DE-102025116592-B3 - Verfahren zum Steuern von elektrischen Maschinen in einem Schlechtwirkungsgradbetrieb

Abstract

Offenbart ist ein Verfahren (20) zum Steuern von mindestens einer elektrischen Maschine (11) eines Fahrzeugs (100), wobei ein wirkungsgradoptimiertes Drehmomentkennfeld und ein vertrimmtes Drehmomentkennfeld von einem Pulswechselrichter (12) der elektrischen Maschine (11) ermittelt oder bereitgestellt (21) wird, wobei das wirkungsgradoptimierte Drehmomentkennfeld und das vertrimmte Drehmomentkennfeld von einem Steuergerät (22) empfangen und bei einer Ermittlung einer Betriebsstrategie der mindestens einen elektrischen Maschine (11) berücksichtigt (23) werden. Des Weiteren sind eine Anordnung (10) und ein Fahrzeug (100) offenbart.

Inventors

• Lukas Heil

Assignees

• AUDI AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20250430

Claims (8)

1. Verfahren (20) zum Steuern von mindestens einer elektrischen Maschine (11) eines Fahrzeugs (100), wobei ein wirkungsgradoptimiertes Drehmomentkennfeld und ein vertrimmtes Drehmomentkennfeld von einem Pulswechselrichter (12) der elektrischen Maschine (11) ermittelt oder bereitgestellt (21) werden, wobei das wirkungsgradoptimierte Drehmomentkennfeld und das vertrimmte Drehmomentkennfeld von einem Steuergerät (13) empfangen (22) und bei einer Ermittlung einer Betriebsstrategie der mindestens einen elektrischen Maschine (11) berücksichtigt (23) werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei im Rahmen der ermittelten Betriebsstrategie durch das Steuergerät (13) Steuerbefehle zum Ansteuern der mindestens einen elektrischen Maschine (11) durch den Pulswechselrichter (12) mit dem vertrimmten Drehmomentkennfeld erzeugt werden, wenn eine Wärmeerzeugung und/oder eine Steigerung eines Bremsmoments durch die mindestens eine elektrische Maschine (11) durch das Steuergerät (13) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , wobei vom Steuergerät (13) im Rahmen der ermittelten Betriebsstrategie ein Solldrehmoment anhand des wirkungsgradoptimierten Drehmomentkennfelds oder des vertrimmten Drehmomentkennfelds festgelegt und an den Pulswechselrichter (12) übermittelt (24) wird, wobei durch den Pulswechselrichter (12) das Solldrehmoment bei der mindestens einen elektrischen Maschine (11) eingestellt wird, wobei in einem Generatorbetrieb der mindestens einen elektrischen Maschine (11) durch einen Antrieb der mindestens einen elektrischen Maschine (11) gegen das eingestellte Solldrehmoment ein Strom erzeugt und durch den Pulswechselrichter (12) gemessen wird, wobei ein Solldrehmoment anhand des vertrimmten Drehmomentkennfelds eingestellt (25) wird, wenn der erzeugte Strom eine Stromgrenze überschreitet.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , wobei ein Umschalten von einem anhand des wirkungsgradoptimierten Drehmomentkennfelds (26) eingestellten Solldrehmoments auf ein anhand des vertrimmten Drehmomentkennfelds (25) eingestelltes Solldrehmoment durch den Pulswechselrichter (12) in Form einer Information an das Steuergerät (13) übermittelt (27) wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4 , wobei die Information (27) über das Verwenden des vertrimmten Drehmomentkennfelds von dem Steuergerät (13) bei der Ermittlung der Betriebsstrategie der mindestens einen elektrischen Maschine (11) berücksichtigt (28) wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei ein angefordertes Bremsmoment des Fahrzeugs (100) durch das Steuergerät (11) auf ein durch mindestens eine Reibbremse (14) erzeugtes Bremsmoment und auf ein durch mindestens eine in einen Generatorbetrieb geschalteten elektrischen Maschine (11) erzeugtes Bremsmoment verteilt wird, wobei durch das Steuergerät (13) ein Solldrehmoment an den Pulswechselrichter (12) zum Erzeugen des Bremsmoments durch die mindestens eine elektrische Maschine (11) übermittelt wird, durch welches ein durch die mindestens eine Reibbremse (14) erzeugtes Bremsmoment minimiert wird.
7. Anordnung (10), welche dazu eingerichtet ist, ein Verfahren (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen, wobei die Anordnung (10) mindestens eine elektrische Maschine (11), einen Pulswechselrichter (12) und ein Steuergerät (13) aufweist.
8. Fahrzeug (100), welches eine Anordnung (10) gemäß Anspruch 7 aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von mindestens einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung und ein Fahrzeug mit einer Anordnung. Der Wirkungsgrad von elektrischen Antrieben im Fahrzeug wird stetig mit einem hohen Aufwand optimiert. Hierdurch soll die Verlustleistung des elektrischen Antriebs reduziert werden. Mit Hilfe einer sogenannten Kennfeldvertrimmung können elektrische Antriebe bzw. Maschinen auch mit einer maximalen Verlustleistung betrieben werden, um beispielsweise Drehmomentgrenzen zu verändern. Der Betrieb mit maximaler Verlustleistung ist als ein sogenannter Schlechtwirkungsgradbetrieb bekannt. Auch kann durch die Kennfeldvertrimmung im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine eine erhöhe Verzögerung erzielt werden. Die Aktivierung dieses Betriebszustands der elektrischen Maschine für die erhöhte Verzögerung wird regulär innerhalb der Steuerung der elektrischen Maschine selbstständig auf Basis der Batteriestromgrenzen ausgewählt, ohne den Eingriff eines übergreifenden Steuergeräts. Eine weitere mögliche Aktivierung der Kennfeldvertrimmung ist mittels eines von außen vorgegebenen Betriebszustands bekannt. Der Pulswechselrichter sendet dabei die Drehmomentpotentiale an ein übergeordnetes Steuergerät. Die DE 10 2021 131 845 A1 beschreibt ein Verfahren zum situativen Erhöhen der voreingestellten elektrischen Kippmoment-Grenzwerte des Traktionsstrom-Wechselrichtermoduls. Durch ein Steuergerät wird eine Wechselrichter-Steuerungsstrategie auf der Grundlage einer Reihe von fahrzeugspezifischen Eingaben gewählt. In US 2023/0219426 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebs offenbart. Ein mögliches Drehmomentband des Antriebs wird durch Abweichungen von einem maximalen Wirkungsgrad des Antriebs erweitert. Auch die WO 2021/216228A1 beschreibt ein Verfahren zum Anpassen eines Drehmoments eines elektrischen Antriebs abweichend von einem Betrieb des Antriebs im maximalen Wirkungsgradbereich. In den bereits bekannten Lösungen hat das übergreifende Steuergerät keine Kenntnis über die möglichen Drehmomente der elektrischen Maschine im Rahmen des Schlechtwirkungsgradbetriebs. DE 103 01 531 A1 offenbart eine Einrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs. In Abhängigkeit von Anforderungen wird eine Drehmomentführungsgröße und eine Spannungsführungsgröße definiert, um die elektrische Maschine anzusteuern. DE 10 2011 119 207 A1 beschreibt ein Verfahren, um mindestens zwei Elektromotoren im Fahrzeug zu steuern. Die jeweiligen Elektromotoren werden im Rahmen eines festgelegten Sollstroms angesteuert, wobei geprüft wird, ob die Summe der Sollströme einen Grenzwert der Traktionsbatterie überschreitet. In DE 10 2022 104 909 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung und Anzeige eines Drehmoments eines elektrischen Antriebs beschrieben. Aus DE 10 2021 119 537 A1 ist ein Verfahren zum Ansteuern eines elektrischen Antriebssystems eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs während eines Rekuperationsvorgangs bekannt. DE 10 2016 207 183 A1 offenbart ein Verfahren und eine Steuervorrichtung zum Schalten eines Getriebes in einem Kraftfahrzeug. DE 10 2023 104 692 A1 beschreibt einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Fahrzeugs. Bei Bedarf kann die thermische Verlustleistung des Antriebsstrangs gezielt erhöht werden, um diese der Traktionsbatterie und/oder dem Fahrzeuginnenraum zuzuführen. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, durch welches der Schlechtwirkungsgradbetrieb einer elektrischen Maschine zur Entlastung einer Reibbremse eines Fahrzeugs genutzt wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Steuern von mindestens einer elektrischen Maschine eines Fahrzeugs, wobei ein wirkungsgradoptimiertes Drehmomentkennfeld und ein vertrimmtes Drehmomentkennfeld von einem Pulswechselrichter der elektrischen Maschine ermittelt oder bereitgestellt werden. Das wirkungsgradoptimierte Drehmomentkennfeld kann vom Pulswechselrichter dazu eingesetzt werden, die mindestens eine elektrische Maschine bei einem maximalen Wirkungsgrad zu betreiben. Das vertrimmte Drehmomentkennfeld weist beispielsweise Unstimmigkeiten bei der zeitlichen Ansteuerung der elektrischen Maschine auf. Durch die Ansteuerung der elektrischen Maschine basierend auf dem vertrimmten Drehmomentkennfeld kann die elektrische Maschine mit einer Beeinträchtigung des Wirkungsgrads betrieben werden. Die realisierten Drehmomente bei der Ansteuerung mit Hilfe des wirkungsgradoptimierten Drehmomentkennfelds und des vertrimmten Drehmomentkennfelds können einander gleichen, wobei durch die Verwendung des vertrimmten Drehmomentkennfelds e