DE102023117022A1 - Method for controlling an electric drive train of a motor vehicle - Google Patents
Method for controlling an electric drive train of a motor vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102023117022A1 DE102023117022A1 DE102023117022.8A DE102023117022A DE102023117022A1 DE 102023117022 A1 DE102023117022 A1 DE 102023117022A1 DE 102023117022 A DE102023117022 A DE 102023117022A DE 102023117022 A1 DE102023117022 A1 DE 102023117022A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- eds
- drive
- damage
- drive modules
- akt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0061—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electrical machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/40—Working vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/40—Electrical machine applications
- B60L2220/42—Electrical machine applications with use of more than one motor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/10—Vehicle control parameters
- B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/421—Speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/423—Torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/425—Temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Antriebsstrangs eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit mehreren unabhängig voneinander lastabhängig steuerbaren elektrischen Antriebsmodulen (EDS, EDS 1, EDS 2, EDS n). Um den Verschleiß der Antriebsmodule (EDS, EDS 1, EDS 2, EDS n) über Lebensdauer gleichmäßig aufzuteilen und damit die Lebensdauer und Wartungszyklen des Antriebsstrangs zu verlängern, wird für die Antriebsmodule (EDS, EDS 1, EDS 2, EDS n) ein über eine Betriebsdauer auftretender Schädigungsindex ermittelt und die Antriebsmodule (EDS, EDS 1, EDS 2, EDS n) werden abhängig von ihrem Schädigungsindex gesteuert.The invention relates to a method for controlling an electric drive train of an electrically powered motor vehicle with several electric drive modules (EDS, EDS 1, EDS 2, EDS n) that can be controlled independently of one another depending on the load. In order to evenly distribute the wear of the drive modules (EDS, EDS 1, EDS 2, EDS n) over their service life and thus extend the service life and maintenance cycles of the drive train, a damage index that occurs over an operating period is determined for the drive modules (EDS, EDS 1, EDS 2, EDS n) and the drive modules (EDS, EDS 1, EDS 2, EDS n) are controlled depending on their damage index.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Antriebsstrangs eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit mehreren unabhängig voneinander lastabhängig steuerbaren elektrischen Antriebsmodulen.The invention relates to a method for controlling an electric drive train of an electrically driven motor vehicle with several electric drive modules that can be controlled independently of one another depending on the load.
Elektrische Antriebsstränge dienen dem Antrieb von Kraftfahrzeugen mittels Antriebsmodulen (EDS), die beispielsweise eine Elektromaschine, die von einer Leistungselektronik gesteuert und/oder betrieben sein kann, und mechanische Getriebeelemente zur Übersetzung deren Rotorbewegung in eine Drehbewegung eines Antriebsrads, beispielsweise beinhaltend ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, ein Differential, Trennkupplung und/oder dergleichen, enthalten. Getriebeelemente können in das Antriebsmodul integriert und/oder diesem vor- und/oder nachgeschaltet sein.Electric drive trains are used to drive motor vehicles using drive modules (EDS), which contain, for example, an electric machine that can be controlled and/or operated by power electronics, and mechanical transmission elements for translating their rotor movement into a rotary movement of a drive wheel, for example including a speed change gear, a differential, separating clutch and/or the like. Transmission elements can be integrated into the drive module and/or connected upstream and/or downstream of it.
Aufgrund unterschiedlicher Auslegungen und Belastungen, insbesondere bei Schwerlastfahrzeugen, bei denen verschiedene Antriebsmodule zu- und abschaltbar ausgestaltet sein können, sind die Antriebsmodule unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt. Die Antriebsmodule altern beziehungsweise verschleißen unterschiedlich schnell.Due to different designs and loads, especially in heavy-duty vehicles where different drive modules can be designed to be switched on and off, the drive modules are exposed to different loads. The drive modules age or wear out at different rates.
Beispielsweise sind aus den Druckschriften
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur Steuerung eines elektrischen Antriebsstrangs. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur gleichmäßigen Abnutzung von Antriebsmodulen eines elektrischen Antriebsstrangs vorzuschlagen.The object of the invention is to further develop a method for controlling an electric drive train. In particular, the object of the invention is to propose a method for uniform wear of drive modules of an electric drive train.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.The object is solved by the subject matter of
Das vorgeschlagene Verfahren dient der Steuerung eines elektrischen Antriebsstrangs eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs. Mittels des Verfahrens können mehrere Antriebsmodule unabhängig voneinander lastabhängig gesteuert werden. Unter einem Antriebsmodul ist eine motorisch und bevorzugt generatorisch betreibbare Elektromaschine zu verstehen, die in gegebenenfalls schaltbarer Wirkverbindung mit zumindest einem Antriebsrad des Kraftfahrzeugs steht. Im einfachsten Fall kann beispielsweise ein Radnabenmotor mit seinem Rotor direkt ein Antriebsrad antreiben. Zur Anpassung an die Wirkung und an einen effizienten, insbesondere energieeffizienten Arbeitsbereich der Elektromaschine kann zwischen einem oder mehreren Antriebsrädern eine kinematische Umsetzungsmechanik, beispielsweise ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, ein Differential, eine Trennkupplung oder dergleichen sowie gegebenenfalls eine Kombination dieser vorgesehen sein.The proposed method is used to control an electric drive train of an electrically powered motor vehicle. Using the method, several drive modules can be controlled independently of one another depending on the load. A drive module is understood to be an electric machine that can be operated as a motor and preferably as a generator and that is in a possibly switchable operative connection with at least one drive wheel of the motor vehicle. In the simplest case, for example, a wheel hub motor can drive a drive wheel directly with its rotor. In order to adapt to the effect and to an efficient, in particular energy-efficient, working range of the electric machine, a kinematic conversion mechanism, for example a speed change gear, a differential, a separating clutch or the like, and possibly a combination of these, can be provided between one or more drive wheels.
Ein oder mehrere Antriebsmodule können ein einziges Antriebsrad beispielsweise in Form eines Nabenmotors antreiben. Ein oder mehrere Antriebsmodule können gegebenenfalls mittels eines Differentials zumindest zwei Antriebsräder derselben Antriebsachse antreiben. Ein oder mehrere Antriebsmodule können die Antriebsräder mehrerer Antriebsachsen antreiben.One or more drive modules can drive a single drive wheel, for example in the form of a hub motor. One or more drive modules can drive at least two drive wheels of the same drive axle, if necessary by means of a differential. One or more drive modules can drive the drive wheels of several drive axles.
Die Steuerung der einzelnen Antriebsmodule erfolgt bevorzugterweise lastabhängig, so dass nur im Volllastfall alle Antriebsmodule mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren maximalen Drehmoment beziehungsweise einem vorgegebenen Nenndrehmoment betrieben werden. Eine vorteilhafte Betriebsstrategie des Antriebsstrangs beziehungsweise Kraftfahrzeugs sieht dabei vor, beispielsweise in einem Teillastbetrieb alle Antriebsmodule zu betreiben, wobei ein Teil dieser oder alle mit einer Minderleistung betrieben werden. Es kann vorgesehen sein, einzelne Antriebsmodule, beispielsweise alle Antriebsmodule einer Antriebsachse vollständig abzuschalten.The control of the individual drive modules is preferably load-dependent, so that all drive modules are only operated with a specified or specifiable maximum torque or a specified nominal torque when the load is full. An advantageous operating strategy for the drive train or motor vehicle provides for all drive modules to be operated in partial load operation, for example, with some or all of them being operated at reduced power. It can be provided to completely switch off individual drive modules, for example all drive modules on a drive axle.
Beispielsweise kann auf diese Weise insbesondere bei Schwerlastkraftfahrzeugen das zur Verfügung stehende Drehmoment der Antriebsmodule effizient und ressourcenschonend an den Beladungszustand angepasst werden.For example, in this way, the available torque of the drive modules can be adapted to the loading condition efficiently and in a resource-saving manner, particularly in the case of heavy-duty vehicles.
Um eine gleichmäßige Beanspruchung bevorzugt aller Antriebsmodule zu erreichen, wird für die Antriebsmodule ein über eine Betriebsdauer auftretender Schädigungsindex ermittelt und die Antriebsmodule werden abhängig von ihrem Schädigungsindex gesteuert. Dies bedeutet, dass bei nicht unter Volllast stehendem Antriebsstrang bevorzugt die Antriebsmodule geschont werden, die einen höheren Schädigungsindex aufweisen als andere. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Beanspruchung der Antriebsmodule erzielt, so dass beispielsweise der Eintritt von Wartungsintervallen und Verschleiß bis zur Verschleißgrenze mit einem gegebenenfalls notwendigen Austausch für alle Antriebsmodule im Wesentlichen gleichzeitig auftritt. Auf diese Weise kann das Kraftfahrzeug unter anderem wegen verringerter Standzeiten und Nutzungsausfall während eines Werkstattbesuchs effizienter betrieben werden.In order to achieve an even load on preferably all drive modules, a damage index is determined for the drive modules over an operating period and the drive modules are controlled depending on their damage index. This means that when the drive train is not under full load, the drive modules that have a higher damage index are protected preferentially than others. In this way, an even load is achieved on the drive modules, so that, for example, the onset of maintenance intervals and wear up to the wear limit with any necessary replacement for all drive modules occurs essentially at the same time. In this way, the motor vehicle can be operated more efficiently due to, among other things, reduced downtime and loss of use during a workshop visit.
Der Schädigungsindex kann beispielsweise drehmomentabhängig, drehzahlabhängig und/oder temperaturabhängig ermittelt werden. Unter einem Schädigungsindex ist eine Größe zu verstehen, die die Einwirkung von Betriebs- und Umweltbedingungen über die Zeit repräsentiert. Der Schädigungsindex kann durch Schätzung, Modellierung, Berechnung und/oder dergleichen aus erfassten, modellierten, geschätzten und/oder berechneten Eingangsgrößen, beispielsweise Sensordaten ermittelt werden. The damage index can be, for example, torque-dependent, speed-dependent and/or temperature-dependent. A damage index is a value that represents the effect of operating and environmental conditions over time. The damage index can be determined by estimation, modeling, calculation and/or the like from recorded, modeled, estimated and/or calculated input variables, for example sensor data.
Beispielsweise können die Leistung, beispielsweise das Antriebs- und/oder Rekuperationsmoment, die Drehzahl, die Betriebstemperatur über die Zeit, beispielsweise eine Betriebsdauer erfasst werden. Die Erfassung und Ermittlung des Schädigungsindex kann beispielsweise laufend, das heißt gleitend oder diskret über ein vorgegebenes Intervall erfolgen, wobei nacheinander ausgewertet Intervalle einen Verlauf des Schädigungsintervalls über die Betriebs- wie Nutzungsdauer oder Alter des Kraftfahrzeugs ergeben. Die Intervalle können beispielsweise in der Leistungsdomäne, Temperaturdomäne oder dergleichen zu einem jeweiligen aktuellen Schädigungsindex kumuliert werden. Als vorteilhaft hat sich die Zeitdomäne erwiesen, so dass in diskreten Zeitintervallen aus den Eingangsdaten jeweils ein aktueller Schädigungsindex ermittelt und vorhergehenden Schädigungsindizes zugeschlagen wird. Der Schädigungsmodus wird in bevorzugter Weise in der Antriebsfunktion der Antriebsmodule erfasst. Eine Rekuperationsfunktion der Antriebsmodule kann jedoch ebenfalls zu einem Schädigungsindex beitragen und entsprechend erfasst werden.For example, the power, such as the drive and/or recuperation torque, the speed, the operating temperature can be recorded over time, for example an operating period. The damage index can be recorded and determined continuously, i.e. sliding or discretely over a predetermined interval, with intervals evaluated one after the other resulting in a progression of the damage interval over the operating and usage period or age of the motor vehicle. The intervals can be cumulated, for example, in the power domain, temperature domain or the like to form a respective current damage index. The time domain has proven to be advantageous, so that a current damage index is determined from the input data in discrete time intervals and added to previous damage indices. The damage mode is preferably recorded in the drive function of the drive modules. A recuperation function of the drive modules can, however, also contribute to a damage index and be recorded accordingly.
Beispielsweise kann für jedes Antriebsmodul ein aufsummierter aktueller Schädigungsindex ermittelt werden, wobei die Antriebsmodule entsprechend ihres aktuellen Schädigungsindexes in einer gemeinsamen Betriebsstrategie des Antriebsstrangs gesteuert, das heißt, betrieben werden.For example, a cumulative current damage index can be determined for each drive module, whereby the drive modules are controlled, i.e. operated, according to their current damage index in a common operating strategy of the drive train.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform des Verfahrens können relative Schädigungsindizes der Antriebsmodule mit einem Referenzantriebsmodul verglichen werden. Die Antriebsmodule werden hierbei abhängig von relativen Abweichungen der restlichen Antriebsmodule gegenüber dem Referenzantriebsmodul gesteuert wie mit einem entsprechenden Drehmoment betrieben.In an alternative or additional embodiment of the method, relative damage indices of the drive modules can be compared with a reference drive module. The drive modules are controlled as if they were operated with a corresponding torque depending on the relative deviations of the remaining drive modules compared to the reference drive module.
Beispielsweise kann zumindest eine Antriebsachse mit jeweils zumindest einem Antriebsmodul gesteuert werden, wobei der Schädigungsindex bei zumindest zwei Antriebsachse achsweise ermittelt und die Antriebsachsen untereinander abhängig von ihren Schädigungsindizes gesteuert werden können. Dies bedeutet, dass zumindest zwei Antriebsachsen im Teillastbetrieb wechselweise abhängig von ihrem Schädigungsindex betrieben werden, um einen gleichmäßigen Verschleiß zu erzielen. Beispielsweise kann eine Antriebsachse komplett vom Antrieb abgekoppelt sein, wobei die andere in Teillast oder Volllast betrieben wird. Bei einer einzigen oder mehreren Antriebsachsen mit jeweils mehreren Antriebsmodulen können die Antriebsmodule einer einzigen Antriebsachse jeweils untereinander abhängig von ihrem Schädigungsindex gesteuert werden.For example, at least one drive axle can be controlled with at least one drive module, whereby the damage index of at least two drive axles is determined axle by axle and the drive axles can be controlled among each other depending on their damage indices. This means that at least two drive axles are operated alternately in partial load operation depending on their damage index in order to achieve even wear. For example, one drive axle can be completely decoupled from the drive, with the other being operated at partial load or full load. In the case of a single or multiple drive axles, each with multiple drive modules, the drive modules of a single drive axle can each be controlled among each other depending on their damage index.
Alternativ oder zusätzlich können für jede Antriebsachse mehrere Antriebsmodule vorgesehen sein, wobei diese abhängig von ihren Schädigungsindizes gesteuert werden. Dies bedeutet, dass bei zumindest zwei Antriebsmodulen in derselben Achse beispielsweise vor einem gemeinsamen Differential dasjenige Antriebsmodul mit dem kleineren Schädigungsindex bevorzugt eingesetzt wird, bis sich dieser dem oder den übrigen Schädigungsindizes des oder der übrigen Antriebsmodule hinreichend angenähert hat.Alternatively or additionally, several drive modules can be provided for each drive axle, whereby these are controlled depending on their damage indices. This means that if there are at least two drive modules in the same axle, for example in front of a common differential, the drive module with the smaller damage index is used preferentially until it has sufficiently approached the other damage indices of the other drive module(s).
In einer bevorzugten Betriebsstrategie des Antriebsstrangs werden beispielsweise aktuelle Betriebspunkte auf die einzelnen Antriebsmodule angewendet, daraus resultierende Betriebsdaten dieser erfasst, aus den Betriebsdaten für die jeweiligen Antriebsmodule ein aktueller Schädigungsindex ermittelt, aus den aktuellen Schädigungsindizes und abgespeicherten Schädigungsindizes kumulierte Schädigungsindizes ermittelt und aus diesen korrigierte Betriebspunkte der Antriebsmodule bestimmt. Beispielsweise können in einer derartigen oder ähnlichen Betriebsstrategie des Antriebsstrangs korrigierte Betriebspunkte abhängig von einer Lastanforderung an den Antriebsstrang angewendet werden. Beispielsweise können korrigierte Betriebspunkte abhängig von einem Beladungszustand des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Schwerlastfahrzeugs angewendet werden.In a preferred operating strategy of the drive train, for example, current operating points are applied to the individual drive modules, the resulting operating data for these is recorded, a current damage index is determined from the operating data for the respective drive modules, cumulative damage indices are determined from the current damage indices and stored damage indices, and corrected operating points of the drive modules are determined from these. For example, in such or a similar operating strategy of the drive train, corrected operating points can be applied depending on a load requirement on the drive train. For example, corrected operating points can be applied depending on a loading state of the motor vehicle, for example a heavy-duty vehicle.
Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dieses zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Betriebsstrategie eines Antriebsstrangs mit mehreren Antriebsmodulen.The invention is explained in more detail using the embodiment shown in the single figure. This shows a schematic block diagram of an operating strategy of a drive train with several drive modules.
Mittels der in dem Blockschaltbild 2 dargestellten Betriebsstrategie 1 wird eine ungleichmäßige Abnutzung und ein ungleichmäßiger Verschleiß von mehreren Antriebsmodulen EDS, nämlich EDS 1, EDS 2 bis EDS n (electric drive system) verhindert, indem mittels einer Online- Modellierung die Schädigungseffekte der Antriebsmodule EDS berechnet werden und diese Informationen in dem Steuergerät 3 verarbeitet werden.By means of the
Vorgeschlagen wird eine Online- Betrachtung der Lasten der EDS beispielsweise beginnend von deren Elektromaschine bis zu den Antriebsrädern unter Nutzung der verfügbaren Daten in einem Schädigungsmodell. Diese Informationen werden benutzt, um die Priorisierung der EDS bei einer nachfolgenden Lastanforderung beispielsweise nach einer Entkoppelung und Wiederanbindung bei der nächsten Fahretappe mit dem Ziel, die Lasten abhängig von früheren verschleißbildenden Belastungen der verschiedene EDS's auszugleichen, festzulegen.It is proposed to consider the loads of the EDS online, for example starting from the electric motor to the drive wheels. but using the available data in a damage model. This information is used to determine the prioritization of the EDS for a subsequent load request, for example after a decoupling and reconnection during the next driving stage, with the aim of balancing the loads depending on previous wear-causing loads on the various EDS.
Das Steuergerät 3 legt die Betriebspunkte P(n, M,A,...), beispielsweise die Drehzahl n der Elektromaschine, das anzulegende Drehmoment M, den Strom A und/oder dergleichen für jedes einzelne Antriebsmodul EDS 1, EDS 2, EDS n für einen Fahrvorgang unter Berücksichtigung einer beispielsweise von einem Fahrer oder einer Steuersoftware abhängig von der gewünschten Beschleunigung, Fahrgeschwindigkeit, Beladungszustand, Umgebungsbedingungen und/oder dergleichen fest und gibt diese an die Antriebsmodule EDS aus.The
Von den Antriebsmodulen EDS werden aufgrund der eingestellten Betriebspunkte P(n,M,A,...) resultierende, für einen Verschleiß relevante Betriebsdaten D(n,M,T, ...) erfasst, beispielsweise mittels Sensoren gemessen, modelliert oder geschätzt. Beispielsweise werden die Drehzahl n, das anliegende Drehmoment M, die Betriebspunkte, beziehungsweise deren Profile über die Zeit erfasst.The EDS drive modules record operating data D(n,M,T, ...) that are relevant to wear based on the set operating points P(n,M,A,...), for example by measuring, modeling or estimating them using sensors. For example, the speed n, the applied torque M, the operating points and their profiles are recorded over time.
Die Erfassung der Betriebsdaten D(n,M,T, ...) erfolgt in Block 4 beispielsweise über einen vorgegebenen Fahrzeitraum, über konstante Zeitintervalle oder dergleichen.The operating data D(n,M,T, ...) are recorded in
In Block 5 wird aus den Betriebsdaten D(n,M,T, ...) für jedes Antriebsmodul EDS 1, EDS 2, EDS n ein aktueller Schädigungsindex S(akt,1), S(akt,2), S(akt,n) erstellt, beispielsweise aus den beispielsweise abhängig von zunehmender Betriebszeit adaptierbaren Systemeigenschaften der Antriebsmodule EDS modelliert. In Block 6 wird aus den aktuellen Schädigungsindizes S(akt,1), S(akt,2), S(akt,n) und vorhergehend ermittelten, in dem Speicher 7 gespeicherten Schädigungsindizes S(st,1), S(st,2), S(st,n) der einzelnen Antriebsmodule EDS 1, EDS 2, EDS n jeweils der kumulierte Schädigungsindex S(kum,1), S(kum,2), S(kum,n) bestimmt, der beispielsweise über die ganze Lebensdauer der Antriebsmodule EDS kumuliert ist. Anstatt der vorher gespeicherten Schädigungsindizes S(st,1), S(st,2), S(st,n) werden anschließend die in Block 6 ermittelten kumulierten Schädigungsindizes S(kum, 1), S(kum,2), S(kum,n) als neue gespeicherte Schädigungsindizes S(st,1), S(st,2), S(st,n) hinterlegt, so dass die Schädigungsindizes über die Betriebsdauer der Antriebsmodule EDS laufend weiterentwickelt werden.In
In der Routine 8 des Steuergeräts 3 werden je nach kumuliertem Schädigungsindex S(kum,1), S(kum,2), S(kum,n) beispielsweise während einer Teillastanforderung die neu auszugebenden Betriebspunkte derart priorisiert, dass Antriebsmodule EDS mit geringerem kumuliertem Schädigungsindex S(kum, 1), S(kum,2), S(kum,n) bevorzugt für den Betrieb wie Antrieb oder Rekuperation genutzt werden, um insgesamt einen gleichmäßigen Verschleiß aller Antriebsmodule zu erzielen. Hierbei können die aktuellen Schädigungsindizes S(akt,1), S(akt,2), S(akt,n) als Pseudoschädigungswert (Duty Value) aufgefasst und modelliert werden, die die Reduktion der Lebensdauer der Teile der Antriebsmodule EDS während des bestimmten Zeitintervalls repräsentieren. Sie haben in der Regel keine Einheit und erlauben Rückschlüsse auf eine relative Schädigung der Teile. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist bei einer Steigerung der Werte für die einzelnen Schädigungsindizes von einer zunehmenden Reduktion der Restlebensdauer der Teile auszugehen und eine gesamte Lebensdauerberechnung der Antriebsmodule EDS und deren Teilen kann entfallen.In
Abhängig vom Schädigungsmechanismus, beispielsweise mechanisch, thermisch, chemisch und/oder dergleichen können alternativ oder zusätzlich neben der Drehzahl n, dem Drehmoment M und dem Strom A weitere Betriebsgrößen, beispielsweise die Arrhenius Gleichung zur Abbildung der thermisch abhängigen Schädigungseffekte in Block 5 eingesetzt werden.Depending on the damage mechanism, for example mechanical, thermal, chemical and/or the like, other operating variables, such as the Arrhenius equation to represent the thermally dependent damage effects in
In einer zu der Betriebsstrategie 1 alternativen Betriebsstrategie kann eine relative, beispielsweise mit weniger Speicheraufwand auskommende Änderung der Antriebsmodule EDS erfasst werden. Hierbei wird nachfolgend das Antriebsmodul EDS 1 als Referenzantriebsmodul betrachtet. Es werden hierbei nur die Unterschiede der Schädigungsindizes der übrigen Antriebsmodule EDS gegenüber dem Referenzantriebsmodul erfasst. Daraus ergibt sich beispielsweise für zwei Antriebsmodule EDS 1, EDS 2 folgender Zusammenhang, wobei das Antriebsmodul EDS 1 das Referenzantriebsmodul ist:In an operating strategy that is an alternative to
In einem vorgegebenen Zeitintervall erfolgt die Bildung einer aktuellen relativen Schädigungsdifferenz ΔS(akt) aus den aktuellen Schädigungsindizes S(akt,1), S(akt,2) nach Gleichung (1):
Aus der gespeicherten relativen Schädigungsdifferenz ΔS(st) und der aktuellen Schädigungsdifferenz ΔS(akt) wird die kumulierte Schädigungsdifferenz ΔS(kum) gebildet und im Speicher als neue gespeicherte Schädigungsdifferenz Δ(st) gespeichert.The cumulative damage difference ΔS(cum) is formed from the stored relative damage difference ΔS(st) and the current damage difference ΔS(act) and stored in the memory as a new stored damage difference Δ(st).
Gilt ΔS(kum)>0 sind die Schäden an dem Antriebsmodul EDS 1 größer als an dem Antriebsmodul EDS 2 und das Antriebsmodul EDS 1 wird geschont. Ist ΔS(kum) < 0 sind die Schäden an dem Antriebsmodul EDS 2 größer und das Antriebsmodul EDS 2 wird geschont.If ΔS(cum)>0, the damage to the
Bezugszeichenlistelist of reference symbols
- 11
- Betriebsstrategieoperating strategy
- 22
- Blockschaltbildblock diagram
- 33
- Steuergerätcontrol unit
- 44
- Blockblock
- 55
- Blockblock
- 66
- Blockblock
- 77
- Speichermemory
- 88
- Routineroutine
- EDSEDS
- Antriebsmoduldrive module
-
EDS 1
EDS 1 - Antriebsmoduldrive module
-
EDS 2
EDS 2 - Antriebsmoduldrive module
- EDS nEDS n
- Antriebsmoduldrive module
- D(n,M,T,...)D(n,M,T,...)
- Betriebsdatenoperating data
- P(n,M,A,...)P(n,M,A,...)
- Betriebspunkteoperating points
- S(akt,1)S(act,1)
- aktueller Schädigungsindexcurrent damage index
- S(akt,2)S(act,2)
- aktueller Schädigungsindexcurrent damage index
- S(akt,n)S(act,n)
- aktueller Schädigungsindexcurrent damage index
- S(kum,1)S(cum,1)
- kumulierter Schädigungsindexcumulative damage index
- S(kum,2)S(cum,2)
- kumulierter Schädigungsindexcumulative damage index
- S(kum,n)S(cum,n)
- kumulierter Schädigungsindexcumulative damage index
- S(st,1)S(st,1)
- gespeicherter Schädigungsindexstored damage index
- S(st,2)S(st,2)
- gespeicherter Schädigungsindexstored damage index
- S(st,n)S(st,n)
- gespeicherter Schädigungsindexstored damage index
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10 2005 061 080 A1 [0004]DE 10 2005 061 080 A1 [0004]
- DE 102019 125 949 A1 [0004]DE 102019 125 949 A1 [0004]
- DE 10 2021 106 302 A1 [0004]DE 10 2021 106 302 A1 [0004]
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023117022.8A DE102023117022B4 (en) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | Method for controlling an electric drive train of a motor vehicle |
| PCT/DE2024/100446 WO2025002498A1 (en) | 2023-06-28 | 2024-05-15 | Method for controlling an electric drive train of a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023117022.8A DE102023117022B4 (en) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | Method for controlling an electric drive train of a motor vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102023117022A1 true DE102023117022A1 (en) | 2025-01-02 |
| DE102023117022B4 DE102023117022B4 (en) | 2025-08-14 |
Family
ID=91276857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102023117022.8A Active DE102023117022B4 (en) | 2023-06-28 | 2023-06-28 | Method for controlling an electric drive train of a motor vehicle |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102023117022B4 (en) |
| WO (1) | WO2025002498A1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005061080A1 (en) | 2005-01-20 | 2006-07-27 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Damage detection method of clutch, involves determining friction power introduced into friction surfaces of components, by slippage between torque-transferring components |
| US7739005B1 (en) * | 2009-02-26 | 2010-06-15 | Tesla Motors, Inc. | Control system for an all-wheel drive electric vehicle |
| US20100222953A1 (en) * | 2009-01-29 | 2010-09-02 | Tesla Motors, Inc. | Dual Motor Drive and Control System for an Electric Vehicle |
| DE102019125949A1 (en) | 2019-09-26 | 2021-04-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Model-based method for determining the wear condition of a component |
| DE102021106302A1 (en) | 2020-04-08 | 2021-10-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for estimating a service life of components of a motor vehicle |
| DE102021203514A1 (en) * | 2021-04-09 | 2022-10-13 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for controlling a drive train of a motor vehicle |
| WO2023279130A1 (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-12 | Avl List Gmbh | Method and system for controlling one or two electically-driven axles having two electric motors |
| DE102021005149A1 (en) * | 2021-10-14 | 2023-04-20 | Mercedes-Benz Group AG | Method of operating an electric vehicle |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102021208388A1 (en) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | Siemens Mobility GmbH | Drive system for a rail vehicle |
-
2023
- 2023-06-28 DE DE102023117022.8A patent/DE102023117022B4/en active Active
-
2024
- 2024-05-15 WO PCT/DE2024/100446 patent/WO2025002498A1/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005061080A1 (en) | 2005-01-20 | 2006-07-27 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Damage detection method of clutch, involves determining friction power introduced into friction surfaces of components, by slippage between torque-transferring components |
| US20100222953A1 (en) * | 2009-01-29 | 2010-09-02 | Tesla Motors, Inc. | Dual Motor Drive and Control System for an Electric Vehicle |
| US7739005B1 (en) * | 2009-02-26 | 2010-06-15 | Tesla Motors, Inc. | Control system for an all-wheel drive electric vehicle |
| DE102019125949A1 (en) | 2019-09-26 | 2021-04-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Model-based method for determining the wear condition of a component |
| DE102021106302A1 (en) | 2020-04-08 | 2021-10-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for estimating a service life of components of a motor vehicle |
| DE102021203514A1 (en) * | 2021-04-09 | 2022-10-13 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for controlling a drive train of a motor vehicle |
| WO2023279130A1 (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-12 | Avl List Gmbh | Method and system for controlling one or two electically-driven axles having two electric motors |
| DE102021005149A1 (en) * | 2021-10-14 | 2023-04-20 | Mercedes-Benz Group AG | Method of operating an electric vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102023117022B4 (en) | 2025-08-14 |
| WO2025002498A1 (en) | 2025-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102012222650B4 (en) | Optimizing system performance using information related to the health condition | |
| DE102005052359B4 (en) | Control system for a power take-off clutch | |
| DE102016206765B4 (en) | Device and method for controlling a synchronous machine arranged in a vehicle | |
| DE102015000216A1 (en) | Method for controlling electric motors in serial hybrid vehicles or fully electric vehicles with at least two separately driven axles | |
| EP2173593A1 (en) | Hybrid vehicle | |
| WO2013071990A1 (en) | Method and device for controlling a hybrid drive train of a vehicle having a power take-off function | |
| EP3688691A1 (en) | Method for wear prediction and motor vehicle | |
| DE10336542A1 (en) | Performance determination for hybrid vehicles | |
| EP0796758B1 (en) | Traction unit of a vehicle, especially for city buses | |
| DE102011111912A1 (en) | Method for calculating temperature of oil in vehicle axle, particularly rear axle, involves computing heat flow in oil of engine of vehicle as function of engine torque and engine speed | |
| EP2631663A1 (en) | Method for continuously monitoring battery ageing | |
| EP2896530A2 (en) | Display device for a motor vehicle with electric propulsion | |
| DE102007014663B4 (en) | A method of estimating the power potential of the primary power source of a hybrid vehicle | |
| DE102023117022B4 (en) | Method for controlling an electric drive train of a motor vehicle | |
| EP3865357B1 (en) | Device for brake design | |
| DE102021112465A1 (en) | METHOD OF DETECTING AN ABNORMAL POINT OF AN IN-VEHICLE COMPONENT, SYSTEM FOR DETECTING THE ABNORMAL POINT OF AN IN-VEHICLE COMPONENT, DEVICE FOR DETECTING THE ABNORMOUS POINT OF AN IN-VEHICLE-IN-VEHICLE-IN-VEHICLE-IN-VEHICLE COMPONENT, A DEVICE FOR DRIVING IN-VEHICLE STEERING COMPONENTS, A DRIVING DEVICE FOR THE IN-VEHICLE STEERING COMPONENT | |
| DE102014214464A1 (en) | Method for determining the mass of a hybrid vehicle | |
| DE102019100323A1 (en) | Diagnosis of a backlash in the drive train | |
| DE102022100265A1 (en) | Method for determining a volumetric efficiency, hydraulic system of a motor vehicle drive train, hybrid module, control unit and computer program product | |
| DE102021209704A1 (en) | Model-based predictive control of a motor vehicle | |
| DE102007047825A1 (en) | Method for calculating the efficiency of an energy storage and use of the efficiency | |
| DE102019217590A1 (en) | Method for determining the degree of damage to a drum drive | |
| DE102017118892A1 (en) | Method for determining and adapting characteristic values of a friction clutch in a hybrid drive train | |
| DE102019206299A1 (en) | Method and device for operating a motor vehicle, motor vehicle | |
| DE102018211202A1 (en) | TORQUE TRANSMISSION DRIVE SYSTEM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division |