DE102021000147A1 - Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems Download PDF

Info

Publication number
DE102021000147A1
DE102021000147A1 DE102021000147.8A DE102021000147A DE102021000147A1 DE 102021000147 A1 DE102021000147 A1 DE 102021000147A1 DE 102021000147 A DE102021000147 A DE 102021000147A DE 102021000147 A1 DE102021000147 A1 DE 102021000147A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle axle
coupled
electrical machine
combustion engine
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021000147.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Hahn
Jonathan Zeibig
Carsten Gitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Priority to DE102021000147.8A priority Critical patent/DE102021000147A1/de
Publication of DE102021000147A1 publication Critical patent/DE102021000147A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/448—Electrical distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/52—Driving a plurality of drive axles, e.g. four-wheel drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B60W10/115—Stepped gearings with planetary gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/119—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of all-wheel-driveline means, e.g. transfer gears or clutches for dividing torque between front and rear axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems aufweisend eine erste und eine zweite Fahrzeugachse (2, 3), einen Verbrennungsmotor (4), eine erste elektrische Maschine (5), deren Rotor (18) drehmomentübertragend mit der ersten Fahrzeugachse (2) gekoppelt oder koppelbar ist, und einer zweiten elektrischen Maschine (10) drehmomentübertragend mit der zweiten Fahrzeugachse (3) gekoppelt oder koppelbar ist.Das erfindungsgemäß Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest dreiwelliger Planetenradsatz (15) vorgesehen ist, mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Element (16, 20, 22), wobei der Rotor (18) mit dem ersten Element (16) gekoppelt oder koppelbar ist, wobei der Verbrennungsmotor (4) mit dem zweiten Element (20) gekoppelt oder koppelbar ist, und wobei das dritte Element (22) mit der ersten Fahrzeugachse (2) gekoppelt oder koppelbar ist, wobei in einer speziellen seriellen Betriebsweise die erste Fahrzeugachse (2) durch gleichzeitigen antreibenden Betrieb des Verbrennungsmotors (4) und der ersten elektrischen Maschine (5) angetrieben wird, und, ebenfalls gleichzeitig, die zweite elektrische Maschine (10) in einem generatorischen Betrieb Strom generiert, wodurch die zweite Fahrzeugachse (3) gebremst wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
  • Ein Hybridantriebssystem, welches für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, beschreibt beispielsweise die WO 2020/020401 A1 und die dieselbe Priorität nehmende DE 10 2018 123 740 A1 . Das dort gezeigte Hybridantriebssystem umfasst eine erste elektrische Maschine und einen Verbrennungsmotor an einer ersten angetriebenen Fahrzeugachse sowie eine zweite elektrische Maschine an einer zweiten angetriebenen Fahrzeugachse. Dabei beschreibt die Schrift verschiedene klassische Fahrmodi wie beispielsweise einen parallelen Betrieb, bei welchem die erste Fahrzeugachse sowohl mit dem Verbrennungsmotor als auch mit der ersten elektrischen Maschine abgetrieben werden kann. Ferner einen sogenannten seriellen Betrieb, bei welchem der Verbrennungsmotor die erste elektrische Maschine treibt und die zweite elektrische Maschine im motorischen Betrieb die zweite Fahrzeugachse zum Antrieb des Fahrzeugs antreibt. Weitere Betriebsmodi umfassen das Laden einer Batterie im Stillstand des Fahrzeugs oder auch während der Fahrt, um den Lastpunkt des Verbrennungsmotors in Richtung eines möglichst effizienten Betriebs zu verschieben. Daneben ist ein rein elektrischer Antrieb ebenso möglich wie ein klassischer Rekuperationsbetrieb, bei welchem die Bremsenergie des Fahrzeugs durch eine oder beide elektrische Maschinen im generatorischen Betrieb aufgebracht und die gewonnene Energie in der Batterie zwischengespeichert wird. Letztlich ist auch ein rein verbrennungsmotorischer Antrieb des Kraftfahrzeugs über das beschriebene Hybridantriebssystem möglich.
  • Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hybridantriebssystems anzugeben, welches weitere sinnvolle Betriebsmöglichkeiten erlaubt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1 ermöglicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems nutzt im Wesentlichen ein Hybridantriebssystem wie es beispielsweise aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt ist. Ergänzt wird dieses um einen zumindest dreiwelligen Planetenradsatz, welcher eine leistungsverzweigte Anbindung des Verbrennungsmotors einerseits und der ersten elektrischen Maschine andererseits ermöglicht. Erfindungsgemäß ist dafür ein erstes Element des Planetenradsatzes mit dem Rotor der ersten elektrischen Maschine derart gekoppelt oder koppelbar, dass Drehmomente zwischen dem ersten Rotor und dem Planetenradsatz übertragen werden können. Die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ist mit einem zweiten Element des Planetenradsatzes in der Art gekoppelt oder koppelbar, dass Drehmomente ausgehend von der Kurbelwelle in den Planetenradsatz eingeleitet werden können. Das dritte Element des Planetenradsatzes ist wiederum in der Art mit der ersten Fahrzeugachse gekoppelt oder koppelbar, dass Drehmomente von dem Planetenradsatz an die erste Fahrzeugachse übertragen werden können. Hierbei kann ein weiteres Getriebe, beispielsweise ein Stirnradteilgetriebe, ergänzend zu dem Planetenradsatz zwischengeschaltet sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt diesen Planetenradsatz zur Leistungsverzweigung nun für eine spezielle serielle Betriebsweise, welche im Gegensatz zu der herkömmlichen seriellen Betriebsweise, wie sie aus dem eingangs genannten Stand der Technik und auch bei sonstigen Hybridantriebssystemen allgemein bekannt ist, anders ausgestaltet ist. Die spezielle erfindungsgemäße serielle Betriebsweise nutzt die Leistungsverzweigung über den Planetenradsatz, um die erste Fahrzeugachse gleichzeitig durch den Betrieb des Verbrennungsmotors und der ersten elektrischen Maschine anzutreiben, sodass der Planetenradsatz also als Summiergetriebe eingesetzt wird. Ebenfalls gleichzeitig wird die zweite elektrische Maschine in den generatorischen Betrieb geschaltet und erzeugt durch ihren Antrieb durch die zweite Fahrzeugachse, welche hierdurch gebremst wird, elektrische Leistung.
  • Der Vorteil besteht nun darin, dass die zweite elektrische Maschine die im generatorischen Betrieb gewonnene Energie direkt an die erste elektrische Maschine weitergibt, sodass eine Batterie für die Bereitstellung der Energie, und so ist es gemäß einer außerordentlich günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, nicht erforderlich ist. Dadurch, dass die Energie nicht in der Batterie zwischengespeichert werden muss, werden die beim Laden und Entladen der Batterie unweigerlich auftretenden Wirkungsgradnachteile effizient umgangen.
  • Ein weiterer entscheidender Vorteil des speziellen seriellen Betriebs im Gegensatz zum herkömmlichen aus dem Stand der Technik bekannten seriellen Betrieb liegt nun darin, dass beim speziellen seriellen Betrieb nicht die Leistung der ersten elektrischen Maschine für die Antriebsaufgabe limitierend wirkt, sondern die Leistung des Verbrennungsmotors. In den meisten Hybridantriebssystemen hat dieser Verbrennungsmotor jedoch die höhere Nennleistung, sodass insgesamt eine höhere Leistung zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Weitere Betriebszustände für diesen speziellen seriellen Betrieb dienen dann dazu, komfort-, verbrauchs- und/oder fahrdynamikorientierte Aufgaben effizient zu erfüllen. So können beispielsweise komfortorientierte oder verbrauchsoptimierte, insbesondere hinsichtlich des CO2-Austosses optimierte, Fahraufgaben erreicht werden, indem die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine angehoben wird und damit die Drehzahl des Verbrennungsmotors abgesenkt werden kann. Die erste elektrische Maschine wird dabei ebenso wie der Verbrennungsmotor motorisch betrieben. Die Energie zum motorischen Betrieb der ersten elektrischen Maschine stammt dann von dem generatorischen Betrieb der zweiten elektrischen Maschine, welche diese Energie liefert. Wie oben schon erwähnt muss die Batterie in den Energiefluss dabei nicht eingebunden werden.
  • Eine fahrdynamikorientierte Aufgabe kann beispielsweise erreicht werden, indem die Drehzahlen der ersten elektrischen Maschine und des Verbrennungsmotors, die über den Planetenradsatz voneinander abhängen, auf den Betrieb mit maximaler Antriebsleistung ausgerichtet wird. Die erste elektrische Maschine wird auch hierbei motorisch betrieben und auch hier liefert die dafür erforderliche Energie die im generatorischen Betrieb laufende zweite elektrische Maschine. Auch hier muss die Batterie nicht in den Energiefluss eingebunden werden.
  • Dies ist besonders vorteilhaft, da weder der Ladezustand der Batterie noch eine gegebenenfalls zu niedrige oder zu hohe Temperatur der Batterie Einfluss auf die Fahrleistung nimmt. Der Ladezustand und die Temperatur der Batterie, welche in herkömmlichen Systemen häufig zu Leistungseinschränkungen führen, um vorgegebene Grenzwerte sicher einzuhalten, spielen hier für den Betrieb im speziellen seriellen Modus also keine Rolle und schränken die Leistung nicht ein.
  • Der spezielle serielle Modus ist daher besonders für Dauerbetriebszustände bereits ab niedrigen Fahrgeschwindigkeiten relevant, bei denen der Verbrennungsmotor die Fahrleistung zur Erfüllung der Fahraufgabe alleine zur Verfügung stellen kann. Besonders günstig sind dabei Fahrzustände, bei denen die Drehzahl der ersten elektrischen Maschine in der Größenordnung von Null gehalten werden kann, da dann die elektrische Leistung in dem System besonders gering ist und im Gegensatz zum herkömmlichen seriellen Modus der Wirkungsgrad im elektrischen Pfad eine untergeordnete Rolle spielt.
  • Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung gemäß der Erfindung kann eine elektrodynamische Anfahr-Betriebsweise vorsehen, in welcher die erste Fahrzeugachse durch gleichzeitigen drehmomentübertragenden Betrieb des Verbrennungsmotors und generatorischen Betrieb der ersten elektrischen Maschine, also ihrem Antrieb über den Planetenradsatz durch den Verbrennungsmotor, Verwendung findet. Der Verbrennungsmotor treibt dabei also die erste Fahrzeugachse und die erste elektrische Maschine an. Gleichzeitig wird in dieser elektrodynamischen Anfahr-Betriebsweise die zweite Fahrzeugachse durch den motorischen Betrieb der zweiten elektrischen Maschine angetrieben.
  • In diesem Anfahr-Betriebsmodus, welcher auch als elektrodynamischer Anfahr-Betriebsmodus, also im Wesentlichen analog zu einem hydrodynamischen Anfahrbetrieb wirken kann, stellt also die erste elektrische Maschine die Antriebsdrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit mit ein. Je nach Fahrgeschwindigkeit dreht die erste elektrische Maschine dabei zuerst mit negativer und dann mit positiver Drehrichtung am Anbindungselement des Planetenradsatzes und sorgt dabei für ein Drehmomentgleichgewicht im Planetenradsatz. Über die erste elektrische Maschine kann so das Drehmoment, das zur Fahrzeugachse gelangt dynamisch angepasst werden. Im Stand und bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten wird die erste elektrische Maschine also im generatorischen Betrieb eingesetzt, während gleichzeitig mit der über die erste elektrische Maschine erzeugten elektrischen Leistung die zweite elektrische Maschine zur Unterstützung des Anfahrens des Fahrzeugs über die zweite Fahrzeugachse genutzt wird.
  • Auch hier kann der Aufbau nun so genutzt werden, dass der Energiefluss von der während des Anfahrens generatorisch betriebenen ersten elektrischen Maschine zur zweiten elektrischen Maschine, welche motorisch betrieben wird, nicht über die Batterie des Fahrzeugs läuft. Insbesondere beim Anfahren ist dies ein ganz entscheidender Vorteil, da gerade beim Anfahren häufig sehr niedrige Temperaturen der Batterie vorliegen, was ohne den beschriebenen elektrodynamischen Anfahr-Betriebsmodus zu einer Leistungseinschränkung und enormen Belastung der Batterie hinsichtlich ihrer Lebensdauer führt. Aber auch bei zu hohen Temperaturen der Batterie oder bei einem sehr niedrigen Ladezustand der Batterie, welcher beim herkömmlichen Verfahren zu Leistungseinschränkungen führt, kann das elektrodynamische Anfahren effizient genutzt werden, da, wie es oben bereits angesprochen worden ist, und wie es gemäß einer sehr günstigen Ausgestaltung entsprechend vorgesehen ist, die Batterie in dem Modus umgangen werden kann.
  • Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen elektrodynamischen Anfahrens kann es ferner vorsehen, dass mit steigender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs der generatorische Betrieb der ersten elektrischen Maschine sich zunehmend verringert und in einen motorischen Betrieb der elektrischen Maschine übergeht, wobei gleichzeitig der motorische Betrieb der zweiten elektrischen Maschine sich zunehmend verringert und mit dem Wechsel des Betriebs der ersten elektrischen Maschine vom generatorischen Betrieb in den motorischen Betrieb vom motorischen Betrieb in den generatorischen Betrieb wechselt. Zuerst liefert also die erste elektrische Maschine Leistung für die zweite elektrische Maschine. Mit zunehmender Geschwindigkeit des Fahrzeugs ändert sich dies ab einer entsprechenden Grenzgeschwindigkeit und der Betrieb wechselt ab beispielsweise einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit und/oder ab einer vorgegebenen Grenzleistung in den oben bereits beschriebenen speziellen seriellen Betrieb in der dort ausgeführten Art und Weise.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl in der einen als auch in der anderen Ausgestaltung ergeben sich aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.
  • Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht eines möglichen Fahrzeugs mit einem Hybridantriebssystem zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
    • 2 eine schematische Darstellung der Kombination aus Verbrennungsmotor, Getriebe und erster elektrischer Maschine in einer möglichen Ausgestaltung gemäß der Erfindung.
  • In der Darstellung der 1 ist ein schematisch angedeutetes Fahrzeug 1 zu erkennen. Es umfasst in Fahrtrichtung F vorne eine mit 2 bezeichnete Vorderachse als erste Fahrzeugachse und eine mit 3 bezeichnete Hinterachse als zweite Fahrzeugachse. Im hier dargestellten Fall können beide Fahrzeugachsen 2, 3 jeweils angetrieben werden. Im Bereich der ersten Fahrzeugachse 1 ist dafür ein Verbrennungsmotor 4 zusammen mit einer ersten elektrischen Maschine 5 und einem Getriebe 6 dargestellt. Diese können über ein als ein Differential 7 ausgebildetes Achsgetriebe die erste Fahrzeugachse 2 antreiben. Die erste elektrische Maschine 5 ist außerdem über eine Leistungselektronik 8 mit einer Energiespeichereinrichtung in Form einer Batterie 9 gekoppelt. Alternativ dazu kann anstelle einer Batterie 9 auch eine andere elektrische Energiespeichereinrichtung zum Einsatz kommen, beispielsweise Hochleistungskondensatoren. Insbesondere können diese auch mit der Batterie 9 entsprechend kombiniert ausgebildet sein.
  • Über die Leistungselektronik 8 ist außerdem eine zweite elektrische Maschine 10 angeschlossen, welche ihrerseits beispielsweise über ein Getriebe 11 und ein Differential 12 zum Antreiben der zweiten Fahrzeugachse 3 benutzt werden kann. Sowohl die erste elektrische Maschine 5 als auch die zweite elektrische Maschine 10 können dabei selbstverständlich auch generatorisch betrieben werden, beispielsweise zur Rekuperation von Bremsenergie beim Abbremsen des Fahrzeugs 1, oder speziell im Falle der ersten elektrischen Maschine 5, in dem diese vom Verbrennungsmotor 4 angetrieben wird, beispielsweise um Energie für den Antrieb der zweiten elektrischen Maschine 10 bereit zu stellen, so dass ein klassischer serieller Hybridantrieb realisiert werden kann.
  • Die Batterie 9 muss dabei, wie es eingangs erläutert worden ist, bei verschiedenen Betriebsmodi nicht zum Einsatz kommen, was hier durch eine prinzipielle Trennstelle, welche mit 13 bezeichnet ist, schematisch angedeutet sein soll.
  • Der Verbrennungsmotor 4, die erste elektrische Maschine 5 und das Getriebe 6 sind dabei vorzugsweise quer zur Fahrtrichtung F im Bereich der ersten Fahrzeugachse 2 eingebaut. Sie müssen dementsprechend in axialer Richtung, also in ihrer Richtung quer zur Fahrtrichtung F, außerordentlich kompakt realisiert werden, um einerseits diese Komponenten und andererseits die im Bereich der Vorderachse notwendige Lenkung in dem typischerweise verfügbaren Bauraum unterzubringen.
  • Der Aufbau zum Antrieb der ersten Fahrzeugachse 2 kann dabei vorzugsweise in der in 2 schematisch angedeuteten Art und Weise ausgebildet sein. Der Verbrennungsmotor 4 ist über eine optionale Trennkupplung 14 mit einem Planetenradsatz 15 gekoppelt. Anders als in der Darstellung der 2 gezeigt kann zwischen der optionalen Trennkupplung 14 und dem Verbrennungsmotor 4 außerdem eine Vorrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen vorgesehen sein, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad. Der Planetenradsatz 15 ist dabei als zumindest als dreiwelliger Planetenradsatz 15 ausgeführt.
  • Ein erstes Element 16 des Planetenradsatzes 15 ist mit einem ersten Rotorrad 17 beispielsweise direkt oder auch über zwischengeschaltete Getriebeelemente wie Zahnriemen, Ketten, weitere Zahnräder oder dergleichen, gekoppelt. Das Rotorrad 17 selbst ist drehfest mit einem Rotor 18 der ersten elektrischen Maschine 5 verbunden, welcher in einem Stator 19 entsprechend umläuft.
  • Ein zweites Element 20 des Planetenradsatzes 15 ist mit dem Verbrennungsmotor 4 bzw. seiner angedeuteten Kurbelwelle 21 direkt oder über die bereits erwähnte optionale Trennkupplung 14 gekoppelt oder koppelbar. Wie erwähnt kann dabei eine Vorrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen zwischen der Kurbelwelle und dem zweiten Element 20 des Planetenradsatzes 15 integriert sein. Ein drittes Element 22 des Planetenradsatzes 15 ist mit einer Eingangswelle 23 eines Teilgetriebes 24 verbunden, welches hier rein beispielhaft als Stirnradteilgetriebe 24 dargestellt ist und zusammen mit dem Planetenradsatz 15 das Getriebe 6 ausbildet. Optional kann der Planetenradsatz 15 auch vierwellig ausgebildet sein, sodass eine weitere Eingangswelle 25 in das Teilgetriebe 24 entsteht, wie es hier gestrichelt angedeutet ist. Eine Abtriebswelle 27 des nur schematisch und beispielhaft angedeuteten Stirnradteilgetriebes 24 treibt ein Abtriebsrad 26, welches seinerseits das bereits angesprochene Differential 7 der ersten Fahrzeugachse 2 antreibt. An die Stelle des hier dargestellten Stirnradteilgetriebes 24 könnte auch ein anderes Getriebe oder ein Stirnradgetriebe in einer anderen Ausführungsvariante treten, beispielsweise ein Stirnradgetriebe mit zwei Abtriebswellen und dementsprechend zwei Abtriebsrädern, welche mit dem Differential 7 kämmen oder dergleichen.
  • Der Planetenradsatz 15 kann ergänzend zu der bisherigen Beschreibung und Darstellung außerdem über ein - hier nicht dargestelltes - Verblockungsschaltelement verfügen, sodass er einerseits über eine Verblockung eine erste Gangstufe und andererseits über ein Abbremsen des ersten Elements 16 durch die erste elektrische Maschine 5 eine zweite Gangstufe ermöglicht. Diese beiden Gangstufen wirken sich dann als Multiplikator auf die durch das Teilgetriebe 24 erzielbaren Gangstufen aus, sodass beispielsweise mit zwei möglichen Gangstufen in dem Teilgetriebe 24 ein Vierganggetriebe realisiert werden kann usw.
  • Der Aufbau erlaubt nun verschiedene Betriebsmodi, die mit dem Hybridantriebssystem des Fahrzeugs zu realisieren sind. Ein erster Modus ist ein herkömmlicher und aus dem Stand der Technik bekannter serieller Betriebsmodus. Bei diesem herkömmlichen seriellen Betriebsmodus erfolgt der Antrieb über die zweite elektrische Maschine 10, während die erste elektrische Maschine 5 im generatorischen Betrieb ist und von dem Verbrennungsmotor 4 angetrieben wird. Damit wird die elektrische Leistung für die zweite elektrische Maschine 10 erzeugt. In diesem Fall wird die Leistungsgrenze durch die erste elektrische Maschine 5 definiert, insbesondere im Dauerbetrieb.
  • Ein weiterer serieller Betriebsmodus ist der spezielle serielle Betriebsmodus gemäß der erfindungsgemäßen Beschreibung oben. Bei ihm erfolgt ein Antrieb durch den Verbrennungsmotor 4 und die erste elektrische Maschine 5 über die erste Fahrzeugachse 2 parallel, während die zweite elektrische Maschine 10 an der zweiten Fahrzeugachse 3 im generatorischen Betrieb läuft. Die Leistungsgrenze wird hier durch die Leistungsgrenze des Verbrennungsmotors 4 und der ersten elektrischen Maschine 5 definiert und ist typischerweise größer als beim oben beschriebenen herkömmlichen seriellen Betrieb. Außerdem verbessert sich der Wirkungsgrad durch die geringere elektromotorische Leistung, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen der ersten elektrischen Maschine 5.
  • Daneben ist auch ein paralleler Betrieb aller Antriebsmöglichkeiten denkbar. Ein solcher Antrieb, welcher auch als Boost-Betrieb bezeichnet werden könnte, nutzt den Verbrennungsmotor 4, die erste elektrische Maschine 5 und die zweite elektrische Maschine 10 zum gleichzeitigen Antrieb des Fahrzeugs 1, mit Leistung aus der Batterie 9, an beiden Fahrzeugachsen 2, 3.
  • Daneben sind ein elektrischer Hinterradantrieb ebenso wie ein elektrischer Vorderradantrieb denkbar, bei welchem entweder die zweite elektrische Maschine 10 die hintere Fahrzeugachse 3 oder die erste elektrische Maschine 5 die vordere Fahrzeugachse 2 entsprechend antreibt. In diesem Fall ist die Trennkupplung 14, wie sie in der der Darstellung der 2 zu erkennen ist, obligatorisch, um den Verbrennungsmotor 4 entsprechend abzukoppeln. Diese beiden Konstellationen lassen sich selbstverständlich auch miteinander kombinieren, sodass ein elektrischer Allradantrieb möglich wird, bei dem beide elektrischen Maschinen 5, 10 gleichzeitig die erste Fahrzeugachse 2 und die zweite Fahrzeugachse 3 antreiben. Auch hier ist die Trennkupplung 14 erforderlich.
  • Das Fahrzeug 1 lässt sich daneben auch rein verbrennungsmotorisch antreiben, sodass beide elektrischen Maschinen 5, 10 ungenutzt bleiben, was insbesondere bei einem niedrigen Ladezustand der Batterie 9, oder dann, wenn die Batterie 9 außerhalb ihres optimalen Temperaturfensters für den Betrieb liegt, ein Vorteil ist.
  • Darüber hinaus ist es möglich, das Fahrzeug 1 aus dem Stand anzufahren, indem der Verbrennungsmotor 4 angetrieben wird, um einerseits die erste elektrische Maschine 5 generatorisch anzutreiben und unter Umgehung der beim Anfahren häufig noch sehr kalten Batterie 9 Leistung für die zweite elektrische Maschine 10 zur Verfügung zu stellen. Andererseits treibt der Verbrennungsmotor 4 dann auch die erste Fahrzeugachse 2 aktiv an. Hierdurch ist ein entsprechendes Anfahren in einem einem hydrodynamischen Anfahrmodus nachempfundenen elektrodynamischen Anfahr-Betrieb denkbar. Durch die erste elektrische Maschine kann das zu der 1. Fahrzeugachse gelangende Drehmoment des Verbrennungsmotors 4 dynamisch angepasst werden. Mit zunehmender Geschwindigkeit wechselt dann der motorische und der generatorische Betrieb zwischen der ersten elektrischen Maschine 5 und der zweiten elektrischen Maschine 10 ab, sodass hier quasi ein Übergang in den speziellen seriellen Betrieb erfolgt. Wenn dann die Drehzahlen der ersten elektrischen Maschine 5 und des Verbrennungsmotors 4 sich einander angleichen und insbesondere die Drehzahlen der von ihnen im Planetenradsatz 15 angetriebenen Elemente 16, 20 gleich sind, kann der Planetenradsatz 15 über ein nicht dargestelltes aber optional vorhandenes Verblockungsschaltelement verblockt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2020/020401 A1 [0002]
    • DE 102018123740 A1 [0002]

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems aufweisend eine erste Fahrzeugachse (2), eine zweite Fahrzeugachse (3), einen Verbrennungsmotor (4) mit einer Kurbelwelle (21), eine erste elektrische Maschine (5) mit einem Stator (19) und einem ersten Rotor (18), welcher drehmomentübertragend mit der ersten Fahrzeugachse (2) gekoppelt oder koppelbar ist, und einer zweiten elektrischen Maschine (10) mit einem Stator und einem zweiten Rotor, welcher drehmomentübertragend mit der zweiten Fahrzeugachse (3) gekoppelt oder koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest dreiwelliger Planetenradsatz (15) vorgesehen ist, mit einem ersten Element (16), einem zweiten Element (20) und einem dritten Element (22), wobei der erste Rotor (18) derart mit dem ersten Element (16) gekoppelt oder koppelbar ist, dass Drehmomente ausgehend von dem ersten Rotor (18) über das erste Element (16) in den Planetenradsatz (15) eingeleitet werden können, wobei die Kurbelwelle (21) mit dem zweiten Element (20) derart gekoppelt oder koppelbar ist, dass Drehmomente ausgehend von der Kurbelwelle (21) über das zweite Element (20) in den Planetenradsatz (15) eingeleitet werden können, und wobei das dritte Element (22) derart mit der ersten Fahrzeugachse (2) gekoppelt oder koppelbar ist, dass Drehmomente über das dritte Element (22) aus dem Planetenradsatz (15) ausgeleitet und zur ersten Fahrzeugachse (2) übertragen werden können, wobei in einer speziellen seriellen Betriebsweise die erste Fahrzeugachse (2) durch gleichzeitigen antreibenden Betrieb des Verbrennungsmotors (4) und der ersten elektrischen Maschine (5) angetrieben wird, und, ebenfalls gleichzeitig, die zweite elektrische Maschine (10) in einem generatorischen Betrieb Strom generiert, wodurch die zweite Fahrzeugachse (3) gebremst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Maschine (5) ausschließlich durch elektrische Energie angetrieben wird, die gleichzeitig durch die zweite elektrische Maschine (10) generiert wird, ohne dass diese Energie in einer Batterie (9) zwischengespeichert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer elektrodynamischen Anfahr-Betriebsweise die erste Fahrzeugachse (2) durch gleichzeitigen antreibenden Betrieb des Verbrennungsmotors (4) bei generatorischem Betrieb der ersten elektrischen Maschine (5) angetrieben wird und, ebenfalls gleichzeitig, die zweite Fahrzeugachse (3) durch motorischen Betrieb der zweiten elektrischen Maschine (10) angetrieben wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrische Maschine (10) ausschließlich durch elektrische Energie angetrieben wird, die gleichzeitig durch die erste elektrische Maschine (5) generiert wird, ohne dass diese Energie in einer Batterie (9) zwischengespeichert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit zunehmender Geschwindigkeit während des Anfahrens die Leistung aus dem generatorischen Betrieb der ersten elektrischen Maschine (5) verringert und gleichzeitig die von der zweiten elektrischen Maschine (10) an die zweite Fahrzeugachse (3) abgegebene Leistung verringert wird, bis die erste elektrische Maschine (5) in den motorischen Betrieb und die zweite elektrische Maschine (10) in den generatorischen Betrieb wechselt.
DE102021000147.8A 2021-01-15 2021-01-15 Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems Pending DE102021000147A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021000147.8A DE102021000147A1 (de) 2021-01-15 2021-01-15 Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021000147.8A DE102021000147A1 (de) 2021-01-15 2021-01-15 Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021000147A1 true DE102021000147A1 (de) 2022-07-21

Family

ID=82218128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021000147.8A Pending DE102021000147A1 (de) 2021-01-15 2021-01-15 Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021000147A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010061479A1 (de) 2010-12-22 2012-06-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebsverfahren und Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug
DE102014101733A1 (de) 2013-02-22 2014-08-28 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Hybridfahrzeug mit leistungsverzweigungs- und parallel-hybridgetriebe und verfahren zum steuern desselben
DE102018123740A1 (de) 2018-07-26 2020-01-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridgetriebe, Hybrid-Antriebsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Hybrid-Antriebsanordnung
DE102019133856A1 (de) 2019-12-11 2021-06-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Antriebseinheit und Verfahren zum Betrieb der Antriebseinheit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010061479A1 (de) 2010-12-22 2012-06-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebsverfahren und Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug
DE102014101733A1 (de) 2013-02-22 2014-08-28 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Hybridfahrzeug mit leistungsverzweigungs- und parallel-hybridgetriebe und verfahren zum steuern desselben
DE102018123740A1 (de) 2018-07-26 2020-01-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridgetriebe, Hybrid-Antriebsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Hybrid-Antriebsanordnung
WO2020020401A2 (de) 2018-07-26 2020-01-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridgetriebe, hybrid-antriebsanordnung und verfahren zum betreiben einer hybrid-antriebsanordnung
DE102019133856A1 (de) 2019-12-11 2021-06-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Antriebseinheit und Verfahren zum Betrieb der Antriebseinheit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005049992B4 (de) Verfahren zum Steuern eines Antriebsstranges
AT513352B1 (de) Antriebsstrang für ein Fahrzeug
EP2289751B1 (de) Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102020202652A1 (de) Kraftfahrzeug
DE102010063092A1 (de) Hybridantrieb
DE102013211975A1 (de) Drehmomentüberlagerungseinrichtung für Hybridantrieb sowie Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hybridantriebs
DE102005035403A1 (de) Antriebsstrang mit einem System zur Trennung vom Antrieb und zum Antreiben von Nebenaggregaten für ein elektrisch verstellbares Getriebe
DE102009056366A1 (de) Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
EP2008854A1 (de) Hybridfahrzeug, insbesondere Hybridfahrzeug mit Frontantrieb
DE102015221499A1 (de) Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug und Antriebsstrang mit einer solchen Antriebsanordnung
DE102018123740A1 (de) Hybridgetriebe, Hybrid-Antriebsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Hybrid-Antriebsanordnung
DE102020216249B4 (de) Getriebeanordnung und Antriebsvorrichtung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug
WO2019242798A1 (de) Antriebseinheit und antriebsanordnung
DE102008061945A1 (de) Elektrische Achsantriebseinheit mit variabler Momentenverteilung
EP4208361A1 (de) Antriebseinheit und antriebsanordnung
DE102008044035B4 (de) Allrad-Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben des Hybridantriebsstrangs
EP2493716A1 (de) Antriebsstrang eines fahrzeuges
DE102016008167B4 (de) Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung
DE102021000147A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebssystems
DE102017205119A1 (de) Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug
DE102022003151B3 (de) Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems
AT520456B1 (de) Hybridantriebsstrang
DE102022214133A1 (de) Antriebsanordnung, insbesondere Achsantrieb, für ein Kraftfahrzeug
DE102022203688A1 (de) Kompaktes Hybridgetriebe
DE102021205937A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges für ein Hybridfahrzeug, Antriebsstrang sowie Hybridfahrzeug mit einem solchen Antriebstrang

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE