Antriebsstrangmanagement

Das Antriebsstrangmanagement koordiniert sämtliche Funktionen der Komponenten des Antriebsstrangs in Abhängigkeit vom Fahrerwunsch sowie den jeweiligen Betriebsbedingungen. Dem zu Grunde liegt eine Betriebsstrategie, die neben der primären Erfüllung der Fahrervorgaben auch Ziele, wie minimalen Kraftstoffverbrauch und Emissionen oder Komfortwünsche, verfolgt, unter Berücksichtigung diverser Bedingungen, wie die Einhaltung von Lebensdauervorgaben der Batterie. Die Betriebsstrategie koordiniert damit im Wesentlichen die elektrische Energieerzeugung sowie den elektrischen Energiekonsum, wobei in erster Linie das Zusammenspiel von Elektro- und Verbrennungsmotor geregelt wird. Durch das Vorhandensein von jeweils zwei Energiespeichern und Energiewandlern im Fahrzeug ist es möglich, den Verbrennungsmotor innerhalb gewisser Grenzen entkoppelt vom Wunschmoment des Fahrers zu betreiben. Die Betriebsstrategie des Hybridfahrzeugs nutzt diese Eigenschaft, um den Verbrennungsmotor, unter Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen, in möglichst verbrauchsgünstigen Betriebsbereichen zu halten, bei Erfüllung des Fahrerwunschs durch das Zusammenspiel der einzelnen Leistungskomponenten im Antriebsstrang. Randbedingungen sind dabei unter anderem die Einhaltung der Grenzen des Batterieladezustands (SOC = State of Charge), des Energiedurchsatzes durch die Batterie oder der zulässigen Temperaturbereiche von Elektromotor und Batterie. In die Betriebsstrategie werden auch Komfortwünsche miteinbezogen, um z. B. auch die Fahrzeuginnenraumheizung und Kühlung bestmöglich zu gewährleisten.

Abb. 5.1

zeigt schematisch eine Übersicht des Antriebsstrangmanagements. Neben der mechanischen Leistung zum Antrieb der Räder wird auch der thermische und elektrische Energiehaushalt geregelt. Dies umfasst das Hochvolt- und Niedervolt-Stromnetz, elektrische Verbraucher wie den Klimakompressor, die Lenkhilfepumpe und diverse Gebläse und Pumpen. Weitere Aufgaben des Antriebsstrangmanagements sind der Daten- und Informationsaustausch zwischen den einzelnen Systemen bzw. Steuergeräten und dem Fahrer (Kommunikation) sowie die Durchführung von verschiedenen Diagnosefunktionen. Der Austausch der Daten erfolgt in der Regel über mehrere Bussysteme [102], [103]. Im Bild eingezeichnet ist im Kommunikationsbereich das übergeordnete Hybridsteuergerät (HCU — Hybrid Control Unit). Dieses setzt die Betriebsstrategie um. Es ist antriebsstrangseitig mit den Steuergeräten für Verbrennungsmotor, Elektromotor, Getriebe, Batterie etc. verbunden und auf der Fahrerseite mit den verschiedenen Aus- und Eingabesystemen vernetzt.

Abb. 5.1.

Schematische Übersicht des Antriebsstrangmanagements [Quelle: K-net KFZ]