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DE102018213631B4 - Method for regulating an overall torque setpoint for a hybrid drive, torque control device and motor vehicle - Google Patents

Method for regulating an overall torque setpoint for a hybrid drive, torque control device and motor vehicle Download PDF

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DE102018213631B4
DE102018213631B4 DE102018213631.9A DE102018213631A DE102018213631B4 DE 102018213631 B4 DE102018213631 B4 DE 102018213631B4 DE 102018213631 A DE102018213631 A DE 102018213631A DE 102018213631 B4 DE102018213631 B4 DE 102018213631B4
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torque setpoint
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internal combustion
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Martin Jehle
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Vitesco Technologies GmbH
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Abstract

Verfahren zum Regeln eines Gesamtmomentensollwerts für einen Hybridantrieb, wobei durch eine Momentenregelvorrichtung (MR),- in Abhängigkeit von dem Gesamtmomentensollwert (Tq) und zumindest einem als schneller Momenteneingriff (Tqef) angeforderten Moment ein schneller Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb (Tqf) ermittelt wird (S1),- in Abhängigkeit von dem Gesamtmomentensollwert (Tq) und zumindest einem als langsamer Momenteneingriff (Tqes) angeforderten Moment ein langsamer Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb (Tqs) ermittelt wird (S2),- der schnelle Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb (Tgf) durch einen vorbestimmten ersten Eingriffsalgorithmus (A1) auf einen Momentensollwert für einen schnellen Pfad eines Verbrennungsmotors (TqVf) und einen Momentensollwert für einen Elektromotor (TqE) aufgeteilt wird (S3),- aus dem langsamen Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb (Tqs) und dem Momentensollwert für den Elektromotor (TqE) durch einen vorbestimmten zweiten Eingriffsalgorithmus (A2) ein Momentensollwert für einen langsamen Pfad des Verbrennungsmotors (TqVs) berechnet wird (S4),- ein Moment des Verbrennungsmotors (TV) gemäß dem Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors (TqVf) eingeregelt wird (S5),- das Moment des Verbrennungsmotors (TV) gemäß dem Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors (TqVs) eingeregelt wird (S6), und- ein Moment des Elektromotors (TE) gemäß dem Momentensollwert des Elektromotors (TqE) eingeregelt wird (S7), dadurch gekennzeichnet, dass- aus einem aktuellen Zustand eines Luftpfads des Verbrennungsmotors ein oberer dynamischer Grenzwert (TVu) und/oder ein unterer dynamischer Grenzwert (TVd) für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors (TqVf) berechnet werden, und- dem Momentensollwert des Elektromotors (TqE) ein Korrekturwert des Momentensollwerts für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors (TqEC), der außerhalb eines von dem oberen (TVu) und dem unteren dynamischen Grenzwert (TVd) begrenzten Bereichs liegt, hinzugefügt wird.Method for regulating a total torque setpoint for a hybrid drive, a faster total torque setpoint for the hybrid drive (Tqf) being determined by a torque control device (MR), depending on the total torque setpoint (Tq) and at least one torque requested as a quick torque intervention (Tqef) (S1 ), - depending on the total torque setpoint (Tq) and at least one torque requested as slow torque intervention (Tqes), a slow total torque setpoint for the hybrid drive (Tqs) is determined (S2), - the fast total torque setpoint for the hybrid drive (Tgf) by a predetermined one The first intervention algorithm (A1) is divided into a torque setpoint for a fast path of an internal combustion engine (TqVf) and a torque setpoint for an electric motor (TqE) (S3), - from the slow total torque setpoint for the hybrid drive (Tqs) and the torque setpoint for the electric motor ( TqE) by a predetermined second n intervention algorithm (A2) a torque target value for a slow path of the internal combustion engine (TqVs) is calculated (S4), - a torque of the internal combustion engine (TV) is regulated according to the torque target value for the fast path of the internal combustion engine (TqVf) (S5), - the The torque of the internal combustion engine (TV) is regulated (S6) according to the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine (TqVs), and - a torque of the electric motor (TE) is regulated (S7) according to the torque setpoint of the electric motor (TqE), characterized in that that - an upper dynamic limit value (TVu) and / or a lower dynamic limit value (TVd) for the fast path of the internal combustion engine (TqVf) are calculated from a current state of an air path of the internal combustion engine, and - the torque setpoint of the electric motor (TqE) a correction value of the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine (TqEC), which is outside one of the upper (TVu) and the lower dynamic limit rt (TVd) limited area is added.

Description

Die Momentenkoordination von Fahrzeugen mit hybridisiertem Antriebsstrang erfordert die Koordination des Momentes eines Verbrennungsmotors mit dem eines Elektromotors, welcher bei Hybridsystemen auch als E-Maschine bezeichnet wird. Deren Momente addieren sich bei Parallelhybriden zumindest in bestimmten Antriebsstrangmodi (z.B. stets bei P0-Hybrid wie Systemen mit Riemenstartergenerator oder P1-Hybrid mit integriertem Startergenerator; in Zuständen mit angekoppeltem Verbrennungsmotor bei P2-Hybriden). Das darzustellende Summenmoment wird dabei in den meisten Fahrzuständen durch den Fahrerwunsch (inkl. Fahrerassistenzsysteme wie Tempomat) bestimmt. Das Moment des Elektromotors wird hierbei im Allgemeinen durch das Energiemanagement bestimmt, wobei ein Betrieb des Elektromotors im Generatormodus elektrische Energie bereitstellt und typischerweise einen elektrischen Energiespeicher (z.B. Hochvoltbatterie, Kondensator) lädt, während ein Betrieb des Elektromotors im Motormodus elektrische Energie verbraucht und typischerweise einen elektrischen Energiespeicher entlädt.The torque coordination of vehicles with hybridized powertrains requires the coordination of the torque of an internal combustion engine with that of an electric motor, which in hybrid systems is also referred to as an electric machine. In parallel hybrids, their torques add up at least in certain drive train modes (e.g. always in P0 hybrids such as systems with belt starter generator or P1 hybrid with integrated starter generator; in states with a connected combustion engine in P2 hybrids). The total torque to be displayed is determined in most driving states by the driver's request (including driver assistance systems such as cruise control). The torque of the electric motor is generally determined by the energy management, with operation of the electric motor in generator mode providing electrical energy and typically charging an electrical energy store (e.g. high-voltage battery, capacitor), while operation of the electric motor in motor mode consumes electrical energy and typically an electrical one Energy storage discharges.

In bestimmten Fahrsituationen können jedoch dynamische Momenteneingriffe den Momentensollwert kurzzeitig modifizieren. Diese Momenteneingriffe können beispielsweise Momentenreduzierungen oder -anhebungen bei einem Schalten eines Automatikgetriebes, bei einer Drehzahlsynchronisation, bei einer Deaktivierung einer Segelfunktion, oder einer Traktions- und Fahrzeugstabilitätsregelung umfassen. Während diese Momentenänderung in nichthybridisierten Systemen durch den Verbrennungsmotor umzusetzen ist, kann in Hybridsystemen diese Änderung wahlweise durch den Verbrennungsmotor oder den Elektromotor erfolgen. Bei einer Momentenreduzierung über den Elektromotor wird hierbei gleichzeitig im Generatormodus elektrische Energie erzeugt, während bei der sonst üblichen Momentenreduzierung über den Verbrennungsmotor beim Ottomotor Energie über einen Zündwinkeleingriff, welcher zu einer späteren Zündung führt, verloren geht. Bei allen Motorenarten des Verbrennungsmotors können dadurch instationäre Betriebszustände entstehen, die sich ungünstig auf den Kraftstoffverbrauch oder Emissionen auswirken können. Eine Momentenanhebung durch den Elektromotor kann dagegen instationäre Betriebszustände des Verbrennungsmotors oder ungünstige Betriebszustände mit besonders hoher Verbrennungsmotorlast vermeiden. Darüber hinaus ist eine Momentenanhebung mit dem Elektromotor besonders schnell möglich, da die Reaktionszeit des Elektromotors wesentlich geringer ist als die eines Verbrennungsmotors, dessen Momentenaufbau durch die relativ langsame Systemreaktion des Luftpfades, welcher den Aufbau des Ladedrucks regelt, verzögert wird. Dies ist insbesondere bei Ottomotoren der Fall, aber auch bei Dieselmotoren, falls diese an der Rußgrenze betrieben werden.In certain driving situations, however, dynamic torque interventions can briefly modify the torque setpoint. These torque interventions can include, for example, torque reductions or increases when shifting an automatic transmission, when synchronizing the speed, when deactivating a sailing function, or when regulating traction and vehicle stability. While this change in torque is to be implemented in non-hybridized systems by the internal combustion engine, in hybrid systems this change can optionally be made by the internal combustion engine or the electric motor. In the case of a torque reduction via the electric motor, electrical energy is generated in generator mode at the same time, while with the otherwise usual torque reduction via the internal combustion engine in Otto engines, energy is lost via an ignition angle intervention which leads to a later ignition. In all engine types of the internal combustion engine, unsteady operating states can arise, which can have an adverse effect on fuel consumption or emissions. A torque increase by the electric motor, on the other hand, can avoid unsteady operating states of the internal combustion engine or unfavorable operating states with a particularly high internal combustion engine load. In addition, an increase in torque with the electric motor is possible particularly quickly, since the reaction time of the electric motor is significantly shorter than that of an internal combustion engine, the torque build-up of which is delayed by the relatively slow system reaction of the air path, which regulates the build-up of the boost pressure. This is particularly the case with Otto engines, but also with diesel engines if they are operated at the soot limit.

In Fahrzeugen umgesetzte Regelungsstrukturen verwenden aufgrund der langsamen Systemreaktion des Luftpfades eines Verbrennungsmotors häufig zwei parallele Momentenanforderungen externer Systeme:

  • Eine Momentenanforderung für den sogenannten schnellen Pfad, die das unmittelbar umzusetzende Moment bestimmt, und eine Momentenanforderung für den sogenannten langsamen Pfad, welche zur Steuerung relativ träger Systeme wie des Luftpfades dient. Im Stationärbetrieb des Motors sind beide Momentenanforderungen im Allgemeinen gleich, so dass der Luftpfad so eingeregelt wird, wie es zur Darstellung des im schnellen Pfad geforderten Momentes optimal ist. Mit optimal kann beispielsweise ein bestimmter Wirkungsgrad gemeint sein. In dynamischen Situationen können die Momentenanforderungen des schnellen und des langsamen Pfades voneinander abweichen. So kann beispielsweise eine kurzzeitige Momentenreduzierung nur auf dem schnellen Pfad erfolgen, um keinen Regeleingriff auf dem Luftpfad zu verursachen. Das Moment wird dann beim Ottomotor meist über Spätverstellung der Zündung und gegebenenfalls des Einspritzmusters bzw. beim Dieselmotor durch Reduktion der Einspritzmenge reduziert, um die geforderte Momentenreduzierung auf dem schnellen Pfad zu erreichen. Auch kann bei einer Momentenerhöhung die Erhöhung des langsamen Pfades derjenigen des schnellen Pfades vorauseilen, um der verzögerten Reaktion des Luftpfades entgegenzuwirken und ein möglichst genaues Befolgen der schnellen Momentenanforderung zu ermöglichen. Die geforderten Momentenwerte für den schnellen und
  • langsamen Pfad beziehen sich dabei bei modernen Regelungsstrukturen meist auf ein Kupplungsmoment, welches die Summe der Momente des Verbrennungsmotor, des Elektromotors und Verlusten für Nebenaggregate, wie z.B. eine mechanisch angetriebene Klimaanlage beschreibt. Während diese Regelstrategien für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor weit verbreitet sind und einen direkten Bezug zu den Stellgrößen des Verbrennungsmotors haben (schneller Pfad betrifft die Zündung oder die Einspritzung;
  • langsamer Pfad den Luftpfad), ist die Interpretation solcher Anforderungen in Hybridsystemen nicht ohne weiteres möglich, falls Momenteneingriffe nicht ausschließlich über den Verbrennungsmotor erfolgen sollen. Dabei soll jedoch vor allem bei einer Hybridisierung mit verhältnismäßig kleinen Elektromotoren, wie dies z.B. bei Mikro- oder Mild-Hybrid-Systemen der Fall ist, ein möglichst geringer Eingriff in die Regelungsstruktur des Fahrzeuges erfolgen. Dies erfordert, dass die Motorsteuerung Momentenanforderungen externer Systeme auf schnellem und langsamem Pfad in Hybridsystemen in vorteilhafter Weise interpretiert, um einen optimalen Betrieb des Hybridsystems auch während der Momenteneingriffe zu gewährleisten.
Control structures implemented in vehicles often use two parallel torque requests from external systems due to the slow system reaction of the air path of an internal combustion engine:
  • A torque requirement for the so-called fast path, which determines the torque to be implemented immediately, and a torque requirement for the so-called slow path, which is used to control relatively inert systems such as the air path. In steady-state operation of the engine, both torque requirements are generally the same, so that the air path is regulated in such a way that it is optimal for representing the torque required in the fast path. Optimal can mean, for example, a certain degree of efficiency. In dynamic situations, the torque requirements of the fast and slow path can differ from one another. For example, a brief torque reduction can only take place on the fast path in order not to cause any control intervention on the air path. In the case of a gasoline engine, the torque is usually reduced by retarding the ignition and, if necessary, the injection pattern or, in the case of a diesel engine, by reducing the injection quantity in order to achieve the required torque reduction on the fast path. In the case of an increase in torque, the increase in the slow path can also precede that of the fast path in order to counteract the delayed reaction of the air path and to enable the rapid torque requirement to be followed as precisely as possible. The required torque values for the fast and
  • In modern control structures, slow path mostly refer to a clutch torque, which describes the sum of the torques of the combustion engine, the electric motor and losses for ancillary units, such as a mechanically driven air conditioning system. While these control strategies are widespread for vehicles with internal combustion engines and have a direct relationship to the manipulated variables of the internal combustion engine (faster path relates to ignition or injection;
  • slow path the air path), the interpretation of such requirements in hybrid systems is not easily possible if torque interventions are not to take place exclusively via the internal combustion engine. In this case, however, especially in the case of a hybridization with relatively small electric motors, as is the case with Micro- or mild hybrid systems are the case, the least possible intervention in the control structure of the vehicle. This requires the engine control to interpret torque requests from external systems on a fast and slow path in hybrid systems in an advantageous manner, in order to ensure optimal operation of the hybrid system even during torque interventions.

Aus der DE 10 2008 012 871 A1 ist ein Verfahren zur Hybrid-Motor/Antriebsstrang-Drehmomentsteuerung bekannt. In dem Verfahren ist es vorgesehen, dass eine Drehmomentabgabe sowohl einer Brennkraftmaschine als auch eines Elektromotors reguliert wird.From the DE 10 2008 012 871 A1 a method of hybrid powertrain torque control is known. The method provides for a torque output of both an internal combustion engine and an electric motor to be regulated.

Aus der DE 10 2005 060 858 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs bekannt. Der Hybridantrieb weist wenigstens eine erste und eine zweite antriebsverbundene Antriebsmaschine auf, wobei ein Istdrehmoment wenigstens einer der Antriebsmaschinen durch einen Führungsformer beeinflusst wird.From the DE 10 2005 060 858 A1 a method for operating a hybrid vehicle is known. The hybrid drive has at least a first and a second drive machine connected to the drive, an actual torque of at least one of the drive machines being influenced by a guide former.

Aus der DE 10 2007 027 053 A1 ist ein Verfahren für die Steuerung eines Hybridantriebs bekannt. Der Hybridantrieb umfasst mindestens einen Verbrennungsmotor und mindestens eine elektrische Maschine. Dabei ist es vorgesehen, dass Momentenanforderungen in unterschiedliche Kategorien aufgeteilt werden und in Abhängigkeit von der jeweiligen Kategorie die Momentenanforderungen unterschiedlichen Stellpfaden zugeordnet werden.From the DE 10 2007 027 053 A1 a method for controlling a hybrid drive is known. The hybrid drive comprises at least one internal combustion engine and at least one electric machine. It is provided that torque requirements are divided into different categories and, depending on the respective category, the torque requirements are assigned to different adjustment paths.

In der US 2005 / 0 060 080 A1 ist ein Verfahren zur schnellen Drehmomentkoordination in einem Fahrzeug beschrieben.US 2005/0 060 080 A1 describes a method for rapid torque coordination in a vehicle.

Es wird ein Verfahren zum Regeln eines Gesamtmomentensollwerts für einen Hybridantrieb bereitgestellt. In dem Verfahren ist es vorgesehen, dass durch eine Momentenregelvorrichtung in Abhängigkeit von dem Gesamtmomentensollwert und zumindest einem als schneller Momenteneingriff angeforderten Moment ein schneller Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb ermittelt wird und in Abhängigkeit von dem Gesamtmomentensollwert und zumindest einem als langsamer Momenteneingriff angeforderten Moment ein langsamer Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb ermittelt wird. Der schnelle Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb wird durch einen vorbestimmten ersten Eingriffsalgorithmus auf einen Momentensollwert für einen schnellen Pfad des Verbrennungsmotors und einen Momentensollwert für den Elektromotor aufgeteilt. Aus dem langsamen Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb und dem Momentensollwert für den Elektromotor wird durch einen vorbestimmten zweiten Eingriffsalgorithmus ein Momentensollwert für einen langsamen Pfad des Verbrennungsmotors berechnet. Durch die Momentenregelvorrichtung wird ein Moment des Verbrennungsmotors gemäß dem Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors eingeregelt und das Moment des Verbrennungsmotors gemäß dem Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors eingeregelt. Durch die Momentenregelvorrichtung wird ein Moment des Elektromotors gemäß dem Momentensollwert des Elektromotors eingeregelt.A method for regulating an overall torque setpoint for a hybrid drive is provided. In the method, it is provided that a torque control device determines a faster total torque setpoint for the hybrid drive as a function of the total torque setpoint and at least one torque requested as a fast torque intervention and, depending on the total torque setpoint and at least one torque requested as a slow torque intervention, a slow total torque setpoint for the hybrid drive is determined. The fast total torque setpoint for the hybrid drive is divided by a predetermined first intervention algorithm into a torque setpoint for a fast path of the internal combustion engine and a torque setpoint for the electric motor. From the slow overall torque setpoint for the hybrid drive and the torque setpoint for the electric motor, a torque setpoint for a slow path of the internal combustion engine is calculated by a predetermined second intervention algorithm. The torque control device regulates a torque of the internal combustion engine according to the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine and regulates the torque of the internal combustion engine according to the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine. The torque control device regulates a torque of the electric motor according to the torque setpoint of the electric motor.

Mit anderen Worten wird durch die Momentenregelvorrichtung der Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb geregelt. In einem ersten Schritt wird durch die Momentenregelvorrichtung in Abhängigkeit von dem Gesamtmomentensollwert und dem zumindest einem schnellen Momenteneingriff der schnelle Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb berechnet. In einem zweiten Schritt wird durch die Momentenregelvorrichtung in Abhängigkeit von dem Gesamtmomentensollwert und dem mindestens einem langsamen Momenteneingriff der langsame Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb berechnet. Gemäß dem ersten Eingriffsalgorithmus wird der schnelle Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb aufgeteilt, wobei durch die Aufteilung der Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors und der Momentensollwert für den Elektromotor bestimmt werden. Gemäß dem zweiten Eingriffsalgorithmus wird der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors ermittelt, welcher sich aus dem langsamen Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb und dem Momentensollwert für den Elektromotor ergibt. Zur Umsetzung der Momentensollwerte wird das Moment des Verbrennungsmotors gemäß dem Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors und dem langsamen Pfad des Verbrennungsmotors eingeregelt. Ebenso wird das Moment des Elektromotors zum Erreichen des Momentensollwerts des Elektromotors geregelt.In other words, the total torque setpoint for the hybrid drive is regulated by the torque control device. In a first step, the torque control device calculates the rapid total torque setpoint for the hybrid drive as a function of the total torque setpoint and the at least one rapid torque intervention. In a second step, the torque control device calculates the slow total torque setpoint for the hybrid drive as a function of the total torque setpoint and the at least one slow torque intervention. According to the first intervention algorithm, the fast total torque setpoint for the hybrid drive is divided, the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine and the torque setpoint for the electric motor being determined by the division. According to the second intervention algorithm, the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine is determined, which results from the slow total torque setpoint for the hybrid drive and the torque setpoint for the electric motor. To implement the torque setpoints, the torque of the internal combustion engine is regulated according to the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine and the slow path of the internal combustion engine. The torque of the electric motor is also regulated to achieve the torque setpoint of the electric motor.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine Aufteilung eines Gesamtmomentensollwerts für den Hybridantrieb auf den Elektromotor und den Verbrennungsmotor unter Berücksichtigung von Momenteneingriffen gemäß einem vorbestimmten Verfahren ermöglicht wird.The invention has the advantage that an overall torque setpoint for the hybrid drive can be divided between the electric motor and the internal combustion engine, taking into account torque interventions according to a predetermined method.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verfahren durch eine Momentenregelvorrichtung ausgeführt wird, wobei es sich beispielsweise um eine Steuereinheit handeln kann, welche einen Mikroprozessor und/oder einen Mikrocontroller umfassen kann. Die Momentenregelvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, in Regelungspfade eines Hybridantriebs einzugreifen, um vorbestimmte Sollgrößen zu regeln. Der Hybridantrieb kann beispielsweise den Verbrennungsmotor und den Elektromotor umfassen. Der Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb kann ein angefordertes Drehmoment sein, welches beispielsweise von einem Fahrer oder einem Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs angefordert werden kann. Der Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb kann über schnelle Regelungspfade und langsame Regelungspfade geregelt werden. Regelungspfade regeln Sollwerte ein, welche einen Einfluss auf ein durch den Hybridantrieb bereitgestelltes Gesamtdrehmoment haben. Die schnellen Regelungspfade unterscheiden sich von den langsamen Regelungspfaden dadurch, dass sich Änderungen der jeweiligen Sollgrößen mit einer kürzeren Verzögerung auf das bereitgestellte Moment auswirken als bei den langsamen Regelungspfaden. Schnelle Regelungspfade können bei einem Verbrennungsmotor beispielsweise einen Zündwinkel eines Zylinderzyklus betreffen. Die langsamen Regelungspfade betreffen bei einem Verbrennungsmotor beispielsweise einen Luftpfad, welcher sich im Gegensatz zur Änderung des Zündwinkels erst nach einer größeren Verzögerung auf das Drehmoment auswirkt. Der Regelungspfad für den Elektromotor kann beispielsweise eine Spannung betreffen. Um den Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb umsetzen zu können, kann eine Festlegung des schnellen Gesamtmomentensollwerts und des langsamen Gesamtmomentensollwerts erforderlich sein. Dabei kann sich die Situation ergeben, dass bei der Ermittlung des schnellen Gesamtmomentensollwerts und des langsamen Gesamtmomentensollwerts der zumindest eine schnelle Momenteneingriff und der zumindest eine langsame Momenteneingriff berücksichtigt werden müssen. Die Momenteneingriffe können angeforderte Momente von Nebenaggregaten umfassen. Die Bezeichnungen Momentensollwert für einen schnellen Pfad des Verbrennungsmotors und Momentensollwert für einen langsamen Pfad des Verbrennungsmotors können sich nicht nur auf jeweils einen Pfad beziehen, sondern auf eine Vielzahl an Pfaden.It can be provided, for example, that the method is carried out by a torque control device, which can be a control unit, for example, which can comprise a microprocessor and / or a microcontroller. The torque control device can be set up to intervene in control paths of a hybrid drive in order to control predetermined setpoint values. The hybrid drive can, for example, the internal combustion engine and the Include electric motor. The total torque setpoint for the hybrid drive can be a requested torque, which can be requested, for example, by a driver or a driver assistance system of the motor vehicle. The total torque setpoint for the hybrid drive can be controlled via fast control paths and slow control paths. Control paths regulate setpoint values that have an influence on a total torque provided by the hybrid drive. The fast control paths differ from the slow control paths in that changes in the respective setpoints affect the torque provided with a shorter delay than with the slow control paths. In an internal combustion engine, fast control paths can relate to an ignition angle of a cylinder cycle, for example. In an internal combustion engine, for example, the slow control paths relate to an air path which, in contrast to the change in the ignition angle, only affects the torque after a greater delay. The control path for the electric motor can relate to a voltage, for example. In order to be able to implement the total torque setpoint for the hybrid drive, it may be necessary to define the fast total torque setpoint and the slow total torque setpoint. The situation can arise that when determining the fast total torque setpoint and the slow total torque setpoint, the at least one fast torque intervention and the at least one slow torque intervention must be taken into account. The torque interventions can include requested torques from auxiliary units. The terms torque setpoint for a fast path of the internal combustion engine and torque setpoint for a slow path of the internal combustion engine can refer not only to one path in each case, but to a large number of paths.

Um den Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb umsetzen zu können, kann der schnelle Gesamtmomentensollwert auf den Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors und den Momentensollwert für den Elektromotor aufgeteilt werden. Die Aufteilung kann gemäß dem vorbestimmten ersten Eingriffsalgorithmus erfolgen, welcher in der Momentenregelvorrichtung gespeichert sein kann. Der langsame Gesamtmomentensollwert kann gemäß dem zweiten Eingriffsalgorithmus verarbeitet werden, um den Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors zu bestimmen. Dabei wird der Momentensollwert des Elektromotors berücksichtigt, welcher durch den vorbestimmten ersten Eingriffsalgorithmus festgelegt sein kann.In order to be able to implement the total torque setpoint for the hybrid drive, the fast total torque setpoint can be divided between the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine and the torque setpoint for the electric motor. The division can take place according to the predetermined first intervention algorithm, which can be stored in the torque control device. The slow overall torque setpoint can be processed according to the second intervention algorithm in order to determine the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine. The torque setpoint of the electric motor is taken into account, which can be established by the predetermined first intervention algorithm.

Nachdem die Momentensollwerte für den schnellen und langsamen Pfad des Verbrennungsmotors berechnet worden sind, kann die Momentenregelvorrichtung das Moment des Verbrennungsmotors entsprechend den Momentensollwerten für den Verbrennungsmotor einregeln. Zur Einregelung des Momentensollwerts für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors kann die Momentenregelvorrichtung beispielsweise einen Zündwinkel während einer Zylinderphase ändern. Zur Einregelung für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors kann beispielsweise ein Ladedruck des Verbrennungsmotors eingeregelt werden. Gemäß dem Momentensollwert des Elektromotors kann die Momentenregelvorrichtung das Moment des Elektromotors beispielsweise über die Spannung einregeln.After the torque target values for the fast and slow path of the internal combustion engine have been calculated, the torque control device can regulate the torque of the internal combustion engine in accordance with the torque target values for the internal combustion engine. To adjust the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine, the torque control device can change an ignition angle during a cylinder phase, for example. To adjust for the slow path of the internal combustion engine, a boost pressure of the internal combustion engine can be adjusted, for example. According to the torque setpoint of the electric motor, the torque control device can regulate the torque of the electric motor, for example via the voltage.

Es ist vorgesehen, dass aus einem aktuellen Zustand eines Luftpfads des Verbrennungsmotors ein oberer dynamischer Grenzwert und/oder ein unterer dynamischer Grenzwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors berechnet werden. Dem Momentensollwert des Elektromotors wird ein Korrekturwert des Momentensollwerts für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors hinzugefügt, wobei der Korrekturwert den Anteil des Momentensollwerts des schnellen Pfads des Verbrennungsmotors betrifft, der außerhalb eines von dem oberen und dem unteren dynamischen Grenzwert begrenzten Bereichs liegt.It is provided that an upper dynamic limit value and / or a lower dynamic limit value for the fast path of the internal combustion engine are calculated from a current state of an air path of the internal combustion engine. A correction value of the torque target value for the fast path of the internal combustion engine is added to the torque target value of the electric motor, the correction value relating to the portion of the torque target value of the fast path of the internal combustion engine that lies outside a range limited by the upper and lower dynamic limit values.

Mit anderen Worten wird der Bereich für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors berechnet, welcher durch den oberen und den unteren dynamischen Grenzwert des Verbrennungsmotors begrenzt wird. Die Grenzwerte sind dabei abhängig von dem aktuellen Zustand des Luftpfads des Verbrennungsmotors. Befindet sich der Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors außerhalb des begrenzten Bereichs, so wird der Anteil des Momentensollwerts des schnellen Pfads des Verbrennungsmotors, welcher außerhalb des begrenzten Bereichs ist, als Korrekturwert dem Momentensollwert des Elektromotors hinzugefügt.In other words, the range is calculated for the fast path of the internal combustion engine, which is limited by the upper and lower dynamic limit values of the internal combustion engine. The limit values are dependent on the current state of the air path of the internal combustion engine. If the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine is outside the limited range, the portion of the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine which is outside the limited range is added as a correction value to the torque setpoint of the electric motor.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass dynamische Einschränkungen des Verbrennungsmotors durch den Elektromotor aufgefangen werden können.This has the advantage that dynamic limitations of the internal combustion engine can be absorbed by the electric motor.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass aufgrund eines aktuellen Zustands des Luftpfads des Verbrennungsmotors vorbestimmte Einschränkungen des Sollwerts des schnellen Pfads des Verbrennungsmotors bestehen. Um diese Beschränkungen berücksichtigen zu können, kann es vorgesehen sein, dass ein Signal, welches den aktuellen Zustand des Luftpfads beschreibt, an die Momentenregelvorrichtung durch eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs übersandt wird. Die Momentenregelvorrichtung kann aus dem aktuellen Zustand den oberen und den unteren dynamischen Grenzwert des Verbrennungsmotors berechnen. Hierfür kann es vorgesehen sein, dass in der Momentenregelvorrichtung vorbestimmte Algorithmen zur Berechnung und/oder Kennfelder gespeichert sind. Die Momentenregelvorrichtung kann überprüfen, ob der Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors in einem Bereich liegt, welcher durch den oberen und den unteren dynamischen Grenzwert begrenzt wird. Ist dieses nicht der Fall, kann es vorgesehen sein, dass aus dem Anteil des Momentensollwerts, welcher außerhalb des Bereichs liegt, der Korrekturwert berechnet wird, welcher dem Momentensollwert des Elektromotors hinzugefügt wird.It can be provided, for example, that there are predetermined restrictions on the setpoint value of the high-speed path of the internal combustion engine based on a current state of the air path of the internal combustion engine. In order to be able to take these restrictions into account, it can be provided that a signal which describes the current state of the air path is sent to the torque control device by a control unit of the motor vehicle. The torque control device can take the upper one from the current state and calculate the lower dynamic limit value of the internal combustion engine. For this purpose, it can be provided that predetermined algorithms for calculation and / or characteristics maps are stored in the torque control device. The torque control device can check whether the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine is in a range which is limited by the upper and lower dynamic limit values. If this is not the case, it can be provided that the correction value, which is added to the torque setpoint of the electric motor, is calculated from the portion of the torque setpoint that lies outside the range.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch den ersten Eingriffsalgorithmus eine Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts um einen schnellen Differenzgesamtmomentensollwert bis zu einer vorgebbaren Momentengrenze des Elektromotors nur dem Momentensollwert für den Elektromotor zugeteilt wird.A further development of the invention provides that a change in the fast total torque setpoint by a fast differential total torque setpoint up to a specifiable torque limit of the electric motor is only assigned to the torque setpoint for the electric motor through the first intervention algorithm.

Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass im Fall einer Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts der erste Eingriffsalgorithmus den schnellen Differenzgesamtmomentensollwert alleine dem Momentensollwert für den Elektromotor zuordnet, bis die vorgebbare Momentengrenze des Elektromotors erreicht wird.In other words, it is provided that, in the event of a change in the fast total torque setpoint, the first intervention algorithm assigns the fast differential total torque setpoint solely to the torque setpoint for the electric motor until the specifiable torque limit of the electric motor is reached.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass Änderungen des schnellen Gesamtmomentensollwerts lediglich durch den Elektromotor umgesetzt werden, welcher im Allgemeinen eine Energieeffizientere Anpassung erlaubt, als der Verbrennungsmotor.This results in the advantage that changes to the rapid total torque setpoint are only implemented by the electric motor, which generally allows more energy-efficient adaptation than the internal combustion engine.

Eine Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts kann beispielsweise aufgrund einer Einleitung einer Momentenreduzierung für eine Stabilitätsregelung oder eine Getriebesteuerung erfolgen, wodurch der Gesamtmomentensollwert des Hybridantriebs um den schnellen Differenzgesamtmomentensollwert verringert werden kann. Zur Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts um den schnellen Differenzgesamtmomentensollwert kann der erste Eingriffsalgorithmus den Momentensollwert des Elektromotors und/oder den Momentensollwert des schnellen Pfads des Verbrennungsmotors anpassen. Das Moment des Elektromotors kann durch die vorgebbare Momentengrenze, welche auch ein Nenndrehmoment sein kann, begrenzt sein. Der erste Eingriffsalgorithmus kann derart beschaffen sein, dass die Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts durch eine Zuteilung des Differenzgesamtmomentensollwerts zum Momentensollwert des Elektromotors erfolgt, solange die vorgebbare Momentengrenze des Elektromotors eingehalten wird.A change in the fast total torque setpoint can take place, for example, due to the initiation of a torque reduction for a stability control or a transmission control, whereby the total torque setpoint of the hybrid drive can be reduced by the fast differential total torque setpoint. To change the fast total torque setpoint by the fast differential total torque setpoint, the first intervention algorithm can adapt the torque setpoint of the electric motor and / or the torque setpoint of the fast path of the internal combustion engine. The torque of the electric motor can be limited by the specifiable torque limit, which can also be a nominal torque. The first intervention algorithm can be designed in such a way that the change in the rapid total torque setpoint takes place by allocating the difference total torque setpoint to the torque setpoint of the electric motor as long as the predefinable torque limit of the electric motor is maintained.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch den ersten Eingriffsalgorithmus eine Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts um den schnellen Differenzgesamtmomentensollwert anteilig allenfalls dann dem schnellen Pfad des Verbrennungsmotors zugeteilt wird, falls der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert die vorgebbare Momentengrenze des Elektromotors übersteigt.A further development of the invention provides that, through the first intervention algorithm, a change in the fast total torque setpoint by the fast differential total torque setpoint is proportionally allocated to the fast path of the internal combustion engine at most if the fast difference total torque setpoint exceeds the specifiable torque limit of the electric motor.

Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass der Momentensollwert des schnellen Pfad des Verbrennungsmotors bei einer Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts nur dann geändert wird, falls der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert nicht durch eine Änderung des Momentensollwerts des Elektromotors bereitgestellt werden kann.In other words, it is provided that the torque setpoint of the fast path of the internal combustion engine is only changed when the fast total torque setpoint changes if the fast difference total torque setpoint cannot be provided by changing the torque setpoint of the electric motor.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Beschränkung des Momentensollwerts des Elektromotors durch die Momentengrenze des Elektromotors durch den Verbrennungsmotor ausgeglichen werden kann.This has the advantage that the limitation of the torque setpoint of the electric motor by the torque limit of the electric motor can be compensated for by the internal combustion engine.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei der Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts aufgrund eines Eingriffes einer Stabilitätsregelung um den schnellen Differenzgesamtmomentensollwert eine Bereitstellung des Differenzgesamtmomentensollwerts durch den Verbrennungsmotor und den Elektromotor erforderlich sein kann. Wird die vorgebbare Momentengrenze des Elektromotors durch den Differenzgesamtmomentensollwert nicht überschritten, so kann der erste Eingriffsalgorithmus dem Elektromotor den Differenzgesamtmomentensollwert zuordnen. Dem Verbrennungsmotor wird in diesem Fall kein Anteil des Differenzgesamtmomentensollwerts zugeordnet. Kann der Differenzgesamtmomentensollwert nicht durch den Elektromotor abgedeckt werden, beispielsweise wenn die Momentengrenze des Elektromotors überschritten wird, kann der Differenzgesamtmomentensollwert bis zum Wert der Momentengrenze dem Elektromotor zugeordnet werden und ein übrig gebliebener Anteil dem Verbrennungsmotor zugeordnet werden.Provision can be made, for example, that when the rapid total torque setpoint is changed due to an intervention of a stability control around the rapid differential total torque setpoint, the internal combustion engine and the electric motor may need to provide the difference total torque setpoint. If the specifiable torque limit of the electric motor is not exceeded by the total differential torque setpoint, the first intervention algorithm can assign the total differential torque setpoint to the electric motor. In this case, the internal combustion engine is not assigned any part of the total differential torque setpoint. If the total differential torque target value cannot be covered by the electric motor, for example if the torque limit of the electric motor is exceeded, the differential total torque target value can be assigned to the electric motor up to the value of the torque limit and a remaining portion can be assigned to the internal combustion engine.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch den ersten Eingriffsalgorithmus die vorgebbare Momentengrenze des Elektromotors in Abhängigkeit einer Betriebsbedingung des Elektromotors und/oder des Verbrennungsmotors berechnet wird. A further development of the invention provides that the predeterminable torque limit of the electric motor is calculated as a function of an operating condition of the electric motor and / or the internal combustion engine by the first intervention algorithm.

Mit anderen Worten ist die vorgebbare Momentengrenze des Elektromotors abhängig von der Betriebsbedingung des Elektromotors und/oder des Verbrennungsmotors. Die Momentenregelvorrichtung berechnet die Momentengrenze des Elektromotors in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung.In other words, the specifiable torque limit of the electric motor is dependent on the operating condition of the electric motor and / or the internal combustion engine. The torque control device calculates the torque limit of the electric motor as a function of the operating condition.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Anpassung der Momentengrenze an eine aktuelle Betriebssituation möglich ist.This has the advantage that it is possible to adapt the torque limit to a current operating situation.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Betriebsbedingung eine aktuellen Drehzahl des Verbrennungsmotors umfasst und die vorgebbare Momentengrenze des Elektromotors beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl des Elektromotors berechnet wird. Die Berechnung kann durch die Momentenregelvorrichtung unter Einbeziehung vorbestimmter Funktionen und/oder Kennfeldern des Elektromotors und/oder des Verbrennungsmotors erfolgen.It can be provided, for example, that the operating condition includes a current speed of the internal combustion engine and the predeterminable torque limit of the electric motor is calculated, for example, as a function of the speed of the electric motor. The calculation can be carried out by the torque control device taking into account predetermined functions and / or characteristics maps of the electric motor and / or the internal combustion engine.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass aus dem Gesamtmomentensollwert ein vorläufiger Momentensollwert für den Elektromotor berechnet wird. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass alleine in Abhängigkeit von dem Gesamtmomentensollwert ein Momentensollwert für den Elektromotor berechnet wird, der nicht mit dem finalen Momentensollwert für den Elektromotor übereinstimmen muss, welcher in dem Elektromotor letztendlich durch die Momentenregelvorrichtung eingeregelt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass dem Verfahren eine Rechnungsgröße zur Berechnung anderer Werte bereitgestellt wird.A further development of the invention provides that a preliminary torque target value for the electric motor is calculated from the total torque target value. In other words, it is provided that a torque target value for the electric motor is calculated solely as a function of the total torque target value, which does not have to match the final torque target value for the electric motor that is ultimately regulated in the electric motor by the torque control device. This has the advantage that the method is provided with an invoice variable for calculating other values.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass aus dem Gesamtmomentensollwert und einem angeforderten Moment eines Energiemanagements ein vorläufiger Momentensollwert für den Elektromotor berechnet wird. Mit anderen Worten wird es vorgesehen, dass in Abhängigkeit von dem Gesamtmomentensollwert und einem angeforderten Moment eines Energiemanagements ein vorläufiger Momentensollwert für den Elektromotor berechnet wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Rechnungsgröße für das Verfahren bereitgestellt wird, welche Anforderungen des Energiemanagements berücksichtigt. Das angeforderte Moment des Energiemanagements kann beispielsweise von einem Leistungsbedarf elektrischer Verbraucher des Kraftfahrzeugs abhängig sein.A further development of the invention provides that a provisional torque setpoint for the electric motor is calculated from the total torque setpoint and a requested torque of an energy management. In other words, it is provided that a preliminary torque setpoint for the electric motor is calculated as a function of the total torque setpoint and a requested torque of an energy management system. This has the advantage that an invoice variable is provided for the method which takes into account the requirements of the energy management. The requested torque of the energy management can be dependent, for example, on a power requirement of electrical consumers of the motor vehicle.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass durch den zweiten Eingriffsalgorithmus ein Momentensollwert des Elektromotors für den langsamen Pfad berechnet wird, der gleich dem vorläufigen Momentensollwert für den Elektromotor ist, falls keine Momenteneingriffe wirksam sind. Der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Elektromotors wird in einem nächsten Schritt um ein Minimum des schnellen Differenzgesamtmomentensollwerts und des langsamen Differenzgesamtmomentensollwerts erhöht, wenn der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert und der langsame Differenzgesamtmomentensollwert jeweils einen positiven Wert aufweisen. Weisen der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert und der langsame Differenzgesamtmomentensollwert jeweils einen negativen Wert auf, wird der Momentensollwert für den langsamen Pfad um ein Maximum des schnellen Differenzgesamtmomentensollwerts und des langsamen Differenzgesamtmomentensollwerts reduziert. Der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors wird in einem weiteren Schritt durch eine Subtraktion des vorläufigen Momentensollwerts des Elektromotors von dem langsamen Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb berechnet.A further development of the invention provides that the second intervention algorithm calculates a torque setpoint of the electric motor for the slow path, which is equal to the provisional torque setpoint for the electric motor if no torque interventions are effective. The torque setpoint for the slow path of the electric motor is increased in a next step by a minimum of the fast differential total torque setpoint and the slow differential total torque setpoint if the fast differential total torque setpoint and the slow differential total torque setpoint each have a positive value. If the fast differential total torque setpoint and the slow differential total torque setpoint each have a negative value, the torque setpoint for the slow path is reduced by a maximum of the fast differential total torque setpoint and the slow differential total torque setpoint. The torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine is calculated in a further step by subtracting the provisional torque setpoint of the electric motor from the slow total torque setpoint for the hybrid drive.

Mit anderen Worten wird ein Momentensollwert für den langsamen Pfad berechnet. In einem nächsten Schritt wird der vorläufige Momentensollwert des Elektromotors für den Momentensollwert für den langsamen Pfad angepasst. Die Anpassung erfolgt in Abhängigkeit davon, ob der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert und der langsame Differenzgesamtmomentensollwert positiv oder negativ sind. Sind der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert und der langsame Differenzgesamtmomentensollwert jeweils positiv, wird der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Elektromotors um den kleineren der beiden Differenzgesamtmomentensollwert erhöht. Sind der langsame Differenzgesamtmomentensollwert und der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert jeweils negativ, wird der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Elektromotors um den größeren der beiden Differenzgesamtmomentensollwert reduziert. In einem nächsten Schritt wird der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors bestimmt, indem der vorläufige Momentensollwert des Elektromotors von dem langsamen Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb abgezogen wird.In other words, a torque setpoint is calculated for the slow path. In a next step, the preliminary torque setpoint of the electric motor is adapted to the torque setpoint for the slow path. The adaptation takes place as a function of whether the fast differential total torque setpoint and the slow differential total torque setpoint are positive or negative. If the fast differential total torque setpoint and the slow differential total torque setpoint are both positive, the torque setpoint for the slow path of the electric motor is increased by the smaller of the two differential total torque setpoints. If the slow total differential torque setpoint and the fast total differential torque setpoint are negative, the torque setpoint for the slow path of the electric motor is reduced by the larger of the two total differential torque setpoints. In a next step, the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine is determined by subtracting the provisional torque setpoint of the electric motor from the slow total torque setpoint for the hybrid drive.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass durch den Momentensollwert für den langsamen Pfad eine Rechengröße bereitgestellt wird, welche eine Berechnung des Momentensollwerts für den langsamen Pfad des Vebrennungsmotors ermöglicht.This results in the advantage that the torque setpoint for the slow path provides a computational variable which enables the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine to be calculated.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass im Fall einer Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts um den schnellen Differenzgesamtmomentensollwert und einer Änderung des langsamen Gesamtmomenten Sollwerts in den langsamen Differenzgesamtmomentensollwert der Momentensollwert des Elektromotors für den langsamen Pfad berechnet wird, indem der vorläufige Momentensollwert für den Elektromotor um das durch den schnellen Differenzgesamtmomentensollwert und dem langsamen Differenzgesamtmomentensollwert gebildete Minimum vergrößert wird. Dies kann erfolgen, wenn beide Differenzgesamtmomentensollwerte positiv sind. Sind beide hingegen negativ, kann der Momentensollwert des Elektromotors für den langsamen Pfad um ein durch beide Differenzgesamtmomentensollwerte gebildetes Maximum reduziert werden. Der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Elektromotors kann dazu verwendet werden, den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors zu bestimmen. Hierfür kann es vorgesehen sein, dass der Momenten Sollwert für den langsamen Pfad des Elektromotors von dem langsamen Gesamtmomentensollwert subtrahiert wird. Dieser Schritt kann durch den zweiten Eingriffsalgorithmus erfolgen.It can be provided, for example, that in the event of a change in the fast total torque setpoint by the fast differential total torque setpoint and a change from the slow total torque setpoint to the slow differential total torque setpoint, the torque setpoint of the electric motor for the slow path is calculated by adding the provisional torque setpoint for the electric motor by the the fast differential total torque setpoint and the slow differential total torque setpoint minimum is increased. This can be done when both differential total torque setpoints are positive. If, on the other hand, both are negative, the torque setpoint of the electric motor for the slow path can be increased by one through both Difference total torque setpoints can be reduced. The torque setpoint for the slow path of the electric motor can be used to determine the slow path of the internal combustion engine. For this purpose, it can be provided that the torque setpoint for the slow path of the electric motor is subtracted from the slow total torque setpoint. This step can be carried out by the second intervention algorithm.

Die Erfindung umfasst auch die Momentenregelvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, eines der erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen.The invention also includes the torque control device which is set up to carry out one of the methods according to the invention.

Die Erfindung umfasst ebenfalls ein Kraftfahrzeug mit einer Momentenregelvorrichtung. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen sein, welches einen Hybridantrieb aufweist. Der Hybridantrieb kann einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor aufweisen.The invention also includes a motor vehicle with a torque control device. The motor vehicle can for example be a passenger car or a truck which has a hybrid drive. The hybrid drive can have an electric motor and an internal combustion engine.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Momentenregelvorrichtung und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Momentenregelvorrichtung und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the torque control device according to the invention and the motor vehicle according to the invention which have features as they have already been described in connection with the developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the torque control device according to the invention and the motor vehicle according to the invention are not described again here.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes the combinations of the features of the described embodiments.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

  • 1 eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit der Momentenregelvorrichtung;
  • 2 eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit der Momentenregelvorrichtung; und
  • 3 eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
An exemplary embodiment of the invention is described below. This shows:
  • 1 a possible embodiment of the motor vehicle according to the invention with the torque control device;
  • 2 a possible embodiment of the motor vehicle according to the invention with the torque control device; and
  • 3 a possible embodiment of the method according to the invention.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than the one shown. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference symbols.

1 zeigt schematisch eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit der Momentenregelvorrichtung. Das Kraftfahrzeug Kfz ist mit einem Fahrgestell und einem Antriebsstrang dargestellt. Der Antriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor VM auf, der sein Drehmoment über eine Kupplung K und ein Getriebe G an eine Antriebsachse A des Fahrgestells abgibt. Die Motorwelle der Verbrennungsmaschine VM ist mit einer elektrischen Maschine gekoppelt, die hier als Riemenstartergenerator EM ausgebildet ist. Damit besteht eine exemplarische Wirkverbindung zwischen der Verbrennungsmaschine VM und der elektrischen Maschine. 1 shows schematically a possible embodiment of the motor vehicle according to the invention with the torque control device. The car Vehicle is shown with a chassis and a drive train. The drive train has an internal combustion engine VM on, which delivers its torque via a clutch K and a transmission G to a drive axle A of the chassis. The motor shaft of the internal combustion engine VM is coupled to an electrical machine, here as a belt starter generator EM is trained. There is thus an exemplary operative connection between the internal combustion engine VM and the electric machine.

Der Elektromotor EM beziehungsweise der Riemenstartergenerator EM wird im vorliegenden Beispiel von einer 48 V-Batterie über einen Wechselrichter DC/AC versorgt. Über einen an den Wechselrichter beziehungsweise das 48 V-Netz angeschlossenen Gleichrichter DC/DC kann beispielsweise ein 12 V-Netz zur Versorgung weiterer KFZ-interner Verbraucher erzeugt werden. Das Kraftfahrzeug Kfz kann den Energiespeicher E zur Versorgung des Elektromotors EM umfassen.The electric motor EM or the belt starter generator EM is supplied in the present example by a 48 V battery via a DC / AC inverter. A DC / DC rectifier connected to the inverter or the 48 V network can be used, for example, to generate a 12 V network for supplying additional consumers in the vehicle. The car Vehicle can the energy storage E. to supply the electric motor EM include.

Der Elektromotor EM hat neben der Antriebsfunktion auch die Funktion einer Lichtmaschine. Er kann sowohl im Zusammenhang mit Ottomotoren als auch mit Dieselmotoren genutzt werden. Mit ihm ist beispielsweise eine Start-Stopp-Funktionalität und damit ein Mild-Hybrid-System realisierbar.The electric motor EM In addition to the drive function, it also functions as an alternator. It can be used in connection with both gasoline and diesel engines. With it, for example, a start-stop functionality and thus a mild hybrid system can be implemented.

Insbesondere kann eine Drehmomentunterstützung durch die elektrische Maschine, z.B. den Riemenstartergenerator EM, für den Leerlauf des Verbrennungsmotors VM genutzt werden. Dazu besitzt das Kraftfahrzeug eine Momentenregelvorrichtung MR, die auch als Leerlaufregler bezeichnet werden kann. Sie beeinflusst die Momentenerzeugung sowohl des Verbrennungsmotors VM als auch des Elektromotors EM.In particular, torque support can be provided by the electrical machine, for example the belt starter generator EM , for idling the internal combustion engine VM be used. The motor vehicle has a torque control device for this purpose MR , which can also be called an idle controller. It influences the torque generation of both the internal combustion engine VM as well as the electric motor EM .

Die MomentenregelvorrichtungThe torque control device

Die Momentenregelvorrichtung MR kann den Gesamtmomentensollwert Tq festlegen, welches sich aus dem Momentensollwert für den Verbrennungsmotor TqV und dem Momentensollwert für den Elektromotor TqE zusammensetzt. Der Gesamtmomentensollwert Tq kann ein einzuregelndes Drehmoment darstellen. Der Gesamtmomentensollwert Tq kann den schnellen Gesamtmomentensollwert Tqf und den langsamen Gesamtmomentensollwert Tqs umfassen. Der schnelle Gesamtmomentensollwert Tqf kann auf den Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TqVf und den Momentensollwert für den Elektromotor TqE aufgeteilt werden. Der langsame Gesamtmomentensollwert Tqs kann auf den Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs und den (fiktiven) Momentensollwert des Elektromotors für den langsamen Pfad TqEs aufgeteilt werden.The torque control device MR can adjust the total torque setpoint Tq determine which of the torque setpoint for the internal combustion engine TqV and the torque setpoint for the electric motor TqE composed. The total torque setpoint Tq can represent a torque to be regulated. The total torque setpoint Tq can the fast total torque setpoint Tqf and the slow total torque setpoint Tqs include. The fast total torque setpoint Tqf can on the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine TqVf and the torque setpoint for the electric motor TqE be divided. The slow total torque setpoint Tqs can on the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine TqVs and the (fictitious) torque setpoint of the electric motor for the slow path TqEs be divided.

2 zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit der Momentenregelvorrichtung. 2 shows a possible embodiment of the motor vehicle according to the invention with the torque control device.

Das Kraftfahrzeug Kfz kann den Elektromotor EM, den Verbrennungsmotor VM umfassen, welche Teil des Hybridantriebs H des Kraftfahrzeugs Kfz sein können. Dargestellt ist eine mögliche Ausführungsform einer Momentenregelvorrichtung MR, welche den Elektromotor EM über eine Spannung einregeln kann. Die Spannung kann beispielsweise einer Batterie E entnommen werden.The car Vehicle can the electric motor EM , the internal combustion engine VM include which part of the hybrid drive H of the motor vehicle Vehicle could be. A possible embodiment of a torque control device is shown MR which the electric motor EM can regulate a voltage. The voltage can for example be a battery E. can be removed.

3 zeigt schematisch einen möglichen Verlauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 shows schematically a possible course of an embodiment of the method according to the invention.

Die Momentenregelvorrichtung MR kann den Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb Tq empfangen. Aus dem Gesamtmomentensollwert Tq und dem zumindest einem schnellen Momenteneingriff Tqef kann ein schneller Gesamtmomentensollwert Tqf berechnet werden (S1). Der zumindest eine schnelle Momenteneingriff Tqef kann beispielsweise einen schnellen Momentenwunsch eines elektronischen Stabilisierungssystems und/oder einen schnellen Momentenwunsch eines Getriebes des Kraftfahrzeugs umfassen. Aus dem Gesamtmomentensollwert Tq und dem zumindest einen langsamen Momenteneingriff Tqes kann der langsame Gesamtmomentensollwert Tqs berechnet werden (S2). Der zumindest eine langsame Momenteneingriff Tqes kann beispielsweise einen langsamen Momentenwunsch des elektronischen Stabilisierungsprogramms des Kraftfahrzeugs und/oder einen langsamen Momentenwunsch eines Getriebes des Kraftfahrzeugs umfassen. Der schnelle Gesamtmomentensollwert Tqf kann gemäß dem ersten Algorithmus A1 aufgeteilt werden (S3). Dabei kann es vorgesehen sein, dass dem Verbrennungsmotor VM ein Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TqVf und dem Elektromotor der Momentensollwert für den Elektromotor TgE zugewiesen wird. Dem Verbrennungsmotor VM kann dabei der Momentensollwert für einen schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TqVf ohne eine Berücksichtigung dynamischer Grenzen TVu, TVd zugeteilt werden. Es kann dabei vorgesehen sein, dass für den Verbrennungsmotor VM in einem Schritt der obere dynamische Grenzwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TVu und der untere dynamische Grenzwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TVd berechnet werden, welche abhängig von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors VM sein können (S9). Der Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TqVf kann außerhalb der dynamischen Grenzen des Verbrennungsmotors TVu, TVd liegen. Somit kann der Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TqVf nicht durch den Verbrennungsmotor VM bereitgestellt werden. Dafür kann es vorgesehen sein, dass das fehlende Moment des Verbrennungsmotors, welches außerhalb der dynamischen Grenzwerte TVu, TVd liegt, als Korrekturwert TqEC dem Momentensollwert des Elektromotors TqE zugewiesen werden kann (S10). Aus dem Gesamtmomentensollwert Tq alleine oder zusammen mit dem Momentensollwert des Energiemanagements Tl kann der vorläufige Momentensollwert für den Elektromotor TqE0 bestimmt werden, in welchem Momenteneingriffe (Tqes, Tqef) nicht berücksichtigt sind (S11) . Aus dem vorläufigen Momentensollwert für den Elektromotor TqE0 kann der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Elektromotors berechnet werden TqEs. Dabei kann es sich um eine Rechengröße handeln, welche nicht dem Moment des Elektromotors TqE zugewiesen wird, sondern nur zur Berechnung des Momentensollwerts für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs verwendet werden kann. Der Momentensollwert des Elektromotors für den langsamen Pfad TqEs kann um das Minimum des schnellen Differenzgesamtmomentensollwerts TqDf und des langsamen Differenzgesamtmomentensollwerts TqDs erhöht werden, wenn der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert TqDf und der langsame Differenzgesamtmomentensollwert TqDs jeweils einen positiven Wert aufweisen. Der Momentensollwert des Elektromotors für den langsamen Pfad TqEs kann um ein Maximum des schnellen Differenzgesamtmomentensollwerts TqDf und des langsamen Differenzgesamtmomentensollwerts TqDs reduziert werden, wenn der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert TqDf und der langsame Differenzgesamtmomentensollwert TqDs jeweils einen negativen Wert aufweisen.The torque control device MR can set the total torque value for the hybrid drive Tq receive. From the total torque setpoint Tq and at least one quick momentary intervention Tqef can be a faster total torque setpoint Tqf be calculated ( S1 ). The at least one quick momentary intervention Tqef can include, for example, a quick torque request from an electronic stabilization system and / or a quick torque request from a transmission of the motor vehicle. From the total torque setpoint Tq and at least one slow momentary intervention Tqes can be the slow total torque setpoint Tqs be calculated ( S2 ). The at least one slow momentary intervention Tqes can include, for example, a slow torque request from the electronic stabilization program of the motor vehicle and / or a slow torque request from a transmission of the motor vehicle. The fast total torque setpoint Tqf can according to the first algorithm A1 be divided ( S3 ). It can be provided that the internal combustion engine VM a torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine TqVf and the torque setpoint for the electric motor TgE is assigned to the electric motor. The combustion engine VM can be the torque setpoint for a fast path of the internal combustion engine TqVf without considering dynamic limits TVu , TVd be allocated. It can be provided that for the internal combustion engine VM the upper dynamic limit value for the fast path of the internal combustion engine in one step TVu and the lower dynamic limit for the internal combustion engine's fast path TVd can be calculated, which depends on an operating state of the internal combustion engine VM could be ( S9 ). The torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine TqVf can be outside the dynamic limits of the internal combustion engine TVu , TVd lie. Thus, the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine TqVf not by the internal combustion engine VM to be provided. For this it can be provided that the missing torque of the internal combustion engine, which is outside the dynamic limit values TVu , TVd as a correction value TqEC the torque setpoint of the electric motor TqE can be assigned ( S10 ). From the total torque setpoint Tq alone or together with the torque setpoint of the energy management Tl can be the provisional torque setpoint for the electric motor TqE0 can be determined at which moment interventions ( Tqes , Tqef ) are not taken into account ( S11 ). From the provisional torque setpoint for the electric motor TqE0 the torque setpoint for the slow path of the electric motor can be calculated TqEs. This can be a calculation variable that is not related to the moment of the electric motor TqE is assigned, but only to calculate the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine TqVs can be used. The torque setpoint of the electric motor for the slow path TqEs can by the minimum of the rapid differential total torque setpoint TqDf and the slow differential total torque setpoint TqDs increased when the rapid differential total torque setpoint TqDf and the slow differential total torque setpoint TqDs each have a positive value. The torque setpoint of the electric motor for the slow path TqEs can by a maximum of the fast differential total torque setpoint TqDf and the slow differential total torque setpoint TqDs be reduced when the rapid differential total torque setpoint TqDf and the slow differential total torque setpoint TqDs each have a negative value.

Aus dem Momentensollwert des Elektromotors für den langsamen Pfad TqEs kann zusammen mit dem langsamen Gesamtmomentensollwert Tqs der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs berechnet werden. Um den Gesamtmomentensollwert Tq zu erreichen kann die Regelungsvorrichtung MR den Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TqVf, den Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs und den Momentensollwert für den Elektromotor TqE mittels einer Einregelung des Moments des Elektromotors TE (S7) und dem Moment des Verbrennungsmotor TV bereitstellen (S5, S6).From the torque setpoint of the electric motor for the slow path TqEs can be used together with the slow total torque setpoint Tqs the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine TqVs be calculated. To the total torque setpoint Tq can reach the control device MR the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine TqVf , the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine TqVs and the torque setpoint for the electric motor TqE by adjusting the torque of the electric motor TE ( S7 ) and provide the moment of the combustion engine TV ( S5 , S6 ).

Der Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TqVf kann beispielsweise über eine Regelung der Zündung oder der Einspritzung des Verbrennungsmotors eingeregelt werden (S5). Der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs kann beispielsweise mittels über einen Luftpfad des Verbrennungsmotors durch die Momentenregelvorrichtung MR eingeregelt werden (S6). Der Momentensollwert des Elektromotors TqE kann beispielsweise mittels einer Regelung einer Spannung eingestellt werden.The torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine TqVf can for example be regulated by regulating the ignition or the injection of the internal combustion engine ( S5 ). The torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine TqVs can for example by means of an air path of the internal combustion engine through the torque control device MR be adjusted ( S6 ). The torque setpoint of the electric motor TqE can, for example, be adjusted by regulating a voltage.

Um eine optimale Sollwertvorgabe für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors, für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors und für die E-Maschine zu ermöglichen, kann die Momentenkoordination in folgenden möglichen Schritten erfolgen:

  • Ermittlung des Momentensollwerts für den Fahrerwunsch.
  • Ermittlung eines Momentensollwerts TE0 für die E-Maschine ohne Berücksichtigung von den Momenteneingriffen Tqef, Tqes. Der Momentensollwert TE0 berücksichtigt insbesondere Funktionen des Energiemanagements, z.B. Bordnetzversorgung durch die E-Maschine EM im Generatormodus, Lastpunkterhöhung des Verbrennungsmotors VM (E-Maschine im Generatormodus), oder Lastpunktabsenkung des Vebrennungsmotors VM (E-Maschine im Motormodus)
  • (S1) Ermittlung eines schnellen Momentensollwerts Tqf durch Koordination von Gesamtmomentensollwert Tq des Fahrerwunschs und schnellen Momenteneingriffen Tqef.
  • (S2) Ermittlung eines langsamen Momentensollwerts Tqs durch Koordination von Gesamtmomentensollwert Tq des Fahrerwunschs und langsamen Momenteneingriffen Tqes (ggf. unter Berücksichtigung eines modifizierten Fahrerwunschsollwertes zur Beschleunigung des langsamen Pfades).
  • (S3) Aufteilung des schnellen Momentensollwerts Tqf auf einen Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TqVf und einen Momentensollwert für die E-Maschine inklusive Momenteneingriffen TqE nach einer Eingriffsstrategie (ggf. unter Berücksichtigung der Verluste von Nebenaggregaten). Diese Eingriffsstrategie ist der erste Algorithmus A1 zur optimalen Nutzung des Hybridsystems H, z.B. Momentenreduzierung möglichst über die E-Maschine EM, erst falls erforderlich über den Verbrennungsmotor VM, oder schneller Momentenaufbau möglichst über die E-Maschine EM, erst falls erforderlich über den Verbrennungsmotor VM. Die Eingriffsstrategie berücksichtigt minimale und maximale Momentengrenzen von Verbrennungsmotor und E-Maschine z.E. bei der aktuellen Drehzahl und bei aktuellen Betriebsbedingungen, nicht jedoch dynamische Grenzen des Verbrennungsmotors TVu, TVd, die sich aus dem aktuellen Zustand des Luftpfades ergeben (z.B. maximales Moment des Verbrennungsmotors bei aktuellem Saugrohrdruck). Sie beschreibt damit einen Zielzustand des Verbrennungsmotors nach dem Ablauf dynamischer Ausgleichsvorgänge.
  • (S4) Ermittlung des Momentensollwerts für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TgVs aus dem langsamen Momentensollwert Tqs unter Berücksichtigung des Momentensollwerts TqEs für die E-Maschine inklusive Momenteneingriffen Tqes, wobei die Ermittlung so erfolgt, dass eine gemeinsame Erhöhung oder Reduzierung des schnellen TqDf und langsamen Momentensollwerts TqDs, welche über die E-Maschine umgesetzt wird, zu keiner Abweichung zwischen dem Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TqVf und dem Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs führt.
In order to enable an optimal setpoint specification for the fast path of the internal combustion engine, for the slow path of the internal combustion engine and for the electric machine, the torque coordination can take place in the following possible steps:
  • Determination of the torque setpoint for the driver's request.
  • Determination of a torque setpoint TE0 for the electric machine without taking the torque interventions into account Tqef , Tqes . The torque setpoint TE0 takes into account, in particular, functions of energy management, for example on-board power supply from the electric machine EM in generator mode, load point increase of the combustion engine VM (E-machine in generator mode), or lowering the load point of the combustion engine VM (E-machine in motor mode)
  • ( S1 ) Determination of a fast torque setpoint Tqf by coordinating the total torque setpoint Tq the driver's request and rapid momentary intervention Tqef .
  • ( S2 ) Determination of a slow torque setpoint Tqs by coordinating the total torque setpoint Tq the driver's request and slow momentary interventions Tqes (possibly taking into account a modified setpoint value for the driver to accelerate the slow path).
  • ( S3 ) Division of the fast torque setpoint Tqf to a torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine TqVf and a torque setpoint for the e-machine including torque interventions TqE according to an intervention strategy (possibly taking into account the losses of ancillary equipment). This intervention strategy is the first algorithm A1 for optimal use of the hybrid system H , e.g. torque reduction if possible via the electric machine EM , only if necessary via the combustion engine VM , or faster torque build-up if possible via the electric machine EM , only if necessary via the combustion engine VM . The intervention strategy takes into account minimum and maximum torque limits of the internal combustion engine and electric machine zE at the current speed and under current operating conditions, but not dynamic limits of the internal combustion engine TVu , TVd that result from the current state of the air path (e.g. maximum torque of the combustion engine at the current intake manifold pressure). It thus describes a target state of the internal combustion engine after dynamic equalization processes have taken place.
  • ( S4 ) Determination of the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine TgVs from the slow torque setpoint Tqs taking into account the torque setpoint TqEs for the e-machine including torque interventions Tqes , the determination being made so that a common increase or decrease in the fast TqDf and slow torque setpoint TqDs , which is implemented via the electric machine, does not result in any deviation between the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine TqVf and the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine TqVs leads.

Schritte (S4 und S8) können vorteilhaft durch folgenden Algorithmus erfolgen:

  • Ermittlung eines fiktiven Momentensollwerts der E-Maschine für den langsamen Pfad TqEs, der gleich dem Momentensollwert für die E-Maschine ohne Berücksichtigung von Momenteneingriffen TqE0 ist, erhöht um eine gleichzeitige Erhöhung des schnellen TqDf und langsamen Momentensollwerts TqDs gegenüber dem Fahrerwunsch (d.h. Minimum der Momentenänderung auf schnellem und langsamen Pfad), und reduziert um eine gleichzeitige Erniedrigung des schnellen TqDf und langsamen Momentensollwerts TqDs gegenüber dem Fahrerwunsch. (d.h. Maximum der Momentenänderung auf schnellem und langsamem Pfad) . Ermittlung des Momentensollwerts für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs aus dem langsamen Momentensollwert Tqs unter Berücksichtigung des fiktiven Momentensollwerts der E-Maschine für den langsamen Pfad TqEs (ggf. unter Berücksichtigung der Verluste von Nebenaggregaten) .
Steps ( S4 and S8 ) can advantageously be done using the following algorithm:
  • Determination of a fictitious torque setpoint of the electric machine for the slow path TqEs , which is equal to the torque setpoint for the e-machine without taking torque interventions into account TqE0 is increased by a simultaneous increase in the fast TqDf and slow torque setpoint TqDs compared to the driver's request (ie minimum of the change in torque on the fast and slow path), and reduced by a simultaneous lowering of the fast one TqDf and slow torque setpoint TqDs compared to the driver's request. (ie maximum of the change in torque on the fast and slow path). Determination of the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine TqVs from the slow torque setpoint Tqs taking into account the fictitious torque setpoint of the electric machine for the slow path TqEs (possibly taking into account the losses of ancillary units).

Optional kann folgender Schritt (S10) erfolgen:

  • (S10) Dynamische Korrektur des Momentensollwerts der E-Maschine TqE um den Anteil des Momentensollwerts für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors, der aufgrund dynamischer Grenzen des Verbrennungsmotors nicht unmittelbar umgesetzt werden kann TqEC (z.B. maximales Moment des Verbrennungsmotors bei aktueller Füllung; minimales Moment des Verbrennungsmotors ohne Zündeingriffe und Einspritzmuster beim Ottomotor)
The following step ( S10 ) respectively:
  • (S10) Dynamic correction of the torque setpoint of the electric machine TqE by the portion of the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine, which cannot be implemented immediately due to the dynamic limits of the internal combustion engine TqEC (e.g. maximum torque of the internal combustion engine with current filling; minimum torque of the combustion engine without ignition interventions and injection pattern in the Otto engine)

In jedem Fall erfolgen folgende Schritte S5, S6, S7:

  • (S5) Regelung des unmittelbar umgesetzten Momentes des Verbrennungsmotors TV gemäß dem Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors TqVf
  • (S6) Regelung von Teilsystemen des Verbrennungsmotors VM, die mit nennenswerter Verzögerung reagieren (insbesondere Regelung des Gasaustausches, d.h. Luftpfad) gemäß dem Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs.
  • (S7) Regelung des Momentes der E-Maschine TE gemäß dem Momentensollwert für die E-Maschine inklusive Momenteneingriffen TE (ggf. inklusive dynamischer Korrektur aus Schritt (S10)). Das beschriebene Verfahren führt dazu, dass z. B. eine gleichermaßen geforderte Momentenreduzierung auf schnellem TqDf und langsamem Pfad TqDs über die E-Maschine umgesetzt werden kann (z.B. Reduzierung von einem sogenannten positivem Boost-Moment im Motormodus, oder Erhöhung von negativem Moment im Generatormodus), ohne dass sich der schnelle TqVf und langsame Sollwert des Verbrennungsmotors TqVs verändern, solange die Momentenreduzierung vollständig über die E-Maschine EM darstellbar ist. Wird durch eine Limitierung der E-Maschine TqEL eine zusätzliche Momentenreduzierung über den Verbrennungsmotor VM notwendig, so führt diese im beschriebenen Fall nicht zu einer Abweichung zwischen schnellen TqVf und langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs.
In any case, the following steps take place S5 , S6 , S7 :
  • ( S5 ) Regulation of the immediately converted torque of the internal combustion engine TV according to the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine TqVf
  • ( S6 ) Regulation of subsystems of the internal combustion engine VM which react with a noticeable delay (in particular regulation of the gas exchange, ie air path) according to the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine TqVs .
  • ( S7 ) Regulation of the torque of the electric machine TE according to the torque setpoint for the e-machine including torque interventions TE (possibly including dynamic correction from step ( S10 )). The described method leads to the fact that, for. B. an equally required torque reduction on fast TqDf and slow path TqDs can be implemented via the electric machine (e.g. reduction of a so-called positive boost torque in motor mode, or increase of negative torque in generator mode) without affecting the fast TqVf and slow setpoint of the internal combustion engine TqVs change as long as the torque reduction is completely via the electric machine EM is representable. Is due to a limitation of the e-machine TqEL an additional torque reduction via the combustion engine VM necessary, in the case described this does not lead to a discrepancy between the fast TqVf and the slow path of the internal combustion engine TqVs .

Ist eine Momentenreduzierung nur auf dem schnellen Pfad TqDf gefordert, um eine Momentenreserve für schnelles Erhöhen des Momentes zu behalten, so kann diese Reduzierung ggf. vollständig über die E-Maschine EM ausgeführt werden, ohne Einfluss auf schnellen TqVf oder langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs. Dies ist möglich, da die E-Maschine EM ihr Moment TE sehr schnell wieder erhöhen kann (äquivalent einer Momentenreserve). Ist zusätzlich eine Momentenreduzierung des Vebrennungsmotors notwendig, so erfolgt diese nur über dessen schnellen Pfad TqVf, um weiterhin schnell Moment aufbauen zu können.Is a moment reduction only on the fast path TqDf required in order to retain a torque reserve for a rapid increase in torque, this reduction can, if necessary, be completely via the electric motor EM be carried out without affecting the fast TqVf or the slow path of the internal combustion engine TqVs . This is possible because of the electric machine EM her moment TE can increase again very quickly (equivalent to a torque reserve). If a torque reduction of the combustion engine is also necessary, this is only done via its fast path TqVf to be able to continue building momentum quickly.

Gleichermaßen ist eine Kombination beider Fälle möglich, d.h. stärkere geforderte Momentenreduzierung auf dem schnellen TqDf als auf dem langsamen Pfad TqDs.A combination of both cases is equally possible, ie greater required torque reduction on the fast one TqDf than on the slow path TqDs .

Ähnlich kann eine gleichermaßen geforderte Momentenerhöhung auf schnellem TqDf und langsamem Pfad TqDs über die E-Maschine EM umgesetzt werden, ohne dass sich der schnelle TqVf und langsame Sollwert des Verbrennungsmotors TqVs verändern, solange die Momentenerhöhung vollständig über die E-Maschine EM darstellbar ist. Wird durch eine Limitierung der E-Maschine eine zusätzliche Momentenerhöhung über den Verbrennungsmotor VM notwendig, so führt diese im beschriebenen Fall nicht zu einer Abweichung zwischen schnellen TqVf und langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs.Similarly, an equally required increase in torque can be achieved at a rapid rate TqDf and slow path TqDs via the e-machine EM be implemented without the fast TqVf and slow setpoint of the internal combustion engine TqVs change as long as the torque increase is completely via the electric motor EM is representable. If the electric machine is limited, there is an additional increase in torque via the combustion engine VM necessary, in the case described this does not lead to a discrepancy between the fast TqVf and the slow path of the internal combustion engine TqVs .

Entscheidend beim beschriebenen Verfahren ist, dass im Schritt (S3) zunächst ein Momentensollwert der E-Maschine TE ohne dynamische Korrekturen ermittelt wird, welcher zur Ermittlung des Momentensollwerts des langsamen Pfades des Verbrennungsmotors TqVs herangezogen wird. Würde hier bereits der endgültige Momentensollwert der E-Maschine TE inklusive dynamischer Korrektur verwendet, so könnte die Luftpfadreaktion eine Rückkopplung auf den Sollwert des Luftpfades erzeugen, mit der Folge möglicher Instabilität (Schwingungen oder „Weglaufen“ des Sollwertes). Erst in einem weiteren Schritt (S10) erfolgt ggf. die Berücksichtigung dynamischer Limitierungen des Verbrennungsmotors TVu, TVd, ohne Rückwirkung auf den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors TqVs.The decisive factor in the procedure described is that in step ( S3 ) first a torque setpoint of the electric machine TE it is determined without dynamic corrections which is used to determine the torque setpoint of the slow path of the internal combustion engine TqVs is used. This would already be the final torque setpoint of the electric machine TE If used including dynamic correction, the air path reaction could generate a feedback to the target value of the air path, with the consequence of possible instability (oscillations or "running away" of the target value). Only in a further step ( S10 ), dynamic limitations of the internal combustion engine are taken into account if necessary TVu , TVd without affecting the slow path of the internal combustion engine TqVs .

Vorteile:

  • Das beschriebene Verfahren ermöglicht die Verwendung standardisierter Schnittstellen im Fahrzeug Kfz z.B. zwischen Getriebesteuerung, ESP und Hybridsteuerung, die für ein Hybridsystem unverändert übernommen werden können. Dies ermöglicht eine besonders leichte Umrüstung von reinen Verbrennungsmotorsystemen zu Hybridsystemen. Die Hybridsteuerung EM kann nach dem beschriebenen Verfahren frei über die Verteilung der Momenteneingriffe zwischen Verbrennungsmotor VM und E-Maschine EM entscheiden, um Kraftstoffverbrauch, Emissionen und Fahrkomfort zu optimieren.
Benefits:
  • The method described enables standardized interfaces to be used in the vehicle Vehicle eg between transmission control, ESP and hybrid control, which can be adopted unchanged for a hybrid system. This enables a particularly easy conversion from pure internal combustion engine systems to hybrid systems. The hybrid control EM can freely distribute the torque interventions between the internal combustion engine using the method described VM and e-machine EM decide to optimize fuel consumption, emissions and driving comfort.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Verfahren zur Regelung eines Gesamtmomentensollwerts für einen Hybridantrieb bereitgestellt werden kann.Overall, the example shows how the invention can provide a method for regulating a total torque setpoint for a hybrid drive.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

TqTq
GesamtmomentensollwertTotal torque setpoint
TqfTqf
schneller Gesamtmomentensollwertfast total torque setpoint
TqsTqs
langsamer Gesamtmomentensollwertslow total torque setpoint
TqefTqef
schneller Momenteneingriffquick momentary intervention
TqesTqes
langsamer Momenteneingriffslow torque intervention
TqVTqV
Moment des VerbrennungsmotorsInternal combustion engine torque
TqVfTqVf
Momentensollwert für einen schnellen Pfad des VerbrennungsmotorsTorque setpoint for a fast path of the internal combustion engine
TqVsTqVs
Momentensollwert für einen langsamen Pfad des VerbrennungsmotorsTorque setpoint for a slow path of the internal combustion engine
TETE
Moment des ElektromotorsMoment of the electric motor
TqETqE
Momentensollwert für den ElektromotorTorque setpoint for the electric motor
TqE0TqE0
vorläufiger Momentensollwert für den Elektromotorprovisional torque setpoint for the electric motor
TlTl
angefordertes Moment des Energiemanagementsrequested moment of energy management
TqEsTqEs
Momentensollwert des Elektromotors für den langsamen PfadTorque setpoint of the electric motor for the slow path
TqELTqEL
Momentengrenze des ElektromotorsTorque limit of the electric motor
TqECTqEC
KorrekturwertCorrection value
TVuTVu
oberer dynamischer Grenzwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotorsupper dynamic limit value for the fast path of the combustion engine
TVdTVd
unterer dynamischer Grenzwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotorslower dynamic limit value for the fast path of the combustion engine
TqDfTqDf
schneller Differenzgesamtmomentensollwertfast differential total torque setpoint
TqDsTqDs
langsamer Differenzgesamtmomentensollwertslow differential total torque setpoint
A1A1
erster Eingriffsalgorithmusfirst intervention algorithm
A2A2
zweiter Eingriffsalgorithmussecond intervention algorithm
MRMR
MomentenregelvorrichtungTorque control device
EMEM
ElektromotorElectric motor
VMVM
VerbrennungsmotorInternal combustion engine
KfzVehicle
KraftfahrzeugMotor vehicle
HH
HybridantriebHybrid drive
S1-S11S1-S11
VerfahrensschritteProcedural steps
EE.
Batteriebattery

Claims (9)

Verfahren zum Regeln eines Gesamtmomentensollwerts für einen Hybridantrieb, wobei durch eine Momentenregelvorrichtung (MR), - in Abhängigkeit von dem Gesamtmomentensollwert (Tq) und zumindest einem als schneller Momenteneingriff (Tqef) angeforderten Moment ein schneller Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb (Tqf) ermittelt wird (S1), - in Abhängigkeit von dem Gesamtmomentensollwert (Tq) und zumindest einem als langsamer Momenteneingriff (Tqes) angeforderten Moment ein langsamer Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb (Tqs) ermittelt wird (S2), - der schnelle Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb (Tgf) durch einen vorbestimmten ersten Eingriffsalgorithmus (A1) auf einen Momentensollwert für einen schnellen Pfad eines Verbrennungsmotors (TqVf) und einen Momentensollwert für einen Elektromotor (TqE) aufgeteilt wird (S3), - aus dem langsamen Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb (Tqs) und dem Momentensollwert für den Elektromotor (TqE) durch einen vorbestimmten zweiten Eingriffsalgorithmus (A2) ein Momentensollwert für einen langsamen Pfad des Verbrennungsmotors (TqVs) berechnet wird (S4), - ein Moment des Verbrennungsmotors (TV) gemäß dem Momentensollwert für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors (TqVf) eingeregelt wird (S5), - das Moment des Verbrennungsmotors (TV) gemäß dem Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors (TqVs) eingeregelt wird (S6), und - ein Moment des Elektromotors (TE) gemäß dem Momentensollwert des Elektromotors (TqE) eingeregelt wird (S7), dadurch gekennzeichnet, dass - aus einem aktuellen Zustand eines Luftpfads des Verbrennungsmotors ein oberer dynamischer Grenzwert (TVu) und/oder ein unterer dynamischer Grenzwert (TVd) für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors (TqVf) berechnet werden, und - dem Momentensollwert des Elektromotors (TqE) ein Korrekturwert des Momentensollwerts für den schnellen Pfad des Verbrennungsmotors (TqEC), der außerhalb eines von dem oberen (TVu) und dem unteren dynamischen Grenzwert (TVd) begrenzten Bereichs liegt, hinzugefügt wird.Method for regulating a total torque setpoint for a hybrid drive, a faster total torque setpoint for the hybrid drive (Tqf) being determined by a torque control device (MR), depending on the total torque setpoint (Tq) and at least one torque requested as a quick torque intervention (Tqef) (S1 ), - depending on the total torque setpoint (Tq) and at least one torque requested as slow torque intervention (Tqes), a slow total torque setpoint for the hybrid drive (Tqs) is determined (S2), - the fast total torque setpoint for the hybrid drive (Tgf) by a predetermined one The first intervention algorithm (A1) is divided into a torque setpoint for a fast path of an internal combustion engine (TqVf) and a torque setpoint for an electric motor (TqE) (S3), - from the slow total torque setpoint for the hybrid drive (Tqs) and the torque setpoint for the electric motor ( TqE) by a predetermined zw With the intervention algorithm (A2) a torque setpoint for a slow path of the internal combustion engine (TqVs) is calculated (S4), - a torque of the internal combustion engine (TV) is regulated (S5) according to the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine (TqVf), - that Torque of the internal combustion engine (TV) is regulated according to the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine (TqVs) (S6), and - a torque of the electric motor (TE) is regulated (S7) according to the torque setpoint of the electric motor (TqE), characterized in that, that - an upper dynamic limit value (TVu) and / or a lower dynamic limit value (TVd) for the fast path of the internal combustion engine (TqVf) are calculated from a current state of an air path of the internal combustion engine, and - the torque setpoint of the electric motor (TqE) a correction value of the torque setpoint for the fast path of the internal combustion engine (TqEC), the one outside of one of the upper (TVu) and the lower dynamic en limit value (TVd) is added. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den ersten Eingriffsalgorithmus (A1) eine Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts (Tgf) um einen schnellen Differenzgesamtmomentensollwert (TqDf) bis zu einer vorgebbaren Momentengrenze des Elektromotors (TqEL) nur dem Momentensollwert für den Elektromotor (TqE) zugeteilt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that through the first intervention algorithm (A1) a change in the fast total torque setpoint (Tgf) by a fast differential total torque setpoint (TqDf) up to a predeterminable torque limit of the electric motor (TqEL) is only assigned to the torque setpoint for the electric motor (TqE). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den ersten Eingriffsalgorithmus (A1) eine Änderung des schnellen Gesamtmomentensollwerts (Tgf) um den schnellen Differenzgesamtmomentensollwert (TqDf), anteilig allenfalls dann dem schnellen Pfad des Verbrennungsmotors (TqVf) zugeteilt wird, falls der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert (TqDf) die vorgebbare Momentengrenze des Elektromotors (TqEL) übersteigt.Procedure according to Claim 2 , characterized in that by the first intervention algorithm (A1) a change in the fast total torque setpoint (Tgf) by the fast differential total torque setpoint (TqDf), proportionately at most to the fast path of the internal combustion engine (TqVf), if the fast differential total torque setpoint (TqDf) the specifiable torque limit of the electric motor (TqEL) exceeds. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch den ersten Eingriffsalgorithmus (A1) die vorgebbare Momentengrenze des Elektromotors (TqEL)in Abhängigkeit einer Betriebsbedingung des Elektromotors (EM) und/oder des Verbrennungsmotors (VM) berechnet wird.Method according to one of the preceding Claims 2 to 3 , characterized in that the predeterminable torque limit of the electric motor (TqEL) is calculated as a function of an operating condition of the electric motor (EM) and / or the internal combustion engine (VM) by the first intervention algorithm (A1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Gesamtmomentensollwert (Tq) ein vorläufiger Momentensollwert für den Elektromotor (TqE0) berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a preliminary torque target value for the electric motor (TqE0) is calculated from the total torque target value (Tq). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Gesamtmomentensollwert (Tq) und einem angeforderten Moment eines Energiemanagements (Tl) der vorläufige Momentensollwert für den Elektromotor (TqE0) berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the preliminary torque setpoint for the electric motor (TqE0) is calculated from the total torque setpoint (Tq) and a requested torque of an energy management system (Tl). Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch den zweiten Eingriffsalgorithmus (A2) - ein Momentensollwert des Elektromotors für einen langsamen Pfad (TqEs) berechnet wird, der gleich dem vorläufigen Momentensollwert für den Elektromotor (TqE0) ist, falls keine Momenteneingriffe (Tqef, Tqes) wirksam sind, - der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Elektromotors (TqEs) um ein Minimum des schnellen Differenzgesamtmomentensollwerts (TqDf) und des langsamen Differenzgesamtmomentensollwerts (TqDs) erhöht wird, wenn der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert (TqDf) und der langsame Differenzgesamtmomentensollwert (TqDs) jeweils einen positiven Wert aufweisen, - der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Elektromotors (TqEs) um ein Maximum des schnellen Differenzgesamtmomentensollwerts (TqDf) und des langsamen Differenzgesamtmomentensollwerts (TqDs) reduziert wird, wenn der schnelle Differenzgesamtmomentensollwert (TqDf) und der langsame Differenzgesamtmomentensollwert (TqDs) jeweils einen negativen Wert aufweisen, - der Momentensollwert für den langsamen Pfad des Verbrennungsmotors (TqVs) durch eine Subtraktion des Momentensollwerts für den langsamen Pfad des Elektromotors (TqEs) von dem langsamen Gesamtmomentensollwert für den Hybridantrieb berechnet (Tqs) wird.Procedure according to Claim 5 or 6th , characterized in that the second intervention algorithm (A2) - a torque setpoint of the electric motor for a slow path (TqEs) is calculated, which is equal to the provisional torque setpoint for the electric motor (TqE0) if no torque interventions (Tqef, Tqes) are effective - The torque setpoint for the slow path of the electric motor (TqEs) is increased by a minimum of the fast differential total torque setpoint (TqDf) and the slow differential total torque setpoint (TqDs) if the fast differential total torque setpoint (TqDf) and the slow differential total torque setpoint (TqDs) each have a positive value - the torque setpoint for the slow path of the electric motor (TqEs) is reduced by a maximum of the fast differential total torque setpoint (TqDf) and the slow differential total torque setpoint (TqDs) if the fast differential total torque setpoint (TqDf) and the slow differential total torque setpoint (TiqDs) each have a negative value, - the torque setpoint for the slow path of the internal combustion engine (TqVs) is calculated (Tqs) by subtracting the torque setpoint for the slow path of the electric motor (TqEs) from the slow total torque setpoint for the hybrid drive. Momentenregelvorrichtung (MR) für einen Hybridantrieb (H), eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Torque control device (MR) for a hybrid drive (H), set up to carry out a method according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug (Kfz) mit einer Momentenregelvorrichtung (MR) für einen Hybridantrieb (H) nach Anspruch 8.Motor vehicle (motor vehicle) with a torque control device (MR) for a hybrid drive (H) according to Claim 8 .
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