DE102015222690A1

DE102015222690A1 - Steuern einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges und Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102015222690A1
Application number: DE102015222690.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Felsch; Harry Hamann; Daniel Münning; Rainer Wrede; Markus Fugel; Sergej Jakovlev; Michael Zillmer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Bereitgestellt ist ein Verfahren zum Steuern einer Antriebseinrichtung (3, 203) eines Hybridfahrzeuges (1, 201), die eine Verbrennungskraftmaschine (5, 205), eine erste Elektromaschine (9, 209), eine zweite Elektromaschine (11, 211) und einen Akkumulator (13, 213) umfasst, wobei die Antriebseinrichtung zum Antrieb des Hybridfahrzeuges in den folgenden drei Betriebsmodi betreibbar ist: einem rein elektrischen Betrieb, einem seriellen Hybridbetrieb und einem parallelen Hybridbetrieb, wobei das Verfahren aufweist: Steuern der Antriebseinrichtung im seriellen Hybridbetrieb derart, dass die Verbrennungskraftmaschine an einem Arbeitspunkt (93) basierend auf einem kombinierten Wirkungsgrad (ηVKM × ηEM1) betrieben wird, der von dem Wirkungsgrad (ηVKM) der Verbrennungskraftmaschine und von dem Wirkungsgrad (ηEM1) der ersten Elektromaschine abhängt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges und ein Hybridfahrzeug mit einer Antriebseinrichtung und einer Antriebseinrichtungssteuerung, die ausgebildet ist, das Steuerverfahren auszuführen.
Eine Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges kann verschiedene Antriebsaggregate zum Antreiben eines Antriebsrades umfassen, z. B. eine Verbrennungskraftmaschine und ein oder mehrere Elektromaschinen. Die Ansteuerung dieser verschiedenen Antriebsaggregate kann auf verschiedene Weisen durchgeführt werden.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 001 095 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebseinrichtung bekannt, wobei die Hybridantriebseinrichtung eine mit einer ersten Achse des Kraftfahrzeugs wirkverbindbare Brennkraftmaschine, einen ebenfalls mit der ersten Achse wirkverbindbaren ersten Elektromotor sowie einen mit einer zweiten Achse des Kraftfahrzeugs wirkverbindbaren zweiten Elektromotor aufweist. Die zum Betreiben des zweiten Elektromotors verwendete elektrische Energie wird von dem von der Brennkraftmaschine unter Anhebung ihrer Leistung angetriebenen ersten Elektromotor erzeugt oder wird ausschließlich einem Energiespeicher für elektrische Energie entnommen.
Das europäische Patent EP 1 074 087 B1 offenbart ein Regelverfahren und eine Vorrichtung für die Brennkraftmaschine eines elektrischen Hybridfahrzeuges, wobei ein elektrischer Motor oder Motor/Generator zwischen der Maschine und dem kontinuierlichen variablen oder automatischen Getriebe angeordnet ist und wobei das Hybridfahrzeug eine Batterie und zugeordnete Steuerelemente aufweist. Dabei hält ein Steuermittel die Leistungsausgabe der Brennkraftmaschine im Wesentlichen entlang einer idealen Betriebslinie, wenn sich die Geschwindigkeit der Maschine ändert. Ein zweiter Elektromotor kann ferner vorgesehen sein und die Drehmomentausgabe des zweiten Elektromotors kann mittels einer Systemsteuerung variiert werden.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 103 292 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Antriebstranges eines Fahrzeuges, wobei mindestens zwei Elektromotoren, die jeweils mit einer Antriebsachse in Wirkverbindung stehen, und eine Steuereinrichtung vorgesehen sind, wobei ein Fahrerwunschmoment für einen motorischen oder generatorischen Betrieb ermittelt wird, und wobei bei einer vorliegenden Abtriebsdrehzahl eine erforderliche Gesamtleistung des elektrischen Abtriebstranges ermittelt wird, und wobei die Leistungen der einzelnen Elektromotoren ermittelt werden, und wobei die sich ergebenden Verlustleistungen der einzelnen Elektromotoren auf Basis von hinterlegten Verlustleistungskennfeldern für die einzelnen Elektromotoren minimiert werden.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 019 485 A1 offenbart einen Antriebstrang mit einem ersten Elektromotor und einem Planetengetriebe und Fahrzeuge, die diesen Antriebstrang aufweisen. Der Antriebstrang weist eine erste elektrische Maschine, welche in einem motorischen oder generatorischen Betriebszustand betreibbar ist, und ein Planetengetriebe mit einer Drehzahländerungsvorrichtung auf, wobei das Planetengetriebe eine An- und eine Abtriebsseite aufweist und wobei die erste elektrische Maschine im motorischen oder generatorischen Betriebszustand steuernd in die Drehzahländerungsvorrichtung eingreift, so dass sich ein Übersetzungsverhältnis im Planetengetriebe ausbildet. Über die erste elektrische Maschine wird das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes beeinflusst, wodurch zusätzlich auch der Arbeitspunkt der Verbrennungsmaschine bestimmt wird. Die Verbrennungskraftmaschine wird nahe ihres optimalen Wirkungsgrades betrieben. In einem rein elektrischen Betrieb arbeitet die zweite elektrische Maschine als Motor und die erste elektrische Maschine befindet sich im Leerlauf oder wird als Zusatzantrieb genutzt. Ein Teil der von der Verbrennungsmaschine erzeugten mechanischen Energie wird durch die erste elektrische Maschine in elektrische Energie umgewandelt und direkt an die zweite elektrische Maschine weitergeleitet. Beschleunigungen werden von der zweiten elektrischen Maschine unterstützt. Bei einer Verzögerung kann durch Rekuperation der Bremsenergie der Energiespeicher geladen werden.
Die Übersetzung der europäischen Patentschrift DE 602 23 850 T2 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsystems eines Hybridfahrzeuges, wobei das Hybridfahrzeug eine Brennkraftmaschine, einen ersten Elektromotor/Generator, einen Planetengetriebemechanismus und einen zweiten Elektromotor/Generator umfasst. Ein Verhältnis zwischen einem ersten Moment, das durch die Brennkraftmaschine bei den Fahrzeugachsen erzeugt wird, und einem zweiten Moment, das durch den zweiten Elektromotor bei den Fahrzeugachsen bei jeder Zahnradposition der Übersetzung erzeugt wird, wird von einem ersten Verhältnis, wenn sowohl die Brennkraftmaschine als auch der zweite Elektromotor normal arbeiten, auf ein zweites Verhältnis, wenn entweder die Brennkraftmaschine oder der zweite Elektromotor gestört sind, geändert.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2007 054 368 A1 offenbart eine Steuerarchitektur zur Auswahl eines optimalen Modus oder einer optimalen Übersetzung und Antriebsdrehzahl für ein Hybridantriebstrangsystem, welches eine Brennkraftmaschine, einen ersten und einen zweiten Elektromotor und ein elektromechanisches Getriebe umfasst, das selektiv betreibbar ist, um Drehmoment dazwischen zu übertragen und in mehreren Modi mit fester Übersetzung und stufenlos verstellbaren Modi betreibbar ist. Für jeden zulässigen Betriebsbereichszustand werden bevorzugte Betriebsbedingungen und bevorzugte Kosten bestimmt und darauf basierend ein bevorzugter Betriebsbereichszustand ausgewählt. Eine Kostenstrukturinformation, die in ein strategisches Managementeinrichtungssegment eingegeben und in einem Optimierungssegment verwendet wird, umfasst vorzugsweise Betriebskosten, die allgemein auf der Basis von Faktoren bestimmt werden, die mit den Fahrzeugfahreigenschaften, der Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen und Batterielebensdauer für den bestimmten Drehmomentbereich in Beziehung stehen. Darüber hinaus werden Kosten in einem Kraftstoff- und elektrischen Energieverbrauch, die zu dem spezifischen Betriebspunkt des Antriebstrangsystems für das Fahrzeug gehören, zugewiesen und zugeordnet. Die optimalen Betriebskosten können bestimmt werden, indem ein Gesamtantriebstrangsystemverlust berechnet wird, welcher einen Ausdruck auf der Basis des Maschinenleistungsverlustes, der durch Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Abgasemissionen angetrieben ist, plus Verlusten in dem mechanischen System, Verlusten in dem elektrischen System und Wärmeverluste umfasst.
Im Stand der Technik braucht die Ansteuerung verschiedener Antriebsaggregate eines Hybridfahrzeuges nicht immer zu einem energieeffizienten Betrieb zu führen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuerverfahren für eine Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges sowie ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, wobei verschiedene Antriebsaggregate des Hybridfahrzeuges in verbrauchsoptimaler und energieeffizienter und/oder emissionsreduzierender Weise angesteuert werden, um ein angefordertes Antriebsdrehmoment oder eine angeforderte Antriebsleistung zu erzeugen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst, welche auf ein Verfahren zum Steuern einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges sowie auf ein Hybridfahrzeug gerichtet sind. Die abhängigen Ansprüche spezifizieren besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges bereitgestellt, die eine Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschine, eine zweite Elektromaschine und einen Akkumulator umfasst,
wobei zum Antrieb des Hybridfahrzeuges die Antriebseinrichtung in den folgenden drei Betriebsmodi betreibbar ist:
einem rein elektrischen Betrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine bewirkt wird, während die Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet ist;
einem seriellen Hybridbetrieb, in dem das Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine bewirkt wird und die Verbrennungskraftmaschine die erste Elektromaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie antreibt;
einem parallelen Hybridbetrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der Verbrennungskraftmaschine bewirkt wird.
Dabei weist das Verfahren auf:
Steuern der Antriebseinrichtung im seriellen Hybridbetrieb derart, dass die Verbrennungskraftmaschine an einem Arbeitspunkt basierend auf einem kombinierten Wirkungsgrad betrieben wird, der von dem Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine und von dem Wirkungsgrad der ersten Elektromaschine abhängt.
Die Berücksichtigung des kombinierten Wirkungsgrads von erster Elektromaschine und Verbrennungskraftmaschine im seriellen Betrieb führt gemäß unten folgender entsprechender Erläuterung auf einen CO₂-optimierten seriellen Hybridbetrieb. Im weiteren Verlauf wird ferner über die Erläuterung der verschiedenen Betriebsschwellen auch die Abgrenzung der drei Betriebsmodi zueinander erklärt. Die erläuterte Abgrenzung kann dann über die Optimierung des seriellen Betriebs hinaus auch ganzheitlich auf einen verbrauchsoptimalen „Gesamtbetrieb“ des Hybridfahrzeuges führen.
Grundsätzlich sind – über die oben genannten drei Betriebsmodi hinaus – weitere Betriebsmodi denkbar, die z. B. die Rekuperation von Bremsenergie in Verzögerungsphasen betreffen. Die hier aufgelisteten drei Betriebsmodi sind insbesondere die wesentlichen Betriebsmodi, die die Erzeugung von Vortriebs- bzw. Antriebsleistung betreffen.
Das Verfahren kann z. B. in Software und/oder Hardware implementiert sein und kann insbesondere in ein Motorsteuergerät geladen werden und von dem Motorsteuergerät ausgeführt werden. Die Verbrennungskraftmaschine kann z. B. einen Dieselmotor oder einen Ottomotor umfassen. Die Verbrennungskraftmaschine kann ferner einen Kraftstofftank mit Kraftstoff umfassen. Der Kraftstoff kann Verbrennungsräumen der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden, insbesondere über Einspritzpumpen und ein Ventil. In Abhängigkeit von einer pro Zeiteinheit zugeführten Kraftstoffmenge kann eine Ausgangsleistung der Verbrennungskraftmaschine gesteuert werden.
Die erste Elektromaschine kann in einem elektromotorischen oder einem generatorischen Modus betrieben werden. Die zweite Elektromaschine kann ebenfalls in einem elektromotorischen Betrieb oder einem generatorischen Betrieb betrieben werden.
Die Verbrennungskraftmaschine, die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine können beispielsweise hinsichtlich ihrer maximalen Ausgangsleistung ähnlich dimensioniert sein, sich beispielsweise um weniger als 30 % in ihrer maximalen Ausgangsleistung unterscheiden. Die maximalen Ausgangsdrehmomente der verschiedenen Antriebsaggregate können sich beispielsweise in Abhängigkeit der Getriebe- und/oder Übersetzungsauslegung unterscheiden, wobei beispielsweise die zweite Elektromaschine das höchste maximale Ausgangsdrehmoment bereitstellen kann, die Verbrennungsmaschine beispielsweise ein mittleres maximales Ausgangsdrehmoment bereitstellen kann und die erste Elektromaschine beispielsweise ein kleinstes maximales Ausgangsdrehmoment bereitstellen kann. Damit kann insbesondere die zweite Elektromaschine vorteilhaft als Traktionsmaschine eingesetzt werden, das heißt im elektromotorischen Betrieb betrieben werden.
Die Antriebseinrichtung kann ferner eine Hauptkupplung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und einem Antriebsrad umfassen. Optional kann zwischen der Hauptkupplung und der Verbrennungskraftmaschine ein Getriebe angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen fehlt ein Getriebe und es kann ein festes Übersetzungsverhältnis (z. B. i = 2,8) zwischen einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine und dem Antriebsrad vorliegen. Einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit kann in diesen Ausführungsformen somit eine bestimmte Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine entsprechen.
Optional kann eine erste Kupplung zwischen der ersten Elektromaschine und einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sein, um die erste Elektromaschine in bestimmten Betriebsbedingungen bzw. Betriebsmodi optional abkoppeln zu können.
Ferner kann optional zwischen der zweiten Elektromaschine und dem Antriebsrad eine zweite Kupplung vorgesehen sein, um die zweite Elektromaschine in bestimmten Betriebsbedingungen bzw. in bestimmten Betriebsmodi von dem Antriebsrad abkoppeln zu können und auch von der Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine abkoppeln zu können.
In dem rein elektrischen Betrieb kann die Hauptkupplung geöffnet sein und die zweite Kupplung (falls vorhanden) kann geschlossen sein (das heißt im gekoppelten Zustand sein).
In dem seriellen Hybridbetrieb kann die Hauptkupplung geöffnet sein und es kann die erste Kupplung (falls vorhanden) geschlossen sein und auch die zweite Kupplung (falls vorhanden) kann geschlossen sein. Der serielle Hybridbetrieb kann mit oder ohne Lastpunktanhebung durchgeführt werden. Das heißt die Verbrennungskraftmaschine kann derart angesteuert werden, dass deren Ausgangsleistung höher ist als eine Sollantriebsleistung, so dass mit der überschüssigen Leistung ferner der Akkumulator geladen werden kann.
In dem parallelen Hybridbetrieb ist die Hauptkupplung geschlossen und es sind die erste Kupplung (falls vorhanden) und die zweite Kupplung (falls vorhanden) geöffnet, sofern keine Lastpunktanhebung durchgeführt wird. In einem parallelen Hybridbetrieb mit Lastpunkanhebung über die erste Elektromaschine kann die Hauptkupplung geschlossen sein, es kann die erste Kupplung geschlossen sein und es kann die zweite Kupplung (falls vorhanden) geöffnet sein. Alternativ kann in dem parallelen Hybridbetrieb auch eine Lastpunkanhebung über die zweite Elektromaschine erfolgen, wobei in einem solche Fall die Hauptkupplung geschlossen ist, die erste Kupplung (falls vorhanden) geöffnet ist und die zweite Kupplung (falls vorhanden) geschlossen ist.
Der Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine kann z. B. unter Verwendung eines (z. B. experimentell ermittelten) spezifischen Kraftstoffverbrauchs (z. B. verbrauchte Kraftstoffmasse geteilt durch erzeugte Energie z. B. gemessen in Einheiten g/kWh) bestimmt sein. Der Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine kann umso höher sein, je geringer der spezifische Kraftstoffverbrauch ist. Der spezifische Kraftstoffverbrauch kann z. B. in Abhängigkeit von einer Drehzahl und einem Drehmoment oder einer Leistung der Verbrennungskraftmaschine bestimmt sein und/oder davon abhängen. Linien gleichen spezifischen Kraftstoffverbrauchs (sogenannte Iso-Linien) können z. B. in einem Koordinatensystem, welches die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine gegen das Drehmoment und/oder die Leistung der Verbrennungskraftmaschine aufträgt, dargestellt werden. In dem gleichen Koordinatensystem können z. B. auch Iso-Kurven für verschiedene Ausgangsleistungen eingetragen sein.
Während des seriellen Betriebs treibt die Verbrennungskraftmaschine die erste Elektromaschine an, welche im generatorischen Betrieb elektrische Energie erzeugt, wobei die so erzeugte elektrische Energie der zweiten Elektromaschine zugeführt wird, um das Antriebsrad anzutreiben. Die Berücksichtigung des Wirkungsgrads der ersten Elektromaschine trägt Verlusten der Umwandlung der von der Verbrennungskraftmaschine bereitgestellten mechanischen Energie in elektrische Energie Rechnung, die mittels der ersten Elektromaschine erfolgt. Der basierend auf dem kombinierten Wirkungsgrad von erster Elektromaschine und Verbrennungskraftmaschine erhaltene Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine kann sich von dem Arbeitspunkt unterscheiden, der rein auf dem Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine basierend bestimmt werden würde. Insbesondere kann der basierend auf dem kombinierten Wirkungsgrad erhaltene Arbeitspunkt bei gegebener Sollantriebsleistung und/oder gegebenem Sollantriebsdrehmoment zu höheren Drehzahlen und/oder zu niedrigeren Drehmomenten der Verbrennungskraftmaschine verschoben sein. Damit kann das Hybridfahrzeug bzw. dessen Antriebseinrichtung energieeffizienter und insbesondere auch CO₂-optimiert im seriellen Hybridbetrieb betrieben werden.
Der Arbeitspunkt kann eine Extremstelle des kombinierten Wirkungsgrads für eine gegebene Sollleistung und/oder ein gegebenes Solldrehmoment sein. Die Extremstelle kann dabei das Argument bzw. die Argumente (z. B. Drehzahl und Drehmoment) angeben, bei denen der kombinierte Wirkungsgrad ein Extremum (z. B. Minimum oder Maximum) annimmt. Wird der Wirkungsgrad z. B. basierend auf dem spezifischen Kraftstoffverbrauch dargestellt, kann die Stelle der Argumente bzw. des Arguments (z. B. Drehzahl und Drehmoment) bestimmt werden, bei denen der kombinierte Wirkungsgrad ein Maximum annimmt. Damit ist bei manchen Ausführungsformen eine einfache Vorschrift zur Bestimmung des Arbeitspunktes gegeben. Die Wirkungsgrade der Verbrennungsmaschine und der ersten Elektromaschine können zuvor experimentell und/oder durch Simulation bestimmt worden sein und sie können insbesondere über alle möglichen Betriebsbereiche bestimmt worden sein.
Das Steuern der Antriebseinrichtung im seriellen Hybridbetrieb kann ferner ein Abrufen des Arbeitspunktes aus einer vorgegeben Arbeitspunktkurve umfassen, wobei die Arbeitspunktkurve die Arbeitspunkte für eine Mehrzahl von Sollleistungen und/oder Solldrehmomente definiert. Die Arbeitspunkte sind dabei durch eine Mehrzahl von Extremstellen des kombinierten Wirkungsgrads für die Mehrzahl der Sollleistungen und/oder Solldrehmomente gegeben. Die Arbeitspunktkurve kann z. B. auf einem Prüfstand ermittelt werden und kann in einem Motorsteuergerät des Hybridfahrzeuges gespeichert sein. Damit kann das Verfahren weiter vereinfacht werden.
Der kombinierte Wirkungsgrad kann das Produkt des Wirkungsgrads der Verbrennungskraftmaschine und des Wirkungsgrads der ersten Elektromaschine sein. Die Sollleistung kann einer Sollantriebsleistung entsprechen oder sie kann einer Summe aus einer Sollantriebsleistung und einer Solllastpunktanhebungsleistung entsprechen. Damit kann der serielle Betrieb mit oder ohne Lastpunktanhebung energieeffizient und CO₂-optimiert durchgeführt werden.
Der rein elektrische Betrieb kann durchgeführt werden, falls die Fahrgeschwindigkeit (oder Rotationsgeschwindigkeit des Antriebsrads) unterhalb einer Fahrgeschwindigkeitsschwelle (oder Rotationsgeschwindigkeitsschwelle) liegt und/oder eine Sollantriebsleistung und/oder ein Sollantriebsdrehmoment unterhalb einer Elektrischer-Betrieb-Schwelle liegt.
Die Fahrgeschwindigkeitsschwelle kann dabei abhängig von einem Übersetzungsverhältnis zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Antriebsrad bestimmt sein und sie kann abhängig von einem bereitstellbaren Übersetzungsverhältnis eines optional vorhandenen Getriebes bestimmt sein. Unterhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle kann insbesondere bei einem festen Übersetzungsverhältnis zwischen einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine und dem Antriebsrad die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine zu gering sein, um ein Antriebsdrehmoment bereitstellen zu können.
Die Elektrischer-Betrieb-Schwelle kann z. B. eine Elektrischer-Betrieb-Leistungsschwelle oder eine Elektrischer-Betrieb-Drehmomentschwelle sein. Die Elektrischer-Betrieb-Schwelle kann z. B. abhängig vom Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine bestimmt sein, wobei energieineffiziente Niedriglast-Arbeitspunkte der Verbrennungskraftmaschine durch einen rein elektrischen Betrieb substituiert werden. Die Elektrischer-Betrieb-Schwelle kann z. B. auch abhängig von einer Kapazität des Akkumulators bestimmt sein, wobei die Elektrischer-Betrieb-Schwelle für steigende Kapazität des Akkumulators ansteigen kann. Andere Abhängigkeiten sind möglich. Damit kann ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet sein, in dem insbesondere die Verbrennungskraftmaschine nicht in Niedriglast-Arbeitspunkten mit energieineffizienten Wirkungsgraden betrieben wird, der Akkumulator nicht zu sehr belastet wird und die Verbrennungskraftmaschine bei zu niedrigen Drehzahlen nicht zum Antrieb des Antriebsrades verwendet wird.
Der serielle Hybridbetrieb kann durchgeführt werden, falls sowohl die Fahrgeschwindigkeit unterhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle liegt als auch eine Sollantriebsleistung und/oder ein Sollantriebsdrehmoment oberhalb der Elektrischer-Betrieb-Schwelle liegen. Da im seriellen Betrieb die Hauptkupplung geöffnet ist, kann die Drehzahl und/oder das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit so eingestellt werden, dass die Verbrennungskraftmaschine in einem erlaubten, insbesondere optimalen, Betriebspunkt arbeitet, um die erste Elektromaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie anzutreiben, welche wiederum von der zweiten Elektromaschine verwendet wird, um im elektromotorischen Betrieb die Sollantriebsleistung bzw. ein Sollantriebsdrehmoment an das Antriebsrad anzulegen.
Der serielle Betrieb kann ferner durchgeführt werden, falls eine Sollantriebsleistung und/oder ein Sollantriebsdrehmoment oberhalb einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Parallelhybridbetrieb-Schwelle liegt. Die Parallelhybridbetrieb-Schwelle kann z. B. eine Parallelhybridbetrieb-Drehmomentschwelle oder eine Parallelhybridbetrieb-Leistungsschwelle sein. Die Parallelhybridbetrieb-Schwelle kann z. B. eine Leistung bzw. ein Drehmoment repräsentieren, welches maximal von der Verbrennungskraftmaschine (optional inklusive „Boost“-Unterstützung der ersten Elektromaschine und/oder der zweiten Elektromaschine) erzeugbar ist. Insbesondere kann die Parallelhybridbetrieb-Schwelle bei einem festen Übersetzungsverhältnis zwischen einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine und dem Antriebsrad abhängig von der Fahrgeschwindigkeit sein. Die Parallelhybridbetriebs-Schwelle kann z. B. linear mit der Fahrgeschwindigkeit zunehmen. Andere Abhängigkeiten sind möglich. Damit kann die Antriebseinrichtung zuverlässig betrieben werden und die Sollantriebsleistung und/oder das Sollantriebsdrehmoment kann zuverlässig an dem Antriebsrad erzeugt werden.
Der parallele Hybridbetrieb kann durchgeführt werden, falls sowohl die Fahrgeschwindigkeit oberhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle liegt, eine Sollantriebsleistung und/oder ein Sollantriebsdrehmoment unterhalb der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Parallelhybridbetrieb-Schwelle liegt, als auch eine Sollantriebsleistung und/oder ein Sollantriebsdrehmoment oberhalb der Elektrischer-Betrieb-Schwelle liegt. Damit können klare Übergängen zwischen den verschiedenen Betriebsmodi definiert werden. Insbesondere kann bevorzugt der parallele Hybridbetrieb immer dann durchgeführt werden, wenn die oben genannten Bedingungen erfüllt sind. Durch Verbrauchsstudien ist ermittelt worden, dass in praktisch allen Fällen, in denen der parallele Hybridbetrieb aufgrund der Nebenbedingungen, die durch die Verbrennungskraftmaschine bedingt sind, möglich ist, der parallele Hybridbetrieb gegenüber dem seriellen Hybridbetrieb verbrauchsoptimaler und CO₂-optimaler arbeitet als der serielle Hybridbetrieb.
Die Elektrischer-Betrieb-Schwelle kann z. B. für Fahrgeschwindigkeiten unterhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle einen konstanten Wert haben, der größer sein kann als ein anderer Wert der Elektrischer-Betrieb-Schwelle für Fahrgeschwindigkeiten oberhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle. Andere Ausführungsformen sind möglich.
Die Parallelhybridbetrieb-Schwelle kann als Summe der Antriebsleistungen und/oder Antriebsdrehmomente gegeben sein, die maximal von der Verbrennungskraftmaschine und unter Berücksichtigung einer optional möglichen „Boost“-Unterstützung von der ersten Elektromaschine und/oder von der zweiten Elektromaschine erzeugbar sind. In anderen Ausführungsformen kann die Parallelhybrid-Schwelle als das maximal von der Verbrennungskraftmaschine erzeugbare Drehmoment gegeben sein. In anderen Ausführungsformen kann die Parallelhybridbetrieb-Schwelle als die Summe der Antriebsleistungen und/oder Antriebsdrehmomente gegeben sein, die maximal von der Verbrennungskraftmaschine und unter Berücksichtigung einer optional möglichen „Boost“-Unterstützung von der ersten Elektromaschine erzeugbar sind.
Im parallelen Hybridbetrieb können über die maximale Leistung und/oder das maximale Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine hinaus zumindest teilweise die erste Elektromaschine und/oder die zweite Elektromaschine zusätzlich zum Fahrantriebsdrehmoment und/oder zur Fahrantriebsleistung beitragen. Diese Modifikation wird auch als "Boost" bezeichnet. Damit kann der parallele Betrieb leicht zu höheren Antriebsleistungen und/oder Antriebsdrehmomenten erweitert werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, welches eine Antriebseinrichtung, die eine Verbrennungskraftmaschine, eine erste Elektromaschine, eine zweite Elektromaschine und einen Akkumulator umfasst,
wobei zum Antrieb des Hybridfahrzeuges die Antriebseinrichtung in den folgenden drei Betriebsmodi betreibbar ist:
einem rein elektrischen Betrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine bewirkt wird, während die Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet ist;
einem seriellen Hybridbetrieb, in dem das Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine bewirkt wird und die Verbrennungskraftmaschine die erste Elektromaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie antreibt;
einem parallelen Hybridbetrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der Verbrennungskraftmaschine bewirkt wird,
Dabei weist das Hybridfahrzeug ferner eine Antriebseinrichtungssteuerung auf, welche ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen auszuführen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die illustrierten oder beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
1 illustriert schematisch ein Hybridfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen;
2 illustriert schematisch ein Hybridfahrzeug gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen;
3 illustriert Kurven von von den in 1 oder 2 illustrierten Hybridfahrzeugen im parallelen Hybridbetrieb bereitgestelltem Drehmoment und Leistung;
4 illustriert schematisch ein Verfahren zum Steuern einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeuges gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 illustriert verschiedene Betriebsmodi der in 1 und 2 illustrierten Hybridfahrzeuge, welche in einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden;
6 illustriert einen Kraftstoffverbrauch in verschiedenen Betriebsmodi, wie sie von den in 1 und 2 illustrierten Fahrzeugen ausgeführt werden, und
7 illustriert Kurven, welche in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betrachtete Wirkungsgrade darstellen.
Das in 1 schematisch illustrierte Hybridfahrzeug 1 weist eine Antriebseinrichtung 3 auf sowie eine Antriebseinrichtungssteuerung 6, welche ausgebildet ist, ein Verfahren zum Steuern der Antriebseinrichtung 3 des Hybridfahrzeuges 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen. Die Antriebseinrichtung 3 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 5 mit mehreren Zylindern 7, eine erste Elektromaschine (auch als Generator bezeichnet) 9, eine zweite Elektromaschine (auch als Traktionsmaschine bezeichnet) 11 und einen Akkumulator 13, der über nicht illustrierte Energieversorgungskabel (und Leistungselektroniken) sowohl mit der ersten Elektromaschine 9 als auch der zweiten Elektromaschine 11 verbunden ist.
Die Antriebseinrichtung 3 ist zum Antrieb des Hybridfahrzeuges 1 in drei Betriebsmodi betreibbar. Erstens in einem rein elektrischen Betrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment (welches z. B. an den Antriebsrädern 15 anliegt) mittels der zweiten Elektromaschine 11 bewirkt wird, während die Verbrennungskraftmaschine 5 ausgeschaltet ist (ihr also insbesondere kein Kraftstoff aus einem nicht illustrierten Tank zugeführt wird). Zweitens ist die Antriebseinrichtung 3 in einem seriellen Hybridbetrieb betreibbar, in dem das Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine 11 bewirkt wird und die Verbrennungskraftmaschine 5 die erste Elektromaschine 9 zur Erzeugung von elektrischer Energie antreibt, welche wiederum der zweiten Elektromaschine 11 zugeführt wird (entweder direkt oder über den Akkumulator 13). Die Antriebseinrichtung 3 ist drittens in einem parallelen Hybridbetrieb betreibbar, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der Verbrennungskraftmaschine 5 bewirkt wird und insbesondere die zweite Elektromaschine 11 und/oder die erste Elektromaschine 9 abgeschaltet sind.
In dem in 1 illustrierten Hybridfahrzeug 1 umfasst die Antriebseinrichtung 3 ferner eine Hauptkupplung K0 (17) sowie ein Getriebe 19, die beide zwischen der Verbrennungskraftmaschine 5 und einem Radantriebstrang 21 angeordnet sind. Der Radantriebstrang 21 ist über ein Differenzial 25 mit dazugehöriger Differenzialübersetzung 23 mit den Antriebsrädern 15 mechanisch verbunden. Die erste Elektromaschine 9 ist über eine erste Kupplung K1 (27) und über ein erstes Übersetzungselement 29 mit einer Ausgangswelle 31 der Verbrennungskraftmaschine 5 verbunden, wobei die Ausgangswelle 31 mechanisch mit einer Eingangswelle 32 des Getriebes 19 verbunden ist. Eine Ausgangswelle 33 des Getriebes 19 ist mit der Hauptkupplung K0 (17) verbunden. Die zweite Elektromaschine 11 ist über ein zweites Übersetzungselement 35 und eine zweite Kupplung K2 (37) mit dem Radantriebstrang 21 verbunden.
In dem Hybridfahrzeug 1 wird ein seriell-paralleles Hybridkonzept umgesetzt. Über eine Skalierung des Akkumulators 13 (auch als HV-Batterie bezeichnet) bezüglich des Energieinhalts und/oder der Leistung (Entlade- und Ladeleistung) kann das Hybridfahrzeug 1 als HEV (Hybrid Electric Vehicle) als auch als ein Plug-In-HEV (PHEV) ausgeführt sein. Die erste Elektromaschine 9 (auch als EM1 bezeichnet) ist z. B. bezüglich der Leistung und des Drehmoments derart dimensioniert, dass unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses 29 von der Verbrennungskraftmaschine 5 zur ersten Elektromaschine 9 jeder mögliche verbrennungsmotorische Betriebspunkt (auch als Arbeitspunkt bezeichnet) im seriellen Betrieb eingestellt werden kann. Die zweite Elektromaschine 11 (auch als elektrischer Fahrmotor EM2 bezeichnet) ist bspw. bezüglich der Leistungsdimensionierung an die Leistungsdimensionierung der Verbrennungskraftmaschine 5 angelehnt, das heißt, sie kann eine ähnliche maximale Leistung bereitstellen.
Für einen parallelen Hybridbetrieb können Übersetzungen von der Verbrennungskraftmaschine zum Antriebsrad 15 in verschiedenartigen Weisen bzw. Ausprägungen vorgesehen sein (z. B. gestuft oder stufenlos), wobei hier mindestens eine Over-Drive-Übersetzung mit z. B. einer typischen Übersetzung von der Verbrennungskraftmaschine 5 zum Antriebsrad 15 von z. B. i = 2,8 vorgesehen ist, was bedeutet, dass, wenn sich die Ausgangswelle 31 der Verbrennungskraftmaschine 5 2,8 mal dreht, sich das Antriebsrad 15 einmal dreht.
Die Untersetzungen von dem Fahrmotor EM2 und dem Generator EM1 können in der Ausführungsform beispielsweise sowohl als Stirnradstufe als auch über ein (festgebremstes) Planetengetriebe umgesetzt werden. Über die Hauptkupplung K0 kann der parallele Leistungspfad (Welle 33) vom Antriebsrad 15 abgekoppelt werden. Der Fahrmotor EM2 und der Generator EM1 sind (optional) jeweils über die zweite Kupplung 37 (auch als K2 bezeichnet) und die erste Kupplung 27 (auch als K1 bezeichnet) abkoppelbar, um Schleppverluste zu reduzieren. Alle Kupplungen K0, K1 und K2 können beispielsweise als reibschlüssige Lammelenkupplungen und/oder formschlüssige Klauenkupplungen ausgeführt sein. Der Generator EM1 kann im Wesentlichen oder ausschließlich generatorisch arbeiten, er kann zum Start der Verbrennungskraftmaschine verwendet werden, oder er kann im parallelen Hybridbetrieb zur Boost-Unterstützung der Verbrennungskraftmaschine 5 verwendet werden. Der rein elektrische Betrieb (EV-Betrieb) und die Rekuperation können über den Fahrmotor EM2 (das heißt die zweite Elektromaschine) durchgeführt werden, während die Hauptkupplung K0 geöffnet ist und die zweite Kupplung K2 geschlossen ist.

In der folgenden Tabelle 1 sind die verschiedenen Betriebsmodi aufgeführt, in denen die Antriebseinrichtung 3 betreibbar ist, zusammen mit den jeweiligen Kopplungszuständen der Hauptkupplung K0, der ersten Kupplung K1 und der zweiten Kupplung K2. Tabelle 1:

Betriebsmodus	K0	K1	K2
EV-Betrieb	offen	beliebig	geschlossen
Rekuperation	offen	beliebig	geschlossen
Serieller Hybridbetrieb mit und ohne Lastpunktanhebung	offen	geschlossen	geschlossen
Paralleler Hybridbetrieb ohne Lastpunktanhebung	geschlossen	offen	offen
Paralleler Hybridbetrieb mit Lastpunktanhebung über EM1	geschlossen	geschlossen	offen
Paralleler Hybridbetrieb mit Lastpunktanhebung über EM2	geschlossen	offen	geschlossen

Somit ist die Antriebseinrichtung 3 in einem rein elektrischen Betrieb (EV-Betrieb), einem seriellen Hybridbetrieb und einem parallelen Hybridbetrieb betreibbar. Sowohl der serielle Hybridbetrieb als auch der parallele Hybridbetrieb können dabei jeweils ohne oder mit Lastpunktanhebung ausgeführt werden, wie aus der obigen Tabelle 1 ersichtlich ist.
Über die direkte Anbindung der zweiten Elektromaschine 11 (EM2) an das Antriebsrad 15 sind ein effizienter elektrischer Antrieb und eine effiziente Rekuperation durchführbar.
Während des seriellen Hybridbetriebes kann auch schon bei sehr geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten und/oder Raddrehzahlen die maximale verbrennungsmotorische Leistung zum Antrieb des Fahrzeug genutzt werden, da in diesem Fall die Hauptkupplung K0 geöffnet ist und daher die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 5 unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit optimal eingestellt werden kann. Aus dem rein elektrischen Betrieb heraus (EV-Betrieb) kann bei geöffneter Hauptkupplung K0 über die erste Elektromaschine 9 (Generator EM1) ein sehr komfortabler und zugkraftneutraler Verbrennungskraftmaschinen-Zustart erreicht werden.
Bei Bedarf einer zusätzlichen Lastpunktanhebung im parallelen Betrieb kann der dafür erforderliche generatorische Betrieb zur Erzeugung von elektrischer Leistung zur Aufladung des Akkumulators wahlweise über die zweite Elektromaschine 11 (Fahrmotor EM2) oder die erste Elektromaschine 9 (Generator EM1) durchgeführt werden. Im parallelen Hybridbetrieb ohne Bedarf einer zusätzlichen Lastpunktanhebung können in dem in 1 illustrierten Hybridfahrzeug 1 zur Minimierung der Schleppverluste die zweite Elektromaschine 11 (Fahrmotor EM2) und die erste Elektromaschine 9 (Generator EM1) durch Öffnung der zweiten Kupplung 37 (K2) und Öffnen der ersten Kupplung 27 (K1) abgekoppelt werden.
Die Auswahl des rein elektrischen Hybridbetriebs, des seriellen Hybridbetriebs und des parallelen Hybridbetriebs kann zum Zwecke der Verbrauchsminimierung die jeweiligen Effizienzen/Wirkungsgrade der Antriebsstrang-Komponenten berücksichtigen.
2 illustriert ein Hybridfahrzeug 201 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei in Struktur und/oder Funktion ähnliche oder gleiche Komponenten in 1 und 2 mit Bezugszeichen bezeichnet sind, welche sich in den letzten beiden Stellen gleichen. Zur Vereinfachung sind in der folgenden Beschreibung teilweise die Bezugszeichen aus beiden 1 und 2 angegeben, wobei diese jeweils durch ein Komma getrennt sind.
Das in 2 illustrierte Hybridfahrzeug 201 kann als eine "vereinfachte" Systemtopologie ohne eine Abkoppelbarkeit von Fahrmotor EM2 und Generator EM1 sowie ohne ein Getriebe (gestuft oder stufenlos) aufgefasst werden, so dass nur eine Overdrive-Übersetzung von der Verbrennungskraftmaschine 205 zu dem Antriebsrad 215 vorhanden sein kann.
Im elektrischen Betrieb ist die Hauptkupplung K0 geöffnet. Verbrennungskraftmaschine und elektrischer Generator EM1 stehen still (Drehzahl = Null). Die Fahranforderung wird über den elektrischen Fahrmotor EM2 mit entsprechender Entnahme einer elektrischen Leistung aus der HV-Batterie bereitgestellt. Der hybridische Fahrbetrieb ist seriell und parallel darstellbar. Im seriellen Hybridbetrieb ist die Hauptkupplung K0 geöffnet. Die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine ist frei einstellbar. Die mechanische Leistung der Verbrennungskraftmaschine wird über den Generator EM1 in eine elektrische Leistung gewandelt. Diese elektrische Leistung wird bei entsprechendem Bedarf zur Nachladung der HV-Batterie genutzt sowie vom Fahrmotor EM2 zur Darstellung der Fahranforderung genutzt.
Im parallelen Hybridbetrieb ist die Hauptkupplung K0 geschlossen. Die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine ist über die Overdrive-Übersetzung an die Raddrehzahl gekoppelt. Die mechanische Leistung der Verbrennungskraftmaschine wird bei entsprechendem Bedarf über einen generatorischen Betrieb des elektrischen Generators EM1 zur Nachladung der HV-Batterie genutzt sowie mechanisch zur Darstellung der Fahranforderung direkt an das Rad übertragen. Im parallelen Hybridbetrieb ohne Bedarf einer zusätzlichen Lastpunktanhebung kann der Generator EM1 zur Minimierung der Schleppverluste abgekoppelt werden (mit für Fahrer akzeptabler Dynamikeinbuße, zum Bsp. GRA- und/oder ACC-Betrieb). Bei einer noch weiteren Ausführungsform kann auch die erste Kupplung 227 fehlen.
3 illustriert für den parallelen Hybridbetrieb in einem Koordinatensystem mit einer Abszisse 43, welche die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 illustriert, und mit einer Ordinate 45, welche die Leistung und/oder das Drehmoment anzeigt, welches an der Eingangswelle 32 des Getriebes 19 bzw. einer Ausgangswelle 233 anliegt, eine Leistung 47 der Verbrennungskraftmaschine 5, 205, eine Systemleistung 49, ein Drehmoment 51 der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 sowie ein Systemdrehmoment 53 der jeweiligen gesamten Antriebseinrichtung 3, 203. Die Systemleistung 49 und das Systemdrehmoment 53 sind unter Berücksichtigung einer elektrischen Boost-Unterstützung durch den Generator EM1 (und/oder den Fahrmotor EM2) definiert. Leistungs- und Drehmomentanforderungen (das heißt Sollleistungen bzw. Solldrehmomente) oberhalb der verbrennungsmotorischen Volllast können somit im parallelen Hybridbetrieb bis zur definierten Systemleistung 49 und bis zum definierten Systemdrehmoment 53 über einen kombinierten verbrennungs- und elektromotorischen Betrieb mit entsprechender elektrischen Leistungsentnahme aus dem Akkumulator (HV-Batterie) 13, 213 dargestellt werden.
Die in 1 und 2 illustrierten Antriebseinrichtungssteuerungen 6, 206 sind ausgebildet, ein Verfahren 38 zum Steuern der Antriebseinrichtung 3, 203 des Hybridfahrzeuges 1, 201 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen, welche schematisch in 4 illustriert ist.
Zunächst ist in einem Verfahrensschritt 39 des Verfahrens 38 die Antriebseinrichtung 3, 203 bereitgestellt, die die erste Elektromaschine 9, 209, die zweite Elektromaschine 11, 211, die Verbrennungskraftmaschine 5, 205 und einen Akkumulator 13, 213 umfasst. Dabei ist die Antriebseinrichtung 3, 203 zum Antrieb des Hybridfahrzeuges 1, 201 in den folgenden drei Betriebsmodi betreibbar:
einem rein elektrischen Betrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine bewirkt wird, während die Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet ist;
einem seriellen Hybridbetrieb, in dem das Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine bewirkt wird und die Verbrennungskraftmaschine die erste Elektromaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie antreibt; und
einem parallelen Hybridbetrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der Verbrennungskraftmaschine bewirkt wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt 41 wird die Antriebseinrichtung 3, 203 im seriellen Hybridbetrieb derart gesteuert, dass die Verbrennungskraftmaschine 5, 205 an einem Arbeitspunkt basierend auf einem kombinierten Wirkungsgrad betrieben wird, der von dem Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 und von dem Wirkungsgrad der ersten Elektromaschine 9, 209 abhängt.
Auf der Basis der Definition von in 3 dargestellter Systemleistung und Systemdrehmoment können die verschiedenen Betriebsmodi (das heißt rein elektrischer Betrieb, serieller Hybridbetrieb und paralleler Hybridbetrieb) zum Antrieb des Hybridfahrzeuges 1, 201 in einem Diagramm von verfügbarer Antriebsleistung (und/oder Sollantriebsleistung) über Fahrzeuggeschwindigkeit (oder Antriebsraddrehzahl) visualisiert werden, wie in 5 dargestellt ist. Auf der Abszisse 55 in 5 ist die Geschwindigkeit des Hybridfahrzeuges aufgetragen und auf der Ordinate 57 ist die (verfügbare) Antriebsleistung aufgetragen. In einem Bereich 59 und einem Bereich 60 wird der rein elektrische Betrieb (EV-Betrieb) durchgeführt, in einem Bereich 61 wird der serielle Hybridbetrieb (serieller Betrieb) durchgeführt und in einem Bereich 63 wird der parallele Hybridbetrieb (paralleler Betrieb) durchgeführt. Die Kurve 64 repräsentiert den Fahrwiderstand bei Konstantgeschwindigkeitsfahrt in der Ebene. Das in 5 dargestellte Diagramm kann analog als verfügbares Antriebsdrehmoment (anstatt von Antriebsleistung) über der Fahrzeuggeschwindigkeit oder auch der Raddrehzahl dargestellt werden.
Der rein elektrische Betrieb wird in Bereich 59 durchgeführt, falls die Fahrgeschwindigkeit unterhalb einer Fahrgeschwindigkeitsschwelle 65 liegt und die Antriebsleistung (Sollantriebsleistung) unterhalb einer Elektrischer-Betrieb-Leistungsschwelle 67 liegt.
Ferner wird der rein elektrische Betrieb in Bereich 60 durchgeführt, falls die Fahrgeschwindigkeit oberhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle 65 liegt und die Antriebsleistung (Sollantriebsleistung) unterhalb einer weiteren Elektrischer-Betrieb-Leistungsschwelle 68 liegt, die kleiner ist (z. B. 3 kW) als die Elektrischer-Betrieb-Leistungsschwelle 67.
Der parallele Hybridbetrieb in dem Bereich 63 wird durchgeführt, falls sowohl die Fahrgeschwindigkeit oberhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle 65 liegt, eine Sollantriebsleistung unterhalb der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Parallelhybridbetrieb-Leistungsschwelle 69 liegt, als auch eine Sollantriebsleistung oberhalb der weiteren Elektrischer-Betrieb-Schwelle 68 liegt. Die Parallelhybridbetrieb-Leistungsschwelle 69 ist hier als die Summe der maximalen Ausgabeleistung 71 der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 und der Boost-Unterstützung der ersten Elektromaschine 9, 209 und/oder der Boost-Unterstützung der zweiten Elektromaschine 11, 211 definiert. In dem Bereich 73 erfolgt somit im parallelen Hybridbetrieb ein Boost mittels der ersten Elektromaschine EM1 und/oder der zweiten Elektromaschine EM2.
Der serielle Hybridbetrieb wird im Bereich 61 durchgeführt, falls sowohl die Fahrgeschwindigkeit unterhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle 65 liegt als auch die Sollantriebsleistung oberhalb der Elektrischer-Betrieb-Leistungsschwelle 67 liegt. Ferner wird der serielle Hybridbetrieb in dem Bereich 61 durchgeführt, falls sowohl die Fahrgeschwindigkeit oberhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle 65 liegt als auch die Sollantriebsleistung oberhalb einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Parallelhybridbetrieb-Leistungsschwelle 69 liegt.
Der elektrische Betrieb ist bezüglich der maximalen Antriebsleistungsdarstellung zur Verbrauchsminimierung durch die Elektrischer-Betrieb-Schwelle 67 und durch die weitere Elektrischer-Betrieb-Schwelle 68 begrenzt (hier z. B.: bis ca. 49 km/h, ca. 15 kW-Antriebsleistung ab ca. 49 km/h ca. 3 kW-Antriebsleistung).
Der parallele Hybridbetrieb wird durchgeführt, sobald unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses von Verbrennungskraftmaschine 5, 205 zum Antriebsrad 15, 215 eine minimale Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 überschritten wird. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Overdrive-Übersetzung von der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 zum Antriebsrad 15, 215 i = 2,8, woraus sich bei ca. 49 km/h Fahrzeuggeschwindigkeit eine Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 von ca. 1200 U/min ergibt. Ab dieser Drehzahl ist die Verbrennungskraftmaschine in der Lage, selbsttätig das Antriebsdrehmoment bzw. die Antriebsleistung zu erzeugen. Der parallele Hybridbetrieb ist bezüglich der maximalen Antriebsleistungsdarstellung durch die maximale Belastung der Verbrennungskraftmaschine und unter Berücksichtigung der elektrischen Boost-Unterstützung durch den Generator EM1 und/oder den Fahrmotor EM2 durch die Systemleistung begrenzt (hier durch die Parallelhybridbetrieb-Leistungsschwelle 71 (ohne Boost) oder 69 (mit Boost)). Oberhalb der Elektrischer-Betrieb-Leistungsschwelle 67 und oberhalb der Parallelhybridbetrieb-Leistungsschwelle 69 wird der serielle Hybridbetrieb durchgeführt. Der serielle Hybridbetrieb ist bezüglich der maximalen Antriebsleistungsdarstellung durch die Dimensionierung der zweiten Elektromaschine 11, 211 (Fahrmotor EM2) durch die Linie 75 begrenzt. Die Schwellen 67, 68, 69, 71, 65 können verbrauchsoptimal bzw. CO₂-optimal bestimmt werden.
Die Herleitung einer CO₂-optimierten hybridischen Betriebsstrategie erfolgt auf Basis eines Vergleichs des konventionellen, rein verbrennungsmotorischen Antriebs mit einem intermittierenden elektrisch-verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb. Dabei sind im Hybridbetrieb (seriell und/oder parallel) neben der Rekuperation, der Kraftstoffmehrverbrauch durch Lastpunktanhebung sowie der Energieeinsatz für das elektrische Fahren und die Motorstartvorgänge zu berücksichtigen. Das elektrische Fahren wird dann nur für einen energetisch sinnvollen Bereich zugelassen, für den der Gesamtwirkungsgrad trotz der mehrfachen, verlustbehafteten Energieumwandlung größer ist als im rein verbrennungsmotorischen Betrieb.
Der Übergang vom elektrischen Fahrbetrieb zum hybridischen Fahrbetrieb erfolgt dann, wenn die über den Pedalwert abgeleitete Fahrerwunschantriebsleistung einen vorbestimmten Wert überschreitet. Diese zusätzlich auch von der Raddrehzahl bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Leistungsschwelle wird unter Anwendung eines mathematischen Optimierungsverfahrens unter Berücksichtigung aller Antriebsstrangkomponentenwirkungsgrade für verschiedene Fahrzyklen verbrauchsoptimal bestimmt.
Für das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel und unter Berücksichtigung typischer Komponentenwirkungsgrade kann sich bis ca. 49 km/h eine Grenzantriebsleistung von ca. 15 kW für den elektrischen Betrieb bzw. ab 50 km/h eine Grenzantriebsleistung von ca. 3 kW für den elektrischen Betrieb ergeben, ohne dass die vorliegende Erfindung auf diese Werte und Grenzen beschränkt ist.
In parallelen Hybridbetriebszuständen ist in der Regel auch ein äquivalenter serieller Hybridbetriebszustand darstellbar. Für typische Ausführungsbeispiele zeigt sich allerdings für verschiedenartigste Fahranforderungen, dass unter Berücksichtigung aller Antriebsstrangkomponentenwirkungsgrade der serielle Betrieb zumeist eine geringere Effizienz gegenüber dem parallelen Hybridbetrieb aufweist, wie in 6 illustriert ist. Im Hybridbetrieb sollte daher – sofern möglich – der parallele Hybridbetrieb aufgrund seiner höheren Effizienz gegenüber dem seriellen Hybridbetrieb bevorzugt werden.
6 illustriert den Kraftstoffverbrauch in Masse pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von Geschwindigkeit und Lastpunktanhebung. Fast für alle Typen von Geschwindigkeit und Lastpunktanhebung, die in 6 dargestellt sind, ergibt sich, dass der parallele Hybridbetrieb einen geringeren Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit erfordert als der serielle Hybridbetrieb. Der parallele Hybridbetrieb ist dabei durch Flächenelemente 77 bezeichnet und der serielle Hybridbetrieb ist durch Flächenelemente 79 illustriert. Nur für relativ geringe Geschwindigkeiten und relativ hohe Lastpunktanhebungen zeigt der parallele Hybridbetrieb einen höheren Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit als der serielle Hybridbetrieb.
In seriellen Hybridbetriebszuständen ist wegen der geöffneten Hauptkupplung K0 die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine frei einstellbar. (Die Drehzahl des elektrischen Generators EM1 ist mechanisch an die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt. Die Drehzahl und das Drehmoment des elektrischen Fahrmotors EM2 sind mechanisch an die Raddrehzahl und an das vom Fahrer angeforderte Raddrehmoment gekoppelt.) Die mechanische Leistung der Verbrennungskraftmaschine wird über den Generator EM1 in eine elektrische Leistung gewandelt. Diese elektrische Leistung wird bei entsprechendem Bedarf zur Nachladung der HV-Batterie genutzt (Lastpunktanhebung, P_LPA) sowie vom Fahrmotor EM2 zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt (P_{EM2,elektrisch}).
Der CO₂-optimierte serielle Hybridbetrieb berücksichtigt den optimalen kombinierten Wirkungsgrad aus Verbrennungskraftmaschine und elektrischem Generator EM1. In diesem CO₂-optimierten seriellen Hybridbetrieb sind die Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine im Vergleich zu ihrem optimalen Wirkungsgrad typischerweise zu höheren Drehzahlen verschoben, da der elektrische Generator EM1 sein Wirkungsgradoptimum typischerweise bei höheren Drehzahlen als die Verbrennungskraftmaschine erreicht. Grundsätzlich kann zum Beispiel der folgende Zusammenhang zur Ermittlung der verbrauchsoptimalen Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine im seriellen Hybridbetrieb in Abhängigkeit der geforderten Nachladeleistung in die HV-Batterie, in Abhängigkeit der geforderten elektrischen Leistung am Fahrmotor EM2 zur Darstellung der Fahranforderung sowie in Abhängigkeit der Wirkungsgrade von Verbrennungskraftmaschine und elektrischem Generator EM1 gelten: n_VKM,CO2-opt.(P_LPA + P_{EM2,elektrisch}, η_VKM, η_EM1) = max((η_VKM × η_EM1)(P_LPA + P_{EM2,elektrisch}))
Dabei bezeichnet

n_VKM,CO2-opt: die CO₂-optimierte Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine,
η_VKM: den Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine,
η_EM1: den Wirkungsgrad der ersten Elektromaschine,
P_LPA: die Lastpunkterhöhungsleistung, und
P_{EM2,elektrisch}: die der zweiten Elektromaschine zugeführte elektrische Leistung.

Die Wirkungsgrade werden dabei an der Stelle (P_LPA + P_{EM2,elektrisch}) genommen.
7 illustriert in einem Koordinatensystem mit Abszisse 81, die die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 anzeigt, und mit Ordinate 83, die das bereitgestellte Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 anzeigt, Linien 85 gleichen spezifischen Kraftstoffverbrauchs, sowie gestrichelte Linien 87 für verschiedene Gesamtausgangsleistungen, das heißt der Leistungen, welche von der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 erzeugt werden. Die Linie 89 illustriert den verbrauchsoptimalen Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 allein und die Linie 91 illustriert eine Arbeitspunktkurve, welche durch eine Verbrauchsoptimierung eines kombinierten Wirkungsgrads erhalten ist, wobei der kombinierte Wirkungsgrad von dem Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 sowie von dem Wirkungsgrad der ersten Elektromaschine 9, 209 abhängt. Insbesondere ist der kombinierte Wirkungsgrad durch ein Produkt dieser beiden Wirkungsgrade bestimmt, wie es oben in der Gleichung ausgeführt ist.
Um den Arbeitspunkt der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 im seriellen Hybridbetrieb bei einer (gegebenen) Sollleistung aufzufinden, wird der Schnittpunkt der Arbeitspunktkurve 91 mit derjenigen Linie 87 aufgefunden, welche der gewünschten Sollleistung entspricht. Falls z. B. eine Sollleistung 20 kW beträgt (was z. B. die Summe aus einer Sollantriebsleistung von 15 kW am Antriebsrad 15 und einer Lastpunkterhöhung von 5 kW zur Aufladung des Akkumulators entsprechen kann), so ergibt sich als Schnittpunkt der entsprechenden Kurve 87 mit der Arbeitspunktkurve 91 der Arbeitspunkt 93, welcher eine Drehzahl von etwa 2200 U/min und ein Drehmoment von etwa 77 Nm definiert. Mittels einer geeigneten Kraftstoffzufuhr wird sodann das dem Arbeitspunkt 93 entsprechende Drehmoment und die dem Arbeitspunkt 93 entsprechende Drehzahl bei der Verbrennungskraftmaschine 5, 205 eingestellt. Dazu gibt die Antriebseinrichtungssteuerung 6, 206 Steuersignale 8, 208 an die Verbrennungskraftmaschine 5, 205 aus. Weitere Steuersignale 10, 210 werden an die erste Elektromaschine 9, 209 und weitere Steuersignale 12, 212 werden an die zweite Elektromaschine 11, 211 zur Steuerung derselben ausgegeben. Die Antriebseinrichtungssteuerung 6, 206 kann ferner Steuersignale 14, 214 zur Steuerung der Hauptkupplung K0 (17), der ersten Kupplung K1 (27) und der zweiten Kupplung K2 (37) und Steuersignal 4 an das Getriebe 19 ausgeben. Ändert sich ausgehend von dem Arbeitspunkt 93 eine angeforderte Sollleistung nach oben oder nach unten, so wird der Arbeitspunkt entlang der Arbeitspunktlinie 91 verschoben, wie durch Pfeile angedeutet ist.
Die Betriebspunktverstellung der Verbrennungskraftmaschine im seriellen Hybridbetrieb bei sich ändernden Fahranforderungen ist vorzugsweise entlang der Linie 91 des optimalen kombinierten VKM-EM1-Wirkungsgrads durchzuführen. Die Betriebspunktverstellung der Verbrennungskraftmaschine im seriellen Betrieb sollte bevorzugt nur entlang der Linie 91 optimalen kombinierten VKM-EM1-Wirkungsgrads vorgenommen werden.
Aus dem vorgestellten Verfahren zur Ausarbeitung einer CO₂-optimalen Betriebsstrategie können sich bei manchen Ausführungsformen z. B. folgende grundsätzliche Richtlinien ergeben:

• Ein EV-Betrieb kann vorzugsweise bis ca. 50 km/h und einer maximalen Antriebsleistung von ca. 15 kW erfolgen.
• Im Hybridbetrieb kann – sofern möglich – der parallele Betrieb aufgrund seiner höheren Effizienz gegenüber dem seriellen Hybridbetrieb bevorzugt werden (hier paralleler Hybridbbetrieb ab ca. 49 km möglich mit VKM-Drehzahl >≈ 1200 U/min bei v_1000,i=2,8 = 41,4 km/h).
• Im parallelen Hybridbetrieb kann der Übergang in den seriellen Hybridbetrieb bei Drehmomentanforderungen größer VKM-Volllast oder alternativ größer Systemvolllast erfolgen.
• Die VKM-Betriebspunktverstellung im seriellen Hybridbetrieb kann vorzugsweise entlang der Linie des optimalen kombinierten VKM-EM1-Wirkungsgrads erfolgen.

Bezugszeichenliste

1: Hybridfahrzeug
3: Antriebseinrichtung
5: Verbrennungskraftmaschine
6: Antriebseinrichtungssteuerung
7: Zylinder
8: Steuersignal
9: erste Elektromaschine
10: Steuersignal
11: zweite Elektromaschine
12: Steuersignal
13: Akkumulator
14: Steuersignal
15: Antriebsrad
17: Hauptkupplung K0
19: Getriebe
21: Radantriebstrang
23: Differenzialübersetzung
25: Differenzial
27: erste Kupplung K1
29: Übersetzungselement
31: Ausgangswelle Verbrennungskraftmaschine
32: Eingangswelle Getriebe
33: Ausgangswelle Getriebe
35: Übersetzungselement
37: zweite Kupplung K2
38: Verfahren
39: Verfahrensschritt
41: Verfahrensschritt
43: Abszisse
45: Ordinate
47: Verbrennungskraftmaschine-Leistung
49: Systemleistung
51: Verbrennungskraftmaschine-Drehmoment
53: Systemdrehmoment
55: Abszisse
57: Ordinate
59, 60: Bereiche rein elektrischen Betriebs
61: Bereich serieller Hybridbetrieb
63: Bereich paralleler Hybridbetrieb
64: Fahrwiderstand bei Konstantgeschwindigkeitsfahrt
65: Fahrgeschwindigkeitsschwelle
67: Elektrischer-Betrieb-Schwelle
68: weitere Elektrischer-Betrieb-Schwelle
69: Parallelhybridbetrieb-Schwelle
71: maximale Ausgangsleistung der Verbrennungskraftmaschine
73: Boost-Bereich
75: obere Grenze für den seriellen Hybridbetrieb
77: Fläche bzgl. paralleler Hybridbetrieb
79: Fläche bzgl. serieller hybridbetrieb
81: Abszisse
83: Ordinate
85: Spezifischer-Verbrauch-Isolinien
87: Leistung-Isolinien
89: Kurve verbrauchsoptimalen Wirkungsgrads der Verbrennungskraftmaschine
91: Arbeitspunktkurve
93: Arbeitspunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013001095 A1 [0003]
EP 1074087 B1 [0004]
DE 102012103292 A1 [0005]
DE 102009019485 A1 [0006]
DE 60223850 T2 [0007]
DE 102007054368 A1 [0008]

Claims

Verfahren zum Steuern einer Antriebseinrichtung (3, 203) eines Hybridfahrzeuges (1, 201), die eine Verbrennungskraftmaschine (5, 205), eine erste Elektromaschine (9, 209), eine zweite Elektromaschine (11, 211) und einen Akkumulator (13, 213) umfasst, wobei die Antriebseinrichtung zum Antrieb des Hybridfahrzeuges in den folgenden drei Betriebsmodi betreibbar ist: einem rein elektrischen Betrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine (11, 211) bewirkt wird, während die Verbrennungskraftmaschine (5, 205) ausgeschaltet ist; einem seriellen Hybridbetrieb, in dem das Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine (11, 211) bewirkt wird und die Verbrennungskraftmaschine (5, 205) die erste Elektromaschine (9, 209) zur Erzeugung von elektrischer Energie antreibt; einem parallelen Hybridbetrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der Verbrennungskraftmaschine (5, 205) bewirkt wird, wobei das Verfahren aufweist: Steuern der Antriebseinrichtung im seriellen Hybridbetrieb derart, dass die Verbrennungskraftmaschine an einem Arbeitspunkt (93) basierend auf einem kombinierten Wirkungsgrad (η_VKM × η_EM1) betrieben wird, der von dem Wirkungsgrad (η_VKM) der Verbrennungskraftmaschine und von dem Wirkungsgrad (η_EM1) der ersten Elektromaschine abhängt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Arbeitspunkt (93) eine Extremstelle des kombinierten Wirkungsgrads für eine gegebene Sollleistung (87) und/oder ein gegebenes Solldrehmoment ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuern der Antriebseinrichtung (3, 203) im seriellen Hybridbetrieb umfasst: Abrufen des Arbeitspunktes (93) aus einer vorgegebenen Arbeitspunktkurve (91), die Arbeitspunkte für eine Mehrzahl von Sollleistungen und/oder Solldrehmomente definiert, wobei die Arbeitspunkte durch eine Mehrzahl von Extremstellen des kombinierten Wirkungsgrads (η_VKM × η_EM1) für die Mehrzahl der Sollleistungen und/oder Solldrehmomente gegeben sind.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der kombinierte Wirkungsgrad (η_VKM × η_EM1) das Produkt des Wirkungsgrads der Verbrennungskraftmaschine und des Wirkungsgrads der ersten Elektromaschine ist.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der rein elektrische Betrieb durchgeführt wird, falls die Fahrgeschwindigkeit (55) unterhalb einer Fahrgeschwindigkeitsschwelle (65) liegt und eine Sollantriebsleistung (57) und/oder ein Sollantriebsdrehmoment unterhalb einer Elektrischer-Betrieb-Schwelle (67) liegen, wobei der rein elektrische Betrieb ferner durchgeführt wird, falls eine Sollantriebsleistung (57) und/oder ein Sollantriebsdrehmoment unterhalb einer weiteren Elektrischer-Betrieb-Schwelle (68) liegen.
Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei der serielle Hybridbetrieb durchgeführt wird, falls sowohl die Fahrgeschwindigkeit (55) unterhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle (65) liegt als auch eine Sollantriebsleistung (57) und/oder ein Sollantriebsdrehmoment oberhalb der Elektrischer-Betrieb-Schwelle (67) liegt, wobei der serielle Hybridbetrieb ferner durchgeführt wird, falls eine Sollantriebsleistung (57) und/oder ein Sollantriebsdrehmoment oberhalb einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Parallelhybridbetrieb-Schwelle (69) liegt.
Verfahren gemäß dem vorangehenden Anspruch, wobei der parallele Hybridbetrieb durchgeführt wird, falls sowohl die Fahrgeschwindigkeit (55) oberhalb der Fahrgeschwindigkeitsschwelle (65) liegt, eine Sollantriebsleistung (57) und/oder ein Sollantriebsdrehmoment unterhalb der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Parallelhybridbetrieb-Schwelle (69) liegt, als auch eine Sollantriebsleistung (57) und/oder ein Sollantriebsdrehmoment oberhalb einer weiteren Elektrischer-Betrieb-Schwelle (68) liegt.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 6 oder 7, wobei die Parallelhybridbetrieb-Schwelle (69) als Summe der Antriebsdrehmomente gegeben ist, die maximal von der Verbrennungskraftmaschine (5, 205) und unter Berücksichtigung einer Boost-Unterstützung der ersten Elektromaschine (9, 209) und/oder der zweiten Elektromaschine (11, 211) erzeugbar sind.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im parallelen Hybridbetrieb zumindest zeitweise die erste Elektromaschine (9, 209) und/oder die zweite Elektromaschine (11, 211) zusätzlich zur Fahrantriebsleistung beiträgt.
Hybridfahrzeug (1, 201), aufweisend: eine Antriebseinrichtung (3, 203), die eine Verbrennungskraftmaschine (5, 205), eine erste Elektromaschine (9, 209), eine zweite Elektromaschine (11, 211) und einen Akkumulator (13, 213) umfasst, wobei die Antriebseinrichtung zum Antrieb des Hybridfahrzeuges in den folgenden drei Betriebsmodi betreibbar ist: einem rein elektrischen Betrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine bewirkt wird, während die Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet ist; einem seriellen Hybridbetrieb, in dem das Fahrantriebsdrehmoment mittels der zweiten Elektromaschine bewirkt wird und die Verbrennungskraftmaschine die erste Elektromaschine zur Erzeugung von elektrischer Energie antreibt; einem parallelen Hybridbetrieb, in dem ein Fahrantriebsdrehmoment mittels der Verbrennungskraftmaschine bewirkt wird, wobei das Hybridfahrzeug ferner eine Antriebseinrichtungssteuerung (6, 206) aufweist, welche ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.