DE102013221814A1 - Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs mit mehreren Elektromotoren, um elektrische Leistungsverluste zu Reduzieren, und dafür ausgestalteter Hybridantriebsstrang - Google Patents

Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs mit mehreren Elektromotoren, um elektrische Leistungsverluste zu Reduzieren, und dafür ausgestalteter Hybridantriebsstrang Download PDF

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Norman K. Bucknor
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Abstract

Ein Verfahren umfasst, dass ein erster Wert des elektrischen Leistungsverlusts beim Betreiben erster und zweiter elektrischer Maschinen bestimmt wird, wobei Gleichrichter/Wechselrichter von beiden elektrischen Maschinen in einem aktiven Modus sind. Das Verfahren umfasst, dass ein zweiter und/oder ein dritter Wert des elektrischen Leistungsverlusts bestimmt wird bzw. werden. Der zweite Wert des elektrischen Leistungsverlusts entspricht dem Betreiben des Gleichrichters/Wechselrichters der ersten elektrischen Maschine in dem aktiven Modus und des Gleichrichters/Wechselrichters der zweiten elektrischen Maschine in einem Bereitschaftsmodus. Der dritte Wert des elektrischen Leistungsverlusts entspricht einem Betrieb mit dem Gleichrichter/Wechselrichter der zweiten elektrischen Maschine in dem aktiven Modus und mit dem Gleichrichter/Wechselrichter der ersten elektrischen Maschine im Bereitschaftsmodus. Ein Controller versetzt die Gleichrichter/Wechselrichter in die jeweiligen Modi, die einem niedrigsten der Werte des elektrischen Leistungsverlusts entsprechen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegenden Lehren umfassen allgemein ein Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs mit mehreren elektrischen Maschinen und einen Hybridantriebsstrang, der mehrere elektrische Maschinen aufweist.
  • HINTERGRUND
  • Viele Hybridfahrzeuge verwenden hybridelektrische Antriebsstränge, die eine Kraftmaschine und zwei oder mehr elektrische Maschinen, wie etwa Elektromotoren/Generatoren aufweisen, welche gesteuert werden, um verschiedene Betriebsarten bereitzustellen. In einigen dieser Betriebsarten kann es sein, dass nur ein relativ geringes Drehmoment oder ein Null-Drehmoment von einer oder beiden elektrischen Maschinen benötigt wird. Die Energie, die benötigt wird, um einen Gleichrichter/Wechselrichter mit elektronischen Schaltern in einem aktiven Modus zu betreiben, wie es zum Umsetzen zwischen Gleichstrom und Wechselstrom für eine dreiphasige elektrische Maschine benötigt wird, und die Drehverluste, die mit dem rotierenden Motor verbunden sind, sofern es ein Permanentmagnetmotor ist, können erheblich sein.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs ermöglicht, dass mit einem aktiven Gleichrichter/Wechselrichter und mit rotierenden Motorkomponenten verbundene Leistungsverluste unter bestimmten Betriebsbedingungen reduziert werden können, indem der Gleichrichter/Wechselrichter in einen Bereitschaftsmodus versetzt wird, was ermöglicht, dass sich die elektrische Maschine in einem Freilaufzustand befindet. Das Verfahren umfasst, dass ein erster Wert für den elektrischen Leistungsverlust beim Betreiben sowohl einer ersten elektrischen Maschine als auch einer zweiten elektrischen Maschine, wobei sich Gleichrichter/Wechselrichter beider elektrischen Maschinen in einem aktiven Modus befinden, bestimmt wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass ein zweiter Wert des elektrischen Leistungsverlustes und/oder ein dritter Wert des elektrischen Leistungsverlustes bestimmt wird bzw. werden. Der zweite Wert des elektrischen Leistungsverlustes ist der elektrische Leistungsverlust, wenn der Gleichrichter/Wechselrichter der ersten elektrischen Maschine in dem aktiven Modus und der Gleichrichter/Wechselrichter der zweiten elektrischen Maschine in einem Bereitschaftsmodus betrieben wird. Der dritte Wert des elektrischen Leistungsverlusts ist der elektrische Leistungsverlust, wenn der Gleichrichter/Wechselrichter der zweiten elektrischen Maschine in dem aktiven Modus und der Gleichrichter/Wechselrichter der ersten elektrischen Maschine in dem Bereitschaftsmodus betrieben wird. Daraufhin wird der niedrigste aus dem ersten Wert des elektrischen Leistungsverlustes und dem zweiten Wert des elektrischen Leistungsverlustes und/oder dem dritten Wert des elektrischen Leistungsverlustes bestimmt. Dann wird mithilfe eines Controllers eine Steuerungsmaßnahme mit Bezug auf die Gleichrichter/Wechselrichter ausgeführt, um die Gleichrichter/Wechselrichter in die jeweiligen Modi zu versetzen, die dem niedrigsten aus dem ersten Wert des elektrischen Leistungsverlustes und dem zweiten und/oder dritten Wert des elektrischen Leistungsverlustes entsprechen. Durch Bewerten der elektrischen Leistungsverluste, die mit elektrischen Maschinen und Gleichrichtern/Wechselrichtern verbunden sind, und durch ein entsprechendes Steuern der elektrischen Maschinen und Gleichrichter/Wechselrichter kann die Kraftstoffsparsamkeit des Hybridantriebsstrangs erhöht werden.
  • Es ist auch ein Hybridantriebsstrang umfasst, der ein Antriebsaggregat, etwa eine Kraftmaschine, und ein Hybridgetriebe mit mindestens zwei elektrischen Maschinen und einen Controller mit einem Prozessor aufweist, der ausgestaltet ist, um einen Steuerungsalgorithmus auszuführen, der das Verfahren ausführt.
  • Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der vorliegenden Lehren, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Kennfeld von Motorleistungsverlusten, das Motorleistungsverlustkurven in Kilowatt (kW) bei verschiedenen Motordrehmomenten in Newtonmeter (Nm) auf der Y-Achse und Motordrehzahlen in Umdrehungen pro Minute (rpm) auf der X-Achse für eine repräsentative elektrische Maschine zeigt.
  • 2 ist ein Kennfeld von Gleichrichter/Wechselrichter-Leistungsverlusten, das Gleichrichter/Wechselrichter-Leistungsverlustkurven in Kilowatt (kW) bei verschiedenen Motordrehmomenten in Newtonmeter (Nm) auf der Y-Achse und Motordrehzahlen in Umdrehungen pro Minute (rpm) auf der X-Achse für einen repräsentativen Gleichrichter/Wechselrichter für die elektrische Maschine zeigt, die durch die in 1 gezeigten Motorleistungsverluste gekennzeichnet ist.
  • 3 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Teils eines Antriebsstrangs mit einer elektrischen Maschine und einem Gleichrichter/Wechselrichter, die gemäß dem Verfahren gesteuert werden können, das in 12 dargestellt ist, und die beliebige der elektrischen Maschinen in den Hybridantriebssträngen von 4 und 6 repräsentieren.
  • 4 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem ersten Hybridantriebsstrang.
  • 5 ist eine Aufzeichnung des kumulierten Energieverlusts für eine erste elektrische Maschine eines repräsentativen Hybridantriebsstrangs und für eine zweite elektrische Maschine des repräsentativen Hybridantriebsstrangs sowohl, wenn sich die erste elektrische Maschine in einem Freilaufzustand befindet, bei dem sich Schalter des Gleichrichters/Wechselrichters der ersten elektrischen Maschine in einem Bereitschaftsmodus befinden, als auch in einem Nicht-Freilaufzustand, in dem sich die Schalter des Gleichrichters/Wechselrichters der ersten elektrischen Maschine in einem aktiven Modus befinden.
  • 6 ist eine schematische Darstellung eines zweiten Fahrzeugs mit einem zweiten Hybridantriebsstrang.
  • 7 ist eine Aufzeichnung der Leistung an der Heckantriebsachse gegenüber der Leistung an der Frontantriebsachse für den Antriebsstrang von 6.
  • 8 ist eine schematische Aufzeichnung der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Drehzahl eines Zahnrads im Getriebe und der Fahrzeugbeschleunigung über der Zeit in Sekunden, wenn das Hybridfahrzeug von 6 einem Fahrzyklus unterzogen wird.
  • 9 ist eine schematische Aufzeichnung der Kraftmaschinenleistung, der mechanischen Leistung einer ersten elektrischen Maschine, der mechanischen Leistung einer zweiten elektrischen Maschine, der Batterieleistung und der Fahrzeugantriebsleistung über der Zeit in Sekunden, die mit dem Fahrzyklus von 8 korrespondiert.
  • 10 ist eine schematische Aufzeichnung des Kraftmaschinendrehmoments, des Drehmoments der ersten elektrischen Maschine und des Drehmoments der zweiten elektrischen Maschine über der Zeit in Sekunden, die mit dem Fahrzyklus von 8 korrespondiert.
  • 11 ist eine schematische Aufzeichnung der Kraftmaschinendrehzahl, der Drehzahl der ersten elektrischen Maschine und der Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine jeweils in Umdrehungen pro Minute (rpm) über der Zeit in Sekunden, die mit dem Fahrzyklus von 8 korrespondiert.
  • 12 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs zur Reduktion von elektrischen Leistungsverlusten darstellt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen, bei denen in den mehreren Ansichten gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten bezeichnen, zeigen 1 und 2 die typischen elektrischen Leistungsverluste einer repräsentativen elektrischen Maschine bzw. eines repräsentativen Gleichrichters/Wechselrichters eines Hybridantriebsstrangs. Es wird hier, wie mit Bezug auf das Flussdiagramm von 12 beschrieben ist, ein Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs bereitgestellt, der mindestens zwei elektrische Maschinen aufweist, wobei festgestellt wird, ob elektrische Leistungsverluste reduziert werden können, indem stattdessen zugelassen wird, dass eine oder beide der elektrischen Maschinen ”freilaufen” und der Gleichrichter/Wechselrichter, welcher der der freilaufenden elektrischen Maschine zugeordnet ist, in einen ”Bereitschaftsmodus” versetzt wird, was beides hier weiter beschrieben wird.
  • 1 zeigt verschiedene Motorleistungsverlustkurven im Bereich von 0,2 bis 4 kW zwischen Motordrehmomentgrenzkurven 10A und 10B in Newtonmeter (Nm) über der Drehzahl in Umdrehungen pro Minute (rpm) einer elektrischen Maschine, die eine maximale Drehmomentkapazität TQMAX und eine maximale Drehzahl RPMMAX aufweist. 2 zeigt verschiedene Leistungsverlustkurven eines Gleichrichters/Wechselrichters im Bereich von 0,2 bis 2 kW zwischen Motordrehmomentgrenzkurven 10A und 10B in Newtonmeter (Nm) über der Drehzahl in Umdrehungen pro Minute (rpm) der elektrischen Maschine. Die Leistungsverlustkurven von 1 und 2 gelten für eine elektrische Maschine, die eine elektrische Permanentmagnetmaschine ist.
  • 1 und 2 veranschaulichen, dass es selbst bei relativ niedrigen Motordrehmomenten, etwa Drehmomenten, die kleiner oder gleich in etwa 10 Prozent der maximalen Motordrehmomentkapazität TQMAX sind, die zwischen einem vorbestimmten Drehmoment 12A, 12B angezeigt sind, Motorleistungsverluste und Gleichrichter/Wechselrichter-Leistungsverluste gibt. Wenn eine elektrische Maschine in dem Drehmomentbereich bei oder zwischen den vorbestimmten Drehmomenten 12A, 12B betrieben wird, kann das Verfahren von 10 implementiert werden, um festzustellen, ob Systemleistungsverluste (d. h. Motorleistungsverluste und Gleichrichter/Wechselrichter-Leistungsverluste für zwei oder mehr elektrische Maschinen und zugeordnete Gleichrichter/Wechselrichter) reduziert werden können, indem ermöglicht wird, dass die elektrische Maschine, die mit dem relativ niedrigen Drehmoment betrieben wird, stattdessen freiläuft, wobei sich der Gleichrichter/Wechselrichter in einem Bereitschaftsmodus befindet.
  • Eine elektrische Maschine befindet sich im ”Freilauf”, wenn sie nicht gesteuert wird, um Drehmoment bereitzustellen oder um Elektrizität zu erzeugen, und wenn keine elektrische Leistung durch die Statorwicklungen läuft. Im Freilaufzustand kann sich der Rotor der elektrischen Maschine immer noch drehen, so dass Drehverluste, die mit einer Verwirbelung verbunden sind, immer noch existieren können. Leistungsverluste, die beispielsweise mit elektrischem Strom in den Motorwicklungen verbunden sind, werden vermieden.
  • Ein Gleichrichter/Wechselrichter befindet sich in einem ”Bereitschaftsmodus”, wenn die Schalter innerhalb des Gleichrichters/Wechselrichters, die verwendet werden, um zwischen Gleichstrom, der von einer oder an eine Batterie geliefert wird, und Wechselstrom umzusetzen, der von einer elektrischen Maschine, die drei Phasenwicklungen aufweist, benötigt oder erzeugt wird, deaktiviert sind. Die Schalter werden deaktiviert, indem sie so gesteuert werden, dass sie geöffnet bleiben. Während jeder Zeitspanne, in der die elektrische Maschine freiläuft, braucht der Gleichrichter/Wechselrichter, der mit der elektrischen Maschine wirksam verbunden ist, nicht zu arbeiten, um Strom umzusetzen. Ein Betrieb der Schalter während der Freilaufzeitspanne ist nicht notwendig und daher kann ein Leistungsverlust aufgrund eines nicht notwendigen Schaltens innerhalb des Gleichrichters/Wechselrichters vermieden werden, wenn der Gleichrichter/Wechselrichter in den Bereitschaftsmodus versetzt wird. Im Gegensatz dazu befindet sich ein Gleichrichter/Wechselrichter in einem ”aktiven Modus”, wenn seine Schalter gesteuert werden, um sich nach Bedarf zu öffnen und zu schließen, um zwischen Gleichstrom und Wechselstrom umzusetzen.
  • 3 ist eine schematische Darstellung eines Teils eines Hybridantriebsstrangs mit einem Gleichrichter/Wechselrichter 110, der mit einer elektrischen Maschine 120 verbunden ist. 3 stellt einen speziellen Typ der dreiphasigen elektrischen Maschine 120 dar, der als dreiphasige elektrische Maschine 120 in Sternschaltung (oder Y-Schaltung) bezeichnet werden kann, und der Gleichrichter/Wechselrichter 110 ist ein dreiphasiges Spannungszwischenkreisumrichtermodul, das als Vollwellen-Brücken-Gleichrichter/Wechselrichter 110 bezeichnet werden kann. Es sei erwähnt, dass das Verfahren von 12 nicht auf den Gleichrichter/Wechselrichter 110 und die elektrische Maschine 120, die in 3 beschrieben sind, begrenzt ist.
  • Die elektrische Maschine 120 weist drei Stator- oder Motorwicklungen 120A, 120B, 120C auf, die zwischen Motoranschlüssen A, B und C und dem dreiphasigen Gleichrichter/Wechselrichter 110, der einen Kondensator 180 und drei Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodule 115, 117, 119 enthält, in einer Y-Schaltung verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform ist das Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodul 115 in Phase A mit der Motorwicklung 120A gekoppelt, das Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodul 117 ist in Phase B mit der Motorwicklung 120B gekoppelt und das Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodul 119 ist in Phase C mit der Motorwicklung 120C gekoppelt. Die Motorwicklungen A, B, C (120A, 120B, 120C) sind an einem Neutralpunkt (N) 120D miteinander gekoppelt. Der Strom in die Motorwicklung A 120A hinein fließt aus den Motorwicklungen B 120B und C 120C heraus, der Strom in die Motorwicklung B 120B hinein fließt aus den Motorwicklungen A 120A und C 120C heraus und der Strom in die Motorwicklung C 120C hinein fließt aus den Motorwicklungen A 120A und B 120B heraus.
  • Phasenströme (d. h. ein erster Statorstrom (Ias) 122, ein zweiter Statorstrom (Ibs) 123 und ein dritter Statorstrom (Ics) 124) fließen durch die jeweiligen Statorwicklungen 120A, 120B und 120C. Die Spannungen von Phase zu Neutral über jede der Statorwicklungen 120A–120C sind jeweils als Van, Vbn, Vcn bezeichnet, während die Spannungen der gegenelektromotorischen Kraft (EMK-Spannungen), die in jeder der Statorwicklungen 120A–120C erzeugt werden, jeweils als die Spannungen Ea, Eb und Ec gezeigt sind, die durch ideale Spannungsquellen repräsentiert werden, die jeweils in Reihe mit den Statorwicklungen 120A–120C geschaltet gezeigt sind. Diese Gegen-EMK-Spannungen Ea, Eb und Ec sind die Spannungen, die in den jeweiligen Statorwicklungen 120A–120C durch die Rotation eines Permanentmagnetrotors induziert werden, der durch einen Strom in den Statorwicklungen 120A–120C angetrieben wird. Ein Rotorresolver 121, der bei einer Resolverposition 194 gezeigt ist, erfasst eine Rotordrehzahl und einen Rotorpositionswinkel Θm des Rotors der elektrischen Maschine 120. Der Rotor der elektrischen Maschine 120 ist mit einer Zahnradanordnung oder einem anderen Teil eines Hybridgetriebes eines Antriebsstrangs gekoppelt, um Drehmoment beizutragen (wenn sie als Motor arbeitet), oder um Drehmoment in elektrische Leistung umzusetzen (wenn sie als Generator arbeitet).
  • Der Vollwellen-Brücken-Gleichrichter/Wechselrichter 110 enthält einen Kondensator 180, ein erstes Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodul 115, das einen dualen Schalter umfasst (Halbleiterschalter 182, Diode 183; Halbleiterschalter 184, Diode 185), ein zweites Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodul 117, das einen dualen Schalter umfasst (Halbleiterschalter 186, Diode 187; Halbleiterschalter 188, Diode 189) und ein drittes Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodul 119, das einen dualen Schalter umfasst (Halbleiterschalter 190, Diode 191; Halbleiterschalter 192, Diode 193). Die Elektronik im Vollwellen-Brücken-Gleichrichter/Wechselrichter 110 enthält sechs Halbleiterschalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 und sechs Dioden 183, 185, 187, 189, 191, 193, um eine Eingangsgleichspannung (Vdc) in geeigneter Weise zu schalten und eine dreiphasige Erregung der Statorwicklungen 120A, 120B, 120C der dreiphasigen elektrischen Wechselstrommaschine 120 bereitzustellen.
  • Ein Pulsbreitenmodulationsmodul (PWM-Modul) 200 erzeugt Schaltsignale 201-1, 201-2, 201-3 zum Steuern des Schaltens der Halbleiterschalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 innerhalb der Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodule 115, 117, 119. Durch das Liefern geeigneter Schaltsignale 201-1, 201-2, 201-3 an die einzelnen Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodule 115, 117, 119 steuert das PWM-Modul 200 das Schalten der Halbleiterschalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 innerhalb der Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodule 115, 117, 119 und es steuert dadurch die Ausgänge der Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodule 115, 117, 119, die an die Motorwicklungen 120A, 120B bzw. 120C geliefert werden. Der erste Statorstrom (Ias) 122, der zweite Statorstrom (Ibs) 123 und der dritte Statorstrom (Ics) 124, die von den Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodulen 115, 117, 119 des dreiphasigen Gleichrichter/Wechselrichter/-Moduls 110 erzeugt werden, werden an die Motorwicklungen 120A, 120B, 120C geliefert. Die als Van, Vbn, Vcn, Ea, Eb und Ec beschrifteten Spannungen und die Spannung am Knoten N schwanken über die Zeit in Abhängigkeit vom Öffnungs/Schließ-Zustand der Schalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 in den Gleichrichter/Wechselrichter-Teilmodulen 115, 117, 119 des Gleichrichter/Wechselrichter-Moduls 110, wie nachstehend beschrieben wird.
  • In Übereinstimmung mit den offenbarten Ausführungsformen kann der Controller 210 Deaktivierungs- oder Aktivierungssignale 212 erzeugen, um das Schalten innerhalb des Gleichrichters/Wechselrichters 110 zu deaktivieren oder zu aktivieren. Beispielsweise kann der Controller 210 Signale empfangen, die eine gemessene Gleichspannungskopplung oder Eingangsspannung (Vdc), Drehmomentbefehlssignale (Tcmd-Signale) von der elektrischen Maschine 120, Statorstrombefehlssignale (Iscmnd-Signale) oder alternativ Statorstrombefehlssignale von einem Stromabbildungsmodul, die verwendet werden, um Iscmd zu berechnen, Gegen-EMK-Signale (Bemf-Signale), die aus den Statorstrombefehlssignalen berechnet werden können, Minimalflussvorbereitungs-Befehlssignale (Psidrpreflux-Signale), Signale eines vorhergesagten Drehmomentbefehls (TPredcmd-Signale) und andere Betriebssignale umfassen. Der Controller 210 weist einen Prozessor 211 auf, der das Verfahren 1000 von 12 ausführt, welches ein in dem Prozessor 211 gespeicherter Algorithmus ist, um elektrische Leistungsverluste der elektrischen Maschinen im Antriebsstrang zu reduzieren. Auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Signale kann der Controller 210 Werte des elektrischen Leistungsverlustes beim Betreiben der elektrischen Maschinen und Gleichrichter/Wechselrichter des Antriebsstrangs in dem Freilaufmodus, dem aktiven Modus und dem Bereitschaftsmodus wie hier beschrieben berechnen und Steuerungssignale 212 erzeugen, die an das PWM-Modul 200 geliefert werden, um das PWM-Modul 200 entweder zu aktivieren oder zu deaktivieren und um dadurch im Endeffekt die Gleichrichter/Wechselrichter des Antriebsstrangs, etwa den Gleichrichter/Wechselrichter 110, zu aktivieren oder zu deaktivieren.
  • Bei einer Ausführungsform kann das Steuerungssignal 212 ein Aktivierungssignal sein, welches das PWM-Modul 200 aktiviert, so dass es die Schaltsignale 201-1, 201-2, 201-3 erzeugt und dadurch das Schalten der Schalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 in dem Gleichrichter/Wechselrichter 110 aktiviert, oder es kann ein Deaktivierungssignal sein, welches das PWM-Modul 200 deaktiviert, so dass es die Schaltsignale 201-1, 201-2, 201-3 nicht erzeugt und dadurch das Schalten der Schalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 im Gleichrichter/Wechselrichter 110 deaktiviert. Durch das Deaktivieren des Schaltens der Schalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 im Gleichrichter/Wechselrichter 110 können Effizienzgewinne realisiert werden, wenn von der elektrischen Maschine 120 kein Drehmoment abgefordert wird. Wenn die elektrische Maschine 120 beispielsweise gerade nicht verwendet wird (z. B. wenn kein Drehmoment oder ein Drehmoment, das geringer als ein vorbestimmter Drehmomentschwellenwert ist, befohlen oder anderweitig abgefordert wird) können die Schalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 im Gleichrichter/Wechselrichter 110 effektiv deaktiviert, d. h. in den Bereitschaftsmodus versetzt werden, wodurch die Verluste beseitigt werden, die ansonsten aufgrund des nicht notwendigen Schaltens innerhalb des Gleichrichters/Wechselrichters 110 auftreten würden. Im Bereitschaftsmodus fließt immer noch etwas Leistung an den Gleichrichter/Wechselrichter 110, aber sie ist im Vergleich zu dem Leistungsbedarf zum Halten der Schalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 im aktiven Modus um einen großen Teil reduziert.
  • Wenn das Verfahren von 12 implementiert wird, um eine oder beide elektrischen Maschinen in einem Hybridantriebsstrang selektiv in einen Freilaufzustand zu versetzen und um einen oder beide Gleichrichter/Wechselrichter selektiv in den Bereitschaftsmodus zu versetzen, wenn sich die elektrischen Maschinen im Freilaufmodus befinden, können erhebliche elektrische Leistungsverluste vermieden werden. Obwohl das Verfahren auf jeden Hybridantriebsstrang angewendet werden kann, der zwei oder mehr elektrische Maschinen aufweist, wird es zu Darstellungszwecken mit Bezug auf einen Hybridantriebsstrang mit einem elektrisch verstellbaren Hybridgetriebe, der in 4 gezeigt ist, und mit Bezug auf einen in 7 gezeigten Hybridantriebsstrang beschrieben, der eine elektrische Maschine, die mit einer ersten Antriebsachse wirksam verbunden werden kann, und eine zweite elektrische Maschine, die mit einer zweiten Antriebsachse wirksam verbunden werden kann, aufweist und der als P1–P4-Hybrid bezeichnet wird.
  • 4 zeigt eine Ausführungsform eines Fahrzeugs, das einen Hybridantriebsstrang 327 mit zwei elektrischen Maschinen 360, 380 aufweist. Wie hier weiter beschrieben wird, kann jeder Hybridantriebsstrang mit mehreren elektrischen Maschinen einschließlich des Antriebsstrangs 327 von 4 und des Antriebsstrangs 527 von 6 in Übereinstimmung mit dem Verfahren 1000, das hier beschrieben wird und im Flussdiagramm von 12 im Detail dargestellt ist, gesteuert werden, um den elektrischen Leistungsverlust zu minimieren (und dadurch die verwendete Batterieleistung zu minimieren und den Wirkungsgrad zu erhöhen), indem Gleichrichter/Wechselrichter-Schalter selektiv in einen Bereitschaftsmodus versetzt werden.
  • 4 zeigt ein Fahrzeug 310 mit einem Hybridantriebsstrang 327, der eine erste elektrische Maschine 360, eine zweite elektrische Maschine 380 und eine Kraftmaschine 326 aufweist. Bei der Verwendung hierin kann eine ”Kraftmaschine” eine Brennkraftmaschine oder ein beliebiges anderes Antriebsaggregat sein. Eine ”elektrische Maschine” kann ein beliebiger Elektromotor sein, der einen dreiphasigen Wechselstrom verwendet. In verschiedenen Ausführungsformen im Umfang der Erfindung kann eine elektrische Maschine so ausgestaltet sein, dass sie nur als Motor, nur als Generator oder sowohl als Motor als auch als Generator verwendet wird.
  • Die elektrische Maschinen 360, 380 sind durch eine Zahnradanordnung 350 als ein elektrisch verstellbares Hybridgetriebe 322 miteinander verbunden. Ein ”elektrisch verstellbares Getriebe” kann ein Getriebe mit einem Planetenradsatz sein, bei dem ein Element mit einer elektrischen Maschine wirksam verbunden ist und ein anderes Element mit einer Kraftmaschine wirksam verbunden ist. Die Drehzahl der elektrischen Maschine kann gesteuert werden, um die Drehzahl eines dritten Elements des Planetenradsatzes zum Erfüllen befohlener Drehmomentanforderungen zu verändern, was ermöglicht, dass die Kraftmaschine mit gewählten effizienten Parametern betrieben wird.
  • Die elektrischen Maschinen 360, 380 können so gesteuert werden, dass sie als Motoren oder als Generatoren arbeiten und dass sie zusammen mit der Kraftmaschine 326 eine Vielfalt verschiedener Betriebsarten bei verschiedenen Betriebsbedingungen bereitstellen. Die erste elektrische Maschine 360 weist einen Rotor 361 mit einer Rotorwelle 363, die um eine Achse A1 herum drehbar ist, und einen Stator 367 mit Statorwicklungen 369 auf. Der Stator 367 ist an einem stationären Element 333 mit Masse verbunden, welches das gleich stationäre Element sein kann, an dem eine Bremse 331 mit Masse verbunden ist oder ein anderes stationäres Element, etwa ein Motorgehäuse. Kabel 362 verbinden einen Gleichrichter/Wechselrichter 365A mit den Wicklungen 369.
  • Die zweite elektrische Maschine 380 weist einen Rotor 381 mit einer Rotorwelle 383 auf, die um eine Achse A2 herum drehbar ist, und einen Stator 387 mit Statorwicklungen 389. Der Stator 387 ist an einem stationären Element 333 mit Masse verbunden, welches das gleiche stationäre Element sein kann, an dem die Bremse 331 und der Stator 367 mit Masse verbunden sind, oder ein anderes stationäres Element, etwa ein Motorgehäuse. Kabel 362 verbinden einen Gleichrichter/Wechselrichter 365B mit den Wicklungen 389. Die Gleichrichter/Wechselrichter 365A, 365B sind so ausgestaltet, wie es mit Bezug auf den Gleichrichter/Wechselrichter 110 von 3 beschrieben ist.
  • Ein Controller 364 ist mit den beiden Gleichrichtern/Wechselrichtern 365A und 365B und mit einer Energiespeichervorrichtung, etwa einer Batterie 370 oder einem Batteriemodul, wirksam verbunden. Der Controller 364 steuert die Arbeitsweise der elektrischen Maschinen 360 und 380 als Motoren oder als Generatoren und weist einen Prozessor auf, der mit einem Algorithmus ausgestaltet ist, der das Verfahren zum Minimieren eines Leistungsverlusts ausführt, das mit Bezug auf 12 beschrieben ist. Der Controller 364 kann betrieben werden, wie es mit Bezug auf den Controller 210 von 3 beschrieben ist. Das heißt, der Controller 364 stellt fest, ob während vorbestimmter Betriebsarten des Antriebsstrangs 327 die elektrischen Leistungsverluste reduziert werden können, indem ermöglicht wird, dass eine elektrische Maschine freiläuft und indem die Schalter eines oder beider Gleichrichter/Wechselrichter 365A, 365B in den Bereitschaftsmodus versetzt werden, wie mit Bezug auf die Schalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 von 3 beschrieben ist.
  • Die Kraftmaschine 326 weist eine Kraftmaschinenkurbelwelle 328 auf, die durch einen Dämpfungsmechanismus 329 mit einem Eingabeelement 332 des Getriebes 322 verbunden ist. Ein separater Controller kann mit dem Controller 364 in Verbindung stehen und die Arbeitsweise der Kraftmaschine 326 steuern. Eine Eingangsbremse 331 kann in Eingriff gestellt werden, um das Eingabeelement 332 mit einem stationären Element 333 zu verbinden.
  • Die Zahnradanordnung 350 enthält zwei miteinander verbundene Planetenradsätze 351A und 351B. Der erste Planetenradsatz 351A weist ein Sonnenradelement 353A auf, das zur Drehung mit dem Eingabeelement 332 verbunden ist, ein Trägerelement 355A, das Ritzelzahnräder 357A trägt, und ein Hohlradelement 359A. Die Ritzelzahnräder 357A kämmen mit dem Sonnenradelement 353A und dem Hohlradelement 359A.
  • Der zweite Planetenradsatz 351B weist ein Sonnenradelement 353B auf, das zur Drehung mit der Rotorwelle 363 verbunden ist und mit Ritzelzahnrädern 357B kämmt, die auf einem Trägerelement 355B getragen werden. Die Ritzelzahnräder 357B kämmen außerdem mit einem Hohlradelement 359B. Die Zahnradanordnung 350 enthält einen Übertragungszahnradsatz 351C mit Übertragungszahnrädern 351D, 351E, 351F und 351G, die ein Drehmoment zwischen der Rotorwelle 383 und dem Hohlradelement 359A übertragen. Das Hohlradelement 359B ist mit dem Trägerelement 355A und einer Riemenscheibe 363A durch ein Verbindungselement 350B kontinuierlich verbunden, damit es mit der gleichen Drehzahl rotiert. Das Trägerelement 355B ist mit dem Sonnenradelement 353A und dem Eingabeelement 332 kontinuierlich verbunden, damit es mit dergleichen Drehzahl rotiert, oder um stationär gehalten zu werden, wenn die Bremse 331 eingerückt ist. Die Riemenscheibe 363A rotiert mit dem Trägerelement 355 und dient als Ausgabeelement des Getriebes 322, wobei sie Drehmoment durch einen Riemen 371 oder eine Kette an eine andere Riemenscheibe 363B überträgt, welche das Drehmoment durch ein Differential 315 auf eine Antriebsachse 312 überträgt.
  • Der Hybridantriebsstrang 327 kann gesteuert werden, um in einer Vielfalt von verschiedenen Betriebsarten zu arbeiten, die von dem Controller 364 auf der Grundlage von Fahrzeugbetriebsbedingungen gewählt werden. Eine derartige Betriebsart ist eine elektrisch variable Betriebsart, in der die Kraftmaschine 326 eingeschaltet ist und die erste und zweite elektrische Maschine 360, 380 so gesteuert werden, dass sie nach Bedarf als Motoren oder als Generatoren arbeiten, um die Drehzahl des Ausgabeelements (der Riemenscheibe 363A) zu verändern, um ein von einem Bediener angefordertes Drehmoment an der Antriebsachse 312 zu erfüllen. Während der elektrisch variablen Betriebsart kann es wünschenswert sein, entweder die erste elektrische Maschine 360 oder die zweite elektrische Maschine 380 in einen Freilaufzustand zu versetzen, wobei sich der Gleichrichter/Wechselrichter 365A oder 365B in einem Bereitschaftsmodus befindet. Wenn das Fahrzeug 310 beispielsweise gerade fährt, etwa auf der Autobahn, wobei die erste elektrische Maschine 360 mit einer relativ niedrigen Drehzahl dreht und die zweite elektrische Maschine 380 mit einer relativ hohen Drehzahl dreht, kann es wünschenswert sein, die Batterie 370 um einen bestimmten Betrag ein wenig zu entladen oder aufzuladen, damit sie innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Ladezuständen der Batterie 370 bleibt. Während dieses Modus kann es wünschenswert sein, die zweite elektrische Maschine 380 in den Freilaufzustand zu versetzen, wobei sich die Schalter des Gleichrichters/Wechselrichters 365B im Bereitschaftsmodus befinden, während die elektrische Maschine 360 unter Verwendung gespeicherter Energie aus der Batterie 370 als Motor betrieben wird, oder als Generator, der die Batterie 370 auflädt, wobei dennoch das angeforderte Ausgabedrehmoment erfüllt wird.
  • Der Antriebsstrang 327 kann auch in einer rein elektrischen Betriebsart betrieben werden, bei der die Kraftmaschine 326 ausgeschaltet ist und die Eingabebremse 331 eingerückt ist. Die beiden elektrischen Maschinen 360 und 380 werden so gesteuert, dass sie nach Bedarf als Motoren oder als Generatoren arbeiten, um eine Bedienerdrehmomentanforderung zu erfüllen, solange der Ladezustand der Batterie 70 über einem vorbestimmten minimalen Ladezustand bleibt. Während der rein elektrischen Betriebsart kann es wünschenswert sein, eine der elektrischen Maschinen 360 oder 380 in den Freilaufzustand zu versetzen, wobei sich der Gleichrichter/Wechselrichter 365A oder 365B im Bereitschaftsmodus befindet, um Leistungsverluste zu reduzieren, während das angeforderte Ausgabedrehmoment dennoch erfüllt wird.
  • Der Antriebsstrang 327 kann auch in einem regenerativen Modus mit ausgeschalteter Kraftmaschine betrieben werden, bei dem die Kraftmaschine 326 ausgeschaltet ist und die beiden elektrischen Maschinen 360 und 380 gesteuert werden, um als Generatoren zu arbeiten, um das Ausgabeelement, die Riemenscheibe 363A, und dadurch die Antriebsachse 312 zu verlangsamen. Wenn in dem regenerativen Modus mit ausgeschalteter Kraftmaschine entweder die elektrische Maschine 360 oder die elektrische Maschine 380 unter einem vorbestimmten minimalen Drehmomentschwellenwert arbeitet, kann es Leistungsverluste reduzieren, wenn man stattdessen diese elektrische Maschine in einen Freilaufzustand versetzt, wobei sich der Gleichrichter/Wechselrichter in einem Bereitschaftsmodus befindet, während dennoch das angeforderte Ausgabedrehmoment erfüllt wird.
  • 5 zeigt ein Beispiel für reduzierte Leistungsverluste, die bei einem Fahren mit ausgeschalteter Kraftmaschine erreicht werden, indem eine elektrische Maschine eines elektrisch verstellbaren Hybridgetriebes wie desjenigen von 4 in einen Freilaufzustand versetzt wird, wobei sich der zugehörige Gleichrichter/Wechselrichter in dem Bereitschaftsmodus befindet. Der kumulierte Energieverlust in Kilojoule (kJ) ist auf der Y-Achse dargestellt, während die Betriebszeit des Antriebsstrangs in einem typischen Stadtzyklus in Sekunden auf der X-Achse dargestellt ist, wobei Verluste mit zunehmender Zeit auf einen Maximalverlust LOSSMAX am Ende des Testzyklus tMAX ansteigen. Eine Kurve 410 ist der kumulierte Leistungsverlust einer der elektrischen Maschinen und ihres zugehörigen Gleichrichters/Wechselrichters, wenn sie freiläuft und der Gleichrichter/Wechselrichter sich im Bereitschaftsmodus befindet. Eine Kurve 412 repräsentiert den kumulierten Leistungsverlust der gleichen elektrischen Maschine, die über den gleichen Stadtzyklus betrieben wird, wobei aber diese elektrische Maschine nicht freiläuft und wobei sich ihr Gleichrichter/Wechselrichter in einem aktiven Modus befindet (d. h. die Schalter des Gleichrichters/Wechselrichters arbeiten). Eine Kurve 416 zeigt die Leistungsverluste in der zweiten elektrischen Maschine des Antriebsstrangs, wenn sich die erste elektrische Maschine in dem Freilaufzustand befindet, und eine Kurve 414 zeigt die Leistungsverluste der zweiten elektrischen Maschine, wenn die erste elektrische Maschine nicht freiläuft. Da die zweite elektrische Maschine im Wesentlichen das gesamte angeforderte Ausgabedrehmoment bereitstellt, wenn die erste elektrische Maschine nicht freiläuft sowie wenn die erste elektrische Maschine freiläuft, ist die Auswirkung des Freilaufs der ersten elektrischen Maschine auf den Leistungsverlust der zweiten elektrischen Maschine und des zweiten Gleichrichters/Wechselrichters minimal.
  • Wenn folglich vorbestimmte Betriebsbedingungen erfüllt sind, wie mit Bezug auf das Verfahren 1000 von 12 erörtert wird, ist es vorteilhaft, die erste elektrische Maschine so zu steuern, dass sie im Freilaufzustand arbeitet und dass der Gleichrichter/Wechselrichter in den Bereitschaftsmodus versetzt wird. Im Speziellen werden der Leistungsverlust der elektrischen Maschine und des Gleichrichters/Wechselrichters, in einem Drehmomentbereich reduziert, der kleiner als ein vorbestimmter Drehmomentwert ist (unabhängig davon, ob positiv oder negativ), indem stattdessen ermöglicht wird, dass die elektrische Maschine freiläuft (d. h. dass sie ein Nulldrehmoment aufnimmt oder bereitstellt) und indem entsprechend ermöglicht wird, dass die Schalter innerhalb des Gleichrichters/Wechselrichters, der mit der elektrischen Maschine verbunden ist, in einen Bereitschaftsmodus versetzt werden.
  • 6 zeigt schematisch ein Hybridelektrofahrzeug 510 mit einer ersten Achse 512, die mit einem ersten Paar von Rädern 514 verbunden ist, und einer zweiten Achse 516, die mit einem zweiten Paar von Rädern 518 verbunden ist. Bei einer Ausführungsform sind die Räder 514 Vorderräder und die Räder 518 sind Hinterräder. In 6 sind die Räder 514, 518 mit daran angebrachten Reifen 519 gezeigt. Jede Achse 512, 516 weist zwei separate Achsenabschnitte auf, die über ein jeweiliges Differential 515, 517 verbunden sind, wie vom Fachmann leicht verstanden wird. Die erste Achse 512 kann mit einem elektrischen Hybridgetriebe 522 verbunden werden und die zweite Achse 516 kann mit einem elektrischen Antriebsmodul 524 verbunden werden. Bei den verschiedenen hier beschriebenen Betriebsarten kann die erste Antriebsachse 512 als das Ausgabeelement des Antriebsstrangs 527 aufgefasst werden oder die zweite Antriebsachse 516 kann als das Ausgabeelement des Antriebsstrangs 527 aufgefasst werden. Das elektrische Hybridgetriebe 522 enthält eine elektrische Maschine 560 und ein mechanisches Getriebe 561, das eine beliebige Zahnradanordnung aufweisen kann. Beispielsweise ist bei der gezeigten Ausführungsform das Getriebe 561 ein einfacher Zahnradsatz 550, kann aber stattdessen aus einem oder mehreren Planetenradsätzen bestehen. Das elektrische Hybridgetriebe 522, eine Kraftmaschine 526, eine Energiespeichervorrichtung 570, ein mit einem Gleichrichter/Wechselrichter 565A wirksam verbundener Controller 564 und das elektrische Antriebsmodul 524 bilden zusammen einen Hybridantriebsstrang 527, der verschiedene Betriebsarten zum Vortrieb des Fahrzeugs 510 bereitstellt.
  • Das elektrische Hybridgetriebe 522 ist mit der Kraftmaschine 526 verbunden, welche eine Kurbelwelle 528 aufweist. Das elektrische Hybridgetriebe 522 enthält eine Eingabewelle 532, den Zahnradsatz 550 und das Achsendifferential 515. Der Zahnradsatz 550 enthält ein erstes Zahnrad 552 und ein zweites Zahnrad 554, das mit dem ersten Zahnrad 552 kämmt und gemeinsam mit einer Komponente des Differentials 515 rotiert, wie der Fachmann versteht. Der Zahnradsatz 550 kann stattdessen eine Kette, die mit rotierenden Kettenrädern in Eingriff steht, oder eine Kombination aus mechanischen Elementen anstelle von kämmenden Zahnrädern sein. Eine Trennkupplung 531 kann verwendet werden, um die Kraftmaschine 526 von dem Getriebe 522 zu trennen.
  • Die erste elektrische Maschine 560 kann selektiv in verschiedenen Betriebsarten entweder als Motor oder als Generator betrieben werden. Die elektrische Maschine 560 weist Kabel 562 auf, die sie mit einem Gleichrichter/Wechselrichter 565A elektrisch verbinden. Die erste elektrische Maschine 560 enthält einen drehbaren Rotor und einen stationären Stator, die, wie bekannt ist, mit einem Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet sind. Der Einfachheit der Zeichnungen halber ist die erste elektrische Maschine 560 jedoch als ein einfaches Kästchen dargestellt. Die elektrische Maschine 560 ist durch ein Riemenantriebssystem 559 mit der Kurbelwelle 528 verbunden, welches einen Riemen und Riemenscheiben enthält, die betrieben werden können, um ein Drehmoment zwischen einer Welle der elektrischen Maschine 560 und der Kurbelwelle 528 zu übertragen.
  • Ein Controller 564 ist in den Gleichrichter/Wechselrichter 565A eingebaut oder von diesem getrennt, aber wirksam damit verbunden. Der Gleichrichter/Wechselrichter 565A setzt einen Wechselstrom, der von der ersten elektrischen Maschine 560 geliefert wird, in einen Gleichstrom um, der in einer Energiespeichervorrichtung 570, etwa einer Vortriebsbatterie, gespeichert werden kann, welche mit dem Controller 564 durch zusätzliche Kabel 562 verbunden ist.
  • Das elektrische Antriebsmodul 524 enthält einen zweiten Endantrieb 572, der ein Zahnradsatz mit einem ersten Zahnrad 574 und einem zweiten Zahnrad 576 ist, das mit dem ersten Zahnrad 574 kämmt, und das Achsendifferential 517, wobei ein Teil desselben zusammen mit dem zweiten Zahnrad 576 rotiert, wie der Fachmann versteht. Der Endantrieb 572 kann statt ein Paar von kämmenden Zahnrädern eine Kette sein, die mit rotierenden Kettenrädern in Eingriff steht, oder ein Planetenradsatz oder eine Kombination aus mechanischen Elementen.
  • Das elektrische Antriebsmodul 524 enthält auch eine zweite elektrische Maschine 580, die als Motor zum Vorantreiben des Hybridelektrofahrzeugs 510 oder als Generator betrieben werden kann, um den Vortrieb zu unterstützen oder um ein Bremsen bereitzustellen oder zu unterstützen. Die zweite elektrische Maschine 580 weist Kabel 562 auf, die sie mit einem Gleichrichter/Wechselrichter 565B und mit dem Controller 564 elektrisch verbinden. Der gleiche Controller 564 kann mit dem Gleichrichter/Wechselrichter 565B verbunden sein, oder ein separater Controller, der in den Gleichrichter/Wechselrichter 565B eingebaut sein und mit dem Controller 564 in Verbindung stehen kann. Die zweite elektrische Maschine 580 enthält einen drehbaren Rotor und einen stationären Stator, die, wie bekannt ist, mit einem Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet sind. Zur Einfachheit in den Zeichnungen jedoch ist die zweite elektrische Maschine 580 als ein einfaches Kästchen dargestellt. Der Gleichrichter/Wechselrichter 565B setzt Gleichstrom von der Energiespeichervorrichtung 570 in Wechselstrom um, um die zweite elektrische Maschine 580 zu betreiben und um Wechselstrom von der elektrischen Maschine 580 in Gleichstrom umzusetzen, der in einer Energiespeichervorrichtung 570 gespeichert werden kann.
  • Der Hybridantriebsstrang 527 wird manchmal als P1–P4-Hybrid bezeichnet. Obwohl ein einzelner Controller 564 dargestellt und so beschrieben ist, dass er sowohl mit den elektrischen Maschinen 560, 580 als auch mit der Kraftmaschine 526 wirksam verbunden ist, ist festzustellen, dass mehrere verschiedene Controller, die alle ausgestaltet sind, um miteinander zu kommunizieren, einer oder mehreren dieser Komponenten gewidmet sein können. In einigen Ausführungsformen kann der Controller 564 einen integrierten Gleichrichter/Wechselrichter enthalten, um jede elektrische Maschine 560, 580 mit Wechselstrom bei einer Frequenz zu versorgen, die der Betriebsdrehzahl jeder elektrischen Maschine entspricht, wie bekannt ist. Der Controller 564 kann verwendet werden, um elektrische Leistung von der ersten elektrischen Maschine 560 zu empfangen, die als Generator arbeitet, und um elektrische Leistung an die zweite elektrische Maschine 580 zu übermitteln, die als Motor arbeitet.
  • Der Hybridantriebsstrang 527 kann von dem Controller 564 und von einem (nicht gezeigten) separaten Kraftmaschinencontroller gesteuert werden, der mit dem Controller 564 in elektrischer Verbindung steht, um in einer Vielfalt unterschiedlicher Modi zum Vorantreiben des Fahrzeugs zu arbeiten. Zum Beispiel kann der Antriebsstrang 527 in einem reinen Kraftmaschinenmodus betrieben werden, wenn die Trennkupplung 531 eingerückt ist, sich die elektrischen Maschinen 560, 580 in einem Freilaufmodus befinden, wie hier erörtert wurde, und die Kraftmaschine 526 eingeschaltet ist, um das Fahrzeug voranzutreiben.
  • Der Hybridantriebsstrang 527 kann in einer rein elektrischen Betriebsart betrieben werden, in der die Trennkupplung 531 nicht eingerückt ist, die Kraftmaschine 526 ausgeschaltet ist, die erste elektrische Maschine 560 ausgeschaltet ist und die zweite elektrische Maschine 580 zum Arbeiten als Motor unter Verwendung elektrischer Leistung, die in der Batterie 570 gespeichert ist, gesteuert wird, um das Fahrzeug anzutreiben.
  • Der Hybridantriebsstrang 527 kann in einer seriellen Betriebsart betrieben werden, in der die Kraftmaschine eingeschaltet ist und die erste elektrische Maschine 560, die als Generator arbeitet, mit Leistung versorgt, um die zweite elektrische Maschine 580, die als Motor arbeitet, mit Leistung zu versorgen, welche Antriebsdrehmoment an der Antriebsachse 516 und den Hinterrädern 518 bereitstellt.
  • Der Hybridantriebsstrang 527 kann in einer regenerativen Betriebsart mit ausgeschalteter Kraftmaschine betrieben werden, in der die elektrische Maschine 560 ausgeschaltet ist oder sich in einem Freilaufmodus befindet und die elektrische Maschine 580 so gesteuert wird, dass sie als Generator arbeitet, wodurch Drehmoment von der Antriebsachse 512 in elektrische Energie umgesetzt wird, die in der Batterie 570 gespeichert wird.
  • Der Hybridantriebsstrang 527 kann in einem Batterielade/-entlademodus mit eingeschalteter Kraftmaschine betrieben werden, in dem die erste elektrische Maschine 560 so gesteuert wird, dass sie nach Bedarf als Motor oder als Generator arbeitet, um ein befohlenes Antriebsdrehmoment zu erfüllen (d. h. ein Drehmoment an der Antriebsachse 512), während ermöglicht wird, dass die Kraftmaschine 526 mit ihren effizientesten Betriebsparametern arbeitet. Während dieser Betriebsart kann die zweite elektrische Maschine 580 ausrollen, wobei sich der Gleichrichter/Wechselrichter 565B in einem Bereitschaftsmodus befindet. Außerdem ist eine Vielfalt zusätzlicher Betriebsarten verfügbar, in denen der Hybridantriebsstrang 527 betrieben werden kann.
  • 7 ist eine Aufzeichnung der Heckantriebsachsenleistung über der Frontantriebsachsenleistung für den Antriebsstrang von 6 während eines Autobahnfahrzyklus. Im Speziellen zeigt 7 die Leistung in Kilowatt, die von der zweiten elektrischen Maschine 580 an der Hinterachse 516 bereitgestellt wird, auf der Y-Achse, im Verhältnis zu der Leistung in Kilowatt an der Vorderachse 512, die auf der X-Achse gezeigt ist. 7 zeigt, dass es einen deutlichen Unterschied zwischen dem Fall gibt, bei dem Hinterachsenleistung gefordert wird, der durch den Abschnitt 588 der Aufzeichnung angezeigt wird, gegenüber dem Fall, bei dem Vorderachsenleistung angefordert wird, der durch den Abschnitt 590 der Aufzeichnung angezeigt ist. Da folglich Hinterachsenleistung nicht benötigt wird, wenn die Vorderachsenleistung während des Fahrzyklus positiv ist (Vorwärtsvortrieb), sofern man sich nicht in einem elektrischen Allradantriebsmodus befindet, besteht die Gelegenheit zur Reduktion von Leistungsverlusten, indem ermöglicht wird, dass die hintere elektrische Maschine 580 in einen Freilaufzustand versetzt wird und die Schalter des Gleichrichters/Wechselrichters 565B in einen Bereitschaftsmodus versetzt werden.
  • Ein Beispiel für die Gelegenheiten zur Leistungsverlustreduktion während eines Autobahnfahrzyklus des Hybridantriebsstrangs 527 ist in den Aufzeichnungen der 8–11 ersichtlich. 8 zeigt eine schematische Aufzeichnung der Fahrzeuggeschwindigkeit 602, der Geschwindigkeit 604 eines Zahnrads innerhalb des Getriebes 561 multipliziert mit einem Faktor von 10 und der Fahrzeugbeschleunigung 606 über der Zeit in Sekunden, wenn das Hybridfahrzeug 510 einem Fahrzyklus unterzogen wird.
  • 9 ist eine schematische Aufzeichnung der Kraftmaschinenleistung 702 in Kilowatt, der mechanischen Leistung 704 einer ersten elektrischen Maschine, etwa der vorderen elektrischen Maschine 560, in Kilowatt, der mechanischen Leistung 706 einer zweiten elektrischen Maschine, etwa der hinteren elektrischen Maschine 580, in Kilowatt, der Batterieleistung 708 der Batterie 570 in Kilowatt und der Fahrzeugantriebsleistung 710 über der Zeit in Sekunden, die mit dem Fahrzyklus von 8 korrespondiert.
  • 10 ist eine schematische Aufzeichnung des Drehmoments 802 der Kraftmaschine 526 in Nm, des Drehmoments 804 der vorderen elektrischen Maschine 560 in Nm und des Drehmoments 806 der hinteren elektrischen Maschine 580 über die Zeit in Sekunden, die mit dem Fahrzyklus von 8 korrespondiert. In 9 und 10 wird deutlich, dass Leistung, die von der hinteren elektrischen Maschine 580 abgefordert wird und das zugehörige Drehmoment der hinteren elektrischen Maschine 580 häufig Null ist (siehe die Kurven 706 und 806), wobei dick gezeichnete Abschnitte der Achse mit Nullleistung und der Achse mit Nulldrehmoment anzeigen, dass die elektrische Maschine 580 kein Drehmoment beisteuert.
  • 11 zeigt die Drehzahl 802 in rpm der Kraftmaschine 526, die Drehzahl 904 in rpm der vorderen elektrischen Maschine 560 und die Drehzahl 906 in rpm der hinteren elektrischen Maschine 580 über der Zeit in Sekunden während des Fahrzyklus an. Ein Vergleich der 9, 10 und 11 offenbart, dass die elektrische Maschine 580, wenn sie nicht angetrieben wird und während des Fahrzyklus kein Antriebsdrehmoment beisteuert, auch eine relativ hohe Drehzahl aufweist. Folglich kann es eine Gelegenheit zu Leistungseinsparungen geben, indem die elektrische Maschine 580 in einen Freilaufzustand versetzt wird, wobei sich der Gleichrichter/Wechselrichter 565B in Übereinstimmung mit dem Verfahren 1000 von 12 in einem Bereitschaftsmodus befindet.
  • Das Verfahren 1000 zum Reduzieren von Leistungsverlusten in einem Hybridantriebsstrang ist in 12 gezeigt und wird mit Bezug auf die beiden Hybridantriebsstränge 327 und 527 von 4 bzw. 6 beschrieben. Es ist jedoch festzustellen, dass das Verfahren 1000 verwendet werden kann, um Leistungsverluste in jedem Hybridantriebsstrang zu reduzieren, der zwei oder mehr elektrische Maschinen aufweist. Das Verfahren 1000 ist ein Algorithmus, der von einem Controller ausgeführt wird, etwa dem Controller 210 von 3, dem Controller 364 des Antriebsstrangs 327 in 4 oder dem Controller 564 des Antriebsstrangs 527 in 6, ist aber nicht auf diese Antriebsstränge begrenzt. Der Controller 364 oder 564 enthält einen Prozessor, der den Algorithmus ausführt.
  • Das Verfahren 1000 startet bei Block 1001, wenn das Fahrzeug läuft, und beginnt mit Schritt 1002, der mit Bezug auf den Antriebsstrang 327 beschrieben wird, wobei der Controller 364 bei Schritt 1002 feststellt, ob der Antriebsstrang 327 in einer vorbestimmten Betriebsart arbeitet. Bei dem Antriebsstrang 327 muss die Betriebsart eine sein, bei der festgestellt wurde, dass es eine Möglichkeit geben kann, eine der elektrischen Maschinen 360, 380 in den Freilaufzustand zu versetzen, wobei sich ihr zugehöriger Gleichrichter/Wechselrichter 365A oder 365B in einem Bereitschaftsmodus befindet. Bei dem Antriebsstrang 327 kann dies eine rein elektrische Betriebsart umfassen, in welcher die Kraftmaschine 326 ausgeschaltet ist und eine oder beide elektrischen Maschinen 360, 380 als Motoren oder Generatoren arbeiten. Die vorbestimmte Betriebsart kann auch eine regenerative Betriebsart mit ausgeschalteter Kraftmaschine sein, in der die Kraftmaschine 326 ausgeschaltet ist und mindestens eine der elektrischen Maschinen 360, 380 als Generator arbeitet, um Bremsenergie wiederzugewinnen. Zusätzlich kann die vorbestimmte Betriebsart ein Batterieauflade- oder -entlademodus mit eingeschalteter Kraftmaschine sein, etwa wenn die Kraftmaschine 326 eingeschaltet ist und das Fahrzeug fährt, wobei der Rotor 361 der elektrischen Maschine 360 sich mit einer niedrigen Drehzahl dreht und sich der Rotor 381 der elektrischen Maschine 380 mit einer hohen Drehzahl dreht, um die Batterie 370 auf einen maximalen Ladezustand aufzuladen und dann die gespeicherte Batterieleistung zu verwenden und die Batterie auf einen minimalen Ladezustand zu entladen.
  • Mit Bezug auf den Antriebsstrang 527 kann die vorbestimmte Betriebsart von Schritt 1002 eine rein elektrische Betriebsart sein, in der die Kraftmaschine 526 ausgeschaltet ist und die elektrische Maschine 580 als Motor arbeitet, um ein Vortriebsdrehmoment bereitzustellen. Die vorbestimmte Betriebsart kann auch eine regenerative Betriebsart mit ausgeschalteter Kraftmaschine sein, in welcher die Kraftmaschine 526 ausgeschaltet ist und mindestens eine der elektrischen Maschinen 560, 580 als Generator arbeitet, um Bremsenergie wiederzugewinnen. Die vorbestimmte Betriebsart kann auch ein Batterieentlade/-auflademodus mit eingeschalteter Kraftmaschine sein, in welcher die Kraftmaschine 526 eingeschaltet ist und in welcher die elektrische Maschine 560 gesteuert wird, um nach Bedarf als Motor oder als Generator zu arbeiten, um ein befohlenes Antriebsdrehmoment zu erfüllen, wobei ermöglicht wird, dass die Kraftmaschine 526 mit ihren effizientesten Betriebsparametern arbeitet.
  • Wenn der Controller 364 bei Schritt 1002 feststellt, dass der Antriebsstrang 327 sich nicht in einer der vorbestimmten Betriebsarten befindet, dann kehrt das Verfahren 1000 zum Start 1001 zurück und wiederholt Schritt 1002 nach einer vorbestimmten Zeitspanne. Wenn der Controller 564 analog feststellt, dass sich der Antriebsstrang 527 nicht in einer der vorbestimmten Betriebsarten befindet, kehrt das Verfahren 1000 zum Start 1001 zurück und wiederholt Schritt 1002 nach einer vorbestimmten Zeitspanne.
  • Schritt 1002 kann einen Teilschritt zum Zählen der Zeit enthalten, die ein gegebenes Drehmoment von den elektrischen Maschinen 360, 380 oder 560, 580 abgefordert wird, um eine vorbestimmte Ausgabedrehmomentanforderung zu erfüllen, um sicherzustellen, dass das gegebene Drehmoment mindestens eine vorbestimmte Zeitspanne lang befohlen wird, bevor mit den Bestimmungen der Werte des Leistungsverlusts in den Schritten 1008–1022 fortgefahren wird, wodurch der Prozessordurchsatz reduziert wird, wenn die elektrischen Maschinen 360, 380 oder 560, 580 nicht in einem ausreichend stationären Betriebszustand arbeiten.
  • Wenn der Controller 364 in Schritt 1002 feststellt, dass sich der Antriebsstrang 327 in einer der vorbestimmten Betriebsarten befindet, dann geht das Verfahren 1000 zu Schritt 1004 weiter, bei dem der Controller 364 das Drehmoment, das von der ersten elektrischen Maschine 360 abgefordert wird, und das Drehmoment, das von der zweiten elektrischen Maschine 380 abgefordert wird, bestimmt, um eine befohlene Ausgabedrehmomentanforderung zu erfüllen. Diese Bestimmung kann auf Fahrzeugbetriebsparametern beruhen, die durch Sensoren bestimmt werden können, etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit und -beschleunigung. Analog bestimmt der Controller 564 für den Antriebsstrang 527 das Drehmoment, das von der ersten elektrischen Maschine 560 und von der zweiten elektrischen Maschine 580 abgefordert wird, um eine vorbestimmte Ausgabedrehmomentanforderung zu erfüllen.
  • Als Nächstes stellt der Controller 364 bei Schritt 1006 fest, ob das Drehmoment, das von entweder der elektrischen Maschine 360 oder der elektrischen Maschine 380 abgefordert wird, kleiner als ein vorbestimmter Drehmomentschwellenwert ist, etwa ein Drehmomentwert zwischen den Linien 12A und 12B von 1. Analog stellt der Controller 564 im Antriebsstrang 527 von 6 bei Schritt 1006 fest, ob das Drehmoment, das von entweder der ersten elektrischen Maschine 560 oder der zweiten elektrischen Maschine 580 abgefordert wird, kleiner als ein vorbestimmter Drehmomentschwellenwert ist. Wenn das abgeforderte Drehmoment nicht kleiner als der vorbestimmte Drehmomentschwellenwert ist, kehrt das Verfahren 1000 zum Start 1001 zurück.
  • Wenn jedoch das Drehmoment, das von einer oder beiden elektrischen Maschinen 360, 380 des Antriebsstrangs 327 oder von einer oder beiden elektrischen Maschinen 560, 580 des Antriebsstrangs 527 abgefordert wird, [kleiner als der vorbestimmte Drehmomentschwellenwert ist], rückt das Verfahren 1000 vor zu den Bestimmungen der verschiedenen Gelegenheiten zu Reduktionen des Leistungsverlusts. Schritt 1006 kann einen Teilschritt des Startens eines Zeitgebers umfassen, um festzustellen, dass das Drehmoment, das von einer der elektrischen Maschinen 360, 380 oder 560, 580 abgefordert wird, mindestens eine vorbestimmte Zeitspanne lang unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, bevor mit den Bestimmungen von Werten des Leistungsverlusts in den Schritten 1008–1022 fortgefahren wird, wodurch der Prozessordurchsatz reduziert wird, wenn die elektrischen Maschinen 360, 380 oder 560, 580 nicht in einem ausreichend stationären Betriebszustand arbeiten.
  • Bei Schritt 1008 bestimmt der Controller 364 einen ersten Wert des elektrischen Leistungsverlustes beim Arbeiten mit den Schaltern der Gleichrichter/Wechselrichter 365A, 365B in einem aktiven Modus, wie mit Bezug auf die Schalter 182, 184, 186, 188, 190 und 192 des Gleichrichters/Wechselrichters 110 von 3 beschrieben ist. Der Controller 564 führt eine analoge Bestimmung mit Bezug auf die erste elektrische Maschine 560 und die zweite elektrische Maschine 580 durch, wenn der Controller 564 einen Algorithmus ausführt, der das Verfahren 1000 für den Antriebsstrang 527 ausführt. Wenn sich die Schalter der beiden Gleichrichter/Wechselrichter 365A, 365B oder 565A, 565B in einem aktiven Modus befinden, werden sich die elektrischen Maschinen 360, 380 oder 560, 580 nicht in einem Freilaufzustand befinden.
  • Als Nächstes stellt der Controller 365 oder 564 bei Schritt 1010 fest, ob die Fahrzeugbetriebsparameter derart sind, dass es untragbar wäre, den zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 365B oder 565B in einen Bereitschaftsmodus zu versetzen. Diese Feststellung kann aus einer gespeicherten Nachschlagetabelle von Betriebsparametern und der zugehörigen Fähigkeit zum Betrieb mit dem zweiten Gleichrichter/Wechselrichter im Bereitschaftsmodus getroffen werden oder kann auf Echtzeitberechnungen der Fähigkeit, ein befohlenes Drehmoment an einem Ausgabeelement zu erfüllen, beruhen, wenn sich der zweite Gleichrichter/Wechselrichter 365B oder 565B im Bereitschaftsmodus befindet und aktuelle Betriebsparameter verwendet werden. Die Fahrzeugbetriebsparameter können derart sein, dass das befohlene Ausgabedrehmoment nicht erfüllt werden kann, ohne die elektrische Maschine 380 oder 580 zu betreiben, um zumindest ein gewisses Drehmoment zu erzeugen oder anzufordern, wobei es in diesem Fall untragbar wäre, dass sich der zugehörige Gleichrichter/Wechselrichter 365B oder 565B im Bereitschaftsmodus befindet. Wenn bei Schritt 1010 festgestellt wird, dass es untragbar wäre, den zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 365B oder 565B in einen Bereitschaftsmodus zu versetzen, dann geht das Verfahren 1000 zu Schritt 1014 weiter. Wenn es hingegen nicht untragbar wäre, den zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 365B oder 565B in den Bereitschaftsmodus zu versetzen, dann geht das Verfahren 1000 zu Schritt 1012 weiter, bei dem der Controller 364 oder 565 einen zweiten Wert des elektrischen Leistungsverlustes beim Betreiben des ersten Gleichrichters/Wechselrichters 365A oder 565A im aktiven Modus und des zweiten Gleichrichters/Wechselrichters 365B oder 565B im Bereitschaftsmodus bestimmt. Indem Schritt 1012 übersprungen wird, wenn bereits festgestellt wurde, dass die Fahrzeugbetriebsparameter es nicht erlauben würden, den zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 365B oder 565B in den Bereitschaftsmodus zu versetzen, wird der Prozessordurchsatz reduziert, der zum Ausführen des Verfahrens 1000 benötigt wird.
  • Bei Schritt 1014 stellt der Controller 364 oder 564 fest, ob die Fahrzeugbetriebsparameter derart sind, dass es untragbar wäre, den ersten Gleichrichter/Wechselrichter 365A oder 565A in einen Bereitschaftsmodus zu versetzen. Diese Feststellung kann aus einer gespeicherten Nachschlagetabelle mit Betriebsparametern und der zugehörigen Fähigkeit zum Betrieb mit dem ersten Gleichrichter/Wechselrichter im Bereitschaftsmodus getroffen werden, oder auf der Grundlage von Echtzeitberechnungen der Fähigkeit, ein befohlenes Drehmoment an einem Ausgabeelement des Antriebsstrangs 327 oder 527 zu erfüllen, wenn sich der erste Gleichrichter/Wechselrichter 365A oder 565A in einem Bereitschaftsmodus befindet und die aktuellen Betriebsparameter verwendet werden. Die Fahrzeugbetriebsparameter können derart sein, dass das befohlene Drehmoment nicht erfüllt werden kann, ohne die erste elektrische Maschine 360 oder 560 zu betreiben, wobei es in diesem Fall untragbar wäre, dass sich der zugehörige Gleichrichter/Wechselrichter 365A oder 565A im Bereitschaftsmodus befindet.
  • Wenn bei Schritt 1014 festgestellt wird, dass es untragbar wäre, den ersten Gleichrichter/Wechselrichter 365A oder 565A in einen Bereitschaftsmodus zu versetzen, dann geht das Verfahren 1000 zu dem optionalen Schritt 1018 weiter. Wenn es hingegen nicht untragbar wäre, den ersten Gleichrichter/Wechselrichter 365A oder 565A in den Bereitschaftsmodus zu versetzen, dann geht das Verfahren 1000 zu Schritt 1016 weiter, bei dem der Controller 364 oder 565 einen zweiten Wert des elektrischen Leistungsverlusts beim Betreiben des ersten Gleichrichters/Wechselrichters 365A oder 565A im Bereitschaftsmodus bestimmt, wobei sich aber der zweite Gleichrichter/Wechselrichter 365A oder 565A im aktiven Modus befindet. Durch das Überspringen von Schritt 1016, wenn bereits festgestellt wurde, dass die Fahrzeugbetriebsparameter das Versetzen des ersten Gleichrichters/Wechselrichters 365A oder 565A in den Bereitschaftsmodus nicht erlauben würden, wird der Prozessordurchsatz reduziert, der zum Ausführen des Verfahrens 1000 benötigt wird.
  • In dem optionalen Schritt 1018 stellt der Controller 364 oder 564 fest, ob die Fahrzeugbetriebsbedingungen derart sind, dass es untragbar wäre, beide Gleichrichter/Wechselrichter 365A, 365B oder 565A, 565B in den Bereitschaftsmodus zu versetzen. Das heißt, dass der Controller 364 oder 564 feststellt, ob das am Ausgabeelement befohlene Drehmoment nicht erreicht werden kann, wenn sich beide Gleichrichter/Wechselrichter im Bereitschaftsmodus befinden. Wenn es untragbar wäre, beide in den Bereitschaftsmodus zu versetzen, dann geht das Verfahren 1000 zu Schritt 1022 weiter, um den niedrigsten der Werte des elektrischen Leistungsverlustes zu bestimmen, die im Verfahren 1000 bestimmt wurden. Wenn es jedoch nicht untragbar wäre, beide in den Bereitschaftsmodus zu versetzen, dann geht das Verfahren 1000 zunächst zu Schritt 1020 weiter, bei dem der Controller 364 oder 564 einen vierten Wert des elektrischen Leistungsverlusts beim Betreiben des ersten Gleichrichters/Wechselrichters 365A oder 565A im Bereitschaftsmodus und des zweiten Gleichrichters/Wechselrichters 365B oder 565B ebenfalls im Bereitschaftsmodus bestimmt. Wenn die Kraftmaschine 326 oder 526 ausgeschaltet ist, wird das Versetzen beider Gleichrichter/Wechselrichter 365A, 365B oder 565A, 565B in den Bereitschaftsmodus bewirken, dass die elektrischen Maschinen 360, 380 oder 560, 580 freilaufen und das Fahrzeug ausrollt.
  • Es sei angemerkt, dass jede der Bestimmungen des ersten, zweiten, dritten und optional vierten Werts des elektrischen Leistungsverlusts in den Schritten 1008, 1012, 1016 und 1020 jeden Leistungsverlust umfasst, der durch die Hysterese erzeugt wird, die auftritt, wenn die Schaltereinstellungen der Gleichrichter/Wechselrichter auf die Einstellungen verändert werden, die mit den Einstellungen der jeweiligen Werte des elektrischen Leistungsverlustes verbunden sind, etwa das Schalten aus dem aktiven Modus in den Bereitschaftsmodus und zurück in den aktiven Modus (d. h. eine Hysterese, die mit dem Eintreten in und dem Verlassen der jeweiligen Betriebsarten der Gleichrichter/Wechselrichter verbunden sind). Darüber hinaus berücksichtigen die Werte des Leistungsverlusts die reduzierten Drehverluste aller elektrischen Maschinen 360, 380, 560 oder 580, die einen zugehörigen Gleichrichter/Wechselrichter 365A, 365B, 565A, 565B im Bereitschaftsmodus aufweisen, wenn die elektrische Maschine eine Permanentmagnetmaschine ist, und Drehverluste, die mit Strom in den Wicklungen des Stators verbunden sind, die vermieden werden können, wenn sich der Gleichrichter/Wechselrichter im Bereitschaftsmodus befindet.
  • Es sei auch erwähnt, dass die Schritte 1006, 1008, 1010, 1012, 1014 und 1016 in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden können. Nachdem diese Schritte wie beschrieben durchgeführt wurden, geht das Verfahren 1000 zu Schritt 1022 weiter, bei dem der Controller 364 oder 564 feststellt, welcher der ersten, zweiten, dritten und optional vierten Werte des elektrischen Leistungsverlusts der niedrigste ist. Wenn als Folge der Schritte 1010, 1014 oder 1018 einer der Schritte 1012, 1016 und 1020 nicht ausgeführt wurde, dann wird Schritt 1022 den ersten Wert des elektrischen Leistungsverlusts nur mit denjenigen zweiten, dritten und vierten Werten des Leistungsverlusts vergleichen, die bestimmt worden sind.
  • In Schritt 1024 kann der Controller 364 oder 564 optional bestimmen, ob der niedrigste Wert des Leistungsverlusts von Schritt 1022 um mindestens einen vorbestimmten minimalen Betrag am niedrigsten ist. Wenn der niedrigste Wert des Leistungsverlusts nicht um mindestens einem vorbestimmten minimalen Betrag am niedrigsten ist, dann kann das Verfahren 1000 zum Start 1011 zurückkehren, da die Leistungseinsparungen nicht als groß genug angesehen werden, um das Verändern des aktuellen Zustands der elektrischen Maschinen und Gleichrichter/Wechselrichter zu rechtfertigen. Wenn jedoch Leistungseinsparungen erzielt werden können, die größer als der vorbestimmte minimale Betrag sind, geht das Verfahren 1000 zu Schritt 1026 weiter.
  • Der Controller 364 oder 564 führt im Schritt 1026 eine Steuerungsmaßnahme aus, um die Schalter der Gleichrichter/Wechselrichter 365A, 365B oder 565A, 565B in die jeweiligen Modi (Aktiv oder Bereitschaft) zu versetzen, welche denjenigen entsprechen, die zum niedrigsten Wert des elektrischen Leistungsverlusts führen. Wie beispielsweise mit Bezug auf 3 veranschaulicht ist, kann die Steuerungsmaßnahme das Senden eines Steuerungssignals an den Gleichrichter/Wechselrichter 110 sein, um die Schalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 in den aktiven oder den Bereitschaftsmodus zu versetzen, der mit dem niedrigsten Wert des elektrischen Leistungsverlusts verbunden ist, der im Schritt 1022 bestimmt wurde. Das Verfahren 1000 kann dann zum Start 1001 zurückkehren. Die Controller 364, 564 senden ein analoges Steuerungssignal, um die Schalter der Gleichrichter/Wechselrichter 365A, 365B oder 565A, 565B einzustellen.
  • Wiederum können die Feststellungen, ob Einstellungen der Gleichrichter/Wechselrichter, die mit einem Leistungsverlustwert verbunden sind, unter aktuellen Betriebsbedingungen verboten sind, und die Bestimmungen der Leistungsverlustwerte entweder durchgeführt werden, indem auf gespeicherte Nachschlagetabellen zugegriffen wird, oder sie können alternativ aus Echtzeitberechnungen auf der Grundlage der erfassten aktuellen Fahrzeugbetriebsanforderungen bestimmt werden, was einen größeren Verarbeitungsdurchsatz benötigt, als wenn Nachschlagetabellen verwendet werden.
  • Entsprechend kann das Verfahren 1000 von einem Controller auf jedem Hybridantriebsstrang, der mindestens zwei elektrische Maschinen aufweist, ausgeführt werden, um auf vorteilhafte Weise elektrische Leistungsverluste zu reduzieren, indem ein Gleichrichter/Wechselrichter in einen Bereitschaftsmodus versetzt wird, wodurch veranlasst wird, dass sich die elektrische Maschine, die mit dem Gleichrichter/Wechselrichter verbunden ist, in einem Freilaufzustand befindet.
  • Obwohl die besten Arten zum Ausführen der vielen Aspekte der vorliegenden Lehren im Detail beschrieben wurden, wird der Fachmann auf dem Gebiet, das diese Lehren betreffen, verschiedene alternative Aspekte erkennen, um die vorliegenden Lehren in die Praxis umzusetzen, die sich innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche befinden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs, das umfasst, dass: ein erster Wert des elektrischen Leistungsverlusts beim Betreiben von Gleichrichtern/Wechselrichtern sowohl einer ersten elektrischen Maschine als auch einer zweiten elektrischen Maschine in einem aktiven Modus bestimmt wird; ein zweiter Wert des elektrischen Leistungsverlusts beim Betreiben des Gleichrichters/Wechselrichters der ersten elektrischen Maschine im aktiven Modus und des Gleichrichters/Wechselrichters der zweiten elektrischen Maschine in einem Bereitschaftsmodus bestimmt wird; und/oder ein dritter Wert des elektrischen Leistungsverlusts beim Betreiben des Gleichrichters/Wechselrichters der zweiten elektrischen Maschine in dem aktiven Modus und des Gleichrichters/Wechselrichters der ersten elektrischen Maschine im Bereitschaftsmodus bestimmt wird; der niedrigste aus dem ersten Wert des elektrischen Leistungsverlusts und dem zweiten Wert des elektrischen Leistungsverlusts und/oder dem dritten Wert des elektrischen Leistungsverlusts bestimmt wird; und eine Steuerungsmaßnahme mit Bezug auf die Gleichrichter/Wechselrichter mit Hilfe eines Controllers ausgeführt wird, um die Gleichrichter/Wechselrichter in die jeweiligen Modi zu versetzen, die dem niedrigsten aus dem ersten Wert des elektrischen Leistungsverlusts und dem zweiten und/oder dritten Wert des elektrischen Leistungsverlusts entsprechen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein Drehmoment, das für die erste elektrische Maschine befohlen wurde, und ein Drehmoment, das für die zweite elektrische Maschine befohlen wurde, bestimmt werden; festgestellt wird, ob eines der Drehmomente, die für die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine befohlen wurden, kleiner als ein vorbestimmter Drehmomentschwellenwert ist; wobei das Bestimmen des ersten Werts des elektrischen Leistungsverlusts, das Bestimmen des zweiten Werts des elektrischen Leistungsverlusts und/oder des dritten Werts des elektrischen Leistungsverlusts und das Bestimmen des niedrigsten aus dem ersten Wert des elektrischen Leistungsverlusts und dem zweiten Wert des elektrischen Leistungsverlusts und/oder dem dritten Wert des elektrischen Leistungsverlusts nur erfolgt, wenn das Drehmoment, das für die jeweilige elektrische Maschine befohlen wurde, kleiner als der vorbestimmte Drehmomentschwellenwert ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: festgestellt wird, ob der Antriebsstrang in einer Betriebsart aus einem vorbestimmten Satz von Betriebsarten arbeitet, in der sich die Gleichrichter/Wechselrichter der beiden elektrischen Maschinen im aktiven Modus befinden; und wobei das Bestimmen des ersten Werts des elektrischen Leistungsverlusts und des zweiten und/oder des dritten Werts des elektrischen Leistungsverlusts nur erfolgt, wenn der Antriebsstrang in einer der vorbestimmten Betriebsarten arbeitet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Hybridantriebsstrang eine Kraftmaschine und ein elektrisch verstellbares Getriebe aufweist; und wobei der vorbestimmte Satz von Betriebsarten eine rein elektrische Betriebsart und eine Regenerationsbetriebsart mit ausgeschalteter Kraftmaschine umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Hybridantriebsstrang eine Kraftmaschine aufweist; wobei die Kraftmaschine und die erste elektrische Maschine mit einer ersten Fahrzeugantriebsachse wirksam verbunden sind und die zweite elektrische Maschine mit einer zweiten Fahrzeugantriebsachse wirksam verbunden ist; und wobei der vorbestimmte Satz von Betriebsarten eine rein elektrische Betriebsart, eine Regenerationsbetriebsart mit ausgeschalteter Kraftmaschine und eine Betriebsart mit Batterieentladung/-aufladung und eingeschalteter Kraftmaschine umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Wert des elektrischen Leistungsverlusts und der zweite Wert des elektrischen Leistungsverlusts und/oder der dritte Wert des elektrischen Leistungsverlusts jeweils einen jeweiligen Hystereseverlust beim Umschalten in den jeweiligen aktiven oder Bereitschaftsmodus des jeweiligen Gleichrichters/Wechselrichters umfassen.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen einer Steuerungsmaßnahme nur erfolgt, wenn der niedrigste aus dem ersten Wert des elektrischen Leistungsverlusts und dem zweiten Wert des elektrischen Leistungsverlust und/oder dem dritten Wert des elektrischen Leistungsverlusts um mindestens einen vorbestimmten minimalen Betrag am niedrigsten ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: festgestellt wird, ob es Fahrzeugbetriebsparameter verbieten, dass die erste elektrische Maschine im Bereitschaftsmodus betrieben wird; festgestellt wird, ob es Fahrzeugbetriebsparameter verbieten, dass die zweite elektrische Maschine im Bereitschaftsmodus betrieben wird; wobei das Bestimmen des zweiten Werts des elektrischen Leistungsverlusts und/oder des dritten Werts des elektrischen Leistungsverlusts aus dem Bestimmen sowohl des zweiten Werts des elektrischen Leistungsverlusts als auch des dritten Werts des elektrischen Leistungsverlusts besteht, wenn es die Fahrzeugbetriebsparameter nicht verbieten, dass der Gleichrichter/Wechselrichter der ersten elektrischen Maschine in dem Bereitschaftsmodus betrieben wird und es nicht verbieten, dass der Gleichrichter/Wechselrichter der zweiten elektrischen Maschine im Bereitschaftsmodus betrieben wird; wobei das Bestimmen des zweiten Werts des elektrischen Leistungsverlusts und/oder des dritten Werts des elektrischen Leistungsverlusts nur aus dem Bestimmen des zweiten Werts des elektrischen Leistungsverlusts besteht, wenn die Fahrzeugbetriebsparameter es verbieten, dass der Gleichrichter/Wechselrichter der ersten elektrischen Maschine im Bereitschaftsmodus betrieben wird; und wobei das Bestimmen des zweiten Werts des elektrischen Leistungsverlusts und/oder des dritten Werts des elektrischen Leistungsverlusts nur aus dem Bestimmen des dritten Werts des elektrischen Leistungsverlusts besteht, wenn die Fahrzeugbetriebsparameter es verbieten, dass der Gleichrichter/Wechselrichter der zweiten elektrischen Maschine in dem Bereitschaftsmodus betrieben wird.
  9. Verfahren zum Steuern eines Hybridantriebsstrangs, das umfasst, dass: ein niedrigster Wert des elektrischen Leistungsverlusts bestimmt wird, um eine vorbestimmte Ausgabedrehmomentanforderung für Drehmoment an einem Ausgabeelement des Antriebsstrangs zu erfüllen; wobei der Antriebsstrang eine erste elektrische Maschine mit einem ersten Gleichrichter/Wechselrichter und eine zweite elektrische Maschine mit einem zweiten Gleichrichter/Wechselrichter aufweist; wobei das Bestimmen eines niedrigsten Werts des elektrischen Leistungsverlusts umfasst, dass Werte des elektrischen Leistungsverlusts bestimmt werden, wenn beide Gleichrichter/Wechselrichter in einem aktiven Modus sind und: wenn der erste Gleichrichter/Wechselrichter in einem aktiven Modus ist und der zweite Gleichrichter/Wechselrichter in einem Bereitschaftsmodus ist, und/oder wenn der erste Gleichrichter/Wechselrichter in einem Bereitschaftsmodus ist und der zweite Gleichrichter/Wechselrichter in einem aktiven Modus ist, und/oder wenn sowohl der erste Gleichrichter/Wechselrichter als auch der zweite Gleichrichter/Wechselrichter in einem Bereitschaftsmodus ist; und eine Steuerungsmaßnahme mit Bezug auf die Gleichrichter/Wechselrichter mit Hilfe eines Controllers ausgeführt wird, um die Gleichrichter/Wechselrichter in die jeweiligen Modi zu versetzen, die dem niedrigsten Wert des elektrischen Leistungsverlusts entsprechen.
  10. Hybridantriebsstrang, umfassend: eine Kraftmaschine; ein Hybridgetriebe mit: einem Eingabeelement, das mit der Kraftmaschine wirksam verbunden ist; einem Ausgabeelement; einer Zahnradanordnung, die das Eingabeelement und das Ausgabeelement wirksam verbindet; einem Batteriemodul; einer ersten elektrischen Maschine, die mit der Zahnradanordnung wirksam verbunden ist; einem ersten Gleichrichter/Wechselrichter, der das Batteriemodul und die erste elektrische Maschine wirksam verbindet; einer zweiten elektrischen Maschine, die mit dem Batteriemodul wirksam verbunden ist; einem zweiten Gleichrichter/Wechselrichter, der das Batteriemodul und die zweite elektrische Maschine wirksam verbindet; einem Controller, der mit dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter und dem Ausgabeelement wirksam verbunden ist, wobei der Controller einen Prozessor aufweist, der betrieben werden kann, um einen gespeicherten Algorithmus auszuführen, der: einen niedrigsten Wert des elektrischen Leistungsverlusts zum Erfüllen einer vorbestimmten Ausgabedrehmomentanforderung nach Drehmoment, das durch den Antriebsstrang bereitgestellt wird, bestimmt; wobei das Bestimmen eines niedrigsten Werts des elektrischen Leistungsverlusts das Bestimmen von Werten des elektrischen Leistungsverlusts umfasst, wenn sich die beiden Gleichrichter/Wechselrichter in einem aktiven Modus befinden, und: wenn der erste Gleichrichter/Wechselrichter in einem aktiven Modus ist und der zweite Gleichrichter/Wechselrichter in einem Bereitschaftsmodus ist; und/oder wenn der erste Gleichrichter/Wechselrichter in einem Bereitschaftsmodus ist und der zweite Gleichrichter/Wechselrichter in einem aktiven Modus ist; und/oder wenn sowohl der erste Gleichrichter/Wechselrichter als auch der zweite Gleichrichter/Wechselrichter in einem Bereitschaftsmodus ist; und eine Steuerungsmaßnahme mit Bezug auf die Gleichrichter/Wechselrichter ausführt, um die Gleichrichter/Wechselrichter in die jeweiligen Modi zu versetzen, die dem niedrigsten Wert des elektrischen Leistungsverlusts entsprechen.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016119289A1 (de) 2016-10-11 2018-04-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers eines Hybridfahrzeugs, Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug sowie Hybridfahrzeug
DE102019205413A1 (de) * 2019-04-15 2020-10-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern eines Riemen-Starter-Generators eines Hybrid-Fahrzeugs, Steuerung und Hybrid-Fahrzeug
WO2024110283A1 (de) * 2022-11-23 2024-05-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben eines fahrzeugs mit wenigstens zwei antriebseinheiten

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6070934B2 (ja) * 2012-12-21 2017-02-01 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車の走行モード切換制御装置
US9618913B2 (en) * 2013-04-29 2017-04-11 Hamilton Sundstrand Corporation Self powered fluid metering units
JP6137135B2 (ja) * 2014-11-20 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動制御装置
KR101646114B1 (ko) * 2014-12-10 2016-08-12 현대자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 동력전달장치
US9481357B2 (en) * 2014-12-30 2016-11-01 GM Global Technology Operations LLC Hybrid powertrain with mechatronic actuator assembly and method of controlling the same
US9597979B1 (en) * 2016-04-13 2017-03-21 GM Global Technology Operations LLC Method of controlling regeneration and boost functions of a hybrid powertrain
US10112597B2 (en) * 2016-08-23 2018-10-30 Ford Global Technologies, Llc Automatic drive mode selection
US10320220B2 (en) * 2017-08-23 2019-06-11 Ford Global Technologies, Llc Configurable hybrid drive systems
WO2020139820A1 (en) * 2018-12-24 2020-07-02 Quantentech Limited Multi-phase motor/generator system with harmonic injection
CN110689723B (zh) * 2019-11-06 2020-08-11 北京交通大学 基于功率分布与自学习的货车超载识别方法
EP3882068A1 (de) * 2020-03-18 2021-09-22 Volvo Car Corporation Verfahren und system zur steuerung der drehmomentverteilung
GB2601541B (en) * 2020-12-04 2023-11-22 Jaguar Land Rover Ltd Predictive control of a vehicle power inverter
US20240239209A1 (en) 2023-01-17 2024-07-18 Ferrari S.P.A. Method to control an electric drive vehicle

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4364651B2 (ja) * 2004-01-07 2009-11-18 三菱電機株式会社 昇圧装置及びモータ制御装置
JP2005269723A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Nissan Motor Co Ltd 電動機駆動制御装置
JP4635703B2 (ja) * 2005-05-02 2011-02-23 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動システムの制御装置
JP4926492B2 (ja) * 2006-02-20 2012-05-09 本田技研工業株式会社 モータ制御装置
JP5109290B2 (ja) * 2006-05-30 2012-12-26 トヨタ自動車株式会社 電動機駆動制御システムおよびその制御方法
US8406970B2 (en) * 2007-11-03 2013-03-26 GM Global Technology Operations LLC Method for stabilization of optimal input speed in mode for a hybrid powertrain system
US8095282B2 (en) * 2007-11-04 2012-01-10 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for soft costing input speed and output speed in mode and fixed gear as function of system temperatures for cold and hot operation for a hybrid powertrain system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016119289A1 (de) 2016-10-11 2018-04-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers eines Hybridfahrzeugs, Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug sowie Hybridfahrzeug
US10632851B2 (en) 2016-10-11 2020-04-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for recharging an electrical energy storage device of a hybrid vehicle, drive unit for a hybrid vehicle, and hybrid vehicle
DE102019205413A1 (de) * 2019-04-15 2020-10-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern eines Riemen-Starter-Generators eines Hybrid-Fahrzeugs, Steuerung und Hybrid-Fahrzeug
WO2024110283A1 (de) * 2022-11-23 2024-05-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben eines fahrzeugs mit wenigstens zwei antriebseinheiten

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