierung zur Minimierung der Primärenergie, die durch eine leistungserzeugende Komponente als leistungsumsetzende Komponente verbraucht wird.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
  • 1 Kennlinien gleichen Wirkungsgrades für einen Verbrennungsmotor als leistungserzeugende Komponente in Abhängigkeit von dessen Drehzahl und Leistung (bzw. Drehmoment),
  • 2 Kennlinien gleichen Wirkungsgrades für einen Generator als weitere leistungsumsetzende Komponente in Abhängigkeit von dessen Drehzahl und Leistung,
  • 3 Kennlinien zur Darstellung des Wirkungsgrades eines elekrischen Energiespeichers in Abhängigkeit von der durch den Verbrennungsmotor gelieferten Energie und dem Ladezustand des elektrischen Energiespeichers und
  • 4 unterschiedliche Ladestrategien für einen elektrischen Energiespeicher in Abhängigkeit vom Gesamtwirkungsgrad und vom momentanen Ladezustand.
  • In 1 ist auf der Abszisse die Drehzahl nV des Verbrennungsmotors und auf der Ordinate das Drehmoment MV bzw. die Leistung PV des Verbrennungsmotors dargestellt. Das Drehmoment MV ist beipielsweise eine Größe, die der abzugebenden Leistung PV proportional ist. Im Diagramm sind Kennlinien gleichen Wirkungsgrades (ev = const) eingetragen.
  • Üblicherweise sind in einem Kraftfahrzeug verschiedene Sensoren zur Erfassung verschiedener Betriebsgrößen, wie z. B. der Drehzahl, des Fahrerwunsches, der Drehmomente bzw. Leistungen oder des Ladezustands der Batterie vorhanden. Der Fahrerwunsch wird beispielsweise durch ein Signal ermittelt, das die Stellung des Fahrpedals oder die Stellung der Drosselklappe, die durch das Fahrpedal betätigt wird, wiedergibt. Darüber hinaus ist üblicherweise ein elektronisches Steuergerät vorgesehen, das – z. B. zur Leistungssteuerung – verschiedene Aktuatoren in Abhängigkeit von den Sensorsignalen ansteuert und das die Wirkungsgrad-Kennlinien enthält.
  • In 1 ist ein unterer Betriebspunkt auf einer Kennlinie eingezeichnet, der bei einem gegebenen ersten Drehzahlwert nv1 den fahrerwunschabhängigen Leistungsanteil PW darstellt, der mindestens abzugeben ist, um eine vom Fahrer gewünschte Antriebsleistung zu erzeugen. Diesem fahrerwunschabhängigen Leistungsanteil PW ist ein Verbrennungsmotor-Wirkungsgrad ev0 entsprechend den in 1 dargestellten Kennlinien, die beispielsweise in Form von Tabellen im elektronischen Steuergerät abgespeichert sind, zugeordnet. Im folgenden werden für mehrere Werte der Leistung PV(Pv1, Pv2), die größer als der Wert des fahrerwunschabhängigen Leistungsanteils Pv0 = PW sind, die jeweils zugeordneten Verbrennungsmotor-Wirkungsgrade ev bestimmt.
  • Beispielsweise ergibt sich für einen eingezeichneten mittleren Betriebspunkt, der durch den Drehzahlwert nv1 und den sich aus dem fahrerwunschabhängigen Leistungsanteil PW und einem zusätzlichen Leistungsanteil dP1 zusammensetzenden Leistungswert Pv1 definiert ist, der Verbrennungsmotor-Wirkungsgrad ev1.
  • Ebenso liegt bei einem oberen Betriebspunkt der Verbrennungsmotor-Wirkungsgrad ev2 vor. Der obere Betriebspunkt ist durch den Drehzahlwert nv1 und durch die Leistung Pv2 definiert, die sich durch die Addition des fahrerwunschabhängigen Leistungsanteils PW mit einem zusätzlichen Leistungsanteil dP1 + dP2 ergibt.
  • Wird in einer Alternative (gestrichelt dargestellt) beispielsweise davon ausgegangen, daß ein CVT-Getriebe vorgesehen ist, wodurch eine beliebige Drehzahleinstellung möglich ist, könnte der obere Betriebspunkt auch bei dem zweiten Drehzahlwert nv2 und dem Leistungswert Pv' = Pv2 festgelegt werden. Eine Drehzahlerhöhung auf den Drehzahlwert nv2 gleichzeitig mit einer Leistungserhöhung auf den Leistungswert Pv' = Pv2 zur Einstellung dieses alternativen oberen Betriebspunktes wäre besonders vorteilhaft, da in diesem Fall bei gleicher Leistung Pv2 ein höherer Verbrennungsmotor-Wirkungsgrad ev3 erzielt werden würde. Diese Ausführung wäre möglich, wenn z. B. sowohl die abzugebende Leistung als auch die Drehzahl als wirkungsgradbeeinflussende Parameter einstellbar wären. Im folgenden wird der Einfachheit halber jedoch beispielhaft nur auf die Optimierung des Gesamtwirkungsgrades mittels der abzugebenden Leistung als einzustellender Wert eines wirkungsgradbeeinflussenden Parameters eingegangen.
  • Jedem dieser drei ermittelten Verbrennungsmotor-Wirkungsgrade ev0, ev1, ev2 kann eine von dem Verbrennungsmotor abzugebende Leistung PV bzw. Pv0, Pv1 und Pv2 zugeordnet werden, die zur Einstellung der drei dargestellten Betriebspunkte notwendig wäre: Pv0 = PW Pv1 = PW + dP1 Pv2 = PW + dP1 + dP2
  • Selbstverständlich könnten anstelle der Leistungswerte Pv auch Drehmomentwerte Mv eingesetzt werden.
  • Gemäß 2 kann jedem dieser Werte Pv0, Pv1 und Pv2 der Leistung des Verbrennungsmotors eine Leistung Pg bzw. ein Drehmoment Mg des mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generators zugeordnet werden. Im Diagramm nach 2 sind wiederum Kennlinien gleichen Wirkungsgrades (eg = const) für den Generator in Abhängigkeit von der Generatordrehzahl ng und dem Generatordrehmoment Mg bzw. der Generatorleistung Pg dargestellt. Entsprechend dem Leistungswert Pv0 und der daraus resultierenden Generatorleistung Pg0 wird ein Generator-Wirkungsgrad eg0 erreicht. Ebenso ergeben sich aus den anderen Leistungswerten Pv1 und Pv2 für die Generatorleistungswerte Pg1 und Pg2 die Werte des Generator-Wirkungsgrades eg1 und eg2. Ergänzend sei angemerkt, daß in einer Alternative z. B. auch die Leistung Pg bzw. das Drehmoment Mg und/oder die Drehzahl ng des Generators als einstellbare Werte wirkungsgradbeeinflussender Parameter zur Optimierung des Gesamtwirkungsgrades eingesetzt werden könnten.
  • In 3 werden in Abhängigkeit von der Lademenge Q des elektrischen Energiespeichers, vorzugsweise einer Batterie, der Batterie-Wirkungsgrad eb für die berechneten Leistungswerte Pv0, Pv1, Pv2 dargestellt. In dem Diagramm nach 3 ergeben sich für die momentane Lademenge Qist und für die drei genannten Leistungswerte Pv0, Pv1, Pv2 die Batterie-Wirkungsgrade eb0, eb1 und eb2. Weiterhin sind nach dem Diagramm in 3 eine minimale Lademenge Qmin und eine maximale Lademenge Qmax gestrichelt eingetragen. In einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein Batterie-Wirkungsgrad eb nur innerhalb dieser beiden Grenzen Qmin und Qmax berechnet. Außerhalb dieser beiden Grenzen kann beispielsweise eine Zwangsladung vorgenommen werden.
  • Im folgenden wird der Gesamtwirkungsgrad eges in Abhängigkeit von den drei einzelnen Wirkungsgraden der Komponenten Verbrennungsmotor, Generator und Batterie berechnet: eges = evi × egi × ebi, wobei i = 0, 1, 2
  • Beispielsweise ergibt sich für den Leistungswert Pv1 des Verbrennungsmotors ein Gesamtwirkungsgrad eges1 von ev1 × eg1 × eb1. Somit ergeben sich rechnerisch für alle drei Leistungswerte Pv0, Pv1 und Pv2 die drei Gesamtwirkungsgrade eges0, eges1 und eges2. Zur Ermittlung des optimalen Gesamtwirkungsgrades eopt wird beispielsweise eine Maximalauswahl vorgenommen. Somit ist der optimale Gesamtwirkungsgrad eopt = max(eges0, eges1, eges2). Ist beispielsweise der Gesamtwirkungsgrad eges1 der maximale bzw. optimale Gesamtwirkungsgrad eopt, wird auf diese Berechnung hin vom Steuergerät die Leistung PV bzw. das Drehmoment MV eingestellt, das sich aus der Addition des fahrerwunschabhängigen Leistungsanteils PW und des zusätzlichen Leistungsanteils dP1 ergibt. Ergänzend kann auch eine andere Drehzahl eingestellt werden. Vorzugsweise wird diese Einstellung jedoch nur dann vorgenommen, wenn der sich dadurch ergebende Gesamtwirkungsgrad eges1 größer als ein definierter Grenz-Wirkungsgrad egrenz (vgl. 4) ist.
  • In 4 ist auf der Ordinate der berechnete Gesamtwirkungsgrad eges und auf der Abszisse die Lademenge Q eines elektrischen Energiespeichers als leistungsumsetzende Komponente aufgetragen.
  • Gemäß 4 sind in Abhängigkeit von der Lademenge Q der Batterie verschiedene Bereiche B1 bis B5 vorgesehen, innerhalb derer unterschiedliche Ladestrategien vorgenommen werden können. Beispielsweise kann in einer ersten Ausführung ein Laden der Batterie entsprechend dem erfindungsgemäßen Leistungssteuersystem lediglich in den Bereichen B2, definiert durch die untere Grenze Qmin und die obere Grenze Qmax, und/oder B3, definiert durch die untere Grenze Qmax und die obere Grenze Qoben, vorgenommen werden. Es muß z. B. eine minimale Grenz-Lademenge Qmin vorhanden sein. Liegt die momentane Lademenge Q unterhalb der definierten minimalen Grenz-Lademenge Qmin wird beispielsweise eine wirkungsgradunabhängige Zwangsladung vorgenommen (Bereich B1), um z. B. eine Tiefentladung des elektrischen Energiespeichers zu verhindern. Im Bereich B5, in dem die Batterie zumindest nahezu vollständig geladen ist, kann beispielsweise ein Kalibrierladen vorgenommen werden. Außerdem empfiehlt es sich insbesondere bei Hybridfahrzeugen, den Bereich B5 für ein rekuperatives Einspeisen von Bremsenergie zu nutzen.
  • In den Bereichen B2 und B3 wird zunächst folgendermaßen vorgegangen:
    Für die verschiedenen Leistungen, PW, PW + dP1 und PW + dP1 + dP2, werden die Gesamtwirkungsgrade eges0, eges1 und eges2 bestimmt. Diese Gesamtwirkungsgrade eges0, eges1 und eges2 werden mit dem Grenz-Wirkungsgrad egrenz verglichen, der (wie in 4 dargestellt) z. B. abhängig von der Lademenge Q definiert ist.
  • Im Bereich B2 wird für die Gesamtwirkungsgrade eges0, eges1 und eges2, die oberhalb des Grenz-Wirkungsgrades egrenz liegen, die maximale Leistung max (PW, PW + dP1, PW + dP1 + dP2) ermittelt und eingestellt. Somit ist im Bereich B2 in einer ersten Ausführung der optimale Gesamtwirkungsgrad eopt der Gesamtwirkungsgrad, der größer als der Grenz-Wirkungsgrad egrenz ist und sich durch die maximale Leistung (bzw. durch das maximale Drehmoment) ergibt.
  • Im Bereich B3 ist in einer zweiten Ausführung der optimale Gesamtwirkungsgrad der maximale aller Gesamtwirkungsgrade eges0, eges1 und eges2, wenn der maximale Gesamtwirkungsgrad größer als der Grenz-Wirkungsgrad egrenz ist.
  • Ergänzend wird festgestellt, daß die Bestimmung des Wirkungsgrades der einzelnen Komponenten in Abhängigkeit von beliebig vielen, den Wirkungsgrad beeinflussenden Parametern, z. B. auch von Temperaturwerten, vorgenommen werden kann.
  • Beispielsweise können auch die Werte der definierten Grenz-Lademengen, Qmin, Qmax oder Qoben, und/oder des Grenz-Wirkungsgrades egrenz in Abhängigkeit von weiteren Parametern, z. B. fahreradaptiv, verschoben werden. Eine Fahreradaption ist beispielsweise besonders vorteilhaft bei Hybridfahrzeugen, in denen eine Betriebsart ”nur Elektromotor” oder ”Verbrennungsmotor und Elektromotor” manuell oder automatisch einstellbar ist. Zur manuellen Einstellung ist beispielsweise ein vom Fahrer zu betätigender Wahlschalter vorgesehen. Zur automatischen Einstellung werden vom Steuergerät verschiedene vom Fahrer betätigte Fahrzeugbedienelemente ausgewertet, wie das Fahrpedal, die Drosselklappe, die Bremse und die Kupplung, um beispielsweise den Fahrertyp zu ermitteln. Wird ein Fahrertyp ermittelt, der besonders häufig die elektrische Leistung allein oder als Zusatzleistung benötigt, werden die adaptiv verschiebbaren Grenzwerte (z. B. Qmin, Qmax, egrenz) entsprechend angepaßt, um den benötigten Ladezustand des elektrischen Energiespeichers aufrechtzuerhalten.
  • Durch dieses erfindungsgemäße Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge ist eine Möglichkeit geschaffen, den Primärenergieverbrauch einer leistungserzeugenden Komponente in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand zu minimieren und dabei eine ausreichende Energiespeicherung einer leistungsspeichernden Komponente zur gewährleisten. Sowohl eine leistungsspeichernde als auch eine leistungserzeugende Komponente sind hier Beispiele für leistungsumsetzende Komponenten.

Claims (3)

  1. Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten sowie mit Mitteln, die den Wirkungsgrad der einzelnen Komponenten bestimmen, wobei – Mittel, die den Gesamtwirkungsgrad (eges) aus den Wirkungsgraden (ev, eg , eb) der einzelnen Komponenten bestimmen sowie Mittel, die einen Wert für einen wirkungsgradbeeinflussenden Parameter (Mv, Pv, nv, Mg, ng, Q) einer Komponente zum Erreichen eines optimalen Gesamtwirkungsgrades (eopt) berechnen und einstellen, vorhanden sind, – ein wirkungsgradbeeinflussender Parameter, dessen Wert zum Erreichen eines optimalen Gesamtwirkungsgrades eingestellt wird, die Leistung (Pv, Pg) oder eine der Leistung proportionale Größe (Mg, Mv) oder eine der Drehzahl einer Komponente proportionale Größe (nv, ng) ist, die von einer leistungserzeugenden Komponente abzugeben ist, – ein elektrischer Energiespeicher vorhanden ist, – die Leistung oder die der abzugebenden Leistung proportionale Größe (Mv, Pv, Pv0, Pv1, Pv2) aus einem fahrerwunschabhängigen Leistungsanteil (PW) und aus einem zusätzlichen Leistungsanteil (dP1, dP1 + dP2, dP1 + dP2 + dP3) zusammengesetzt ist, – dieser zusätzliche Leistungsanteil zum Laden des elektrischen Energiespeichers verwendet wird, – ein Laden des elektrischen Energiespeichers mittels dieses zusätzlichen Leistungsanteils (dP1, dP1 + dP2, dP1 + dP2 + dP3) nur dann zugelassen wird, wenn der Gesamtwirkungsgrad (eges) mindestens so groß wie ein definierter Grenz-Wirkungsgrad (egrenz) ist, und – der Grenz-Wirkungsgrad (egrenz) zumindest für einen bestimmten Bereich (B2, B3) von mehreren Bereichen (B1, B2, B3, B4, B5) unterschiedlicher Ladestrategien mit steigender Lademenge (Q) zunehmend definiert ist.
  2. Leistungssteuersystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem bestimmten Bereich (B2), definiert durch eine untere Grenze (Qmin) der Lademenge (Q) und einer oberen Grenze (Qmax) der Lademenge (Q), für die Gesamtwirkungsgrade (eges), die oberhalb des Grenz-Wirkungsgrades (egrenz) liegen, die maximale Leistung (max(PW, PW + dP1, PW + dP1 + dP2)) ermittelt und eingestellt wird.
  3. Leistungssteuersystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer bestimmter Bereich (B5) von mehreren Bereichen (B1, B2, B3, B4, B5) unterschiedlicher Ladestrategien, in dem die Batterie zumindest nahezu vollständig geladen ist, für ein rekuperatives Einspeisen von Bremsenergie genutzt wird.
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