Ein zentraler Aspekt eines Hybridantriebs ist der komfortable Wechsel zwischen rein elektrischem Fahren und dem verbrennungsmotorischen bzw. hybridischen Fahren. Für einen Hybridantrieb sind verschiedene Konfigurationen möglich: seriell, parallel, leistungsverzweigt oder eine Kombination dieser drei Grundvarianten. Im Rahmen der Entwicklung des Two-Mode-Hybrids, das ein mehrfachverzweigtes Hybridgetriebe ist, entwickeln General Motors, DaimlerChrysler und BMW gemeinsam im Hybrid Development Center modellbasierte Regelalgorithmen, die über reine verbrauchsarme Betriebsstrategien hinausgehen und u.a. einen komfortablen und leistungsstarken Anfahrvorgang garantieren. Die Hauptaufgabe des Reglers ist hierbei die Sicherstellung des vom Fahrer angeforderten Drehmomentes (im Rahmen der Möglichkeiten der Antriebsmaschinen), sowie das ruckarme Schließen der Kupplung. Im vorliegenden Beitrag soll ein Modellgestützter Prädiktiver Regler (MPR) vorgestellt werden, der diese Transition ausführt. Als Messgrößen stehen dem Regler die Winkelgeschwindigkeiten der beiden elektrischen Maschinen sowie die Radwinkelgeschwindigkeit zur Verfügung. Ein basierend auf Abschätzungen der Störeinflüsse durch Modellierungsungenauigkeiten entworfener Kalman-Filter nutzt diese Messwerte, um die Zustände des reglerinternen Fahrzeugmodells zu korrigieren. Als Stellgrößen werden die Sollmomente des Verbrennungsmotors sowie der elektrischen Maschinen genutzt, wobei die Momente von ICE und EM1 keine unabhängigen Stellgrößen sind, da sie lediglich in ihrer Summe auf den vorderen Antriebsstrangteil einwirken. Der Regler verfolgt zwei, im Wesentlichen unabhängige Regelungsziele. Zum einen soll die Differenzdrehzahl zwischen den Antriebsstrangteilen schnell reduziert werden und zum anderen muss der Momentenwunsch des Fahrers umgesetzt werden. Durch die Verfügbarkeit zweier unabhängiger Stellgrößen können diese beiden Ziele, ohne eine pareto-optimale Kompromisslösung, getrennt voneinander erreicht werden. Zu diesem Zweck sind zwei MPR (Modellgestützten Prädiktiven Regelung) in die Regelungsstruktur integriert worden. Durch eine explizite Störgrößenbeobachtung konnte ein robustes Reglerverhalten demonstriert werden, welches auch unter stark variierenden Systembedingungen eine sichere und die gestellten Ansprüche erfüllende Transition gewährleistet. Ähnliche Algorithmen lassen sich unter Änderung der Kinematik im Two-Mode-Hybrid einsetzen.

    Hybrid electric vehicles increasingly gain importance mainly due to the potential fuel saving but also because of the additional agility achieved by the increased peak torques during boosting. An important aspect of a hybrid architecture is the transition between pure electric and hybrid operation, which is exemplarily investigated for a parallel configuration. A clutch which separates the engine from the rest of the drivetrain is to be controlled, whereas its engagement process must not reduce the driving comfort. A noticeable jerk or an interruption of the drive torque cannot be tolerated. Special attention was given to the robustness of the controller, since the transition has to be carried out reliably and comfortably under varying vehicle properties and drive conditions.


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    Title :

    Robuste modellgestützte prädiktive Kupplungsregelung für ein Hybridfahrzeug


    Additional title:

    Robust model predictive clutch control for a hybrid electric vehicle


    Contributors:
    Beck, R. (author) / Hoffmann, K. (author) / Bollig, A. (author) / Abel, D. (author) / Saenger Zetina, S. (author) / Braun, H. (author) / Scholt, T. (author) / Neiss, K. (author)


    Publication date :

    2006


    Size :

    30 Seiten, 6 Bilder, 7 Quellen




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




    Robuste Modellpradiktive Kupplungsregelung fur ein Hybridfahrzeug

    Beck, R. / Hoffmann, K. / Bollig, A. et al. | British Library Conference Proceedings | 2006



    Modellgestutzte Pradiktive Regelung zur Fahrzeugquerfuhrung mittels Lenk- und radselektiven Bremseingriffen

    Katriniok, A. / Yuan, J. / Abel, D. et al. | British Library Conference Proceedings | 2011



    Hybridfahrzeug, Steuerungsverfahren für Hybridfahrzeug, und Steuerung für Hybridfahrzeug

    INOUE TOSHIO / FUSHIKI SHUNSUKE / HONDA TOMOAKI et al. | European Patent Office | 2016

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